GPS-RTK技术在道路横断面测量中的应用

本科学生毕业论文GPS-RTK技术在道路横断面测量中的应用系部名称：专业班级：学生姓名：指导教师：职称：二○一五年五月摘要本论文主要研究了全球定位系统GPS-RTK技术及南方CASS地形图成图软件和纬地公路设计软件联合用于公路断面测量的方内容，提出了利用上述硬件和软件结合进行内外业一体化的公路断面测量方法。论文简要介绍了GPS系统的组成、主要工作特点以及在公路工程中的应用现状；论述了GPS-RTK的工作原理、外业测量的过程、以及在公路工程断面测量中应用的优势；论文介绍了南方CASS地形图成图软件地表模型的建立和等高线的绘制方法、纬地公路设计软件的线路设计和数模建立以及断面图绘制的方法。论文通过庄盖高速公路2标段的断面测量实例，验证了文中提出的利用GPS-RTK及南方CASS软件和纬地软件相结合的一体化公路断面测量的方法，实践证明，该方法是可行的，达到了提高效率和自动化程度的目的，断面数据精度也得到了提高，为快速进行断面测量和地面土方计算提供了解决方案。论文还论述了GPS-RTK与常规水准仪相结合，解决现状测区高程拟合的问题。关键词:GPS-RTK；公路断面测量；GPS控制网；南方CASS；纬地软件ABSTRACTThispaperisaGlobalPositioningSystem(GPS)forthemeasurementofthecontentofhighwayprojects,themainresearchwillbetheGlobalPositioningSystem(GPS)RTKtechnologyfortheroadsectionsurvey,andwithlatitudeintheSouthCASSsoftwareandgraphicswithintheindustrytocalculateEarthwork.AnoutlineoftheGPSsystem,thecompositionofthemainfeaturesandthestatusofhighwayengineering;discussestheGPS-RTKcross-sectionmeasurementintheapplicationofhighwayengineeringadvantages;fromthebasicprincipleofGPSpositioning,detailedanalysisoftheGPS-RTKsurveyingoutsidetheprocess:systematicstudyoflatitudeintheSouthCASSwithsoftwareuse.PaperswithCASSandlatitudetothesouthofsoftwareuse,comprehensivestudyoftheroadGPSRTKoperationmodeofthecharacteristicsofmeasurementandtheapplicationofGPSRTKtechnologyroadmeasurements(includingroadsurface,profile,crosssection)theentireprocess,andhighlightsSouthCASScombiningwiththelatitudetotheprocessofdrawingcross-sectionandearthworkcalculations.GPSRTKpaperdiscussesthecombinationwithconventionalwaterleveltosolvespecificengineeringproblems,CASSandthelatitudeoftheSouthproposedtocombinetheconceptdrawing,savingtime.Keywords：GPS-RTK；Roadsectionsurvey；GPSControlNetwork；SouthCASS；Hintsoft目录第1章绪论............................................................11.1GPS原理及其应用......................................................11.2GPS卫星定位技术的发展................................................41.3RTK技术在道路测量中的应用及优缺点...................................51.3.1RTK技术在道路测量中的应用..........................................51.3.2RTK技术在道路测量中的优缺点........................................61.4影响RTK成果精度的因素...............................................71.5GPS展望与我国的北斗卫星导航系统......................................8第2章GPS-RTK测量相关概念..........................................92.1RTK技术的基本原理....................................................92.2RTK线路测量的设计与实施..............................................92.2.1方案设计............................................................92.2.2外业实施...........................................................102.3WGS-84坐标系和我国常用坐标系.......................................102.3.1测量常用的坐标系统.................................................102.3.2GPS定位成果的坐标转换...............................错误!未定义书签。第3章公路断面测量..................................................163.1公路断面测量的现状...................................................163.2传统公路断面测量方法与现测量方法的比较及实际应用.....................183.2.1传统公路断面测量方法与流程.........................................183.2.2现公路断面测量方法与流程...........................................193.2.3传统公路断面测量方法与现测量方法的比较.............................193.2.4GPS-RTK在公路断面测量中的实际应用................................20第4章GPS-RTK在公路断面测量中的应用............................224.1GPS-RTK技术测量断面的原理..........................................224.2GPS-RTK断面测量的外业实施..........................................234.3GPS-RTK断面测量内业数据处理........................................234.3.1内业数据处理的几种软件.............................................234.3.2数据导入和预处理...................................................244.3.3公路主线线形设计...................................................264.3.4数模的建立与应用...................................................304.3.5绘制断面图.........................................................294.4小结.................................................................324.4.1关于生成文件.......................................................324.4.2纵断面设计时应注意的问题...........................................33第5章结论...........................................................345.1GPS-RTK在断面测量中一体化的优势.....................................34参考文献...............................................................35致谢....................................................................36黑龙江工程学院成人教育学院本科生毕业论文1第1章绪论1.1GPS原理及其应用GPS是全球定位系统是（globalpositioningsystem）的英文缩写，是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航定位系统。GPS卫星定位测量是利用GPS系统解决大地测量的一项空间技术。它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用，在物探测量工作中广泛普及及应用。对于物理点的放样已经不再仅仅是采用测角和量距，而是借助GPS导航卫星信号来确定地面点的准确位置。GPS卫星定位系统由3部分组成：空间部分、地面监控部分和用户接收设备部分。其中GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。此外,还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS卫星产生两组电码,一组称为C/A码(Coarse/AcquisitionCode11023MHz);一组称为P码(ProciseCode10123MHz),P码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/A码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站