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铁路勘察GPSRTK测量工作细则一般规定坐标系GPS测量采用WGS-84大地坐标系
(2)当GPSRTK作业按要求需提供1954年北京坐标系坐标或其它坐标系坐标时,应通过坐标转换求得WGS-84大地坐标系与1954年北京坐标系或其它坐标系的转换参数,可根据需要使用全国或局部地区的联测数据,通过不同的转换数学模型求得GPS定位获取的测点大地高转换为1985国家高程基准的高程所需的GPS点高程异常值,可通个联测高程已知点,用适当的数学模型推求
5.
1.2准备工作
(1)技术准备了解任务来源、作业用途及测区概况2)收集测区的既有测量资料,特别是了解测区是否做过GPS静态控制测量,如有应尽量收集GPS控制测量资料3)收集测区的已知点资料•,包括高等级平面控制点和高程控制点成果资料及坐标高程系统4)收集测区的地形图资料5)组织学习有关《规范》、《细则》及《技术设计鹏》6)对所收集的资料进行分析研究,结合作业用途,确定资料的可靠程度和利用价值,并提出处理意见7)根据测区内已知点分布情况、地形情况以及GPS静态测量情况,制定外业作业方案、计划和安全措施
(2)仪器准备1)根据制定的外业作业方案领取GPS接收机及各种RTK部件,并对仪器设备按规定进行全面检验,包括
①一般检视;
②通电检验;1)项目文件;2)输出的所有成果数据;3)点校正原始数据及坐标转换参数;4)线路放样定线报告;5)技术总结
5.
5.2资料上交GPSRTK测量任务完成后,应上交下列资料
(1)各种已知点资料和地形图资料;
(2)外业观测成果及其电子文件;
(3)外业观测数据光盘,包括651中的所有数据项目;
(4)接收设备及其它仪器的检验资料;
(5)外业观测数据质量分析及野外检核资料;
(6)技术总结和成果验收报告;
(7)上交资料清单
③试测检验一般检视的项目有接收机、天线、电台及手持式控制器的外观是否良好;各种部件及其附件是否齐全、完好;需紧固的部件是否有松动和脱落;
④对中杆是否弯曲3)通电检验前应使联接电缆正确接合,电瓶联接电台时应保证电源正负极连接正确通电检验内容包括通电后有关信号灯、按键、显示系统以及仪表工作是否正常4)一般检视和通电检验完成后,应在不同距离处进行GPSRTK试测,试测时应注意的项目有
①基准站电台发射是否正常;
②流动站在不同距离处是否能够接收到基准站电台信号;
③流动站能否在较短时间内获得初始化;
④多个流动站测量同一个点时坐标成果是否在限差内;
⑤控制器工作是否正常
5.
1.3点校正及坐标转换参数的求解
(1)在收集到测区的GPS静态控制网测量数据或测区GPS控制点的WGS-84坐标和地方坐标的条件下,可直接利用GPS数据后处理软件(如TGO)或GPS控制器(如TrimbleTSC1或TSCe)内部软件进行点校正来求解坐标转换参数
(2)在只收集到测区内控制点的地方坐标的条件下,可采用野外现场点校正的方法来求取坐标转换参数基准站的WGS-84坐标在整个GPSRTK作业过程中必须是唯一的,即基准站的单点定位值只能求取一次
(3)在测区内没有控制点或控制点间的精度不能满足要求时,需要进行GPS静态控制测量,目的在于获取基准站成果并求取WGS-84坐标系和工程独立坐标系间的转换关系1)GPS控制网的选点、布网、观测及数据处理必须遵守铁道部现行《铁路工程卫星定位测量规范》观测等级、点间距离及布网形式应根据作业用途和技术设计书制定2)在进行GPS静态控制测量时,作为基准站点间的空间距离应根据用途而定,进行放线(样)测量应控制在3〜5公里之内,其它用途可控制在5〜10公里之内3)在GPS静态控制测量中,应分别计算公共点的地方坐标和WGS-84坐标
(4)在进行点校正时,根据公共点的平面高程精度,公共点可用于平面高程转换计算,也可只用于平面或高程转换计算
(5)基准转换参数可利用GPS数据后处理软件(如TGO)求解,也可利用GPS控制器(如TrimbleTSCl或TSCe)中的点校正功能求解
(6)基准转换参数的求解应使用至少三个平面公共点和四个高程公共点,且公共点应在测区内分布均匀,公共点间的连线尽量控制整个测区,避免外推降低转换精度
(7)基准转换参数的求解应分段进行,特别对于高程转换参数,测段长度最好不超过10公里,困难时不超过20公里
(8)在进行基准转换参数的求解时,应选择正确的椭球参数、投影方式和基准转换方法
(9)椭球参数的选择应根据实际情况,对于国家坐标系,如1954年北京坐标系,应选择克拉索夫斯基椭球
(10)由于国家坐标和工程独立坐标采用的是高斯投影方式,而GPS商业软件和GPS控制器中没有高斯投影方式,因此选择与高斯投影最相近的横轴墨卡托投影(TransverseMercator)方式,横轴墨卡托投影仅在投影的尺度上与高斯投影有小的差异,可通过公共点校正过来
(11)基准转换方法采用三参数法在使用了基准转换参数后,在控制点工程独立坐标和GPS获得坐标间还存在差别,这些差别还要使用辅助校正来减小,辅助校正包括平面和高程平差改正,平面和高程平差改正参数与基准转换参数可同时求得
(12)基准转换参数求解完成后,应在每个GPS控制器上设置转换参数每个GPS控制器上设置的转换参数必须一致
(13)对于工程独立坐标系,如果不知道投影和基准转换参数,可定义Noprojection/Nodatum此时椭球参数自动选择为WGS-84椭球,三参数基准转换为零
(14)提供不同的数据时,点校正输出项目见下表表
6.
1.3点校正输出内容GPSRTK作业要求GPSRTK基准站设置1)基准站的选择基准站应安置在天空比较开阔的地方,应该能够看到高度角13以上的天空基准站应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),其距离不小于400m;远离高压输电线,其距离不得小于200m
③基准站附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体,并尽量避开大面积水域基准站的WGS-84坐标的精度高低对RTK测量来说很重要每10m的坐标误差可导致基线每公里1mm的误差2)基准站的WGS-84坐标可通过以下方法获得基准站设于WGS-84坐标已知点上;如果测区进行过GPS控制测量,可以从先前的控制测量中获得;如果知道工程独立坐标的投影关系及与WGS-84坐标的转换参数,可输入投影、坐标转换参数及基准站工程独立坐标,GPS控制器可自动转换为WGS-84坐标;利用基准站接收机观测几个小时,通过后处理软件求解该点的WGS-84坐标;
⑤使用实时单点定位值,这个值可能有5〜10m的误差在本单位的作业中,我们在进行RTK测量前,该测区通常已进行了GPS控制测量,基准站的WGS-84坐标可通过第
②、第
③种方法获得对于后两种方法,为了求得坐标转换参数和减弱单点定位值的不利影响,必须进行现场点校正3)基准站的架设在实时测量开始前,必须保证电台天线已和电台相连,否则电台可能被烧坏使用12V汽车电瓶给电台供电,打开电台电源开关前应仔细查看电源正负极是否接错,正负极接错会烧坏电台连接GPS控制器到基准站接收机建立项R、选择坐标系统,选取测量模式为RTK选取天线类型、电台类型、电台频率,设置基准坐标,选取天线高测量方式天线高应在天线的不同方向各量取一次,两次量高之差不应大于2mm取平均值作为天线高基准站观测结束再量取天线高一次,并与观测前天线高相比较,较差不应大于3mm若超限,应查明原因,提出处理意见记入测量手簿记事栏观测员要细心操作,静置和观测期间防止接收设备和发射设备震动,更不得移动,要防止人员和其它物体碰动天线或阻挡信号
⑥雷雨季节架设GPS天线和电台发射天线时要注意防雷击;雷雨过境时应暂时关机停止观测,并卸下GPS天线和电台发射天线GPSRTK流动站设置1)流动站的电台采用内置接收电台,电台频率应调整与基准站一致2)根据测量用途及技术设计书要求,在GPS控制器上设定精度指标、测量点性质(地形点、连续点、校正点、放样点等),并根据测量点性质设定观测次数、观测时间、时间和距离间隔等GPSRTK作业1)为了达到厘米级的测量精度,流动站在进行测量前要进行初始化,初始化的方法有已知点、新点、OTF三种,Trimble4700
(5700)接收机可采用OTF方式,即在运动中实现初始化初始化时要求同步观测到5颗以上卫星,当卫星数下降到4颗以下时,应重新进行初始化2)当基准站搬站时,流动站必须结束测量,等基准站在另一站点观测发射数据后,再启动流动站接收机进行RTK测量否则流动站不能识别基准站位置,会出现错误数据3)每个GPSRTK观测点均要正确输入点号、代码、天线高、测高方式4)流动站上出现长时间数据链丢失或连续出现数据链丢失时,若周围无任何干扰源,应及时与基准站联系,查看电台电源情况数据处理
(1)观测当天必须将外业数据传输至GPS数据处理软件(如TGO)中,并输出每个点的成果到当天建立的子目录下输出项目包括1)每个点的三维坐标;2)每个点的平面高程精度;3)每个放样点的放样偏差(若为铁(道)路放线,放样偏差为横向偏差和纵向偏差)
(2)GPS数据处理软件(如TGO)中的目录名取为工程名\测段号,每天建立的子目录取名方法为工程名测段号\日期
(3)每天观测的数据应在GPS数据处理软件(如TGO)中认真检核分析,特别对于插上警告红旗的数据应重点分析,并提出处理意见检查
(1)在GPSRTK作业全过程中,应严格遵守ISO9001的标准要求,坚持在作业员自检的基础上进行各级复核检查,生产过程中的各种质量检查记录都应保存
(2)各测段结束后,检查员或技术负责人应及时分析总结作业过程中出现的问题和处理情况,并作出质量评价,签署姓名、日期
(3)作业告一段落或结束前,应选取工作量的5%进行自查,并分析自查结果技术总结
(1)GPSRTK测量任务完成后,应对作业方法、新技术应用、成果质量等进行分析研究和总结
(2)技术总结应符合下列要求1)概述部分应包括
①任务来源,测区已有测量情况,项目名称,施测目的和基本精度要求;测区范围与位置,自然地理条件,气候特点,交通及电讯、电源等情况;施测单位,施测起讫时间,作业人员情况,组织概况和完成情况;工作量与工日及定额计算;
⑤采用的基准、系统、投影方法、起算数据的来源;
⑥利用既有资料情况2)技术部分应包括
①作业技术依据;
②设备类型与数量以及检验情况;观测方法要点及野外作业发生与存在问题的说明,特殊问题的处理,推广应用新技术和新方法的经验教训;野外数据检核,起算数据情况和数据处理内容、方法及软件情况;保证和提高质量的主要措施,成果质量和精度的统计、分析与评价;
⑥上交成果尚存问题和需说明的其它问题;
⑦对作业方法和技术指标的改进意见和建议3附图、附表应包括
①任务概况图;
②利用既有资料清单;
③成果质量统计表;
④上交资料清单
5.2GPSRTK中线测量本节内容只适用于与改建铁路并行或增建二线基准站宜设于已知平面、高程控制点上,求解基准转换参数时,公共点平面残差应控制在
1.5cm以内,高程残差应控制在3cm以内如超限,应分析原因,剔除误差较大的点后重新解算如果残差普遍偏大,应检查公共点间的相对精度是否满足要求,求解转换参数的测段划分是否过长放线作业前,所有流动站应对已知点进行测量并存储,平面互差应小于2cm高程互差应小于4cm若超限,应检查对中杆是否弯曲、水准气泡是否完好准确以及流动站参数设置是否正确重新设置参考站后,应对最后两个中线桩进行复测并记录,平面互差应小于7cm高程互差应小于5cm中桩放样坐标与设计坐标较差不应大于5cm526GPSRTK定测放线前,应进行线路定线数据设置可一次把整条铁路的数据输入到GPS控制器中,放线时只需输入桩号对于TrimbleGPS接收机来说,线路定线数据设置可采取两种方法进行1利用TrimbleGeomaticsOffice软件进行设置定线数据设置方式可采用积木法和交点参数法,积木法即将线路看成由一个个首尾相接的独立线形构成,依次输入各段直线、缓和曲线、圆曲线参数交点参数法即由连接各个交点的直线构成线路的总体走向,直线间由缓和曲线和圆曲线相连,依次输入交点坐标及缓和曲线和圆曲线参数由于积木法计算误差要积累,首先应考虑采用交点参数法设置定线数据1建立一个项目,项目模板选取RoadLinkTemplate;2建立一条线路,在线路设计表格内输入各项线路要素,此线路可直观地在屏幕上显示出来,根据图形及数据进行编辑修改后保存该线路;3经复核验证后通过数据电缆把保存的线路数据传输入GPS控制器中2直接在Trimble控制器中输入各项线路要素定线数据设置方式只能采用积木法1)在Trimble控制器屏幕上选择“输入”菜单;2)选择“道路”子菜单;3)输入线路的各项要素,即依次输入各段直线、缓和曲线、圆曲线参数在进行GPSRTK放线作业前,流动站必须完成初始化在进行放线作业时,要正确输入设计点号或桩号,根据控制器上显示的当前杆位到设计点位的方位角和平距,并结合图形方式显示的当前杆位和设计点的相关位置,进行导向和导距待移到设计点位附近,便可根据提示向前(后)、向左(右)及填(挖)高移动杆位当活动图示上双圆形点(设计点位)与十字交叉点(杆点)重合,并且显示的点位差值达到5cm以内时,在杆位打桩,并回到测量屏观测记录,点位理论位置与实测位置差应控制在5cm以内流动站在中桩上的测量时间应大于10秒,并且控制器屏幕上显示的平面精度应小于3cm高程精度应小于5cmGPSRTK横断面测量本节内容不适用于既有铁路路肩以内或路堑侧沟平台以内的横断面测量基准站宜设于已知平面、高程控制点上基准站间距以5~10公里为宜在进行GPSRTK横断面测量前,流动站必须完成初始化测量过程中按横断面位置输入里程桩号及左右侧断面长度,即可沿指示方向测出横断面上的各个点的坐标高程流动站在测量点上的测量时间应大于5秒,并且控制器屏幕上显示的平面精度应小于10cm高程精度应小于20cmo横断面的绘制应根据测得的横断面上各个点的坐标高程,在室内计算绘图航测外控点测量和数字化测图航测外控点测量
(1)基准站宜设于已知平面、高程控制点上基准站间距以5〜10公里为宜
(2)在测区没有GPS控制点和导线点的情况下,应采用GPS静态测量方法按四等及以上GPS网要求建立GPS控制网,每5~10公里布设一个GPS控制点
(3)采用点校正功能求解基准转换参数,公共点平面残差应控制在5cm以内,高程残差应控制在10cm以内,如超限,应分析原因,剔除误差较大的点后重新解算如果残差普遍偏大,应考虑公共点间的相对精度是否满足要求,求解转换参数的测段划分是否过长
(4)在各个GPS控制器中设置相同的坐标系统参数和基准转换参数
(5)在进行GPSRTK测量作业前,流动站必须完成初始化
(6)在航测外控点测量过程中,为避免接收不到基准站电台信号或不能完成初始化,可采用GPSRTK加后处理模式,基准站在向流动站发射动态数据的过程中,以设定的采样间隔(5秒)记录观测数据,当流动站能够完成初始化时作GPSRTK测量,否则转换为快速静态测量
(7)当采用GPSRTK测量航测外控点时,流动站在航测外控点上的测量时间应大于2分钟,并且控制器上显示的平面精度应小于5cm高程精度应小于10cm数字化测图
(1)求解转换参数的高等级控制点应均匀分布于测区周围,且数量不少于4个
(2)数据采集开始前,宜检测1个以上不低于图根点精度的已知点平面较差不应大于图上
0.2mm高程较差不应大于1/5基本等高距
(3)GPSRTK进行数字化测图时,可根据测图比例尺的精度要求在GPS控制器上设置精度指标,在测量过程中当点的精度满足精度指标时控制器会提示存储信息,然后按提示存储测量点成果
(4)采用GPSRTK进行连续地形点测量时,可设置存储时间间隔或距离间隔当时间或距离到达且点的精度满足精度指标时,仪器自动记录地形点的成果数据
(5)当测图比例尺小于或等于12000时,可把GPS天线安置在测量背包上,并在不同方向量取天线高,两次量高之差不应大于2cm取平均值作为天线高测图比例尺大于12000时必须使用测量杆
(6)在测量记录各个点时,应输入测量点的属性(点号、代码),必要时现场绘制草图,标明点的连接关系
(7)每天测量结束后应及时把观测数据传输入GPS数据处理软件(如TGO)中,进行图层、代码等的编辑,然后按AutoCAD的dwg格式或Microstation的dgn格式输出,再在AutoCAD或Microstation环境中进行图形编辑资料整理与上交资料整理
(1)当GPSRTK外业工作告一段落或结束前,应对所有资料进行全面的整理、检查发现问题应在现场解决
(2)所有外业观测记录数据、点校正成果数据、路线定线要素数据等均应整理打印并刻光盘保存,具体数据项目包括:投影基准转换校正输出有有平面和高程改正有无基准转换参数,平面和高程改正无有横轴墨卡托投影,平面和高程改正无无横轴墨卡托投影,零基准转换,平面和高程改正。