0-61407--浅谈公路带状测绘及精度评定方法

'浅谈公路带状测绘及精度评定方法摘要：近年来，随着测绘技术在理论以及实践中的不断进步以及全国城镇化水平的稳健发展，人们对于视觉效果以及精度提出了更高的要求，对于公路带状控制测量以及精度的控制也顺理成章成为当今社会的热点话题。笔者主要对当前进行建设规划的公路带状数字化控制测量以及数字化采集设计进行初步分析和探讨，主要探讨当前比较流行的基于GPS定位系统的控制测量方法，同时建立相应的三维数字地形图以及地面模型，为进一步优化公路带状控制测量，提高测绘精度提供参考。关键词：公路；带状测绘；精度；GPS控制测量；数字化采集随着我国工程建设以及市政府规划的需要，公路交通不断膨胀，局部路段已逐渐走向饱和，公路的改建以及扩建成为当前公路发展与建设中水深火热的问题。依赖于如何进行有效的带状公路控制测量，野外数据的采集，数字化图形的生成以达到精度的要求等一系列的问题接踵而至。笔者就目前比较流行的GPS定位系统在公路控制测量的广泛应用进行分层描述，就其用于带状公路测量，作业流程展开讨论，包括野外数据的采集，数据处理，图像获取以及精度评定等过程进行规整，从而进一步介导其走向成熟。1.高精度GPS-RTK三维路基对于数据的获取作业流程带状公路的控制测量是一项复杂，繁重而又对精度要求很高的工作，其目的在于为城市以及工程不同比例尺的工程地图，从而实现安全与精确的生产与生活。在GPS没有普及到控制测量这一领域，人们主要依赖于测绘仪，经纬仪等仪器进行小范围的局部测量，其精度受到人们的质疑，并且耗费的人力物力资源比较多，在高等级公路的控制测量中经常会遇到山丘，密林等复杂的地形，在某些特殊的情况下会出现公路设计路线与居民住宅交叉的情况。基于通视困难以及频繁的搬站这些情况，在公路带状控制测量中笔者推荐使用基于GPS的卫星定位系统。GPS系统测量即全球定位系统，其很多用途已众所周知，通过提供连续高精度全天候的三维实时定位。依赖于载波相位的转变，实现空间，地面以及用户三者之间的相互通信，最终实现动态定位技术。1.1收集测区控制点资料，布局网络，选择控制点 在作业之前，应该对测区控制点的资料进行收集，主要是基于对控制点坐标，等级，坐标系，网络性质的考虑。虽然GPS对于通视条件无特殊的要求，但为了结果的准确，在对公路进行控制测量时，尽量选择通视条件比较好的点，点与点之间不必达到通视的效果，但是前提是，每个点存在两个方向可以通视。在实施放样测量之前，应该对原始控制点进行分析，同时结合测区的地理位置，对整个测区进行合理的布局与划分，使得控制点在不同的测区区段分布较为均匀。同时应该对系统的参数进行设置，如卫星高度角，定义要求配置集。在对监控网进行布设时，由于铁路公路等本身线性的特点，使得其在纵向上长达几百公里，而横向范围较狭窄，因此，利用所有的控制点来统一拟合所有测区的做法是不科学的，高程异常变化的复杂化会对最终拟合的精度带来考验，在此笔者建议采取人工分段的做法，将整个现状路段划分为不同的测区，对于每一个测段，分别求出相应的转换参数。在对监控网进行布设时，为了控制带状测绘的误差达到标准，保险一点的做法是依据分布点的分布形式对监控网的网形进行整体设计。控制点数量没有硬性的规定，但是由于本次测量为带状测区，因此，控制点的数量最好选择在大于4的范围内。采用流动台跟踪机跟踪GPS卫星信号，并结合OTF方法求解载波相位模糊度。软件由GPS接收设备自带，能够快速对流动站的三维坐标通过高斯投影进行坐标转换，同时对解算的结果以及精度加以显示，笔者接触的带状公路测量软件通常采用的是Leica一步法[1]。1.2数据野外放样采集，处理及其方法通过各个地区相应的卫星预报，选择最好的观测时间，正确的输入线路设计的坐标体系以及各项参数，做好数据的初始化工作。在控制测量的过程中，时刻对质量控制因子以及系统工作状态予以监视。在求坐标转换参数时，选择均匀的控制点，采用GPS静态测量技术，分段求解各段坐标转换参数，数据的处理依赖于各公司提供的平差软件，通过基本的基线解算算法以及相应的数学模型对得到的数据进行相应的预处理，算出基准向量，并对基线进行质量分析，对初始得到的数据进行特征选择与特征提取，从而分流出各种符合要求的文件信息，为计算平差这个阶段做好相应的数据支持。然后利用坐标变换在选定的城市坐标下进行高斯投影，从而使得预处理阶段获得的数据标准化。按照此过程循序渐进，当整个测量结束时，还应该对带状不同测区的外部观测数据质量进行及时的检核以及评价，如果基线质量或者精度为达到设计阶段要求，可以考虑重新选择控制点或者重新划分测区进行布网控制测量。在采集数据阶段，应当注意的是，在流动站开始工作之前，在另一个已知点上做校核观察，在核查没有问题的情况下，再进行控制测量，在观察数分钟的基础上才可以进行数据的采集工作[2]。 1.3内业处理绘图当数据采集以及处理过程结束之后，工作人员负责将数据带回，再结合当前流行的CAD或者MapGIS技术制作出此次项目测量所要得到的各种地图，如带状数字地图，数字横断面图以及带状地面模型图[3]。1.4放样结果精度评价GPS在带状公路控制测量中存在广泛的应用，能够避免传统人工以及机械设备不准确的问题，但是对于其在碎步测量中的应用，仍然受到一定的质疑。GPS在带状公路测绘时，依赖于卫星系统载波相位的转变，因此，为了得到精确的效果，GPS点应该设置在电磁波以及卫星通信不受干扰的地方，应该选择地势位置较高且比较空旷的位置，从而保证流动信号的散射率较低。由于RTK放样结果的精度除了依赖于基准控制点以及带状测区的划分等因素的影响之外，还依赖于坐标系统之间坐标误差的转换，信号接收误差以及模糊度解算算法等误差的影响，因此在实际的放样工作中，应该将放样过程与对GPS控制点比测过程进行同步，不断的调试，直到各点位之间不存在误差的累计，满足项目设计初期，带状公路精度要求为止[4]。2.GPS用于带状公路检测的技术优势利用常规的方法（如导线测量，三角测量）进行带状公路测绘时，其测量的范围是有限的，由于公路本身纵向范围涉及的范围比较广，因此有很多常规测量方法无法达到的地方。民事，工业以及军用控制点的交叉混杂对系统之间的兼容性提出了新的考验，同时，测控点完成的时期大多在上世纪50年代，现代格局发生了变化，以前的控制点未必适用于现在，如果还是以传统的方式来对公路进行测控，会发生精度误差，传统方式对于控制点，要求必须通视，GPS系统并没有此类苛刻的要求，而且传统方法，人为以及设备的因素对于最终结果的准确性影响也是很大的。GPS公路测绘技术仅仅依赖与一个人背着仪器在碎步点短暂的停留几秒钟，输入相应的特征密码，将得到的数据带回工作室，并依赖于专业化的数据分析以及绘图软件即可分析以及产生结果，自动化程度高，结果准确，不存在维数灾难，整个过程是比较简洁的，星座布置一旦完成，便可进行24小时全天监控。3.结语 在当前，GPS技术的发展已经到了一个全新的阶段，操作简便，整体来讲可以产生大的经济效益，达到较高的精度。在带状公路测量时，GPS排除了各个控制点通视的约束，布点灵活，实时动态的监控，满足了对于土地状况进行整合的现实性。GPS技术是现代化信息科技技术的结晶，其自身的不断发展与改良会进一步推动公路测量乃至整个控制测量技术的变革，由其引领的摇杆以及地理信息综合应用系统，必将为我国“数字中国”以及“数字地球”的建设埋下伏笔。在未来几年之内，GPS连续观测基站将会遍布中国，实现随时随地实时测量，并最终以高精度高效率服务于控制测量，成为一种便捷的公路测量科学工具服务于人民。参考文献：[1]孔祥元郭际明.控制测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2007.6[2]陈振波刘健.全球定位系统在地形控制测量相关技术中的使用[J].城市建设，2011(3)，368-368[3]戴隆华马学良闻洪峰.GPS在带状控制测量应用中一些相关问题的探讨[J].测绘与空间地理信息，2010(6)，38-39[4]张晓斌.应用RTK技术的图根控制测量及精度分析研究[J].科技资讯，2010(4),28-28'