GPS—RTK与全站仪在道路工程测量中的应用比较

GPS—RTK与全站仪在道路工程测量中的应用比较
横断面复测比较
横断面复测的主要目的是计算填方、挖方土石量、核实工程量等。下面以K14+540断面为例加以探讨。
3．1．1 GPS—RTK测量
1)测量方法
将设计中桩坐标传输入RTK手簿后，行至K14+540里程工程便道附近，使用中海达RTK手簿HD POWER软件的“点放样”功能放样出K14+540中桩位置后实测该点高程并记录，再使用中海达RTK手簿HD POWER软件的“交点法定线”程序确定横断面左侧延长线方向，并实测记录路线中地形变换点的点位坐标，横断面右侧路线
断面测量同左侧。
2)内业处理方法
内业软件使用南方CASS7．1 for2004版，依次点击菜单栏中绘图处理、展野外测量点点号，将RTK测量所得的点位坐标展绘到c勰s图上，再依次点击菜单栏中工程应用＼绘制断面图、根据已知坐标，提取刚刚展绘的坐标点，程序自动生成断面图。
3．1．2全站仪法一(极坐标法)
1)测量方法
出测前先将K14+540附近的成对控制点A17，A16坐标及其他中桩坐标一并传输入全站仪中，在A17处架设全站仪，设置测站点、定向点、仪器高度、棱镜高度、棱镜常数、温度、气压等信息，使用A16点定向无误后，进入放样程序后调取K14+540点及其他点位坐标并放样，在放样点位做好标记。再将仪器迁站架设到K14+540处，重复测站设置工作，此时为了确定断面方向宜使用该断面临近点位如K14+560进行0。定向(因断面间距为20 m，故忽略断面中心点落在曲线上的情况，将断面与中心线夹角统一定义为90。)后，再将仪器旋转90。及270。分别对横断面左幅、右幅进行断面变换点坐标测量并自动记录坐标值。
2)内业处理方法同GPS—RTK方法。
3．1．3 全站仪法二(只测量高程、距离)
1)测量方法
在事先RTK已经放得的逐桩中桩点位架设仪器，设置测站高度(高程已测得)、仪器高度、棱镜高度等参数，再利用临近的中桩点位定向(定向原则同全站仪方法
一)，再将仪器旋转90。及270。分jlJtJx寸横断面左幅、右幅进行断面变换点距离、高程的测量并记录在观测手簿上，格式为“±距离，高程”。
2)内业处理方法
将实测距离、高程值手动录入为母．hdm文件，打开CASS 7．1，依次点击菜单栏中工程应用＼绘制断面图、根据里程文件，提取刚刚录入的事．hdm文件，程序自动生成断面图。
3．1．4比较
全站仪法一受限于逐桩进行放样、逐桩进行测站设置(点号、高程)、定向等因素，此方法还存在测站定向误差、放样误差等因素；全站仪法二受限于逐桩设置仪器高度、定向、人工记录数据、内业人工录入成果等因素。同时受施工现场复杂地形影响(便道填筑高度、施工机械停放位

置、清表垃圾堆积等)会出现断面观测不通视的情况。
3．2坡脚线放样比较
坡脚线放样的主要目的是控制路基路面宽度、控制各层(碎石土、基层、片石、结构层、面层等)的高度。本例仍以K14+540断面为例。
1)GPS—RTK测量方法(如图l所示)：使用中海达RTK手簿HD POWER软件“交点法定线”程序在断面OA延长线上大于设计路面OA长度的大至位置B处，实测该点位高程，利用曰点实测高程与A点路面设计高程计算高程差值。线路中线
图1 GPS—RTK测量示意图
△曲，按照1：1．5的坡度比计算出C点水平距离增量&ac，B点高程对应的距离在RTK测量结果中能够直接显示，再计算理论坡脚c点与实测曰点的放样距离偏差
Abc后按距离偏差值重新放样，直至确定D点坡脚的实际位置和高程，并定桩。其过程大致为实测一自动计算一实测一自动计算。
2)全站仪法：在控制点上架设仪器，设置测站、定向结束后，先使用CASIO 4800计算器的XY一2程序计算出A点的坐标，再在全站仪中录入A点坐标并使用全站仪的放样功能放样出0点、A点位置，再按照OA的延长线方向任意测得8点的高程，再利用日点实测高程与A点路面设计高程计算高程差值Aab，按照l：1．5的坡度比计算出c点水平距离增量Aac，B点高程对应的距离可使用全站仪自带的对边测量程序测得，再计算理论坡脚c点与实测曰点的放样距离偏差△6c后按距离偏差值重新放样，直至确定D点坡脚的实际位置和高程，并定桩。其过程大致为人工计算一放样一实测高程一实测距离一人工计算一实测，反复2—3次人工计算、实测过程。
3)比较：全站仪法受限于反复人工计算、全站仪数据录入、放样，放样速度慢等因素。
3．3桥桩放样比较
本段落所述内容为本次工程中的个性问题，但也是在控制测量中普遍存在的共性问题，望能引起读者注意。万方数据
GPS—RTK与全站仪在道路工程测量中的应用比较181本次首级控制网受工程路线走向、红线占地范围外多为大面积农用大棚、点位选择空间小等因素的影响，网形为自西北至东南向的窄带状，网图效果不好。本次首级控制中采用E级控制加密，静态观测时间为l h，测得点位最大中误差0．001 5 m，最小边长相对中误差为1：444 135，最大边长相对中误差为l：8 011 555，满足规范要求，平均边长300 m，边长相对中误差为1：23 081，限差为1：20 000，最大边长相对中误差为1：l 931 426，最大同步环闭合差A8一A9一B2闭合环为14．87 ppm，限差为15 ppm，最弱点点位为B2，最弱点平面中误差为0．017 9，满足规范要求。A8，A9，B2三点的精度虽满足了规范要求但网形接近了线形并且限差也接近规范l临界值，又因K16+600至K17+100

路段的小渔村大桥在A8，A9，B2三点控制范围内，
为提高小渔村大桥的施工精度，笔者使用两台全站仪分别在A8，A9两点设站，均使用B2定向分别对小渔村大桥共计20个承台的近100个桥桩进行了桥桩桩位放样测量，并比对了同一桥桩的两个放样点点位偏差，效果不理想，最大偏差达到了近7 cm，平均偏差为4．2 cm，不能满足桥桩放样的施工规范要求。为了提高小渔村大桥的施工精度，重新对控制网进行了局部控制加密，为了提高网图质量又加测了B7点，后重新解算A8，A9，B2坐标，此次解算精度较高，基线最弱边相对中误差为l：135 491，最弱点平面中误差为0．001 l，并核对了原坐标、新坐标坐标偏差，比较见表l。
表l原坐标与新坐标坐标偏差比较表
从表l中新旧两套坐标比较结果可看出y值的偏差较大，分析得出受整个控制网网形及整体平差解算的影响，局部地区的控制精度略微出现偏差是合理的，但是针
对该区域要建造500 m长的大桥，工程测量精度必须要提高一个等级。现使用新坐标采取如上的同样方式重新对各个桥桩进行放样，同时RTK基站架设在距小渔村大桥
2．5 km处的高等级控制点上，使用RTK也对同一桥桩进行放样，两台全站仪一台RTK对同一桥桩的放样偏差90％以上的偏差均在l cm以内，比对放样结果很理想。
综上所述，在长距离带状首级控制测量中，最弱边的精度问题还是比较突出的，尤其是对局部工程的测量精度影响较大，而全站仪的测量精度又溯源于首级控制的网形布控方法、观测方法、解算精度等因素，故全站仪进行放样时受限较大而RTK基站合理的架设、RTK长距离差分测量能避免类似事情发生，且完全能够满足控制范围内的任意局部测量精度。