GPS定位技术在山区高速公路平面控制测量中的应用分析研发(Word版).doc

GPS定位技术在山区高速公路平面控制测量中的应用研究（Word版） (提示：此文是本人从百度文库下载，原文为PDF格式) 摘要 GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统，在测量领域得到了广泛应用。以洪西高速公路为例，阐述在地形复杂的LJ『区进行GPS控制测量时，坐标系统的选择、控制网的布设、数据采集和数据处理的方法，对从事山区公路测量的测绘人员有一定的借鉴意义。 关 键 词：GPS；控制点；平面控制测量；基线；平差 目录 摘要 1 目录 2 0 引 言 3 1 工程概况 3 2 坐标系统的选择 4 3 平面控制网的布设 5 3．1 平面控制网等级的确定 5 3．2 控制网点的布设 6 4 GPS数据采集 7 5 GPS数据处理 8 5．1 路线平面控制网的数据处理 9 5．1．1基线解算 9 5．1．2 控制网平差 10 5．1．3 精度分析 11 5．2 构造物平面控制网数据处理 12 6 结论与建议 12 参考文献： 14 0 引 言 GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统，在测量领域得到了广泛应用 。国内外专家学者研究表明，应用IGS精密星历和高精度数据处理软件处理数据，中短边相对中误差优于 1．4×10 -7，长边相对中误差优于1．8×10 -9。但在树木丛生的山岭重丘区，GPS接收信号将受到一定程度的影响，如何利用GPS技术建立高精度的控制网，就成为测绘工作者研究的内容。笔者以洪酉高速公路为例，阐述在地形复杂的山区采用GPS定位技术进行控制测量时，坐标系统的选择、控制网的布设、数据采集和数据处理的方法，对从事山区公路测量的测绘人员有一定的借鉴意义。 1 工程概况 洪安至酉阳高速公路位于重庆市秀山县和酉阳县境内，属山岭区高速公路，地形地质条件复杂，初步设计里程长87．6km，有54座大桥和10座隧道，其中老虎山、平阳盖、葡萄山3个特长隧道均在3km以上，桥梁和隧道总长度超过31．4km，已超过路线总长的1／3。考虑到本测区地形比较复杂、植被较厚、树木较多以及通视较困难的特点，同时GPS测量具有点与点问不要求通视，相对定位精度高，能全天候作业、速度快以及从数据采集、数据处理到数据分析全过程易于实现 自动化等优点，因此本项目采用GPS定位技术进行平面控制测量(因该地区重力异常较大 故高程控制采用三角高程测量方法)，现就GPS测量技术在山区高速公路平面控制测量中的应用进行说明。 2 坐标系统的选择 在进行平面控制测量之前，首先应确定其平面直角坐标系，以保证测区内投影长度变形值小于2．5cm／km^2 。在海拔高度小于 160m的平坦地区，由于高程归化引起的长度变形值小于2．5cm／km，所以控制网长度变形只需考虑高斯正形投影就可以了。但在山岭重丘区，由于地形起伏较大，海拔较高，不仅高斯正形投影引起的长度变形可能会超限，而且高程归化引起的长度变形也会超限，因此在山区进行控制测量，选择适宜的坐标系统，对于提高勘测成果精度，减少繁琐的数据计算，显得尤为重要。根据规范要求和山区特点，结合山区经纬度、平均高程等因素，按照下列方法选择坐标系： 当勘测路线距离国家统一的3°带中央子午线较近时，可建立投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3°带平面直角坐标系 。 当勘测路线偏离国家统一的3°带中央子午线较远时，可采用： 投影于抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系 。 投影于参考椭球面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系 。 当采用一个投影带不能满足要求时，可分为几个投影带，但投影分带位置不能选择在大型构造物处 。 当勘测路线较短或独立的工点如桥梁、隧道工程控制网建立时，可直接把局部地球表面作为平面建立假设平而直角坐标系。 洪酉高速公路项 目最远处经度为109°16′，距统一的高斯正形投影3。带中央子午线约 140km，若采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系，根据式(1)可知，投影长度变形最大为0．241m／km，远远超出了限差要求。又由于该测区平均海拔高度为400m，根据式(2)可知，高程归化引起控制网边长缩短0．062m／km 利用高程归化和高斯正形投影对于控制网边长的影响为前者缩短和后者伸长的特点，存在着两者抵偿的地带，为使测区投影长度变形值符合规范要求，经过反复推算，选择以东经 109°20′为中央子午线，投影面高度为400m，很好地解决观测值长度变形问题，保证投影误差不会影响控制网的精度 。高斯正形投影和高程归化长度变形计算公式如下： △S=S×Y2／(2×R2) （1） △D=D(1一R／(H+R)) （2） 式中，△S为长度增加值；S为参考椭球体上的边长；Y为测距边两端点平均横坐标；△D为长度缩短值；D为经仪器加