GPS-RTK结合南方CASS软件在道路设计断面复测中的运用--中国期刊网

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GPS-RTK结合南方CASS软件在道路设计断面复测中的运用

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：余先茂

[导读] 摘要：本文主要通过介绍GPS-RTK技术结合南方CASS软件在道路设计断面测量方面的运用及方法，为在困难地带的设计断面复测提供一种相对简便的方法，有一定的指导意义。

        中铁八局昆明铁路建设有限公司云南昆明 650000
        摘要：本文主要通过介绍GPS-RTK技术结合南方CASS软件在道路设计断面测量方面的运用及方法，为在困难地带的设计断面复测提供一种相对简便的方法，有一定的指导意义。
        关键词：GPS-RTK，南方CASS软件、断面、里程文件
        1 引言
        随着基础设施建设的飞速发展并经一步完善，为节约土地资源，尤其是在铁路和高速公路建设当中，为尽量避开村庄和农田区域，线路大多处在地势起伏较大的山区或丘陵地带，而施工单位在进场施工前，为确认设计工程量的正确性，必须对设计断面进行复核，尤其是在通视条件较差的情况下，采用传统的断面测量的方法下这必然是一个很大的工作量。
        随着测绘技术的快速发展，GPS-RTK技术凭借其：不受到地形、气候、季节等诸多因素的影响以及作业速度快，不受能见度低, 通视条件差的影响依旧能够正常工作；定位精度相对较高, 测量得到的数据安全可靠而且测站之间不需要通视,或者是由于地形繁杂、遮挡严重而造成的通视困难地区，GPS-RTK能够迅速的、高精度定位；使用较少的测量人员就可以完成测量任务, 定位效率高, 综合效果突出。GPS接收机只需一个人进行操作, 在待测点等待1～2秒就可以测量得到测点的坐标,野外工作效率高、内业方面方便计算机进行数据处理, 节约了时间和人力等得到了广泛的运用。在GPS-RTK采集数据后，将数据导入到南方CASS软件中，通过其断面数据编辑功能，最终能很方便的得到任意横断面原始地面线，进而能确定实测的填挖方量以确认设计量的正确与否。
        2 GPS-RTK断面数据的采集
        断面数据采集是测量垂直于线路中线方向的地面起伏情况，并按一定比例绘制成横断面图。传统的断面测量方法主要有：水准仪视距法，经纬仪视距法和全站仪坐标法这三种。这三种方法都有相当大的局限性，都必须在地形条件相对简单通视效果较为良好的情况下进行。而GPS-RTK测量可轻松的解决这些难题，GPS-RTK技术作业区域内的站点之间不需要通视。天气条件对GPS-RTK构不成影响，可全天候进行工作而不必考虑白天还是晚上。关于测设精度方面，使用RTK技术，点位精度可以及时的显示，而且放样每一根中桩时，测点精度大抵相同，不存在累计误差，基本大体上达到了测量精度的均匀分布。
        GPS-RTK测量系统主要分为基准站和流动站两部分，基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（ X, Y, Z）；基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS-84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的三维坐标（X,Y,Z），这个过程称做GPS-RTK定位过程。在原始地面线数据采集当中通常是采用1个基准站加多个流动站对整个测区的原始地面数据进行采集。在采集数据过程中无需严格在断面方向上进行采集，只需采集原始地面的特征点即可，这样就无需对一整个整个的断面逐一进行采集，只需根据实际的地形自由划分区域对地面特征点进行采集。数据采集完毕后将其导出，以备南方CASS软件进行进一步的处理。
        3 利用南方CASS软件建立断面原始数据
        利用南方CASS软件建立断面原始数据文件须分两步进行。

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        3.1原始数据的编辑及地形图的生成
        把由GPS-RTK测得的数据编辑成CASS软件能够数据文件，数据文件扩展名为“DAT”，数据文件格式如下：
        1点点名(或点号),1点编码,1点Y(东)坐标,1点X(北)坐标,1点高程(Ｈ)
        … …
        N点点名(或点号), N点编码, N点Y(东)坐标,Ｎ点X(北)坐标, N点高程(Ｈ)
        坐标数据文件内每一行代表一个点;每个点(X,Y,H)的单位均为m;编码可以为横断面的序号,也可以为空,其后的逗号也不能省略;所有的逗号不能在全角方式下输入。
        数据格式文件编辑完成后将数据导入到CASS软件中，根据实际需要选择等高距，绘制等高线。
        3.2生成断面里程文件
        在进行里程文件的生成之前，应根据设计断面里程要求绘制断面方向线，断面方向线必须遵从从线路侧左侧开始至线路侧右侧结束的原则。在断面方向线绘制结束完毕之后即可进行里程文件的生成，在每个里程文件的生成之前必须弄清楚断面方向线的起点离线路中点的距离，以便确定断面方向线的起点里程。在CASS软件中选择菜单栏中的【工程应用】→【生成里程文件】→【由等高线生成】命令点击所需要的断面方向线，然后确定断面方向线的起点偏距，最终得到扩展名为“.hdm”的里程文件，采用这种方法得到的里程把横断面以中心桩分为两侧,左侧偏距为负,右侧偏距为正,其具体格如下:
        BEGIN,断面里程
        第一点偏距,第一点高程
        第二点偏距,第二点高程
        … …
        第N点偏距,第N点高程
        4 地面线的绘制
        打开设计CAD断面文件，找到相对应的里程，将CASS软件生成的里程文件中的（偏距，高程）数据复制，绘制多段线，根据设计断面的上标注的偏距和高程，找到多段线起点端在设计断面图上所对应的位置，并将其拖到相对应的设计断面图上，最终将实测地面线绘制完毕。实测地面线绘制完毕后就可采用平均断面法将实测填挖方量计算出并与实测量作比较以确定设计量的正确与否。
        5 结束语
        笔者已通过多个工程对此种方法进行了检验，实践证明采用GPS-RTK结合南方CASS软件在设计断面的复测中，尤其是在地形较为复杂的区域确实取得了方便快捷的成效，节省了大量的人力和物力成本，缩短了工期，同时保证了成果的准确性，为今后的设计断面复测提供了可靠的依据。
        参考文献
        [1]李昌根，廉光日. 利用南方CASS绘制断面图的几种方法 [J].延吉: 地矿测绘 2008,24(2)：39～41.
        [2]谢刚生,等.数字化地形地籍成图系统CASS参考手册[Ｍ].广州:南方测绘仪器有限公司,2013.