道路线型三维坐标数据处理测设

【摘 要 】在公路建设施工中,需要对道路线型进行实地勘测,并将实际勘测到的数据采用新型开发的软件进行处理,实现全方位的道路线型三维坐标一体化放样.本文介绍利用计算机软件对于道路线型的勘测、数据处理和测设.

【关 键 词 】道路勘测,测设,数据处理,软件

在道路建设中,要保证公路上的车辆行驶安全且舒适,就要设计出合适的道路线型.当今时代,设计道路线型采用的是计算机软件处理技术,早先通过RTK对道路进行实地勘测,后来采用了新型的CASS7.0软件,并将CASS7.0创设的点位坐标测设文件上传给全站仪,再次进行各个点位的坐标测设,解决实际的道路工程建设问题.

一、RTK中线测量

(一)基本原理

RTK技术又名实施动态测量技术,是从GPS测量技术中发展出的新型技术,采用基准站的GPS接收机对所有能够勘测到的卫星进行实时观测,并采用无线设备将数据传递给接收站,接收数据的工作人员便可以通过定位原理实时确定用户的三维坐标,为公路铁路勘测都带来了很大的便利.

(二)测量内容和方法

道路线型测量的主要内容就是测出道路中心线的具体坐标,具体包括放线、中线测设和中桩高程测量等等,线路测量工作在整个道路建设的过程中从始至终都是存在的,是非常重要的工作,而中线测设就是重中之重了,施工前就应该先做好设计勘测.

道路的轴线测设一般采用的是坐标法,然后再参考道路的具体等级对中桩进行加密.道路直线的位置可以采用经纬仪穿线或是钢尺量距的方法进行测设,道路的曲线部分则要采用偏角法进行测设.伴随着全球定位技术的发展完善,实际的道路建设工程中已经采用的RTK技术.

(三)测设方法

1.数据准备

随着高科技的发展,勘测数据的方法有最开始的纸上定位逐渐发展成了利用电子地图定线的方法,根据定线的线性获得数据,有效提高了精准度.将初步定位的数据输入到GPS手簿中,启动文件,选择输入模式,然后将线路中直线河曲线的控制点资料分类输入.例如,输入曲线信息就包括了：起点坐标、终点坐标、半径和左偏.

2.现场工作

（1）选取基准站.基站点的选取要选择开阔、方便安装设备的较高位置上,保证观测工作能够顺利进行,结果准确可靠,周围尽量避免有障碍物,同时为了防止电磁场的干扰,还要减少大面积积水或是干扰信号.

（2）基准站的操作.放置好GPS接收机,将之与手簿和电台等设备连接起来,打开手簿,按照要求设置有关参数,返回测量界面,启动基准站的接收机,再输入基准站的坐标,就可以完成操作了.

（3）流动站的操作.流动站的接收机和天线以及手簿连接好后,正常启动RTK测量,设定好参数后,就能正常进行测量了.

（4）点校正.将测得的已知点的坐标利用原有的数据进行校正,数目要大于等于三个.测量中我们可以采用自动校正模式,即将流动站放在已知点,测出测量值后直接就可以校正了.

（5）中线测设.采用RTK技术进行中线测设,利用的是该技术能够测设两点直线和直线与曲线的里程放样以及坐标放样功能,里程间距要设定为25米进行放样.根据RTK流动站的仪器提示移动接收机到达理论点位,测出放样电的坐标,记录到手簿中.

（6）数据输出.将手簿与计算机连接起来,输出测得的数据,然后进行整理,打印出成果,并比较理论值和实际值的差别,若是差别过大应及时调整施工方案.RTK技术的应用令道路实地勘测工作方便了很多,通过电子地图的运用也能有效解决特殊工点的需要了.除了线路测量以外还能在其他方面应用,例如地形图中的控制测量、房地产测量中的控制测量等,能够有效节约人力物力.

二、CASS7.0线型坐标数据处理测设

虽然RTK技术的应用有效的方便了中线测设,但是RTK技术需要大量的实测数据而且不间断的工作,累积起来会积累较大的误差,时间也会比较长,但是道路施工需要尽量缩短工期,最好在施工开始时就能将全部路段的中线都测设出来,速度快,精度高.所以,专家学者们开发出了CASS7.0软件进行中线测设,有效提高效率.

(一)曲线中线点位坐标数据生成

1、生成坐标数据文件.首先,在CASS7.0软件中输入测设路段的起点终点以及交点的坐标,绘制出路线中线,然后,标出路线转角,并将单位修改为角度模式,随后,绘制出平曲线并生成中线中的主店和细部点坐标的数据文件.这里需要注意,我国的公路建设标准规范要求汽车在圆曲线上行驶时,所受到的横向力不能让汽车脱离行驶轨道乃至翻车,要设计出能令汽车安全、舒适、稳定行驶的道路线型,因此再设计时要将汽车行驶的限速考虑进来.另外,在执行软件操作时,有时可能需要修改数据,手工修改更方便快捷一些,这时就要选择手工修改.

2、边线点坐标的数据添加和点编辑.CASS7.0软件并不能单独生成细部点的坐标文件,但是可以和计算机中的CAD软件结合起来生成坐标文件.

3、坐标数据文件中的坐标互换.编辑好的坐标数据中的格式与全站仪要求的坐标格式是相反的,需要将所有的细部点的X/Y坐标互换,可以利用计算机中的Word和Excel或是文本编辑器进行修改.

4、将CASS中的边点三维坐标传到全站仪中.利用数据电缆类的连接线将计算机的端口和全站仪连接起来,按照系统提示设置全站仪的参数,选定一个空的文件保存数据,再由全站仪将数据传送出去.

(二)全站仪三维坐标放样

全站仪在进行线放样时利用的是极坐标,采用两个已知点控制点进行放样.放样时先将测站点和后视点的坐标输入,然后调出事先存好的放样点坐标,利用极坐标程序计算,便可求出设计点的坐标值了.此外,考虑到施工现场瞬息万变,测设的时候可能出现相邻导线并不能互相通视,需要临时增加导线点,将曲线上的各个桩点逐个定出来,然后在进行测设工作.

结语

道路线型的测设方法近年来已经有了很多种方法,单是数据处理的软件就包括了很多,一代一发出的道路线型测设方法的工作效率越来越高,精度也越来越高了,为道路建设施工解决了线型勘测的问题,有效节约了人力物力.