GPSRTK下過江隧道測(cè)圖研究

1、GPSRTK下過江隧道測(cè)圖研究 摘要:過江隧道測(cè)圖包括1500陸上地形測(cè)量和隧道穿越的水下地形測(cè)量。陸上地形測(cè)量采用GPSTK或全站儀全野外數(shù)據(jù)采集，水下地形測(cè)量采用GPSTK配合測(cè)深儀進(jìn)展全野外數(shù)據(jù)采集。本文以珠海市十字門過江隧道工程為背景，介紹了過江隧道1500地形圖成圖方法，特別是水下地形測(cè)量的方法和應(yīng)用，建立了完好的技術(shù)流程，得到符合精度要求的十字門過江隧道測(cè)繪成果數(shù)據(jù)，可為GPSTK配合測(cè)深儀的無人船在水下地形地貌測(cè)繪、航道測(cè)量、水下地質(zhì)勘探等領(lǐng)域應(yīng)用提供理論和理論參考。關(guān)鍵詞:GPSTK;無人船;過江隧道;水下地形測(cè)繪0引言隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的開展，過江隧道建立越來越普遍。目前，過江隧道

2、一般有3種施工方法:鉆爆法、沉管法和盾構(gòu)法。而在過江隧道施工之前，需要獲得符合設(shè)計(jì)要求的測(cè)量成果，包括1500陸上地形測(cè)量和隧道穿越的水下地形測(cè)量。陸上地形測(cè)量采用GPSTK或全站儀全野外數(shù)據(jù)采集，隧道穿越的水下地形測(cè)量采用水位減水深的傳統(tǒng)測(cè)量方法或GPSTK減水深這一簡(jiǎn)易水下地形測(cè)量方法。水下地形測(cè)量最常用的就是GPSTK配合測(cè)深儀進(jìn)展全野外數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航，按航行等間隔 采集三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)處理采用CASS70成圖軟件進(jìn)展編輯成圖，文件格式保存為DWG;格式。本文以珠海市十字門過江隧道工程為背景，介紹了過江隧道1500地形圖成圖方法，特別是水下地形測(cè)量的方法和應(yīng)用，建立了完好的技術(shù)

3、流程，得到了符合精度要求的測(cè)繪成果數(shù)據(jù)。1過江隧道測(cè)圖的內(nèi)容過江隧道測(cè)圖包括E級(jí)GPS控制點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量、圖根控制測(cè)量、線路測(cè)量、縱橫斷面測(cè)量、1500陸上地形測(cè)量和水下地形測(cè)量。在用GPSTK進(jìn)展水下地形測(cè)量時(shí)，可參照作業(yè)期間的GPS播送星歷預(yù)報(bào)資料，以制訂詳細(xì)的GPS作業(yè)方案。使用無人船搭載測(cè)深儀、定位系統(tǒng)和采集軟件進(jìn)展測(cè)量具有方便、效率高、平安性能高等特點(diǎn)，測(cè)深儀換能器的安裝如圖1所示，無人船一體化調(diào)查系統(tǒng)組成如圖2所示。2基于GPSTK的過江隧道測(cè)量21工程背景。十字門隧道工程工程位于珠海市香洲區(qū)，北接南灣大道、會(huì)展四路，穿越馬騮洲水道后接容粵路道。由于南灣大道至?xí)顾穆返叵鲁擒壵谑?/p>

4、工，馬騮洲水道浪大船多，給測(cè)量工作的開展帶來一定的困難。為及時(shí)理解盾構(gòu)推進(jìn)過程中江底的變化情況，確保平安穿越，需對(duì)過江隧道進(jìn)展水下地形測(cè)量。22E級(jí)GPS點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量均勻布設(shè)滿足本工程所需的E級(jí)GPS控制網(wǎng)，共布設(shè)新點(diǎn)9個(gè)，與測(cè)區(qū)附近上述GPS點(diǎn)組本錢測(cè)區(qū)根本平面控制網(wǎng)，并進(jìn)展基線解算、糾偏、三維無約束平差、精度評(píng)定和二維約束平差。23根本高程控制測(cè)量。水準(zhǔn)測(cè)量采用中絲讀數(shù)法，直讀間隔 ，觀測(cè)順序?yàn)楹蠛笄扒?。四等水?zhǔn)測(cè)量觀測(cè)以及各項(xiàng)技術(shù)要求執(zhí)行?國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)?，精度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。24圖根控制測(cè)量。在E級(jí)GPS點(diǎn)的根底上，采用GPSTK直接進(jìn)展圖根控制點(diǎn)測(cè)量。圖根點(diǎn)的密度以滿足測(cè)圖

5、需要為原那么，一整幅圖在平坦開闊地區(qū)一般要有23個(gè)圖根點(diǎn)。3十字門隧道1500地形圖測(cè)繪31陸上地形測(cè)繪。陸地上地形測(cè)量數(shù)據(jù)采集利用全站儀按極坐標(biāo)法進(jìn)展觀測(cè)，將測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)及屬性存貯在全站儀內(nèi)存中，或利用動(dòng)態(tài)TK直接進(jìn)展測(cè)量，把數(shù)據(jù)存在手簿中。測(cè)點(diǎn)屬性根據(jù)數(shù)字測(cè)圖中地形圖分層分色表編制的外業(yè)代碼表進(jìn)展輸入，并在測(cè)站上繪制草圖，將測(cè)點(diǎn)的連接關(guān)系、主要的地形、地貌表示清楚。內(nèi)業(yè)采用數(shù)字測(cè)圖數(shù)據(jù)處理軟件將外業(yè)所采集的測(cè)點(diǎn)調(diào)入CASS軟件中進(jìn)展內(nèi)業(yè)編輯，然后根據(jù)草圖編輯未測(cè)繪完好的地物，相應(yīng)的地物表示為相應(yīng)的線型和對(duì)應(yīng)的層色。32水下地形測(cè)量。321測(cè)前準(zhǔn)備工作。1)主測(cè)深線的布設(shè)作業(yè)前，根據(jù)測(cè)區(qū)作業(yè)范

6、圍，先在CAD繪圖軟件上進(jìn)展測(cè)深線布設(shè)，測(cè)深線那么垂直于海岸線方向進(jìn)展布設(shè)。測(cè)深線間隔距為圖上1520mm，然后把測(cè)深線導(dǎo)入測(cè)深儀導(dǎo)航軟件內(nèi)，進(jìn)展水下地形測(cè)量。2)解轉(zhuǎn)換參數(shù)在開場(chǎng)觀測(cè)前先對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)展點(diǎn)校正，以求出WGS84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。校正時(shí)采樣GPSE級(jí)控制點(diǎn)，校正點(diǎn)分布于測(cè)區(qū)周圍。3)作業(yè)方案的制定水下地形測(cè)量有別于地面測(cè)量，作業(yè)前和作業(yè)過程中搜集有關(guān)測(cè)區(qū)的天氣和海面風(fēng)浪預(yù)報(bào)資料，并進(jìn)展GPS星歷預(yù)報(bào)，選擇氣象條件較好的天氣和GPS衛(wèi)星信號(hào)較好的時(shí)段進(jìn)展觀測(cè)，制訂科學(xué)、合理的作業(yè)方案。322外業(yè)數(shù)據(jù)采集。1)GPS基準(zhǔn)站、流動(dòng)站設(shè)置及TK測(cè)量精度的校正GPS基準(zhǔn)站(岸

7、臺(tái))位置我們選在河堤的中間進(jìn)展架設(shè)，要求視野開闊，避開強(qiáng)磁或點(diǎn)信號(hào)的干擾;避開對(duì)電磁波有強(qiáng)烈反射影響的物體。GPS流動(dòng)站設(shè)在船臺(tái)上，測(cè)深儀主機(jī)通過連接線與GPS接收機(jī)及天線相連，在測(cè)深儀測(cè)量軟件中，正確輸入當(dāng)?shù)豔GS84坐標(biāo)系與所采用當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。GPS接收機(jī)天線與測(cè)深儀換能器固定安裝在同一垂線上，并保持垂直。這樣GPS天線與測(cè)深儀換能器的平面、垂直間隔 為一固定值，有效地解決了由于負(fù)載、航速、航向、水流、風(fēng)力等影響而造成的測(cè)量船吃水變化帶來的誤差。為保證GPSTK測(cè)量精度，每天作業(yè)前，利用已求得的測(cè)區(qū)4參數(shù)，測(cè)量23個(gè)控制點(diǎn)，當(dāng)測(cè)量平面和高程誤差均小于5cm時(shí)，方可進(jìn)展作業(yè)。2)測(cè)深

8、儀的安裝與測(cè)深改正換能器安裝部位選擇在距測(cè)量船船首的1/31/2船長(zhǎng)處，換能器放入水中的深度在連接桿長(zhǎng)度允許的深度前提下，盡可能放的深一些，大致在0512m范圍內(nèi)。使用回聲測(cè)深儀測(cè)深時(shí)，對(duì)測(cè)深儀進(jìn)展測(cè)量深度校準(zhǔn)，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)水深為015m，因此，采用校對(duì)法校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)水深均大于5m，深度校準(zhǔn)限差應(yīng)小于等于005m。測(cè)區(qū)內(nèi)水深均小于20m，聲速對(duì)測(cè)深精度影響不大。3)水下地形測(cè)量數(shù)據(jù)采集上述準(zhǔn)備工作和儀器校正工作完成后，測(cè)深儀主機(jī)放在駕駛倉(cāng)中，通過數(shù)據(jù)線與轉(zhuǎn)換器相連，利用測(cè)深儀隨機(jī)海洋測(cè)量軟件，把GPS接到測(cè)深儀后面的串口(COM1或COM2)后，正確設(shè)置好換能器吃水深度、GPS天線中心到水面間隔

9、 、聲速等各類參數(shù)，進(jìn)展水上測(cè)量作業(yè)，測(cè)深861測(cè)繪與空間地理信息2021年軟件獲取水深值由測(cè)量軟件直接調(diào)用，水深和定位到達(dá)了同步。測(cè)深期間船速、航向變化或船體明顯傾斜時(shí)，進(jìn)展動(dòng)態(tài)吃水變化的測(cè)量。323數(shù)據(jù)后處理1)動(dòng)態(tài)吃水和測(cè)深儀改正準(zhǔn)備建立動(dòng)態(tài)吃水改正數(shù)和測(cè)深儀改正數(shù)表深度必需要覆蓋測(cè)區(qū)的最大和最小水深，速度表必需要覆蓋測(cè)量時(shí)的最大10節(jié)/s和3節(jié)/s。2)原始采集水深取樣執(zhí)行水深采集取樣;模塊，出現(xiàn)水深編輯圖，翻開原始水深文件，根據(jù)測(cè)量實(shí)際情況對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)展編輯，以進(jìn)展各類改正并刪除粗差。3)數(shù)據(jù)綜合改正輸出運(yùn)行數(shù)據(jù)綜合改正輸出;模塊，根據(jù)需要選擇數(shù)據(jù)格式，經(jīng)處理生成的文件進(jìn)展改正輸出，選擇好格式和類型，生成可供CASS成圖軟件編輯的數(shù)據(jù)格式。4)水下地形圖編輯采用CASS70成圖軟件編輯成圖，繪制等深線，生成標(biāo)準(zhǔn)分幅圖。十字門隧道1500地形圖示意圖如圖3所示。4完畢語(yǔ)采用GPSTK配合測(cè)深儀的無人船進(jìn)展過江隧道水下地形測(cè)繪，可以在較短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量水下地形，并繪制等深線，生成標(biāo)準(zhǔn)分幅圖，進(jìn)步了水下監(jiān)測(cè)的效率，減