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编 号： 审定成绩： 专 科 毕 业 论 文论文题目：3S技术在道路测量中的应用姓 名：滕正权 学 号：201020306专 业：工程测量技术学校指导教师姓名：（三号楷体加黑） 职称： 论文提交日期： （小四号楷体加黑）论文答辩日期：（小四号楷体加黑）专 科 毕 业 论 文3S技术在道路测量中的应用3s Application Road Survey不对作 者 姓 名： 滕正权 学科、专业 ： 工程测量技术 学 号 ： 201020306 指 导 教 师： 完 成 日 期： 兰 州 交 通 大 学Lanzhou Jiaotong University兰州交通大学专科毕业论文摘 要3S 技术是全球定位系统( Global Positioning System简称 GPS写成GPS-global 。这样的 )，遥感( Remote Sensing 简称 RS)和地理信息系统(Geographic Information System简称 GIS )的统称；3S技术以其海量数据、方便快捷、精确等优点，在道路测量中有着广泛的应用前景。本文首先介绍了了3S技术进行了概述及其基本测量原理。而后描述了3S在在道路测量中的应用。其中，GPS隧道控制测量、国家控制点加密、测量特大桥控制、测量外业控制点、测量密灌和密林地区路线等；RS技术因其海量信息以及其数据的准确性、实时性和全面性为最佳路线缩短了可研周期，节省了工程勘探费用RS技术还能够为设计人员提供道路沿线建筑材料的分布、运输情况，为施工创造了极为有利的条件；GIS应用的重要工作为利用已有的大量平台和GIS基本模型来创造适用于工程建设的各种专业模型，以为道路建设中的勘探、测量、设计、施工等提供高效的服务。最后介绍了RS，GIS，GPS在道路测量中的应用。GPS在道路测量的应用如：平面控制测量、放样测量、高程测量等；RS和GPS摄影图像等相互辅助进行空中三角测量、估算空三加密精度、全野外碎部点采集、数字高程模型生成和编辑、数字正摄影像生成、正摄影像测图和数字线化图编辑并生成线划图等；利用GIS 技术实现部分道路工程测绘成果的信息化管理、建立测区的三维地面模型DTM、实现整个工程布置的动态可视化GIS等。关键词：3S技术；道路测量；GPS控制网；精度分析 - I - III -目 录摘 要I引 言11 3S技术概述21.1 3S技术简介21.1.1RS测量概述21.1.2 GIS技术的概述31.1.3 GPS测量概述32 3S技术在道路测量中的应用现状42.1 GPS在道路测量中的应用现状42.2 RS技术在道路测量中的应用现状42.3 GIS技术在道路测量中的应用现状53 3S技术在道路测量方面的应用53.1 GPS在道路测量方面的应用53.2 RS在道路测量方面的应用63.3 GIS在道路测量方面的应用64 GPS技术在公路测量中的应用前景74.1 RTK技术在公路测量中的应用74.1.1实时动态（RTK）定位技术简介74.2 应用84.2.1快速静态定位模式84.2.2动态测量定位模式8结语9致 谢10参考文献11兰州交通大学专科毕业论文引 言3S技术是遥感、地理信息系统和全球定位系统的有机结合。它以其精确、方便和强大的数据处理功能等优点，被广泛应用于资源管理、道路设计等领域。随着20世纪90年代初期卫星定位系统技术的民用化，推动了3S技术在道路测量中的应用。当前，该技术主要应用于以下方面:文章里面的标点没换过来的，抓紧都换了，其他地方的你仔细自己找RS主要是在远离目标的情况下， 高效的获取大面积地面信息，在大范围的工程规划、设计中使用遥感数据及进行方案可行性选择等。GIS对传统选线作业流程可协助处理，并提高工作效率。GPS被大量用于控制测量。1 3S技术概述1.1 3S技术简介3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。1.1.1RS测量概述RS是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术。经历了30多年的探索，遥感应用已从静态发展到动态、从区域发展到全球、从地面发展到太空。其技术动态主要表现在多遥感器、高分辨率、多角度、多时相上。近影测量是获取区域数字图像的新的热门技术，像光谱仪和成像雷达是当前遥感研究的两大热点。遥感信息处理技术也同步发展，已能进行多时相、多数据源的融合分析，并且系统能由静态分析发展到动态监测，借助于高速计算机和专家系统的支持，已能对环境、资源等进行定量分析、自动成图。图1-1 基于遥感图像的道路选线1.1.2 GIS技术的概述地理信息系统(Geographical Information System)也称作土地资源信息系统，它是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学 再有类似的错误我就不看了研究新技术，是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理空间数据 库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。GIS是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等；还能查询、检索、修改、输出、更新等。地理信息系统还有一个特殊的“可视化”功能，就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真地再现到地图上，成为信息可视化工具，清晰直观地表现出信息的规律和分析结果，同时还能在屏幕上动态地监测“信息”的变化。图1-2 GIS生成4D图1.1.3 GPS测量概述GPS是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。全球定位系统(GPS)的工作原理：类似于传统的后方交会，如果在需要的位置某点P架设GPS接收机，在某一时刻同时接收3颗及以上GPS卫星所发射的信号，即测得卫星到测站点的几何距离，就可根据后方交会原理确定出测站点的三维坐标。图1-3 南方测绘GPS-RTK系统2 3S技术在道路测量中的应用现状2.1 GPS在道路测量中的应用现状相对于传统的测量方式，GPS技术主要的技术优势在于观测时间短、定位精度高、可以确定三维坐标、点间无需通视、操作方式简单等等，为道路测量技术提供了重要保障。当前，GPS技术在道路测量中的应用1插入的地方对吗主要体现在：隧道控制测量、国家控制点加密、测量特大桥控制、测量外业控制点、测量密灌和密林地区路线等等。此外，随着近年来RTK技术的功能逐步完善，其所在工程放样中获得广泛应用，使得放养的外业观测强度和计算工作量大大降低，作业效率得到有效提高。2.2 RS技术在道路测量中的应用现状随着当前空间技术的快速发展，直观、逼真、能够带来丰富信心的遥感图像为道路工程的选线、地质勘测及评价、工程可行性研究和工程初步设计提供了重要手段。贴切地来讲，应用RS技术犹如将室外情况搬到室内进行研究，不仅能够使得道路工程的进步加快，而且能够保障道路选线质量的提高。尤其是在可行性研究阶段，RS技术因其海量信息以及其数据的准确性、实时性和全面性为最佳路线的选择提供了极大的帮助，缩短了可研周期，节省了工程勘探费用。此外，RS技术还能够为设计人员提供道路沿线建筑材料的分布、运输情况，为施工创造了极为有利的条件。2.3 GIS技术在道路测量中的应用现状近些年来，GIS技术因其良好的信息采集、处理、分析能力获得广泛应用。但是，GIS在各行业工程建设中的普及才是其社会化的标志。当前，GIS应用的重要工作为利用已有的大量平台和GIS基本模型2来创造适用于工程建设的各种专业模型，以为道路建设中的勘探、测量、设计、施工等提供高效的服务。未来一段时问内，GIS将能够实现各种与道路建设相关的几何和属性数据的集成，实现数据比例尺、投影等方面的转换与处理，最终为道路建设提供最佳方案，为工程施工提供全面服务。因此，将GIS技术应用在道路建设中能够保持各种数据之间的统一和规范，能够提高道路建设的效率。此外，将其与RS技术结合能够获得三维地理信息的遥感图像，保障道路设计的有效程度。3 3S技术在道路测量方面的应用3.1 GPS在道路测量方面的应用GPS 定位系统具有定位精度高，实时定位速度快，提供三维坐标，操作简便，全天候作业及全球地面连续覆盖等特点，在道路测量方面得到广泛应用。（1） 平面控制测量利用GPS 静态定位、快速静态定位和实时动态定位技术( 简称RTK ) 可以实现高精度的快速的控制网测量和部分碎部测量。其基本优点为精度高，GPS 相对定位精度在50km以内可达106ppm 。在3001500m 工程精密定位3中，1h 以上观测的解其平面位置误差小于1mm ；其次观测时间短，20km以内相对静态定位，仅需1520mi n，应用RTK 测量时，当每个流动站与基准站相距在15km以内时，流动站观测时间每站观测仅需几秒钟。（2） 放样测量在道路工程测量过程中，采取RTK 点放样和线路放样，采用点放样时，首先将放样点坐标和静态网中的坐标转换参数一起上传到GPS 流动站中， 然后根据所放点标识进行实地放样，放样精度可以控制在5cm以内。进行线路放样时首先在室内根据线路中心线的弯道元素编制线路中心线文件，将该文件和坐标转换参数上传到GPS流动站接收机，在实地依桩号和所放点与中心线的关系进行现场放样。（3） 高程测量GPS 测量资料与水准测量资料相结合，来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法。这种方法要求GPS观测点具有水准测量资料且密度适当，分布比较均匀。利用高精度GPS 定位技术精密确定观测点的大地高程差，并根据建立的适当大地水准面数学模型，内插出计算点的高程异常或异常差4，从而得出特定点的正常高。采用静态定位方法测出的大地高差误差h / D 可达到34ppm ，当距离小于20km 时，可达到厘米级精度；引入高级水准点，进行高程转换后。在平原和丘陵地中误差可达到5cm ，山区也可以达到15cm ，因此可以完全代替四等水准。3.2 RS在道路测量方面的应用利用全数字化摄影测量系统对影像数据和GPS 外业像控资料进行空中三角测量、估算空三加密精度、全野外碎部点采集、数字高程模型生成和编辑、数字正摄影像生成、正摄影像测图和数字线化图编辑并生成线划图，然后进行野外补调，最后编辑生成最终的线划图，并转换成GIS 支持的图形文件。经实践证明，采用RS 和GPS技术与传统的测图方式相比较，不仅大大提高了图形的精度和产品质量，也提高了工作效率，降低了劳动强度，收到了可观的经济效益。3.3 GIS在道路测量方面的应用（1） 利用GIS 技术实现部分道路工程测绘成果的信息化管理利用GIS强大的地理数据的集成、存储功能对于GPS 、RS获得道路工程数据和产品入库，进行测绘成果系统化管理。为进一步实现GIS 的查询、分析等功能提供了良好的基础。（2）建立测区的三维地面模型DTM将地形原始数据( GPS 、全站仪等采集数据) 输入到系统，经过数据过滤后转化为三维矢量数据，进一步生成三维地面模型DTM 。利用内插5手段，可以生成更高精度的DTM 。DTM 在经纹理、光照等图形渲染操作，即可生成逼真的整个测区数字地形模型，为线路规划设计和调整提供了很重要的参考价值。（3）实现整个工程布置的动态可视化通过生成的数字地形模型， 和全野外数字化6测绘的建筑物局部地形图的叠加套合和虚拟现实技术，可以能够实现整个工程布置的动态演示和景观模拟。4 GPS技术在公路测量中的应用前景随着我国国民经济的快速增长的西部大开发的实施，我省的高等级公路建设迎来前所末有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求，随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“内外业一体化”的要求，也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网，这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，其实，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。下面就RTK技术在公路勘测中的应用作简单的介绍。 4.1 RTK技术在公路测量中的应用下面空了一行干嘛用的呢 4.1.1实时动态（RTK）定位技术简介实时动态（RTK）定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是准动态定位等定位模式7，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标8和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。4.2 应用实时动态（RTK）定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。4.2.1快速静态定位模式其要求GPS接收机在每一流动站上，静止的进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周未知数9和用户站的三维坐标，如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中，如控制网加密；若采用常规测量方法（如全站仪测量），受客观因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难，而采用RTK快速静态测量，可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5-10min（随着技术的不断发展，定位时间还会缩短），不及静态测量所需时间的五分之一，在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。4.2.2动态测量定位模式动态定位测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需210s）进行初始化工作，之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置。目前，其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景，可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量24s，精度就可以达到13cm，且整个测量过程不需通视，有着常规测量仪器（如全站仪）不可比拟的优点。 结语还不太合适，内容还需修改利用GPS 与GIS进行集成得到的地理数据更新具有及时、高效、高精度、不受恶劣环境气候影响等优势。在现实各方面GPS与GIS集成可得到广泛的应用，对某些研究可以提供更精确的数据，主要利用GPS的定位导航以及GIS数据处理综合的结果。这段话和你写的论文有关系吗GPS技术在道路测量中的应用使传统的道路测量理论与方法产生了深刻的变革。RS与GIS集成，是“3S”集成的核心，是现代地球科学、信息科学发展的产物。RS与GIS各有各的优缺点是相辅相成的，二者的结合必将能带来地球科学上的革新，将给土地管理、资源环境静监测、交通管理、灾害预测监测等方面带来福音。虽然RS与GIS集成发展仍不够成熟，仍有很多技术有待解决，但在现代信息科学技术高速发展的推动下我们将迎来二者完美集成的美好明天。将3S技术合理的运用在道路测量中，可以全面掌握道路走廊带内的地形、地貌、地质构造等各种因素，迅速得到所需信息并合理加以管理，智能化的给出决策建议，从而加