移動測量技術在道路附屬設施管理中的應用研究

王廷友 申楊凡 胡耀宗 何鈺龍

摘 要：通過對某高速公路中的數據采集方案的模型建立及設計，對于數據采集的立得車的特性以及技術指標，對外業數據進行的精度分析，對所采集成果進行檢查來說明了高速公路的附屬設施數據的采集。

關鍵詞：移動測量技術；公路附屬設施管理；立得車

移動測量技術是指在某一指定的機動車上分別安裝有GPS，CCD（視頻系統），INS/DR（慣性導航系統或航位推算系統）等多種先進傳感器和設備，機動車在沿公路高速行駛的過程中，對公路及其附屬設施的空間位置數據、屬性數據和實景照片、影像數據的快速采集，并同步存入車載計算機中，經過指定的軟件編輯處理，獲得能應用到不同領域的專題數據成果。

1 立得車的特性及技術指標

1.1 立得車的特性。（1）立體測量目標地物。通過完整的地物影像可得出目標地物的精確空間坐標、目標地物的幾何尺寸等信息。（2）地物屬性采集自動化。在CCD的作用下，系統對道路及道路兩側的地物進行全面的記錄，從而形成閉環的校驗系統，提高測量精度。（3）數據的加工與管理。所采集到的屬性數據、空間地理位置數據及影像數據，在經過合理的系統軟件進行后處理，從而形成各種具有實際工作需求的有用數據。（4）與傳統的4D產品進行無縫連接。

1.2 立得車的技術指標。車載作用下移動測量技術在公路地理信息測量中最為先進的技術。現今，《公路地理信息數據采集與質量控制》GB20075378-T-469是國家確立的標準，該標準采用移動測量技術來完成對公路地理信息數據的采集及質量控制。立得車的主要技術指標如表1所示。而圖1表明立得車測量距離及測量精度之間的關系。

圖1 立得車測量精度隨測量距離的變化而變化

2 數據采集方案

2.1 工程概況。某高速公路全長132.8km。路基的全幅寬設計為24.5m，而行車道則被設計為2×7.5m的樣式。設計的行車速度為100km/h，適合車輛的高速行駛。

2.2 平面坐標轉化。輸出成果所對應的坐標系統為WGS-84系統，而與之相對應的實際應用中的坐標系卻是2000國家大地坐標系，于是便是需要將平面坐標系轉換成與之相對應的坐標系。運用分段坐標轉換的方法來對其坐標進行與之相對應的轉換，同時對重合路段數據進行相關檢核。

較為常用的平面坐標轉換方法為：

s=kxcosH-kysinH+a

t=kxsinH+kyscosH+b

式中： x、y分別表示舊坐標系內的坐標，s、t分別表示新坐標系內的坐標；舊坐標系原點于新坐標系內的縱、橫坐標分別用a、b來表示；長度比用k來表示；在轉換后的坐標系中，未經轉換的坐標系縱軸的方位角通過H來表示 。依照最小二乘的原理，將a、b、H和k等換算常數確定出來。

2.3 高程轉換。本方案主要采用的是線性擬合技術，此項工作是運用分段高程擬合方法來開展進行的，與此同時，也可將重合路段的數據及與之相對應的GPS水準點對其進行相關方面的檢驗。

利用水準高程轉換技術進行采樣，較為常用的線性擬合方法為

H=h+F

在以上公式中，H、h分別是其所對應的大地高和正常高；而N則為高程異常。當在距離較近的區域高程異常（N）為線性變換的情況下，即可通過線性變換公式和最小二乘原理相關求解。

3 成果分析

對所采集的數據需要進行精度分析，移動測量技術所產生的誤差有多種，而根據其來源大致可分為以下幾種類型：（1）GPS定位誤差；（2）DR定位時所產生的誤差，其中包括了DR定姿時所產生的誤差，也包括了當GPS受到障礙物遮擋而導致其失鎖時DR定位所產生的誤差；（3）對于內業量測而言，其也會或多或少地產生部分與之相對應的誤差；（4）傳感器位置轉移也會產生一定的誤差。

綜合各方面對測量數據所產生的相關誤差，對其進行精度分析，對相關誤差進行一定程度的修復，最終得到了一套較為精確的系統數據，經過精度分析后對部分附屬設施的數據采集如表2所示。

4 結語

應用移動測量技術來完成公路附屬設施的數據采集項目，擁有了其它傳統測量技術難以比擬的優勢，其主要通過下列幾點來進行相關方面的體現：（1）由于組成的方案具有完整性和一體化，因此為公路附屬設施的管理提供了更為快捷的方法，針對附屬設施利用的現狀采取不同的管理措施。（2）移動測量技術在公路附屬設施中的應用，對于高速公路各種不相同的比例尺數字化地形圖測繪的精度要求，其均可完全滿足，并且對于高速公路兩側可以清晰的觀察。

作者簡介：王廷友（1991- ），男，貴州安龍人，本科，研究方向：交通土建。