RTK結(jié)合可編程計(jì)算器實(shí)現(xiàn)路塹開挖線放樣

焦健

摘 要：GPS實(shí)時(shí)動態(tài)測量簡稱RTK，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、無線電技術(shù)和GPS測量定位技術(shù)為一體的組合系統(tǒng)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)厘米級的三維定位結(jié)果，速度快、精度高。首先利用RTK獲取實(shí)時(shí)測站點(diǎn)三維坐標(biāo)，然后將坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入CASIO可編程計(jì)算器編寫好的程序中，通過程序計(jì)算實(shí)現(xiàn)路塹開挖線的放樣。

關(guān)鍵詞：RTK；路塹開挖線；放樣；程序

一、RTK技術(shù)簡介

從專業(yè)化角度出發(fā)，RTK屬于實(shí)時(shí)性以及動態(tài)性的測量技術(shù)，該系統(tǒng)主要包括基站、多個(gè)流動站與無線電通訊。具體來說，RTK技術(shù)存在諸多優(yōu)勢，分別為無誤差累計(jì)、工作效率相對較高、能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的工作、自動化程度較高、集成化程度較高、定位精確、具有強(qiáng)大的測繪功能、具體操作流程簡單以及數(shù)據(jù)處理能力相對較強(qiáng)。

二、利用CASIO可編程計(jì)算器實(shí)現(xiàn)路塹開挖線放樣

之前路塹開挖線的實(shí)際放樣工作中，往往會采用相對落后的儀器設(shè)備以及操作方法，而且在操作期間必須要借助數(shù)學(xué)用表、計(jì)算尺、曲線用表以及計(jì)算盤等工具確保測量工作的順利完成。

而計(jì)算器的研發(fā)，在一定程度上改變了該局面，傳統(tǒng)形式的路塹開挖線具體測設(shè)方法已經(jīng)被規(guī)范化的極坐標(biāo)法取代，然而進(jìn)行大量計(jì)算時(shí)，只能借助已經(jīng)計(jì)算好的高程與坐標(biāo)資料實(shí)施外業(yè)測量，在機(jī)動性方面較差，且現(xiàn)場查找往往不方便。一般情況，以上問題都可以借助CASIO系列的可編程計(jì)算器進(jìn)行徹底解決。

三、內(nèi)業(yè)程序編寫

本文以最簡單的道路線型為例，即“直線—圓曲線—直線“，利用卡西歐fx-5800p可編程計(jì)算器實(shí)現(xiàn)路塹開挖線程序的編寫。主程序主要用來計(jì)算未知點(diǎn)的道路樁號、開挖點(diǎn)位置到路面的垂直高度、開挖點(diǎn)到未知點(diǎn)的水平距離，子程序用來計(jì)算未知點(diǎn)開挖位置的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（一）資料準(zhǔn)備

通過研究路塹開挖設(shè)計(jì)圖紙，獲取道路縱斷面線數(shù)據(jù)信息，包括各段道路的坡度Ii及變坡點(diǎn)樁號Zi（見圖一）道路平面曲線要素，包括直圓點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）、圓直點(diǎn)坐標(biāo)（M，N）、直圓點(diǎn)樁號K[ 1 ]、圓直點(diǎn)樁號K[ 2 ]、本段直線終點(diǎn)樁號K[ 3 ]、圓曲線的圓心坐標(biāo)（O，P）及半徑R、圓心至直圓點(diǎn)方位角E、圓心至圓直點(diǎn)方位角F、直線段方位角Q（見圖二）。將道路要素匯總到excel表格中，方便查找及使用（見表一）。

（二）子程序編寫

以圖一中縱斷面線為例，將線段依不同坡度分為三段，坡度分別為i1、i2、i3，邊坡點(diǎn)樁號分別為L1、L2，道路起點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為H0，某一任意點(diǎn)D的樁號為K，設(shè)計(jì)標(biāo)高為H。

若該任意點(diǎn)在第一段范圍：H=H0+Ktani1；

若該任意點(diǎn)在第二段范圍：H=H0+L1tani1+（K-L1）tani2；

若該任意點(diǎn)在第三段范圍：H=H0+L1tani1+（L2-L1）tani2+（K-L2）tani3。

將公式編輯到卡西歐fx-5800p計(jì)算器中，實(shí)現(xiàn)程序，并對程序進(jìn)行檢測驗(yàn)證，確保其計(jì)算準(zhǔn)確。

（三）主程序編寫

以圖二中設(shè)計(jì)平面圖為例，將圓曲線以及之后的直線作為一個(gè)單元，對其進(jìn)行編程。假設(shè)該設(shè)計(jì)線附近的任意一點(diǎn)D，通過GPS獲取的該點(diǎn)三維坐標(biāo)（X，Y，Z），通過設(shè)計(jì)圖獲得相關(guān)數(shù)據(jù)信息包括：圓直點(diǎn)坐標(biāo)（M，N）、直圓點(diǎn)樁號K[ 1 ]、圓直點(diǎn)樁號K[ 2 ]、直線終點(diǎn)樁號K[ 3 ]、圓曲線的圓心坐標(biāo)（O，P）及半徑R、圓心至直圓點(diǎn)方位角E、圓心至圓直點(diǎn)方位角F、直線段方位角Q、邊坡開挖坡比W。通過CASIO可編程計(jì)算機(jī)內(nèi)置程序Pol（X-O，X-P），獲得任意點(diǎn)D到圓曲線圓心的距離I以及方位角J，根據(jù)方位角J可判斷D點(diǎn)位于哪段線型，圓曲線及直線分別利用不同的計(jì)算規(guī)則，當(dāng)EF且D點(diǎn)樁號K