RTK技术在公路数据采集与处理上的方法研究

RTK技术在公路数据采集与处理上的方法研究

广西科技大学鹿山学院广西柳州545616

摘要:结合RTK技术原理,从公路数据的特点出发,分析了矢量数据拓扑求交处理时的异常情况,并提出了解决思路,并给出了实现方法。

关键词:GPS;RTK;交通数据库;拓扑分析;GIS

1引言

RTK定位技术原理主要是指基于载波相位观测行为得出的数据产生的一种实时差分GPS技术,同时该技术的产生可以看作是GPS测量技术发展过程中的一个重要成果,对于公路工程建设提供的良好的应用基础。

实时动态定位系统是精油流动站与基准站同时构建,同时周边构建对应的无线数据通讯以确保实时动态测量,从本质上而言,该系统的运作原理是将高精度的首位控制点作为系统的基准点,并安置独立接收机以实现卫星的连续观测行为,每当流动站接受卫星信号之后,结合无线电传输设备实现基准站观测所得数据结果的接受,并根据相关数据构建三位坐标系。如此一来用户可通过该系统对观测内容实现数据掌握,基于待测点精度指标及观测时间,最大程度上控制冗余观测,以确保工作效率的大幅度提升。

目前该系统在设立基准站的过程中安置双频接收机天线、GPS控制器、GPS主机各一台,同时还设置40AH电源及对应的基准站电台发射天线。

图2.GPS移动站数据采集图

系统在实际运作过程中,其车载GPS动态定位往往仅需要测量某一静止状态下控制点,以实现初始工作,随后流动站经由原定采样间隔方式实现自动化观测,在此技术上与基准站实现同步条件下的数据观测行为,进而明确采样点的位置。在观测过程中往往不需要通视,相较常规测量仪器而言存在重要优质。将所有采集获取的数据同意实现平差处理,得到较为前端的公路空间数据,如路线中心线等等。

2RTK技术采集数据分类

公路数据库中涵盖了空间、属性以及综合三个类型的数据库。

属性数据库中包括公路实时普查行为中获取的基础性数据,能够最大程度上将公路的基础属性数据展现,如动态、几何参数指标。公路数据库中主要包含了路基、主要构造物、路线概况、交通量等等。

系统中空间数据库是经由GPSRTK测量行为产生的,以实现公路GIS空间数据库的建设前提。其中涵盖来了交通量观测点、收费站、桥梁、公路路线、服务区、沿路GPS测绘等等行为。此外其中还拥有与公路空间数据有关的大量空间数据,甚至是其中很多具备必要性属性的水系、行政区划以及社会经济三个方面,具体包括河流、胡波、长江、经济指标、人口、国土面积等。

正常情况下,综合数据库的作用包含了最高决策层服务过程中所有数据描述与储存,同时结合空间与属性两个数据库的内容实现加工整合得到,在实现决策信息提供的同时,确保决策模型数据计算具备对应的信息基础。

3数据处理方法

采用RTS技术完成交通数据位置数据的实时采集,并将所有属性数据记录下来,结合矢量数据处理措施得到最终数据结果。在此过程中,通过所有新旧数据的叠加行为,结合拓扑关系的构建,实现数据库信息的实时更新。当期系统中存在的计算方法包括平面扫描法,不过因交通数据库自身需要较为特殊,笔者选择拓扑求交算法。GIS测量过程中,图形拓扑结构极为严格,两弧段间连接极为祝求虐,同时结点坐标具备高度统一性,同时需要对叠加后数据实现对应的处理措施。

3.1数据处理中异常现象

针对三个及以上的弧段借点,因人工编辑或收集过程中产生的误差,导致点坐标存在差异性,也就存在吻合性较差的结点,导致拓扑关系的构建存在阻碍。此外针对一弧段阶段与另一弧段不相交,而呈现一种S型交点,称为多次相交或两次相交。

3.2解决异常现象的技术路线

上述情况在系统数据信息处理过程中时常发生,若仅仅结合简单的数字算法无法完全解决上述问题,不过当阀值适宜性较高后,在此基础上可以对有关曲线进行测量,随后将部分合理性不高的弧段、交点清除,最大程度上控制不合理拓扑关系的呈现。

3.3算法的实现

适宜数据结构的构建能够满足当前数据处理及操作的需求,为了明确目标线的相交情况,需要在数据结构设计过程中确保线目标最小外切圆存在。

首先得到i(1≤i≤n)条曲线处于位置的最小外切圆以及点坐标,其中n代表所有曲线的一个总数,实现曲线最小外切圆的扩充(扩充距离为d)以获取circle1。随后取得第j(1≤j≤n)条曲线,同时将其扩充(扩充距离为d)得到circle2。将两个扩充圆放在一起比较,当两圆交集为空时,则持续扩充直到出现交集,随后测量两圆的扩充距离dis1。当dis1小于d时,表明两结点吻合度较高。随后分别计算第i、j条曲线间的最短距离,即dis2和dis3,当dis2小于d时,得到对应的垂足坐标(x1,y1),此时可以对应得到第i条曲线下的点数组称为首结点,将其作为交点;当dis3小于d时,得到(x2,y2),此时可以对应得到第i条曲线下的点数组称为末结点,将其作为另一个交点。随后用j+1,确保i=n,得到所有交点数据。

4结束语

近几年时间内,随着科技的发展,GPS更新地图数据库得到了一定的发展,一经出现就得到了广泛的使用。特别是经由RTK技术将交通网数据库更新后,使其速度、实用性、经济性以及精度性得到提升。此外该数据库作为GPS中最为核心的数据之一,设计过程中以属性与控制逻辑为主,并确保两者合理管理,确保与当前公路管理需要相符,满足系统开发需求。

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