移动测量技术在道路附属设施管理中的应用研究

王廷友 申杨凡 胡耀宗 何钰龙

摘 要：通过对某高速公路中的数据采集方案的模型建立及设计，对于数据采集的立得车的特性以及技术指标，对外业数据进行的精度分析，对所采集成果进行检查来说明了高速公路的附属设施数据的采集。

关键词：移动测量技术；公路附属设施管理；立得车

移动测量技术是指在某一指定的机动车上分别安装有GPS，CCD（视频系统），INS/DR（惯性导航系统或航位推算系统）等多种先进传感器和设备，机动车在沿公路高速行驶的过程中，对公路及其附属设施的空间位置数据、属性数据和实景照片、影像数据的快速采集，并同步存入车载计算机中，经过指定的软件编辑处理，获得能应用到不同领域的专题数据成果。

1 立得车的特性及技术指标

1.1 立得车的特性。（1）立体测量目标地物。通过完整的地物影像可得出目标地物的精确空间坐标、目标地物的几何尺寸等信息。（2）地物属性采集自动化。在CCD的作用下，系统对道路及道路两侧的地物进行全面的记录，从而形成闭环的校验系统，提高测量精度。（3）数据的加工与管理。所采集到的属性数据、空间地理位置数据及影像数据，在经过合理的系统软件进行后处理，从而形成各种具有实际工作需求的有用数据。（4）与传统的4D产品进行无缝连接。

1.2 立得车的技术指标。车载作用下移动测量技术在公路地理信息测量中最为先进的技术。现今，《公路地理信息数据采集与质量控制》GB20075378-T-469是国家确立的标准，该标准采用移动测量技术来完成对公路地理信息数据的采集及质量控制。立得车的主要技术指标如表1所示。而图1表明立得车测量距离及测量精度之间的关系。

图1 立得车测量精度随测量距离的变化而变化

2 数据采集方案

2.1 工程概况。某高速公路全长132.8km。路基的全幅宽设计为24.5m，而行车道则被设计为2×7.5m的样式。设计的行车速度为100km/h，适合车辆的高速行驶。

2.2 平面坐标转化。输出成果所对应的坐标系统为WGS-84系统，而与之相对应的实际应用中的坐标系却是2000国家大地坐标系，于是便是需要将平面坐标系转换成与之相对应的坐标系。运用分段坐标转换的方法来对其坐标进行与之相对应的转换，同时对重合路段数据进行相关检核。

较为常用的平面坐标转换方法为：

s=kxcosH-kysinH+a

t=kxsinH+kyscosH+b

式中： x、y分别表示旧坐标系内的坐标，s、t分别表示新坐标系内的坐标；旧坐标系原点于新坐标系内的纵、横坐标分别用a、b来表示；长度比用k来表示；在转换后的坐标系中，未经转换的坐标系纵轴的方位角通过H来表示 。依照最小二乘的原理，将a、b、H和k等换算常数确定出来。

2.3 高程转换。本方案主要采用的是线性拟合技术，此项工作是运用分段高程拟合方法来开展进行的，与此同时，也可将重合路段的数据及与之相对应的GPS水准点对其进行相关方面的检验。

利用水准高程转换技术进行采样，较为常用的线性拟合方法为

H=h+F

在以上公式中，H、h分别是其所对应的大地高和正常高；而N则为高程异常。当在距离较近的区域高程异常（N）为线性变换的情况下，即可通过线性变换公式和最小二乘原理相关求解。

3 成果分析

对所采集的数据需要进行精度分析，移动测量技术所产生的误差有多种，而根据其来源大致可分为以下几种类型：（1）GPS定位误差；（2）DR定位时所产生的误差，其中包括了DR定姿时所产生的误差，也包括了当GPS受到障碍物遮挡而导致其失锁时DR定位所产生的误差；（3）对于内业量测而言，其也会或多或少地产生部分与之相对应的误差；（4）传感器位置转移也会产生一定的误差。

综合各方面对测量数据所产生的相关误差，对其进行精度分析，对相关误差进行一定程度的修复，最终得到了一套较为精确的系统数据，经过精度分析后对部分附属设施的数据采集如表2所示。

4 结语

应用移动测量技术来完成公路附属设施的数据采集项目，拥有了其它传统测量技术难以比拟的优势，其主要通过下列几点来进行相关方面的体现：（1）由于组成的方案具有完整性和一体化，因此为公路附属设施的管理提供了更为快捷的方法，针对附属设施利用的现状采取不同的管理措施。（2）移动测量技术在公路附属设施中的应用，对于高速公路各种不相同的比例尺数字化地形图测绘的精度要求，其均可完全满足，并且对于高速公路两侧可以清晰的观察。

作者简介：王廷友（1991- ），男，贵州安龙人，本科，研究方向：交通土建。