[發明專利]一種基于GPS的車載公路線形測量方法

有效

• 申請號: 201710147282.1
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107121134B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 陳濤;李夢雪;魏朗
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種基于GPS的車載公路線形測量方法，該方法包括以下步驟：步驟1，利用安裝在測量車上的GPS接收機采集GPS信號；步驟2，通過GPS信號獲取采樣點的經度、緯度和高程，計算平曲線中直線段、緩和曲線、圓曲線的起點、終點和參數；步驟3，通過GPS信號獲取采樣點的經度、緯度和高程，計算縱斷面中單一縱坡段和豎曲線的起始點樁號和參數；本發明將GPS信號運用到測量公路線形中，測量速度快、效率高，并且在準確獲得公路樁號的同時，獲得公路的平曲線中直線段、緩和曲線、圓曲線的起始點樁號和參數及縱斷面中單一縱坡和豎曲線的起始點樁號和參數。

技術領域

本發明屬于交通安全研究領域，具體涉及一種基于GPS的車載公路線形測量方法。

背景技術

在交通安全研究領域，獲得公路三維線形是進行后續研究的基礎。在公路管理系統中,也常需建立道路路線圖形數據庫，如基于地理信息系統(GIS)的道路安全管理信息系統、公路普查等，但是經常會遇到這樣的問題:由于早期的公路建設和管理不規范,許多道路的線形資料已經遺失或部分遺失，甚至有些低等級的道路根本沒有線形資料,再加上道路的改建擴建等情況,導致許多道路線形資料不全,或者與實際情況不符,這給科學研究帶來不少麻煩。傳統的測量方法一般采用經緯儀測設平面線形,用水準儀測設高程，這種方法最大的缺點是工作速度慢，強度大，尤其對于路網的測量更顯力不從心。GPS在這方面具有明顯的優勢。GPS的定位方法有靜態定位和動態定位，前者包括偽距法、載波相位測量法和射電干涉測量法,后者包括單動態定位法、偽距差分動態定位和差分動態載波相位測量。在公路路線測量中,根據研究需求，可以采用單機低精度測量方式，也可采用GPS動態定位中的差分動態載波相位測量。該測量方法的基本原理是:在接收機的振蕩器中產生一個和初相與衛星載波信號完全相同的基準信號,根據某瞬間接收機產生的基準信號的相位和接收到的來自衛星的載波信號的相位差可以求出該瞬間從衛星到接收機的距離。但是在低精度測量中，采樣點距離的計算由于難以準確獲得地球橢球半徑，且由于采樣頻率較低(1～2HZ)，難以準確獲得測量樁號，并且由于測得的采樣點原始為經緯度、高程數據，無法直接獲得測量公路的平縱參數，一般僅靠人工估算，給后續研究帶來困難。

關于本發明中所用概念的說明如下：

公路路段包括平曲線與縱面段，平曲線由直線段、緩和曲線和圓曲線組成，緩和曲線位于直線段和圓曲線之間；縱面段包括單一縱坡段和豎曲線。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種能夠連續測量公路線形的方法，它可以克服傳統測量方法測量速度慢、效率低的缺點，可以在準確獲得公路樁號的同時，獲得公路的平曲線中直線、緩和曲線、圓曲線的起始點樁號和參數以及縱斷面中單一縱坡段和豎曲線的起始點樁號和參數。

1.一種基于GPS的車載公路線形測量方法，該方法利用行駛在公路上的測量車來測量公路線形，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，設測量車的行駛起點樁號為A，測量車的行駛終點樁號為B；利用安裝在測量車上的GPS接收機采集樁號A至樁號B之間的所有GPS信號；

所述GPS信號包括N個采樣點中每個采樣點的經度、緯度、高程；N為大于等于1的自然數；

步驟2，以樁號A處為原點，經度為X軸，緯度為Y軸建立平面坐標系；

步驟21，任選一采樣點作為當前采樣點i，則該當前采樣點的下一采樣點為i+1，所述當前采樣點i的坐標為(x_i，y_i)，采樣點i+1的坐標為(x_i+1,y_i+1),計算采樣點i到采樣點i+1間的斜率S_i；其中，i＝1，2，…，N；N為大于等于1的自然數；

若S_i大于閾值ε1，則采樣點i到采樣點i+1之間的公路段為平曲線中的直線段，執行步驟22；否則，執行步驟3；