Gps 在公路勘测设计中的应用

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摘要：随着现代科学技术的发展，测绘行业也有很大的提高。例如gps测量技术在公路勘测中应用。GPS作业有着极高的精度，它的作业不受环境和距离的限制，非常适用于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。本文结合笔者的实际工作经验，就Gps 在公路勘测设计中的应用进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词：Gps ；公路；勘测设计；应用

Abstract: with the development of modern science and technology, surveying and mapping industry has greatly improved. For example, GPS measurement technology application in highway survey. The GPS operation has a high precision, its operation is not affected by environment and distance constraints, very suitable for local key project terrain conditions difficult area, area etc.. In this paper, combined with the author's practical experience, and discusses the application of Gps in Highway Survey and design, has a certain reference value.

Keywords: Gps; highway survey and design; application;

中图分类号：TU19 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

近年来，作为国家基础设施的公路建设得到了飞速发展，平均每年开工项目里程接近1500km。为了保障公路的设计优化与合理施工，与之息息相关的测绘工作的重要性不言而喻，然而传统的测绘工作时间长、效率低，同时在网形布设、观测方法、误差控制等方面都存在一定的问题，再加上线路狭长，周围控制点少，给测绘工作带来不便。然而随着现代科学技术的发展，测绘行业也有很大的提高。例如GPS测量技术在公路勘测中应用。

2.道路勘测的工作概述

2.1道路初测

在这一阶段主要是根据批准的《工程项目可行性研究报告》及其审查意见所确定的修建原则和路线基本走向方案，进行实施勘测与调查，包括导线、高程、地形、地质、桥涵、路线交叉、概算资料的测量调查工作，并进行纸上定线，选定路线线位，确定工程构造物布设方案。具体的测量内容有导线测量、水准测量和地形测量。导线测量是为了作线路平面控制测量；水准测量作高程控制测量；地形测量主要是以导线点为依据，测绘线路数字带状地形图。以上传统的测绘仪器，如全站仪、经纬仪、水准仪都可以完成但效率不高。

2.2道路定测

道路定测，即定线测量，是指施工图设计阶段的外业勘测和调查工作。具体任务是根据上级批准的初步计划（或技术设计），具体核实路线方案，实际标定路线或放线，并进行路线中线、高程、横断面、桥涵、隧道、路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查，为施工图设计提供资料。定线测量，常用方法有穿线交点法、拨角法、解析法、坐标法、直接定交点法等，前四种方法需要有实测导线点，其中坐标法精度最高，解析法次之。直接定交点法需要有明显的地面特征点，放线精度不高。接着便是中线测量、水准测量、最后是纵横断面的侧量，纵横断面图的绘制。

2.3道路施工测量

道路施工测量的主要任务是曲线测设，包括恢复中线测量，施工控制桩、边桩和竖曲线的测设。恢复中线测量后就要进行路基的放样工作；施工控制桩的测设；路基边桩的测设；路基边坡的放样；路面放样和路拱放样。其中最重要的是测定横断面方向，圆曲线横断面方向的测设、缓和曲线横断面方向的测设，竖曲线的测设。

3.道路勘测传统的测量模式

道路勘测传统的测量模式中，测绘需要的工作量大、人员多、测绘工作时间长、效率低、精度不高等。例如，在道路初测阶段的控制测量，大多是利用导线测量，这样选择导线点时要求两导线点通视，首先是水平角的观测，水平角应采用全测回法测量，仪器精度指标不低于DJ6级，施测中每天至少应观测一次磁方位角，其校核差不应大于2º。并且最好与国家平面控制点进行联测，布设为闭合导线。之后利用光电测距仪测取距离，或者用钢尺和基线法测量。内业计算平差处理得到导线控制点坐标。这样效率低，且操作较为麻烦。然而使用GPS做静态控制测量则较为方便简单、效率高，不考虑两控制点间是否通视等。在地形测量中绘制1：1000或1：2000的大比例尺地形图，利用全站仪可以进行数据的采集，但同样较为麻烦且效率低，受地理影响的因素较高，每站的测量范围有限。若GPS RTK测量的作业模式，可实时进行动态的测量，并且受限较小，效率更高。道路的施工放样中测设圆曲线，可用经纬仪和钢尺或全站仪利用极坐标法、直角坐标法、交会法等进行放样。从上可以看出传统的测绘工作时间长、效率低，同时在网形布设、观测方法、误差控制等方面都存在一定的问题，再加上线路狭长，周围控制点少，受限较多，给测绘工作带来不便。

4.GPS静态测量及GPS RTK测量在公路中的应用

4.1 G P S几何定位原理

G P S卫星定位是利用测距交会的原理确定点位。假设在地面上有三个无线电信号发射台，其坐标为已知，用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法，分别测得接收机至三个发射台的距离d1、d2、d3。只需以三个发射台为球心，以d1、d2、d3为半径作出三个定位球面，既可交会出用户接收机的空间位置。反之利用3颗以上的卫星已知位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。这就是G P S卫星定位的基本原理－空间距离，后方交会。

4.2 GPS在公路工程中的应用

GPS在公路工程中的应用主要有：GPS作业有着极高的精度，它的作业不受环境和距离的限制，非常适用于地形条件困难地区、局部重点工程地区等；GPS测量可以大大提高工作及成果质量，它不受人为因素的影响，整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算；GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率，一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上；GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域，特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。

常规测量如三角测量，导线测量，要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀，外业中不知道测量成果的精度。G P S静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度地进行各种控制测量，但是需要事后进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，内业处理后发现精度不合要求必须返工测量。而R T K技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度，这样可以大大提高作业效率。因此，在公路勘测过程的各个阶段及每个阶段中的道路中线放样、横断面、坡角线、占地线放样都得到广泛的应用。