淺談現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在山區(qū)公路測(cè)量中的運(yùn)用

【摘 要】隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，加上山區(qū)公路測(cè)量的困難很大，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在交通工程應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，在現(xiàn)代的山區(qū)公路測(cè)量中，多采用全站儀結(jié)合GPS的來(lái)進(jìn)行公路測(cè)量。本文就現(xiàn)代常用測(cè)繪技術(shù)在山區(qū)公路測(cè)量中踏勘選點(diǎn)、控制測(cè)量、中線測(cè)量、斷面測(cè)量中的運(yùn)用進(jìn)行了淺要的分析。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代測(cè)繪;山區(qū)公路;GPS

一、前言

在交通工程中，測(cè)繪是道路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，然而測(cè)繪的精度就直接關(guān)系到道路的設(shè)計(jì)。道路的通行能力又以過(guò)硬的質(zhì)量為基礎(chǔ) ，所以山區(qū)公路在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，而測(cè)量工作貫穿于公路施工的整個(gè)過(guò)程 ，直接影響工程進(jìn)度與質(zhì)量。然而，在山區(qū)公路測(cè)繪的過(guò)程中，難度相比普通公路要大得多。但隨著現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的引入，減小了實(shí)際測(cè)量的難度。以下就是對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在公路勘測(cè)中的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行的分析。

二、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在山區(qū)公路測(cè)量中的運(yùn)用

1、踏勘選點(diǎn)

在踏勘選點(diǎn)前，應(yīng)盡量搜集測(cè)區(qū)有關(guān)資料，首先把測(cè)區(qū)已有的地形圖和高一級(jí)控制點(diǎn)這些成果資料收集起來(lái)。根據(jù)規(guī)范要求，二級(jí)及其以下公路導(dǎo)線等級(jí)一般選用二級(jí)導(dǎo)線。踏勘的目的是了解測(cè)區(qū)范圍、地形和控制點(diǎn)情況，以便確定導(dǎo)線的形式和方案的布置。

導(dǎo)線點(diǎn)的確定，采用全站儀進(jìn)行確定導(dǎo)線點(diǎn)，應(yīng)遵循下面幾點(diǎn)原則：①相鄰的導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)該保持通視，方便觀測(cè)。②為了便于長(zhǎng)期保存，便于尋找和觀測(cè)，導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)選擇土質(zhì)堅(jiān)硬的地方。③導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)盡量選在地勢(shì)較高、視野開(kāi)闊處，便于碎步測(cè)量。④導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)大致相等，避免過(guò)長(zhǎng)、過(guò)短，相鄰兩邊長(zhǎng)之比不應(yīng)超過(guò)三倍。⑤導(dǎo)線點(diǎn)的布置應(yīng)密度適宜，分布均勻，以便控制整個(gè)測(cè)區(qū)。

若現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，在GPS有信號(hào)的地方，多采用用GPS來(lái)確定導(dǎo)線點(diǎn)，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：①導(dǎo)線點(diǎn)盡量選在地勢(shì)較高且視野開(kāi)闊，周圍無(wú)強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射干擾的地方。②為了提高測(cè)量的精度，測(cè)量盡量在天氣較好的上午，接收到的衛(wèi)星信號(hào)要在四顆及四顆以上。③雖然GPS定位不需要相鄰導(dǎo)線點(diǎn)通視，但是為保施工方便和放樣精度高，盡量保持相鄰導(dǎo)線點(diǎn)通視。

2、控制測(cè)量

如今，隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)不斷發(fā)展，控制測(cè)量已經(jīng)由原來(lái)的經(jīng)緯儀配合測(cè)距儀、全站儀，到現(xiàn)在的GPS測(cè)量。由于GPS測(cè)量的優(yōu)越性，所以測(cè)繪技術(shù)在山區(qū)公路測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。

運(yùn)用RTK進(jìn)行線路的控制測(cè)量，由于線路中的控制點(diǎn)需要納入國(guó)家高斯平面坐標(biāo)系，它和GPS快速靜態(tài)測(cè)量相同，首先得確定國(guó)家坐標(biāo)與WGS-84坐標(biāo)之間的關(guān)系，得到其轉(zhuǎn)換參數(shù)，RTK測(cè)量系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)確定轉(zhuǎn)換參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為國(guó)家高斯平面坐標(biāo)，并顯示和存儲(chǔ)。這種方法適合于山區(qū)公路這種條件比較惡劣，高差比較大的工程。它不受地理環(huán)境和距離的限制，而且可以大大提高工作質(zhì)量。它受人的因素影響很小。全部是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)記錄、自動(dòng)處理數(shù)據(jù)、自動(dòng)平差。GPS技術(shù)還可以改變山區(qū)公路測(cè)量的模式。它對(duì)于實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量還可以直接進(jìn)行運(yùn)用。

這種測(cè)量方式極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少野外砍伐樹(shù)木及整理的工作量，提高了測(cè)量的效率。這種方法的效率是常規(guī)測(cè)量的3倍以上。它的高精度的平面測(cè)量同高精度高程測(cè)量差不多，是測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。尤其是逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展形勢(shì)下的高等公路，因?yàn)榈貐^(qū)地形條件復(fù)雜的限制，很難進(jìn)行常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量，所以這種高程測(cè)量方法就是一種最有效的途徑。

3、GPS數(shù)據(jù)采集

在數(shù)據(jù)采集這個(gè)階段，由傳統(tǒng)的野外白紙測(cè)圖發(fā)展到今天GPS、車載GPS、車載激光掃描儀等圖像工程測(cè)量方式。車載GPS技術(shù)在數(shù)據(jù)采集上的運(yùn)用方式是首先在汽車上利用差分GPS技術(shù)安置GPS接收機(jī)，汽車一邊行駛一邊接受GPS數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。同時(shí)應(yīng)該將一定數(shù)量的差分GPS基準(zhǔn)站設(shè)置在道路的周圍，然后對(duì)流動(dòng)站和基準(zhǔn)站的GPS數(shù)據(jù)差分處理，將車行的路線軌跡和道路上的輔助物位置的坐標(biāo)求出來(lái)，加載道路及輔助物的屬性信息，道路的數(shù)據(jù)采集工作就完成了。在如今數(shù)據(jù)采集不光可以采用GPS還可以采用CCD傳感器與電子全站儀結(jié)合起來(lái)，增加了攝像功能，可以對(duì)面狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速讀取。另外，三維激光掃描儀可以在給定坐標(biāo)系的條件下，掃描對(duì)象的不同位置也可以快速的得到地物的三維坐標(biāo)。

4、數(shù)據(jù)處理

GPS測(cè)量系統(tǒng)主要是由接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行解碼，分離出導(dǎo)航電文，進(jìn)行相位和偽距測(cè)量。在這個(gè)過(guò)程中由于山區(qū)樹(shù)木多、地形復(fù)雜，加上不同時(shí)間接收的衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度的不同，所測(cè)的數(shù)據(jù)難免出現(xiàn)誤差，甚至出現(xiàn)不合格基線，導(dǎo)致異步環(huán)閉合差、重復(fù)基線較差、同步環(huán)閉合差會(huì)超過(guò)允許值。GPS的數(shù)據(jù)處理是一個(gè)很關(guān)鍵的程序，數(shù)據(jù)處理應(yīng)當(dāng)采用高精度的GPS數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)進(jìn)行。如何避免野外測(cè)量的誤差超限是現(xiàn)代測(cè)量工作者值得思考與探究的。

GPS基線向量網(wǎng)的平差有約束平差，聯(lián)合平差，無(wú)約束平差。目前，很多地區(qū)解決GPS網(wǎng)成果轉(zhuǎn)換的手段就采用聯(lián)合平差，也是目前唯一行之有效的方法，所以GPS網(wǎng)就要聯(lián)測(cè)3～5個(gè)已知的基點(diǎn)。

約束平差或聯(lián)合平差的成果分析：主要是對(duì)各類觀測(cè)值的改正數(shù)是否有明顯粗差進(jìn)行考察，轉(zhuǎn)換參數(shù)、點(diǎn)位誤差、平差坐標(biāo)、單位權(quán)中誤差是否能通過(guò)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，邊長(zhǎng)的相對(duì)精度是否在設(shè)計(jì)精度要求以內(nèi)。

5、中線測(cè)量

①進(jìn)行放樣測(cè)量作業(yè)時(shí)，首先，在GPS中選擇“放樣”選項(xiàng)，系統(tǒng)軟件會(huì)將放樣點(diǎn)點(diǎn)位根據(jù)輸入到RTK電子簿中的放樣點(diǎn)的坐標(biāo)定出來(lái)。

②RTK放樣常會(huì)遇到許多沒(méi)有信號(hào)的區(qū)域，這就要RTK配合全站儀共同完成，在沒(méi)有信號(hào)的地方，可在附近有信號(hào)區(qū)域選定兩點(diǎn)并由RTK實(shí)時(shí)測(cè)定出三維坐標(biāo)供全站儀放樣用。在整個(gè)外業(yè)測(cè)繪工作中這種組合作業(yè)模式必不可少。

6、斷面測(cè)量

在運(yùn)用GPS定好基線后，就得使用全站儀進(jìn)行細(xì)部的測(cè)量。全站儀是一種自動(dòng)化程度高、速度快、測(cè)量精度高的儀器。全站儀在我國(guó)公路及鐵路勘測(cè)單位應(yīng)用十分廣泛，橫斷面的測(cè)量采用全站儀的坐標(biāo)測(cè)量功能直接進(jìn)行，使用全站儀測(cè)量橫斷面是測(cè)量的首選方法。

采用這種方法進(jìn)行橫斷面測(cè)量，有以下兩點(diǎn)需要注意：

第一，在只需要斷面數(shù)據(jù)的情況下，可自由設(shè)置基站，測(cè)站也不需坐標(biāo)，可以將斷面線上相鄰兩點(diǎn)間的水平距離和高差直接測(cè)出來(lái)，得到橫斷面的數(shù)據(jù)。

第二，是在既需要橫斷面數(shù)據(jù)，還要各斷面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，那就要在已知的坐標(biāo)點(diǎn)上設(shè)站，在用此站定完向后，要保存好斷面點(diǎn)的三維坐標(biāo)和斷面數(shù)據(jù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，在運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)對(duì)山區(qū)公路進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，一定要從實(shí)際出發(fā)，靈活采用各項(xiàng)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，在保證山區(qū)公路測(cè)量成果滿足規(guī)范要求的情況下，應(yīng)當(dāng)盡量提高測(cè)繪過(guò)程中的效率。

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