GPS在中職《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課堂中的應(yīng)用

[摘 要] 隨著測繪行業(yè)技術(shù)的提高，例如，GPS測量技術(shù)以其極高的精度，作業(yè)不受環(huán)境和距離的限制，非常適用于地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等優(yōu)勢，在公路勘測中已被廣泛地應(yīng)用。但與此同時，目前交通類職業(yè)學(xué)校的《公路勘測設(shè)計(jì)》教材里對有關(guān)GPS應(yīng)用方面的內(nèi)容介紹的不夠詳細(xì)，操作性不強(qiáng)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)指導(dǎo)欠缺。結(jié)合自身的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)和職業(yè)學(xué)校學(xué)生特點(diǎn)，就GPS在中職《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課堂中的應(yīng)用進(jìn)行深入的探討，具有一定的參考價值。

[關(guān) 鍵 詞] GPS；公路；勘測設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課堂；應(yīng)用

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）14-0216-02

一、GPS在中職《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課程中的應(yīng)用

《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課程分為地形圖測繪、路線選線、路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)、路線橫斷面設(shè)計(jì)等幾個模塊的內(nèi)容，GPS RTK技術(shù)，由于其本身精度高、實(shí)時、速度快、操作簡便、不要求通視等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用到《公路勘測設(shè)計(jì)》課程中的大比例尺地形圖測繪、公路路線的選線、公路中線的放樣、公路縱斷面的測設(shè)、公路橫斷面的測設(shè)、公路用地面積的確定等各個模塊，下面就GPS在《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課程中各個模塊的具體應(yīng)用作一個闡述。

以《公路勘測設(shè)計(jì)》課程實(shí)訓(xùn)為例，路線里程：1 km；實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)：校園道路；公路設(shè)計(jì)時速：40 km/h，我們首先將學(xué)生分為4個小組，每8人一組，分別是：地形測繪組、路線中線測量組、路線縱斷面組、路線橫斷面組，模塊化設(shè)計(jì)任務(wù)見表一。地形測繪組的學(xué)生負(fù)責(zé)1：2000地形圖的測繪，用于平面選線及并最終繪制平面圖；路線組的學(xué)生負(fù)責(zé)中樁放樣；路線縱斷面組負(fù)責(zé)中樁地面高數(shù)據(jù)的采集；橫斷面組的學(xué)生負(fù)責(zé)橫斷面地面線數(shù)據(jù)的采集，用于橫斷面地面線的繪制。

首先找一個地勢比較高的地方建立一個全班學(xué)生共用的基準(zhǔn)站，并在其上安置一臺接收機(jī)，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；4個小組各派1名學(xué)生手持移動站，裝入萊卡ROAD EDITER軟件編輯的路線文件，安置在移動的載體上，在出發(fā)點(diǎn)按快速靜態(tài)相對定位法，靜止觀測數(shù)分鐘，以進(jìn)行初始化；移動的接收機(jī)利用GPS中的ROAD PLUS程序定出路線的中樁位置，并采集數(shù)據(jù)。為了保證這種作業(yè)模式的高精度，測設(shè)過程中至少保證同步觀測四顆以上分布良好的衛(wèi)星，并在移動過程中保持練習(xí)追蹤，確保測量的精度。

二、大比例尺地形圖測繪

在地形測繪之前，首先完成基站移動站的連接，測站矯正工作，接下來才是地形特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。大比例尺地形圖（1：1000或1：2000）一般用于成平面圖，如果用傳統(tǒng)方法測圖，先要建立控制點(diǎn)，然后進(jìn)行碎步測量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大、速度慢、花費(fèi)時間長。用實(shí)時GPS動態(tài)測量可以完全克服這些缺點(diǎn)，負(fù)責(zé)地形測繪的小組成員按照老師的分工，只需要手持移動站，在沿線每個碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘，即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程，結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，回教室即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此，大大降低了測圖難度，既省時又省力。

三、公路選線和中線放樣

負(fù)責(zé)中線放樣的小組成員，完成基站移動站的連接、測站矯正工作后，接下來需要將中樁點(diǎn)的坐標(biāo)輸入GPS移動站的電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。由于每個點(diǎn)測量都是獨(dú)立完成的，不會產(chǎn)生累計(jì)誤差各點(diǎn)放樣精度趨于一致。道路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構(gòu)成。單個彎道放樣時，只要先輸入各個控制點(diǎn)的樁號（ZH、HY、QZ、YH、HZ），再輸入起點(diǎn)、終點(diǎn)方向的方位角，直線段距離、緩和曲線的長度、圓曲線的半徑，就可以輕松放樣，而且一切工作均由GPS電子手簿完成。這種方法簡單實(shí)用，比起傳統(tǒng)的全站儀坐標(biāo)法要快很多。另外，如果需要在各直線段和曲線段間加樁，只需要輸入加樁點(diǎn)的樁號就可由GPS來完成。

四、公路的縱斷面測設(shè)

負(fù)責(zé)縱斷面放樣的小組成員，完成基站移動站的連接、測站矯正工作后，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入所持移動站的電子手簿中，（各變坡點(diǎn)的樁號、縱坡設(shè)計(jì)線的坡度、豎曲線的半徑），生成一個施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲存起來，接下來就可以用手簿調(diào)用文件，測設(shè)中樁的地面高程。

五、公路的橫斷面測設(shè)

橫斷面放樣時，完成基站移動站的連接、測站矯正工作后，先確定橫斷面的形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面的數(shù)據(jù)輸入電子手簿中（邊坡坡度、路肩寬度、路面寬度、超高、加寬、設(shè)計(jì)高程），生成一個施工放樣點(diǎn)文件加以儲存，通過手簿調(diào)用儲存的文件，進(jìn)行橫斷面的測設(shè)，同時可以通過軟件自動與地面線文件銜接進(jìn)行“戴帽子”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土石方計(jì)算。

六、結(jié)論

1 km的路線外業(yè)數(shù)據(jù)的采集，按照傳統(tǒng)的方法，采集外業(yè)數(shù)據(jù)至少需要7天左右的時間，但是利用了GPS RTK之后，各個小組之間有些環(huán)節(jié)可以平行作業(yè)，相互交叉干擾少，完成1 km的路線外業(yè)數(shù)據(jù)采集只需要3天左右的時間，且精度能夠得以保障，提高效率1～2倍。學(xué)生在整個實(shí)訓(xùn)過程中，任務(wù)明確，參與率高，學(xué)習(xí)的主動性明顯增強(qiáng)，實(shí)訓(xùn)成績及格率達(dá)95%以上。較傳統(tǒng)的測設(shè)模式在《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課堂中的應(yīng)用，GPS有著極大的優(yōu)勢，具體見表2。

學(xué)生通過《公路勘測設(shè)計(jì)》課程實(shí)訓(xùn)，基本上掌握了GPS在《公路勘測設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課堂中大比例尺地形圖測繪、公路路線的選線、公路中線的放樣、公路縱斷面的測設(shè)、公路橫斷面的測設(shè)中的應(yīng)用，畢業(yè)后基本上能無縫對接施工現(xiàn)場。真正培養(yǎng)了一批走得出去、用得上、用得好的畢業(yè)生。

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