高精度測量儀器在公路工程中的應(yīng)用分析

莊秋香

摘 要：文章以貫穿公路工程始終的測量工作為研究對象，首先簡單的介紹了常規(guī)測量程序和步驟，然后結(jié)合實際情況，提出了在工程中對高精度測量儀器加以應(yīng)用的策略，具體內(nèi)容涉及引導(dǎo)測量、實時測量兩個方面，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：高精度;測量儀器;公路工程

隨著RTK技術(shù)的推廣，對各樁位的實際填挖量進(jìn)行計算的環(huán)節(jié)被精簡，公路邊線、中線放樣等工作的效率有所提高，這對公路工程所具有生產(chǎn)效率、經(jīng)營效益，均具有十分積極的作用，希望本文所討論內(nèi)容可以在某些方面給測量人員以幫助。

一、常規(guī)測量程序和步驟

近幾年，高精度測量儀器開始被應(yīng)用在公路工程中，從事測量工作的人員，工作量和工作強度均有所降低，但是，測量工作的復(fù)雜性仍舊沒有得到改善，縮短測量周期的目標(biāo)尚未實現(xiàn)。在實施公路工程的過程中，常規(guī)的測量步驟如下：第一步，根據(jù)原有的沿線地形圖、航拍成果進(jìn)行踏勘，初步確定公路走向并擬訂方案，標(biāo)出公路沿線的有效控制點，為后續(xù)工作的開展提供參考;第二步，在全站儀的幫助下，對沿線條帶狀控制、加密圖根進(jìn)行測量;第三步，以所擬訂方案為參考，按照特定寬度，利用全站儀對帶狀地形圖進(jìn)行測量;第四步，參考各級控制點，展開公路中線、邊線放樣的工作，確定各樁位的具體填挖量;第五步，鋪裝線路土石方、橋涵和路面，標(biāo)定里程樁，進(jìn)行竣工驗收。通過上文的敘述可以看出，公路工程的每個施工環(huán)節(jié)，均需要對高精度測量儀器加以應(yīng)用，在同一測站，該儀器甚至需要重復(fù)工作十幾次，公路工程通常位于野外，而野外施工的特點，主要為工作強度大、任務(wù)量大、施工周期長，種種因素交織在一起，導(dǎo)致公路工程的成本，始終居高不下。

二、公路工程中高精度測量儀器的應(yīng)用

下文所討論儀器的配套系統(tǒng)為530RUSH系統(tǒng)，該儀器的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在測量精度極高的方面，與公路工程提出的要求十分契合。

1.引導(dǎo)測量

公路工程無法離開測量而獨立完成施工，其中，開挖、回填土石方和測量路面鋪裝的工作量較大，公路工程的每個環(huán)節(jié)，都需要對測量儀器加以應(yīng)用，出現(xiàn)任何差錯，所帶來人力、時間、財力和物力的浪費都難以預(yù)估?，F(xiàn)階段，鑄路機械已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在公路工程施工的過程中，但是，由于測量工作和施工機械尚未融合為有機整體，因此，鑄路機械的作用難以得到充分發(fā)揮。只有引進(jìn)高精度的測量儀器，利用人機接口指令，對應(yīng)用軟件進(jìn)行編制和開發(fā)，才能使半自動化作業(yè)成為現(xiàn)實，屆時，公路工程的施工質(zhì)效均會得到大幅提高，隨著相關(guān)工程對勞動力需求的減少，施工成本降低成為必然。高速公路針對路面鋪裝所提出要求，即為“高精度”，對高精度測量儀器加以應(yīng)用的重要意義，自然不言而喻。

首先，應(yīng)用該儀器展開地面施工的積極意義，在于其具備以數(shù)字地面模型為依據(jù)，對施工作業(yè)進(jìn)行實時控制的選件，在實際施工的過程中，接收機可以對當(dāng)前點位對應(yīng)的三維坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，對比同機內(nèi)所輸入數(shù)字地面模型，得出當(dāng)前點位和相鄰邊界的方位、最短距離，向工控機傳輸點位設(shè)計高程信息、高程偏差。而工控機的作用，主要是對所接收數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，修正前進(jìn)的方向與速度，確定施工位置及高程，明確需要經(jīng)過幾次推進(jìn)、碾壓或挖掘，才能達(dá)到設(shè)計指標(biāo);其次，應(yīng)用該儀器開展公路工程作用，能夠有效解決欠挖、超挖的問題，無需對引張線進(jìn)行設(shè)置，就可以完成公路施工，不僅勞動力資源得到了節(jié)省，由于施工現(xiàn)場嘈雜，導(dǎo)致安全事故發(fā)生的情況，也得到了一定的遏制。另外，相關(guān)人員可以通過計算機嚴(yán)格控制所鋪墊路面的厚度，在提高工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，避免材料被大量浪費的問題出現(xiàn)，施工成本隨之降低;接下來，該儀器所達(dá)到精度為厘米級，與路面鋪裝最后環(huán)節(jié)對精度的要求間存在差距，要想解決該問題，保證路面符合行業(yè)要求，選擇360°棱鏡、自動跟蹤全站儀等設(shè)備，配合最后工序的進(jìn)行很有必要，在此基礎(chǔ)上，對廠家所供應(yīng)軟件加以應(yīng)用，方可將控制精度由厘米級細(xì)化到毫米級;最后，工業(yè)控制PC機，可以利用所給定質(zhì)量對該儀器的傳感器進(jìn)行設(shè)置，參考由采樣頻率所提取實時定位成果、傳感器內(nèi)所存儲數(shù)據(jù)，拉近最終成果和預(yù)期目標(biāo)間的距離。

2.實時測量

將高精度測量系統(tǒng)引入公路工程，需要變革公路工程的作業(yè)流程，通過聯(lián)合實時測量的方式，達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，這是因為該系統(tǒng)在速度、精度、可靠性等方面，均具有突出的表現(xiàn)。第一步，在公路沿線架設(shè)2臺儀器，保證所架設(shè)儀器處于利用衛(wèi)星接收信號、無線電發(fā)送信號的高地上，從而形成參考站A、B，需要注意的是，參考站的作用，包括為信號能夠覆蓋的范圍內(nèi)的施工機械，提供定位服務(wù)，在確定參考站后，應(yīng)提前開機，向B站傳遞A站地心坐標(biāo)，方可開始執(zhí)行各項任務(wù);剩余2臺儀器作為流動臺，在參考站所對應(yīng)帶狀區(qū)域內(nèi)進(jìn)行布置，以設(shè)計帶寬為依據(jù)，完成測量地形圖的任務(wù)，按照既定間距，布測邊線木樁、概略中心，確定參考站三維坐標(biāo);第5臺儀器的任務(wù)，主要是聯(lián)測公路沿線國家/地方控制網(wǎng)的已知點。第二步，由于每個點所對應(yīng)已知點為2個，已知點實時檢核平差的成果并不相同，精度指標(biāo)均符合所設(shè)定范圍，若在傳遞參考站坐標(biāo)的過程中有問題存在，則會導(dǎo)致成批對流動點位所對應(yīng)坐標(biāo)差進(jìn)行解算時，所得出結(jié)果被暴露出來，應(yīng)用該儀器，可以使測區(qū)內(nèi)全部點位的測量成果，達(dá)到可靠、無需業(yè)內(nèi)處理和精度均勻的要求，只需要根據(jù)同高程、同平面已知點的匹配情況，轉(zhuǎn)換坐標(biāo)并進(jìn)行高程擬合，就可以輸出點位成果表，在此基礎(chǔ)上，以轉(zhuǎn)換所得高程、坐標(biāo)系統(tǒng)為依據(jù)，輸出數(shù)字化地形圖，修正輸出線路模型，最后完成推算土方石量的任務(wù)即可。第三步，利用GPS對線路施工進(jìn)行引導(dǎo)，測設(shè)里程樁并驗收竣工成果。實踐證明，應(yīng)用高精度測量儀器，使公路工程的施工周期縮短，測量工作的強度也有所降低。

三、結(jié)語

通過上文的敘述可以看出，在建筑業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中，高精度測量儀器已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，只有根據(jù)實際需求，對經(jīng)濟(jì)、實用且高效的測量設(shè)備加以選擇，保證測量任務(wù)順利完成，才能實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，這也是現(xiàn)階段建筑業(yè)、工業(yè)等行業(yè)關(guān)注的重點。

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