對基于GPS的公路平面控制測量技術(shù)應(yīng)用的幾點探討

唐能寶

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523710

引言

伴隨著我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展，我國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中投入的資金日益增加，其中公路建設(shè)工程等交通行業(yè)工程數(shù)量最多。各個城市的公路建設(shè)情況，無疑反映該城市的經(jīng)濟發(fā)展水平，甚至可間接反映這一城市的整體發(fā)展狀態(tài)[1]。但想要保證公路工程施工質(zhì)量達到標準，嚴格控制公路工程的質(zhì)量水平，所以，施工主管部門必須準確認識到公路工程測量的必要性及重要性，需明確公路平面控制測量對公路工程建設(shè)的積極作用與積極意義，積極探究更理想的測量技術(shù)，保證所獲取的公路平面控制測量數(shù)據(jù)準確可靠，結(jié)合測量數(shù)據(jù)指導(dǎo)后期公路工程建設(shè)工作，提升公路工程建設(shè)的整體質(zhì)量，最大限度上延長公路的應(yīng)用壽命，提升后期公路運行的安全性及有效性，為城市發(fā)展做出相應(yīng)貢獻[2-3]。以前進行公路平面控制測量工作時，施工主管部門多應(yīng)用傳統(tǒng)測量方法達到公路平面控制測量的目的，獲取相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)指導(dǎo)公路工程后期進行高質(zhì)量、高效率建設(shè)工作[4-5]。但從實際應(yīng)用可發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)測量技術(shù)存在一定局限性，且伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)測量技術(shù)誘發(fā)的問題日益增多，難以滿足現(xiàn)代化背景下公路平面控制測量的需求[6-7]。伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，GPS測量技術(shù)問世并在公路平面控制測量工作中投入使用。相較于傳統(tǒng)測量技術(shù)，GPS測量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，所以在公路工程測量工作中得到了全面應(yīng)用。

1 公路背景及測量問題

老撾沙灣拿吉省他潘通縣的塔潘通道路升級工程項目，施工內(nèi)容包含道路全長88.2km中的38.2km的道路（KM20+000-KM58+200段）建設(shè)、道路全長88.2km中的19座橋梁拆除及重建工程。本工程屬于現(xiàn)有道路升級項目，其目的是擴大公路面積、改善該區(qū)域的交通通行。道路完成升級后，3km塔潘通縣城區(qū)道路的寬達到12m，85.2km普通公路的寬達到9m，19座現(xiàn)澆混凝土橋的總長度達到458m。該公路的地理位置十分特殊，直接影響沙灣拿吉省的經(jīng)濟社會發(fā)展水平。道路等級標準屬于老撾Ⅳ級，設(shè)計時速達到80km/h，公路面層為雙層瀝青表面處治。該公路項目現(xiàn)今已經(jīng)完成各項公路建設(shè)內(nèi)容，包含橋梁施工、道路施工、防護欄安裝與交通指示牌安裝等等，目前本工程質(zhì)保期結(jié)束，已經(jīng)完成了項目竣工驗收移交?，F(xiàn)今，該公路工程項目順利完成，無疑為沙灣拿吉省通暢交通往來提供更理想的條件，可促進當?shù)厣虡I(yè)、生產(chǎn)、旅游發(fā)展，可有效促進沙灣拿吉省經(jīng)濟發(fā)展，提升當?shù)厝嗣窠?jīng)濟水平，改善人們的生活質(zhì)量。

該公路工程建設(shè)項目十分復(fù)雜，平面控制測量應(yīng)將導(dǎo)線測量作為主要測量工作，比如閉合導(dǎo)線以及附合導(dǎo)線等等。針對公路工程中比較重要的建筑物（以橋梁為主），還需積極應(yīng)用三角網(wǎng)等多種測量技術(shù)。但若應(yīng)用常規(guī)測量方法，則需存在以下問題：①公路工程建設(shè)項目涉及的導(dǎo)線均有實際長度要求，比如高等級公路工程必須滿足一級導(dǎo)線要求[8-9]。所以，公路中所使用的導(dǎo)線均需控制在合理范圍內(nèi)。若屬于結(jié)點導(dǎo)線，則需將結(jié)點距離控制在附合導(dǎo)線長度的70%以內(nèi)。但從實際調(diào)查可發(fā)現(xiàn)，很多公路工程建設(shè)項目并不能達到這一項要求，容易出現(xiàn)超規(guī)現(xiàn)象，所以必須選擇更適宜的測量技術(shù)。②路線測量控制期間涉及起算點，但起算點往往無法維持同一測量系統(tǒng)，不同類型控制點往往處于相互混雜狀態(tài)，所以涉及系統(tǒng)兼容性這一方面的問題。但因為公路工程建設(shè)過程中，部分施工人員并未認識到嚴格控制基礎(chǔ)控制點，保證基礎(chǔ)控制點無錯的必要性，導(dǎo)致部分合理基礎(chǔ)控制點被摒棄，或是因為保護意識不足導(dǎo)致人為破壞現(xiàn)象。所以在這些公路區(qū)域進行測量工作，往往無法明確導(dǎo)線聯(lián)測點，難以保證公路控制測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量水平。③現(xiàn)今我國未針對公路平面控制測量制定規(guī)范統(tǒng)一的測量系統(tǒng)，所以既往進行公路測量工作時，有軍測、國測、城市控制點等多種模式，控制起算點往往會被大量因素影響，繼而導(dǎo)致起算點破壞，影響公路平面控制測量工作順利開展，所以難以保證實際測量結(jié)果的準確性與可靠性。④開展公路平面控制測量工作期間，需準確設(shè)置路線控制點，必須保證其處于距離路線中心線的300m以內(nèi)。但這一限制導(dǎo)致測量地區(qū)可能出現(xiàn)通視障礙，若采用傳統(tǒng)測量方法，無法滿足實際測量要求。⑤橋梁等建筑比較特殊，實際測量工作比較復(fù)雜，測量工作難度較大，若采用傳統(tǒng)測量方法進行測量工作，難以及時獲取準確的測量數(shù)據(jù)，且測量過程中的花費比較大，實際測量工作進程比較緩慢，測量結(jié)果缺乏準確性、客觀性與真實性，難以滿足測量實際需求。

2 GPS測量技術(shù)的測量優(yōu)勢

2.1 定位精準度高

實際應(yīng)用GPS測量技術(shù)的時候，測量人員可發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)公路平面測量技術(shù)，GPS測量技術(shù)具有更高的測量精準度。該技術(shù)投入公路平面測量時，需在相關(guān)基線上合理設(shè)計多個觀測點，這些觀測點可促使靜態(tài)相對定位形成，保障實際測量精準度。比如在長度800km以上的公路工程上應(yīng)用GPS測量技術(shù)，其定位測量精準度最大可達到10-8；在長度100km至500km的公路工程上應(yīng)用GPS測量技術(shù)，其定位測量精準度最大可達到10-6-10-7；在長度小于50km公路工程上應(yīng)用GPS測量技術(shù)，其定位測量精準度最大可達到（1-2）10-6。

2.2 測站無須通視

GPS測量技術(shù)在公路平面測量中應(yīng)用時，并未明確要求測站與測站之間始終維持通視狀態(tài)，只需要在平坦開闊、視野清晰的區(qū)域上設(shè)置測站點便可。所以實際測量期間，不僅可方便進行測量工作，還可有效減少測量造價費用，可節(jié)省測量工作的實際支出。因該技術(shù)不具備相應(yīng)的通視要求，所以測站點實際位置、相互間距離往往只需結(jié)合實際需求設(shè)置便可，點位選擇以及距離選擇十分靈活，可有效節(jié)省控制觀測網(wǎng)選點計算工作，可節(jié)省測算工作人員的時間，有效降低測算工作的難度，還可有效提升測量精準度。

2.3 可提供三維坐標

應(yīng)用GPS測量技術(shù)完成公路平面測量工作后，需應(yīng)用配套軟件進行數(shù)據(jù)處理，處理后獲取的結(jié)果可經(jīng)坐標充分顯示出來，還可分開計算高程坐標與平面坐標，獲取的坐標數(shù)據(jù)進行前后對比后，則可獲取精確定位測站點的實際平面位置，還可獲取相應(yīng)的高程點位三維坐標。

2.4 可進行全天候作業(yè)

在公路平面控制測量工作中應(yīng)用GPS測量技術(shù)，還可實現(xiàn)24小時工作，這與GPS設(shè)備設(shè)施具有極強的適應(yīng)性相關(guān)。這一特點導(dǎo)致GPS設(shè)備設(shè)施能夠在任何環(huán)境下完成測量作業(yè)，即便環(huán)境十分惡劣，也不會影響GPS測量技術(shù)的應(yīng)用，也能夠獲取更為精準可靠的測量數(shù)據(jù)與測量結(jié)果，還可在全球任意時間、任意點完成相應(yīng)的觀測工作，獲取詳細豐富的GPS測量數(shù)據(jù)，輔助施工人員高效準確的完成公路平面控制測量工作。

3 GPS測量技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 布設(shè)控制網(wǎng)

想要在公路平面控制測量工作中有效應(yīng)用GPS測量技術(shù)，首先要在公路工程建設(shè)區(qū)域合理布置控制測量網(wǎng)。布置過程中，第一，要結(jié)合甲方要求、GPS測量規(guī)范標準進行合理設(shè)計，保證控制測量網(wǎng)布置的科學(xué)性與合理性，保證控制測量網(wǎng)的閉合環(huán)充足，也就是存在獨立觀側(cè)邊形成的閉合圖形，保證閉合圖形平差及強度。第二，點位重合必須滿足控制測量網(wǎng)要求，方便結(jié)合已經(jīng)明確的觀測點左邊進行待測點坐標測算。也就是說，需將GPS控制網(wǎng)點和地面上已知控制網(wǎng)點進行有效重合，充分發(fā)揮控制測量網(wǎng)的作用，讓重合點能夠均勻分布在控制測量網(wǎng)中。還需讓觀測網(wǎng)點、水準點進行有效重合，為工作人員進行地面水準點觀測工作、數(shù)據(jù)分析提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。第三，布置控制測量網(wǎng)的時候，還需保證GPS站點觀測具備足夠開闊的視野，避免被樹木等多種障礙物影響。雖然GPS測量技術(shù)具有較強的適應(yīng)能力，但想要保證觀測精準性，還需保證觀測站點于高度15°以上沒有其他障礙物。第四，若進行實際測量工作時，需應(yīng)用聯(lián)測法或是進行控制測量網(wǎng)擴展，必須保證多個觀測站點均具備理想的通視條件。想要滿足公路工程的實際測量精準度要求，讓GPS測量技術(shù)真正在公路測量工作中發(fā)揮作用，輔助工程有效生產(chǎn)作業(yè)，則需明確甲方相應(yīng)測量精準度要求，并將要求有效落實，才能達到測量工作的最終目的。第五，在應(yīng)用GPS平面測量控制網(wǎng)的相關(guān)精準度指標時，還需和公路工程精準度需求、實際應(yīng)用的儀器設(shè)備特點進行有效結(jié)合，還需明確技術(shù)條件造成的影響，結(jié)合GPS測量規(guī)范中的相鄰點位距離標準差指標明確最終精準度數(shù)值。

3.2 測量外業(yè)

進行GPS靜態(tài)控制測量技術(shù)進行外業(yè)測量時，必須結(jié)合測量設(shè)計要求在公路相關(guān)測量區(qū)域中合理布設(shè)相應(yīng)的GPS觀測點以及導(dǎo)線點等等。為了有效預(yù)防電磁場對實際測量信號造成的影響，所選擇點位必須盡可能與大功率無線電發(fā)射源、高壓電線保持合理距離，選取視野開闊、交通便利、無遮擋物的地方。明確最終選點，結(jié)束選點工作時，還需結(jié)合公路工程的現(xiàn)場實際澆筑混凝土樁完成標記工作與記錄工作。進行公路平面控制測量工作的時候，想要獲取更精確的測量數(shù)據(jù)，還需在現(xiàn)有GPS觀測點上應(yīng)用三角支架完成觀測工作。進行平面觀測工作的時候，需盡量滿足公路平面測量規(guī)范要求，積極應(yīng)用相同方式測量其他布置觀測站點，獲取3個平面觀測結(jié)果，但結(jié)果數(shù)值不能超過2cm，將這3個結(jié)果數(shù)值作為觀測站點平面坐標觀測結(jié)果。完成觀測工作后，還需積極應(yīng)用相應(yīng)數(shù)據(jù)處理軟件進行基線解算、網(wǎng)平差等多項數(shù)據(jù)處理工作。明確GPS測量控制點三維坐標后，還需積極保證同步觀測精準度、復(fù)測基線觀測精度、異步環(huán)觀測進度等多項進度指標充分滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

伴隨著社會經(jīng)濟水平的高速發(fā)展，城市規(guī)模日益擴大，城市公路修建及改建工程數(shù)量日益增多。但想要保證工作的有效性與合理性，還需進行科學(xué)測量工作，保證公路工程質(zhì)量與進度，獲取精準度更高的測量結(jié)果，輔助公路工程完成施工。