浅谈测绘新技术在山区公路勘测中的应用

姬海鹏

(盘县公路测量设计队)

1 测绘新技术简介

随着测绘技术发展和提高，测绘数据的采集方式趋向自动化、智能化，现代公路勘测的控制测量作业基本已由第一代的经纬仪配合测距仪、第二代的全站仪转变到现今主流的GPS测量上。山区公路采用GPS测量比在平原微丘区有更高的优越性。

(1)GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

(2)GPS测量可以大大提高工作质量。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。

(3)GPS-RTK技术彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

(4)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。作业效率为常规测量方法的3倍以上。

(5)GPS高程测量同平面测量一样，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，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。

2 GPS应用实例

盘县羊场经英武至大山二级公路全长102.344 1 km，其中主线64.695 km，起于盘县羊场乡接羊场至柏果二级公路，经英武、马场、老厂、马依，止于盘县大山镇接大山至响水二级公路。支线37.429 km起于马依，经忠义、新民，止于普安县楼下镇接楼下至兴义二级公路。

项目控制点设置完毕后，用6台徕卡GPS单频接收机对32个GPS控制点进行静态观测。为保证测量精度，观测前对徕卡GPS接收机的性能和可靠性进行全面检验，各项指标合格后才允许参加作业;导线点每个时段同步观测时间均不少于45 min，重复设站次数不少于2次;以边连式方法组网进行观测，采样间隔取5 S，截止高度角取20°，GDOP小于6，同时观测到有效卫星数大于5颗;接收机开始记录数据后，随时注意卫星信号和信息存储情况，当接收或存储出现异常时，调整观测计划，延长接收机观测时间。每天观测结束后要及时对当天的测量数据进行处理，包括基线解算，同步环闭合差计算等，对超限的点位要进行整体分析，如有必要进行重测或补测。

3 GPS技术在公路勘测中的应用

GPS技术通过信息传感技术、空间测量技术和卫星定位系统被广泛的应用。地球测量技术越来越精确，一些潜在的地质状态越来越清晰的展现在我们面前，地质灾害分析也越来越精确。公路施工中依据不同的地理状态进行整体的工程设计分析，规避开地质灾害区域，进行最安全稳妥的施工方案设计，是公路工程质量的重要保障。

3.1 GPS数据采集

在山区进行GPS测量时，由于路线经过峡谷等地形复杂地段，点位上方的GPS卫星信号会被遮挡一部分，观测条件往往较差，因此作业前应查看观测站星空图，选择适当的观测时间段，用适当延长观测时间等手段来提高观测精度，二、三、四等GPS控制网应以边连式、网连式方法组网观测。根据实践经验，在山岭重丘区，用GPS单频接收机对控制点进行静态观测时，二级平面导线每个时段同步观测时间不少于45 min，截止高度角取20°。

3.2 GPS数据处理

控制网点观测完成后，对原始数据进行全面检查和校对，确认外业数据无误后，采用高精度的GPS数据处理软件进行数据处理。在地形起伏较大、树木茂密的山岭重丘区，由于GPS接收信号受到不同程度的影响，在数据处理过程中，往往会出现大量不合格基线，部分同步环闭合差、异步环闭合差会超限，提高控制网解算精度，尽量避免大量的外业重测工作，是测绘工作者需更深一步研究的问题。

GPS基线向量网的平差分为无约束平差、约束平差、联合平差三种类型。目前，对于绝大多数的地区联合平差是解决GPS网成果转换的有效手段，也是绝大多数的地区目前唯一行之有效的方法。因此GPS网一般要联测3～5个已知点;联合平差或约束平差成果的精度分析主要考察各类观测值的改正数分布是否有明显粗差，平差坐标、点位误差、转换参数、单位权重误差是否通过统计检验，边长相对精度是否满足设计精度要求。

GPS高程拟合根据不同软件的要求，为保证作业精度，至少要联测4个水准高程点。

3.3 中桩放样

(1)在GPS中选择“放样”选项，进行放样测量作业，系统软件会自动根据输入到RTK电子簿中的放样点坐标定出放样点的点位。

(2)山区公路由于地形条件的限制，RTK放样常会遇到许多无信号区域，这就要求放样工作应由RTK配合全站仪共同完成，在无信号区域，可在附近有信号区域选定两点并由RTK实时测定出三维坐标供全站仪放样用。这种组合作业模式贯穿于整个外业测绘工作中。

3.4 断面测量

全站仪具有测量精度高、速度快、自动化程度高等优点。全站仪普遍应用之后，我国公路及铁路勘测单位相继使用全站仪的坐标测量功能直接进行横断面测量，使用全站仪测量横断面成为高精度及高效横断面测量的首选方法。一些仪器制造商也针对自身仪器开发了专门的横断面测量程序(如尼康和徕卡)。

运用此类程序进行横断面测量分两种情况。

第一种情况是如果只需获取断面数据，则可自由设站，测站不需坐标，直接测定处于断面线上相邻两点间的平距高差，从而获得横断面数据，此方法要求断面线方向需根据路线前后走向选择。

第二种情况是既需获取横断面数据，同时还要获取各断面点的三维坐标，那么就需要设站于已知坐标点上，使用本站定向后，测定断面数据并同时保存各断面点三维坐标备查或作他用。少数隐蔽点在10～15 m以内，当前后有全站仪测量点时，可以用传统的抬杆法加密补充。

3.5 路线地形图测绘

根据公路等级特点和成本效益控制山区二级及以下公路勘测地形图测绘不必采用高精度大比例尺实测或航测，一般采取扩放国家万分之一地形图，根据实测的路线控制工点、中桩点位高程等修正路线临近等高线，并调绘变化、新增的地物地貌绘制路线地形图。对于新建路段或改建路的大型方案调整路段、大桥隧道等位置，则需实测该部分地形予以补充。

4 结束语

对于山区低等级公路(三、四级)勘测，测区难以获得高一级控制点，或控制点难以进行附合(闭合)测量，有的测区没有万分之一地形图的情况，控制测量可以采用全站仪支导线的形式，由于公路是连续构造物，施工放样和路线平高均是由相邻导线点连续控制的，所以只要支导线连续相邻点间的平面高程误差在规定范围内，无论支导线的累积误差最终结果如何，均能满足设计和施工要求，对于没有万分之一地形图的区域，则可采用独立坐标高程系统，并沿线手绘近似的路线地形图。

[1]宗庆，杨留方.城市规划核实测绘的新方法[J］.城市勘测，2010，(1).

[2]李俊宇.探讨测绘新技术在公路勘测中的应用[J］.科技信息，2009，(23).

[3]交通部部颁《公路勘测规范》(JTG C10-2007)[S］.

[4]建设部、质监局颁《工程测量规范》(GB 50026-2007)[S］.