数字化技术在公路测量中的应用

李晓龙 黄宝华

摘 要： 计量在国民经济建设和国防建设中具有十分重要的作用。在公路工程建设中，无论是公路、桥梁还是隧道，勘察设计、施工和竣工都离不开勘察工作。随着科学技术的发展，计量器具也在不断更新和创新发展。较先进的技术已取代了钢尺、花杆、落珠、罗盘、经纬仪、平板仪器等简单独立的工具，在公路测量中得到了广泛的应用。本文简要介绍了几种在公路勘测领域广泛应用的数字化技术。

关键词： 数字化技术;公路测量;应用

【中图分类号】TU997     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0036-01

1 公路测量中GPS技术的基本模式分析

为实现差分测量，GPS交通道路快速测量是利用车载GPS接收机组成移动站，采集现场交通路径及附件的位置信息，在适当位置设置参考站，与移动站同步观测GPS信号，然后加载其他辅助设备信息经差分数据处理后形成交通道路测量数据。

1.1 “自由基准站”测量模式。“自由参考站”测量方式是利用测区现有GPS跟踪站的观测数据，可将GPS接收机设置在半径150km范围内的任意一点，方便、无遮挡、无强干扰。在动态观测中，利用GPS跟踪站和基准站的观测数据，采用静态计算的方法，可以得到基准站的坐标。

1.2 “双基准站”测量模式。这种方法类似于“自由参考站”测量模式。在国家高等级系统点（包括GPSa.b级网点）上放置两台GPS接收机，可以直接作为参考站使用，也可以在公路附近自由设置，扩大其工作范围。”“双参考站”测量方式采用两个参考站，使测量数据更加稳定可靠。它适用于距离已知点较远的地区，如GPS跟踪站、GPSA.B网点和卫星信号差的地区。

1.3 “单基准站”测量模式。在公路附近预先选定参考站，采用静态测量方法与国家GPSA.B网点（GPSA.B网点可直接作为参考站）连接。

2 三维实体建模技术的应用

三维实体模型改变了传统线框和表面模型的边界，并实现了切割任何截面的功能。在实际使用过程中，可以实现施工过程中所需的各种应用信息的有效收集工作。

2.1 提高技术施工流程的效率。将三维实体造型技术应用于实际的公路设计过程中，可以科学、准确地模拟整个设计过程。通过全过程的模拟，使技术设计人员、施工现场经理和技术监督部门更直观、更清晰地了解高速公路施工过程的总体情况，从而提高项目规划和施工进度，缩短工程事项审批时间，提高施工过程的施工效率。同时，在使用三维实体造型技术的过程中，可以通过切割功能生成二維图形，使图形的维护更加方便。

2.2 实现相关设计的优化。在公路建设项目的具体设计过程中，需要通过反复比较，选择出最佳的设计方案。在所有的工作完成后，要比较和适应传统的手工过程通常是困难和耗时的。利用高速公路三维实体模型技术，可以实现实时观测，适应比较过程。例如，如果边坡不适合实时工程，则不适合采用三维技术模拟高边坡和边坡，例如，当边坡不适合实时工程时，基于实时对比和修改工作，设计方案更加完善。

2.3 降低公路建设项目成本。三维实体仿真技术的应用对降低工程造价具有十分重要的现实意义。公路建设与其他建设项目最大的区别是公路建设需要更多的土方。因此，土方工程的使用成本占整个公路工程造价的很大一部分。借助三维实体仿真技术，准确计算公路建设中土石方用量，通过计算土石方量来计算土石方成本，方便、高效。如果成本不合理，可以在施工前进行调整，以降低公路建设项目的成本。

3 GPS技术在公路施工测量中的应用

GPS又称全球定位系统技术，是应用最广泛的定位系统和应用技术。这项技术起源于20世纪70年代的美国，可实现海洋、陆地、空间等不同领域的全天候实时定位、授时和测速功能。随着GPS技术的成熟，GPS在公路建设中得到了广泛的应用。

在公路建设过程中，传统的标段桥梁、长大隧道标的物计量方法存在诸多缺陷。航路测量控制的起点难以保证同一测量系统，这对测量质量有很大影响，地面能见度的困难往往影响常规测量的实施。使用GPS可以有效克服上述缺点，其主要特点是：不需要站间通视。GPS选点更加灵活方便，定位精度高。GPS测量可以准确地确定观测站的平面位置，同时也可以准确地确定观测值。

使用GPS可以有效克服上述缺点，其主要特点是：不需要站间通视。GPS使点的选择更加灵活方便。但是，站上的空间必须是开放的，这样接收到的GPS卫星信号就不会受到干扰，并且定位精度高。在50km以下基线上相对定位精度可达12×1026，100km～500km基线相对定位精度可达1026～1027，观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位只需5min的观测时间，并提供三维坐标。GPS测量可以准确地确定观测站的平面位置，同时可以准确地确定观测站的大地高程。

4 TPS技术在公路施工测量中的应用

TPS是测速仪、经纬仪和全站仪定位系统的缩写。该系统是全站仪与计算机技术集成的真实体现。它为用户提供了多种功能和广泛的测量程序，是一种方便高效的测量设备。

以全站仪为代表的全站仪是光学经纬仪、电子测距仪和电子计算相结合的产物。这个仪器可以测量角度、距离和高度。一台仪器可以完成三个测量元件的测量任务。该设备能自动记录测量数据，提供数据存储、转换和计算功能，并提供后续测量程序开发功能。通过大屏幕液晶显示屏，用户可以清晰地看到。全站仪提供了与计算机的接口，实现了全站仪与计算机之间数据和程序的自由交换，为计算机辅助设计（CAD）提供了良好的条件。该仪器具有定向高程传递、已知点放样等功能。因此，它是公路测量和施工中不可缺少的测量仪器。

结束语

随着我国经济的发展，人们对道路数量的要求不多，对道路质量的要求也越来越高。这意味着公路建设的技术要求在不断提高，对测量技术的要求也自然提高。值得庆幸的是，随着近几十年基础科学研究的不断深入，给公路测量注入了新的活力，数字化技术与传统方法的结合必将满足当前的要求。其中，三维实体造型技术和autocad技术可以在公路施工前看到公路施工完成后的效果，而GPS技术和TPS技术使测量结果更加精确。正是这些技术的相互应用，才能使我国公路建设业不断发展，使我国公路建设技术不断提高。

参考文献

[1] 陈明建.三维实体建模技术在公路测量中的应用研究[G].河海大学硕士论文.2017，4.

[2] 苏沛良，谢绍富.AutoCAD技术在高速公路施工测量中的应用[J].水运工程.2018，8.