浅谈现代测绘技术在山区公路测量中的运用

【摘 要】随着现代测绘技术的不断发展，加上山区公路测量的困难很大，现代测绘技术在交通工程应用得越来越广泛，在现代的山区公路测量中，多采用全站仪结合GPS的来进行公路测量。本文就现代常用测绘技术在山区公路测量中踏勘选点、控制测量、中线测量、断面测量中的运用进行了浅要的分析。

【关键词】现代测绘;山区公路;GPS

一、前言

在交通工程中，测绘是道路设计的基础，然而测绘的精度就直接关系到道路的设计。道路的通行能力又以过硬的质量为基础 ,所以山区公路在施工过程中要严格控制施工质量，而测量工作贯穿于公路施工的整个过程 ,直接影响工程进度与质量。然而，在山区公路测绘的过程中，难度相比普通公路要大得多。但随着现代化测绘技术的引入，减小了实际测量的难度。以下就是对现代测绘技术在公路勘测中的应用过程进行的分析。

二、现代测绘技术在山区公路测量中的运用

1、踏勘选点

在踏勘选点前，应尽量搜集测区有关资料，首先把测区已有的地形图和高一级控制点这些成果资料收集起来。根据规范要求，二级及其以下公路导线等级一般选用二级导线。踏勘的目的是了解测区范围、地形和控制点情况，以便确定导线的形式和方案的布置。

导线点的确定，采用全站仪进行确定导线点，应遵循下面几点原则：①相邻的导线点应该保持通视，方便观测。②为了便于长期保存，便于寻找和观测，导线点应选择土质坚硬的地方。③导线点应尽量选在地势较高、视野开阔处，便于碎步测量。④导线边长应大致相等，避免过长、过短，相邻两边长之比不应超过三倍。⑤导线点的布置应密度适宜，分布均匀，以便控制整个测区。

若现代测绘技术，在GPS有信号的地方，多采用用GPS来确定导线点，应遵循以下几点原则：①导线点尽量选在地势较高且视野开阔，周围无强磁、强辐射干扰的地方。②为了提高测量的精度，测量尽量在天气较好的上午，接收到的卫星信号要在四颗及四颗以上。③虽然GPS定位不需要相邻导线点通视，但是为保施工方便和放样精度高，尽量保持相邻导线点通视。

2、控制测量

如今，随着现代测绘技术不断发展，控制测量已经由原来的经纬仪配合测距仪、全站仪，到现在的GPS测量。由于GPS测量的优越性，所以测绘技术在山区公路测量领域得到广泛运用。

运用RTK进行线路的控制测量，由于线路中的控制点需要纳入国家高斯平面坐标系，它和GPS快速静态测量相同，首先得确定国家坐标与WGS-84坐标之间的关系，得到其转换参数，RTK测量系统可以实时确定转换参数，系统自动转换为国家高斯平面坐标，并显示和存储。这种方法适合于山区公路这种条件比较恶劣，高差比较大的工程。它不受地理环境和距离的限制，而且可以大大提高工作质量。它受人的因素影响很小。全部是电子技术、计算机技术，自动记录、自动处理数据、自动平差。GPS技术还可以改变山区公路测量的模式。它对于实时放样、中桩测量、点位测量还可以直接进行运用。

这种测量方式极大地降低了劳动强度，减少野外砍伐树木及整理的工作量，提高了测量的效率。这种方法的效率是常规测量的3倍以上。它的高精度的平面测量同高精度高程测量差不多，是测量应用的重要领域。尤其是逐渐向山岭重丘区发展形势下的高等公路，因为地区地形条件复杂的限制，很难进行常规的几何水准测量，所以这种高程测量方法就是一种最有效的途径。

3、GPS数据采集

在数据采集这个阶段，由传统的野外白纸测图发展到今天GPS、车载GPS、车载激光扫描仪等图像工程测量方式。车载GPS技术在数据采集上的运用方式是首先在汽车上利用差分GPS技术安置GPS接收机，汽车一边行驶一边接受GPS数据，并把数据记录下来。同时应该将一定数量的差分GPS基准站设置在道路的周围，然后对流动站和基准站的GPS数据差分处理，将车行的路线轨迹和道路上的辅助物位置的坐标求出来，加载道路及辅助物的属性信息，道路的数据采集工作就完成了。在如今数据采集不光可以采用GPS还可以采用CCD传感器与电子全站仪结合起来，增加了摄像功能，可以对面状的数据进行快速读取。另外，三维激光扫描仪可以在给定坐标系的条件下，扫描对象的不同位置也可以快速的得到地物的三维坐标。

4、数据处理

GPS测量系统主要是由接收机对卫星发射的信号进行解码，分离出导航电文，进行相位和伪距测量。在这个过程中由于山区树木多、地形复杂，加上不同时间接收的卫星信号强度的不同，所测的数据难免出现误差，甚至出现不合格基线，导致异步环闭合差、重复基线较差、同步环闭合差会超过允许值。GPS的数据处理是一个很关键的程序，数据处理应当采用高精度的GPS数据处理软件来进行。如何避免野外测量的误差超限是现代测量工作者值得思考与探究的。

GPS基线向量网的平差有约束平差，联合平差，无约束平差。目前，很多地区解决GPS网成果转换的手段就采用联合平差，也是目前唯一行之有效的方法，所以GPS网就要联测3～5个已知的基点。

约束平差或联合平差的成果分析：主要是对各类观测值的改正数是否有明显粗差进行考察，转换参数、点位误差、平差坐标、单位权中误差是否能通过统计检验，边长的相对精度是否在设计精度要求以内。

5、中线测量

①进行放样测量作业时，首先，在GPS中选择“放样”选项，系统软件会将放样点点位根据输入到RTK电子簿中的放样点的坐标定出来。

②RTK放样常会遇到许多没有信号的区域，这就要RTK配合全站仪共同完成，在没有信号的地方，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。在整个外业测绘工作中这种组合作业模式必不可少。

6、断面测量

在运用GPS定好基线后，就得使用全站仪进行细部的测量。全站仪是一种自动化程度高、速度快、测量精度高的仪器。全站仪在我国公路及铁路勘测单位应用十分广泛，横断面的测量采用全站仪的坐标测量功能直接进行,使用全站仪测量横断面是测量的首选方法。

采用这种方法进行横断面测量，有以下两点需要注意：

第一，在只需要断面数据的情况下，可自由设置基站，测站也不需坐标，可以将断面线上相邻两点间的水平距离和高差直接测出来，得到横断面的数据。

第二，是在既需要横断面数据，还要各断面点的三维坐标，那就要在已知的坐标点上设站，在用此站定完向后，要保存好断面点的三维坐标和断面数据。

三、结束语

总之，在运用现代测绘技术对山区公路进行测绘时，一定要从实际出发，灵活采用各项现代测绘技术，在保证山区公路测量成果满足规范要求的情况下，应当尽量提高测绘过程中的效率。

参考文献

[1]交通部部颁《公路勘测规范》.JTGC10-2007.

[2]邹永廉主编.测量学（公路与城市道路、桥梁工程专用）.北京：人民交通出版社,1986.

[3]周忠谟等.GPS卫星测量原理与应用.北京：测绘出版社，1992.