馬敬貴

(中交一公局第五工程有限公司，中國(guó) 北京100024)

0 概述

上海通用汽車(chē)研發(fā)試驗(yàn)中心（廣德）是目前國(guó)內(nèi)投資規(guī)模最大、設(shè)施最全面的全功能汽車(chē)研發(fā)試驗(yàn)中心，；也是亞洲最大的汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)，規(guī)劃區(qū)域面積約5.67平方公里，總投資約16.43億元人民幣。中心內(nèi)包括目前國(guó)內(nèi)投資規(guī)模最大、設(shè)施最齊全、技術(shù)最先進(jìn)的全功能試車(chē)場(chǎng)。試驗(yàn)場(chǎng)道路共有39條，總里程長(zhǎng)度為54.23公里，包括高速環(huán)道、耐久性試驗(yàn)區(qū)、腐蝕試驗(yàn)區(qū)、坡道區(qū)和性能試驗(yàn)區(qū)等功能齊備的試驗(yàn)道路及設(shè)施，適用乘用車(chē)開(kāi)發(fā)的操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)路、動(dòng)態(tài)廣場(chǎng)和多種形式的低附著系數(shù)路等設(shè)施。

作為中交一局五公司的一名員工，我有幸參加了交通部汽車(chē)綜合試驗(yàn)場(chǎng)（北京通縣）及上海通用汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)（安徽廣德）的建設(shè)，作為一名現(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量工作者，簡(jiǎn)要介紹一下自己對(duì)試車(chē)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制的方法及點(diǎn)滴體會(huì)。

1 測(cè)量?jī)x器、測(cè)量人員的配備

對(duì)于這樣面積龐大、道路、結(jié)構(gòu)繁多的試車(chē)場(chǎng)，施工全面展開(kāi)需要的測(cè)量?jī)x器、人員是可想而知的，加之分包隊(duì)伍幾乎都沒(méi)有配備自己的測(cè)量人員，測(cè)量隊(duì)的工作是很繁多的，起初計(jì)劃配備兩臺(tái)全站儀，但是全站儀受地形條件的限制，也勢(shì)必會(huì)增加測(cè)量人員的數(shù)量，若用全站儀施工測(cè)量放樣，一臺(tái)全站儀必須至少配備三至四人，兩臺(tái)全站儀就是七至八人。而用GPS接收機(jī)放樣，若用兩臺(tái)動(dòng)態(tài)機(jī)RTK放樣只需兩人（一人一臺(tái)）即可，但對(duì)于大型結(jié)構(gòu)來(lái)講，全站儀控制還是優(yōu)于RTK，為了項(xiàng)目部長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，因此計(jì)劃選購(gòu)全站儀一臺(tái)及(1+2)GPS一套。

2 簡(jiǎn)單交樁

首先我們打破了傳統(tǒng)的交樁模式，不需要每個(gè)控制點(diǎn)都交，只需設(shè)計(jì)院交兩個(gè)控制點(diǎn)即可，余下的施工單位完全可以自己根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)利用GPS迅速找出，首先根據(jù)業(yè)主提供的能覆蓋整個(gè)試車(chē)場(chǎng)的測(cè)量四參數(shù)，（先不必要自己求測(cè)量參數(shù)）依次錄入手薄，點(diǎn)擊應(yīng)用就可以輸入任意控制點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)能快速精確地定位到控制點(diǎn)，這樣雖然我們施工單位麻煩一些，但省卻了業(yè)主、設(shè)計(jì)院的時(shí)間。

3 全站儀聯(lián)測(cè)導(dǎo)線與GPS靜態(tài)控制互相檢測(cè)，保證了測(cè)量精度

3.1 試車(chē)場(chǎng)不同于高速公路，對(duì)于高速公路一般是進(jìn)行附和導(dǎo)線測(cè)量控制，采用公共邊作為起始邊，標(biāo)段的起點(diǎn)和終點(diǎn)與相鄰標(biāo)段聯(lián)測(cè)。但試車(chē)場(chǎng)是一個(gè)面積龐大的閉合近似橢圓體，顯然一條附和導(dǎo)線是不適用的，大家可能首先想到的是閉合導(dǎo)線，但一個(gè)閉合導(dǎo)線是無(wú)法全面覆蓋整個(gè)試車(chē)場(chǎng)的，試車(chē)場(chǎng)東西跨度1500m，南北跨度約4000m，若沿著試車(chē)場(chǎng)的四周測(cè)一個(gè)較大的閉合導(dǎo)線，不但精度無(wú)法保證并且中部的施工區(qū)域無(wú)法全部覆蓋，勢(shì)必對(duì)以后施工測(cè)量造成一定的影響。由于試車(chē)場(chǎng)主要是南北跨度大，所以我們?cè)跂|線、中部、西線各布置一條附和導(dǎo)線，這三條附和導(dǎo)線相互使用起始邊、公共邊。用全站儀進(jìn)行邊角測(cè)量，利用設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行評(píng)差計(jì)算，得出評(píng)查后導(dǎo)線點(diǎn)成果。

3.2 本場(chǎng)內(nèi)平面坐標(biāo)使用1980年西安坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，利用GPS靜態(tài)接收機(jī)進(jìn)行控制測(cè)量，根據(jù)上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院提供的資料，有8個(gè)D級(jí)GPS控制點(diǎn)均勻分布在測(cè)區(qū)內(nèi)，分別是GD01、GD02、GD03、GD04、GD05、GD06、GD07、GD08。經(jīng)實(shí)地踏勘，以上點(diǎn)位保存完好，并經(jīng)復(fù)測(cè)，點(diǎn)位精度符合規(guī)范要求，可作為本測(cè)區(qū)控制起算數(shù)據(jù)。首先在測(cè)區(qū)范圍外均勻布設(shè)能夠覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)的5個(gè)GPS控制點(diǎn)，與1個(gè)D級(jí)GPS點(diǎn)GD03和3個(gè)C級(jí)GPS點(diǎn)，嚴(yán)格按照D級(jí)GPS控制網(wǎng)測(cè)量要求進(jìn)行觀測(cè)，利用瑞得R90后處理軟件進(jìn)行平差計(jì)算。根據(jù)GPS網(wǎng)平差結(jié)果知，該網(wǎng)平均點(diǎn)位中誤差為4.6mm，最大點(diǎn)位中誤差為8.3mm，與全站儀所測(cè)附和導(dǎo)線中的控制點(diǎn)相比較相差最大值為ΔX＝＋5mm，ΔY＝－8mm，完全達(dá)到精度要求。

上海通用試車(chē)場(chǎng)場(chǎng)A2標(biāo)導(dǎo)線點(diǎn)布置圖如下：

圖1

4 測(cè)量資料的計(jì)算

鑒于試車(chē)場(chǎng)路線眾多，路線幾何線性復(fù)雜，普通的計(jì)算方法無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量需要，我們主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行路線坐標(biāo)、高程計(jì)算。

4.1 電腦計(jì)算軟件

把試車(chē)場(chǎng)的38（除高速環(huán)道外）條路的測(cè)量參數(shù)分別依次輸入電腦，并永久存儲(chǔ)，其中包括平曲線參數(shù)、豎曲線參數(shù)、超高參數(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)就是快速計(jì)算整條道路坐標(biāo)及高程，隨時(shí)打印出來(lái)，還可以把數(shù)據(jù)導(dǎo)入RTK手薄，導(dǎo)入手薄的方法是：在電腦上使用記事本新建文件，將后綴名改為dat,按照（pn,x,y,z,pc）即（點(diǎn)名、北坐標(biāo)N、東坐標(biāo)E、高程H、屬性）的格式錄入點(diǎn)數(shù)據(jù)，復(fù)制粘貼保存到手薄即可，避免了手工輸入測(cè)量數(shù)據(jù)、也避免了因手動(dòng)輸入易出錯(cuò)的通病，這是計(jì)算器計(jì)算程序無(wú)法比擬的。計(jì)算時(shí)只需輸入樁號(hào)，距中樁距離，夾角即可算出該點(diǎn)的坐標(biāo)，即可計(jì)算單一樁號(hào)數(shù)據(jù)，又可以批量計(jì)算整條道路，前提是需要把這條路的平曲線參數(shù)輸?shù)诫娔X里。雖然每條道路輸入?yún)?shù)麻煩些，但可以做到一勞永逸。

4.2 CASIO 5800計(jì)算器坐標(biāo)計(jì)算程序

計(jì)算器計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)，具有輕巧便于攜帶，計(jì)算靈活，施工現(xiàn)場(chǎng)需要任意樁號(hào)、任意距離的坐標(biāo)與高程都可以隨時(shí)算出，這是電腦計(jì)算軟件不及的，卡西歐5800計(jì)算器是卡西歐4500,4800,4850的替代陳品，卡西歐5800計(jì)算器發(fā)行之初，相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間沒(méi)有適合公路建設(shè)者的計(jì)算程序，隨計(jì)算器附帶的計(jì)算程序不少，但適合公路公路測(cè)量使用的并不多，卡西歐5800計(jì)算器的優(yōu)點(diǎn)是具有閃存功能，無(wú)需備用電池保存機(jī)器內(nèi)的數(shù)據(jù)，附有數(shù)據(jù)線能夠在兩臺(tái)5800計(jì)算器之間傳送程序數(shù)據(jù)。

4.3 手機(jī)版計(jì)算程序

現(xiàn)在的智能機(jī)大都支持這種程序，它的優(yōu)點(diǎn)是隨時(shí)都會(huì)攜帶它，隨時(shí)可以利用它，不象電腦那樣笨重，不會(huì)象計(jì)算器那樣有時(shí)忘了攜帶，而且它的最大的優(yōu)點(diǎn)就是支持輸入漢字，而不像計(jì)算器那樣只能用阿拉伯?dāng)?shù)字或者英文字母代替，能更清楚的區(qū)分各條路線的名稱(chēng)，缺點(diǎn)是不能象電腦那樣一頁(yè)能顯示好多坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而手機(jī)只能一頁(yè)一頁(yè)的顯示，一頁(yè)只能計(jì)算一個(gè)樁號(hào)的坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)，而且還要有手機(jī)內(nèi)存卡的支持。

5 測(cè)量外業(yè)的實(shí)施

對(duì)于試車(chē)場(chǎng)的道路眾多、線性復(fù)雜，散亂分布的特點(diǎn)，測(cè)量隊(duì)主要從以下方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量進(jìn)行優(yōu)化。

5.1 圖根控制采用RTK測(cè)量，為保證本測(cè)區(qū)圖根控制點(diǎn)的精度，使用分布在測(cè)區(qū)外圍的E001～E005和分布在測(cè)區(qū)內(nèi)部的GD01～GD08共13個(gè)首級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行平面及高程擬合，求出該測(cè)區(qū)RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)。

5.2 充分利用手薄各個(gè)系統(tǒng)功能，現(xiàn)在的RTK手薄大都具有簡(jiǎn)單路線坐標(biāo)計(jì)算、面積測(cè)量、橫斷面測(cè)量等好多使用小程序，這就需要自己慢慢仔細(xì)開(kāi)發(fā)研究它的各項(xiàng)功能，盡量把它的使用功能用到極限。例如，在電腦上把路線坐標(biāo)數(shù)據(jù)算好，不用打印出來(lái)，把電腦計(jì)算的數(shù)據(jù)復(fù)制到手博里，這樣可以大大提高放樣效率，減少由于手工輸入坐標(biāo)易出錯(cuò)的毛病，當(dāng)然，想把電腦數(shù)據(jù)復(fù)制粘貼到手薄必須現(xiàn)在電腦按一個(gè)手薄連接電腦的軟件。

5.3 利用RTK進(jìn)行高程測(cè)量，經(jīng)過(guò)用水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)，其高程精度完全能達(dá)到2cm誤差，進(jìn)行路基土方測(cè)量完全滿足精度要求，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量，坐標(biāo)放樣時(shí)同時(shí)顯示實(shí)測(cè)高程，提高了工作效率，方便了協(xié)作施工隊(duì)伍，減少了使用水準(zhǔn)儀易出錯(cuò)的毛病。

5.4 充分利用GPS基站可以架設(shè)任意位置的功能，所以GPS主機(jī)架設(shè)在測(cè)量隊(duì)辦公室門(mén)口就可以進(jìn)行整個(gè)試車(chē)場(chǎng)的測(cè)量工作，因?yàn)槭直±锼鬁y(cè)量參數(shù)已經(jīng)完全覆蓋整個(gè)試車(chē)場(chǎng)的各條道路，而且GPS信號(hào)足以覆蓋5平方公里，另外兩個(gè)GPS接收機(jī)可以隨意放樣試車(chē)場(chǎng)任何一條道路，不必要每次測(cè)量就要把基站搬到施工現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)約了工作時(shí)間，節(jié)省了看護(hù)儀器基站的人員，既保證了測(cè)量精度，又提高了工作效率。

5.5 在測(cè)量辦公室門(mén)口(基站架設(shè)位置)，用圖根測(cè)量的方法永久做一控制點(diǎn)，每次在工地放樣回來(lái)，可以起到校核的作用，也可以在精度要求不高的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，而不必再專(zhuān)門(mén)去找控制點(diǎn)校核，例如：測(cè)量路基放坡區(qū)，挖方棄方測(cè)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

近幾年，國(guó)內(nèi)汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)踴躍，隨著試車(chē)場(chǎng)各個(gè)系數(shù)精度質(zhì)量要求越來(lái)越高，如何保質(zhì)保量的建設(shè)好試車(chē)場(chǎng)是每一個(gè)建設(shè)企業(yè)面臨的問(wèn)題，努力打造試車(chē)場(chǎng)建設(shè)品牌是每個(gè)建設(shè)行業(yè)的追求。汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)主要難點(diǎn)是路線眾多，線性復(fù)雜，特別是計(jì)算較難的卵形曲線，怎樣精確簡(jiǎn)便計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)，從繁重的現(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量中解脫出來(lái)，讓測(cè)量工作成為一件很輕松的事，是我們測(cè)量人一直追求的理想目標(biāo)。

［1］GB50026-2007工程測(cè)量規(guī)范[S].

［2］上海通用研發(fā)試驗(yàn)中心勘測(cè)設(shè)計(jì)文件[Z].