熊靈敏 吳泓嶺

摘要：隨著我國當(dāng)前科技水平的不斷提高，在當(dāng)前山區(qū)高速公路平面控制測量工作中，需要加強(qiáng)對GPS定位技術(shù)的深入性分析，并且還需要考慮高速公路當(dāng)前的復(fù)雜地形情況，做好系統(tǒng)坐標(biāo)的選擇以及控制網(wǎng)的布設(shè)，并且還需要優(yōu)化數(shù)據(jù)采集的方法，從而使得山區(qū)高速公路平面控制測量效果能夠得到全面的提高。與此同時還需要加強(qiáng)對整個測量過程的全面監(jiān)督以及管理，避免對后續(xù)測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，通過科學(xué)而合理的工作方式滿足平面控制測量的要求和標(biāo)準(zhǔn)。下面以梁開高速控制網(wǎng)測量為案例進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路;平面控制測量;GPS定位技術(shù)

梁開高速是《重慶市高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2019-2035年）》中的“八射支線二”，是“八射”重慶至宜昌高速公路加強(qiáng)川渝融合交流的重要組成部分，也是貫徹落實國家打造長江經(jīng)濟(jì)帶決策和建設(shè)成渝城市群的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施。項目建成后將完善成渝城市群高速路網(wǎng)綜合布局，增強(qiáng)高速公路網(wǎng)密度，優(yōu)化區(qū)域高速公路通行路徑，形成梁平、開江、開州之間的最快捷的對內(nèi)對外通道，構(gòu)建便捷、通暢、高效、安全的綜合交通運(yùn)輸體系，促進(jìn)成渝城市群內(nèi)部一體化，支撐成渝城市群腹地快速發(fā)展。本項目位于渝東北地區(qū)，路線大致呈西南至東北走向，起于梁平區(qū)云龍鎮(zhèn)石蓮村附近，設(shè)樞紐互通與G42滬蓉高速相交。向東北下穿渝萬高鐵、經(jīng)蔭平、屏錦、聚奎，跨 G318 后布線至齊河村附近設(shè)樞紐互通與 G5515 張南高速相接，再沿禮讓、明達(dá)、龍門、新盛一線西側(cè)布線，止于新盛東北的川渝省界處與四川段路線相接。

此工程屬于山區(qū)高速公路，以本工程為例，對山區(qū)高速公路GPS靜態(tài)測量在平面控制測量上發(fā)揮的作用進(jìn)行討論分析。GPS定位技術(shù)采取了距離交匯的方法，在測量領(lǐng)域中的應(yīng)用非常的廣泛。通過高精度的數(shù)據(jù)軟件處理系統(tǒng)能夠加強(qiáng)對誤差的全面控制，但是在實際工作中會受到周邊復(fù)雜地形條件的影響，對最終的精準(zhǔn)度產(chǎn)生一定的偏差，所以在實際工作中，需要利用GPS技術(shù)建立高精準(zhǔn)度的控制網(wǎng)，以此來完善整體的測量模式，同時在實際控制測量時，需要選擇正確的數(shù)據(jù)分析和處理方法，完善整體的工作模式，提高最終測量的效果。

一、山區(qū)高速公路平面控制測量工作的概述

為了使山區(qū)高速公路平面控制測量工作可以更加有序進(jìn)行，在實際工作中需要了解山區(qū)高速公路平面控制測量工作的特點，為后續(xù)工作提供重要的理論保證。隨著我國當(dāng)前社會的不斷發(fā)展，測量工程往往涉及到越來越多復(fù)雜的場景，特殊地形也是比較常見的，例如山區(qū)測量任務(wù)在不斷的增多，在實際工作中需要處理好不同的矛盾問題，全面提高整體的測量水平，使得我國測量工作能夠有良好的發(fā)展前景[1]。在實際工作中需要結(jié)合特殊地形條件下的測量工程來解決實際的工作難度。處理多個方面的任務(wù)時，需要考慮不同的影響因素。尤其是在面對特殊地形時存在的一些異常情況時，要加強(qiáng)實際情況的關(guān)注力度，避免對后續(xù)測量結(jié)果產(chǎn)生一定的干擾。在特殊地形下進(jìn)行測量工作離不開先進(jìn)的技術(shù)支持，選擇先進(jìn)而合適的策略技術(shù)才可以使最終結(jié)果能夠具備可靠性的特征，另外也可以獲取非常豐富的信息資料，避免對后續(xù)測繪產(chǎn)生一定的影響。在山區(qū)高速公路平面控制測量開展工作中，需要保證測量技術(shù)本身應(yīng)用非常的可靠，加強(qiáng)對新技術(shù)的關(guān)注力度，實現(xiàn)技術(shù)方案的轉(zhuǎn)型和升級，明確調(diào)試地形的類型以及對實際測量工作提出的新要求，為后續(xù)工作提供重要的參考和指導(dǎo)[1]。為了保證后續(xù)測量工作可以更加順利的進(jìn)行，同時還需要考慮有關(guān)野外草圖的繪制，盡可能地清晰優(yōu)化整體的布局效果，為后續(xù)測量工程提供必要性的指導(dǎo)。在實際工作中，可以借助信息化的軟件來完善整體應(yīng)用模式，使測量工作的精準(zhǔn)性能夠得到充分的保障。在山區(qū)高速公路平面控制測量工作執(zhí)行時，要獲取更加全面的野外數(shù)據(jù)信息，為各種操作技術(shù)應(yīng)用提供重要的基礎(chǔ)，在野外數(shù)據(jù)采集時，要先明確主要的工作標(biāo)準(zhǔn)，之后再選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備，提高后續(xù)工作的科學(xué)性，尤其還要規(guī)避在技術(shù)實施時實際存在的不匹配的問題，增強(qiáng)整體的應(yīng)用效果。

二、 GPS定位技術(shù)在梁開高速公路平面控制測量中的具體應(yīng)用

1.坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇

梁開高速公路（重慶段）工程坐標(biāo)系：中央子午線經(jīng)度為108°，投影面大地高380米，橢球參數(shù)為CGCS2000橢球參數(shù)。通過該工程我們總結(jié)出在山區(qū)高速公路平面控制測量中融入GPS定位技術(shù)時，首先要進(jìn)行是坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇，為后續(xù)工作科學(xué)實施奠定堅實的基礎(chǔ)。先要確定平面直角坐標(biāo)系測量區(qū)域內(nèi)的投影長度，變形值要小于每千米2.4厘米，海拔高度如果大于100米的話，那么要加強(qiáng)對高程歸化引起長度變形時的精準(zhǔn)性測量，在實際工作中只需要考慮正形投影的距離就可以了。在山嶺地區(qū)由于地形起伏較大，海拔非常的高，如果并沒有加強(qiáng)對長度變形深入分析的話，那么會導(dǎo)致長度變形值不斷的增加。在具體實施的過程中，需要先進(jìn)行山區(qū)情況的全面分析，之后再完成后續(xù)的控制測量，選擇相對應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，全面的提高測量的精準(zhǔn)度[2]。在具體工作中需要根據(jù)山區(qū)的特點，結(jié)合山區(qū)的經(jīng)緯度和平均高程等相關(guān)內(nèi)容，選擇正確的坐標(biāo)系投影高層面上的正形投影建立平面直角坐標(biāo)系。如果在具體工作中任何一個投影帶很難滿足相關(guān)要求的話，那么可以劃分為不同的投影帶，值得注意的是投影分帶的位置不要選擇在大型的建筑物處，要適當(dāng)?shù)奶岣哒w的工作效果。在實際建立時要加強(qiáng)對路線的全面勘測，比如可以根據(jù)橋梁和隧道來建立控制網(wǎng)，直接將局部和平面進(jìn)行相互的融合，構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，之后再利用高程規(guī)劃和正形投影來加強(qiáng)對控制網(wǎng)邊長影響因素的深入性分析，從而使得投影長度變形能夠符合相關(guān)的規(guī)范要求，解決在長度變形方面的問題。另外還需要保證投影誤差不會影響控制網(wǎng)的精度，嚴(yán)格按照相關(guān)的公式進(jìn)行精準(zhǔn)性的計算，提高后續(xù)的管理效果以及測量水平，在實際工作中需要取平均曲率半徑和測距邊平均的高程。

2.平面控制網(wǎng)的布設(shè)

（1）等級的確定

在進(jìn)行平面控制網(wǎng)布設(shè)時，要先進(jìn)行等級的確定，在地形較為平坦地區(qū)中進(jìn)行測量時，可以按照和路線的平面控制網(wǎng)同時進(jìn)行布設(shè)。在山區(qū)中，由于高速公路包含了大量的橋梁和隧道，并且各級公路和橋梁之間的平面控制網(wǎng)等級存在一定的差異性，所以在實際工作中需要采用路線平面控制網(wǎng)和構(gòu)造平面控制網(wǎng)分布結(jié)合的原則來提高實際的實施效果。為了使構(gòu)造物平面控制網(wǎng)能夠聯(lián)系到路線平面控制網(wǎng)上，在實際實施時需要建立一對相互通式的平面控制點，構(gòu)成四邊形的形狀，避免對后續(xù)測量造成一定的影響。在路線平面控制網(wǎng)建立時，要先布置首級的控制網(wǎng)，根據(jù)加密路線平面控制網(wǎng)的建設(shè)，滿足實際工作要求及標(biāo)準(zhǔn)。同時還需要考慮加密路線平面控制網(wǎng)的建設(shè)，嚴(yán)格遵循公路測量的要求以及標(biāo)準(zhǔn)，在高速公路中加密控制網(wǎng)的等級要高于一級導(dǎo)線的精度，對于其他等級的公路來說，加密控制網(wǎng)的等級要高于二級導(dǎo)線的精度[3]。各個隧道和橋梁平面控制網(wǎng)的等級要按照長度和單跨跨度進(jìn)行日常的操作，防止對后續(xù)的使用產(chǎn)生一定的影響，在實際布網(wǎng)的過程中，需要以一級導(dǎo)線為主要基礎(chǔ)，進(jìn)行加密控制網(wǎng)的建設(shè)，并且采取更加科學(xué)的測量工作。為了使構(gòu)造物平面控制網(wǎng)聯(lián)系到路線，平面控制網(wǎng)中，在實際工作中需要建立首級平面的控制點，嚴(yán)格執(zhí)行測量規(guī)范要求以及標(biāo)準(zhǔn)，提高后續(xù)測量的精準(zhǔn)性，避免對最終結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。通過綜合考慮該工程最終采用平面四等GPS平面控制，來滿足工程施工及減小橋隧銜接貫通誤差。

（2）控制網(wǎng)點的布設(shè)

在控制網(wǎng)點布設(shè)方面，要加強(qiáng)對現(xiàn)場情況的深入分析，確定好控制網(wǎng)設(shè)計和點位的選擇定位，之后再滿足實際勘探的確定定位點位，要根據(jù)山區(qū)地形的特點，選擇在較高的位置，避免對后續(xù)的GPS信號產(chǎn)生一定的遮擋。尤其是在隧道進(jìn)出口內(nèi)部要考慮GPS信號接收的特點，控制好線路的距離，全面的提高最終的精準(zhǔn)度，在點位上方要沒有大面積的遮擋物，同時要遠(yuǎn)離大功率的發(fā)射臺、高壓線、大型建（構(gòu)）筑物等，以此來保證有較為寬闊的視野環(huán)境。在實際測量時，要加強(qiáng)對現(xiàn)場情況的深入分析以及研究，按照上述的要求可以在路線平面控制中布設(shè)25～28個點加密路線，平面控制點要布設(shè)170～180個點具體問題要具體分析，采取GPS觀測的方法，利用全站儀進(jìn)行觀測，從而使得加密路線測量能夠符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，提高最終測量的精準(zhǔn)性。該工程控制網(wǎng)最終點位布置圖，完全滿足公路規(guī)范平面四等規(guī)范他要求。

3.GPS數(shù)據(jù)的采集

在進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)采集時，要根據(jù)路線的特點和地形復(fù)雜地段的特點來進(jìn)行全面的觀測，在實施作業(yè)之前要選擇重要而準(zhǔn)確性的觀測時間點，適當(dāng)?shù)匮娱L觀測的時間來提高最終的精準(zhǔn)度，在進(jìn)行控制點設(shè)置完成之后，要確定穩(wěn)定時間，做好數(shù)據(jù)的全面檢驗，只有各項指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，才可以進(jìn)行接下來的作業(yè)。在平面控制網(wǎng)點中，每個時段同步觀測的時間要高于1.5個小時，大型構(gòu)造物的控制網(wǎng)點要高于兩個小時，以連續(xù)性的放置、經(jīng)常的觀測，避免對后續(xù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響。接收機(jī)開始記錄數(shù)據(jù)之后要全面的觀察和檢查衛(wèi)星信號的儲存情況，當(dāng)接收和儲存出現(xiàn)異常的話，那么要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后續(xù)的觀測計劃，可以適當(dāng)?shù)难娱L觀測的時間。在每天觀測完成之后需要做好數(shù)據(jù)的記錄，其中包含的是機(jī)械計算和同步環(huán)閉合差計算等等，需要進(jìn)行整體性的分析，必要時要進(jìn)行重新的測量，從而提高整體的工作效果。

4.GPS數(shù)據(jù)的處理

此次數(shù)據(jù)處理，基線結(jié)算利用中海達(dá)后處理軟件HGO進(jìn)行解算，對解算合格的基線文件導(dǎo)入武漢大學(xué)研發(fā)的《科傻》平差軟件進(jìn)行平差處理。該工程復(fù)測點位18個，加密點位29個，整個控制網(wǎng)共計47個點位。利用5個設(shè)計院提供四等點作為起算點進(jìn)行平差，最總平差結(jié)果滿足四等平面控制網(wǎng)精度，平差精度見下表。

GPS數(shù)據(jù)處理在實際工作中也是非常重要的，在野外數(shù)據(jù)核查沒有任何問題之后，需要利用相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，按照無約束平差的特點來進(jìn)行日常的檢查，在數(shù)據(jù)處理時往往會涉及大量不合格的基線或者是合格基線誤差較大，因此在實際工作中需要避免出現(xiàn)大量的重復(fù)作業(yè)工作，要嚴(yán)格按照相關(guān)的公式進(jìn)行全面的計算，也可以錄入計算機(jī)平臺中進(jìn)行精準(zhǔn)性的核對。在完整的測量之后，需要進(jìn)行再一次的檢查以及核對，和實際情況進(jìn)行相互的比較，及時地發(fā)現(xiàn)在測量工作中的不足，提出有效的應(yīng)對方案。GPS測量方法改變了傳統(tǒng)導(dǎo)線測量耗時耗力的狀況，還提高了整個控制網(wǎng)精度。通過該工程的實際作業(yè)，證明GPS靜態(tài)測量在高速公路控制網(wǎng)測量中發(fā)揮的作業(yè)非常大，完全可以取代傳統(tǒng)導(dǎo)線測量。

結(jié)束語：

通過該工程的實際操作運(yùn)用，得出山區(qū)高速公路平面控制測量中，要利用GPS定位技術(shù)全天候和實時的測量優(yōu)勢來提高最終的作業(yè)效率，從而可取代傳統(tǒng)全站儀測導(dǎo)線的測量方法。在進(jìn)行山區(qū)測量時，需要考慮復(fù)雜地段的特點，并且建立穩(wěn)定性較強(qiáng)的觀測條件，選擇恰當(dāng)?shù)挠^測時間段，從而使最終的測量精準(zhǔn)度能夠得到全面的提高，另外還需要根據(jù)實際情況確定好主要的工作方案，靈活應(yīng)對在實際測量中的問題。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳勤偉. GPS在山區(qū)高速公路縱橫斷面測量中的應(yīng)用[J].江西測量，2019（02）：30-31.

作者簡介：熊靈敏（1985—），男，漢族，重慶巫山人，工程師，本科，主要從事測繪管理工作。