李曉龍 黃寶華

摘 要： 計(jì)量在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中具有十分重要的作用。在公路工程建設(shè)中，無論是公路、橋梁還是隧道，勘察設(shè)計(jì)、施工和竣工都離不開勘察工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)量器具也在不斷更新和創(chuàng)新發(fā)展。較先進(jìn)的技術(shù)已取代了鋼尺、花桿、落珠、羅盤、經(jīng)緯儀、平板儀器等簡單獨(dú)立的工具，在公路測量中得到了廣泛的應(yīng)用。本文簡要介紹了幾種在公路勘測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的數(shù)字化技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字化技術(shù);公路測量;應(yīng)用

【中圖分類號】TU997 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）13-0036-01

1 公路測量中GPS技術(shù)的基本模式分析

為實(shí)現(xiàn)差分測量，GPS交通道路快速測量是利用車載GPS接收機(jī)組成移動(dòng)站，采集現(xiàn)場交通路徑及附件的位置信息，在適當(dāng)位置設(shè)置參考站，與移動(dòng)站同步觀測GPS信號，然后加載其他輔助設(shè)備信息經(jīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)處理后形成交通道路測量數(shù)據(jù)。

1.1 “自由基準(zhǔn)站”測量模式?！白杂蓞⒖颊尽睖y量方式是利用測區(qū)現(xiàn)有GPS跟蹤站的觀測數(shù)據(jù)，可將GPS接收機(jī)設(shè)置在半徑150km范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)，方便、無遮擋、無強(qiáng)干擾。在動(dòng)態(tài)觀測中，利用GPS跟蹤站和基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)，采用靜態(tài)計(jì)算的方法，可以得到基準(zhǔn)站的坐標(biāo)。

1.2 “雙基準(zhǔn)站”測量模式。這種方法類似于“自由參考站”測量模式。在國家高等級系統(tǒng)點(diǎn)（包括GPSa.b級網(wǎng)點(diǎn)）上放置兩臺GPS接收機(jī)，可以直接作為參考站使用，也可以在公路附近自由設(shè)置，擴(kuò)大其工作范圍?！薄半p參考站”測量方式采用兩個(gè)參考站，使測量數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠。它適用于距離已知點(diǎn)較遠(yuǎn)的地區(qū)，如GPS跟蹤站、GPSA.B網(wǎng)點(diǎn)和衛(wèi)星信號差的地區(qū)。

1.3 “單基準(zhǔn)站”測量模式。在公路附近預(yù)先選定參考站，采用靜態(tài)測量方法與國家GPSA.B網(wǎng)點(diǎn)（GPSA.B網(wǎng)點(diǎn)可直接作為參考站）連接。

2 三維實(shí)體建模技術(shù)的應(yīng)用

三維實(shí)體模型改變了傳統(tǒng)線框和表面模型的邊界，并實(shí)現(xiàn)了切割任何截面的功能。在實(shí)際使用過程中，可以實(shí)現(xiàn)施工過程中所需的各種應(yīng)用信息的有效收集工作。

2.1 提高技術(shù)施工流程的效率。將三維實(shí)體造型技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的公路設(shè)計(jì)過程中，可以科學(xué)、準(zhǔn)確地模擬整個(gè)設(shè)計(jì)過程。通過全過程的模擬，使技術(shù)設(shè)計(jì)人員、施工現(xiàn)場經(jīng)理和技術(shù)監(jiān)督部門更直觀、更清晰地了解高速公路施工過程的總體情況，從而提高項(xiàng)目規(guī)劃和施工進(jìn)度，縮短工程事項(xiàng)審批時(shí)間，提高施工過程的施工效率。同時(shí)，在使用三維實(shí)體造型技術(shù)的過程中，可以通過切割功能生成二維圖形，使圖形的維護(hù)更加方便。

2.2 實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在公路建設(shè)項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)過程中，需要通過反復(fù)比較，選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。在所有的工作完成后，要比較和適應(yīng)傳統(tǒng)的手工過程通常是困難和耗時(shí)的。利用高速公路三維實(shí)體模型技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測，適應(yīng)比較過程。例如，如果邊坡不適合實(shí)時(shí)工程，則不適合采用三維技術(shù)模擬高邊坡和邊坡，例如，當(dāng)邊坡不適合實(shí)時(shí)工程時(shí)，基于實(shí)時(shí)對比和修改工作，設(shè)計(jì)方案更加完善。

2.3 降低公路建設(shè)項(xiàng)目成本。三維實(shí)體仿真技術(shù)的應(yīng)用對降低工程造價(jià)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。公路建設(shè)與其他建設(shè)項(xiàng)目最大的區(qū)別是公路建設(shè)需要更多的土方。因此，土方工程的使用成本占整個(gè)公路工程造價(jià)的很大一部分。借助三維實(shí)體仿真技術(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算公路建設(shè)中土石方用量，通過計(jì)算土石方量來計(jì)算土石方成本，方便、高效。如果成本不合理，可以在施工前進(jìn)行調(diào)整，以降低公路建設(shè)項(xiàng)目的成本。

3 GPS技術(shù)在公路施工測量中的應(yīng)用

GPS又稱全球定位系統(tǒng)技術(shù)，是應(yīng)用最廣泛的定位系統(tǒng)和應(yīng)用技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代的美國，可實(shí)現(xiàn)海洋、陸地、空間等不同領(lǐng)域的全天候?qū)崟r(shí)定位、授時(shí)和測速功能。隨著GPS技術(shù)的成熟，GPS在公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

在公路建設(shè)過程中，傳統(tǒng)的標(biāo)段橋梁、長大隧道標(biāo)的物計(jì)量方法存在諸多缺陷。航路測量控制的起點(diǎn)難以保證同一測量系統(tǒng)，這對測量質(zhì)量有很大影響，地面能見度的困難往往影響常規(guī)測量的實(shí)施。使用GPS可以有效克服上述缺點(diǎn)，其主要特點(diǎn)是：不需要站間通視。GPS選點(diǎn)更加靈活方便，定位精度高。GPS測量可以準(zhǔn)確地確定觀測站的平面位置，同時(shí)也可以準(zhǔn)確地確定觀測值。

使用GPS可以有效克服上述缺點(diǎn)，其主要特點(diǎn)是：不需要站間通視。GPS使點(diǎn)的選擇更加靈活方便。但是，站上的空間必須是開放的，這樣接收到的GPS衛(wèi)星信號就不會受到干擾，并且定位精度高。在50km以下基線上相對定位精度可達(dá)12×1026，100km～500km基線相對定位精度可達(dá)1026～1027，觀測時(shí)間短。在小于20km的短基線上，快速相對定位只需5min的觀測時(shí)間，并提供三維坐標(biāo)。GPS測量可以準(zhǔn)確地確定觀測站的平面位置，同時(shí)可以準(zhǔn)確地確定觀測站的大地高程。

4 TPS技術(shù)在公路施工測量中的應(yīng)用

TPS是測速儀、經(jīng)緯儀和全站儀定位系統(tǒng)的縮寫。該系統(tǒng)是全站儀與計(jì)算機(jī)技術(shù)集成的真實(shí)體現(xiàn)。它為用戶提供了多種功能和廣泛的測量程序，是一種方便高效的測量設(shè)備。

以全站儀為代表的全站儀是光學(xué)經(jīng)緯儀、電子測距儀和電子計(jì)算相結(jié)合的產(chǎn)物。這個(gè)儀器可以測量角度、距離和高度。一臺儀器可以完成三個(gè)測量元件的測量任務(wù)。該設(shè)備能自動(dòng)記錄測量數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)換和計(jì)算功能，并提供后續(xù)測量程序開發(fā)功能。通過大屏幕液晶顯示屏，用戶可以清晰地看到。全站儀提供了與計(jì)算機(jī)的接口，實(shí)現(xiàn)了全站儀與計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)和程序的自由交換，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）提供了良好的條件。該儀器具有定向高程傳遞、已知點(diǎn)放樣等功能。因此，它是公路測量和施工中不可缺少的測量儀器。

結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對道路數(shù)量的要求不多，對道路質(zhì)量的要求也越來越高。這意味著公路建設(shè)的技術(shù)要求在不斷提高，對測量技術(shù)的要求也自然提高。值得慶幸的是，隨著近幾十年基礎(chǔ)科學(xué)研究的不斷深入，給公路測量注入了新的活力，數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)方法的結(jié)合必將滿足當(dāng)前的要求。其中，三維實(shí)體造型技術(shù)和autocad技術(shù)可以在公路施工前看到公路施工完成后的效果，而GPS技術(shù)和TPS技術(shù)使測量結(jié)果更加精確。正是這些技術(shù)的相互應(yīng)用，才能使我國公路建設(shè)業(yè)不斷發(fā)展，使我國公路建設(shè)技術(shù)不斷提高。

參考文獻(xiàn)

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