【正文】 97 年我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTJ00197》，把公路劃分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。高速公路具有重要的政治、經(jīng)濟(jì)意義，專供汽車分車道高速行駛，全部立體交叉和全部控制進(jìn)出口的公路，年平均晝夜汽車交通量在 25 000 輛以上。 公路是由線形和結(jié)構(gòu)物兩部分組成的，由于受自然條件和地物的限制，公路在平面和縱面上均由直線和曲線組成。公路結(jié)構(gòu)組成主要由路基、路面、排水結(jié)構(gòu)物、橋梁、隧道、擋土墻、防護(hù)工程等組成 。公路勘測屬于線路勘測，其勘測程序踏勘（初測）和定測兩個階段，就是對線路進(jìn)行踏勘測量和詳細(xì)測量。 與諸多工程一樣 測量 工作作為貫穿始終的重要環(huán)節(jié)，是 工程質(zhì)量 的重要保證。建設(shè)單位必須給予充分重視 。 在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步的今天 ， GPS 及其 RTK 技術(shù)的不斷完善已經(jīng)在測繪工程中使用的越來越廣泛，就高速公路的勘測設(shè)計 而言 ，從控制測量 到 大比例尺地形圖測繪、路線中樁放洋、斷面測量 、 土石方計算 無不可以通過 GPS 技術(shù)來實現(xiàn)，而與傳統(tǒng)的測量方法來比較 無論從人力、物力、精力的投入，還是 工作周期的長短、工程質(zhì)量與精度要求都體現(xiàn)出了其優(yōu)勢所在。 研究的目的與意義 GPS 導(dǎo)航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)著稱。當(dāng)初設(shè)計 GPS 系統(tǒng)的主要目的是用于導(dǎo)航、收集情報等軍事目的。但是后來的應(yīng)用開發(fā)表明， GPS 系統(tǒng)不僅能達(dá)到上述目的，而且用 GPS 衛(wèi)星發(fā)來的導(dǎo)航定位信號能夠進(jìn)行厘米級甚至毫米級精度的靜態(tài)相對定位。因此 GPS 系統(tǒng)展現(xiàn)了極其廣闊的應(yīng)用前景。 在工程測量方面，應(yīng)用 GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降檢測、大壩變形監(jiān)測、高層 建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等精密工程。應(yīng)用 GPS實時動態(tài)定位技術(shù)即 RTK技術(shù)測繪各種比例尺地形圖和用于工程建設(shè)中的施工放樣。 對于 高等級公路而言，由于其線型標(biāo)準(zhǔn)高，隨著設(shè)計控制點(diǎn)的日益標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，為確保實地放樣具有較高的質(zhì)量，滿足高等級公路的精度要求，所以 GPS在高速公路外業(yè)測量的技術(shù)設(shè)計與方案值得研究。 針 對高等級公路外業(yè)測量中平面控制測量、高程控制測量、地形測量、路線定線 與 放樣 、中樁測量及斷面測量的內(nèi)容、要求及測量方法， GPS RTK技術(shù)在公路測量中使用的技術(shù)水平 和發(fā)展現(xiàn)狀值得探討， 對高速公路外業(yè)測量 技術(shù)具有一定指導(dǎo)作用。同時，對于我也是一種思考與學(xué)習(xí)，更加深入與深刻的理解測繪工作在高速公路建設(shè)中的方法內(nèi)容與重要意義，為以后的工作奠定了理論基礎(chǔ)，做好了準(zhǔn)備。 第二章 高速公路測量的主要內(nèi)容 隨著我國公路建設(shè)的深入發(fā)展 ,探討公路工程施工測量中的技術(shù)難題和技術(shù)優(yōu)化 ,對于加快公路建設(shè)的步伐 ,提高公路施工質(zhì)量 ,節(jié)約建設(shè)資金具有重要的意義。公路工程測量在公路建設(shè)中是一項非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作 ,它貫穿整個公路建設(shè)的全過程 ,這項工作若有閃失 ,給整個工程造成的負(fù) 面影響是顯著的 ,重則工程報廢 ,少則部分返工。對于測量工作者來說 ,為工程提供一系列可靠的各項工程測量數(shù)據(jù) ,是嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范和圖紙的要求施工、 保障公路工程優(yōu)質(zhì)的重要保證。 高速公路工程的 測量 內(nèi)容 第一是初步方案，它根據(jù)有關(guān)政治、經(jīng)濟(jì)、交通和自然條件進(jìn)行室內(nèi) 選線和野外勘察，全面分析、比較、論證道路建設(shè)的意義以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的合理性和可行性，提出路線的初步方案。 第二是初測，它是在前面工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步安排路線，落實路線布局方案。 第三是定測，它是在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，將紙上定線的路線方案進(jìn)行實地放 線。 第四是再建設(shè)過程中進(jìn)行施工檢查。 第五是竣工測量。 平面 控制 測量 高等級公路初測階段控制測量的主要任務(wù)是根據(jù)路線的基本走向布設(shè)控制點(diǎn)，進(jìn)行平面控制測量和高程控制測量，作為測繪路線地形圖、定線測設(shè)和施工放樣的重要基礎(chǔ)。利用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)線法進(jìn)行路線控制測量，并具有布網(wǎng)靈活、外業(yè)觀測速度快、全天候作業(yè)、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)內(nèi)業(yè)處理可在統(tǒng)一坐標(biāo)系下提供控制點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)信息。 應(yīng)用 GPS 技術(shù)進(jìn)行路線測量首先應(yīng)根據(jù)工程需要確定 GPS 控制網(wǎng)的等級，路線 GPS控制測量分為一級、二級、三 級、四級共 4個等級。三級可作為高速公路的首級控制網(wǎng)。四級控制網(wǎng)可作為高速公路的施工控制網(wǎng)，控制點(diǎn)間的平均距離以 500m 較為適宜。 具體技術(shù)指標(biāo)如下表： 表 GPS 控制網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo) 級別 固定誤差 a (mm) 比例誤差 b (ppm) `相鄰點(diǎn)距離 (km) 一 ≤ 10 ≤ 2 4 二 ≤ 10 ≤ 5 2 三 ≤ 10 ≤ 10 1 四 ≤ 10 ≤ 20 GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)進(jìn)行綜合設(shè)計。路線過長時，可視需 要分為多個投影帶。在各分帶交界處，應(yīng)布設(shè)一對通視的 GPS 點(diǎn)。選點(diǎn)時，通常為了便于使用光電測距儀測距， 做二級導(dǎo)線加密， 應(yīng)使兩 GPS 點(diǎn)問可通視。為了使 GPS控制網(wǎng)投影長度變形值小 ／ km，必要時可采用公路抵償坐標(biāo)系。在平差時，應(yīng)先以一個點(diǎn)的 WGS— 8 4 系坐標(biāo)作為起算邊，進(jìn)行無約束平差。檢查該網(wǎng)本身的內(nèi)符合精度，基線向量間有無明顯的系統(tǒng)誤差，剔除含有粗差的基線邊。設(shè)計 GPS 控制網(wǎng)時，應(yīng)由一個或多個獨(dú)立觀測環(huán)組成，并包含較多的閉和條件。 GPS 控制網(wǎng)由非同步 GPS 觀測邊構(gòu)成多邊形閉合環(huán)或附和路線時，其邊數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：一級 GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過 5條；二級 GPS 控制網(wǎng)應(yīng)不超過 6 條； 三級 GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過 7 條； 四級 GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過 8條。三級 GPS網(wǎng)應(yīng)采用絞鏈導(dǎo)線式、點(diǎn)連式布網(wǎng)，且 GPS控制網(wǎng)中不應(yīng)出現(xiàn) 自由基線。 在測設(shè) GPS 控制網(wǎng)時， GPS 控制網(wǎng)應(yīng)同附近等級高的國家平面控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測，聯(lián)測點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于 3 個，并力求分布均勻，且能控制本控制網(wǎng)。 高程控制測量 公路高程系統(tǒng)，宜采用 1985 國家高程基準(zhǔn)。同一條公路應(yīng)采用同一個高程系統(tǒng)，不能采用同一系統(tǒng)時，應(yīng)給定高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。 高速公路、一級公路采用 四等水準(zhǔn)測量，水準(zhǔn)測量路線最大長度不能超過 16km。當(dāng)水準(zhǔn)測量困難的地段，四五等水準(zhǔn)測量可以采用三角高程測量，當(dāng)采用三角高程測量時，起訖點(diǎn)應(yīng)為高一個等級的控制點(diǎn)。 水準(zhǔn)路線應(yīng)沿公路路線布設(shè)，水準(zhǔn)點(diǎn)宜設(shè)于公路中心線兩側(cè) 50～ 300m 范圍之內(nèi)。水準(zhǔn)點(diǎn)間距宜為 1～ ；山嶺重丘區(qū)可根據(jù)需要適當(dāng)加密；大橋、隧道口及其它大型構(gòu) 造物兩端，應(yīng)增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。 技術(shù)指標(biāo)如下： 表 公路及構(gòu)造物水準(zhǔn)測量等級 測 量 項 目 等 級 水準(zhǔn)路線最大長度（ km） 4000m 以上特長隧道、 2020m 以上特大橋 三等 50 高速公路、一級公路、 1000～ 2020m 特大橋、 2020～ 4000m 長隧道 四等 16 二級及二級以下公路、 1000m 以下橋梁、 2020m以下隧道 五等 10 表 水準(zhǔn)測量的精度 等 級 每公里高差中數(shù)誤差 （ mm） 往返較差、附合或環(huán)線閉合差 （ mm） 檢測已測測段高差之差（ mm） 偶然中誤差 M△ 全中誤差 M W 平原微丘區(qū) 山嶺重丘區(qū) 三等 177。 3 177。 6 177。 12 L 177。 35 n 或 177。 15 L 177。 20 Li 四等 177。 5 177。 10 177。 20 L 177。 60 n 或 177。 25 L 177。 30 Li 注：計算往返較差時 ， L為水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線長度 （ km） L 計算附合或環(huán)線閉合差時， L 為附合或環(huán)線的路線長度（ km） 。 n 為測站數(shù)。 Li 為檢測測段長度（ km）。 表 水準(zhǔn)測量的觀測方法 等級 儀器類型 水準(zhǔn)尺類型 水準(zhǔn)尺類型 觀測方法 三等 DS1 因瓦 光學(xué)觀測法 往 后前前后 DS3 雙面 中絲讀數(shù)法 往返 后前前后 四等 DS3 雙面 中絲讀數(shù)法 往返、往 后后前前 表 水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求 等級 儀器型號 視線長度（ m） 前后視較差（ m） 前后視累積差（ m） 視線離地面最低高度（ m） 紅黑面讀數(shù)差（ mm） 紅黑面高差較差（ mm） 三等 DS1 100 3 6 DS3 75 四等 DS3 100 5 10 線路 的 初測 初測工作包括：插大旗、導(dǎo)線測量、高程測量、地形測量。初測在線路的全部勘測工作中占重要的位置，它決定著線路的基本方向。 根據(jù)方案研究中在小比例尺地形圖上所選線路位置，在野外用“紅白旗”標(biāo)出其走向和大概位置，并在擬定的線路轉(zhuǎn)向點(diǎn)和長直線的轉(zhuǎn)向處插上標(biāo)旗，為導(dǎo)線測量及各專業(yè)調(diào)查指明方向。 在插旗的同時應(yīng)進(jìn)行初測導(dǎo)線的點(diǎn)位選擇。導(dǎo)線點(diǎn)選擇應(yīng)滿足以下幾項要求： （ 1）點(diǎn)位應(yīng)靠近大旗線路的位置，以便于實測之用。 （ 2）橋梁及隧道兩端附近， 嚴(yán)重地質(zhì)不良地段以及越嶺埡口處均應(yīng)設(shè)點(diǎn)。 （ 3）點(diǎn)位應(yīng)選在地勢較高、視野開闊、易于保存的地方，以保證前后通視及方便地形″測量。 （ 4）導(dǎo)線點(diǎn)間距應(yīng)取用 400m 左右，以避免變長過短而降低精度。使用全站儀時邊長可增至 1Km。 （ 1）水平角觀測。初測導(dǎo)線水平角可用 DJ2 及 DJ6 經(jīng)緯儀以測回法測量，觀測一測回。兩個半測回間變換度盤位置，兩個半測回間角值較差在 ? 20″（ DJ2）或 ? 30″（ DJ6）以內(nèi)時取平均值。 （ 2）邊長丈量。導(dǎo)線邊長采用全站儀測量。邊長測量的相對中誤差不應(yīng)大于 1/2020。 （ 3）導(dǎo)線的聯(lián)測。在利用國家控制點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)線檢核時，導(dǎo)線所用的起算點(diǎn)與檢核用的控制點(diǎn)應(yīng)在同一高斯投影帶內(nèi)，若不在同帶時進(jìn)行換帶計算。 需要指出的是，隨著 GPS 技術(shù)應(yīng)用的日益普及， GPS 定位（快速靜態(tài)或 RTK）施測線路導(dǎo)線成為今后的一個重要發(fā)展方向。 3．高程測量 初測高程測量主要有基平測量和中平測量，基平測量是沿線路布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，作為線路高程控制網(wǎng)；中平測量是測定沿線各導(dǎo)線點(diǎn)、百米樁及加樁點(diǎn)的高程，用以繪制線路縱斷面圖和專業(yè)調(diào)查。 （ 1）基平測量。水準(zhǔn)點(diǎn)的密度一般沿線路每隔 2Km 左右設(shè)立一個，在地形復(fù)雜地段可適當(dāng)縮短水準(zhǔn)點(diǎn)間距；另外在 300m 以上的大橋和隧道兩端及車站附近應(yīng)加設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)位置應(yīng)離開線路中線一定距離，以 50100m 為宜，以免線路施工時被破壞。 基平測量應(yīng)采用 DS3 級以上的水準(zhǔn)儀，按一組往返或兩組單程的水準(zhǔn)測量方法施測。在跨越河流和溝壑時視線場可放寬至 200m，但應(yīng)盡量保持前后視距相等。當(dāng)視線超過 200m時，應(yīng)按跨河水準(zhǔn)測量的要求進(jìn)行。 基平測量應(yīng)與國家水準(zhǔn)點(diǎn)或等級相當(dāng)?shù)钠渌疁?zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測。應(yīng)不遠(yuǎn)于 30Km 聯(lián)測一次 ，構(gòu)成符合水準(zhǔn)線路，其高程允許閉合差為 ? 30 L mm（ L 為符合水準(zhǔn)路線長度，單位 Km）。 基平測量也可用電磁波測距三角高程施測，可用導(dǎo)線點(diǎn)兼做水準(zhǔn)點(diǎn)。 （ 2）中平測量。中平測量可采用單程水準(zhǔn)測量，以及基平所測水準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)布設(shè)成符合水準(zhǔn)線路。中平測量允許閉合差為 ? 50 L mm（ L為符合水準(zhǔn)路線長度，單位 Km）。 （ 3）帶狀地形圖測繪。高速公 路屬線狀地物 ，所需地形圖為帶狀其測圖帶的寬度與測圖比例尺、地形的復(fù)雜程度有關(guān)。 “測規(guī)”對此做了如表 21 的規(guī)定。 表 21 帶狀地形圖測規(guī)規(guī)定 測圖比例尺 導(dǎo)線每側(cè)的測繪寬度 /m 等高線間距 /m 最大視線長度 /m 一般 地段 困難 地段 垂直角 12176。 垂直角 ≥ 12176。 1： 10000 250 500 5 10 600 600 1： 5000 200 300 2 5 450 350 1： 2020 100 150 1 2 400 300 1： 1000 按需要 1 1 250 150 1： 500 按需要 1 150 80 帶狀地形圖的比例尺選擇可參照一般平坦地區(qū)為 1： 2020 – 1:5000,困難地區(qū)為 1：2020 進(jìn)行。 線路的定測 新線定測階段的測量工作主要有：中線測量、線路縱橫斷面測量。 中線測量是把在帶狀地形圖上設(shè)計好的線路中線測設(shè)到地面上，并用木樁標(biāo)定出來。中線測量包括放線和中樁測設(shè)兩部分工作。放線是把紙上各交點(diǎn)間的直線段測設(shè)于地面上；中樁測設(shè)是沿著直線和曲線詳細(xì)測設(shè)中線樁。放線常用方法有撥角法、支 距法、極坐標(biāo)法和 GPS RTK 法。 （ 1）撥角放線法。 撥角放線法是根據(jù)紙上定線交點(diǎn)的坐標(biāo)，預(yù)先在內(nèi)業(yè)計算出兩交點(diǎn)間的距離及直線的轉(zhuǎn)向角，然后根據(jù)計算資料在現(xiàn)場放出各個交點(diǎn)，定出中線位置 。 撥角放線法在放養(yǎng)工作中可循序漸進(jìn)，較其他方法放樣導(dǎo)線工作量小，效率高，并且放線點(diǎn)間的距離和方向均采用實測值，放樣中線的相對精度不受初值的影響，可減少初測導(dǎo)線的工作量和提高放樣 中線的質(zhì)量。通過與初測導(dǎo)線點(diǎn)或國家平面