【正文】 97 年我國《公路工程技術標準 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、經濟意義，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。 公路是由線形和結構物兩部分組成的，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。公路結構組成主要由路基、路面、排水結構物、橋梁、隧道、擋土墻、防護工程等組成 。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，就是對線路進行踏勘測量和詳細測量。 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 工程質量 的重要保證。建設單位必須給予充分重視 。 在科學技術不斷發(fā)展與進步的今天 ， GPS 及其 RTK 技術的不斷完善已經在測繪工程中使用的越來越廣泛，就高速公路的勘測設計 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 技術來實現，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、工程質量與精度要求都體現出了其優(yōu)勢所在。 研究的目的與意義 GPS 導航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等特點著稱。當初設計 GPS 系統(tǒng)的主要目的是用于導航、收集情報等軍事目的。但是后來的應用開發(fā)表明， GPS 系統(tǒng)不僅能達到上述目的，而且用 GPS 衛(wèi)星發(fā)來的導航定位信號能夠進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)展現了極其廣闊的應用前景。 在工程測量方面，應用 GPS靜態(tài)相對定位技術，布設精密工程控制網，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。應用 GPS實時動態(tài)定位技術即 RTK技術測繪各種比例尺地形圖和用于工程建設中的施工放樣。 對于 高等級公路而言，由于其線型標準高，隨著設計控制點的日益標準化、規(guī)范化，為確保實地放樣具有較高的質量，滿足高等級公路的精度要求，所以 GPS在高速公路外業(yè)測量的技術設計與方案值得研究。 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容、要求及測量方法， GPS RTK技術在公路測量中使用的技術水平 和發(fā)展現狀值得探討， 對高速公路外業(yè)測量 技術具有一定指導作用。同時，對于我也是一種思考與學習，更加深入與深刻的理解測繪工作在高速公路建設中的方法內容與重要意義，為以后的工作奠定了理論基礎，做好了準備。 第二章 高速公路測量的主要內容 隨著我國公路建設的深入發(fā)展 ,探討公路工程施工測量中的技術難題和技術優(yōu)化 ,對于加快公路建設的步伐 ,提高公路施工質量 ,節(jié)約建設資金具有重要的意義。公路工程測量在公路建設中是一項非常關鍵的基礎性工作 ,它貫穿整個公路建設的全過程 ,這項工作若有閃失 ,給整個工程造成的負 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據 ,是嚴格按技術規(guī)范和圖紙的要求施工、 保障公路工程優(yōu)質的重要保證。 高速公路工程的 測量 內容 第一是初步方案，它根據有關政治、經濟、交通和自然條件進行室內 選線和野外勘察，全面分析、比較、論證道路建設的意義以及技術、經濟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上進一步安排路線，落實路線布局方案。 第三是定測，它是在初步設計的基礎上，將紙上定線的路線方案進行實地放 線。 第四是再建設過程中進行施工檢查。 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是根據路線的基本走向布設控制點，進行平面控制測量和高程控制測量，作為測繪路線地形圖、定線測設和施工放樣的重要基礎。利用 GPS 衛(wèi)星定位技術可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導線法進行路線控制測量，并具有布網靈活、外業(yè)觀測速度快、全天候作業(yè)、定位精度高等優(yōu)點，經內業(yè)處理可在統(tǒng)一坐標系下提供控制點的三維數據信息。 應用 GPS 技術進行路線測量首先應根據工程需要確定 GPS 控制網的等級，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。四級控制網可作為高速公路的施工控制網，控制點間的平均距離以 500m 較為適宜。 具體技術指標如下表： 表 GPS 控制網主要技術指標 級別 固定誤差 a (mm) 比例誤差 b (ppm) `相鄰點距離 (km) 一 ≤ 10 ≤ 2 4 二 ≤ 10 ≤ 5 2 三 ≤ 10 ≤ 10 1 四 ≤ 10 ≤ 20 GPS控制網的布設應進行綜合設計。路線過長時，可視需 要分為多個投影帶。在各分帶交界處，應布設一對通視的 GPS 點。選點時，通常為了便于使用光電測距儀測距， 做二級導線加密， 應使兩 GPS 點問可通視。為了使 GPS控制網投影長度變形值小 ／ km，必要時可采用公路抵償坐標系。在平差時，應先以一個點的 WGS— 8 4 系坐標作為起算邊，進行無約束平差。檢查該網本身的內符合精度，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。設計 GPS 控制網時，應由一個或多個獨立觀測環(huán)組成，并包含較多的閉和條件。 GPS 控制網由非同步 GPS 觀測邊構成多邊形閉合環(huán)或附和路線時，其邊數應符合下列規(guī)定：一級 GPS控制網應不超過 5條；二級 GPS 控制網應不超過 6 條； 三級 GPS控制網應不超過 7 條； 四級 GPS控制網應不超過 8條。三級 GPS網應采用絞鏈導線式、點連式布網，且 GPS控制網中不應出現 自由基線。 在測設 GPS 控制網時， GPS 控制網應同附近等級高的國家平面控制網點聯測，聯測點數應不少于 3 個，并力求分布均勻，且能控制本控制網。 高程控制測量 公路高程系統(tǒng)，宜采用 1985 國家高程基準。同一條公路應采用同一個高程系統(tǒng)，不能采用同一系統(tǒng)時，應給定高程系統(tǒng)的轉換關系。 高速公路、一級公路采用 四等水準測量，水準測量路線最大長度不能超過 16km。當水準測量困難的地段，四五等水準測量可以采用三角高程測量，當采用三角高程測量時，起訖點應為高一個等級的控制點。 水準路線應沿公路路線布設，水準點宜設于公路中心線兩側 50～ 300m 范圍之內。水準點間距宜為 1～ ；山嶺重丘區(qū)可根據需要適當加密；大橋、隧道口及其它大型構 造物兩端，應增設水準點。 技術指標如下： 表 公路及構造物水準測量等級 測 量 項 目 等 級 水準路線最大長度（ 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 水準測量的精度 等 級 每公里高差中數誤差 （ 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為水準點間的路線長度 （ 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。 Li 為檢測測段長度（ km）。 表 水準測量的觀測方法 等級 儀器類型 水準尺類型 水準尺類型 觀測方法 三等 DS1 因瓦 光學觀測法 往 后前前后 DS3 雙面 中絲讀數法 往返 后前前后 四等 DS3 雙面 中絲讀數法 往返、往 后后前前 表 水準測量的技術要求 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”標出其走向和大概位置，并在擬定的線路轉向點和長直線的轉向處插上標旗，為導線測量及各專業(yè)調查指明方向。 在插旗的同時應進行初測導線的點位選擇。導線點選擇應滿足以下幾項要求： （ 1）點位應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， 嚴重地質不良地段以及越嶺埡口處均應設點。 （ 3）點位應選在地勢較高、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）導線點間距應取用 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。初測導線水平角可用 DJ2 及 DJ6 經緯儀以測回法測量，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）以內時取平均值。 （ 2）邊長丈量。導線邊長采用全站儀測量。邊長測量的相對中誤差不應大于 1/2020。 （ 3）導線的聯測。在利用國家控制點進行導線檢核時，導線所用的起算點與檢核用的控制點應在同一高斯投影帶內，若不在同帶時進行換帶計算。 需要指出的是，隨著 GPS 技術應用的日益普及， GPS 定位（快速靜態(tài)或 RTK）施測線路導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水準點，作為線路高程控制網；中平測量是測定沿線各導線點、百米樁及加樁點的高程，用以繪制線路縱斷面圖和專業(yè)調查。 （ 1）基平測量。水準點的密度一般沿線路每隔 2Km 左右設立一個，在地形復雜地段可適當縮短水準點間距；另外在 300m 以上的大橋和隧道兩端及車站附近應加設水準點。水準點布設位置應離開線路中線一定距離，以 50100m 為宜，以免線路施工時被破壞。 基平測量應采用 DS3 級以上的水準儀，按一組往返或兩組單程的水準測量方法施測。在跨越河流和溝壑時視線場可放寬至 200m，但應盡量保持前后視距相等。當視線超過 200m時，應按跨河水準測量的要求進行。 基平測量應與國家水準點或等級相當的其他水準點聯測。應不遠于 30Km 聯測一次 ，構成符合水準線路，其高程允許閉合差為 ? 30 L mm（ L 為符合水準路線長度，單位 Km）。 基平測量也可用電磁波測距三角高程施測，可用導線點兼做水準點。 （ 2）中平測量。中平測量可采用單程水準測量，以及基平所測水準點為基準布設成符合水準線路。中平測量允許閉合差為 ? 50 L mm（ L為符合水準路線長度，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、地形的復雜程度有關。 “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 導線每側的測繪寬度 /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計好的線路中線測設到地面上，并用木樁標定出來。中線測量包括放線和中樁測設兩部分工作。放線是把紙上各交點間的直線段測設于地面上；中樁測設是沿著直線和曲線詳細測設中線樁。放線常用方法有撥角法、支 距法、極坐標法和 GPS RTK 法。 （ 1）撥角放線法。 撥角放線法是根據紙上定線交點的坐標，預先在內業(yè)計算出兩交點間的距離及直線的轉向角，然后根據計算資料在現場放出各個交點，定出中線位置 。 撥角放線法在放養(yǎng)工作中可循序漸進，較其他方法放樣導線工作量小，效率高，并且放線點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，可減少初測導線的工作量和提高放樣 中線的質量。通過與初測導線點或國家平面