【正文】 公路建設(shè)的全過(guò)程 ,這項(xiàng)工作若有閃失 ,給整個(gè)工程造成的負(fù) 面影響是顯著的 ,重則工程報(bào)廢 ,少則部分返工。 第三是定測(cè)，它是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將紙上定線的路線方案進(jìn)行實(shí)地放 線。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(cè)量，并具有布網(wǎng)靈活、外業(yè)觀測(cè)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。 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(jí)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(jì)。為了使 GPS控制網(wǎng)投影長(zhǎng)度變形值小 ／ km，必要時(shí)可采用公路抵償坐標(biāo)系。 GPS 控制網(wǎng)由非同步 GPS 觀測(cè)邊構(gòu)成多邊形閉合環(huán)或附和路線時(shí)，其邊數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：一級(jí) GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過(guò) 5條；二級(jí) GPS 控制網(wǎng)應(yīng)不超過(guò) 6 條； 三級(jí) GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過(guò) 7 條； 四級(jí) GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過(guò) 8條。同一條公路應(yīng)采用同一個(gè)高程系統(tǒng)，不能采用同一系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)給定高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。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)。 12 L 177。 5 177。 25 L 177。 表 水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法 等級(jí) 儀器類型 水準(zhǔn)尺類型 水準(zhǔn)尺類型 觀測(cè)方法 三等 DS1 因瓦 光學(xué)觀測(cè)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(cè)量的技術(shù)要求 等級(jí) 儀器型號(hào) 視線長(zhǎng)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(cè) 初測(cè)工作包括：插大旗、導(dǎo)線測(cè)量、高程測(cè)量、地形測(cè)量。導(dǎo)線點(diǎn)選擇應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求： （ 1）點(diǎn)位應(yīng)靠近大旗線路的位置，以便于實(shí)測(cè)之用。使用全站儀時(shí)邊長(zhǎng)可增至 1Km。 （ 2）邊長(zhǎng)丈量。在利用國(guó)家控制點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)線檢核時(shí)，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(shí)進(jìn)行換帶計(jì)算。水準(zhǔn)點(diǎn)的密度一般沿線路每隔 2Km 左右設(shè)立一個(gè)，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)。當(dāng)視線超過(guò) 200m時(shí)，應(yīng)按跨河水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行。 （ 2）中平測(cè)量。高速公 路屬線狀地物 ，所需地形圖為帶狀其測(cè)圖帶的寬度與測(cè)圖比例尺、地形的復(fù)雜程度有關(guān)。 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。放線是把紙上各交點(diǎn)間的直線段測(cè)設(shè)于地面上；中樁測(cè)設(shè)是沿著直線和曲線詳細(xì)測(cè)設(shè)中線樁。 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(shí)測(cè)值，放樣中線的相對(duì)精度不受初值的影響，可減少初測(cè)導(dǎo)線的工作量和提高放樣 中線的質(zhì)量。交點(diǎn)至轉(zhuǎn)點(diǎn)或轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的距離不宜長(zhǎng)于 1000m；兩點(diǎn)間的最短距離不得少于 50m。 撥角法放線雖然速度快，但其缺點(diǎn)是放線誤 差累計(jì)。該方法的基本原理是在設(shè)計(jì)圖上量出初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)和線路中心線點(diǎn)的支距，然后根據(jù)支距和實(shí)地的初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)地放樣。在公路測(cè)量領(lǐng)域里，測(cè)量工作者已不滿足于只將 GPS 用于控制測(cè)量。 RTK 定位技術(shù)時(shí)將基準(zhǔn)站的相位觀測(cè)數(shù)據(jù)及坐標(biāo)信息通過(guò)數(shù)據(jù)鏈方式即使傳誦給動(dòng)態(tài)用戶，動(dòng)態(tài)用戶將收到的 數(shù)據(jù)鏈連同自采集的相位觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理，從而獲得動(dòng)態(tài)用戶的實(shí)時(shí)三維位置。設(shè)置里程樁有兩重作用，既標(biāo)定了路線中心線的位置和長(zhǎng)度，又是實(shí)測(cè)線路縱、橫斷面的依據(jù)。因此，加樁又分為地形加樁、地物加樁、曲線加樁和關(guān)系加樁等。 為了便于計(jì)算，線路中樁均按起點(diǎn)到該樁的里程進(jìn)行編號(hào)，并用紅油漆寫(xiě)在木樁側(cè)面，如樁號(hào)為 0＋ 100，即此樁距起點(diǎn) 100m（ “ ＋ ” 號(hào)前的數(shù)為公里數(shù)）。曲線主點(diǎn)的指示樁字面朝向圓心。對(duì) 路線中初測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè)，其限差不應(yīng)超過(guò) ? 30 L mm（ L 為相鄰 水準(zhǔn)點(diǎn)間的線路 長(zhǎng)度，單位 Km）。 中平測(cè)量也就是線 路縱斷面測(cè)量或叫中樁測(cè)量，是以相鄰的兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)為一測(cè)段，從一水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始，逐點(diǎn)側(cè)定各中樁的地面高程，閉合于下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上。 4． 縱 橫 斷面圖測(cè)繪 在各樁點(diǎn) 高程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪制縱橫斷面圖時(shí)定測(cè)階段的一項(xiàng)重要任務(wù)。 縱斷面圖既可表示中線方向的地面起伏，又可在其上進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)，是線路設(shè)計(jì)和施工的重要資料。 2． 橫斷面圖測(cè)繪 橫斷面測(cè)量，就是測(cè)定中樁兩側(cè)垂直于中線方向地面變坡點(diǎn)間的距離和高差，并繪制成橫斷面圖，供路基、邊坡、特殊構(gòu)造物的設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算和施工放樣之用。 1） 橫斷面的測(cè)量方法 ： （ 1） 標(biāo)桿皮尺法： 將標(biāo)桿依次立于橫斷面方向上所選定的變坡點(diǎn)處，皮尺挨中樁地面拉平量出至各變坡點(diǎn)的距離，皮尺截于標(biāo)桿的高度即為兩點(diǎn)間的高差。施測(cè)時(shí)用鋼尺量 距（或皮尺）量距，用水準(zhǔn)儀后視中樁標(biāo)尺，求得視線高程后，再前視橫斷面方向上坡度變化點(diǎn)上的標(biāo)尺。目前公路測(cè)量中，一般都是在野外邊測(cè)邊繪，便于及時(shí)對(duì)橫斷面圖進(jìn)行檢核，也可按表 52表 524 形式在野外記錄、室內(nèi)繪制。它是美國(guó)國(guó)防部為陸、海、空三軍研制的、利用衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位的系統(tǒng)， 具有全球、全天候、實(shí)時(shí)的導(dǎo)航定位功能，能為用戶提供高精度的七維信息 (三維位置、三維速度、一維時(shí)間 )。軌道為近圓形，最大偏心率是 0. 01，半長(zhǎng)軸 26560km，軌道平 均高度為 20200km，衛(wèi)星運(yùn)行周期為 12 小時(shí)。 (3)通過(guò)星載高精度原子鐘產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，提供精確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。 (1)監(jiān)測(cè)站 監(jiān)測(cè)站有五個(gè)，它們的任務(wù)是在衛(wèi)星過(guò)頂時(shí)收集衛(wèi)星播發(fā)的導(dǎo)航信息，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行 連續(xù)監(jiān)控，收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)送往主控站。這是由主機(jī)、天線、電源和數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成。 GPS 提供的測(cè)量信息較多，既可通過(guò)偽碼測(cè)定偽距，又可測(cè)定載波多普勒頻移、載波相位。 5)抗干擾性好、保密性強(qiáng) GPS 采用數(shù)字通訊的特殊編碼技術(shù)，即偽噪聲碼技術(shù)，因而具有良好的抗干擾性和保密性。其主要問(wèn)題是，受衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星信號(hào)在傳播過(guò)程中的大氣延遲誤差的影響顯著，定位精度較低。 由 于相對(duì)定位是在幾點(diǎn)同步觀測(cè) GPS 衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，因此可以有效地消除或減弱許多相同的或基本相同的誤差，如衛(wèi)星鐘的誤差、衛(wèi)星星歷誤差、信號(hào)的傳播延遲誤差和 SA的影響等，從而可以獲得很高的相對(duì)定位精度。其基本特點(diǎn)是，在 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)處理中，待定點(diǎn)的坐標(biāo)是個(gè)常量，沒(méi)有速度分量。另一種是精密動(dòng)態(tài) 定位，其主要目的不是導(dǎo)航，而是精確確定用戶各個(gè)時(shí)刻的位置和速度。近幾年在公路控制測(cè)量中逐漸采用 GPS 控制網(wǎng)。 常規(guī)測(cè)量方法的缺陷 (1)規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長(zhǎng)、閉合導(dǎo)線長(zhǎng)及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長(zhǎng)度等有嚴(yán)格規(guī)定，一般對(duì)于高等級(jí)公路均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線要求。 (3)國(guó)家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重影響測(cè)量作業(yè)。 (4)地面通視困難往往影響常規(guī)測(cè)量的實(shí)施。 高速公路 GPS 網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì) GPS 網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)是 GPS 測(cè)量工作實(shí)施的第一步，這項(xiàng)工作應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途和用戶的要求來(lái)進(jìn)行。所以，設(shè)計(jì)中要根據(jù)用戶的要求和可能慎重確定。在公路路線控制測(cè)量中，布設(shè) GPS 網(wǎng)時(shí)多采用環(huán)形網(wǎng)，即由若干個(gè)含有多條獨(dú)立觀測(cè)邊的閉合環(huán)所組成的網(wǎng)。而網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定是通過(guò)網(wǎng)的整體平差計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的。四級(jí)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。 b— — — GPS 接收機(jī)標(biāo)稱精度的比例誤差 。但由于點(diǎn)位的選擇對(duì)保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行、可靠地保證測(cè)量結(jié)果及后期對(duì)工程應(yīng)用的方便具有重要意義，所以，在選點(diǎn)工作開(kāi)始之前，應(yīng)收集和了解測(cè)區(qū)的地形情況以及原有測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的分 布及保存情況，以便確定合理的測(cè)點(diǎn)位置。 GPS 網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，標(biāo)石的類 型分為基巖標(biāo)石、基本標(biāo)石和普通標(biāo)石三種。 1） 天線安置 天線的正確安置是獲取點(diǎn)位精確成果的前提，天線安置需滿足下列要求： ①對(duì)于控制測(cè)量，天線一般應(yīng)盡可能利用三腳架直接安置在標(biāo)志中心的垂直方向上，對(duì)中誤差不大于 3mm，特殊情況下可進(jìn)行偏心觀測(cè)，必須精密測(cè)定歸心元素。 ④為消除相位中心偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，安置天線時(shí)用羅盤(pán)定向使天線指北線嚴(yán)格指向北方，定向誤差根據(jù)定位的精度不同而異，一般不超過(guò) 3176。 ⑥架設(shè)天線不宜過(guò)低，一般應(yīng)距地面 以上。對(duì)于具體的操作方法因接收機(jī)的型號(hào)不同而異， GPS 收機(jī)都隨機(jī)帶有操作手冊(cè)，具體操作按操作手冊(cè)執(zhí)行。 ④接收機(jī)啟動(dòng)前與作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)填寫(xiě)測(cè)量手簿中的記錄項(xiàng)目， GPS 測(cè)量手簿記錄格式、內(nèi)容可參考 GPS 規(guī)范。 ⑦每時(shí)段觀測(cè)前后應(yīng)各量取天線高一次，兩次量高之差不應(yīng)大于 3mm，取平均值作為最后天線高。 在一個(gè)時(shí)段觀測(cè)過(guò)程中不允許進(jìn)行以下操作：接收機(jī)關(guān)閉又重新啟動(dòng)、進(jìn)行自測(cè)試、改變衛(wèi)星高度角、改變數(shù)據(jù)采樣間隔、改變天線位置、按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。 觀測(cè)記錄主要由接收機(jī)自動(dòng)完成，即將 GPS 衛(wèi)星信號(hào)與外業(yè)設(shè)置的測(cè)站控制信息以及接收機(jī)工作狀態(tài)等記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上。在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測(cè)由于粗差造成的不合格觀測(cè)成果。流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí) ,通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù) ,隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。但是單頻機(jī)進(jìn)行整周未知數(shù)的初始化需要很長(zhǎng)的時(shí)間 ,這是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量所不允許的 加之單頻機(jī)在實(shí)際作業(yè)時(shí)容易失鎖 ,失鎖后的重新初始化又要占去很多時(shí)間。利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng) ,移動(dòng)站可以隨時(shí)調(diào)閱基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)和測(cè)站的實(shí)時(shí)信息。只要保證鎖定四顆以上的衛(wèi)星 ,并具有足夠的幾何圖形強(qiáng)度 ,就能隨時(shí)給出厘米級(jí)的 點(diǎn)位精度 因此必須具備功能很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)后處理的方式 ,是高精度控制測(cè)量中的理想方法。 3． RTK測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)之一是快速解算載波的整周未知數(shù)。這樣 ,測(cè)量中即使遇到障礙物 （ 如穿過(guò)橋下或通過(guò)隱蔽地帶 ） 造成失鎖 ,也可在重新捕獲到衛(wèi)星后數(shù)分鐘內(nèi)完成整周未知數(shù)初始化 ,繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。也可設(shè)置多個(gè)移 動(dòng)站 ,利用同一基準(zhǔn)站觀測(cè)信息各自獨(dú)立開(kāi)展作業(yè)。用實(shí)時(shí) GPS 動(dòng)態(tài)測(cè)量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn) ,只需在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘 ,即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、 高程。由于每個(gè)點(diǎn)測(cè)量都是獨(dú)立完成的 ,不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差 ,各點(diǎn)放樣精度趨于一致。另外 ,如果你需要在各直線段和曲線段間加樁 ,只需輸入加樁點(diǎn)的樁號(hào)就行了 ,剩下工作由 GPS來(lái)完成。通過(guò)繪圖軟件 ,可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來(lái)。另外，由于道路測(cè)量一般采用分別建立的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，來(lái)確定地面點(diǎn)的平面位置和高程。由 WGS— 84坐標(biāo)求得的坐標(biāo)差 39。 39。因此得到 2個(gè)坐標(biāo)系的尺度參數(shù) ? =s/s’ ，旋轉(zhuǎn)參數(shù) ? =? ? `， 2個(gè)坐標(biāo)系的關(guān)系式為： 2121c o s s in 39。,iixy）的坐標(biāo)差 39。 39。1 1c o s sinsin c o si ii ixxxyy y??? ????? ? ? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? 因此由上式可計(jì)算各點(diǎn)在線路坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。目前，大都采用模擬法求解高程異常值 ? 。因此對(duì)于定測(cè)高程的計(jì)算應(yīng)采用動(dòng)態(tài)的擬合模型，即無(wú)論采用何種擬合算法都首先找出距該點(diǎn)最近的幾個(gè)點(diǎn)，利用這幾個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算擬合參數(shù)，當(dāng)點(diǎn)位發(fā)生變化則其相當(dāng)?shù)?GPS水準(zhǔn)重合點(diǎn)也發(fā)生變化，避免了人為分區(qū)的缺陷。24′（線路最西端）～ 106186。）、跨三度投影帶的第35帶（中央子午線為 105176。路線所經(jīng)地區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，橋梁、隧道等大型構(gòu)造物較多。此外 , 在快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量中 , 能快速地解算整周模糊值 , 從而使觀測(cè)時(shí)間比單頻機(jī)少 , 但價(jià)格較高 , 用于精密相對(duì)定位的雙頻機(jī)精度可達(dá) 5mm + 1ppm178。 2. 沿甲方劃定的勘測(cè)線路每 5Km 左右布設(shè)一對(duì)相互通視的四級(jí) GPS 點(diǎn)；大型隧道進(jìn)出口、大橋、特大橋兩端各埋設(shè)一對(duì)相互通視的四級(jí) GPS 點(diǎn)，當(dāng)隧道與橋梁、隧道與隧道、橋梁與橋梁間所布設(shè)四級(jí) GPS 對(duì)點(diǎn)的距離可以滿足一級(jí)導(dǎo)線布設(shè)時(shí)，中間可不再加點(diǎn)；在植被茂密的地區(qū)應(yīng)適當(dāng)增加 GPS 對(duì)點(diǎn)；四級(jí) GPS 對(duì)點(diǎn)的點(diǎn)間 距離一般為 500～ 1000米。 D , 因此無(wú)論單頻機(jī)或雙頻機(jī)均可滿足公路控制測(cè)量的要求。 首級(jí) GPS 平面控制網(wǎng)的布設(shè) 應(yīng)用 GPS