道路勘测阶段控制测量的方法

■彭梦圆 ■江西中煤建设集团有限公司，江西 南昌 330000

1 对道路勘测实施控制测量方法的必要性

笔者从许多有关道路勘测的工程案例中总结出，在勘测阶段，对道路施工状况实施一定的控制测量，不仅可以促进施工方案的合理计划与开展，还可以在施工完成后，为道路施工的后期计划与管理作科学的参考，达到科学施工与后期参考的双重作用。目前，在我国国内最常用的道路控制测量方法有两种，分别是平成控制测量方法与高程控制测量方法。在道路勘测阶段实施控制测量，就是为了能够清晰的认知这些平成控制点与高程控制点的三维坐标地理位置，并依次展开科学的计算，为以后的道路施工提供宝贵的学习经验，减少施工误差的产生。同时，对道路实施一定的控制测量也可以更好的促进道路勘测工作的开展，也为后续的施工工序，如绘图制作以及放线测量奠定基础。

2 工程案例分析

在本论文中，笔者主要是通过简要介绍张承高速公路二期(张家口段)的这个道路施工案例，并分别从其施工方案的策划、测量仪器的准备与坐标地系的选择这三个方面来重点分析实施控制测量所需的前提准备。

张承高速公路二期(张家口段)主要位置在于张家口市的沽源县境内，地理位置大多以山区为主，因此对于道路施工来说具有一定的难度。工作人员先对其的具体地理位置以及地形特征作个全面深入的了解，然后根据相应的施工要求划分出合理的施工区域，并采用精密的仪器进行测量。经过科学的测量，测量区域的最高处大致为2000m，最低位置为1250m。此次工程需修建的道路要经过六个不同的省道，分别有242 号道路、406 号道路以及345 号道路等。主要线路部分长度大约为102km，其余的共分为了三个不同阶段，第一阶段长度为24km，第二阶段长度为10km，第三阶段也就是最常的线路，长度大致为6900km。

2.1 施工方案的策划

在现代道路勘测中常用的测量控制方法主要有GPS 测量控制法、水准测量控制法、三角仪高程控制测量法以及导线测量控制法等。根据上述所提到的这个工程的实际地理位置与特征，以及各个测量控制方法之间的优劣对比，工作人员最终决定，在山区地貌较多的张家口段的平面测量区域适用GPS 测量控制法，而在高程测量区域则会使用水准测量控制与GPS 测量控制相结合的一种综合性方法。这样才能更好的加快施工效率，促进道路施工质量与进程的发展。

(1)平面测量区域。根据我国相应的道路建设法文规定，高速公路的建设网应采取以及GPS 控制测量的方法实施勘测。但是经过长期的使用，人们发现该种方法虽然操作便捷，精度符合要求范围，但是该工程的测量范围巨大，仪器误差较为严重。为了更好的实施对平面测量区域的勘测，工作人员采取了两层测量，双面控制的策略，将水准仪与GPS 高新导航技术相结合，在测量方面使用水准仪进行准确测量，在控制方面则需要用到GPS 导航系统进行全方位的数据收集，并作相应的归纳与分析。(2)高程测量区域。为了便于测量与计算，工作人员在此工程中采取的是国家标准高程测量方法，尤其是在山区位置，不同的地理区域可以采取不同的操作方式。在高程测量区域，工作人员主要采用的是GPS 拟合高程技术，相应的数据也要使用静态相对定位的方法进行收集。

2.2 测量仪器的准备

在准备测量仪器前，工作人员首先都会先对GPS 测量的重要技术指标进行分析，具体指标见表1。

表1 GPS 测量的主要技术指标

根据上述的主要技术指标要求与道路施工场地的地势特征，工作人员决定采取便于携带的且维护较为方便的测量仪器，如GPS 导航仪，在高程测量区域内则使用双频的GPS 接收机，水准测量仪器以及水准标尺等仪器。

2.3 坐标地系的选择

坐标地系的选择与处理都是在GPS 测量仪器内部操作的，笔者建议在使用前可以先对所需测量区域的2 个平面以上的测量点进行二维模式的整理，再利用高斯平面作对比，计算出测量点与之的距离，以及对应的坐标体系。在这种操作中易引起高斯平面的投影产生形变现象，不利于GPS 测量仪内部的数据真实，会给施工后期带来一定的麻烦。因此，工作人员在进行相应的坐标校对时，要注意使测量区的投影长度前后的变化值不能超过制定数据。若超过制定值，那么就可以采取变化公式的方法进行科学计算，调整GPS 测量仪所对准的高程距离。

3 控制测量方法的数据分析

对道路的控制测量工序采取数据分析的方法，可以更好的实施对于测量方法的管理。而在本工程中，工作人员主要采用的是COMPASS软件进行的数据分析。

3.1 平面测量控制方法中的数据分析

在软件的数据显示中，我们可以看出，在第四部分，GPS 测量控制区域的最弱长度为574m。而在其测量区域内的不同控制点的点位中误差的精度也有所不同，具体的数据见表2。

表2 四等GPS 控制点点位中误差精度统计

由表2 所示，误差区间大多是集中于0.5 -0.9cm，误差控制在0.5m 之内的也只有6 个测量点。在对其测量点的闭合环误差进行数据图表分析时，工作人员又发现，闭合环误差区间整体要比点位的误差程度要高，具体数据见表3。

表3 四等GPS 控制点闭合环误差精度统计

工作人员在对第四部分的测量控制点实施完点位与闭合环误差精度的数据收集与分析后，又对在第一部分的测量控制点实施同样形式的精度调查与数据分析，最终分析出使用GPS 测量控制法可以更好的减少点位与闭合环之间的误差，精度要求也较为合格，便于实施对道路的实地勘测。

3.2 高程测量控制方法中的数据分析

工作人员在实施对的道路进行高程控制测量分析时，先采用水准线路测量，将整体网系的水统一调整后，测量出高度差与闭合差之间的精度数据分析，具体数据分析见表4。

表4 道路高程控制测量精度数据分析

表4 中，线段长度为99.75km 的高度闭合差与闭合县差距是最小的，分别为186.4mm 与249.7mm，精度控制也是最好的。使用同样的测量方法，工作人员又采取GPS 测量控制方法对高程的精度数据进行了表格分析，并参考了国家规定的精度要求文件，证明以上两种道路勘测控制测量方法满足国家所规定的道路精度要求，并把施工的误差降到了最低，最大的误差仅为2.8cm。

3.3 数据分析总结

根据上述的数据分析，工作人员为了提高测量控制的精度要求，可以在该施工路段采取GPS 测量控制方法，并将电子水准测量仪与其相结合，在地势较为平坦的地区采用水准仪的测量方法，而在山区地势较陡峭的地区，则可以采用GPS 的远程高控法。采取这两种具有现代高科技净化的测量控制方法，并整理出相应的带有所有施工研究的数据库，事实证明不仅可以提高工作效率，节约测量成本，还可以更好的总结施工经验，为下次同类工程作相应的数据参考。

4 结语

综上所述，在道路勘测阶段，笔者建议可以先对施工道路的地理情况与地势特征作个深入的排查与分析，再制定一份详细的施工计划，并根据施工的地理条件，施工进度，施工机械以及其他影响施工的必要因素，选择最佳的测量控制方法。再整理所勘测出的具体数据，从中总结出数据分析的基本规律，这样不仅可以提高相应的测量精度，还可以更好的促进道路勘测工作的发展。

［1］李健，郑德峰.道路施工测量的步骤和方法［J］.山西建筑，2009(06).

［2］王棋.关于RTK 在道路勘测设计中的应用探究［J］.测绘与空间地理信息，2012(01).