孫云昭

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

0 引言

在現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)體系中，GPS測(cè)繪技術(shù)需要涵蓋衛(wèi)星定位基站和移動(dòng)站點(diǎn)兩類基礎(chǔ)設(shè)施，并需要結(jié)合道路測(cè)量作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，逐步提升測(cè)量測(cè)繪控制作業(yè)精度。GPS測(cè)繪技術(shù)方案需要與道路測(cè)量工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況基本一致，還需要科學(xué)組織測(cè)量測(cè)繪作業(yè)資源，保障現(xiàn)場(chǎng)人力和儀器設(shè)備處于安全穩(wěn)定的作業(yè)狀態(tài)之中，逐步提升測(cè)量精度。

1 GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 高觀測(cè)速度

在現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)體系中，GPS測(cè)繪技術(shù)能夠適應(yīng)較多建設(shè)工程項(xiàng)目施工作業(yè)條件，并具備較快的觀測(cè)速度，其內(nèi)部數(shù)據(jù)通信渠道非常多，還能夠根據(jù)移動(dòng)數(shù)據(jù)通信模式的安全性和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，選用高可信度的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸控制等基礎(chǔ)操作，并結(jié)合全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)定位數(shù)據(jù)信息，逐步提升地表空間的道路測(cè)量作業(yè)精度[1]。由于GPS實(shí)時(shí)測(cè)繪技術(shù)方案中基本涵蓋基準(zhǔn)站和流動(dòng)站點(diǎn)，因此GPS系統(tǒng)能夠快速定位識(shí)別觀測(cè)點(diǎn)位之間的空間距離長(zhǎng)度，其精度誤差基本集中在10m范圍之內(nèi)，但是需要對(duì)觀測(cè)誤差值進(jìn)行對(duì)比分析和校驗(yàn)，避免其影響到不同流動(dòng)站點(diǎn)之間的通視性和數(shù)據(jù)傳輸效率。在制定和完善GPS觀測(cè)技術(shù)方案的過程中，高觀測(cè)速度帶來的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)優(yōu)勢(shì)非常顯著，能夠快速識(shí)別20km以內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)[2]，逐步提升對(duì)各類地表建筑物和構(gòu)筑物的識(shí)別速度，但是需要結(jié)合高控制精度的測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)，才能夠及時(shí)降低觀測(cè)誤差值。

1.2 高測(cè)量準(zhǔn)度

在眾多測(cè)量工程項(xiàng)目中，GPS測(cè)繪技術(shù)方案普遍呈現(xiàn)較高的測(cè)量準(zhǔn)確度，但是需要對(duì)地表大比例尺地形圖的繪制程序進(jìn)行適度優(yōu)化，避免其影響到不同等級(jí)市政道路測(cè)量數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。高測(cè)量準(zhǔn)度的GPS系統(tǒng)，需要將觀測(cè)誤差范圍控制在厘米級(jí)別之內(nèi)，但是部分儀器設(shè)備和流動(dòng)站點(diǎn)普遍受到較多自然環(huán)境因素的影響和限制，因此還需要與其他現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方法組合應(yīng)用，確保道路基準(zhǔn)測(cè)量和控制測(cè)量作業(yè)成果的一致性。隨著測(cè)量作業(yè)范圍的增加，其精度誤差可以被控制在毫米之間，但是需要對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)定位信息進(jìn)行集中核驗(yàn)，避免流動(dòng)站點(diǎn)之間的通視性不滿足實(shí)際作業(yè)需求。高測(cè)量準(zhǔn)確度的GPS測(cè)量系統(tǒng)，與電磁波測(cè)距儀相比，其精度誤差基本滿足工程作業(yè)需求。在執(zhí)行道路測(cè)量工程施工方案的過程中，專業(yè)測(cè)量技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要核對(duì)GPS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)量作業(yè)結(jié)果是否存在編碼類型不一致等情況，逐步提高數(shù)據(jù)信息精度[4]。

1.3 低操作難度

在道路測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)中，GPS測(cè)繪技術(shù)的低操作難度特點(diǎn)比較顯著，還能夠與先進(jìn)的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方案相結(jié)合，并朝向集成化以及自動(dòng)化的方向發(fā)展。很多智能化和自動(dòng)化的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)方法，需要定期更新GPS系統(tǒng)的硬件和軟件資源，避免由于人工測(cè)量產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差問題，還需要進(jìn)一步提升工程測(cè)量作業(yè)精度。較低操作難度能夠協(xié)助工程測(cè)量技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)和安全教育等，降低入行門檻，將觀測(cè)誤差控制在毫米級(jí)別之內(nèi)。低操作難度，是很多現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方法普遍具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是GPS測(cè)繪技術(shù)方案需要結(jié)合專業(yè)測(cè)量工程的科學(xué)以及規(guī)范化質(zhì)量控制流程協(xié)同應(yīng)用，逐步完善各項(xiàng)工程測(cè)量控制標(biāo)準(zhǔn)。GPS測(cè)繪技術(shù)方法，其操作難度和通用性普遍成反比，因此需要結(jié)合道路測(cè)量工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)比分析圖根測(cè)量以及地形圖測(cè)繪作業(yè)結(jié)果的精度是否符合工程施工作業(yè)要求。

2 道路測(cè)量的基本流程

2.1 道路初測(cè)

在公路道路工程以及市政道路工程項(xiàng)目中，道路初測(cè)作業(yè)階段內(nèi)的各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)指標(biāo)，能夠直接影響到本地地圖資料以及大比例尺地形圖的繪制作業(yè)精度，還會(huì)對(duì)部分道路設(shè)計(jì)點(diǎn)位的具體信息產(chǎn)生一定影響。在道路初測(cè)作業(yè)階段內(nèi)，專業(yè)測(cè)量技術(shù)團(tuán)隊(duì)以及工程技術(shù)人員都需要及時(shí)架設(shè)基礎(chǔ)測(cè)量控制網(wǎng)，合理運(yùn)用GPS以及RTK等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方案，對(duì)比不同觀測(cè)點(diǎn)位的基礎(chǔ)定位信息是否在可控范圍之內(nèi)，還需要對(duì)道路設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確度進(jìn)行客觀評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析[5]。在加寬以及改造類道路工程項(xiàng)目中，道路初測(cè)階段內(nèi)的主要成果需要與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行信息共享，客觀檢驗(yàn)道路優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可執(zhí)行性以及經(jīng)濟(jì)性。道路初測(cè)作業(yè)還需要涵蓋地形和地貌特征的點(diǎn)位描繪信息，逐步提升野外測(cè)繪作業(yè)精度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。道路初測(cè)作業(yè)結(jié)果，與后續(xù)道路測(cè)量作業(yè)工序緊密連接，但是需要保障平面以及空間地形測(cè)控網(wǎng)中點(diǎn)位布設(shè)間距以及角度的合理性。

2.2 道路要素計(jì)算

在完成道路初測(cè)作業(yè)目標(biāo)之后，相關(guān)外業(yè)人員還需要對(duì)各項(xiàng)道路要素進(jìn)行快速計(jì)算，如左右偏角、圓曲線半徑、切線長(zhǎng)度、緩和曲線長(zhǎng)度、曲線長(zhǎng)度以及曲線外矢距等內(nèi)容。不同等級(jí)市政道路的要素計(jì)算結(jié)果，需要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)同構(gòu)建特征點(diǎn)的里程表，將曲線和切線交點(diǎn)集中標(biāo)記在地形圖和設(shè)計(jì)方案之中。不同道路的要素計(jì)算結(jié)果，需要與特定優(yōu)化和改造設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，但是需要對(duì)曲線和直線段的長(zhǎng)度距離進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，避免影響到后續(xù)定測(cè)和竣工測(cè)量結(jié)果一致性。道路要素計(jì)算，需要將平面要素和空間要素相結(jié)合，對(duì)曲線長(zhǎng)度的總值進(jìn)行對(duì)比分析，還需要嚴(yán)格設(shè)定不同設(shè)計(jì)方案中觀測(cè)點(diǎn)位之間的時(shí)空關(guān)聯(lián)性，避免其影響到直緩里程、交點(diǎn)里程、緩圓里程等里程數(shù)據(jù)信息的精確度。道路要素計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)果，需要及時(shí)同步到工程測(cè)量信息管理系統(tǒng)平臺(tái)之中，將原始數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

2.3 道路定測(cè)和竣工測(cè)量

在眾多道路工程項(xiàng)目中，道路定測(cè)以及竣工測(cè)量作業(yè)結(jié)果，能夠直接影響到里程和設(shè)計(jì)方案特征值的一致性，因此需要在定測(cè)階段內(nèi)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換操作，將施工放線以及中樁測(cè)量作業(yè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合GPS系統(tǒng)給出的流動(dòng)站點(diǎn)交點(diǎn)坐標(biāo)值，對(duì)特殊地物以及地形地貌特征進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)記，確保中線距離測(cè)量作業(yè)過程中測(cè)量數(shù)據(jù)誤差被控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。在道路定測(cè)作業(yè)階段內(nèi)需要合理設(shè)置里程樁，運(yùn)用GPS的定位數(shù)據(jù)結(jié)果，逐步提升每個(gè)里程內(nèi)中線加樁作業(yè)效率。在道路定測(cè)以及竣工測(cè)量作業(yè)階段內(nèi)，GPS系統(tǒng)給出的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)點(diǎn)位坐標(biāo)，需要與原始轉(zhuǎn)向角進(jìn)行作差運(yùn)算，并對(duì)曲線控制樁的切線長(zhǎng)度和外矢距進(jìn)行對(duì)比分析，確保其測(cè)量作業(yè)精度在1∶2000之內(nèi)。GPS流動(dòng)站點(diǎn)的接收機(jī)等儀器設(shè)備，需要將外業(yè)點(diǎn)位坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一信息存儲(chǔ)，并構(gòu)建層次化的竣工測(cè)量成果表，詳細(xì)標(biāo)注道路測(cè)量的具體作業(yè)信息以及數(shù)據(jù)精度，還需與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精度對(duì)比和誤差對(duì)比，確保最終測(cè)量分析報(bào)告符合道路測(cè)量作業(yè)需求。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)在道路測(cè)量中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

3.1 線路測(cè)量并繪制大比例地形圖

在不同道路工程項(xiàng)目中，前期和施工測(cè)量技術(shù)方案需要涵蓋線路測(cè)量以及大比例尺地形圖繪制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，還需要對(duì)實(shí)時(shí)道路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行軟件分析以及計(jì)算解析，呈現(xiàn)一體化的外業(yè)和內(nèi)業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)處理模式。在進(jìn)行線路測(cè)量作業(yè)的過程中，外業(yè)人員需要嚴(yán)格對(duì)比道路高度以及其他立體三維坐標(biāo)值是否準(zhǔn)確，并對(duì)坐標(biāo)相交的幾何計(jì)算方式進(jìn)行集中核驗(yàn)，確保道路線路測(cè)量作業(yè)精度級(jí)別符合后期設(shè)計(jì)方案應(yīng)用需求。尤其在選擇不同測(cè)量線路的過程中，GPS定位測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果的精準(zhǔn)度，能夠直接影響到繪圖軟件的數(shù)據(jù)處理效率。在繪制大比例地形圖的過程中，需要將高程數(shù)據(jù)同步到GPS測(cè)繪系統(tǒng)之中，將控制網(wǎng)中的細(xì)部信息進(jìn)行集中核對(duì)和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，避免在線路測(cè)量和基準(zhǔn)點(diǎn)定位操作過程中出現(xiàn)精度誤差等問題。為保證不同等級(jí)道路的線路測(cè)量作業(yè)結(jié)果準(zhǔn)確性，部分測(cè)量技術(shù)團(tuán)隊(duì)和施工管理人員還需要詳細(xì)分類各項(xiàng)線路定位基準(zhǔn)點(diǎn)，降低基礎(chǔ)大比例地形圖的外業(yè)測(cè)量作業(yè)難度。

3.2 線路控制測(cè)量

在實(shí)際應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)方案的過程中，需要對(duì)線路控制測(cè)量作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督和質(zhì)量監(jiān)控分析，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)和施工需求進(jìn)行控制測(cè)量作業(yè)，避免開展二次重復(fù)測(cè)量，將GPS系統(tǒng)和其他現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方案相結(jié)合，逐步提升道路線路基準(zhǔn)定位點(diǎn)信息的精準(zhǔn)度。在切換動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)測(cè)量模式的過程中，GPS測(cè)繪系統(tǒng)需要呈現(xiàn)較高精度級(jí)別的線路勘測(cè)作業(yè)效果，但是需要對(duì)實(shí)際道路測(cè)量作業(yè)規(guī)模進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)定，避免其影響到基準(zhǔn)點(diǎn)以及流動(dòng)站點(diǎn)的選擇方案合理性。在執(zhí)行線路控制測(cè)量作業(yè)方案的過程中，還需要結(jié)合直線和曲線要素，將靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量作業(yè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，保障不同寬度線路的測(cè)量控制網(wǎng)符合實(shí)際作業(yè)需求。線路控制測(cè)量，是保障后續(xù)線路勘測(cè)以及中線放樣測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，但是需要對(duì)室外測(cè)量作業(yè)精度和GPS定位準(zhǔn)確性進(jìn)行客觀評(píng)估，協(xié)助相關(guān)部門定期提交外業(yè)控制測(cè)量作業(yè)日志。

3.3 道路中線放樣測(cè)量

在執(zhí)行不同階段內(nèi)的道路測(cè)量作業(yè)方案過程中，需要將道路中線的放樣測(cè)量作業(yè)過程進(jìn)行全程記錄和統(tǒng)計(jì)分析，將道路中心線的平面地理位置和里程樁號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一編制，確保線路平面設(shè)計(jì)與基站流動(dòng)站選擇方案的一致性。對(duì)不同寬度的道路測(cè)量作業(yè)，需要將道路中心線的具體位置進(jìn)行初步定位和識(shí)別分析，并對(duì)直線段和曲線段的起始點(diǎn)終點(diǎn)以及中心線間距等基礎(chǔ)信息同步錄入測(cè)量系統(tǒng)之中。GPS測(cè)繪系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)校驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析不同道路中線的實(shí)時(shí)放樣測(cè)量作業(yè)結(jié)果是否準(zhǔn)確，并對(duì)道路里程值、縱橫斷面測(cè)量結(jié)果進(jìn)行同步分析，協(xié)助施工單位進(jìn)行土方量以及邊坡計(jì)算工作。道路中線的放樣測(cè)量作業(yè)結(jié)果，能夠直接影響到GPS基站以及流動(dòng)站點(diǎn)之間的空間距離一致性，還需要對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位的觀測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行多次復(fù)核，確保后續(xù)線路勘測(cè)作業(yè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。但是在具體執(zhí)行道路中線放樣測(cè)量作業(yè)工序的過程中，需要將線路的平面設(shè)計(jì)方案與實(shí)測(cè)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析，并嚴(yán)格設(shè)定基準(zhǔn)站和流動(dòng)站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)接收頻率，避免部分觀測(cè)目標(biāo)的三維空間坐標(biāo)存在偏角誤差過大等問題。

3.4 線路勘測(cè)

在不同道路測(cè)量工程的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，線路勘測(cè)過程需要與GPS以及RTK等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方法相結(jié)合，在獲取靜態(tài)和動(dòng)態(tài)定位信息之后，對(duì)已知線路和未知線路進(jìn)行對(duì)比勘測(cè)，確保線路設(shè)計(jì)與線路控制測(cè)量作業(yè)結(jié)果的一致性。因此在實(shí)際開展線路勘測(cè)作業(yè)過程中，需要以已知點(diǎn)位的靜態(tài)動(dòng)態(tài)定位信息為基礎(chǔ)，合理劃分線路設(shè)計(jì)方案中的關(guān)鍵測(cè)控節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)施范圍，確保不同類型道路的點(diǎn)線面以及邊坡高度等放樣數(shù)據(jù)結(jié)果能夠同步到專業(yè)測(cè)控系統(tǒng)平臺(tái)之中。由于GPS測(cè)繪技術(shù)普遍具有較高的測(cè)控精度，因此線路勘測(cè)結(jié)果需要同步上傳到線路勘測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)之中。GPS測(cè)繪技術(shù)，需要與其他現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方法組合運(yùn)用，才能夠快速適應(yīng)環(huán)境更加復(fù)雜的市政道路以及公路鐵路等特殊測(cè)量作業(yè)情況，但是需要對(duì)不同寬度道路的線路勘測(cè)作業(yè)精度級(jí)別進(jìn)行校驗(yàn)分析，避免部分道路工程測(cè)量數(shù)據(jù)采集和精度控制操作質(zhì)量不一致。線路勘測(cè)，是基于大比例尺地形圖以及GPS測(cè)控網(wǎng)進(jìn)行室外勘測(cè)作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要對(duì)不同車道以及邊坡高度等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。

3.5 加強(qiáng)創(chuàng)新技術(shù)的研究力度

在廣泛應(yīng)用GPS等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方法過程中，需要以當(dāng)前工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，將圖解法、坐標(biāo)法、計(jì)算法以及漸進(jìn)法等橫縱斷面放樣測(cè)量技術(shù)方法進(jìn)行對(duì)比分析，還需要逐步提升測(cè)量測(cè)繪技術(shù)方案的科學(xué)性和可執(zhí)行性。相關(guān)部門以及施工企業(yè)需要進(jìn)一步加大對(duì)創(chuàng)新測(cè)繪測(cè)量技術(shù)的研究力度，將GPS與RTK技術(shù)組合運(yùn)用，逐步提升控制測(cè)量以及線路勘測(cè)數(shù)據(jù)精度級(jí)別，避免出現(xiàn)較多人為操作誤差，并采用自動(dòng)化和智能化的外業(yè)勘測(cè)作業(yè)方案，提升創(chuàng)新技術(shù)的研究和應(yīng)用力度。部分空中攝影測(cè)量技術(shù)方法能夠與平面GPS測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組合應(yīng)用，但是需要緊密結(jié)合更高標(biāo)準(zhǔn)的道路測(cè)量技術(shù)方案，提升外業(yè)和內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理效率。

4 結(jié)語

綜上所述，在道路測(cè)量工程現(xiàn)場(chǎng)中，通過GPS測(cè)繪技術(shù)的廣泛應(yīng)用，需要進(jìn)一步提升外業(yè)和內(nèi)頁測(cè)量測(cè)繪數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)處理效率，但是需要對(duì)平面測(cè)控網(wǎng)以及線路定位勘測(cè)作業(yè)方案進(jìn)行可行性分析和經(jīng)濟(jì)學(xué)分析。GPS測(cè)繪技術(shù)方法能夠與其他現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)方法組合應(yīng)用，但是需要保證道路測(cè)量工程整體工期進(jìn)度和質(zhì)量控制措施的規(guī)范性。