摘要：GPS技術在公路勘測中應用具有巨大的優(yōu)越性,本文主要探討了GPS公路勘測一體化技術問題，通過該技術可以使得擴大RTK技術的應用領域的同時，也優(yōu)化公路勘測的作業(yè)環(huán)節(jié)，提出的公路勘測“靜態(tài)+動態(tài)”的一體化作業(yè)方式有利于高速公路勘測技術發(fā)展。
　　關鍵詞：高速公路勘測，GPS測量，RTK技術
　　1引言
　　實現(xiàn)測量方式的自動化、一體化、一直是測繪工作者追求的目標。全站儀的問世和其功能的不斷完善，已使測量朝著自動化、一體化方向邁進了一大步，但全站儀的弱點在于它要求測站點與照準點間彼此通視，并且測程也有一定的限制，在很多情況下，因為通視的原因不得不采用十分復雜的觀測方案，通過構成某種圖形來間接地確定它們的相對位置，這種作業(yè)方式不但耗費大量人力、物力和時間，還由于觀測誤差的積累大大降低了觀測成果質量。全站儀自身存在的弱點，正好是GPS定位技術的長處[1]。GPS測量不分測站點與照準點，不需要各測站之間的通視，只要求各點能同步跟蹤GPS衛(wèi)星信號就可確定各點之間的相對位置。GPSRTK系統(tǒng)的問世，使得作業(yè)員可以現(xiàn)場獲取測點厘米級精度的三維坐標，這就為測量方式一體化的實現(xiàn)提供了可能。
　　2公路勘測一體化的構想
　　隨著公路設計行業(yè)軟件技術和硬件設備的發(fā)展，公路設計已實現(xiàn)CAD化，有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品的支持；建立勘測、設計、施工、后期管理一體化是現(xiàn)代公路勘測設計的總體目標，也是目前影響公路設計技術發(fā)展的“瓶頸”所在。顯然要實現(xiàn)這一總體目標，關鍵還在于要首先實現(xiàn)公路勘測的一體化。
　　傳統(tǒng)的公路勘測設計需要經(jīng)過以下一系列施工作業(yè)步驟：(1)利用航片或公路沿線的舊地形圖進行踏勘，選出公路走向的初步方案，并尋找沿線兩側幾公里范圍內已有的國家控制點；(2)用全站儀進行沿線帶狀控制和加密圖根測量；(3)根據(jù)初步方案確定的線路，用全站儀按一定寬度進行帶狀地形圖測量；(4)利用地形圖進行選線設計；(5)借助于各級控制點進行中線、邊線放樣，然后計算各個樁位的填挖工作量；(6)線路土石方、橋涵工程施工測量；路面鋪裝施工測量；里程樁標定和公路竣工驗收測量。
　　由以上作業(yè)步驟可知，測量工作在公路勘測設計的各個階段都不可缺少，而且同一測站要重復工作五六次，甚至十來次。野外施工周期較長，勞動強度較大，生產(chǎn)成本居高不下。近十多年來，由于GPS定位技術在公路勘測系統(tǒng)中的普及，測量作業(yè)人員的勞動強度有所減輕，但是整個野外作業(yè)步驟并沒有太大的觸動，因而作業(yè)周期仍無顯著的縮短。具體地說，只是將上述帶狀控制和加密圖根測量用GPS靜態(tài)控制網(wǎng)所取代而已，額外增加了一項坐標系統(tǒng)轉換與高程擬合工作。市場上推出RTK技術后，公路勘測部門迅速推廣應用于中線、邊線放樣，免除了各個樁位的填挖工作量計算工作，對生產(chǎn)效率的提高有比較明顯的作用，但是對公路勘測設計作業(yè)的流程仍無根本性的變革。
　　進入新世紀以來，GPSRTK技術逐漸趨于成熟，它所具有的商精度、快速度和強可靠性為公路勘測一體化的實現(xiàn)提供了強有力的保障[2,3]。公路勘測一體化的構想主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，擴大實時GPS測量技術的應用領域。也即讓RTK系統(tǒng)承擔公路勘測作業(yè)的絕大部分項目，如低等級控制點加密、帶狀地形圖測繪、各種施工測量放樣、縱橫斷面測量、線路土石方、以及竣工驗收測量等。其二，簡化公路勘測的作業(yè)環(huán)節(jié)。也就是充分發(fā)揮GPSRTK技術優(yōu)勢，在測量實施中精心安排，將公路勘測工作分為“靜態(tài)+動態(tài)”兩個環(huán)節(jié)或者分為“定位+放樣”兩個環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)均只通過一次外業(yè)測量過程予以全部完成。
　　3公路勘測一體化的實現(xiàn)
　　3.1擴大RTK技術的應用領域
　　RTK技術在公路勘測方面主要用于低等級控制點的加密、數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣、縱橫斷面測量等方面。由于其定位精度可達厘米級，因此能夠用于線路控制網(wǎng)的加密。RTK測量包含有三維信息，可用于數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣以及縱橫斷面測量。在中線平面位置放樣的同時，可獲得縱斷面。
　�。�1）大比例尺帶狀地形圖測繪。高等級公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進行，采用傳統(tǒng)方法測圖，先要布設大量的圖根加密控制點，然后在圖根控制點上安置儀器用圖解法測繪地形圖。這種方法工作量大速度慢，花費時間長。采用RTK技術進行地形圖測繪，不需要點間通視，減少測量層次。
　　（2）公路選線與中線放樣。在公路設計與施工中，公路選線和定線測量是一項十分重要的工作，既要滿足勘測設計規(guī)范要求的精度，又要本著盡量少占用農(nóng)田和少拆遷房屋并盡量利用舊路路基這樣一個原則。公路選線一般采用圖紙上定線和現(xiàn)場勘察選線兩種方式。為了快速而準確地設計好道路中線，我們可以利用GPSRTK技術，選擇公路GPS網(wǎng)中某一個控制點作為基準站，用車載GPSRTK接收機作為流動站，沿原路中線按一定間隔采集數(shù)據(jù)，遇到重要地物，準確定位，最后將數(shù)據(jù)傳入計算機，利用AutoCAD軟件可以方便在計算機上選線。
　�。�3）道路的縱、橫斷面放樣。級斷面放樣時，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中f如：各交坡點樁號、直線正負坡度值、豎曲線半徑)，生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，隨時可以到現(xiàn)場放樣測設。橫斷面放樣時，先確定出橫斷面形式(填、挖、半填半挖)，然后把橫斷面設計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中(如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高)，生成一個施工測發(fā)放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設。
　　3.2優(yōu)化公路勘測的作業(yè)環(huán)節(jié)
　　雖然公路勘測工作環(huán)節(jié)眾多，十分繁雜．但有了GPSRTK技術后，可以按照“靜態(tài)+動態(tài)”作業(yè)方式，甚至可以按照“定位+放樣”作業(yè)方式，以簡化作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)一體化勘測目標。
　　(1)實施“靜態(tài)+動態(tài)”的一體化作業(yè)方式
　　該作業(yè)方式是將公路勘測工作分為靜態(tài)作業(yè)和動態(tài)作業(yè)兩大環(huán)節(jié)。靜態(tài)作業(yè)是利用GPS技術建立全線基礎控制網(wǎng)，提供高精度的框架．并為動態(tài)作業(yè)提供轉換參數(shù)；動態(tài)作業(yè)就是利用RTK技術，分段測量放樣。要求流動站分工明確，如有的負責測圖，有的負責放樣。其實質在于擴大RTK技術的應用范圍．其關鍵在于實時GPS系統(tǒng)的數(shù)量。數(shù)量越多，勘測效率越高。
　　(2)實施“定位十放樣”的一體化作業(yè)方式
　　該作業(yè)方式是將公路勘測工作分為定位作業(yè)和放樣作業(yè)兩大環(huán)節(jié)。定位作業(yè)是利用GPSRTK技術，在WGS84坐標系統(tǒng)下，流動站分工進行靜態(tài)測量(包括已知點聯(lián)測)和實時定位(如碎部點測定)。如此分段推進，完成全線外業(yè)數(shù)據(jù)采集，再通過內業(yè)數(shù)據(jù)處理，輸出測區(qū)的所有待定點的成果表，并輸出相應的數(shù)字化地形圖。放樣作業(yè)仍然是利用GPSRTK技術，此時是在國家坐標系統(tǒng)下，根據(jù)定位作業(yè)提供的轉換參數(shù)和公路線形點的設計坐標，調用RTK系統(tǒng)的放樣功能，完成所有放樣工作。該作業(yè)方式的效率同樣在于實時GPS系統(tǒng)的數(shù)量。
　　4結語
　　本文提出的公路勘測“靜態(tài)+動態(tài)”的一體化作業(yè)方式，在國道改造中已進行了部分試驗，完全符合測量規(guī)范要求，且具有比全站儀更好的優(yōu)越性，隨著RTK系統(tǒng)價格的降低及其功能的不斷完善，兩種作業(yè)方式都會在公路勘測中發(fā)揮更大的作用。毫無疑問，按新的生產(chǎn)工藝流程將大大縮短道路勘測設計與施工的周期，降低作業(yè)人員的勞動強度，并成倍地降低生產(chǎn)成本，在現(xiàn)代公路勘測實踐中值得進一步的研究和推廣。
　　參考文獻：
　　[1]鄒時林,趙吉先.公路GPS控制網(wǎng)建立方法的討論[J].勘察科學技術,2002(6)
　　[2]雷華.公路GPS平面控制網(wǎng)的建立[J].云南交通科技,200016(1)
　　[3]王勁松,陳正陽,梁光華.GPS一機多天線公路高邊坡實時監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].巖土力學

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