论文部分内容阅读
【摘 要】本文针对我国公路工程的特点，解释了公路测量在工程进行各个阶段的具体任务，对坐标系统建立的必要性以及航拍技术和GPS技术在公路工程测量过程中的运用做了简要的探讨，希望能够为我国公路工程测量技术的发展提供有益参考。
【关键词】公路工程：测量技术；GPS技术；实时动态定位系统
1.绪言
无论什么样的工程项目，都应该以社会效益和经济效益的双赢为基础，根据工程周边的环境和自然条件，加强监测，确保工程施工之前各项数据和指标的准确性。这同时是包括公路工程在内的施工项目都必须认真执行的前期工作，也是工程得以顺利进行的前提。工程建设前的测量作为一项基础性工作，在道路、桥梁以及隧道的建设过程中发挥着巨大的作用，一项公路工程建设施工前测量工作的完成与否，与后期的工程质量有着非常直接的关联性。
2.公路工程测量的具体内容
在公路工程建设前，进行相关的数据测量，是一项非常复杂的工作。除了要对施工的具体路线进行严格的勘测并绘制相关的带状地形图之外，还应将图纸上的相关信息，在路面上准确地标出，用来指导实际施工；当路线跨越河流以及桥梁的时候，对河流两岸的相关地形都要做详细的数据统计，而为了选择最佳的桥梁建设方案，要对有关桥梁桥轴线长度和河流比降值进行细致的比对；而有关隧道建设的测量内容则更加复杂，要测绘详细的隧道进出口比例图，为隧道洞口的布置提供必要且精确地数据支持。[1]
在进行具体的测量工作之前，必须要做好控制测量工作。控制测量是指在需要测量的工程地面上根据实际的施工要求，设置网状的标记点，为后期的测量以及工程建设的各项测量做好准备。由于在施工设计的过程中，亟需适当比例的地形图作为设计依据，而固定比例的地形图必须依据控制网点来进行测绘，因为只有这样才可以保证现场各种地形地貌能被完整的呈现，桥梁、隧道以及其他各种路线的设计，也都需要控制网点关于路基和构造物的各种数据支持。控制测量工作将还未开始测绘的图纸信息，提前落实在具体的施工现场之上，在实景和图景之间搭建了一座桥梁，减少了图纸测绘工作中的误差，提高现场测量的准确度，可以说是一切后续工程测量工作的基础。
包括控制网点在内的公路测量工作，主要应该包括初步设计阶段的测量和施工图设计阶段的测量，这两种测量工作所倾向的内容均不相同，详细来说：
2.1初步设计阶段
公路施工的初步设计是指根据前期编制的相关资料和上级批准的设计任务书，制定相关的修建原则，并针对实际情况提出施工方案的意见，提供高程控制、比例地形图、控制桩图和纵横断面的资料相关的设计图纸以及表格资料。初步设计阶段的测量工作主要是为了前期工程设计而服务的，应该做到精细、准确，无论是平面高程控制测量或者是地形图测量，以及平纵横测量，必须要按照一定的比例进行详细的测量，保证项目设计阶段的顺利进行。
2.2施工图设计阶段
在具体的施工图设计阶段，测量人员需要根据初步的设计图纸，在1：2000圖上进行细致的方案比对，经过比对之后最终确认公路施工的路线方案，从而开始详细的测量过程。详细的测量内容主要包括纵横面的测量、主要施工点的地形图的测量、主要控制网点的地物高等测量以及最为基本的中线放样等工作。在施工图设计阶段，测量工作应该以施工图纸的设计为基础进行测量，仔细比对图纸与实际地形之间的差异，尽最大可能的还原真实的地形、地貌，为图纸的测量提供最为翔实的数据与资料。
3.坐标系统在公路测量过程中的必要性
由于大多数公路工程测量工作都是在地面上进行的，众所周知的是，地表上由众多的山峦和河流组成，结构较为复杂，而更为重要的是，它是一个有一定起伏的曲面，而并非平面。[2]这种曲面性的结构是不规则的，不可能直接运用数学测量中的几何原理进行操作。因此，要运用坐标系统，将这种曲面转换成可以直接进行工程测量中几何计算的平面来进行测绘。直接的方法就是根据大地的水准面模拟一个参考性的椭球，建立相关的坐标系统来进行比对和测量。
4.航拍技术在公路工程测量中的运用
由于大多数的公路建设项目跨越的地形较为复杂、跨越距离也比较长，促成了航拍技术在公路测量过程中的普遍运用。航拍技术适用于线路较长而人工测量无法完成的公路项目，将摄影机安装在直升飞机或者其他的飞行器上，按照一定的要求对观测地进行摄影，通过计算机技术将测得内容转化为实际的数据，从而进行各种信息和地形图的编制。需要注意的是，尽管航拍技术所形成的图像非常的清晰直观，也准确地反映了路面上的基本情况，但是却不可能直接用于地形图对公路工程进行实际有效地指导。这主要是由于航拍形成的照片是中心投影，而地形图则是正射投影，而公路工程的技术要求地形图必须采用正射投影。
5.GPS技术在公路测量过程中的运用与前景
早在上世纪70年代，美国军方研制出新一代的卫星定位系统，简称GPS，当时研制GPS技术的主要目的在于为美方的军事提供即时的、全天候的导航性服务，另外，还可以利用它测探军情，收集相关的情报和即时的通讯。到了90年代末期，24颗卫星星座已经布置完成，其覆盖率绝大多数已达到98%。公路施工测量作为一项远距离、高跨越的测量工作，积极地引入GPS技术，能够在很大程度上提高测量工作的效率和数据的准确性。当前，我国在大型的公路测量过程中广泛的采用GPS技术进行数据测量方面的信息反馈，譬如，GPS静态以及快速静态的方法被运用在对公路沿线的总体控制网测过程中，而得到的信息反馈可以为勘测绘制完整的带状地形图，相应的，这些数据也可以为路线平面和纵面的测量提供有利的参考。如果公路施工过程中，需要隧道以及桥梁方面的数据，GPS技术也可以为其建立完整的施工控制网络，保障桥梁、隧道施工过程中的信息准确性。[3]
6.结语
公路工程测量技术是一项过程复杂、技术要求高、专业性强的技术，为公路工程前期施工过程中的初步设计和图纸绘制阶段提供详尽的数据和信息支持，是公路工程施工的基础，在当下，要广泛的认识到测量技术在公路工程各个施工过程中的工作内容和坐标系统在公路测量过程中的必要性，积极地引入航拍技术和GPS技术，提高公路测量的测量效率以及信息的准确性，为公路工程的圆满完成做好准备。
参考文献
[1]刘勤.浅谈公路工程测量[J].科技信息,2009,(8)
[2]张凯,宁毅.公路工程测量及应用原理[J].科技与市场,2010,(7)
[3]刘贵洲.基于公路工程测量中GPS 的应用研究[J].中国新技术新产品,2009,(2)
【关键词】公路工程：测量技术；GPS技术；实时动态定位系统
1.绪言
无论什么样的工程项目，都应该以社会效益和经济效益的双赢为基础，根据工程周边的环境和自然条件，加强监测，确保工程施工之前各项数据和指标的准确性。这同时是包括公路工程在内的施工项目都必须认真执行的前期工作，也是工程得以顺利进行的前提。工程建设前的测量作为一项基础性工作，在道路、桥梁以及隧道的建设过程中发挥着巨大的作用，一项公路工程建设施工前测量工作的完成与否，与后期的工程质量有着非常直接的关联性。
2.公路工程测量的具体内容
在公路工程建设前，进行相关的数据测量，是一项非常复杂的工作。除了要对施工的具体路线进行严格的勘测并绘制相关的带状地形图之外，还应将图纸上的相关信息，在路面上准确地标出，用来指导实际施工；当路线跨越河流以及桥梁的时候，对河流两岸的相关地形都要做详细的数据统计，而为了选择最佳的桥梁建设方案，要对有关桥梁桥轴线长度和河流比降值进行细致的比对；而有关隧道建设的测量内容则更加复杂，要测绘详细的隧道进出口比例图，为隧道洞口的布置提供必要且精确地数据支持。[1]
在进行具体的测量工作之前，必须要做好控制测量工作。控制测量是指在需要测量的工程地面上根据实际的施工要求，设置网状的标记点，为后期的测量以及工程建设的各项测量做好准备。由于在施工设计的过程中，亟需适当比例的地形图作为设计依据，而固定比例的地形图必须依据控制网点来进行测绘，因为只有这样才可以保证现场各种地形地貌能被完整的呈现，桥梁、隧道以及其他各种路线的设计，也都需要控制网点关于路基和构造物的各种数据支持。控制测量工作将还未开始测绘的图纸信息，提前落实在具体的施工现场之上，在实景和图景之间搭建了一座桥梁，减少了图纸测绘工作中的误差，提高现场测量的准确度，可以说是一切后续工程测量工作的基础。
包括控制网点在内的公路测量工作，主要应该包括初步设计阶段的测量和施工图设计阶段的测量，这两种测量工作所倾向的内容均不相同，详细来说：
2.1初步设计阶段
公路施工的初步设计是指根据前期编制的相关资料和上级批准的设计任务书，制定相关的修建原则，并针对实际情况提出施工方案的意见，提供高程控制、比例地形图、控制桩图和纵横断面的资料相关的设计图纸以及表格资料。初步设计阶段的测量工作主要是为了前期工程设计而服务的，应该做到精细、准确，无论是平面高程控制测量或者是地形图测量，以及平纵横测量，必须要按照一定的比例进行详细的测量，保证项目设计阶段的顺利进行。
2.2施工图设计阶段
在具体的施工图设计阶段，测量人员需要根据初步的设计图纸，在1：2000圖上进行细致的方案比对，经过比对之后最终确认公路施工的路线方案，从而开始详细的测量过程。详细的测量内容主要包括纵横面的测量、主要施工点的地形图的测量、主要控制网点的地物高等测量以及最为基本的中线放样等工作。在施工图设计阶段，测量工作应该以施工图纸的设计为基础进行测量，仔细比对图纸与实际地形之间的差异，尽最大可能的还原真实的地形、地貌，为图纸的测量提供最为翔实的数据与资料。
3.坐标系统在公路测量过程中的必要性
由于大多数公路工程测量工作都是在地面上进行的，众所周知的是，地表上由众多的山峦和河流组成，结构较为复杂，而更为重要的是，它是一个有一定起伏的曲面，而并非平面。[2]这种曲面性的结构是不规则的，不可能直接运用数学测量中的几何原理进行操作。因此，要运用坐标系统，将这种曲面转换成可以直接进行工程测量中几何计算的平面来进行测绘。直接的方法就是根据大地的水准面模拟一个参考性的椭球，建立相关的坐标系统来进行比对和测量。
4.航拍技术在公路工程测量中的运用
由于大多数的公路建设项目跨越的地形较为复杂、跨越距离也比较长，促成了航拍技术在公路测量过程中的普遍运用。航拍技术适用于线路较长而人工测量无法完成的公路项目，将摄影机安装在直升飞机或者其他的飞行器上，按照一定的要求对观测地进行摄影，通过计算机技术将测得内容转化为实际的数据，从而进行各种信息和地形图的编制。需要注意的是，尽管航拍技术所形成的图像非常的清晰直观，也准确地反映了路面上的基本情况，但是却不可能直接用于地形图对公路工程进行实际有效地指导。这主要是由于航拍形成的照片是中心投影，而地形图则是正射投影，而公路工程的技术要求地形图必须采用正射投影。
5.GPS技术在公路测量过程中的运用与前景
早在上世纪70年代，美国军方研制出新一代的卫星定位系统，简称GPS，当时研制GPS技术的主要目的在于为美方的军事提供即时的、全天候的导航性服务，另外，还可以利用它测探军情，收集相关的情报和即时的通讯。到了90年代末期，24颗卫星星座已经布置完成，其覆盖率绝大多数已达到98%。公路施工测量作为一项远距离、高跨越的测量工作，积极地引入GPS技术，能够在很大程度上提高测量工作的效率和数据的准确性。当前，我国在大型的公路测量过程中广泛的采用GPS技术进行数据测量方面的信息反馈，譬如，GPS静态以及快速静态的方法被运用在对公路沿线的总体控制网测过程中，而得到的信息反馈可以为勘测绘制完整的带状地形图，相应的，这些数据也可以为路线平面和纵面的测量提供有利的参考。如果公路施工过程中，需要隧道以及桥梁方面的数据，GPS技术也可以为其建立完整的施工控制网络，保障桥梁、隧道施工过程中的信息准确性。[3]
6.结语
公路工程测量技术是一项过程复杂、技术要求高、专业性强的技术，为公路工程前期施工过程中的初步设计和图纸绘制阶段提供详尽的数据和信息支持，是公路工程施工的基础，在当下，要广泛的认识到测量技术在公路工程各个施工过程中的工作内容和坐标系统在公路测量过程中的必要性，积极地引入航拍技术和GPS技术，提高公路测量的测量效率以及信息的准确性，为公路工程的圆满完成做好准备。
参考文献
[1]刘勤.浅谈公路工程测量[J].科技信息,2009,(8)
[2]张凯,宁毅.公路工程测量及应用原理[J].科技与市场,2010,(7)
[3]刘贵洲.基于公路工程测量中GPS 的应用研究[J].中国新技术新产品,2009,(2)