第一论文网免费提供建筑毕业论文范文,建筑毕业论文格式模板下载

浅谈公路工程中高程的控制测量技术

  • 投稿seij
  • 更新时间2015-09-23
  • 阅读量929次
  • 评分4
  • 53
  • 0

孟宪宏

(包头市公路规划勘测设计院,内蒙古 包头 014040)

【摘要】公路工程中,对高程的测量贯穿了公路设计及施工的各个阶段,在进行公路测量和设计时,需要沿线路布设四等或等外水准路线,以满足设计和施工的需求。本文主要介绍了公路高程控制测量的特点、基本要求,主要从gps控制网的布设方面对公路高程控制测量技术做了分析和阐述。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 公路工程;高程;控制测量

1 公路高程控制测量

公路高程控制网一般按水准测量方法来建立。为了统一水准测量规格,考虑到公路工程建设的特点,公路测量和工程测量技术规范规定:水准测量依次分为二、三、四等3个等级。首级高程控制网,一般要求布设成闭合环形,加密时可布设成附合路线和结点图形。各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等级的精度一致。

1.1 公路高程控制测量的重要性分析

在公路工程测量中,必须遵循“先整体后局部、先控制后碎部、从高级到低级”的测量原则,在点位测量、纵横断面测量、中线点放样之前必须进行平面控制测量和高程控制测量。进行公路高程控制测量的目的是获得测区控制点的高程,为路线提供统一的高程基准,为后续的测量工作提供标准数据。高程控制测量在公路工程中各个阶段都起着非常重要的作用,在勘测设计阶段,高程控制测量为大比例尺地形图的高程提供依据,可以为横断面和纵断面测量提供高程基准。在施工阶段,高程控制测量是复测的必要环节,同时是加密高程点的基础。在运营管理阶段,高程控制测量主要为以后的改造、扩建、维修以及变形监测提供基准。

1.2 公路高程控制测量内容

在公路勘测设计过程中,高程控制测量主要有水准测量、三角高程测量以及GPS水准测量。高程测量中通常应用的高程系统主要有大地高程系统、正常高系统和正高系统,大地高程系统是以椭球面为基准的高程系统。正高系统是以大地水准面为基准的高程系统。计算正常高的精度,主要取决于大地高差和高程异常的精度,而其中高程异常差的精度与其计算方法及其所利用的资料密切相关。

(1)水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线,读出前视点和后视点上两个水准尺读数,从而确定两点之间的高差。常见的水准路线有闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。水准观测要求进行往返观测或形成可检核的闭合、附合路线,以检验闭合差是否达到精度要求,这种方法相对于其它观测方法,精度高、对仪器设备要求不高,但进度较慢,观测人员体力消耗很大。

(2)三角高程测量是利用全站仪同时观测竖直角和距离,通过程序计算出两点之间的高差,进而求得待求点的高程,使用起来十分方便,尤其在水准测量相当困难的山岭重丘区,但是三角高程测量受地球曲率、大气折光及气候条件的影响,测量精度难以得到保障。

(3)GPS水准测量是利用GPS测量资料与水准测量资料相结合,来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法。这种方法要求GPS观测点具有水准测量资料且密度适当,分布比较均匀。利用高精度GPS定位技术精密确定观测点的大地高程差,并根据建立的适当大地水准面数学模型,内插出计算点的高程异常或异常差,从而得出特定点的正常高。

2 公路工程中高程的控制测量技术

2.1 公路高程测量精度要求

公路高程系统采用国家高程基准。同一条公路应采用同一个高程系统,不能采用同一系统时,应给定高程系统的转换关系。独立工程或三级以下公路联测有困难时,可采用假定高程。

2.2 GPS控制布网等级分析

GPS定位的基本原理是以GPS卫星与GPS接收机天线之间距离(或距离差)观测量为基础,根据卫星瞬时坐标,来确定GPS接收机天线所对应的点位,即观测站的位置。GPS高程测量是指在一定GPS网中,用若干已知GPS点的正常高,根据GPS测量所得的大地高,求得各公共点上的高程异常。再由公共点的平面坐标和高程异常采用数值似合计算方法,拟合出区域的似大地水准面,即可解出各点高程异常值,进而求出各GPS点的正常高。

(1)GPS布网等级划分

GPS测量按其精度划分为AA、A、B、C、D、E级。GPS快速静态定位测量可用于C、D、E级GPS控制网的布设。

AA级主要用于全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨;

A级主要用于区域性的地球动力学研究和地壳形变测量;

B级主要用于局部形变监测和各种精密工程测量;

C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网;

D、E级主要用于中、小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制测量。

(2)GPS网布设原则

GPS网的布设应视其目的、要求的精度、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率综合考虑,按照优化设计原则进行。AA、A、B级GPS网应布设成连续网,除边缘点外,每点的连接点数应不少于3点。C、D、E级GPS网可布设成多边形或附合路线。各级GPS网相邻点间平均距离应符合要求,相邻点最小距离可为平均距离的1/3-1/2;最大距离可为平均距离的2-3倍。

1)在时段中观测时间符合表中第七项规定的卫星,为有效观测卫星;

2)计算有效观测卫星总数时,应将各时段的有效观测卫星数扣除其间的重复卫星数;

3)观测时段长度,应为开始记录数据到结束记录的时间段;

4)观测时段数≥1.6,指每站观测一时段,至少60%测站再观测一时段。

(3)GPS公路控制网的建立

按GPS勘测规程要求,每0.5-1km间设一控制点,其等级依公路等级而定。现以高速公路和500-100m特大桥及1000-2000m中长隧道为说明GPS网的建立方法。

根据规范,高速公路要求的控制等级为一级小三角或一级导线。因此,做等级控制时必须使首级控制D级以上。为此,在搜集资料时必须把测区内的高一等级控制点资料搜集齐全。同时,在布设首级控制网时应在5-10km内布设一首级控制点,以便发展加密控制。

GPS控制网的布设应根据公路等级、沿线地形地物、作业时卫星状况、精度要求等因素进行综合设计。因为GPS控制网作为公路首级控制网时,需采用其他测量方法进行加密。故沿路线两侧每隔5-10km布设一对相互通视的GPS点。理论上GPS点观测时只须在3个GPS点上架设GPS仪同时观测即可确定这3个点的坐标。考虑到公路测量本身的特点采用4台GPS接收机同时观测4个GPS点,这样可大大加快全线的测量速度。

在确立布网等级和方案后。可按以下步骤建立公路控制网。

1)选点,以选线及控制人员为主,选择便于工作及以后应用的点位;

2)埋石,按勘测规范要求,埋选标石,并现场做好点记;

3)实测,根据所使用的仪器标称精度和规范的相关要求进行实测;

4)进行平差及精度评定。根据实测结果进行平差计算,并进行精度评级,精度满足所需等级要求即告完成。

3 结语

GPS定位技术在公路勘测中的应用,对公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革,GPS技术应用在公路高程控制测量中,极大地提高了勘测精度和勘测效率,特别是对于当前公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下,受地区地形条件的限制,使得常规的测量技术实施存在很多的困难,这也就更能体现GPS高程测量技术的优越性和广阔的应用前景。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献

[1]丁永才.全站仪三角高程测量在公路高程复测中的应用实践[J].城市建设理论研究:电子版,2012(19).

[2]孙志峰,刘朋.全站仪中点法在公路高程控制测量中的应用[J].才智,2011(23).

[3]林玉福.全站仪在公路高程测量中的应用[J].西部资源,2013(6).

[4]张涵.GPS技术在公路高程控制测量中的应用研究[J].科技与企业,2014(14).

[责任编辑:薛俊歌]