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摘要：当今，随着计算机技术的发展及大规模集成电路在工程上的应用，即测距仪、全站仪以及计算机及其辅助工具等，使公路施工测量的精度和可靠性大大的提高，尤其是数据处理上有着明显的优势。本文主要对计算机在公路施工测量中的运用进行分析，以便为公路的施工测量提供一定的参考借鉴。
关键词：公路；施工测量；计算机；应用
一、前言
在公路施工实践中，运用计算机编程计算测量控制网、路线及边桩进行施工放样的测量方法，操作简便，快捷可靠，有很高的推广价值。目前虽有相关软件，但一般是为PC1500和PCE500编写的Dos程序，因此，编写一些适合各级公路标准的测量专用程序，对发展我国公路建设，特别是高等级公路建设有极其重要的意义。计算机在公路施工测量的各阶段都有广泛的应用。
二、计算机的辅助测量工作
在公路建设当中，利用计算机的测量系统主要是通过全站仪，它是比较先进的一种测量仪器，主要是通过已经存在的设计资料，比如有纵断面的资料、平面以及横断面等相关资料进行建立的，它也是公路的三维数字模型，通过把计算机和全站仪二者之间进行实时的通讯，从而达到数据双向传输的作用，同时也可以实现在公路施工和监理时所需要的测量、检验以及放样等具体工作，通过数据设计再进行准确计算，再将测量数据通过记录的方式进行比较，准确的控制和输出，从而应用三维数字模型对数据库进行有效的管理。
这种系统的管理模式主要是应用了先进合理的编程技术，再通过数字化和智能化、数据采集处理等为一体的管理模式。它的主要特点就是在数据采集时可以自动化以及实时化，并且具有一定的准确性，其图形达到可视化，并且可以控制全过程，从而通过数据转换器以及准确的计算出坐标的方位角等一些比较实用的应用功能。
三、控制测量工作的应用
公路建设在控制测量的过程当中，一般路线都是呈线形状的，也就是我们通常所应用的附合以及闭合导线。然而由于在公路建设当中的桥梁控制网，如果应用导线的测量方法却很难达到标准的精准度，另一方面，因为在现场的情况会出现特别复杂的情况，有未知的困难存在，有些地方不能够设点，或者是通视较为困难等问题，因此，这就要求必须要按照边角网进行布置，而且要做到严密平差。
但是，如果要对控制网做到严密平差的目标是具有一定困难的，因为利用手工的计算方法是相当繁琐的，但是利用控制网的坐标平差方法是可以达到这种效果的，它的技术已经相当成熟，所以也适用在计算机的编程当中，尤其应用在有限制条件方面的边角网中，可以充分的完成优化设计与间接平差的要求，这种方法已经作为测量的必要教程了，可以应用在所有的网型当中，其中包括自由网与导线网两种，它可以适用在不同种类的测量要求。
如今已经开发了最新版的计算程序，这种程序的操作比较简单，并且也很直观，通俗易懂，从而也提高了控制测量的工作，也较为规范的进入一个崭新的阶段当中。此外，如果对控制测量来说，提高应用平差的系统技术则是作为测量工作的一个主要趋势，这种方法不仅可以应用在测量工作前，它还可以通过精度的具体要求优化对网型的设计，从而降低了在人力和物力方面的浪费，也可以减少误差的产生。
四、施工测量阶段的应用
在公路施工测量工作中，一般采用坐标法进行施工放样，不易出错，易掌握，不产生积累误差，可以任意设测站等优点。它减少了曲线控点上不能设测站及曲线遇障碍测设困难等常规测量的缺点，并在全站仪的运用上，更体现了它的优越性。但坐标法放样首先要而临庞大的计算量，运用计算机计算是解决此问题的一种有效途径。它可大大减少计算量，减少失误，减少了计算错误的机率，仅需输入已知数据，几分钟内可完成以往几天的计算量。
常用的可视化有Visual；BASIC.VisualC++.Delph等都是Windows下的集成编程环境，程序界面友好，可操作性强，编制的程序小，适用于Windows环境。但编程也有缺点：首先，并不是每个人都会编程，其次，程序运行以后，想要知道其中的某个中间过程量，就要修改源程序；还有，就是计算结果不够灵活，如中桩、边桩坐标的计算，在源程序中可以设定中桩的间距步进为5、10、20m，但设计图纸的逐桩号是与现场断面测量有关的，通常施工放样的时候，能计算路线任意点中边桩的功能是比较实用的。而且，在公路路基的施工测量中，还存在着对中线不断进行恢复的繁重工作。如业主和监理要求对路基的每层填土都要进行验收，测量工作就更加繁重了。如果上述工作都采用手工计算任意位置的三维坐标，将无法及时提供资料来放样测量。
解决以上矛盾的方法之一，就是利用Excel电子表格计算。Excel电子表格对于处理一些数学关系比较简单的公式，有无可比拟的优越性。对测量部门来说，所经常用到的无非是直线段坐标计算、圆曲线坐标计算、缓和曲线坐标计算，设计高程的计算，其公式也比较简单，完全可以用Excel解决问题。下面以某高速公路第4合同段的测量计算方法为例加以说明。该工程段全长4km，路线由1条直线段和2个不同半径的圆曲线段组成，其纵坡则有多个圆曲线组成的曲线。为方便测量计算，在电子表格中要实现以下功能：
1、输入任意桩号，可以得到本桩号的设计高程；
2、与此同时，得到本桩号的设计坐标；
3、再输入本桩号的左、右侧现测填土高程，可以得到左、右侧的设计宽度及左、右边桩的坐标。
以上3项功能的操作过程如下：
图1中，A列点名指变坡点等关键点，B列桩号为本标段逐桩桩号，如301400是指K301+400，按10m一个就可以了，C列坡度为每段的设计坡度，D列间距是指有变坡的路段其桩号与变坡点的距离，本段的变坡点为K301+462.3，E列切线长T=137.7m和半径R=18000m，F列高差y=X2/2R，则H列设计高程=G列坡度线高程+（-）F列高差，工作表中数据的关系如图2所示。
这样，整个标段范围内的路线设计高程用一个工作表就完成了，如果要求解任意点的设计高程，则在整桩号范围内输入其桩号即可，如：求K301+481.2的设计高程就把301480改成301481.2，表格就会自动计算。有了设计高程，就可以根据路基边坡坡度计算边坡线宽。
五、计算中桩坐标、边桩坐标
为简单起见，以直线段中桩坐标、边桩坐标的计算为例。按照直线中桩坐标计算公式：X1=X0+D×COST；Y=Y0+D×SINT；（式中：X0，Y0为已知点坐标，D为已知点到未知点的距离，T为已知点到未知点的方位角），而边桩坐标计算公式：X2=X1+S×COS（T±90）；Y2=Y1+S×SIN（T±90）；式中：X1，Y1为中桩点坐标，S为中桩点到边桩的距离，T为直线段的方位角。建立一个工作表如图3所示：
图3中，直线段起点桩号为：K301+444.12，直线段的已知方位角T=256.8461119°，在Excel工作表中要化为弧度，路基的顶宽为28m，坡度1：1.5故边坡线宽L=14+1.5×（设计高程－填土高程）。这样，只要输入任意点桩号和实测的填土高程，就可以得到中桩和边桩坐标。
Excel电子表格的特点是所见即所得，所有计算的过程一目了然，而且方便保存和打印计算成果。最重要的是它不需要掌握太深奥的编程知识，因此比较适合测量人员理一些动态的数据。同时，Excel电子表格中还内嵌了Vi-sualBasic，即VBA编程，可以满足步骤比较复杂的计算。而且，一些由QBASIC编写的测量程序，也可以在Excel里比较容易地修改为VB程序，使测量人员更加容易掌握，以得到更广泛的应用。
六、结语
公路施工测量中计算机的应用，是一个大有作为的天地，我们应及时学习有关新知识、新技术、研究解决问题的方法，总结经验，不断进步，利用新的测量工具和方法提高工作，满足工程施工的需要。
参考文献：
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[2] 柴红梅.浅谈计算机在公路施工测量中的运用[J].黑龙江交通科技，2004（11）.
[3] 罗宏俭.计算机网络信息技术在公路建设项目管理中的应用[J].交通科技，2009（1）：114-117.
论文作者:范飞飞
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/25
标签：测量论文; 坐标论文; 高程论文; 公路论文; 工作论文; 计算机论文; 线段论文; 《基层建设》2016年10期论文;