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摘要：测量放样是道路施工中最基本的环节之一，也是影响着道路施工质量的重要因素，本文首先阐述动态全球定位（简称GPS-RTK）与全站仪测量仪器的在实际道路施工测量中的应用特点，最后介绍如何科学有效地将GPS-RTK与全站仪联合应用于相对复杂的道路施工测量中，以期为提高测量效率、道路工程质量提供保障
关键词：公路测量；GPS-RTK测量技术；全站仪
引言
伴随着我国现代化经济进程步伐加快，不同等级的道路也如雨后春笋般建成，人们生活水平提高的同时对道路交通系统要求也越高，在道路施工过程中，测量技术是影响工程质量的重要因素之一，而在我国当前的测量领域中，以计算机技术、互联网技术、无线遥感与定位技术等作为基础的数字化技术开始逐渐取代常规测量技术，在公路测量领域发挥出越来越突出的作用。
1.GPS-RTK与全站仪在实际道路施工测量中的应用
根据道路的性质与复杂程度不同，我们在对所用在道路工程的测量仪器的选择也不一样，在满足施工测量精度要求的前提下，还要根据相关的文件规范来选用测量仪器
1.1 GPS-RTK在道路施工测量中的特点与应用
GPS技术的特点是反应快、定位精度高、全天候、易操作、限制条件少等，目前技术较为成熟，在公路测量领域的应用最为广泛，一般分为四个应用方面：平面控制、路线高程控制、三维放样和辅助空中三角测量。GPS平面控制测量的精度可达ppm级别，适用于高速公路、互通高架、桥梁隧道等工程的控制测量。实践表明，与常规测量相比，GPS平面控制的控制网能够实现分级或越级均匀分布，测量不受天气、距离和地形等条件限制，且测量精度和效率高。GPS高程控制采用以大地椭球面为参考依据的大地高系统，在服务应用于公路测量之前，必须通过如等值线图法、区面拟合法等数学方法首先将大地高转换为正常高，然后采用适当的布点设计和数学模型进行测定，保证高程控制点的正常高测量值达到公路建设的精度要求。GPS-RTK是实现GPS技术的动态化测量，功能主要包括地形数据实时收集、大比例尺测量图绘制、三维路线桩点放样和四级路线控点测量等。GPS-RTK能够显著提高测量效率，减少人力消耗，以路线放样为例，GPS-RTK同常规放样方法相比，能够使劳动效率提高4~5倍。
1.2全站仪在道路施工测量中的特点与应用
全站仪的基本组成部分有测角系统，测距系统，电子补偿系统和微机处理装置。一台全站仪可以完成水平角测量，垂直角测量，距离及高差测量等所有的测量工作。与传统测量工作不同的是，在同一个测点，全站仪可以完成控制点内所有的测量工作。因此，同样的工作量，应用全站仪大幅节省了工作时间和人力。
相较于以往传统的测量仪器，全站仪将光、机、电集于一体，具有水平角测量、垂直角测量、距离测量、高差测量功能。而现行常用的公路测量方法是建立在以经纬仪和水准仪为主要测量工具基础之上的，经常会受到外界因素影，不利于开展测量工作。
全站仪主要运用于要求精度较高，通视的局部性测量，比如运用于测量精度要求较高的隧道，大桥，以及特大桥等，全站仪可以做到快且准确的测量放样。但是却有不能全天候、连续地、实时地作业等缺点，且只适用于测程较短的范围，一般只用于1公里以内的工程测量，当测量路线太长，太远时，则全站仪的测量累计误差也相对较大。与全站仪适用条件不同，GPS-RTK工作效率高，主要运用于测量精度要求较低的工程测量，测量区域较广，最高可达15公里，下面结合GPS-RTK与全站仪的优缺点，探讨 GPS-RTK与全站仪联合应用于道路施工的测量
2.GPS与全站仪联合应用于道路施工的测量技术
道路施工测量中，一方面，可利用全站仪测设已知坐标点的平面位置、测设已知角度、测设已知高程；另一方面，可利用GPS技术对加密控制点进行测量、对数字化地形图进行测量、开展变形监测等，充分发挥GPS与全站仪的优势，提高道路施工测量水平。
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2.1测设已知坐标点的平面位置
将全站仪安置于A点，然后进行调平，定向瞄准B点。但是需要校准建站的精确度，以确保建站工作的顺利完成。一般操作的过程是这样的：在另一个控制点C安置一面棱镜，借助全站仪测量出C点的坐标。只要保证实测坐标和给定坐标的误差在误差允许范围内，就可以认为建站工作成功，如果误差超出给定误差范围，则需要重新建站。最终保证显示屏上的数据定格为0.000m（±2mm），这时此点所处位置即为待测点i的位置。为了保证待测点i的固定性和稳定性，之后再此点打下木桩，遵照主操作手的指挥在木桩上钉上小铁钉或者画上标志。
2.2测设已知角度
具体的工作程序是将全站仪安置在A点上，并且完成对中整平等一系列设置工作，根据秒针B点锁定定向。接下来测量操作界面就由坐标放样的工作界面进入角度设置工作界面。进行左或者右的切换，将其设置为“右”。继续返回到角度测量界面进行工作，注意这时顺时针转动照准部的角度已经增加，而逆时针转动的角度会减少。双击两次“置零”按钮。这样整个工作流程完成后的这一方向的水平角读数会停留在0°00'00″，接下来释放水平制动旋钮，顺时针转动照准部转至75°24'，再进行左右水平制动调整，但要注意的是一般情况下仪器的微动范围为±1.5'，要保证调整工作的精准性。最后一步就是需要将微调螺旋的角度旋转到75°24'12″，这时候望远镜所瞄准的方向即为测设方向。
2.3测设已知高程
要想在某指定立面上测设已知高程的位置，可使用全站仪测设。主要测设方法为全站仪视高法（配合钢尺）、全站仪Z坐标法和悬高测量法。全站仪视高法利用全站仪视高法测定指定立面上某一确定点位置的高程，然后利用悬挂钢尺将该点的高程向上或向下传递，进而测设已知高程。
2.4对加密控制点进行测量
大多数的道路工程建设都地处偏远地区，难以保障高级控制点的质量，所以必须使用常规的控制测量方法，也就是对三角网和对距仪导线。在道路工程的施工之前必须进行实地测量，GPS RTK加密测量控制点是一种常用的测量方法。传统的测量方法往往较低的数据精度，而且还需要较大的工作量。如果在加密控制点测量中应用RTK技术，在测区的15千米的范围内，测量控制点的数量只需超过三个即可。这样一来，减少了大量的工作量，也提高了工作的效率，具有更强的可操作性。
2.5对数字化地形图进行测量
GPS-RTK测量技术实现快速定位，还可以实时掌握坐标的结果，并且新动态数据分析和地形静态测量。在测量地形时，先要估量地形的情况，或者使用数据采集的方法对地形进行估量，并且用图形的方式来显示采集完成后的地形点，从而形成数字化管道地形图。使用RTK技术进行数字化地形图的测量，只需一个工作人员即可完成，节约了大量的人力和时间。
2.6开展变形监测
道路桥梁工程具有体积大、建筑周围环境复杂、质量要求高、地形复杂、不确定因素多等特点，这些特点的存在加剧了变形监测的难度，使得变形监测存在诸多变数，这对于后续道路桥梁工程建设是非常不利的。但是GPS-RTK技术的合理运用是可以改变此种局面的。利用GPS-RTK技术可以对道路桥梁所在区域进行实时监控，并对道路桥梁施工现场进行实时监控，如若地质变形或道路桥梁变形情况发生均会通过远程传输方式将相关信息传到控制中心，方便技术工作人员对此问题进行有效的处理。所以在道路桥梁工程建设中利用GPS-RTK技术进行工程测量是非常必要的，可以避免道路桥梁变形情况发生影响道路桥梁工程建设质量和进度。
结束语
随着科技的进步，先进的全站仪技术与GPS-RTK配合工作，大大提高了工作效率，节省了工作时间，也节约了工作成本。GPS-RTK在公路测量应用中具有快捷、方便的特点，而且可以实时测量点位坐标等特点，从根本上提高测量的质量和作业效率。然而，在市区高楼和楼层密集、有强电磁干扰、大范围水域等的地方，或基准站与移动站之间有大的障碍物时，GPS-RTK接受卫星信号比较弱，此时要使用全站仪配合GPS-RTK进行作业。全站仪在外业数据采集时受地理环境影响较小，但在每站定向和检验都要花费一定的时间，在做复杂的地形时表现的更加明显，频繁的搬站，浪费了大量的时间，在工作效率上也不是最好。二者的结合作业就会提高作业效率，在工程费用上也会大大降低成本，是一个有效的作业方式。
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[3]廖正欢，陈健伟.建筑工程混凝土裂缝的成因及控制探析[J].科技资讯，2011，（29）.
论文作者:林亦青
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/9/27
标签：测量论文; 全站仪论文; 道路论文; 高程论文; 技术论文; 工作论文; 地形论文; 《基层建设》2016年13期论文;