赖升良
四川三江交通建设工程有限公司 四川宜宾 644000
摘要：随着我国社会的快速发展，我国的公路工程得到了非常快速的发展。在公路工程建设过程中，高程的测量贯穿了公路设计和施工的各个阶段，在很大程度上影响着公路工程建设质量。所以在进行公路工程设计过程中要加强高程的控制测量技术，以此来满足设计以及施工方面的要求，提升公路工程的质量。本文主要分析公路工程中高程的控制测量技术内容，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：：公路工程；高程；控制测量技术
0 引言
在进行公路勘测设计时，高程控制测量可以分为三种类型，分别为：水准测量、三角高程测量、GPS水准测量等。对于高程控制测量来说，最为常用的系统主要包括正高系统、正常高系统、大地高程系统等等。其中大地高程系统主要是以椭球面作为基准的高程系统，而正高系统主要是大地水准面为基准的高程系统，其中大地高差以及高程异常精度在很大程度上影响着正常高的精度，所以需要充分分析公路工程中高程控制测量技术的相关内容，找到最合适的控制测量技术，进一步促进公路工程的发展。
1 高程控制测量的主要作用
在公路工程设计中，必须要依据“先整体后局部、先控制后碎部、从高级到低级”的原则进行测量，才能保证高程控制测量的科学性和准确性。要做好高程控制测量、点位测量、纵横断面测量以及中线点放样前实施平面控制测量等几项重点测量工作。高程控制测量工作的主要任务就是测量计算出测区控制点的高程数据，为公路工程设计提供参考依据，另外也为其它的测量工作奠定基础。在公路工程设计和施工中，每个阶段都离不开高程控制测量，尤其在勘察设计阶段，大比例尺地形图高程和横断面以及纵断面测量等重要设计工作的数据来源都源于高程控制测量；在工程施工时期，复测工作和加密高程点设计也离不开高程控制测量；在后期公路应用管理工作中，高程控制测量可以为以后的改扩建以及道路检修等提供数据支持。
2 高程控制测量的基本类型
（1）水准测量型。是指水平观测状态下，通过水准仪读出竖立在两个点上水准尺的读数，计算出两点之间的高差。这方面比较典型的路线有“附合水准路线”、“闭合水准路线”和“支水准路线”等模式。这种型式要求在进行往复观测或者可检核的闭合及附合路线情况下，确定闭合差数据的精度是否达到标准。水准测量的优点是：精度很高，且对相关辅助仪器的要求较低；缺点是：测量时间较长，测量人员精力和体力耗费高，工作强度大。
（2）三角高程测量型。是对已知点到待求点的角度和间隔位置通过全站仪进行测量后，计算出两点之间的距离和待求点的高程。这种型式的优点是：适应性好，尤其是在山区丘陵地区等复杂地形比较方便；其缺点是：比较容易受到当地气候、地球曲率和大气折光等客观因素的影响，测量精度相对水准测量型较低。
（3）GPS水准测量型。这种测量模式指综合运用GPS测量和水准测量设备，共同测量，共同计算分析水准面高程数据的办法。特点是GPS测量的观测点和水准测量材料比较匹配，散布比较均匀。另外GPS静态测量对观测点的大地高程差分析较为精准，根据得出的大地水准面数学模型数据计算出高程反常或反常差，最终得出观测点的正常高数值。
3 公路工程中高程的控制测量技术介绍
（1）采用全站仪的公路高程控制测量技术
采用全站仪进行公路高程控制测量就是指测量过程中将水准测量和三角高程测量相结合的测量方式。在测量过程中可以将测量工具放置在观察位置的中间区域，此区域特征能够自由控制。在实际操作过程中，工具的设置一定要根据之前设定的前后视距相同，距离不应相对较大，正常情况下保持在1.2m之内即可。对于相应高度的测量有明确的要求，而所获得结果都可以采用此种方式利用全站仪来获取。在《公路勘测细则》中已经进行了明确规定，在实际操作过程中需要按照自然环境的影响进行一定的调整，需要按照具体的情况对测量数据实施相应处理。例如对于折光系数来说，一般情况下会按照空气密度进行改变，不同时间 的空气密度是发生变化的，也会造成折光系数的改变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过相应的参考文献可知，折光系数误差在±0.03-0.05范围内，相对于四等水准需要的数据此范围并没有影响，但是正常工作过程中一般会将系数按照0.14进行处理。修改之后的数据和测量过程距离相关，如果前后点选择的距离相同就可以在计算过程中忽略掉气差值。但是从实际应用过程中能够得知，树木以及房屋等外部因素都会影响到此距离因素。如果前后点选择的距离不同就会直接改变修正之后的结果，具体为：若是一边距离在600m之内并且中间误差在5m之内，那么在相应因素影响之下结果变动会在1mm之内，这些误差就可以不同考虑；若是两个测量点相距在1200m范围要求下若是中间误差接近10m，那么一边距离最好控制在300m之内，这种情况下也不用考虑到气差的问题。
（2）通过GPS的公路高程控制测量技术
第一，随着技术水平的不断提升，GPS测量技术在公路工程测量中应用的技术越来越多。在具体测量过程中，常常将水准测量和GPS测量结合起来使用，可以通过GPS测量来实施平面的定位。正常情况下是利用水准测量来处理高程精度较低和平面精度不相符等方面的问题，如果遇到较为特殊的区域（例如山区、沼泽、水网等等）四五等水准测量也可以采用光电测距三角高程测量来进行。
第二，不同的测量方式都有着自身的优缺点，水准测量虽然能够得到相对较高的精度，但是对于地形具有比较高的要求，如果遇到山区等具有较大起伏的地区就会增加工作量，对于工程进度有较大影响。对于山区地区来说，受到水准尺长度以及坡度等方面的影响无法有效发挥水准测量的优点，更多出现的是弊端。这时可以通过三角测量高程的方式来进行，其优点在于受到地形、大气折光、地球曲率等方面的影响较小，具有较快的测量速度，但是此种方式的测量精度相对较低，每次测量时都要测量仪器以及棱镜的高度，整个过程较为繁琐，会造成较大的误差。上述两种测量高程的方式都会受到天气等外部因素的影响，很难进行全天候的作业。通过GPS测量高程技术能够有效克服上述问题，能够避免受到外部因素的影响而全天作业，能够有效提升自动化程度以及精确度。但是GPS高程测量中使用的大地水准面属于不规则的曲面，不同通过较为精准的曲面进行模拟。在使用过程中只能提供精度较高的大地高，无法提供实际工程中需要的正常高，所以其在高程测量中的应用也会受到一定的限制，只能通过高精度的高程异常改正才能够将其有效应用在公路测量当中。
第三，GPS公路工程控制网的建立。
①从GPS勘测规程中能够得知，要按照公路工程的不同等级，相隔0.5-1km进行一控制点的设立。例如对于高速公路来说，其所需要的控制等级常常是一级小三角或者一级导线，所以在进行等级控制时首级控制要保证在D级以上。因此，在搜集资料过程中一定要确保测区范围内高一等级控制点资料的完整性。另外，在布设首级控制网过程中需要在5-10km内设置一首级控制点，从而发展加密控制。
②在进行GPS控制网布设过程中要按照相应内容（主要包括公路的等级、精度要求、作业时卫星情况、沿线地形地物等等情况）进行综合性设计。对于公路工程来说，由于GPS控制网是公路首级控制网，需要对其实施加密控制，所以沿着线路两侧相隔5-10km设置一对相互通视的GPS点。正常情况下只要在3个GPS点上架设GPS仪就能够同时观测到3个点的坐标，但是考虑到公路测量自身所具有的特点，可以通过4台GPS接收机同时观测4个GPS点，以此来提升整条线路的测量速度。
③在明确了相应的布网方案之后就可以参照下述内容建立公路控制网：
首先，进行选点。公路选线和控制测量人员要选择那些有利于工作和后续应用的点位；其次，进行埋石。要根据勘测规范方面的相关要求来埋设标石，同时要做好现场的标记；再次，进行实测。要按照所用仪器标称精度以及规范进行实测；最后，进行平差和精度评定。要按照实测所得结果计算平差，同时要进行精度评级，确保其满足相应等级要求。
4 结束语
本文主要阐述了公路工程中高程的控制测量技术内容，能够对我国的公路工程建设起到一定的参考和帮助。
参考文献：
[1]孟宪宏. 浅谈公路工程中高程的控制测量技术[J]. 科技视界, 2015(02):15-17
[2]包立刚. 应用全站仪的公路高程控制测量技术探讨[J]. 江西建材, 2015(07):18-19
[3]何东妮. 应用全站仪的公路高程控制测量技术探讨[J]. 科技资讯, 2011(09):88-91
[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(07):18-19
论文作者:赖升良
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/6
标签：测量论文; 高程论文; 水准论文; 公路论文; 公路工程论文; 精度论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第9期论文;