吴江周
(江苏省水文地质工程地质勘察院，江苏淮安223001)
【摘 要】在建筑事业快速发展的今天，GPS定位技术在公路平面测量中的应用也越来越广泛，该技术不仅能使测绘数据更加准确，还能让平面控制更加精准。论文主要针对山区高速公路平面控制测量中GPS定位技术的运用进行分析，并提出一些优化措施。
【关键词】高速公路；平面控制测量；GPS定位技术
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.03.136
在进行山区高速公路平面控制测量的过程中，需要结合多方面的因素对GPS定位技术进行分析。尤其是在进行坐标系的初步建立的过程中，需要结合不同的数据，对其平面进行较为精准的控制，然后做好控制网的相关布设工作，让GPS技术能够在控制测量中得到全方位的应用，最终达到良好的测量效果。
2.1 坐标系的地形选择
在对平面进行控制测量操作前，首先要确定平面直角坐标系，使测区内投影长度变形值小于2.5cm/km，当高程归化引起的长度变形值小于2.5cm/km时，控制网的变形长度只需考虑高斯正形投影即可。在山岭中的重丘区，由于海拔较高，地形起伏较大等原因，在高程归化过程中引起的长度变形超出限制的同时，高斯正形投影引起的长度变形也会超出限制[1]。因此，山区的控制测量工作，选择适宜的坐标系统是测量成功的首要条件，为了提高勘测成果的精度，应尽量减少烦琐的数据计算。
2.2 坐标系的参数选择
根据不同的山区特点和规范要求，结合山区平均高程和经纬度等因素，可以按照不同的方法对坐标系进行选择。当勘测路线与国家统一的三度带中央子午线偏移较远时，可采用以下2种方法：（1）将抵偿高程面上的高斯正形投影在任意带的平面直角坐标系中；（2）将参考椭球面上的高斯正形投影在任意带的平面直角坐标系。与此同时，当一个投影带不能满足设计要求时，就要分为几个投影带，但投影分带位置的选择不能是大型的构造物处。图1为GPS系统数据流程图。
我们可以结合其地形的实际情况进行数据的模拟分析，如果采用高斯正形投影三度带平面直角坐标系，首先在WGS-84坐标系下进行三维无约束平差,检查GPS基线向量网本身的内符合精度,基线分量的改正数绝对值限差应满足公式:
式中，Vx、Vy、Vz分别为基线分量的改正数绝对值；σ为基线标准差，mm；a为固定误差，mm；b为比例误差系数；d为基线长度，km。
图1GPS系统数据流程图
当对某些独立或勘测路线较短的工程建立坐标系时，对于平面直角坐标系可直接选择局部地球表面，通常情况下，高速公路项目最远经度为109毅16'[2]。
3.1 平面控制网等级的确定
对于地形平坦的地区，可同时布设路线平面控制网构造物和路线平面控制网。由于山区中的高速公路项目包括大量的隧道和桥梁，而各级隧道、桥梁和公路的平面控制网等级又不同，因此，对于构造物平面控制网和路线平面控制网应采用分步布设的方法。在大型构造物两侧应分别设置至少1对相互通视的首级平面控制点，使构造物平面控制网能联系到路线平面控制网，并将这些平面控制点布设成四边形。为使测区投影长度变形值符合规范要求,经过反复推算,选择以东经109毅20忆为中央子午线,投影面高度为400m,很好地解决了观测值长度变形问题,并保证投影误差没有影响控制网的精度。高斯正形投影和高程归化长度变形计算公式如下:
式中，驻S为长度增加值；S为参考椭球体上的边长；D为观测边长；驻D为观测边长的增加值；H为测距边平均高程；R为地球平均曲率半径，取R=6371m；Y为测距边两端点平均坐标。在进行计算的过程中，需要利用经纬仪，测量其整体布设点的周率，从而让定位更加精确。
3.2 控制网点的布设
首先应在1颐10000的地形图上确定控制网的设计点位，然后根据实地踏勘确定点位。对于点位位置的确定，应根据山区不同的地形特点进行选择，以避免点位出现在树林和峡谷中遮挡GPS卫星信号，在隧道进出口需要避免GPS卫星信号不受影响的同时，还要避免点位离路线太远，影响隧道的贯通精度。在点位的上方应确保没有大面积的遮挡物，附近没有易引起多路径效应的反射物，保证视野开阔，距离大功率发射台和高压线较远，每一点都至少与一个相邻点通视[3]。
3.3 控制网的精度测量
在进行控制网的初步布设后，需要加强其整体的进度控制。一般情况下，控制网整体分布较为均匀，因此，为了让整体的测量精度得到相应的提升，需要对其平面控制点的点位进行基础的参数分析，尤其是对于弱点位，通常会出现相应的数据偏差。所以，在进行整体的控制点测量过程中，需要对测量误差进行相应的修正。
对于控制网GPS差度的计算，还需要采用相应的公式进行计算。通常情况下，基线闭合差限差按以下公式计算:
式中，n为环的边数；Ds为重复基线测量差值；W为同步环闭合差；Wx为基础的长度参数值；Wy为纵向基准的宽度值；Wz为基础高度的参数值；V为其移动速度值。
利用公式数据，我们可以最终求得其山区高速公路的基准坐标，然后对其平面网进行相应的定位，让山区高速公路平面控制测量中GPS定位技术得到充分的应用。通常情况下，当其邻点误差达到0.023/m时，可以初步估测为中误差，在进行精度测量的过程中，需要以此为精度误差测量标准，加强其控点网的精确度。
山区高速公路平面控制测量中GPS定位技术的运用十分重要，需要结合多方面的因素确定公路平面测量精度。与此同时，还要对坐标系参数进行正确的选择，然后加强控制网控制点的均匀性，最后采用多种测量方式加强其测量的精确度，使GPS技术能够全面地应用到山区高速公路的测量中。
【参考文献】
【1】刘紫平,余代俊,惠海鹏.几款商用GPS数据处理软件基线解算结果比较分析[J].矿山测量，2011(1)：25-26.
【2】张伟振.基于GPS控制网的山区地形测量技术探讨[J].科技资讯，2011(3)：213-215.
【3】王清华,邢小军.TGO软件在多种测量成果需求中的应用[J].西北水电，2010(6)：171-172.
The Application of GPS Positioning Technology in Mountainous Area Highway Horizontal Control Survey
WU Jiang-zhou
(Jiangsu Province Institute ofHydrogeological and Marine Geological Ecploration, Huaian 223001,China)
【Abstract】With the rapid development of construction, GPS positioning technology has gradually been widely used in the horizontal measurement of highway, It can not only make the overall picture of the test more accurate, but also make the horizontal control more accurate.This paper mainly aims at the analysis of the application of GPS positioning technology in the horizontal control survey of mountainous area highway, and putsforward the correspondingoptimization measures.
【Keywords】highway; horizontal control measurement; GPS positioningtechnology
【中图分类号】P228.4
【文献标志码】B
【文章编号】1007-9467（2017）03-0083-02
【收稿日期】2016-12-06
【作者简介】吴江周（1982～），男，河南新县人，工程师，从事线路工程测量及长距离管道工程测量研究。
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