大地高代替正常高在低等級公路工程測量中的應用

石恩強

摘要：目前國家大力開展鄉鄉通、村村通戰略，三、四級低等級公路的建設如雨后春筍般在全國各地鋪開。但往往低等級公路的勘察、設計費用偏低。在實際的生產過程中，勘察設計企業為減少企業生產成本，往往在外業控制測量過程中，采用大地高代替水準高作為高程控制點的做法。但由于我國幅員遼闊，地勢地貌復雜。普遍存在似大地水準面與橢球面不平行的情況。采用大地高直接代替水準高作為高程控制點。往往在后期水準測量中閉合超限甚至無法閉合，導致后期施工出現很多的問題。本文對如何綜合利用現有測量技術手段獲取質量可靠同時降低企業生產成本的方法進行探究。

關鍵詞：大地高;正常高;水準面;橢球面;不平行

隨著中國經濟的快速發展，中國的交通領域也得到了長足發展，同時交通的便利又促進了經濟的發展，二者相輔相成。這其中，公路工程在交通領中具有舉足輕重的地位，在公路工程建設中低等級公路無疑是工程數量最多，惠及面最廣的項目。如何在控制測量生產成本的同時，保證工程的質量及工程的順利實施。是擺在低等級公路勘察設計中非常實際和重要的問題。

一、目前低等級公路高程控制測量的主要方法及存在的問題

目前在低等級公路高程控制測量中往往采用GPS擬合高程，GPS擬合高程結合了GPS全天候、高效、實時、高精度的特點同時又通過擬合的方式解決了橢球面與似大地水準面不平行的問題，目前取得了較好的經濟效益。但實施擬合的前提是公路沿線有分布較均勻的高等級國家高程控制點。但往往很多公路工程沿線的高等級國家高程控制點分布不均勻甚至無分布的情況。在這樣的情況下如何充分利用GPS橢球高程數據是非常有必要探討的問題。

當前對于無國家高程控制點分布的低等級公路控制測量比較混亂，勘察設計企業為節約成本普遍直接采用GPS大地高代替水準測量高，導致后期施工時存在道路路面高程前后銜接偏差，結構物高程偏差，土方工程量與實際不符，施工驗收標高與設計圖紙不符等等問題。

二、采用GPS高程測量與水準測量復核相結合的方法在低等級公路高程控制測量中的應用

1.項目應用實例

以四川省樂山市某三級公路（公路Ⅰ）和四川省綿竹市某三級公路（公路Ⅱ）為例，兩條公路長度均約為20km。公路沿線均無分布國家高等級控制點。

2. GPS施測方案

控制點布設（全線共布設22個點）-采用GPS靜態觀測-靜態數據處理-三維無約束網平差-高斯投影-獲取獨立坐標系下的平面位置坐標和橢球高

靜態觀測精度要求：按照《公路勘測規范》（JTG-C10- 2007）GPS二級精度觀測指標執行。

3.水準儀測量復核

選取K2-K3和K17-K18兩處GPS橢球高程進行復核，兩處分別選取3、4號點及17、18號點進行復核。同時以3號點和17號點橢球高程視為準確高程，采用水準儀往返閉合測量方式，經水準平差后求出4號點及18號點高程。

水準觀測精度要求：按照《公路勘測規范》（JTG-C10- 2007）三等觀測精度執行。

4.數據對比結果

5.求出因水準面與橢球面不平行引起的偏差與規范要求比較

按照工程測量規范及公路勘測規范要求三級公路高程控制需滿足五等水準測量精度要求，即符合閉合差應滿足≤45mm。

由計算得知公路Ⅰ求出的兩點高程偏差滿足五等水準測量精度要求，可直接采用GPS大地高程代替水準測量高程。公路Ⅱ求出的兩點高程偏差不滿足五等水準測量精度要求，需重新進行公路全線水準測量，測量結果經平差后應滿足五等水準測量精度要求。

6.工程結果

目前公路Ⅰ項目已經施工竣工，并已完成竣工驗收，公路Ⅱ也已完成路面工程。施工期間兩項目均未提出因控制高程點偏差出現的工程問題。由此證明本方法的應用在保證工程質量的同時降低了企業生產成本，取得了較好的經濟效應。

三、應用本方法的注意事項及使用范圍

1.GPS與水準測量觀測前，應對儀器進行效核，不得因儀器本身精度問題影響測量結果。

2.本方法僅適用于二級及以下公路，高等級公路須按照規范要求采用水準測量或其他規范允許的方法進行。

3.采用水準測量效核時，應采用至少比規范要求的測量等級高一級的技術要求進行。

4.低等級公路路線上有大橋、特大橋及隧道時不得使用此法。

5.加強技術管理，依照公路等級嚴格按照測量規范進行外業的數據獲取和后期數據處理。

6.本方法主要適用于公路沿線國家高等級控制點無分布或分布點極少的情況，故選擇施測方案前應盡量收集公路沿線國家高等級高程控制點資料，采用GPS擬合水準進行。

四、結語

工程測量貫穿了整個工程實施的全過程，工程測量成果的質量的優劣，影響了整個工程后期的實施與運營。要充分利用現有的測量技術手段，綜合運用，探索出一條快捷、高效同時又質量可靠的綜合技術手段，為工程建設為服務。

參考文獻：

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