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道路测量放样GPS运用

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一、引言

本文通过在郑东新区某道路施工的实践,我们摸索出在GPS测量的基础上用全站仪等常规测量仪器进行施工放样的方法,它既能保证测量放样工作的迅捷性又能确保放样测量的精度。

二、原理

在GPS测量的基础上用全站仪等常规测量仪器进行施工放样,其主要原理是:根据相应的精度要求,利用GPS定位技术中的测量方法,在沿道路走向的适当位置按相应等级GPS控制网的要求,布测一定距离且相互通视的控制点,然后在该控制点上架设全站仪,用坐标法进行测量放样。

三、精度分析

1、误差计算式由于测距有误差,将使放样点在放样距离的度度方向上产生位移,这种位移称为纵向中误差,相应的中误差称为纵向中误差,以ms表示。由于测角有误差,将使放样点在导线长度的垂直方向产生位移,这种位移称为横向误差,相应的中误差称为横向中误差,以mμ表示。用全站仪进行测量时,其中误差计算式为:ms=a+bSAB(1)式中,a为固定误差;b为比例误差。设放样角有误差dβ,则使放样点产生横向位移△μ,而△μ=SABdβ÷ρ,则放样点的横向中误差为mμ=(2)设起始坐标方位角误差为mα0,由于起始坐标方位角误差由已知点A,M引起,则根据误差传播定律,坐标方位角误差计算公式为mα0=(3)一般地,A,M点为同等级控制点,其中误差相等,设为mA,则mα0=(4)此外,放样点还受到起始点点位中误差mA影响,以及由于起始坐标方位角中误差mα0而使放样点产生横向位移为的影响,还有前、后视棱镜照准误差mv、仪器对中误差mi。考虑到起始误差、测量中的偶然误差的综合影响,放样点的总误差为MP=(5)代入(4)式,则MP=(6)另外还有温度、气压、大气折光的影响,但是由于放样距离一般不太远,而且全站仪都有这方面的改正系数,所以这里不予考虑。

2、点位误差和相邻点位误差点位误差指相对于控制网起算点的误差,相邻点位误差是指控制网点相对于相邻控制点的误差。道路中线放样的中线偏移位值一般可以认为是相对于最近控制点的放样误差,因此用于放样的测站宜按GPS二级网的精度施测且应该尽量靠近放样点,这样才可能达到放样精度。而GPS测量由于边长不受限制,在工程测量中就应强调逐级控制的原则,即在布测低等级控制点时应尽可能用最近的高等级点作为起算点,测量放样应以最近的控制点作为放样测站起算点。放样时若取其2倍中误差为限差选取测角精度在2〃以内,测距精度在(2㎜+2×10-6D)以上的全站仪,则在300m的距离以内,放样点的精度能够达到20㎜以内。

四、应用实例

郑东新区某道路是道路路网重要组成部分,由于以下原因:(1)道路分2个标段施工建设,施工单位不统一;(2)原来所布设的控制点已经有被破坏的点,地处戈壁荒漠郊区,控制点不便保存;所以,我们根据工程特点,利用GPS测量方法计算平面坐标,并用全站仪完成区内道路的施工放线工作。

1、原理

(1)在中线转折点附近选取既符合GPS测量等级以便于全站仪放线布点,并且至少要有两个点点相互通视。(2)按相应控制网要求,用测量方法测设控制点,利用开发商提供的软件把测量成果解算出各控制点的坐标。(3)在上述控制点上架设全站仪,用坐标法进行测量放样。

2、实例

我们以测量放样为例,详细阐述阐述作业过程。(1)坐标系统。为了与原市区道路的联接,坐标系统采用原来的郑州市独立坐标系统。(2)GPS测量。首先在路交点附近较开阔的地方布设控制点P1、P2,然后按相应等级控制网的要求进行GPS测量作业。用随机软件进行平差计算。(3)全站仪放样。放样时以P1(或P2)点为测站,以P2(或P1)点为后视,用全站仪输入坐标并反测其边长检查其正确性,然后按坐标法在实地上放样出设计的DJ1、DJ2点坐标。(4)中线桩放样。在DJ1(或DJ2)架设全站仪,以DJ2(或DJ1)为照准方向,以钢尺量距,钉出里程桩即可。区内道路利用上述方法完成了全部的测量放样工作。由于全站仪放样的边长都较短,全部桩位放样精度为MP≤1.4cm.,全部满足高精度要求。这证明了用常规测量仪器配合GPS测量定位技术,运用上述方法,能够完成较高精度工程的测量放样任务。

随着科学技术的的高速发展和GPS的普及使用,GPS定位技术是目前测量工作的主要技术手段,其的推广使用,由于其边长不受传统导线测量的边长限制,布点灵活等优点,是提高测量精度和提高工作效率的重要手段。GPS配合传统的测量仪器在区内道路的放样测量中,无疑其应用是非常成功的,它的动作模式为今后的城市工程测量施工提供了一条切实可行的有益思路。

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