GPS在中職《公路勘測設計》實訓課堂中的應用

[摘 要] 隨著測繪行業技術的提高，例如，GPS測量技術以其極高的精度，作業不受環境和距離的限制，非常適用于地形條件困難地區、局部重點工程地區等優勢，在公路勘測中已被廣泛地應用。但與此同時，目前交通類職業學校的《公路勘測設計》教材里對有關GPS應用方面的內容介紹的不夠詳細，操作性不強、實踐性教學環節指導欠缺。結合自身的教學工作經驗和職業學校學生特點，就GPS在中職《公路勘測設計》實訓課堂中的應用進行深入的探討，具有一定的參考價值。

[關 鍵 詞] GPS；公路；勘測設計實訓課堂；應用

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）14-0216-02

一、GPS在中職《公路勘測設計》實訓課程中的應用

《公路勘測設計》實訓課程分為地形圖測繪、路線選線、路線平面設計、路線縱斷面設計、路線橫斷面設計等幾個模塊的內容，GPS RTK技術，由于其本身精度高、實時、速度快、操作簡便、不要求通視等諸多優點，可以應用到《公路勘測設計》課程中的大比例尺地形圖測繪、公路路線的選線、公路中線的放樣、公路縱斷面的測設、公路橫斷面的測設、公路用地面積的確定等各個模塊，下面就GPS在《公路勘測設計》實訓課程中各個模塊的具體應用作一個闡述。

以《公路勘測設計》課程實訓為例，路線里程：1 km；實訓地點：校園道路；公路設計時速：40 km/h，我們首先將學生分為4個小組，每8人一組，分別是：地形測繪組、路線中線測量組、路線縱斷面組、路線橫斷面組，模塊化設計任務見表一。地形測繪組的學生負責1：2000地形圖的測繪，用于平面選線及并最終繪制平面圖；路線組的學生負責中樁放樣；路線縱斷面組負責中樁地面高數據的采集；橫斷面組的學生負責橫斷面地面線數據的采集，用于橫斷面地面線的繪制。

首先找一個地勢比較高的地方建立一個全班學生共用的基準站，并在其上安置一臺接收機，連續跟蹤所有可見衛星；4個小組各派1名學生手持移動站，裝入萊卡ROAD EDITER軟件編輯的路線文件，安置在移動的載體上，在出發點按快速靜態相對定位法，靜止觀測數分鐘，以進行初始化；移動的接收機利用GPS中的ROAD PLUS程序定出路線的中樁位置，并采集數據。為了保證這種作業模式的高精度，測設過程中至少保證同步觀測四顆以上分布良好的衛星，并在移動過程中保持練習追蹤，確保測量的精度。

二、大比例尺地形圖測繪

在地形測繪之前，首先完成基站移動站的連接，測站矯正工作，接下來才是地形特征點數據采集。大比例尺地形圖（1：1000或1：2000）一般用于成平面圖，如果用傳統方法測圖，先要建立控制點，然后進行碎步測量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大、速度慢、花費時間長。用實時GPS動態測量可以完全克服這些缺點，負責地形測繪的小組成員按照老師的分工，只需要手持移動站，在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘，即可獲得每點的坐標、高程，結合輸入的點特征編碼及屬性信息，構成帶狀所有碎部點的數據，回教室即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此，大大降低了測圖難度，既省時又省力。

三、公路選線和中線放樣

負責中線放樣的小組成員，完成基站移動站的連接、測站矯正工作后，接下來需要將中樁點的坐標輸入GPS移動站的電子手簿中，系統軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的，不會產生累計誤差各點放樣精度趨于一致。道路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構成。單個彎道放樣時，只要先輸入各個控制點的樁號（ZH、HY、QZ、YH、HZ），再輸入起點、終點方向的方位角，直線段距離、緩和曲線的長度、圓曲線的半徑，就可以輕松放樣，而且一切工作均由GPS電子手簿完成。這種方法簡單實用，比起傳統的全站儀坐標法要快很多。另外，如果需要在各直線段和曲線段間加樁，只需要輸入加樁點的樁號就可由GPS來完成。

四、公路的縱斷面測設

負責縱斷面放樣的小組成員，完成基站移動站的連接、測站矯正工作后，先把需要放樣的數據輸入所持移動站的電子手簿中，（各變坡點的樁號、縱坡設計線的坡度、豎曲線的半徑），生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，接下來就可以用手簿調用文件，測設中樁的地面高程。

五、公路的橫斷面測設

橫斷面放樣時，完成基站移動站的連接、測站矯正工作后，先確定橫斷面的形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面的數據輸入電子手簿中（邊坡坡度、路肩寬度、路面寬度、超高、加寬、設計高程），生成一個施工放樣點文件加以儲存，通過手簿調用儲存的文件，進行橫斷面的測設，同時可以通過軟件自動與地面線文件銜接進行“戴帽子”工作，并利用“斷面法”進行土石方計算。

六、結論

1 km的路線外業數據的采集，按照傳統的方法，采集外業數據至少需要7天左右的時間，但是利用了GPS RTK之后，各個小組之間有些環節可以平行作業，相互交叉干擾少，完成1 km的路線外業數據采集只需要3天左右的時間，且精度能夠得以保障，提高效率1～2倍。學生在整個實訓過程中，任務明確，參與率高，學習的主動性明顯增強，實訓成績及格率達95%以上。較傳統的測設模式在《公路勘測設計》實訓課堂中的應用，GPS有著極大的優勢，具體見表2。

學生通過《公路勘測設計》課程實訓，基本上掌握了GPS在《公路勘測設計》實訓課堂中大比例尺地形圖測繪、公路路線的選線、公路中線的放樣、公路縱斷面的測設、公路橫斷面的測設中的應用，畢業后基本上能無縫對接施工現場。真正培養了一批走得出去、用得上、用得好的畢業生。

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