GPS在中职《公路勘测设计》实训课堂中的应用

[摘 要] 随着测绘行业技术的提高，例如，GPS测量技术以其极高的精度，作业不受环境和距离的限制，非常适用于地形条件困难地区、局部重点工程地区等优势，在公路勘测中已被广泛地应用。但与此同时，目前交通类职业学校的《公路勘测设计》教材里对有关GPS应用方面的内容介绍的不够详细，操作性不强、实践性教学环节指导欠缺。结合自身的教學工作经验和职业学校学生特点，就GPS在中职《公路勘测设计》实训课堂中的应用进行深入的探讨，具有一定的参考价值。

[关 键 词] GPS；公路；勘测设计实训课堂；应用

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）14-0216-02

一、GPS在中职《公路勘测设计》实训课程中的应用

《公路勘测设计》实训课程分为地形图测绘、路线选线、路线平面设计、路线纵断面设计、路线横断面设计等几个模块的内容，GPS RTK技术，由于其本身精度高、实时、速度快、操作简便、不要求通视等诸多优点，可以应用到《公路勘测设计》课程中的大比例尺地形图测绘、公路路线的选线、公路中线的放样、公路纵断面的测设、公路横断面的测设、公路用地面积的确定等各个模块，下面就GPS在《公路勘测设计》实训课程中各个模块的具体应用作一个阐述。

以《公路勘测设计》课程实训为例，路线里程：1 km；实训地点：校园道路；公路设计时速：40 km/h，我们首先将学生分为4个小组，每8人一组，分别是：地形测绘组、路线中线测量组、路线纵断面组、路线横断面组，模块化设计任务见表一。地形测绘组的学生负责1：2000地形图的测绘，用于平面选线及并最终绘制平面图；路线组的学生负责中桩放样；路线纵断面组负责中桩地面高数据的采集；横断面组的学生负责横断面地面线数据的采集，用于横断面地面线的绘制。

首先找一个地势比较高的地方建立一个全班学生共用的基准站，并在其上安置一台接收机，连续跟踪所有可见卫星；4个小组各派1名学生手持移动站，装入莱卡ROAD EDITER软件编辑的路线文件，安置在移动的载体上，在出发点按快速静态相对定位法，静止观测数分钟，以进行初始化；移动的接收机利用GPS中的ROAD PLUS程序定出路线的中桩位置，并采集数据。为了保证这种作业模式的高精度，测设过程中至少保证同步观测四颗以上分布良好的卫星，并在移动过程中保持练习追踪，确保测量的精度。

二、大比例尺地形图测绘

在地形测绘之前，首先完成基站移动站的连接，测站矫正工作，接下来才是地形特征点数据采集。大比例尺地形图（1：1000或1：2000）一般用于成平面图，如果用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎步测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大、速度慢、花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这些缺点，负责地形测绘的小组成员按照老师的分工，只需要手持移动站，在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程，结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，回教室即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此，大大降低了测图难度，既省时又省力。

三、公路选线和中线放样

负责中线放样的小组成员，完成基站移动站的连接、测站矫正工作后，接下来需要将中桩点的坐标输入GPS移动站的电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差各点放样精度趋于一致。道路路线主要是由直线、缓和曲线、圆曲线构成。单个弯道放样时，只要先输入各个控制点的桩号（ZH、HY、QZ、YH、HZ），再输入起点、终点方向的方位角，直线段距离、缓和曲线的长度、圆曲线的半径，就可以轻松放样，而且一切工作均由GPS电子手簿完成。这种方法简单实用，比起传统的全站仪坐标法要快很多。另外，如果需要在各直线段和曲线段间加桩，只需要输入加桩点的桩号就可由GPS来完成。

四、公路的纵断面测设

负责纵断面放样的小组成员，完成基站移动站的连接、测站矫正工作后，先把需要放样的数据输入所持移动站的电子手簿中，（各变坡点的桩号、纵坡设计线的坡度、竖曲线的半径），生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，接下来就可以用手簿调用文件，测设中桩的地面高程。

五、公路的横断面测设

横断面放样时，完成基站移动站的连接、测站矫正工作后，先确定横断面的形式（填、挖、半填半挖），然后把横断面的数据输入电子手簿中（边坡坡度、路肩宽度、路面宽度、超高、加宽、设计高程），生成一个施工放样点文件加以储存，通过手簿调用储存的文件，进行横断面的测设，同时可以通过软件自动与地面线文件衔接进行“戴帽子”工作，并利用“断面法”进行土石方计算。

六、结论

1 km的路线外业数据的采集，按照传统的方法，采集外业数据至少需要7天左右的时间，但是利用了GPS RTK之后，各个小组之间有些环节可以平行作业，相互交叉干扰少，完成1 km的路线外业数据采集只需要3天左右的时间，且精度能够得以保障，提高效率1～2倍。学生在整个实训过程中，任务明确，参与率高，学习的主动性明显增强，实训成绩及格率达95%以上。较传统的测设模式在《公路勘测设计》实训课堂中的应用，GPS有着极大的优势，具体见表2。

学生通过《公路勘测设计》课程实训，基本上掌握了GPS在《公路勘测设计》实训课堂中大比例尺地形图测绘、公路路线的选线、公路中线的放样、公路纵断面的测设、公路横断面的测设中的应用，毕业后基本上能无缝对接施工现场。真正培养了一批走得出去、用得上、用得好的毕业生。

参考文献：

[1]张磊.GPS系统在公路勘测设计中的应用[J].城市建设理论研究，2013（4）.

[2]孙伟业，孙聪.GPS系统在公路勘测设计中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010（4）.

[3]张炳哲.GPS全球定位系统在公路勘测设计中的应用[J].交通标准化，2008（1）.

[4]沙强.GPS技术在公路勘测设计中的应用[J].山西建筑，2007（34）.

[5]黄坦，陈群利，王兴旺.GPS在公路勘测设计中的应用[J].企业标准，2004（8）.