摘要：随着国家基础设施的高速公路建设得到飞速发展，基础测绘控制测量工作对于高速公路的设计、施工及建成以后都有重要作用。本文主要探讨了高速公路基础测绘控制测量中平面控制测量和高程控制测量的重点问题。
关键词：高速公路；基础测绘；平面控制测量；高程控制测量；重点问题
中图分类号：X734文献标识码： A
近年来，作为国家基础设施的高速公路建设得到飞速发展。为保障高速公路的设计优化，开工准时，施工质量得到保障，项目运营后安全管理，与之息息相关的基础测绘控制测量工作的重要性不言而喻。尤其是高速公路建设中常存在着同时建设施工，各条高速公路之间能否在竣工后顺利衔接也与控制测量的质量优劣存在很大关系，因此在进行基础测绘控制测量时应把握好以下几点。
1平面控制测量
1. 1 平面控制网的等级
高速公路平面控制的等级是按照《公路勘测规范》中所作的规定来执行的。一般而言，平面控制采用D级和E级两级GPS网分级布设，但实际工作中，经常遇到特殊情况，需要特别处理。如路线中含有超长隧道、超大桥梁或连续长度超过3km以上的高架桥时，则需考虑提高相应的一个等级方能满足要求。
1. 2 平面控制网的布设
布网应按“先整体，后局部”的原则进行。控制网必须在观测时段、平均设站数、最弱点点位中误差、最弱边相对精度等精度指标达到要求，并且须与高等级国家三角点进行联测，如有可能，最好与国家B、C级GPS点联测。联测的国家三角点应沿设计路线两侧均匀分布，用于转换计算的控制点数一般不得少于4个。
布设的平面网型应有充分的检核条件，兼顾全网的精度性和可靠性指标。网中不允许有单结点和自由基线存在，即网形采用边连式或网连式，最好保证每个测站点至少与三条以上的独立基线相连。
1. 2. 1 针对大型构造物布设控制点
平面控制网布设的重点应针对大型构造物设置的大致位置，考虑布网方案和点位位置。实地选点时结合设计人员初步确定的特大型桥梁、互通立交或隧道的位置，有针对性地进行控制点布设。应在隧道的进出口处、特大桥梁或立交的起终点处至少布设三个以上相互通视的控制点，控制点间距离最好在500m ~1000m之间，但最短边长不得短于300m；而对于隧道通过的高山段落，可在适当位置增加过渡点，将网形传递到另外一侧，而不必硬性将控制点布设于高山顶部，从而提高工作效率，降低劳动强度，也有利于高程联测。
1. 2. 2 与其它高速公路控制点的联测
除与国家三角点进行联测外，为保证与其它高速公路的顺利衔接，在路线衔接处，应考虑至少联测两个以上的控制点，保证控制点相对位置的准确性，克服因坐标系统不一致带来的不便，确保两条路线顺利衔接。
1. 3 观测中的注意事项
观测时做到短边必测，特别是那些位于特大桥、互通立交、隧道洞口处的短边，在保证其为独立基线的前提下，应适当增加观测时段或延长观测时间。对于其它控制点，则观测时段长度除参照规范要求执行外，还应视点位所在位置的净空条件，观测时的卫星健康状况，测量基线的长度以及使用仪器的性能状况等因素，酌情考虑是否做适当的延长或缩短。观测中要精心进行仪器对中，并于观测始末至少量测两次仪器高度。
1. 4 数据处理应把握的重点
1. 4. 1 控制网平差的重点
GPS控制网平差最好采用整体平差，重点进行独立闭合环闭合差及重复基线较差的检核，并以WGS-84无约束平差的结果作为衡量控制网精度指标高低的依据。在与国家坐标系转换的过程中，涉及起算点兼容性分析时，不仅要兼顾转换后单位权中误差、最弱点点位中误差、最弱边相对精度等精度指标是否满足要求，还要关注基线的单位公里改正数大小，判断其能否使基线精度受损。
1. 4. 2 坐标系的确定和坐标转换
由于高速公路的施工是在地面上沿一定高度的纵断面进行，故施工测量的控制点间距离应与坐标计算的长度基本吻合，差值过大会影响竣工里程桩号的准确性。因此确定高速公路坐标系统时要考虑下列因素：(1)测区已有1：1万地形图的坐标系统；(2)日后高速公路建设施工、征地等综合需要；(3)必须兼顾公路坐标系统须满足每公里变形值小于2.5cm的要求，即每一系统的最低、最高和距中央子午线最远的地方满足投影变形值小于2.5cm/km的要求。(4)高速公路测量成果日后能否作为城市基础资料的一部分；(5)能否与原有高速公路控制成果及线路起终点控制成果顺利衔接；(6)路线走向问题，是否为东西走向，国家3º带坐标系是否存在坐标换带问题。
综合上述因素，建议平面坐标系统若国家3º带坐标满足（3）的要求，则采用国家3º带坐标，并与测区已有1：1万地形图相结合，最好采用1980西安坐标系；如考虑其它因素，亦可采用1954北京坐标系。
当国家3º带坐标不满足（3）的要求时，则需要采用任意度带抵偿坐标系，投影中央子午线和投影面高程需要根据测区的具体情况来确定。抵偿坐标的计算需要以国家3º带坐标为基础，即：以1980西安坐标系或1954北京坐标系3º带坐标作为数学转换的基础，采用统一的换算软件来进行抵偿坐标的转换。
2 高程控制测量
高速公路所采用的高程系统若没有特殊说明或规定，一般应采用1985国家高程基准。
2. 1 采用的等级及布网方法
高速公路首级高程控制通常采用四等水准。如果存在超长大型桥梁、隧道、连续高架桥等特大型构造物，则应采用三等水准。水准路线的布设，最好沿路线两侧布设一条长度不超过80公里的附合水准路线或一个水准网。应尽量将控制点都纳入水准路线当中，个别设置的水准支线需要进行往返或单程双转点观测，如若与其它高速公路相接，则需联测另一路线上至少一个控制点的高程，以利于两条线路高程间的顺利衔接。
2. 2 观测设备及观测方法
随着电子(数码)水准仪价格的不断降低以及使用上的日趋成熟，电子(数码)水准仪应用于高速公路高程控制测量成为发展趋势。使用该种仪器进行几何水准测量可彻底消除人为的读数误差、照准误差、记录粗差、读数错误等一系列测量误差或粗差，有效地保证测量精度，提高成果质量，有利于进行GPS高程转换计算时不带有起算误差，提高GPS高程转换精度。观测中应采用多次测量模式，记录平均值，重点注意光线、路面温度、风力、大气折光等客观因素造成的不利影响。
2. 3 应重点注意和解决的问题
2. 3. 1 不同国家水准路线间水准点的兼容性
当布设多条水准路线时，应注意分析所启用的国家不同等级、不同路线水准点之间的兼容性。如果路线沿线国家水准点不多，等级不同，则应确保证各独立测段不含有粗差存在，重点检查相邻处水准点的高程，特别是路线接合部控制点间的高程比较不能出现异常情况。
2. 3. 2 提高三角高程测量精度的方法
高速公路沿线经常遇到翻越高山密林区、跨越大型河流的情况，从而导致无法进行几何水准测量，或水准测量难度极大，且易造成误差积累，影响测量精度。这时采用光电测距三角高程往返观测代替四等水准测量，不仅可行而且是解决问题的捷径。三角高程测量方法有：对向测距三角高程测量、测距高程导线测量和跳点法测距高程导线测量，其中最为常见的是对向测距三角高程测量，该种方法又分为准同步对向测距三角高程、同步对向测距三角高程和逆转时段对向同步测距三角高程。准同步对向测距三角高程，指的是对向两端点的观测时间虽不同时，但相距很近，且观测的大气条件基本相同。同步对向测距三角高程，就是在对向两端点同一时刻设站观测，使对向观测的大气条件完全一样。所谓的逆转时段是指在日出后1~2h，和日落前1~2h有一段时间大气的温度梯度为0，即dt/dh=0，如果在这种状态下，进行对向同步观测，由于两端温度梯度都为0，其折光系数K非常接近。
上述三种对向测高方法，都能不同程度地减弱大气折光的影响，提高观测精度，而且实际可操作性较强，易于实施。
对向测距三角高程测量的主要误差包括垂直角观测误差、测距误差、大气折光系数误差和量高误差等，其中测角误差取决于测量仪器的精度，可通过采用高精度测量仪器和增加测回数的方式来提高测角精度；测距误差影响较小，一般不予以考虑；折光系数误差是影响三角高程精度的主要因素之一，所以应尽量采用同步对向观测或在大气环境一致变化较小的时刻进行观测，减小此项误差；量高误差可通过下列方法提高精度：(1)钢卷尺量取法：这是最为常用的量高方法，如果采用经检定的钢卷尺量高，量取时采取一定措施以提高精度，精度有望达到±1.7mm。(2)专用量杆量取法：经过设计特别制作的量高工具，量杆可在一定范围内随意伸缩，杆上刻有至毫米的分划线。这种方法量高精度可达±0.5mm。(3)水准标尺量取法：该法是利用水准仪指示经纬仪水平轴位置，然后在水准尺上读数而获得经纬仪的高度。离经纬仪5m左右安置水准仪，使水准仪与经纬仪大致同高。
2. 3. 3 数据处理应把握的重点
进行高程控制平差计算时，应重点关注各附合或闭合路线的环闭合差是否超限，每公里改正数是否超过5mm等。如果两条路线均为在建工程，则平差计算时应以联测的重合点高程为约束点进行平差计算，此举虽然不尽合理，但却是解决问题的较好方法。
参考文献
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[2]王辛明，张奇，宫雨生．GPS水准高程拟合精度探讨[J].现代测绘，2006(3)
[3]王殊伟，陈正阳.基于移动曲面模型的GPS高程拟合[J].上海地质，2005(4)