水准测量技术之公路勘测技术诀窍

张小永

张小永

湖北格桥信息技术有限公司湖北武汉430223

1项目背景

从21世纪初开始，我国开始实施“西部大开发”政策，目的是“把东部沿海地区的剩余经济发展能力，用以提高西部地区的经济和社会发展水平、巩固国防”。2000年1月，国务院成立了西部地区开发领导小组；2006年12月8日，国务院常务会议审议并原则通过《西部大开发“十一五”规划》；2012年2月，国家发改委官员对西部大开发十二五规划进行解读，明确了战略部署的基本战斗思路。2016年9月，在“西部大开发”的战略背景下，国家重点支持西部地区全面开展各等级公路的全面开发，实现西部地区的路网系统全面升级。为加快公路大通道建设，2017年初新疆启动四大工程，加快构建以高速公路为主骨架，以国省道干线为主干，东联甘肃、青海、西藏，西出中亚、南亚、西亚，畅通南北疆的大通道主骨架网络，着力提高与周边国家、其他省份和疆内的高效互联互通水平。

西部地区公路项目最难的是，打通“无人区”，缩短居民点之间的交通距离，并对“无人区”的自然资源加以开发、利用。在公路前期的勘测、设计阶段，如何为设计单位提供准确可靠的测量数据，是每个测绘单位要去思考、实现的。在勘测环节会遇到各种困难难题，单一的、常规的测绘技术无法满足要求，必须利用现有的有限成果，完成复杂、困难、难控地区的数据生产。

2工作原理

水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的高程。

水准路线（levelingline）是由若干测段（两个相邻水准点间的观测线路）首尾相接而构成的水准测量观测路线。

水准测量路线有单一水准路线、附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线。这四种路线根据地形来选择。

水准路线可布设成：单一水准路线，或将若干水准路线相互连接而构成水准网。二者的区别为前者不具有结点，而后者有结点，包括：附合水准路线，起始于一个已知水准点而终止于另一个已知水准点；闭合水准路线，起闭于同一个已知水准点；支水准路线则从一个已知水准点出发，既不附合于另一个已知水准点，也不闭合于同一个已知水准点。水准网可布设成附合水准网和自由水准网：前者具有一个以上已知水准点；后者仅有一个已知水准点，为无附合条件的水准网。

3技术诀窍

在新疆“无人区”等困难地区，由于公路工可线位比较长，中间没有已知水准点，若要利用两端的已知水准点，完成整个线路的四等及以上水准测量，就需要采用多种测量线路组合的综合方式，来完成精度指标的控制。

首先，利用每两个水准点组成一个闭合环（闭合水准路线），利用起始的高等级已知水准点在闭合环中解算第一个待测水准点，解算第一个水准点高程后，再用第一个水准点和第二个水准点构成闭合环，解算第二个水准点高程，然后依次组成相应的闭合环，并解算下一个待测水准点高程，一直递推解算到线路另一端的已知高等级水准点高程。第一步的分段闭合环线路、递推解算每个待测水准点的高程工作完成，但是此时解算的待测点高程是不能满足精度指标的，不能够拿来直接利用在公路设计依据。

然后，把工可线位前后的高等级已知水准点和中间的待测水准点一起组合构成一条超长距离的附合四等水准线路，按照附和线路要求测定从已知点到待测点再到已知点的相邻点的高差；利用第一歩形成的闭合线路节点环所解算的高程结果，计算相邻水准点间的高差；取附合线路和闭合线路的高差高差中数作为最终的相邻点高差，进行四等附合线路解算。

最后，计算高差的时候要进行误差修正，解算后的初步成果要进行按距离等比例平差，四等附合线路计算并平差后的符合精度指标的待测点的最终高程成果，才能作为准确的测绘成果进行公路设计。

4实现结果

通过两种水准测量线路技术相融合，实现新疆“无人区”等困难地区的超长线路的等级水准测量，为公路勘察、设计提供精度可靠的基础测绘成果，使得勘察线路、桩号等勘察内容选择更科学、合理，使得设计成果更贴合当地的实际地形、地貌，为后期的公路施工提供良好的基础测绘成果参考和便宜的施工设计图纸。

灵活、多样的选择水准的技术手段，实现困难地区、超限地区、复杂地区的水准高程成果更加精确、可靠，为公路勘测、设计项目提供真实的基础测绘成果，是每一个测绘人应当掌握的必须技能。

五、结论

新的水准技术在“无人区”公路、勘测设计项目顺利实施后，我单位把此项新的水准技术在所有西部地区的公路勘测、设计项目上进行了全面推广，大大节省了项目实施的时间、成本、人员和设备，为公司带来了巨大的经济利益，并为业主方、勘察方、设计方提供了精确可靠的基础数据成果，真正达到了“多赢”的战略。

任何一项新的技术创新，都会极大的提高生产效率，降低生产的风险和资源浪费，有利于单位的市场经营和开拓，提高自己的核心竞争力，并带来极大的经济效益，我单位一直坚持技术创新来，来提高自己的规模、收益和发展。