文档介绍：车载激光在公路改扩建项目的应用
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：本文以广西壮族自治区桂柳高速改扩建项目为例，靶标点平面测量采用GPS快速静态方法施测，高程测量采用电子水准仪与项目水准网同步构网施测，然后用经平差计算后的靶标点三维坐标来整体纠正激光点云，使激光点云数据成果能够满足相关精度要求。经检查计算，最终激光点云成果平面中误差不大于±5cm，高程不大于±2cm，满足高速公路改扩建对于激光点云的精度要求，为今后同类工程项目提供了一定参考意义。
关键词：公路改扩建；激光扫描；靶标点
近年对既有高速进行改扩建逐渐成为提升公路通行能力和服务水平的重要手段，相比新建项目，其优势在于建造成本低，占用土地少等特点。高速公路改扩建项目传统测量方法需要作业人员在正常通行的高速公路路面进行特征点数据采集工作，存在着数据采集量大，工作周期长，劳动强度大，安全风险高，工期难以保证等问题。随着测绘技术的不断发展，尤其是车载激光三维扫描技术在公路勘察领域的应用，为高速公路改扩建项目提供较强的技术支撑。
一、广西桂柳高速公路改扩建工程简介
广西桂柳高速公路改扩建里程约100公里，测区雨量充沛，植被茂密，属呈丘陵地形。路线大致呈南北走向，该高速公路自建成通车以来，极大的推动了沿线市县的经济社会发展，成为连接周边大中城市的便捷通道，随着交通流量的迅速增长，通行能力和服务功能已经满足不了发展的需求，拟在原路的基础上实行改扩建。车载激光扫描系统获取的原始点云的平面和高程精度都无法满足高速公路改扩建的要求，因此需要利用沿高速两侧所布设的一定间距的靶标点来纠正点云的平面及高程精度，使最终点云成果数据能够满足高速公路改扩建的平面中误差不大于±5cm，高程中误差不大于±2cm的精度要求。
二、车载激光扫描技术
车载激光扫描系统是集激光扫描系统、全球定位系统（GNSS）、惯性导航系统(IMU)、全景相机、同步控制单元为一体，利用汽车作为运载体以一定的行驶速度对路面及周边地形进行三维激光扫描测量，最终获取高密度、高精度的三维激光点云数据，以满足项目设计对公路基础测量数据的需求。
（图1）
图1 车载激光扫描作业流程
靶标点布设单侧间隔500m，双向交错间隔250m。同时，在GNSS信号受影响区域应适当加密（如隧道口前后均应补充靶标点），路线首尾处两侧车道均布设靶标点。靶标点基于点云中记录的地物灰度信息进行识别。为此，在公路应急车道涂刷白色快干漆的方式布设标靶点，涂刷尺寸为30cm*30cm正方形，并使用其中一个角点为测量点。精度检核点按间隔不大于1000m均匀分布于应急车道上，左右车道均布设（即每隔约500m沿道路两侧交错布设）。
为保证激光点云成果平面精度不大于5cm，高程精度不大于2cm的总体要求,所有靶标点平面测量参照《公路勘测规范》（JTGC10—2007）GPS一级网观测技术指标执行，即采用GPS快速静态模式进行，用10台GPS接收机以点连接方式进行同步观测，并每隔5km联测于项目首级平面控制点（四等），共测量靶标点627个，其中用于激光点云纠正靶标点417个，精度检核点210个，采用首级平面控制点为起算点进行约