黃遠(yuǎn)方

摘要 本文主要介紹缺少通視條件的長(zhǎng)距離GPS網(wǎng)的復(fù)測(cè)和加密的方法。

關(guān)鍵詞 復(fù)測(cè);導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)環(huán);擬穩(wěn)點(diǎn);精度

中圖分類號(hào) TV522 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2009)10-0063-02

0 引言

隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,大部分工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的控制網(wǎng)都是用GPS定位技術(shù)測(cè)設(shè)的。GPS網(wǎng)的共同特點(diǎn)是網(wǎng)點(diǎn)之間的距離都很長(zhǎng),點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求通視。雖然規(guī)范規(guī)定為便于施工應(yīng)用每點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)以上的通視方向,但勘測(cè)設(shè)計(jì)階段與施工階段一般間隔時(shí)間較長(zhǎng),而城鄉(xiāng)建設(shè)日新月異,原有的通視條件經(jīng)常會(huì)遭到破壞。大部分施工單位不具備與設(shè)計(jì)單位同樣的儀器設(shè)備,要對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃階段的GPS控制網(wǎng)復(fù)測(cè)就只能用全站儀等常規(guī)儀器進(jìn)行。而按常規(guī)方法測(cè)量長(zhǎng)距離、缺少通視條件的GPS網(wǎng),如何保證精度則是一個(gè)全新的課題。本文所述的吳家渡電航工程控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和建立施工控制網(wǎng)的方法對(duì)類似的GPS網(wǎng)的常規(guī)復(fù)測(cè)具有普遍參考意義。

1 工程概述

吳家渡電航工程位于四川省三臺(tái)縣,是長(zhǎng)江二級(jí)支流涪江中、下游干流梯級(jí)開發(fā)中的第18個(gè)梯級(jí),是以發(fā)電為主兼有改善航運(yùn)條件作用的綜合性水利樞紐工程。該工程規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)階段布設(shè)的GPS控制網(wǎng)是于2002年6月布設(shè)的,控制網(wǎng)等級(jí)為國(guó)家四等,2005年11月工程開工前進(jìn)行了復(fù)測(cè)。

2 踏勘、選點(diǎn)布網(wǎng)

2.1 踏勘情況

GPS網(wǎng)點(diǎn)之間的距離都較長(zhǎng),最短邊也在1 100m以上,最長(zhǎng)邊有1 936m,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)邊角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)的測(cè)距邊長(zhǎng)技術(shù)要求。測(cè)區(qū)環(huán)境具體情況如下:

Ⅳ-05、Ⅳ-07和Ⅳ-09在涪江的右岸,Ⅳ-08、Ⅳ-10和Ⅳ-11在涪江的左岸。Ⅳ-05設(shè)在老防洪堤上,Ⅳ-07和Ⅳ-09設(shè)在綿三公路邊,Ⅳ-08和Ⅳ-10設(shè)在機(jī)耕道邊上,Ⅳ-11設(shè)在小山頭上。從點(diǎn)位所在地的情況來看Ⅳ-05、Ⅳ-07、Ⅳ-09和Ⅳ-11比較穩(wěn)定,Ⅳ-08和Ⅳ-10移位的可能性較大。由于時(shí)間已達(dá)3年半,地形地物都發(fā)生了很大的改變,樹木已經(jīng)長(zhǎng)高,甚至大多數(shù)點(diǎn)位之間還建了房屋。經(jīng)砍伐障礙樹木和清除障礙雜物后也只有Ⅳ-09和Ⅳ-11之間一條邊可以通視。

2.2 選點(diǎn)布網(wǎng)的基本原則和方法

1)由于通視條件差,根據(jù)儀器設(shè)備條件和現(xiàn)場(chǎng)情況,只能采取導(dǎo)線布網(wǎng)聯(lián)測(cè),規(guī)范要求復(fù)測(cè)精度不低于原控制網(wǎng)的精度,布網(wǎng)等級(jí)同原GPS控制網(wǎng)一致按國(guó)家四等進(jìn)行布設(shè)。

2)由于原控制網(wǎng)各相鄰點(diǎn)位之間最短的距離也達(dá)1110m,已超出四等導(dǎo)線的技術(shù)要求,所以要在中間增加導(dǎo)線控制點(diǎn)。在增加中間控制點(diǎn)盡可能的按直伸等邊形式布置,以減少導(dǎo)線網(wǎng)的總長(zhǎng)和盡量避免在觀測(cè)時(shí)進(jìn)行儀器調(diào)焦。

3)增加導(dǎo)線控制點(diǎn)時(shí)充分考慮到施工的需要,組成的導(dǎo)線網(wǎng)即作為施工首級(jí)控制網(wǎng),并且可以直接用首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)作為施工測(cè)量測(cè)站點(diǎn),將GPS網(wǎng)的復(fù)測(cè)和施工控制網(wǎng)的建立合二為一,避免二次加密建立施工控制網(wǎng)點(diǎn)而降低控制點(diǎn)位精度。為保證泄洪沖沙閘、船閘、電站主副廠房等關(guān)鍵部位的網(wǎng)點(diǎn)相對(duì)精度,對(duì)該部位的網(wǎng)點(diǎn)增加角度測(cè)量組成大地四邊形。

4)由于測(cè)區(qū)范圍廣,導(dǎo)線總長(zhǎng)會(huì)較長(zhǎng),為保證測(cè)量精度、減小點(diǎn)位中誤差,采用導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)環(huán)的形式組成導(dǎo)線網(wǎng)(見圖1)。由導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)環(huán)組成的導(dǎo)線網(wǎng)相對(duì)于一般的閉合(附合)導(dǎo)線網(wǎng)而言,由于增加了閉合條件,網(wǎng)形強(qiáng)度特別是橫向強(qiáng)度得到了加強(qiáng);點(diǎn)位誤差在縱橫兩個(gè)方向都會(huì)比較接近,誤差橢圓接近于圓;最弱點(diǎn)的點(diǎn)位精度能得到明顯提高。

圖1 控制網(wǎng)布置示意圖

3 施測(cè)方法和執(zhí)行的規(guī)范

施工平面、高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)嚴(yán)格執(zhí)行《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》(DL/T5173-2003)。

平面控制網(wǎng)復(fù)測(cè)按國(guó)家四等閉合導(dǎo)線施測(cè),其測(cè)角、測(cè)邊采用拓普康GTS-332型全站儀測(cè)定。GTS-332型全站儀的測(cè)角標(biāo)稱精度為±2″,測(cè)距標(biāo)稱精度為±(2mm+2ppm),檢定標(biāo)稱精度為±(0.54mm+0.07ppm),完全滿足四等導(dǎo)線網(wǎng)的測(cè)量要求。水平角觀測(cè)方面,當(dāng)觀測(cè)方向?yàn)?個(gè)時(shí),采用左右角觀測(cè)法,觀測(cè)方向超過2個(gè)時(shí)采用方向觀測(cè)法,觀測(cè)6測(cè)回;邊長(zhǎng)對(duì)向觀測(cè)斜距3測(cè)回;垂直角采用中絲法對(duì)向觀測(cè)3測(cè)回。

為減少對(duì)中誤差,儀器和棱鏡的架設(shè)采取三聯(lián)腳架法。為減少目標(biāo)照準(zhǔn)誤差,前后覘點(diǎn)棱鏡上都使用覘牌。同時(shí)觀測(cè)采取兩次照準(zhǔn)各讀一次數(shù)的方法以減小照準(zhǔn)誤差。

4 測(cè)量成果的計(jì)算和觀測(cè)精度的評(píng)定

測(cè)量成果平差計(jì)算時(shí)以IV-09—IV-11為起算邊,IV-09為起算點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)推算。由于該控制網(wǎng)的導(dǎo)線總長(zhǎng)較長(zhǎng),從IV-09—IV-11一端推算的坐標(biāo)因誤差累積,其點(diǎn)位誤差和點(diǎn)間相對(duì)誤差都會(huì)較大,無(wú)法滿足規(guī)范要求。為了減少誤差累積,便于與已有成果進(jìn)行比較,結(jié)合點(diǎn)位的穩(wěn)定情況,所以在計(jì)算時(shí)將IV-05(或IV-07)作為擬穩(wěn)點(diǎn)?？紤]到以IV-05作為擬穩(wěn)點(diǎn)的成果對(duì)控制泄洪沖沙閘、船閘、主副廠房等關(guān)鍵部位更有利,最終成果取以IV-05作為擬穩(wěn)點(diǎn)的平差計(jì)算成果。

閉合導(dǎo)線環(huán)平均邊長(zhǎng)606.1m,測(cè)角中誤差±0.95″,測(cè)距中誤差±1.31mm,最大邊長(zhǎng)相對(duì)閉合差1/13萬(wàn),最大方位角閉合差+2.6″,最大點(diǎn)位中誤差±6mm,點(diǎn)位間最大中誤差±8mm。各項(xiàng)精度指標(biāo)均符合《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》限差要求。

5 結(jié)論

吳家渡電航工程的GPS網(wǎng)原有的通視條件遭到破壞,采用一般測(cè)量手段進(jìn)行復(fù)測(cè)和加密很難滿足精度要求。測(cè)量技術(shù)人員在復(fù)測(cè)中另辟蹊徑采用導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)環(huán)布網(wǎng)將復(fù)測(cè)和建立施工控制網(wǎng)合二為一,并且采用擬穩(wěn)點(diǎn)平差計(jì)算的方法,有效地解決了這一難題。