李春香

(深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518028)

1 引言

市政工程是指城市道路、橋梁、地下管線、地鐵、輕軌等城市公用設(shè)施建設(shè)工程。隨著現(xiàn)代化城市的建設(shè)，市政工程越來越多，項(xiàng)目也越來越大，項(xiàng)目覆蓋區(qū)域面積也逐漸增大。這種情況下，高質(zhì)量的大地控制網(wǎng)的布設(shè)，對工程進(jìn)度、質(zhì)量、成本控制以及工序有序展開有著重要意義。應(yīng)用GPS靜態(tài)進(jìn)行工程控制網(wǎng)布設(shè)可以極大提高控制網(wǎng)精度，節(jié)省成本，提高工作效率，在現(xiàn)代工程項(xiàng)目中應(yīng)用日益廣泛。

本文即是應(yīng)用GPS技術(shù)在布設(shè)較大市政工程控制網(wǎng)中的嘗試與應(yīng)用研究。

2 工程概況

燕川污水處理廠配套污水干管工程是深圳市重要的污水處理工程之一，在環(huán)境污染綜合治理和環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略中，即將發(fā)揮重要的作用。該工程主要包含有:茅洲河干流北岸截流干管公明段、西田水截流干管、上下村排洪渠截流干管、合水口排洪渠截流干管、公明鎮(zhèn)排洪渠截流干管、馬田排洪渠截流干管、茅洲河干流南岸截流干管公明段，共7段，總長度約17 km。污水干管工程隸屬公明街道，測區(qū)范圍涉及5個(gè)自然行政村和公明鎮(zhèn)。測繪的主要內(nèi)容有:污水干管工程竣工測量、1∶1 000地下管線竣工圖測繪、GPS控制網(wǎng)測量、四等水準(zhǔn)測量、驗(yàn)測平面位置和管線縱斷面測量等。

3 平面控制及解算

(1)平面控制

圖1 工程略圖

本次工程需要測量的區(qū)域面積很大，測區(qū)內(nèi)道路成網(wǎng)絡(luò)狀，城鎮(zhèn)主干道和鄉(xiāng)村道路縱橫交錯，四通八達(dá)，由于籌備舉行“大運(yùn)會”，很多道路都在整改，舊路普遍都處在改造或重建當(dāng)中，公路旁邊原布設(shè)國家及其他等級控制點(diǎn)遭破壞特別嚴(yán)重，所以測量工作困難很大。根據(jù)工程實(shí)際和技術(shù)方案要求，按照“分級布網(wǎng)”的原則，在本地區(qū)原有4個(gè)已知四等點(diǎn)的基礎(chǔ)上，擬建立覆蓋整個(gè)測區(qū)的國家E級GPS控制網(wǎng)，共布設(shè)GPS平面控制點(diǎn)11個(gè)。高程控制測量是通過聯(lián)測附近已有的2個(gè)三等水準(zhǔn)點(diǎn)和GPS點(diǎn)組成四等閉合或附合水準(zhǔn)路線來實(shí)現(xiàn)的。最后應(yīng)用深圳市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)(SZ－CORS)RTK技術(shù)，對周邊布設(shè)的各GPS點(diǎn)進(jìn)行擬合，并以其他新建立的GPS點(diǎn)作檢查，來加密測區(qū)范圍內(nèi)的圖根控制點(diǎn)，共計(jì)數(shù)量有87個(gè)。

圖2 GPS平面控制網(wǎng)布設(shè)方案略圖

(2)平面控制解算

采用華測靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)處理軟件Compass進(jìn)行了基線解算，基線解算采用符合要求的雙差固定解作為基線解算的最終成果，然后保存為統(tǒng)一的通用基線數(shù)據(jù)處理格式，在平差軟件中完成WGS－84坐標(biāo)系下的三維無約束平差。所有觀測及基線解算過程均嚴(yán)格按規(guī)程要求在軟件中設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，并根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，判斷基線數(shù)據(jù)精度指標(biāo)進(jìn)行合理驗(yàn)算，保留解算合格的基線、剔除個(gè)別具有粗差的數(shù)據(jù)，共驗(yàn)算通過合格基線157條，共計(jì)包含圖根控制點(diǎn)87個(gè)，解算得IW01～I(xiàn)W13平面控制點(diǎn)(共計(jì)13個(gè)控制點(diǎn))，滿足網(wǎng)平差對本次工程合格基線的需要。

4 高程控制

經(jīng)實(shí)地踏勘，在測區(qū)附近有已知三等水準(zhǔn)點(diǎn)(III松光5、III新光5)，現(xiàn)場均保存完好，可作為本次高程控制的起算基準(zhǔn)。結(jié)合本測區(qū)的實(shí)際情況，布設(shè)3條四等水準(zhǔn)閉合路線(圖3)，中途經(jīng)過新增的11個(gè)四等GPS點(diǎn)IW01～I(xiàn)W11以及16個(gè)新加密的GPS－RTK圖根點(diǎn)。

圖3 水準(zhǔn)路線略圖

5 高程控制的檢核

由于測區(qū)已知高等級(三等)水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量較少(只有2個(gè))，給GPS水準(zhǔn)高程測量的應(yīng)用帶來了限制。鑒于此，本次GPS控制網(wǎng)整體平差后，進(jìn)行了GPS高程擬合計(jì)算，與四等水準(zhǔn)成果進(jìn)行了比較。取網(wǎng)中的5 個(gè) GPS 點(diǎn)為起算點(diǎn)(IW01、IW03、IW04、IW05、IW11的四等水準(zhǔn)成果為起算數(shù)據(jù))，進(jìn)行二次曲面擬合高程異常，計(jì)算出6個(gè)點(diǎn)(IW02、IW06～I(xiàn)W10)的高程，得出最大高程差差值為 －0.023 m，誤差的算術(shù)平均值為，高程擬合比較表見表1。

高程擬合比較表 表1

本測區(qū)區(qū)域地勢平坦，處于起伏不大的平原地區(qū)，GPS擬合高程和四等水準(zhǔn)高程相比較高程差值最大值－0.023 m，最小值0.002 m;由此可知，如果GPS網(wǎng)的覆蓋面積在20 km2范圍內(nèi)，若有5個(gè)均勻分布的水準(zhǔn)點(diǎn)，在地勢起伏不大的中原地區(qū)，利用GPS高程擬合方法可達(dá)到四等水準(zhǔn)精度。

6 結(jié)論

GPS靜態(tài)控制不要求相互各點(diǎn)之間通視、數(shù)據(jù)自動記錄并可以全天候觀測，在大型的市政工程中提高了效率、節(jié)約了成本，因此，在現(xiàn)代化的城市，GPS逐步取代了傳統(tǒng)的控制測量。GPS技術(shù)現(xiàn)代城市測繪中發(fā)揮了舉足輕重的作用。

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