盧榮，林鴻

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060)

1 引言

花莞高速公路屬于廣州市快速路網(wǎng)中的第7條重要公路，全長約63.438 km，按雙向6車道標準建設(shè)，設(shè)計時速為100 km～120 km，計劃投資108億元，線路走向為“白云國際機場－知識城－增城－增莞深高速”。其主要功能是廣州市花都、白云、蘿崗、增城4個片區(qū)中心聯(lián)系通道，東莞至新白云國際機場快速交通干線道路。路線所經(jīng)地區(qū)有廣州空港物流園區(qū)、蘿崗新區(qū)和增城國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)等，花莞高速公路的建設(shè)將極大地促進這些區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。為滿足該項目一期工程設(shè)計、施工的需要，進行花莞高速公路西段(約36 km)首級控制測量工作。

2 平面控制網(wǎng)的建立

2.1 基礎(chǔ)控制資料分析

受城市建設(shè)、地面沉降等因素影響，項目所在區(qū)域高等級控制點較少，點位分布不合理，且數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性較差，無法滿足該項目控制測量要求。近年來，GZCORS已經(jīng)廣泛應用于各項測量工作中［1～3］，基準站連續(xù)觀測，點位穩(wěn)定、數(shù)據(jù)精度高，故利用GZCORS基準站作為起算點進行首級控制網(wǎng)的布設(shè)。

GZCORS［4］由基準站網(wǎng)(由從化站、增城站、呂田站、花都站、五山站、萬頃沙站、番禺站、永和站及1個GPS監(jiān)控站(規(guī)劃院站)組成)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應用系統(tǒng)五部分組成，各基準站與監(jiān)控分析中心通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)。GZCORS結(jié)構(gòu)如圖1所示。

GZCORS以GPS衛(wèi)星為主，兼容GLONASS和伽利略系統(tǒng)，能全天候、實時提供高精度三維坐標和時間信息，可以滿足廣州市基礎(chǔ)測繪、國土資源規(guī)劃、土地管理、變形監(jiān)測、工程建設(shè)、交通監(jiān)控、港口管理等領(lǐng)域?qū)Χㄎ粚Ш椒盏男枰?］。

圖1 GZCORS結(jié)構(gòu)圖

2.2 控制網(wǎng)的布設(shè)及觀測

該項目控制點沿道路走向布設(shè)，每隔5 km左右布設(shè)一個控制點，選點時要綜合兼顧以下因素［6］:觀測環(huán)境、點位通視方向、相鄰兩點距離、能否長期穩(wěn)定保存、是否受高速公路施工影響、線路交叉或銜接因素、網(wǎng)形因素等。因此，選點工作為整個項目的重點，也是難點。該項目利用 GZCORS中的 XINHUA、JIEKOU、WUSHAN、YONGHE四個基準站作為起算點，網(wǎng)形如圖2所示。

采用具有較好的圖形強度和較高作業(yè)效率的邊連式布網(wǎng)，使用天寶R8雙頻GPS接收機進行觀測。根據(jù)衛(wèi)星可見性預報及幾何圖形強度，選擇最佳時段觀測。由于待定點離基準站較遠，每個時段連續(xù)觀測120 min，以保證采集足夠的觀測數(shù)據(jù)進行基線解算。

圖2 控制點分布略圖

2.3 平差計算

(1)基線向量解算

采用天寶TGO1.63進行基線向量解算，解算前對原始觀測數(shù)據(jù)進行預處理，剔除觀測質(zhì)量不好的數(shù)據(jù)，對不理想的解算成果采用改變衛(wèi)星高度角、刪除觀測值殘差比較大的時段、選取不同的參考衛(wèi)星等方法進行干預，并重新解算。共解算基線36條，比例殘差情況如圖3所示。

圖3 基線比例參差分布圖

經(jīng)過統(tǒng)計分析，閉合環(huán)比例殘差最大的為HGG07－JIEKOU－HGG06－HGG07(異步環(huán))，其比例殘差為1.892 ppm。

可以看出，該項目中GPS基線質(zhì)量可靠，數(shù)據(jù) 處理合理，不含明顯粗差，基線指標均滿足相關(guān)規(guī)范的限差要求。

(2)三維無約束平差

三維無約束平差的目的是檢查基線向量的內(nèi)符合精度、系統(tǒng)誤差和粗差，評定GPS控制網(wǎng)的內(nèi)符合精度［6］。以HGG03的WGS－84坐標為起算數(shù)據(jù)，進行三維無約束平差。最弱點HGG08的點位精度X方向為±0.74 cm，Y方向±1.29 cm，Z方向±0.93 cm。

三維無約束平差點位精度情況如表1所示。

三維無約束平差點位精度統(tǒng)計表 表1

三維無約束平差結(jié)果表明，該控制網(wǎng)有較高的內(nèi)符合精度，基線向量的協(xié)方差分量因子合理。

(3)三維約束平差

三維約束平差起算點為 GZCORS中 XINHUA、JIEKOU、WUSHAN、YONGHE四個基準站，平差后最弱點HGG04的點位精度 X方向為 ±0.77 cm，Y方向±1.43 cm，Z方向 ±0.90 cm。最弱邊為 HGG03－HGG04，基線長為 4 461.172 3 m，基線比例殘差為1.17 ppm。

3 應注意的問題

(1)由于高速公路施工周期長，從立項到建成需要經(jīng)歷地形測量、施工放樣、變形監(jiān)測、竣工測量等多次測量工作，控制點應選在施工影響區(qū)域以外，且使用強制對中觀測墩，既較好保證點位穩(wěn)定性，又減少對中誤差對成果的影響。同時選點時應考慮觀測環(huán)境、點位通視方向、相鄰兩點距離、線路交叉或銜接因素、網(wǎng)形等因素。

(2)由于GZCORS基準站到控制點間距離較遠，應適當增加觀測時間，以保證基線精度。同時，短邊應同步觀測，以獲取獨立基線。若基準站到控制點距離太遠，可以在GZCORS下使用“雙參考站一次上點法”［7］，即多臺接收機同時作業(yè)時，將2臺接收機做參考站，其他接收機做流動站。該方法是經(jīng)典作業(yè)模式的發(fā)展，通過雙參考站與GZCORS基準站的同步觀測數(shù)據(jù)解算，提高雙參考站的精度和可靠性，并將之傳遞到流動站上，保留經(jīng)典作業(yè)模式高效、可靠的優(yōu)點，還避免了尋找、聯(lián)測、檢核起算點等問題，增加了作業(yè)的靈活性，提高工作效率。

(3)CORS數(shù)據(jù)是國家重要的基礎(chǔ)測繪成果，其坐標等內(nèi)容不能向用戶提供。因此，使用GZCORS基準站作為起算點進行控制網(wǎng)布設(shè)提交成果時應將CORS站點相關(guān)信息刪除或加密。

4 結(jié)論

在花莞高速公路首級控制測量工作中，使用GZCORS基準站作為起算點，省去了尋找起算點及起算點聯(lián)測、檢核等工作，可以直接進行測量。由于GZCORS基準站同時具有2000坐標系、1980西安坐標系、1954年北京坐標系、廣州坐標系成果，可以方便地實現(xiàn)坐標相互轉(zhuǎn)換，確保了不同部門測繪成果的統(tǒng)一與完整。且基準站連續(xù)觀測，點位穩(wěn)定、數(shù)據(jù)精度高，布設(shè)控制網(wǎng)具有很高的精度，完全可以滿足高速公路控制測量的精度要求。

［1］蔡金繁，司順奇.GZCORS在廣州市某測區(qū)地形測量中的應用［J］.現(xiàn)代測繪，2008，31(02):22～23.

［2］衣鳳彬，劉天華.GZCORS－RTK在廣州市水污染源調(diào)查項目中的應用［J］.地理空間信息，2011，9(6):66～68.

［3］趙鵬全，趙永貴.廣州市第二次土地調(diào)查特征點測量方法探討［J］.地礦測繪，2010，26(4):34～35.

［4］楊光，方鋒，祁芳.GZC0RS系統(tǒng)的建設(shè)與應用［J］.地理空間信息，2007，5(3):20 ～22.

［5］王齊林.廣州市CORS系統(tǒng)的精度分析和應用［J］.全球定位系統(tǒng)，2007，(5):39 ～41.

［6］孫偉，喬煒.武漢市軌道交通4號線二期工程GPS控制網(wǎng)的建立及精度分析［J］.測繪工程，2011，20(6):73～75.

［7］吳惠豐，劉文建，鄧思勝.基于GDCORS的GPS作業(yè)模式研究［J］.地理空間信息，2008，6(4):39～42.