邱發(fā)富 聶寶森

（1.吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院 吉林長春 130021；2. 黑龍江省齊齊哈爾礦產(chǎn)勘查開發(fā)總院 黑龍江齊齊哈爾 161006）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)的需求也在隨之不斷提高，口糧問題關(guān)系整個國家的穩(wěn)定。節(jié)水灌溉及膜下滴灌是確保糧食增產(chǎn)的必要方法，而 GPS測量技術(shù)是保證節(jié)水灌溉及膜下滴灌工程設(shè)計的前提保證。

1 工程概況

測區(qū)位于吉林省德惠市東約 40km五臺鄉(xiāng)、朝陽鄉(xiāng)岔路口鎮(zhèn)交匯處，有德惠-榆樹公路穿過測區(qū)，村村通道路縱橫交互，交通較方便，春季風(fēng)大干燥，夏季雨水豐富，以種植水田為主。

根據(jù)《吉林省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水灌溉項目實施方案》，要求完成如下測量任務(wù)。

灌區(qū)內(nèi)已有渠道測量內(nèi)容包括現(xiàn)有項目區(qū)內(nèi)的可利用的渠道及其交叉建筑物的縱橫斷面圖，干渠、支渠渠道橫斷面間距為 100m，遇拐點、建筑物及局部斷面變化較大位置加密測量橫斷面，寬度由渠外側(cè)堤腳向外延伸 10m范圍。新建渠道測量內(nèi)容包括項目區(qū)內(nèi)新建控制面積大于2000畝渠道帶狀圖，渠線起始點、拐點以及與渠線交叉（包括渠線與現(xiàn)有溝道、渠道、道路、地下管線以及光纜等交叉位置）的需修建交叉建筑物位置的坐標(biāo)，畫出渠線平面圖及縱斷面圖；控制面積2000畝以下新建渠道只測量渠線起始點、拐點、交叉建筑物位置坐標(biāo)，畫出渠線平面圖及縱斷面圖。交叉建筑物地形圖測繪及范圍，測量范圍以選定位置中心線為中心,兩側(cè)各測50m，上游測至總干渠右岸外坡腳，下游測至公路外50m范圍。

2 GPS控制測量

2.1 選點及埋石要求

測區(qū)內(nèi)有D級GPS控制點G59和G65，為1954年北京坐標(biāo)系3度帶成果，中央子午線126度。首先在1/10000圖上選布點位、編號，布設(shè)一個由9個點組成的GPS E級控制網(wǎng)，組成的網(wǎng)性形應(yīng)能控制住整個測區(qū)的地形圖測量，并對該網(wǎng)做精度估算，確保最弱點位中誤差滿足要求。內(nèi)業(yè)選點后要到實地核對，看點位周圍是否視野開闊；GPS測量是地面上的幾臺接收機(jī)同步接收天空中 GPS衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號，高大的樹木遮擋及城市高樓會影響信號質(zhì)量，從而降低 GPS控制點坐標(biāo)及高程的解算精度，對天通視高度角15°以上一定要避免障礙物阻擋衛(wèi)星信號，所選點位應(yīng)便于安置儀器；大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站等)要距離GPS點位200m以上，以避免電磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾，點位距離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道應(yīng)小于 50m。以上措施是為了減弱對流層影響，在點位附近有大面積水域及電磁波反射（或吸收）強(qiáng)烈的物體時，會增加多路徑效應(yīng)的影響。因此要避免所選點位附近存在大面積水域及電磁波反射（或吸收）強(qiáng)烈的物體。

為使GPS測量能順利進(jìn)行，外業(yè)選點時盡量使GPS點位布設(shè)于交通方便，有利汽車的使用，基礎(chǔ)穩(wěn)定，使點位易于保存，有利于導(dǎo)線聯(lián)測及二次發(fā)展的地方。外業(yè)選點核對后應(yīng)埋設(shè) 2米標(biāo)準(zhǔn)鋼管標(biāo)石，以便于后期補(bǔ)充測繪及施工的使用，不埋設(shè)標(biāo)石時應(yīng)選擇固定的橋、涵、閘上，并鑿刻標(biāo)志，統(tǒng)一編號。

2.2 GPS觀測

2.2.1 GPS外業(yè)數(shù)據(jù)采集使用S86T雙頻GPS接收機(jī)四臺套，該儀器均有檢定證書，儀器標(biāo)準(zhǔn)精度：平面 3mm±2/ppm×D。外業(yè)數(shù)據(jù)處理使用Gnss數(shù)據(jù)處理軟件在計算機(jī)上進(jìn)行。

2.2.2 GPS E級網(wǎng)采用靜態(tài)作業(yè)模式，通過四臺儀器的同步連續(xù)觀測，取得充分的多余觀測數(shù)據(jù)，使解算的點位精度得到提高。整個控制網(wǎng)點以邊連接方式構(gòu)網(wǎng)，形成由三角形或大地四邊形組成的控制網(wǎng), 這種網(wǎng)形的優(yōu)點是幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng)，并且具有良好的自檢能力，平差后控制網(wǎng)中各相鄰點間基線向量的精度分布均勻。

2.2.3 觀測時各臺GPS天線統(tǒng)一指北定向，四臺GPS接收機(jī)統(tǒng)一設(shè)置高度截止角為15°，接收機(jī)數(shù)據(jù)采集間隔為 15秒一次，同步觀測時段長為50min。各儀器數(shù)據(jù)采集過程中，GPS接收機(jī)最少同步接收5顆衛(wèi)星。定位狀態(tài)為3D，PDOP＜6。

GPS接收機(jī)對中誤差小于1mm，每個時段觀測前、后應(yīng)該各量天線高一次，兩次較差值小于 2mm時，取其平均值為最后天線高成果；外業(yè)觀測時應(yīng)使用電子手簿進(jìn)行自動記錄點號、天線高，同時現(xiàn)場認(rèn)真填寫GPS靜態(tài)觀測手簿，此資料應(yīng)隨成果一起上交。

2.2.4 所有外業(yè)觀測結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行全部同、異步環(huán)及重復(fù)基線閉合差的計算，滿足規(guī)范要求后，采用Gnss數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行整網(wǎng)平差計算，生成GPS平差報告。三維平差報告顯示所有基線向量改正數(shù)最大的為 V△x=5mm，V△y=6mm，V△z=7mm。小于規(guī)范限差的要求。表明該網(wǎng)內(nèi)部符合精度良好。二維約束平差后，網(wǎng)最弱邊相對中誤差1/6萬，單位權(quán)中誤差0.001m，最弱點點位中誤差為3.39cm。平差結(jié)果表明：約束平差后GPS網(wǎng)的變形較小，兩起算點兼容性較好。完全滿足E級 GPS網(wǎng)精度要求，成果優(yōu)于技術(shù)設(shè)計的指標(biāo)。

2.2.5 測區(qū)內(nèi)布設(shè)的 E級 GPS控制點均以四等水準(zhǔn)精度聯(lián)測，其作業(yè)方法滿足規(guī)范要求，水準(zhǔn)測繪成果與 GPS高程擬合成果比較，最大相差0.065m。

2.2.6 當(dāng)所布設(shè)的 E級 GPS控制點不能滿足整個測區(qū)的地形圖測繪時，可以采用RTK測量方法適當(dāng)補(bǔ)充圖根級控制點，其方法是將三臺 S86T中的一臺設(shè)置為基準(zhǔn)站模式，另外一臺設(shè)置為移動站模式，移動站測繪桿高為2米，桿上安裝的水準(zhǔn)園氣泡應(yīng)經(jīng)過外業(yè)校正，每個RTK點應(yīng)外業(yè)實測兩次，測量坐標(biāo)及高程較差在5cm之內(nèi)時取其平均值為最后成果。

3 地形圖測量與縱橫斷面圖測量

3.1 地形圖測量

交叉建筑物地形圖測量采用動態(tài)RTK方法作業(yè)。首先架設(shè)基準(zhǔn)站，將三臺S86T中的一臺設(shè)置為基準(zhǔn)站模式，另外兩臺設(shè)置為移動站模式，基準(zhǔn)站可以架設(shè)在未知點上，開機(jī)顯示正常后，在移動站手簿上新建工程，輸入正確的中央子午線及坐標(biāo)系統(tǒng)，在一個已知點上進(jìn)行校正工作，在另外一個已知點檢查，測量得到的坐標(biāo)差值在限差之內(nèi)時，便可以用RTK接收機(jī)測量地形點的三維坐標(biāo)了，測量人員同時要在外業(yè)實地繪制草圖或者現(xiàn)場輸入編碼，以便內(nèi)業(yè)人員采用CASS2008繪圖軟件人機(jī)交互編輯，連線全解析法繪制 1:500地形圖，利用 RTK放樣功能，還能隨時掌握測圖邊界，從而保證測點在繪圖區(qū)域范圍內(nèi)。地形圖要標(biāo)注出溝渠走向、寬度、渠底高程、渠上高程、道路寬度等圖形要素。圖例符合《國家基本比例尺地圖圖式第一部分：1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》（GB/T20257.1-2007），等高線勾繪合理，各種地物表達(dá)準(zhǔn)確，圖面整潔、美觀大方，成果完全滿足設(shè)計的需要。

3.2 縱橫斷面圖測繪

采用動態(tài) RTK作業(yè)。儀器設(shè)置及外業(yè)校點等作業(yè)過程與地形圖測繪方法一樣，外業(yè)數(shù)據(jù)采集通常按放樣方法進(jìn)行，首先建線，將需要測繪的斷面線上的各個拐點按順序建線，作業(yè)時逐一提取各個線，在放樣工作界面就可以根據(jù)手簿上的顯示來完成斷面線的測量了，內(nèi)業(yè)以CASS2008繪圖軟件中的斷面圖繪制功能進(jìn)行，得到的縱橫斷面圖美觀大方，符合設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的開展一般都是季節(jié)性的，項目實施更是要趕在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開展之前，這就要求前期規(guī)劃設(shè)計工作的時間應(yīng)盡快完成，以利于后期的施工組織，GPS測量技術(shù)正好能夠滿足這個要求，可以更快地向設(shè)計部門提供數(shù)字化的測繪成果，從而達(dá)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目開展的要求，同時GPS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展還會在建立更新地理信息系統(tǒng)起到更大的應(yīng)用，從而服務(wù)于各領(lǐng)域。

1 孔祥元, 梅是義. 控制測量學(xué)〔M〕武漢: 武漢大學(xué)出版社, 2002.

2 GB/T18314-2001《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》.

3 CH/T2009-2010《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》.