姚明貴

(貴州省遵義水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州遵義563002)

近年，隨著水資源的日益短缺以及自然災(zāi)害的不斷涌現(xiàn)，國家加大水利投資建設(shè)，隨之許多大大小小的水利水電工程項(xiàng)目得到實(shí)施，在此過程中，測繪科學(xué)也得到了充分的展示，GPS的應(yīng)用更是起到非常大的作用，包括控制網(wǎng)的布測、移民調(diào)查、地形圖的測繪等，其中控制網(wǎng)的布測屬GPS E級網(wǎng)較多。

GPS E級控制網(wǎng)屬測圖控制網(wǎng)，布網(wǎng)靈活，對網(wǎng)形要求不高。本文針對該工程的特點(diǎn)，在狹長的測區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)GPS E級網(wǎng)，采用邊連式的方式布設(shè)，突出其距離對精度的影響程度、已知控制點(diǎn)啟用位置對精度的影響、總網(wǎng)對支線控制網(wǎng)的影響以及改善并提高支線控制網(wǎng)精度的方案研究。

1 區(qū)域概況

該工程屬中型水庫灌區(qū)，沿線擬布設(shè)有壓管線，區(qū)域總長約60 km，有支線分別長約10 km和2 km，整個測區(qū)地形連綿起伏，主要以耕種區(qū)和山地為主，區(qū)域內(nèi)布網(wǎng)干擾較少，整個控制網(wǎng)沿管線路線布設(shè)，整個控制區(qū)域如圖1所示。

圖1 控制區(qū)域示意圖

2 施測及平差思想

網(wǎng)形采用邊連式同步環(huán)觀測，平差采用二次迭代法按最小二乘原理嚴(yán)密平差。針對網(wǎng)形特點(diǎn)，對加入RP07后的成果數(shù)據(jù)與加入 RP07、H130后的成果數(shù)據(jù)以及加入 RP07、S005、H130后的成果數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，從平高兩方面對控制成果影響，特別是在高程方面的變化情況;最后將S005已知數(shù)據(jù)加入后對主網(wǎng)的影響情況作為平差過程比較和結(jié)論論證。

在主網(wǎng)解算過程中，附帶有DP支線和GX支線，DP支線較短數(shù)據(jù)成果影響不顯著，而GX支線在加入整網(wǎng)解算和提取ZN09、ZN10出來進(jìn)行GX支線獨(dú)立解算的成果比較，最后將GX支線與DP支線進(jìn)行符合驗(yàn)算。

2.1 控制網(wǎng)布置原則及設(shè)計

1)控制網(wǎng)的布置需嚴(yán)格按照被測區(qū)域的實(shí)際要求及特殊條件進(jìn)行。控制網(wǎng)各個點(diǎn)位之間并不需要完全通視，但為了確保常規(guī)測量手段加密過程的順利完成，每個點(diǎn)位上應(yīng)存在一到兩個通視方向。

2)在控制網(wǎng)布置過程中，需要充分考慮現(xiàn)有的測繪成果，并沿用較大比例尺的地形圖。在實(shí)際情況中，任何一種符合控制網(wǎng)布置要求的控制點(diǎn)，都應(yīng)得到充分的利用。

表1 控制網(wǎng)閉合環(huán)條數(shù)規(guī)定

4)為了準(zhǔn)確測定控制點(diǎn)位在坐標(biāo)系中的具體坐標(biāo)，應(yīng)將坐標(biāo)系當(dāng)中已經(jīng)擁有的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，實(shí)際的聯(lián)測過程中，應(yīng)確保控制點(diǎn)的數(shù)量在三個以上。

5)為了得到控制網(wǎng)各個點(diǎn)位的正常高，還需完成以水準(zhǔn)測量作為基礎(chǔ)的高程點(diǎn)位聯(lián)測，在實(shí)際的聯(lián)測過程中，通常將等級水準(zhǔn)測量法作為核心方法，而且聯(lián)測要求各個點(diǎn)位應(yīng)均勻分布在控制網(wǎng)中。

2.2 控制網(wǎng)平差

1)首先要明確該工程灌區(qū)的子午線經(jīng)度和實(shí)際使用的坐標(biāo)系類型等。

2)當(dāng)控制網(wǎng)各個基線的質(zhì)量均已滿足實(shí)際需求時，應(yīng)將這些基線按照一定規(guī)則進(jìn)行組合，將組合形成閉合圖形的協(xié)方差視作觀測信息，并取其中一點(diǎn)，將此點(diǎn)的WGS－84坐標(biāo)(三維)當(dāng)作平差的起算依據(jù)，在此基礎(chǔ)上逐步完成控制網(wǎng)的約束平差。將提供不同控制點(diǎn)位在WGS－84坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(三維)、所有控制網(wǎng)基線向量坐標(biāo)差的具體改正值及邊線長等信息作為形成擬合文件的基礎(chǔ)和依據(jù)。

在控制網(wǎng)平差中，基線向量坐標(biāo)差的具體改正值應(yīng)切實(shí)滿足下列條件:(Vδx、Vδy、Vδz代表基線向量坐標(biāo)差的具體改正值，與坐標(biāo)相對應(yīng)。)

式中:n為閉合環(huán)邊數(shù);σ為控制網(wǎng)精度中誤差(按實(shí)際平均邊長計算)。

如果改正值超出了限度，可認(rèn)定該段控制網(wǎng)基準(zhǔn)線存在一定程度的粗差，可在計算軟件的輔助下對此類基線中的粗差進(jìn)行剔除，直到完全滿足上述要求。

3)以控制網(wǎng)平差實(shí)際有效觀測量作為前提，將起算數(shù)據(jù)涵蓋的已知點(diǎn)位視作平差固定值，并在此基礎(chǔ)上完成二維約束平差。平差結(jié)果中包含了控制網(wǎng)中各個控制點(diǎn)在坐標(biāo)系中的基線邊長、坐標(biāo)以及向量坐標(biāo)差的具體改正值等信息。

此次研究的患者均為我院住院患者,其入院時間為2016年8月~2017年10月期間,所涉及的患者例數(shù)為110例,采用隨機(jī)分組的方式進(jìn)行研究,其中對照組患者例數(shù)為55例,男性患者例數(shù)為30例,女性患者例數(shù)為25例,年齡跨度最大為78歲,最小為24歲,平均年齡值為(48.93±2.16)歲,而觀察組患者中的總例數(shù)為55例,男性患者例數(shù)為29例,女性患者例數(shù)為26例,年齡跨度最大為77歲,最小為23歲,平均年齡值為(48.15±2.12)歲,經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析,以上患者的資料差異較小,可進(jìn)行下方實(shí)驗(yàn)。

3 數(shù)據(jù)討論與分析

3.1 基線解算

控制網(wǎng)的基線解算應(yīng)取雙差固定解視為解算的最終結(jié)果，其準(zhǔn)確性的判別指標(biāo)主要有兩種，分別為單位權(quán)中誤差及整周模糊度具有的檢驗(yàn)倍率，判別標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。結(jié)合表2的規(guī)定進(jìn)行判別時，首先應(yīng)確定權(quán)重誤差是否滿足要求，在權(quán)重誤差確實(shí)滿足要求時，要將實(shí)際的整周模糊度具有的檢驗(yàn)倍率與表中進(jìn)行對比，實(shí)際值越大代表解算的準(zhǔn)確性越高。

表2 控制網(wǎng)基線解算準(zhǔn)確性判別指標(biāo)

首先分別通過對加入 RP07、RP07－H130、RP07－S005－H130的數(shù)據(jù)成果進(jìn)行對比如表3所示。

表3 各數(shù)據(jù)成果對比結(jié)果

通過該組數(shù)據(jù)說明對于單點(diǎn)作控制，在帶狀控制網(wǎng)中隨距離的增大誤差累積會越大，但在高程控制上面有距離上的有效約束，其約束距離約為35KM左右，如若高差起伏過大應(yīng)視情況減小控制距離;其次還說明在控制網(wǎng)兩端有已知控制的條件下中間是否加入更多的控制點(diǎn)其影響整網(wǎng)精度不明顯。

表4 同時段內(nèi)各類閉合差需滿足的規(guī)定

3.2 檢驗(yàn)閉合差

針對運(yùn)用相同模型的基線固定解，閉合差主要有兩種形式，分別為坐標(biāo)分量和環(huán)線全長，其在相同時段中的閉合差應(yīng)滿足一定要求，其規(guī)定如表4所示。

3.3 循環(huán)控制網(wǎng)基線邊檢驗(yàn)

在檢驗(yàn)過程中，循環(huán)控制網(wǎng)基線的實(shí)際長度較差同樣需要滿足一定要求，不能超過限度，具體標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)公式為:

式中:σ為該控制網(wǎng)的精度，由平均邊長計算得出。

3.4 檢驗(yàn)控制網(wǎng)獨(dú)立環(huán)的閉合差

無論采取哪一種基線模式，都需在控制網(wǎng)中構(gòu)成由獨(dú)立基線作為主體框架的獨(dú)立環(huán)，所以應(yīng)對獨(dú)立環(huán)的閉合差進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)原則為:

式中:n為獨(dú)立環(huán)的閉合邊數(shù);σ為該控制網(wǎng)的精度，由平均邊長計算得出。

針對主網(wǎng)附帶的支線控制GX支線，其獨(dú)立解算的成果與加載到主網(wǎng)上進(jìn)行解算以及將支線網(wǎng)再符合到主網(wǎng)上進(jìn)行比較，其比較如表5所示。

表5 支線網(wǎng)與主網(wǎng)對比結(jié)果

該組數(shù)據(jù)表明，在狹長的控制網(wǎng)中加入支線網(wǎng)，在未進(jìn)行符合的情況下其精度比較差，且比獨(dú)立解算時精度還低，說明狹長帶狀控制對加載到主網(wǎng)上面的支線網(wǎng)影響較大，在十公里范圍內(nèi)其平面精度影響不大，但高程精度必須通過布設(shè)符合路線進(jìn)行優(yōu)化。

3.5 重測、補(bǔ)測

無論哪一種類型的原因造成某一個控制點(diǎn)位無法與已經(jīng)檢驗(yàn)合格的控制網(wǎng)基線進(jìn)行連接，則需在此控制點(diǎn)位上對控制網(wǎng)基線進(jìn)行重測或補(bǔ)測，被測控制網(wǎng)基線的數(shù)量不得小于1。

4 結(jié)語

通過對狹長區(qū)域的控制網(wǎng)解算成果的考究，其平高控制需在適當(dāng)位置加入已知控制點(diǎn)進(jìn)行約束;其次，由于在狹長帶狀控制網(wǎng)中對加入支導(dǎo)線控制網(wǎng)的精度影響比較明顯，需要注意控制網(wǎng)優(yōu)化。

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