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        淺析冉渡灘水庫灌區(qū)工程中的控制網(wǎng)

        2015-09-18 10:08:00姚明貴
        地下水 2015年4期
        關(guān)鍵詞:主網(wǎng)支線點(diǎn)位

        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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