史庚武 （河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250）

1 工程概況

廊涿干渠是南水北調(diào)中線工程河北省段配套工程之一，自南水北調(diào)中線總干渠三岔溝口門分水，經(jīng)涿州市、固安縣和永清縣，穿京廣鐵路、京珠高速和京九鐵路至廊坊的廣陽水庫，線路全長80km，其中保定段長約31km。為滿足工程施工測量放樣的需要，需要建立工程施工控制網(wǎng)。

2 控制網(wǎng)精度的確定

廊涿干渠輸水采用地埋PCCP管道，按照《水利水電工程施工測量規(guī)范》要求，建筑物輪廓點平面和高程放樣精度相對于臨近基本控制點中誤差應(yīng)不大于±20mm～±30mm，其最末級平面控制點相對于同級起始點或鄰近高一級控制點的點位中誤差不應(yīng)大于±10mm。因此，施工控制網(wǎng)平面精度選擇D及GPS控制網(wǎng)，高程控制網(wǎng)采用三等水準(zhǔn)。為保持平面及高程系統(tǒng)與規(guī)劃設(shè)計階段一致，且成果更好吻合，聯(lián)測了南水北調(diào)中線工程規(guī)劃設(shè)計階段已經(jīng)建立的GPS平面控制點及水準(zhǔn)控制點作為施工控制網(wǎng)的起算點，并且聯(lián)測點分布均勻。

3 平面控制網(wǎng)測量

3.1 選點、埋石

控制網(wǎng)選點兼顧平面控制點和高程控制點共用，沿廊涿干渠線路盡量靠近開挖線布點，間距300m～500m，控制點選點遵循以下原則：交通便利、基礎(chǔ)穩(wěn)定且利于標(biāo)石保存，不受施工干擾；遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電臺、微波站等）200m以上；遠(yuǎn)離高壓輸電線路和微波通道50m以上；遠(yuǎn)離有強烈反射衛(wèi)星信號的地方（如大片水域和高大建筑物）；站點周圍視野開闊，高度角15°范圍內(nèi)無超高障礙物。為滿足常規(guī)儀器施工放樣的要求，每個控制點至少有一個點與其通視。控制網(wǎng)新選控制點64點、利用已有C級GPS點1點、D級GPS點7點，全網(wǎng)共72點。

控制網(wǎng)標(biāo)石采用明標(biāo)方式，標(biāo)石頂面高出地面0.2m。以使標(biāo)石既不宜破壞又便于架設(shè)儀器觀測。標(biāo)石制作采用現(xiàn)場澆筑，標(biāo)石頂面鑲埋刻“十”字線鋼筋標(biāo)志，標(biāo)石頂面印控制點編號。

3.2 觀測

平面控制網(wǎng)觀測采用6臺Trimbe 5700雙頻GPS接收機(5mm＋1ppm)，觀測采用邊連接方式。GPS參數(shù)設(shè)置為衛(wèi)星高度截止角為15°，同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4，有效觀測衛(wèi)星總數(shù)≥6，觀測時段數(shù)為1，觀測時段長度1h，采樣間隔10s～30s，點位幾何圖形強度因子PDOP≤10。

3.3 平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

基線向量解算采用Trimbe公司TGO軟件，在WGS84坐標(biāo)下進行基線處理。全網(wǎng)共有重復(fù)基線24條，基線長度較差ds≤，式中，a 為GPS固定誤差(mm)，b 為比例誤差系數(shù)(mm/km)，d 為基線平均邊長（km）。經(jīng)公式ds≤2計算統(tǒng)計24條重復(fù)基線限差最小為57.5mm、最大為75.6mm，實測重復(fù)基線較差最大為5mm。滿足重復(fù)基線長度較差不大于的要求。重復(fù)基線差值區(qū)間統(tǒng)計見表1。

重復(fù)基線差值區(qū)間統(tǒng)計表 表1

為進一步檢驗GPS網(wǎng)觀測值得質(zhì)量，進行了3節(jié)點的環(huán)閉合差檢驗，異步環(huán)閉合差檢驗公式為；式中n 為閉合環(huán)邊數(shù)。a 為固定誤差（mm），b 為比例誤差（1×10-6），d 為實測邊長（km）。GPS控制網(wǎng)平均邊長為0.5km，經(jīng)計算統(tǒng)計水平分量最大允許誤差為104mm、垂直分量最大允許誤差為73mm，實測水平分量誤差最大為7mm、垂直分量誤差最大為17mm，滿足環(huán)閉合差檢驗要求。

控制網(wǎng)平差首先進行三維無約束平差，不約束平面坐標(biāo)和高程，以發(fā)現(xiàn)并消除GPS測量中的粗差，三維無約束平差的結(jié)果反映了GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，控制網(wǎng)三維無約束平差最弱邊相對精度為1/139670，說明平面控制網(wǎng)內(nèi)部精度均勻可靠。以克拉索夫斯基參考橢球定義平差基準(zhǔn)，采用高斯投影對控制網(wǎng)進行二維約束平差后，施工控制網(wǎng)的最弱邊相對精度為1/117940，滿足《工程測量規(guī)范》D級GPS網(wǎng)最弱邊相對中誤差不大于1/40000的要求。

4 高程控制網(wǎng)測量

高程控制網(wǎng)測量按三等水準(zhǔn)精度進行，完成了D638～D634和D634～ML025FW 兩條水準(zhǔn)路線。三等水準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)為：每千米偶然中誤差M△≤±3.0(mm)、往返測不符值不大于，符合路線閉合差不大于，檢測已測測段高差的差不大于。式中:K 為符合路線側(cè)段長度（km）。

水準(zhǔn)觀測采用Trimble DiNi12（0.3mm/km）電子水準(zhǔn)儀，為減弱外業(yè)測量所產(chǎn)生的誤差，提高觀測精度，開測前進行水準(zhǔn)儀i 角檢查，設(shè)站時用遮陽傘遮蔽陽光；安置水準(zhǔn)儀時應(yīng)使三腳架的其中兩腳與水準(zhǔn)路線方向平行，第三腳輪換置于路線的左右兩側(cè)；同一測站上觀測不得兩次調(diào)焦，轉(zhuǎn)動儀器測微鼓時最后的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)為旋進等措施。

水準(zhǔn)網(wǎng)平差計算采用《科傻平差計算軟件》，平差前進行了水準(zhǔn)尺長度誤差改正。三等水準(zhǔn)附合路線閉合差統(tǒng)計見表2。

三等水準(zhǔn)附合路線閉合差統(tǒng)計 表2

5 結(jié) 論

GPS平面控制網(wǎng)較常規(guī)的三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)具有不需要相鄰點間通視、點位布置靈活、可充分發(fā)揮GPS高精度、高可靠性、高效和高自動化的特點，大大提高了作業(yè)效率，保證了成果質(zhì)量和可靠性。

[1]GB/T12898-2009,國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[2]GB/T 18314-2009,全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.

[3]SL52-93,水利水電工程施工測量規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2008.

[4]周中謨,義杰軍.GPS衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用[M].北京：測繪出版社,1997.

[5]李青岳.工程測量學(xué)[M].北京：測繪出版社,1984.