陳志光 / 廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

廣州市中心城區(qū)導(dǎo)線網(wǎng)的建立與數(shù)據(jù)處理

陳志光 / 廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

城市等級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)作為城市規(guī)劃測(cè)量中較為基礎(chǔ)和重要的保障資料，為城市規(guī)劃、管理和建設(shè)工作提供了良好的基礎(chǔ)控制保障，得到了高度重視，然而，城市建設(shè)的飛速發(fā)展導(dǎo)致基礎(chǔ)導(dǎo)線控制網(wǎng)損毀嚴(yán)重。本文詳細(xì)介紹了廣州市中心城區(qū)首級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)的建立過(guò)程和數(shù)據(jù)處理，包括GPS控制網(wǎng)的建立，一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)的建立、四等水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測(cè)，以及數(shù)據(jù)處理。

控制網(wǎng)；GPS；一級(jí)導(dǎo)線；四等水準(zhǔn)；數(shù)據(jù)處理

1.引言

廣州市城市等級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)作為廣州市城市規(guī)劃測(cè)量中較為基礎(chǔ)和重要的保障資料，得到了高度重視。長(zhǎng)期以來(lái)，廣州市在城市建設(shè)過(guò)程中建立了較為完善的城市基礎(chǔ)導(dǎo)線網(wǎng)，為城市規(guī)劃、管理和建設(shè)工作提供了良好的基礎(chǔ)控制保障。但近幾年來(lái)，城市建設(shè)的飛速發(fā)展，原有城市道路更新、重修導(dǎo)致基礎(chǔ)導(dǎo)線控制網(wǎng)損毀嚴(yán)重，同時(shí)新的發(fā)展與建設(shè)熱點(diǎn)區(qū)域則控制網(wǎng)覆蓋不足。

雖然，廣州市已經(jīng)建立了連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位城市測(cè)量綜合服務(wù)系統(tǒng)（GZCORS），然而由于GPS定位技術(shù)本身的制約，GZCORS在建筑密集與電磁波干擾強(qiáng)的區(qū)域可能無(wú)法直接應(yīng)用，城市工程測(cè)量仍然需要導(dǎo)線控制網(wǎng)的支持。特別是建成區(qū)的大型建設(shè)工程，控制點(diǎn)布設(shè)困難，如有城市基礎(chǔ)導(dǎo)線控制網(wǎng)的支持，將大大提高測(cè)量精度和效率，能及時(shí)地為規(guī)劃管理、監(jiān)督服務(wù)。

目前廣州市中心建成區(qū)對(duì)于城市基礎(chǔ)導(dǎo)線網(wǎng)重建的迫切需求，“廣州市（中心城區(qū)）城市等級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)重建”項(xiàng)目對(duì)廣州地區(qū)的城市規(guī)劃和建設(shè)提供有效的測(cè)繪基礎(chǔ)保障，其實(shí)施也迫在眉睫。

2.導(dǎo)線網(wǎng)的建立

2.1 建立方案

城區(qū)導(dǎo)線網(wǎng)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)，分批建立，低等級(jí)網(wǎng)在高等級(jí)網(wǎng)下發(fā)展。城市道路網(wǎng)復(fù)雜，房屋密集高大，導(dǎo)線網(wǎng)布置成附和導(dǎo)線，用全站儀聯(lián)測(cè)，其中一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)沿著城區(qū)主干道路布設(shè)，且控制點(diǎn)宜布置在道路交叉口，方便下一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)。二、三級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)沿次要道路布置。其中一級(jí)導(dǎo)線的起算點(diǎn)采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS建立，布置成樓頂點(diǎn)，方便引測(cè)。

2.2 GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

根據(jù)對(duì)城區(qū)高等級(jí)控制點(diǎn)普查情況，四等以上平面控制點(diǎn)保存較好(完好率95%)，但受城市建設(shè)的影響，點(diǎn)位幾乎沒(méi)有通視方向。為滿足布設(shè)等級(jí)導(dǎo)線的要求，擬利用我院完成的且實(shí)地保存完好的二、三等平面控制點(diǎn)作起算點(diǎn)，適當(dāng)布設(shè)9點(diǎn)四等GPS控制點(diǎn)做起算點(diǎn)的補(bǔ)充。具體設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖1。

根據(jù)任務(wù)的要求和作業(yè)規(guī)范，結(jié)合目前的衛(wèi)星情況和接收機(jī)的類型，考慮到地形和交通情況，在精度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的總體原則下，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

（1）GPS網(wǎng)應(yīng)構(gòu)成盡可能多的閉合環(huán)，使平差網(wǎng)組成的閉合環(huán)達(dá)到最大值，獲得最多的圖形閉合條件，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。

（2）保證有一定的重復(fù)基線，相鄰點(diǎn)間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻。

（3）GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與原有控制網(wǎng)點(diǎn)相重合，應(yīng)與原有坐標(biāo)系中的控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，并聯(lián)測(cè)點(diǎn)分布均勻。

（4）GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在空曠開(kāi)闊的地方，為便于利用常規(guī)測(cè)量方法加密控制測(cè)量，每點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)以上的通視方向。

2.3 一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)建立

（1）以四等GPS控制點(diǎn)作為起始點(diǎn)，布設(shè)等級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)。

（2）用四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法，將一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程。

2.3.1 導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)原則

（1）導(dǎo)線網(wǎng)中，結(jié)點(diǎn)與高級(jí)點(diǎn)或結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)間的導(dǎo)線長(zhǎng)度不應(yīng)大于附合導(dǎo)線規(guī)定長(zhǎng)度的0.7倍；

（2）當(dāng)附合導(dǎo)線長(zhǎng)度短于規(guī)定長(zhǎng)度的1/3時(shí)，導(dǎo)線的全長(zhǎng)閉合差不應(yīng)大于0.13m；

（3）特殊情況下，導(dǎo)線總長(zhǎng)和平均邊長(zhǎng)可放寬至表8規(guī)定長(zhǎng)度的1.5倍，但其全長(zhǎng)閉合差不應(yīng)大于0.26m；

（4）四等及以下各級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)可布設(shè)成多結(jié)點(diǎn)無(wú)定向?qū)Ь€網(wǎng)，起算點(diǎn)不應(yīng)少于3個(gè)，且應(yīng)均勻分布；

（5）導(dǎo)線相鄰邊長(zhǎng)之比不宜大于1:3；

（6）當(dāng)附合導(dǎo)線的邊數(shù)大于12條邊時(shí)，其測(cè)角精度應(yīng)提高一個(gè)等級(jí)。

3.控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理包括GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理、一級(jí)導(dǎo)線的數(shù)據(jù)處理和四等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理。GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理采用TBC和同濟(jì)大學(xué)TGPPS后處理軟件；一級(jí)導(dǎo)線數(shù)據(jù)處理采用自編Excel腳本進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，后續(xù)的平差計(jì)算采用院自編軟件-控制網(wǎng)平差軟件；四等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理采用自編軟件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，后續(xù)平差計(jì)算采用南方平差易2005。

3.1 GPS數(shù)據(jù)處理

基線解算采用TBC軟件，剔除粗差后，所有基線均得到固定解，水平精度優(yōu)于2cm，垂直精度優(yōu)于5cm，表明野外觀測(cè)質(zhì)量良好。

平差計(jì)算采用同濟(jì)大學(xué)TGPPS后處理軟件，分兩步進(jìn)行，先在WGS-84坐標(biāo)系中固定一點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行三維無(wú)約束平差，然后在廣州市平面坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行約束平差計(jì)算。

3.2 一級(jí)導(dǎo)線數(shù)據(jù)處理

一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量的數(shù)據(jù)采用人工記錄的形式，經(jīng)內(nèi)業(yè)輸入到EXCEL中，運(yùn)行自編的EXCEL腳本程序，計(jì)算得到2C、豎盤(pán)指標(biāo)差、水平角、垂直角、平距等，方便后續(xù)平差計(jì)算。如圖5所示。

按照我院平差軟件的格式說(shuō)明，將附和導(dǎo)線按照要求編寫(xiě)文件格式，運(yùn)行軟件平差計(jì)算，結(jié)果如下表所示。

對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行精度分析，結(jié)果表明所有導(dǎo)線點(diǎn)最大點(diǎn)位中誤差均優(yōu)于5cm，方位角閉合差和導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差都滿足要求，表明所有導(dǎo)線合格。

3.3 四等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理

本項(xiàng)目采用DINI電子水準(zhǔn)儀，數(shù)據(jù)量大，復(fù)雜，根據(jù)自編軟件轉(zhuǎn)換為南方平差易數(shù)據(jù)格式，方便后續(xù)平差。

4.結(jié)論

本文主要介紹了廣州市中心城區(qū)一級(jí)導(dǎo)線的建立過(guò)程，重點(diǎn)在于四等GPS控制網(wǎng)的建立和數(shù)據(jù)處理、一級(jí)導(dǎo)線的建立和數(shù)據(jù)處理、四等水準(zhǔn)的觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理，對(duì)類型的工程項(xiàng)目具有很好的借鑒作用。

[1]朱繼文,李秀海. 邊角權(quán)匹配對(duì)城市大型導(dǎo)線網(wǎng)平差結(jié)果精度影響分析[J].測(cè)繪工程,1996.9(3),50-54.

[2]錢(qián)志宏. 蘇州吳中相城一級(jí)導(dǎo)線和四等水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)施與分析[J].工程技術(shù), 2010.2(1),325.

[3] CJJ 8-99.城市測(cè)量規(guī)范[S].

[4] GB/T12898-2009，國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009．

[5]王育堅(jiān).Visual C++面向?qū)ο缶幊探坛蘙M].清華大學(xué)出版社,2003.

[6]南方平差易說(shuō)明書(shū).

陳志光（1988-），男，漢族，助理工程師。