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        青島膠東國際機(jī)場(chǎng)控制網(wǎng)的建立及其精度分析

        2018-11-01 03:15:54孟慶年張洪德王智胡玉祥尹相寶
        城市勘測(cè) 2018年5期
        關(guān)鍵詞:膠東控制點(diǎn)加密

        孟慶年,張洪德,王智,胡玉祥,尹相寶

        (青島市勘察測(cè)繪研究院,山東 青島 266032)

        1 引 言

        膠東國際機(jī)場(chǎng)位于青島膠州市膠東街道,運(yùn)行等級(jí)為最高等級(jí)4F級(jí),可起降A(chǔ)380等目前世界上最大的商用客機(jī)。膠東國際機(jī)場(chǎng)預(yù)計(jì)共建造獨(dú)立跑道4條,航站樓面積約 1.05 km2,整個(gè)機(jī)場(chǎng)占地區(qū)域約20多平方千米。為了提高膠東國際機(jī)場(chǎng)的輻射能力,膠東國際機(jī)場(chǎng)將與青島軌道交通8號(hào)線、14號(hào)線等多條地鐵線路相連接。機(jī)場(chǎng)區(qū)域的部分區(qū)域土質(zhì)較差,并且建設(shè)時(shí)間跨度較長,這也為機(jī)場(chǎng)控制點(diǎn)的布設(shè)提出了較高要求,在布設(shè)的過程中要兼顧點(diǎn)位的均勻分布以及點(diǎn)位的穩(wěn)定性[1]。平面控制網(wǎng)采用GNSS靜態(tài)觀測(cè),通過與青島連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站(QDCORS)進(jìn)行聯(lián)測(cè),得到與城市坐標(biāo)系相符合的坐標(biāo)成果,這也極大地方便了相關(guān)的規(guī)劃和施工工作[2]。高程控制網(wǎng)采用二等水準(zhǔn),與周邊的高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。對(duì)于小型的工程,可以直接布設(shè)控制網(wǎng),但由于機(jī)場(chǎng)面積較大,所以采用分級(jí)布網(wǎng)(首級(jí)控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng))。加密控制網(wǎng)以首級(jí)控制網(wǎng)作為起算,所以在進(jìn)行加密控制網(wǎng)測(cè)量之前要對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)按時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)。

        2 首級(jí)控制網(wǎng)的建立

        由于膠東國際機(jī)場(chǎng)的占地面積很大,綜合考慮施工進(jìn)度,采用分級(jí)布網(wǎng)方式(首級(jí)控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng))。首級(jí)控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)覆蓋整個(gè)機(jī)場(chǎng)的建設(shè)區(qū)域,既需要滿足后續(xù)施工的要求,同時(shí)還需要兼顧相關(guān)的軌道交通線路等工程,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定相應(yīng)的觀測(cè)計(jì)劃[3~5]。首級(jí)平面控制網(wǎng)采用GNSS靜態(tài)觀測(cè)的方式,使用6臺(tái)Trimble 5700雙頻接收,與4個(gè)QDCORS站、3個(gè)已知高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。首級(jí)高程控制網(wǎng)采用二等水準(zhǔn)的觀測(cè)方式,使用高精度水準(zhǔn)儀與附近3個(gè)高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)(控制網(wǎng)示意圖如圖1所示)。

        圖1 膠東國際機(jī)場(chǎng)首級(jí)控制網(wǎng)觀測(cè)示意圖

        2.1 首級(jí)平面控制網(wǎng)的建立

        首級(jí)控制網(wǎng)新選埋6個(gè)點(diǎn),按照三等GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè),具體觀測(cè)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

        三、四等GNSS衛(wèi)星定位控制網(wǎng)測(cè)量作業(yè)技術(shù)參數(shù) 表1

        首級(jí)控制網(wǎng)的平面以QDCORS的4個(gè)站作為起算,為了檢核控制網(wǎng)的精度,同時(shí)聯(lián)測(cè)3個(gè)已知的高等級(jí)控制點(diǎn),具體流程如圖2所示:

        膠東國際機(jī)場(chǎng)首級(jí)平面控制網(wǎng)外業(yè)共觀測(cè)4個(gè)時(shí)段,每個(gè)時(shí)段觀測(cè)4個(gè)小時(shí),平均設(shè)站數(shù)2.7。對(duì)基線進(jìn)行處理得到180條合格基線,計(jì)算得到整個(gè)控制網(wǎng)的測(cè)量中誤差為 16.3 mm(限差 25.25 mm)[6,7]。對(duì)基線數(shù)據(jù)進(jìn)行三維無約束平差和二維約束平差,得到最弱邊的數(shù)據(jù)如表2、表3所示。

        三維無約束平差最弱邊及其精度 表2

        二維約束平差最弱邊及其精度 表3

        由各項(xiàng)指標(biāo)可以得到膠東國際機(jī)場(chǎng)首級(jí)控制網(wǎng)的測(cè)量質(zhì)量較好,各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求[8],同時(shí)為了增加檢核,加測(cè)了3個(gè)已知點(diǎn),得到對(duì)比結(jié)果如表4所示。

        控制點(diǎn)坐標(biāo)較差表 表4

        通過上述精度分析表明,膠東國際機(jī)場(chǎng)首級(jí)平面控制網(wǎng)各項(xiàng)精度指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求,可以作為后續(xù)加密控制測(cè)量和機(jī)場(chǎng)工程測(cè)量的平面基準(zhǔn)。

        2.2 首級(jí)高程控制網(wǎng)的建立

        首級(jí)控制網(wǎng)的高程以新檢核的3個(gè)高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算,嚴(yán)格按照二等水準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè),共生成3條附和線路(統(tǒng)計(jì)如表5所示),計(jì)算得到每千米的高差中數(shù)偶然中誤差 0.77 mm(限差 1 mm),各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求[9],平差結(jié)果可以作為后續(xù)加密控制測(cè)量和機(jī)場(chǎng)工程測(cè)量的高程基準(zhǔn)。

        水準(zhǔn)線路閉合差統(tǒng)計(jì)表 表5

        3 加密控制網(wǎng)的建立

        3.1 首級(jí)控制網(wǎng)復(fù)測(cè)

        由于膠東國際機(jī)場(chǎng)建造時(shí)間跨度較長,首級(jí)控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)間間隔較長,所以期間應(yīng)該對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè),得到對(duì)比結(jié)果如表6所示:

        根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果與首次測(cè)量結(jié)果對(duì)比,可以得到首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)位穩(wěn)定,首次測(cè)量成果可以作為加密控制網(wǎng)的基準(zhǔn)。

        3.2 加密平面控制網(wǎng)的建立

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件,加密控制網(wǎng)分兩批布設(shè),共選埋新點(diǎn)59個(gè)(其中第一批10個(gè)、第二批49個(gè)),加密控制點(diǎn)均勻地分布在機(jī)場(chǎng)區(qū)域。加密平面控制網(wǎng)采用GNSS靜態(tài)觀測(cè)的方式,按照四等GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè),具體觀測(cè)技術(shù)參數(shù)如表1所示。使用6臺(tái)Trimble 5700雙頻接收,與6個(gè)首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。控制網(wǎng)示意圖如圖3所示。

        圖3 膠東國際機(jī)場(chǎng)加密控制網(wǎng)平面觀測(cè)示意圖

        膠東國際機(jī)場(chǎng)加密平面控制網(wǎng)外業(yè)共觀測(cè)27個(gè)時(shí)段,每個(gè)時(shí)段觀測(cè)1個(gè)小時(shí),平均設(shè)站數(shù)2.6。對(duì)基線進(jìn)行處理得到381條合格基線,計(jì)算得到整個(gè)控制網(wǎng)的測(cè)量中誤差為 4.85 mm(限差 5.31 mm)。對(duì)基線數(shù)據(jù)進(jìn)行三維無約束平差和二維約束平差,得到最弱邊的數(shù)據(jù)如表7、表8所示。

        三維無約束平差最弱邊及其精度 表7

        二維約束平差最弱邊及其精度 表8

        由各項(xiàng)指標(biāo)可以得到膠東國際機(jī)場(chǎng)加密控制網(wǎng)的測(cè)量質(zhì)量較好,各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求,同時(shí)為了檢核,以首級(jí)控制網(wǎng)其中的4個(gè)點(diǎn)作為起算,另外2個(gè)點(diǎn)作為檢核點(diǎn),得到對(duì)比結(jié)果如表9所示。

        控制點(diǎn)坐標(biāo)較差表 表9

        通過上述精度分析表明,膠東國際機(jī)場(chǎng)加密平面控制網(wǎng)各項(xiàng)精度指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求,可作為機(jī)場(chǎng)工程測(cè)量的平面基準(zhǔn)。

        3.3 加密高程控制網(wǎng)的建立

        加密控制網(wǎng)的高程以首級(jí)高程控制網(wǎng)中的4個(gè)點(diǎn)作為起算,嚴(yán)格按照二等水準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè)(如圖4所示),共生成6條附和線路(統(tǒng)計(jì)如表10所示),計(jì)算得到每千米的高差全中誤差 1.17 mm(限差 2 mm),每千米的高差中數(shù)偶然中誤差 0.77 mm(限差 1 mm),各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求,平差結(jié)果可以作為機(jī)場(chǎng)工程測(cè)量的高程基準(zhǔn)。

        圖4 膠東國際機(jī)場(chǎng)加密控制網(wǎng)高程觀測(cè)示意圖

        水準(zhǔn)線路閉合差統(tǒng)計(jì)表 表10

        續(xù)表10

        4 總 結(jié)

        膠東國際機(jī)場(chǎng)的占地面積較大,建設(shè)時(shí)間跨度較長,另外機(jī)場(chǎng)的部分區(qū)域土質(zhì)較差,這些因素都對(duì)控制網(wǎng)的布設(shè)提出了較高要求。膠東國際機(jī)場(chǎng)的控制網(wǎng)采用分級(jí)布網(wǎng)的方式進(jìn)行,在首級(jí)控制網(wǎng)布設(shè)完成和加密控制網(wǎng)開始之前,應(yīng)對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)及時(shí)地進(jìn)行復(fù)測(cè)。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果,膠東國際機(jī)場(chǎng)控制網(wǎng)的精度較高,各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求。膠東國際機(jī)場(chǎng)控制網(wǎng)已經(jīng)投入使用,為機(jī)場(chǎng)的順利建設(shè)提供了穩(wěn)定可靠的測(cè)量基準(zhǔn)。同時(shí)機(jī)場(chǎng)布設(shè)的控制點(diǎn)在青島軌道交通8號(hào)線、14號(hào)線等工程的控制網(wǎng)以及其他測(cè)量工作當(dāng)中發(fā)揮了很大的作用。膠東國際機(jī)場(chǎng)作為國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)的較大型機(jī)場(chǎng),膠東國際機(jī)場(chǎng)的控制網(wǎng)布設(shè)過程和方法具有較高的參考價(jià)值。

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