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        對測繪技術(shù)在地下管線測量中應(yīng)用的淺析

        2019-10-21 19:56:22文琳王爽
        名城繪 2019年1期
        關(guān)鍵詞:圖根全站儀測距

        文琳 王爽

        摘要:由于城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大,城市地下錯綜復(fù)雜的管線成為城市建設(shè)的重要管理內(nèi)容之一,通過對地下管線測量的管理,可以實現(xiàn)城市建設(shè)地下網(wǎng)線傳輸建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)化管理,通過現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用和實施,可以保障城市測量技術(shù)水平的提高,同時促使我國城市規(guī)劃越來越完善。本文主要結(jié)合某工程實例,論述了地下管線測量中現(xiàn)代測繪技術(shù)GPS、水準儀和全站儀技術(shù)的應(yīng)用,應(yīng)用這兩種現(xiàn)代測繪技術(shù)有效的提高了作業(yè)效率和測量精度。

        關(guān)鍵詞:測繪技術(shù);地下管線;測量;應(yīng)用

        城市地下管線主要包括城市各類管線及其附屬設(shè)施,主要包括電力、給排水、熱力、通信等等,地下管線是確保城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,地下管線問題已經(jīng)嚴重的影響到了城市的正常和安全運行。為切實加強城市地下管線建設(shè)管理,保障城市安全運行,提高城市綜合承載能力和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量,必須選擇合理的測繪手段做好地下管線的測量工作。

        1、項目概況

        某市自來水管線普查總長約55.3km,本工程主要是為查明地下管線的平面位置、埋深(高程)、走向、性質(zhì)、規(guī)格、材質(zhì)、建設(shè)年代和權(quán)屬單位等。本工程采用測量儀器有全站儀2臺套,自動安平水準儀2臺套,GPS接收機6臺套。

        地下管線精度要求如下:

        (1)地下管線隱蔽管線點的探查精度:平面位置限差δts為 0.10h;埋深限差δth為0.15h,式中h為地下管線的中心埋深,單位為cm,當h≤100cm時則以100cm代入計算。

        (2)明顯管線點調(diào)查埋深量測限差為5cm,中誤差為±2.5cm。

        (3)地下管線點的測量精度:平面位置測量中誤差(指管線點相對于鄰近平面控制點)不得大于±5cm,高程測量中誤差(指管線點相對鄰近高程控制點)不得大于±2cm。

        (4)地下管線圖上測量點位(實際地下管線的線位與鄰近地上建(構(gòu))筑物、道路中心線及相鄰管線的間距)中誤差不得大于圖上±0.5mm。

        2、GPS與全站儀和水準儀的配合

        城市地下管線埋設(shè)于地面下方,種類復(fù)雜繁多,呈現(xiàn)帶狀分布,并且各類管線埋設(shè)比較復(fù)雜,所以管線測量通常距離比較長,并且存在較多的測點,外業(yè)三維坐標的測量存在較大的工作量。采用常規(guī)的全站儀和水準儀進行收集的手段,需要沿著管線的方向進行平面和高程控制網(wǎng)的建立,在測量過程中,需要較多的人員,并且還要受到通視條件的限制,導(dǎo)致工作效率低下,測量精度不高;而采用GPS技術(shù)不但快速、簡便,而且還能夠提高低下管線的測量精度。在實際測量工作中,GPS也會受到一些因素的影響,所以GPS和全站儀、水準儀進行結(jié)合,配合使用,不但能提高測精度同時還能夠大幅度的提高工作效率,確保任務(wù)高效的完成。

        3、現(xiàn)代測繪技術(shù)在地下管線測量中的應(yīng)用方法

        3.1圖根導(dǎo)線控制測量

        圖根控制點沿管線走向以串測的形式布設(shè)圖根導(dǎo)線,其高程控制宜沿管線點布設(shè)水準線路,亦可采用測距三角高程測量。電磁波測距圖根導(dǎo)線的主要技術(shù)要求如表1。

        圖根水準采用測距三角高程測量時,應(yīng)與導(dǎo)線測量同時進行。儀高和鏡高均應(yīng)采用經(jīng)檢驗的鋼尺進行量測,取至毫米,其主要技術(shù)要求如表2。

        表2主要技術(shù)要求

        注:①n為邊數(shù);②采用對向觀測,高差較差≤0.4×S,S為邊長(km)。

        在一次附合導(dǎo)線點上可以直接加密圖根點,但測距邊不得超過200m,且不得超過定向邊長,已知點聯(lián)測不少于2個方向,當使用一個已知點定向時,應(yīng)進行平面及高程檢測。電磁波測距圖根導(dǎo)線因地形限制無法附合時,可布設(shè)不多于四條邊,長度不超過450m的支導(dǎo)線,水平角觀測首站應(yīng)聯(lián)測兩個已知方向,其它站水平角應(yīng)分別測左、右角各一測回,其固定角不符值與測站圓周角閉合差不應(yīng)超過±40″,測邊單程觀測二次,其較差不應(yīng)大于15mm。圖根光電測距導(dǎo)線及圖根水準,最多可從高等級控制點開始發(fā)展二次(圖根一級和圖根二級),當邊數(shù)超過規(guī)定時,應(yīng)布設(shè)成節(jié)點網(wǎng)。

        3.2GPS控制測量

        3.2.1選點及布網(wǎng)原則

        按照執(zhí)行的規(guī)范要求進行布網(wǎng)及選點;GPS網(wǎng)至少聯(lián)測3個該市控制點;保證至少兩條可通視GPS邊,點位應(yīng)方便于用常規(guī)測量手段進行設(shè)站觀測,且能保證作業(yè)安全的位置;GPS點位應(yīng)遠離施工影響區(qū),埋設(shè)穩(wěn)固,便于保存,同時視野開闊,障礙物高度角不超過15°,遠離大功率無線電發(fā)射源、高壓線、微波傳送通道、強反射體等;GPS網(wǎng)最簡獨立環(huán)或附合路線的邊數(shù)一般為4~6條,相鄰點間基線邊進行同步觀測。

        3.2.2觀測方法及技術(shù)要求

        測前對GPS接收機進行必要項目的檢驗測量,以保證GPS接收機在良好狀態(tài)下工作;觀測前編制GPS衛(wèi)星可見性預(yù)報表,其內(nèi)容包括可見衛(wèi)星號、衛(wèi)星高度角和方位角、最佳觀測衛(wèi)星組的最佳觀測時間、點位幾何圖形強度因子(PDOP)等,確定最佳觀測時間和時段,根據(jù)以上因素編制觀測計劃并嚴格執(zhí)行;精確地進行天線整平、對中,對中誤差不大于2mm;每時段觀測前、后量取天線高各一次,兩次互差小于2mm,取兩次平均值作為最終成果;觀測期間作業(yè)員不得擅自離開測站,也不得對接收機進行無關(guān)操作,防止儀器受震動和被移動,防止他人和其它物體靠近天線,以免遮擋衛(wèi)星信號。

        3.2.3GPS網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理

        外業(yè)數(shù)據(jù)采集結(jié)束后將存儲器數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機,通過基線處理軟件,對同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、復(fù)測基線較差、以及GPS基線與電磁波測距邊較差進行檢核。GPS檢測網(wǎng)平差使用GPS數(shù)據(jù)處理軟件,首先進行三維無約束平差,將全部獨立基線構(gòu)成閉合圖形,以網(wǎng)中其中一個已知點的WGS-84系的三維坐標作為位置基準,GPS基線向量為觀測值,基線協(xié)方差陣為權(quán)陣,進行三維無約束平差,并提供WGS-84的三維坐標、坐標差觀測值的總改正數(shù)、基線邊長及點位和邊長的精度信息。三維無約束平差完成后進行二維約束平差,二維約束平差以選取的已知控制點為起算數(shù)據(jù),進行約束平差及精度評定,并輸出相應(yīng)坐標系中的坐標、基線向量改正數(shù)、基線邊長和方位角、轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度信息等。二維平差時對起算控制點進行篩選,以不同的起算點組合約束條件進行平差,取最優(yōu)平差結(jié)果作為GPS控制網(wǎng)最終成果。

        采用GPSRTK直接測定圖根控制點平面位置時,應(yīng)符合以下規(guī)定:①基準站的位置宜選擇在高處;②準確求取基準站的WGS-84坐標;③根據(jù)測區(qū)大小應(yīng)聯(lián)測3個以上且分布均勻的高等級控制點,求解測區(qū)坐標的轉(zhuǎn)換參數(shù),每次檢測1個以上控制點;④應(yīng)選擇衛(wèi)星較好時段和衛(wèi)星數(shù)不少于5顆時進行作業(yè),PDOP<6,衛(wèi)星截止高度角≥15°,流動站的觀測精度應(yīng)控制在±2cm以內(nèi);⑤每點應(yīng)獨立測定兩次,其點位較差應(yīng)小于5cm;⑥當采用××市GNSS系統(tǒng)進行測量時,成果數(shù)據(jù)的錄入、傳輸需進行仔細認真地檢核,成果表編制人、檢核人需簽名確認。

        3.3高程控制測量

        采用圖根水準或光電測距三角高程測量方法測定,應(yīng)布設(shè)成附合路線形式,一般不超過兩次附合,困難地區(qū)無法布設(shè)附合路線時,可布設(shè)支導(dǎo)線,但應(yīng)加強檢查。圖根水準應(yīng)起閉于等級水準點或經(jīng)等級水準聯(lián)測的控制點,使用不低于DS10級的水準儀,配合普通水準尺單程觀測,讀數(shù)至mm,施測時必須使用尺墊。光電測距三角高程測量時,應(yīng)與導(dǎo)線測量同時進行,儀器高和覘標高均應(yīng)采用經(jīng)檢驗的鋼尺進行量測至mm,具體技術(shù)要求見表3。

        注:①n為邊數(shù);②采用對向觀測,高差較差≤0.4×S,S為觀測邊長(km)。

        全站儀極坐標法測定控制點時,測站點的高程采用光電測距三角高程測量,垂直角采用中絲法觀測一測回。

        4、結(jié)語

        城市地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,在地下管線測量中,GPS技術(shù)充分的實現(xiàn)了常規(guī)手段無法實現(xiàn)的優(yōu)越性和適應(yīng)性,但是全站儀和水準儀等常規(guī)測繪手段的重要性也是不容忽視的,目前城市地下管線測量中,將GPS技術(shù)和全站儀、水準儀的結(jié)合使用成為城市地下管線測量的重要測繪手段。

        參考文獻:

        [1]孟有根.現(xiàn)代測繪技術(shù)在城市地下管線普查中的應(yīng)用[J].測繪技術(shù)裝備,2005,7(1):35~37.

        [2]金建立.地下管線普查與更新中現(xiàn)代測繪技術(shù)的運用探討[J].工程技術(shù):全文版,2016(12):00279.

        (作者單位:河南省航空物探遙感中心)

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