尹庚安

（江門市江新聯(lián)圍管理處，廣東 江門 529040）

1 工程概況

江新聯(lián)圍屬2級堤防，是廣東省珠江三角洲五大重點堤圍之一，工程防洪標準50年一遇，防潮標準100年一遇，是江門市最重要的防洪屏障。由11個沿蓬江區(qū)、江海區(qū)、新會區(qū)的西江和潭江沿岸中、小堤圍組成，永久性建筑物（水閘、電排站）為2級建筑物，次要建筑物為3 級。干堤原長91.76 km，經(jīng)加固為91.04 km，集雨面積545.60 km2。

江新聯(lián)圍管理處通過實施江新聯(lián)圍加固工程安全監(jiān)測項目，建立江新聯(lián)圍CORS基站網(wǎng)，并進行GPS聯(lián)測和水準測量，確定平面坐標和高程，形成獨立、完整的江新聯(lián)圍大堤GPS控制網(wǎng)。其安全監(jiān)測系統(tǒng)成果數(shù)據(jù)接入到江新聯(lián)圍信息化系統(tǒng)平臺。建設(shè)GPS基點為64座（包括軟基GPS點21座、普通GPS點43座），三等水準測量，新建CORS信號基站3座并與原來江新聯(lián)圍防汛物資儲備中心的CORS基站組建成CORS基站網(wǎng)。

2 GPS基點布設(shè)分析

2.1 基點布設(shè)標準

根據(jù)《國家GPS規(guī)范》規(guī)定，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）按靜態(tài)、快速靜態(tài)定位原理，建立測量控制網(wǎng)［簡稱（GPS）控制網(wǎng)］、等級劃分和作業(yè)方法。江新聯(lián)圍是2 級堤圍，屬大型水利工程，按照三等水準測量要求，根據(jù)表1《國家規(guī)范》規(guī)定的GPS測量精度四等GNSS，GPS點位3至5 km分布。

表1 《國家規(guī)范》規(guī)定的GPS測量精度分級表

2.2 基點布設(shè)方案

根據(jù)《國家規(guī)范》規(guī)定的GPS 測量精度分級和GPS（四等GNSS）點布設(shè)標準，在距離3至5 km的距離應(yīng)布設(shè)1個控制點。江新聯(lián)圍位于東經(jīng)112°55′～113°11′，北緯22°24′～22°27′，總長91.04 km，呈帶狀地形。干堤穿堤建筑物有水閘45 座涵竇109座，交通旱閘28座，圍內(nèi)有電排站49座。以軟基GPS控制點構(gòu)建三角網(wǎng)觀測基線，形成最優(yōu)的軟基GPS 控制網(wǎng)布設(shè)方案。因此，江新聯(lián)圍按所屬行政區(qū)域分為三段，蓬江區(qū)段：樁號0+000～21+922 長度21.93 km，布設(shè)5 個軟基GPS 點。江海區(qū)段：樁號21.922～35+330 長度13.41 km，布設(shè)3 個軟基GPS點。新會區(qū)段：樁號35+330～91+035長度55.71 km，布設(shè)13個軟基GPS點。

2.3 CORS基站網(wǎng)布設(shè)方案

項目CORS 基站選址原則以江新聯(lián)圍干堤覆蓋率為100%，基站15 km半徑范圍為有效信號區(qū)域，具體選址原則如下：①基站遠離大面積水體地帶和高聳建筑物，且距離200 m以上；②有以上衛(wèi)星的通視地平高度大于10°為宜；③200 m范圍內(nèi)不應(yīng)有電磁干擾信號，如雷擊區(qū)、高壓電（線）塔、無線電發(fā)射臺和微波站；④避開容易產(chǎn)生振動或搖晃的地段，例如高速公路、鐵路等地點；⑤基站安裝位置為地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)域，或不易發(fā)生沉降位移的高聳建筑物；⑥現(xiàn)場具備（或容易接入）公共通信網(wǎng)絡(luò)；⑦有可靠、穩(wěn)定的交流電源。

結(jié)合江新聯(lián)圍大堤分布，選擇橫江泵站、龍泉水閘、河口排澇站管理中心這3 處新建CORS 基站，并與江新聯(lián)圍防汛物資儲備中心CORS基站（已建）組成CORS基站網(wǎng)。經(jīng)GPS控制聯(lián)測，CORS 基站網(wǎng)的坐標系統(tǒng)、解算數(shù)據(jù)、基線解算、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)環(huán)檢查、平差結(jié)果均符合國家規(guī)范和精度設(shè)計要求。

3 三等水準測量計算及成果復(fù)核

3.1 水準儀高程測量

①本項目的水準測量作業(yè)嚴格按國家三等水準測量的技術(shù)要求執(zhí)行，對相鄰水準點之間的高差采用逐點復(fù)核的方法進行校核，即通過用起算點的高程數(shù)據(jù)與測高差的數(shù)值進行校核，驗證是否滿足精度要求，點位是否穩(wěn)固可靠。

②三等水準測量外業(yè)設(shè)備采用SOUTH DL-2007電子水準儀（儀器標稱精度為：每公里高差測量中誤差0.30 mm，可適用于一、二等水準測量）及配套的銦鋼水準標尺。按《國家三、四等水準測量規(guī)范》的三等水準測量標準要求實施作業(yè)。每次觀測前，均對水準觀測儀器進行i 角檢查（≤150）。觀測前將各項限差參數(shù)設(shè)置于儀器觀測配置內(nèi)，按照“后、前、前、后”的觀測次序進行施測，啟用儀器自動記錄，對于超限的數(shù)據(jù)馬上刪除并重新觀測、記錄。

③平差計算：采用《南方平差易2005》軟件進行平差計算。

④精度統(tǒng)計：江新聯(lián)圍（鶴山港口岸路—北街水閘—外海法院—會城東成村—大澤金澤路）附合水準路線。對每一條水準路線的測量，都進行水準測量偶然中誤差計算（每公里），保證數(shù)據(jù)的精度。每公里水準測量偶然中誤差M△公式如下：

式中：△——測段往返測高差不符值，mm；R——測段長度，km；n——測段數(shù)。

計算的數(shù)值取位表按三級水準取值，見表2。

表2 外業(yè)計算數(shù)值取位表 單位：km

根據(jù)《國家三、四等水準測量規(guī)范》，本次三等水準測量的相鄰水準點間高差與其相應(yīng)設(shè)計高差的差異和各項精度指標達均符合規(guī)定的精度要求，成果真實有效。

3.2 全站儀高程測量

因江新聯(lián)圍穿堤水工建筑物較多，大堤兩側(cè)多為高大灌木，直視距離短，地形高程測量采用電磁波測距儀器（全站儀）進行電磁波測距高程導(dǎo)線（以下簡稱高程導(dǎo)線）測量。

高程導(dǎo)線測量測站高差的計算如下：

①觀測斜距應(yīng)施以加常數(shù)和乘常數(shù)改正、氣象改正。各項觀測讀數(shù)和計算數(shù)值取位表見表3。

表3 各項觀測讀數(shù)和計算數(shù)值取位表

②測站高差的計算

每點設(shè)站時，相鄰測站間單向觀測高差h計算公式如下：

式中：S——參數(shù)數(shù)值改正后的斜距，m；α——視鏡觀測的垂直角；R——地球平均曲率半徑，采用6 369 000 m；i——地面至儀器豎盤中心點的高度，m；v——地面至覘牌中心點的高度，m。相鄰兩測站之間對向觀測的高差中數(shù)h12計算如下：

式中下標標腳數(shù)字1、2分別表示為相鄰測站的序號。

③隔站設(shè)點時，相鄰照準點間的高差h12計算如下：

式中下標標腳數(shù)字1、2 表示后視和前視標號；S—經(jīng)過各項參數(shù)改正后的斜距離，m；α—視鏡觀測的垂直角；v—地面至覘牌中心點的高度，m；R—地球平均曲率半徑，采用6 369 000 m。

應(yīng)加入正常水準面不平行改正來實施高程導(dǎo)線測定的水準點的高差，從而得出基點高程測量數(shù)值。

利用RTK對C003、C033、C038三個已知點采樣，解算出七參數(shù)對施測控制點進行抽樣外業(yè)檢查；解算出的七參數(shù)精度水平殘差0.009 075 m，高程殘差0.000 010 m，符合測量要求。

4 成果應(yīng)用

①江新聯(lián)圍GPS 控制網(wǎng)具有獨立和穩(wěn)定性，因此，江新聯(lián)圍管理處制定了一套完善的江新聯(lián)圍沉降位移觀測制度，并運用安全監(jiān)測系統(tǒng)來指導(dǎo)日常沉降觀測工作，為大堤和穿堤建筑物的沉降、位移觀測和成果分析提供可靠的技術(shù)支持。②利用安全監(jiān)測系統(tǒng)的基點高程坐標數(shù)據(jù)，建立江新聯(lián)圍的數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字柵格圖（DRG），并疊加江新聯(lián)圍保護范圍的數(shù)字正射影像（DOM），形成江新聯(lián)圍三維數(shù)字地圖，實現(xiàn)動態(tài)水情的洪水淹沒區(qū)計算模型，以三維可視化方式展示不同洪水水位工況下，各區(qū)域的淹沒演進過程。為快速、準確、科學的洪澇災(zāi)害預(yù)警、評估和預(yù)測分析提供可靠依據(jù)。

5 結(jié)語

組建CORS基站網(wǎng)，可定期對大堤堤身、水閘、電排站等建筑物的沉降位移精準測量。其測量成果應(yīng)用到江新聯(lián)圍信息化系統(tǒng)平臺并形成直觀的歷史對比矢量數(shù)據(jù)，為評估工程安全性和穩(wěn)定性提供科學依據(jù)。