淺談石油管道測量帶狀GPS控制網的布設及精度控制

摘 要：石油管道由于其線路長、跨度大等特點，導致其首級控制網不同于常規的矩形網，而是帶狀控制網。文章結合中國石油管道完整性數據恢復項目，探討了帶狀GPS控制網的布設及精度控制。

關鍵詞：GPS；帶狀控制網；高程擬合

在石油管道測量中，作為成圖的內外業起算數據，GPS控制網布設的重要性不言而喻。相對于其他項目，管道測量的控制網有著線路長、跨度大、呈狹長帶狀分布等特點。這就對GPS布網方案及GPS高程擬合提出了新的要求。

1 GPS帶狀控制網布的實施方法

本項目中應甲方要求平均20km布設一個D級GPS控制點，所以在實地測量時為控制邊長不超過規范距離同時也為后期測量提供便利條件，本測區平均5-7公里加測一個臨時過渡點，D級GPS點選在管道中線附近，過渡點距管道中線的距離一般在500米左右，這樣布設的GPS控制網就不會因為線路長而呈直線型，而是一個平均1公里寬的帶狀控制網，并且能夠滿足GPS邊長大于5公里且小于10公里。GPS基礎控制網采用邊連接的方式布網，利用GPS接收機在控制網點上進行同步觀測，觀測時間均大于35分鐘，衛星高度角均大于15°，PDOP值均小于6，重復上站大于1.6；采用邊連接的方式構成GPS網，在布設同步環的同時，利用所構成異步環對同步環進行檢查，最終進行整體平差。在石油管道探測項目中由于前期首級網是通過國家已知點聯測網擴展而來，所以在任意時間段內利用首級點發展的物探控制點都能夠進行網平差處理，隨時為物探測量提供控制點成果，滿足下道工序的需要；由于采取的是整網評差的總體原則，在每一個時間段內布設的石油物探GPS控制點都通過首級網聯入了國家已知點網中進行平差，由于起算點一致，其提供的成果及精度也呈現一致性；因布網方法嚴密該GPS控制網不僅有較好的圖形強度，而且具有很高的點位精度。

本項目的GPS控制網圖如下（鐵嶺——黑山段）：

GPS帶狀控制網布的高程擬合實施方法

本項目的高程精度為：平原地區為30cm，山地丘陵地區為60cm。所以可以采用GPS擬合求的待定點高程。

GPS觀測前嚴格按照有關規范要求對所使用的GPS接收機進行了檢定，檢定合格后方予使用。對GPS觀測所使用到的有關設備，如基座、對中器、腳架、量高尺等亦進行了檢查，均符合觀測要求。外業觀測時，觀測員都注意防止人員和其它物體碰動或阻擋接收機天線。架設天線時，天線安置對中誤差不大于3mm。每時段觀測前后各量測一次天線高，讀數精確至1mm。須重復設站觀測的點不同時段均重新進行對中整平進行觀測。

為保證GPS擬合精度，本測區GPS控制網平均15公里聯測一個已知水準點，同時整個測區每100公里有4-6個高程檢查點以對整體精度進行檢核。當測區范圍內的高程控制點不能滿足測量要求時，宜采用四等水準聯測的方法獲得高程擬合點及高程檢查點。以鐵嶺至黑山段為例：線路總長164km，GPS聯測已知水準點共11個，高程檢查點6個，施測的四等水準路線為85km。經本測區檢查，高程擬合值與四等水準聯測差值均小于10cm，故本方案的高程擬合精度滿足石油管道探測需求。

2 GPS帶狀控制網布精度影響因素及控制辦法

2.1 石油管道GPS控制網應采用邊連接形式構網，由多個同步大地四邊形或三角網組成，并要對包括重合點在內的控制網進行長邊大地四邊形觀測，以便對整網進行長度基準控制。

2.2 石油管道GPS控制網由于線路較長，當跨投影帶是應分段、分帶解算，否則因投影變形所引起的對整個測量控制網精度影響很大。

2.3 影響基線解算質量的原因較多，但最基本的是觀測條件，即觀測點位置和觀測時段。觀測點位置主要考慮多路徑效應的影響及無線電干擾，選點時應盡量避開高大建筑物、大面積水域及遠離高壓輸電線和無線電發射裝置；觀測時段主要根據衛星星歷預報圖和衛星星座相對測區的幾何分布，選擇最佳觀測時間。

2.4 在二維約束平差前應對已知點進行可靠性檢驗，對參與約束平差的已知點進行分析和篩選，選擇正確而且精度較高的已知點進行二維約束平差，以免利用了錯誤或精度較低的已知點影響整個GPS控制網的最終成果。

2.5 為保證高程擬合精度，聯測水準點的個數越多越好，水準點在整個測區內應均勻分布，在地形復雜地區應適當增加聯測水準點的個數。

參考文獻

[1]李征航，黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005.

[2]魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2004.