浯溪口工程施工控制網的設計和應用

李俊超

（中國葛洲壩集團基礎工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 概述

浯溪口水利樞紐工程位于景德鎮市浮梁縣蛟潭鎮境內，是昌江干流中游一座以防洪為主、兼有供水、發電等綜合利用的水利工程。主要建筑物有左右岸碾壓混凝土非溢流壩、表孔溢流壩、低孔溢流壩、河床式廠房。本工程等別為Ⅱ等工程。電站裝機容量32MW，壩軸線長度498.62m，壩頂高程65.50m。

2 控制網設計

根據規范要求，確定平面控制網為二等GPS網，最弱點的點位中誤差為10mm，最弱邊邊長相對中誤差1/120000。高程控制選擇二等水準測量，應滿足偶然中誤差M△≤1.0mm/km，全中誤差MW≤2.0mm/km。

2.1 基準設計

起算點WX01為B級GPS控制點，進行全網基線解算時，所有基線起算點的坐標由WX01衍生而來，使基線向量結果具有相同的系統偏差，通過網平差處理時引入系統參數的方法加以消除。坐標系統和規劃勘測設計階段一致，邊長投影面為65.50m，中央子午線為117°。

2.2 網形設計

GPS點應盡量避開高大建筑物、大面積水域、大功率無線電發射裝置和高壓電線等地方。GPS 觀測相鄰同步環之間，應采用邊連式，以確保網形結構強度，提高控制網的精度和可靠性。

3 GPS 網施測

3.1 選點布網

布設GPS控制點6個，分布于壩軸線上下游的左右岸，和3個初測點構成GPS網。GPS點建造具有強制歸心裝置的混凝土觀測墩，在觀測墩基礎上埋設水準點。控制網圖如圖1所示。

3.2 GPS外業觀測

外業觀測應選擇最佳觀測時間。觀測時段的選擇主要根據衛星星歷預報，避開周跳嚴重的時間段。觀測的技術要求見表1。

3.3 GPS 數據處理及精度分析

3.3.1 基線解算的質量控制。

（1）相對指標包括單位權方差因子σ、觀測值殘差的均方根RMS、數據剔除率、RATIO值、RDOP。相對指標能在一定程度上反映觀測值質量的優劣，但不能準確判定哪條基線合格。

（2）同步環閉合差不超限，不能說明該閉合環中所有基線合格；超限則說明該閉合環中至少有1條基線不合格。

（3）異步環閉合差滿足限差要求，可判定所有基線向量合格；超限則說明基線向量中，至少有1條有問題。可通過多個相鄰的異步環閉合差檢驗或重復觀測基線較差來確定。重復觀測基線較差滿足限差要求時，說明基線的解算合格；超限則說明至少有一個時段的基線觀測有問題，可復測多條基線來判定哪一個時段的觀測有問題。

當個別衛星因為觀測時間太短導致該衛星的整周未知數無法準確確定，或者個別時間段的周跳太多，影響觀測質量，可刪除該衛星的觀測值或者出現周跳太多的時間段；當觀測值出現殘差偏大的情況，可以用減小殘差閾值的方法，剔除殘差偏大的觀測值，可以刪除該時間段或者衛星，以改善基線解算的質量。

3.3.2 GPS網平差及精度分析

各項基線質量檢驗合格后，獨立基線所成GPS空間向量網，在WGS-84 坐標系統中，進行三維無約束平差。無約束平差確定有效觀測量后，在施工平面控制網的坐標系下進行二維約束平差。平差成果滿足要求（見表2）。

3.4 GPS基線邊長和全站儀測距邊比對

表1 GPS靜態測量的技術要求

表2 平差成果精度分析表

表3 水準測量平差成果分析表

用 Leica TS30全站儀，測量GPS網中的4條邊長。觀測值經加、乘常數改正和氣象改正后歸算到標心的斜距，傾斜改正后，將邊長投影到65.50m高程面，與GPS坐標反算邊長比對，兩者都經過投影改正，具有精確的可比性（最大差值為1.1mm），進一步說明了GPS測量成果的可靠性。

4 高程控制網施測

陸地水準點間高差采用DiNi 03 數字水準儀進行聯測。河道的高程傳遞采用跨河水準測量：場地布設成四邊形，使用2臺N3水準儀用傾斜螺旋法進行同時對向觀測。通過陸地水準聯測和跨河水準測量形成3個水準閉合環，平差成果（見表3）滿足二等水準測量的要求。

結語

本文介紹了浯溪口工程布設GPS平面控制網，采用跨河水準測量傳遞高程的方法，對其它大、中型水利樞紐工程的控制網設計和施測具有一定的借鑒意義。

[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.