廣州市中心城區導線網的建立與數據處理

陳志光 / 廣州市城市規劃勘測設計研究院

廣州市中心城區導線網的建立與數據處理

陳志光 / 廣州市城市規劃勘測設計研究院

城市等級導線控制網作為城市規劃測量中較為基礎和重要的保障資料，為城市規劃、管理和建設工作提供了良好的基礎控制保障，得到了高度重視，然而，城市建設的飛速發展導致基礎導線控制網損毀嚴重。本文詳細介紹了廣州市中心城區首級導線網的建立過程和數據處理，包括GPS控制網的建立，一級導線網的建立、四等水準網的觀測，以及數據處理。

控制網；GPS；一級導線；四等水準；數據處理

1.引言

廣州市城市等級導線控制網作為廣州市城市規劃測量中較為基礎和重要的保障資料，得到了高度重視。長期以來，廣州市在城市建設過程中建立了較為完善的城市基礎導線網，為城市規劃、管理和建設工作提供了良好的基礎控制保障。但近幾年來，城市建設的飛速發展，原有城市道路更新、重修導致基礎導線控制網損毀嚴重，同時新的發展與建設熱點區域則控制網覆蓋不足。

雖然，廣州市已經建立了連續運行衛星定位城市測量綜合服務系統（GZCORS），然而由于GPS定位技術本身的制約，GZCORS在建筑密集與電磁波干擾強的區域可能無法直接應用，城市工程測量仍然需要導線控制網的支持。特別是建成區的大型建設工程，控制點布設困難，如有城市基礎導線控制網的支持，將大大提高測量精度和效率，能及時地為規劃管理、監督服務。

目前廣州市中心建成區對于城市基礎導線網重建的迫切需求，“廣州市（中心城區）城市等級導線控制網重建”項目對廣州地區的城市規劃和建設提供有效的測繪基礎保障，其實施也迫在眉睫。

2.導線網的建立

2.1 建立方案

城區導線網分為一級、二級、三級導線網，分批建立，低等級網在高等級網下發展。城市道路網復雜，房屋密集高大，導線網布置成附和導線，用全站儀聯測，其中一級導線網沿著城區主干道路布設，且控制點宜布置在道路交叉口，方便下一級導線網的布設。二、三級導線網沿次要道路布置。其中一級導線的起算點采用全球衛星定位系統GPS建立，布置成樓頂點，方便引測。

2.2 GPS控制網的布設

根據對城區高等級控制點普查情況，四等以上平面控制點保存較好(完好率95%)，但受城市建設的影響，點位幾乎沒有通視方向。為滿足布設等級導線的要求，擬利用我院完成的且實地保存完好的二、三等平面控制點作起算點，適當布設9點四等GPS控制點做起算點的補充。具體設計方案見圖1。

根據任務的要求和作業規范，結合目前的衛星情況和接收機的類型，考慮到地形和交通情況，在精度、可靠性和經濟性的總體原則下，進行優化設計。

GPS網的圖形設計應遵循以下原則：

（1）GPS網應構成盡可能多的閉合環，使平差網組成的閉合環達到最大值，獲得最多的圖形閉合條件，以增加檢核條件，提高網的可靠性。

（2）保證有一定的重復基線，相鄰點間基線向量的精度，應分布均勻。

（3）GPS網點應盡量與原有控制網點相重合，應與原有坐標系中的控制點聯測，并聯測點分布均勻。

（4）GPS網點應設在空曠開闊的地方，為便于利用常規測量方法加密控制測量，每點應有一個以上的通視方向。

2.3 一級導線網建立

（1）以四等GPS控制點作為起始點，布設等級導線控制網。

（2）用四等水準測量的方法，將一級導線點聯測高程。

2.3.1 導線網的布設原則

（1）導線網中，結點與高級點或結點與結點間的導線長度不應大于附合導線規定長度的0.7倍；

（2）當附合導線長度短于規定長度的1/3時，導線的全長閉合差不應大于0.13m；

（3）特殊情況下，導線總長和平均邊長可放寬至表8規定長度的1.5倍，但其全長閉合差不應大于0.26m；

（4）四等及以下各級導線網可布設成多結點無定向導線網，起算點不應少于3個，且應均勻分布；

（5）導線相鄰邊長之比不宜大于1:3；

（6）當附合導線的邊數大于12條邊時，其測角精度應提高一個等級。

3.控制網數據處理

控制網數據處理包括GPS控制網的數據處理、一級導線的數據處理和四等水準數據處理。GPS控制網數據處理采用TBC和同濟大學TGPPS后處理軟件；一級導線數據處理采用自編Excel腳本進行數據整理，后續的平差計算采用院自編軟件-控制網平差軟件；四等水準數據處理采用自編軟件進行格式轉化，后續平差計算采用南方平差易2005。

3.1 GPS數據處理

基線解算采用TBC軟件，剔除粗差后，所有基線均得到固定解，水平精度優于2cm，垂直精度優于5cm，表明野外觀測質量良好。

平差計算采用同濟大學TGPPS后處理軟件，分兩步進行，先在WGS-84坐標系中固定一點的WGS-84坐標進行三維無約束平差，然后在廣州市平面坐標系統中進行約束平差計算。

3.2 一級導線數據處理

一級導線測量的數據采用人工記錄的形式，經內業輸入到EXCEL中，運行自編的EXCEL腳本程序，計算得到2C、豎盤指標差、水平角、垂直角、平距等，方便后續平差計算。如圖5所示。

按照我院平差軟件的格式說明，將附和導線按照要求編寫文件格式，運行軟件平差計算，結果如下表所示。

對導線進行精度分析，結果表明所有導線點最大點位中誤差均優于5cm，方位角閉合差和導線全長相對閉合差都滿足要求，表明所有導線合格。

3.3 四等水準數據處理

本項目采用DINI電子水準儀，數據量大，復雜，根據自編軟件轉換為南方平差易數據格式，方便后續平差。

4.結論

本文主要介紹了廣州市中心城區一級導線的建立過程，重點在于四等GPS控制網的建立和數據處理、一級導線的建立和數據處理、四等水準的觀測和數據處理，對類型的工程項目具有很好的借鑒作用。

[1]朱繼文,李秀海. 邊角權匹配對城市大型導線網平差結果精度影響分析[J].測繪工程,1996.9(3),50-54.

[2]錢志宏. 蘇州吳中相城一級導線和四等水準測量實施與分析[J].工程技術, 2010.2(1),325.

[3] CJJ 8-99.城市測量規范[S].

[4] GB/T12898-2009，國家三、四等水準測量規范[S]．北京：中國標準出版社，2009．

[5]王育堅.Visual C++面向對象編程教程[M].清華大學出版社,2003.

[6]南方平差易說明書.

陳志光（1988-），男，漢族，助理工程師。