S213公路改建工程基礎控制測量

楊勤銳

【摘 ?要】公路在保障經濟生活生產和建設良好生活環境中的作用也越來越重要，開展公路改建工程是提高公路狀況的根本措施，有效的推動了經濟的發展。

控制測量中GPS定位技術迅速應用到工程測量的各個領域，能快速而準確的完成測量任務。本文重點講述了GPS技術在以S213公路改建工程為例，根據測量任務書和技術規范要求，對整個測區合理選取GPS控制點和水準點并布設GPS-E級控制網。通過外業觀測得的數據和已有的高等級的控制點提出了兩套套網平差方案，再通過數據處理軟件得到各個方案的精度指標，選取精度最高的網平差方案得到各GPS控制點的坐標，從而完成施工平面控制網的布設，便于高效的進入下一步的測量工作。

【關鍵詞】GPS技術;公路改建;控制網;網平差

1.S213公路改建控制測量的實施

1.1測區概況

S213宜黃棠陰至徐蘭段、南城徐蘭至里塔段需要改建的公路全長約為34.340km，地理位置位于東經116°18′至116°32′之間，北緯27°21′至27°28′之間，通視良好，測區全段手機移動信號良好。平面坐標系統采用的是CGCS 2000國家大地坐標系，坐標投影帶中央子午線為東經117°。

1.2作業依據

[1] 《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/T18314-2009）;

[2] 《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》（CHT2009-2010）。

[3] 《衛星定位城市測量技術規范》（CJJ/T 73-2010）;

2. S213公路改建GPS數據處理與建網方案

2.1數據處理方案

（1）控制網平差方案。本次公路改建工程施工平面控制網共19個控制點，四個已知點分別為V328，V592，A080，V401。通過已有數據提出2套平差方案，即①以V328，V592，A080，V401為起算數據，先對I030，I060進行首級平差解算，然后再以V328，V592，A080，V401，I030，I060作為起算數據，進行加密平差解算。②以V328，V592，A080，V401為起算數據，對所有控制點直接進行平差解算。已知高等級控制點的坐標，如：表2-1。

（2）GPS靜態控制網觀測數據采集。GPS靜態控制網野外數據采集采用六臺精密測量型南方靈銳S86T GPS接收機以靜態模式同步進行野外數據采集。GPS靜態網由6臺GPS接收機觀測4個時段、5臺GPS接收機觀測3個時段，每個時段觀測60min，共觀測基線80條，完全獨立基線28條。全網由19個控制點（包括4個已知點V328，V592， A080，V401）組成。共有有效觀測文件34個，平均重復設站數1.79

2.2處理過程

（1）新建項目;（2）增加觀測數據文件;（3）輸入已知點坐標;（4）基線解算設置;（5）基線解算;（6）平差參數設置;（7）網平差計算。

2.3靜態網布設兩種平差方案及其數據處理比較

（1）坐標系統名稱： 2000國家大地坐標系;

（2）基準參數：①橢球長半徑：6378140.000000，②橢球扁率：1/298.257;

（3）控制等級：E級;

（4）投影參數：①投影比率：M0=1.00000000，②投影高：H=0.00000000。③投影面的平均緯度：Bm=0，④原點緯度：B0=0：00：00.00N。 ⑤中央子午線：L0=117：00：00.00E，⑥北向加常數：N0=0.0000。 ⑦東向加常數：E0=500000.0000

（1）靜態網布設方案一及其數據處理。

①靜態網的布設。靜態GPS網型狀為狹長的帶狀延伸型，采用邊連式布設成由大地四邊形相連的環形網，按照委托方提供的線路走向選點，每隔3-5km布設一靜態采集點，最后綜合實地情況一共選擇19個點布設靜態GPS網（含4個高等級已知點），分別為I003，I011，I022，I030，V328，V592，I032，I040，I044，I060，A080，V401，I052，I067，I068，I069，I070，I080，I090。由于國家控制點相隔較遠且布設不均勻，故先選擇I030、I060作為首級控制點，進行平差解算，再用平差后I030、I060的值作為已知點帶的網中進行靜態加密控制測量。首級控制網如圖2-1，加密控制網如圖2-2。

②控制點的質量檢查。本次測量對已有一級控制點的檢測平面較差最大值為4.9㎝，;控制點平面收斂精度最大值為1.3cm，平面互差≤5.0cm，可作為本次測量的平面控制成果。

在網平差成果中，各項指標都滿足E級平面控制網技術要求。其中最強邊、最弱邊，最強點、最弱點的情況如下表2-2，表2-3：

（2）靜態網布設方案二及其數據處理。

①靜態網的布設。靜態GPS網型狀為狹長的帶狀延伸型，采用邊連式布設成由大地四邊形相連的環形網，按照委托方提供的線路走向選點，每隔3-5km布設一靜態采集點，最后綜合實地情況一共選擇19個點布設靜態GPS網（含4個高等級已知點），分別I003，I011，I022，I030，V328，V592，I032，I040，I044，I060，A080，V401，I052，I067，I068，I069，I070，I080，I090。用A080，V328，V401，V592國家高等級已知點進行靜態控制測量。方案二建網的方案如圖2-3。

②控制點的質量檢查。本次測量對已有一級控制點的檢測平面較差最大值為4.9㎝，;控制點平面收斂精度最大值為1.3cm，平面互差≤5.0cm，可作為本次測量的平面控制成果。

在網平差成果中，各項指標都滿足E級平面控制網技術要求。其中最強邊、最弱邊，最強點、最弱點的情況如下表2-4和表2-5：

2.4靜態網布設及其數據處理的兩種方案結果對比

E級平面施工控制網的精度衡量指標有兩個，一是最弱邊相對中誤差要小于1/45000，二是點的點位中誤差。經這兩項比較得出，第一種方案較好，第二種方案較差。說明第一種方案平差所得到的控制點的精度良好，穩定，可靠。與此同時，還說明了起算數據的分布情況會直接影響網的平差精度，越均勻，精度越好。

本文是講述S213公路改建工程基礎控制測量的實施，通過從控制網的設計到實施，再到數據處理與分析，完成了這個課題，得到以下總結：

靜態網布設方案一，其在進行網平差時合理利用了已知的起算數據，所選的已知點要能夠控制整個網，保證網平差精度。由于網型過長且成帶狀分布，要保證網型的穩定和可靠性，先選取兩個未知點I030、I060做首級控制點，再用首級控制點和國家高等級已知點進行靜態加密控制測量，提高測量精度。其中最強邊相對誤差為1：56890035，最弱邊相對誤差為1：43051，最強點點位精度為2.4037（mm），最弱點點位精度為4.5671（mm），數據分布均勻度好，平差精度高。

靜態網布設方案二，其直接代入已有的已知數據，由于數據分布過長且成帶狀分布，已有控制點在線路的兩端不能合理控制整個網型，使得已知控制點控制范圍大，異步環、同步環總環長變長，基線邊長變長讓，雖然處理結果過符合規范和平差的限差要求，但增加了最弱邊相對中誤差和點位中誤差，降低了平差后的坐標和點位精度。最強邊相對誤差為1：1405618，最弱邊相對誤差1：25442，最強點點位精度2.2887（mm），最弱點點位精度32.1761（mm），數據分布均勻度差，平差精度低。

所以由平差成果看出，各項指標都滿足E級網的技術要求，說明了本次公路改建工程施工平面控制網布設方法可行，其成果可以作為后繼各項測繪工作的基礎。通過對比方案一的平差精度最高、質量最好，所以將其平差解算成果作為最終成果。

3.結語

GPS靜態采集的點的坐標數據，將采集來的數據導入GNSS數據處理軟件，由于所測的點都分布在道路的兩側并成帶狀分布，開始直接導入采集來的數據，輸入已知控制點坐標進行建網平差計算的話，得到的網型不穩定，數據偏差過大，影響數據的準確性。后來換了一種方式建網，先在要求的點位中挑選兩個分布在網型中心樞紐位置的點，與已知高等級控制點進行首級控制網建設，算出這兩點的坐標數據，在將這兩個點當成控制點一起代入網型中進行加密網平差計算，提高了網型的穩定性，降低了誤差，以保證平差結果的準確性，解決了建網平差的問題。

參考文獻

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