Viva固定式基站在“百里風(fēng)區(qū)”的應(yīng)用

新疆華徠測繪儀器有限公司 張以忠

徠卡測量系統(tǒng)貿(mào)易(北京)有限公司 王曉暉

Viva固定式基站在“百里風(fēng)區(qū)”的應(yīng)用

新疆華徠測繪儀器有限公司 張以忠

徠卡測量系統(tǒng)貿(mào)易(北京)有限公司 王曉暉

一、背景概述

蘭新鐵路第二雙線是一條新的鐵路大動脈，它將貫穿我國西北地區(qū)的甘肅、青海、新疆3省區(qū)。蘭新鐵路第二雙線自蘭州西站引出，經(jīng)青海西寧，甘肅張掖、酒泉、嘉峪關(guān)，新疆哈密、吐魯番，引入烏魯木齊站，全長1 776 km，共設(shè)31個車站。這一項目投資估算總額為1 435億元，由鐵道部與新疆、甘肅、青海三省區(qū)共同籌資建設(shè)，設(shè)計時速為200 km/h。蘭州至西寧段、哈密至烏魯木齊段線下預(yù)留提速為250 km/h，建設(shè)工期初步預(yù)期為3年。

中鐵二十一局一公司承建蘭新高鐵達(dá)坂城段，該段位于新疆有名的“百里風(fēng)區(qū)”。據(jù)氣象資料記載，該地區(qū)年平均風(fēng)力4級以上，全年超過8級以上風(fēng)力的天數(shù)為208天左右，平均風(fēng)速5.8 m/s，平均每天超過4級風(fēng)力持續(xù)7 h以上，最高風(fēng)力可達(dá)12級以上。

二、方案分析及推薦

1.分 析

1)該地區(qū)氣候條件極端惡劣，全年適宜施工的時間非常短，能夠滿足測量要求的時間更短，但由于工期緊，任務(wù)重，即使刮著大風(fēng)，施工單位也被迫搶工期、趕進(jìn)度。這種條件下，全站儀幾乎不能使用，測量工作嚴(yán)重滯后。

2)客戶對GPS的使用存在很大顧慮，由于風(fēng)大，基準(zhǔn)站容易被掀翻，重新架設(shè)基準(zhǔn)站誤時誤工，如果基站被風(fēng)吹偏，則會造成流動站測量的數(shù)據(jù)存在偏差。

3)整個標(biāo)段地形雖然不復(fù)雜，但地處戈壁灘，手機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號非常不穩(wěn)定，無法通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行GPS通信。

4)由于達(dá)坂城段全長12.3 km，中鐵二十一局一公司項目部基本上位于工區(qū)正中間，在項目部附近建立一個電臺模式的固定式基站，完全可以覆蓋整個工區(qū)。

2.方案推薦

綜合多方面因素考慮，最后給客戶推薦電臺模式的Viva固定式基站+Viva流動站的模式。這種模式非常適合該區(qū)域的測量工作。首先，基準(zhǔn)站穩(wěn)定，不用擔(dān)心大風(fēng)對儀器的破壞;其次，SATL大電臺作業(yè)范圍完全覆蓋整個施工標(biāo)段，不需要移動基站;再次，不用重復(fù)架設(shè)基準(zhǔn)站，節(jié)省了人力、物力和時間。此外，GS15操作簡單，非常適合測量人員的需要。

三、建設(shè)過程

1.選 點(diǎn)

根據(jù)客戶要求，并經(jīng)過實(shí)地踏勘分析，將基準(zhǔn)站點(diǎn)選擇在客戶項目部院子的墻外，距離墻內(nèi)的工程部大約6 m。這樣選擇既可以有效地減小風(fēng)力，也便于主機(jī)的保存(主機(jī)直接安裝在工程部)。

2.儀器安裝

根據(jù)施工技術(shù)設(shè)計方案，首先進(jìn)行預(yù)埋件的混凝土施工，接著進(jìn)行鋼墩的架設(shè)，最后完成儀器及外接天線的安裝，如圖1所示。

圖1 儀器安裝現(xiàn)場

3.外業(yè)數(shù)據(jù)采集

利用3臺GPS接收機(jī)將新設(shè)置的基站點(diǎn)和已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，以獲取基站點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)。

由于實(shí)測時風(fēng)太大，外業(yè)架設(shè)儀器必須用石頭壓起來，防止三腳架被掀翻，如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場實(shí)測

4.內(nèi)業(yè)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)及外業(yè)檢核

1)將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入內(nèi)業(yè)軟件LGO進(jìn)行處理，通過基線解算，進(jìn)行約束平差，達(dá)到限差要求，最終獲得基站點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)。如圖3、圖4所示。

圖3 網(wǎng)圖

圖4 網(wǎng)平差報告

2)由于客戶已經(jīng)擁有全線所有已知點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，所以不需要再進(jìn)行外業(yè)采集即可完成轉(zhuǎn)換工作?？蛻舻墓芏螕碛袃蓚€高程投影帶，并且高程投影面不同，于是對處于不同投影帶的點(diǎn)位分別進(jìn)行了轉(zhuǎn)換。如圖5所示。

圖5

3)將得到的轉(zhuǎn)換參數(shù)及基站點(diǎn)坐標(biāo)分別導(dǎo)入到流動站和基站中，采用已知點(diǎn)設(shè)站模式，讓基準(zhǔn)站正常工作，然后使用流動站對全線的已知點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地復(fù)測，復(fù)測結(jié)果完全滿足施工需要，如圖6所示。

圖6 成果比較表

四、總 結(jié)

經(jīng)過反復(fù)實(shí)地施工測試，RTK精度完全滿足施工測量放樣要求，達(dá)到了客戶的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

這套解決方案的特點(diǎn)如下:

1)基站架設(shè)穩(wěn)固，不用擔(dān)心由于風(fēng)大對儀器造成的破壞。

2)基站無人值守，無需反復(fù)設(shè)站，既節(jié)省了人力，又提高了外業(yè)效率。

3)作業(yè)距離半徑遠(yuǎn)，完全滿足客戶需要，測量精度符合施工測量標(biāo)準(zhǔn)。

4)GS15操作簡單，簡單了解即可上手，為用戶節(jié)省了培訓(xùn)時間和成本。

5)基站采用強(qiáng)制對中設(shè)備，拆卸組裝方便，便于客戶進(jìn)行多地多模式的測量工作。

該固定式基站的成功建立，不僅實(shí)現(xiàn)了西北地區(qū)在高鐵施工建設(shè)中固定式基站零的突破，同時也展現(xiàn)了Viva在極端惡劣條件下的優(yōu)越性能，更重要的是通過推薦這套解決方案幫助客戶解決了眾多的實(shí)際問題，獲得了客戶的認(rèn)可和好評。

(本專欄由徠卡測量系統(tǒng)和本刊編輯部共同主辦)