校園測量控制網(wǎng)建設(shè)實(shí)例研究

汪耀武

（咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北咸寧437100）

校園測量控制網(wǎng)建設(shè)實(shí)例研究

汪耀武

（咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北咸寧437100）

以咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園測量控制網(wǎng)建設(shè)為例，介紹了校園控制網(wǎng)建設(shè)的目的、過程和意義，重點(diǎn)研究了如何運(yùn)用GPS、全站儀等測量儀器來建設(shè)一個(gè)與咸寧市測量控制網(wǎng)相銜接的校園測量控制網(wǎng)。

校園；測量控制網(wǎng)；建設(shè)

隨著2012年咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系工程測量技術(shù)專業(yè)的開設(shè)，以及工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)的深入開展，原有校園測量控制網(wǎng)無論在精度還是布局方面，都越來越不能滿足教學(xué)的需要。測量技術(shù)的快速發(fā)展和新型測量儀器的不斷涌現(xiàn)，也為新的校園測量控制網(wǎng)建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)[1]。在測量控制網(wǎng)建設(shè)過程中，讓工程測量技術(shù)專業(yè)學(xué)生全程參與，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的工作任務(wù)中學(xué)習(xí)，并進(jìn)行考核評價(jià)。

一、建設(shè)目的

咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系開設(shè)有工程測量技術(shù)、建筑工程技術(shù)、工程造價(jià)、建筑工程管理等專業(yè)，這些專業(yè)群的建設(shè)都離不開測量，只是側(cè)重點(diǎn)不一樣而已，特別是工程測量技術(shù)專業(yè)，控制測量、導(dǎo)線測量、地形圖測繪等實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)，都需要高精度的測量控制網(wǎng)。在新的校園測量控制網(wǎng)規(guī)劃過程中，考慮到專業(yè)群建設(shè)的不同需要，擬運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)測量技術(shù)，設(shè)計(jì)三級測量控制點(diǎn)覆蓋整個(gè)校園，以滿足不同專業(yè)不同層次的教學(xué)實(shí)訓(xùn)需要，并為學(xué)校今后的基礎(chǔ)建設(shè)提供參考依據(jù)。

二、測區(qū)概況

學(xué)院占地面積1086畝，環(huán)境優(yōu)美，丘陵地形，高差變化大，地形較為復(fù)雜。由于在前期校園測量控制網(wǎng)建設(shè)過程中，已經(jīng)利用GPS靜態(tài)測量，把咸寧市的測量控制網(wǎng)引進(jìn)校園，建立了兩個(gè)永久的測量控制點(diǎn)，并在這兩個(gè)控制點(diǎn)基礎(chǔ)上建設(shè)了控制網(wǎng)；但前期所建設(shè)的控制網(wǎng)由于存在精度較低、分布不合理，加之校區(qū)擴(kuò)建和改造，很多控制點(diǎn)都已經(jīng)被破壞等問題，故新的校園控制網(wǎng)的建設(shè)是在此前兩個(gè)測量控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重新規(guī)劃設(shè)計(jì)。

三、建設(shè)過程

（一）總體部署

測量控制網(wǎng)的布設(shè)需要因地制宜，既要利于布點(diǎn)，易于測量，還要便于教學(xué)[2]。校園測量控制網(wǎng)的重新建設(shè)，本身就是一個(gè)很好的任務(wù)載體，可以實(shí)施實(shí)地項(xiàng)目教學(xué)。借助于GPS、全站儀等測量工具，把咸寧市的平面和高程控制網(wǎng)引進(jìn)校園，建立與咸寧市測量控制網(wǎng)相銜接的精度相對較高的測量控制網(wǎng)?？紤]到校園面積較大、地形復(fù)雜，基于引進(jìn)的咸寧市測量控制點(diǎn)，在全校范圍內(nèi)共設(shè)置了25個(gè)二級測量控制點(diǎn)，組成一個(gè)閉合導(dǎo)線，另設(shè)15個(gè)三級測量控制點(diǎn)，作為加密控制點(diǎn)。新的校園測量控制網(wǎng)就由42個(gè)測量控制點(diǎn)組成，控制整個(gè)校園，為土木工程系各專業(yè)的測量實(shí)訓(xùn)提供必要的條件。結(jié)合《GPS測量技術(shù)》、《數(shù)字測圖技術(shù)》、《控制測量》等專業(yè)課程，工程測量技術(shù)專業(yè)學(xué)生全程參與建設(shè)過程，為便于對比，學(xué)生分成六個(gè)小組獨(dú)立完成建設(shè)項(xiàng)目分解的每一個(gè)真實(shí)任務(wù)，教師全程進(jìn)行指導(dǎo)和考核評價(jià)，作為專業(yè)課程實(shí)訓(xùn)成績。

（二）場地布置

引進(jìn)的兩個(gè)控制點(diǎn)分別位于A字橋上和丹楓食堂附近，在這兩個(gè)已知點(diǎn)的基礎(chǔ)上，沿學(xué)院主要道路布設(shè)25個(gè)二級控制點(diǎn)，形成一個(gè)閉合導(dǎo)線，另設(shè)15個(gè)三級控制點(diǎn)，作為加密控制點(diǎn)，用于碎部測量。所有控制點(diǎn)都在混凝土地面上使用現(xiàn)澆混凝土標(biāo)樁，中心為鋼釘，并依次編號。

測量控制點(diǎn)的選擇應(yīng)保證相鄰點(diǎn)位通視良好，間距不能超過300米，以便于進(jìn)行導(dǎo)線測量?？刂泣c(diǎn)位應(yīng)選擇靠近路側(cè)，不易遭受破壞，不能影響交通，應(yīng)便于安置儀器[3]。各導(dǎo)線邊長應(yīng)大致相等，控制點(diǎn)要有足夠的密度，分布合理均勻，能控制整個(gè)校園。

（三）控制網(wǎng)施測

首級控制點(diǎn)根據(jù)咸寧市測量控制點(diǎn)進(jìn)行引測，平面坐標(biāo)使用靜態(tài)GPS一級精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量：各邊長平均距離1KM，相鄰點(diǎn)最小距離應(yīng)為平均距離的1/2-1/3；最大距離應(yīng)為平均距離的2-3倍；最弱邊相對中誤差在1/20000以內(nèi)。

高程測量使用DS1數(shù)字水準(zhǔn)儀按二等水準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施測：使用因瓦尺視距≤50m，前后視距差≤1.0m，任一測站上前后視距累積差≤3.0m。

二級控制點(diǎn)平面坐標(biāo)使用全站儀按一、二級導(dǎo)線精度要求進(jìn)行邊、角觀測，平均邊長200-300m，測距中誤差≤±15mm，測角中誤差≤±8″，測距相對中誤差≤1/14000。高程坐標(biāo)測量使用DS1數(shù)字水準(zhǔn)儀按四等水準(zhǔn)精度要求進(jìn)行施測，使用因瓦尺視距≤100m，前后視距差≤5.0m，任一測站前后視距累積差≤10.0m[4]。

三級控制點(diǎn)點(diǎn)位比較集中而且間距較短，精度要求并不是很高，只要滿足碎部測量要求即可。因此，三級控制點(diǎn)平面坐標(biāo)全部采用全站儀數(shù)據(jù)采集方法直接進(jìn)行引測，但要求盤左盤右觀測得到的X和Y值限差不超過5mm。使用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程引測，閉合差≤±30mm。

（四）內(nèi)業(yè)計(jì)算

使用測量平差軟件對二級控制點(diǎn)測量成果數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理，以提高精度。要求方位角閉合差≤16，導(dǎo)線全長相對閉合差≤1/10000；高程閉合差≤± 20[5]。三級控制點(diǎn)精度要求不高，其平面和高程坐標(biāo)按簡易平差方法進(jìn)行處理即可。根據(jù)各組內(nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果，選定閉合差最小的一組作為最終成果數(shù)據(jù)。

（五）成果整理

將最終成果數(shù)據(jù)粘貼至CASS軟件，編輯后得到一份精度較高的校園控制網(wǎng)電子圖，并運(yùn)用EXCEL軟件整理出一份包括控制點(diǎn)名稱、坐標(biāo)和高程的成果表。

四、效果意義

（一）項(xiàng)目體現(xiàn)了小區(qū)域的特色優(yōu)勢

重新規(guī)劃建設(shè)的測量控制網(wǎng)，通過合理布設(shè)測量控制點(diǎn)，使其分布密度和點(diǎn)位形式最優(yōu)化；通過分級建設(shè)，可以滿足不同專業(yè)不同層次學(xué)生實(shí)訓(xùn)需要。采用GPS、數(shù)字水準(zhǔn)儀、全站儀等先進(jìn)的測量技術(shù)，建設(shè)一個(gè)高水平的校園測量控制網(wǎng)，一級控制網(wǎng)與咸寧市測量控制網(wǎng)相銜接，所以也可以用于科研與社會服務(wù)，并能夠?yàn)橐院笮@的改建和擴(kuò)建提供數(shù)據(jù)資料。根據(jù)建成的測量控制網(wǎng)，土木工程系師生共同完成了整個(gè)校園的地形圖測繪工作，培養(yǎng)學(xué)生的同時(shí)也為學(xué)院的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。

（二）取得的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1.控制點(diǎn)位的選擇應(yīng)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求，并有利于運(yùn)用其他測量手段進(jìn)行擴(kuò)展與聯(lián)測，并且至少應(yīng)有1個(gè)以上的通視方向；點(diǎn)位選擇在穩(wěn)定堅(jiān)固易于長期保存并且視野開闊的地方。利用GPS進(jìn)行測量時(shí)被測衛(wèi)星的地平高度角應(yīng)大于15°，要遠(yuǎn)離高壓線及大功率無線電發(fā)射源，以免施測時(shí)受到干擾。

2.運(yùn)用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程引測時(shí)，每測段的往測和返測的測站數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時(shí)，兩根標(biāo)尺應(yīng)互換位置。

3.測距邊的長度宜保持在各等級控制網(wǎng)平均邊長（1±30%）的范圍，并考慮儀器的最佳測程。

[1]王宏俊，董麗君.建筑工程測量[M].南京：東南大學(xué)出版社，2010.

[2]中國技術(shù)監(jiān)督局.工程測量規(guī)范（GB50026-93）[S].北京：中國計(jì)劃出版社，1993.

[3]李巨棟，甘翔云.校園測量控制網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃與實(shí)施[J].大眾科技，2009（8）：98-99.

[4]劉經(jīng)南，劉暉.連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)—城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2003（3）：259-264.

[5]劉暉.深圳市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)的建立與試驗(yàn)[J].測繪通報(bào)，2003（9）：33-36.

（責(zé)任編輯 倪玲玲）

P221

A

：1671-9123（2014）01-0053-02

2014－01－05

咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013年度院級科研課題（2013yjb001）

汪耀武（1982-），男，湖北咸寧人，咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。