樊偉 謝耀春
【摘 要】 本文介紹了柳州市城市快速公交1號線工程施工控制網的建立情況,通過對GPS網、精密導線的分析,主要精度指標都滿足規(guī)范要求,并利用柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(LZCORS)檢核控制點成果,該成果可以作為1號線施工控制網。
【關鍵詞】 GPS ?精密導線 ?精度分析
1 引言
柳州市城市快速公交(BRT)1號線線路全長32.5KM。為了滿足工程施工需要,2012年布測了BRT工程1號線施工控制網,其中在火車站至文昌橋段、桂中大道全段及會展中心至雒容鎮(zhèn)段,利用保留完好的原有一級導線點28個。其余路段,采用E級GPS控制網測量,共計19個。在不合適做GPS網路段,選用二級導線作為補充,共計18個。E級GPS點、二級導線點均采用四等水準測量,共計21KM。
為了評估原有一級導線點、新增E級GPS點、新增二級導線點的穩(wěn)定性可行性,利用柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(LZCORS)檢核所有控制點成果。
2 E級GPS平面控制測量及精度分析
以現有的三等GPS點蘭家村、雞公山、D級G0542為起算點,16個待定點,布設成帶狀E級GPS網,選點時聯測了二處現有的一級導線點點位,以作檢核。E級GPS點選埋符合如下要求:
(1)一對控制點間必須確保通視,3個以上控制點兩兩通視;
(2)控制點選在利于長期保存、使用方便、施工影響范圍以外的地方;
(3)控制點附近無大面積水域,與無線電發(fā)射裝置間距大于200米,與高壓輸電線間距大于50米。
GPS控制網示意圖如圖1所示。
外業(yè)數據采集,采用國產南方測繪儀器公司的的北斗星9600型GPS接收,采用靜態(tài)測量模式同步觀測,觀測時段大于60分鐘,同步接收衛(wèi)星5~8顆,衛(wèi)星高度角大于15°,數據采樣間隔15s,空間位置精度因子(PDOP)≤6。
內業(yè)數據處理,采用南方GPS隨機配送的基線解算及網平差軟件計算,按E級精度要求進行解算。并對解算后的同步環(huán)、異步環(huán)、重復基線、三維無約束平差、二維約束平差,作精度統(tǒng)計,如下:
(1)同步環(huán)64個、異步環(huán)45個。的最大值為48.391mm(限差83.816),的最大值為49.836mm(限差86.319),的最大值為52.671mm(限差91.229)。滿足規(guī)范要求。
(2)重復基線共8條,最大基線較差14mm(限差35.937)。
(3)在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差。三維基線向量改正數中,最大為-3.093(限差31.491),最大為4.443(限差36.955),最大為-6.893(限差35.285)。
(4)二維約束平差采用三等GPS點蘭家村、雞公山、D級G0542作為起算,進行平差。二維約束平差改正數與三維無約束平差改正數的較差d最大為3.511(限差24.636),d最大為-4.539(限差26.778)。
(5)GPS控制網最弱邊G1050-G1051相對中誤差為1/119525,遠小于技術要求1/40000。平面控制網精度良好,滿足規(guī)范要求。
GPS測量成果檢核,使用全站儀測邊檢核:共觀測邊長8條,最大差值為-0.014m;使用全站儀測角檢核,共設4站觀測水平方向,最大差值為-9″;控制網中二處GPS點成果與現有的一級導線點成果對比表(如表1)。
從檢核結果上,GPS平面控制網精度良好,完全滿足技術規(guī)范要求。
3 二級導線控制測量及精度分析
采用單導線形式施測兩條二級導線,使用1臺DJ2型II級全站儀,按照工程測量規(guī)范中“一級”技術要求實施,只觀測水平角。
外業(yè)觀測,采用方向觀測法2測回測定,邊長往返觀測,并記錄溫度氣壓。一測回內2C較差小于9”;兩測回較差6”。方位角閉合差小于±10√n。
導線平差使用清華山維軟件進行嚴密平差。導線一閉和差為0.7mm,最大點位誤差±11.55mm,最弱邊相對精度為1/38300;導線二閉和差為0.9mm,最大點位誤差±15.03mm,最弱邊相對精度為1/86500。兩條導線精度良好,滿足規(guī)范要求。
4 E級GPS控制點、二級導線點高程測量
全網有3個三等水準點,形成1個結點,聯測所有E級GPS點,2條附和導線點,采用四等水準測量,共計21KM。水準觀測使用TrimbleDini0.3電子水準儀,標尺用配套的3m銦瓦尺。作業(yè)前儀器經過國家法定檢定部門檢定在有效期內。
高程控制網采用國標四等水準測量的技術要求執(zhí)行。觀測采用中絲讀數法,按“后、前、前、后”的觀測順序進行觀測,視線高度及測站的觀測限差均按規(guī)范進行,電子水準儀自動識別讀取并存儲標尺讀數。
水準網采用清華山維軟件進行嚴密平差計算,單位權中誤差為±0.9mm/km,最弱點點位中誤差為±1.8mm。高程精度滿足規(guī)范要求。
5 利用柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(LZCORS)檢核控制點成果
由于線路中部分利用了已有的控制點,部分重新施測了控制網,為了檢核整條線路控制的內符合精度,我們利用了柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(LZCORS)來進行外業(yè)控制點檢核工作。我們在整條線路中對所有已有的控制點,部分抽檢E級GPS點、二級導線點,共計40個點位(約占所有控制點的62%)。
平面控制精度統(tǒng)計:點位較差小于10mm的有29個,大于10mm小于20mm的有11個。坐標較差均滿足設計要求。
高程控制精度統(tǒng)計:高程較差最大值為21mm,平均差值為13mm,符合限差要求。
控制點成果與LZCORS系統(tǒng)采集成果的差值均小于5cm,控制點精度及點間精度均十分良好,可做為一套整體的控制成果使用。
6 結語
隨著各地交通工程的建設,越來越多的工程控制網需要建立。如能結合原有的控制點并對其進行精度和穩(wěn)定性檢核后加以利用,將大大較小了工程量。
通過本次控制網的施測,在GPS控制網方面有兩點體會:
(1)在城市交通工程中,GSP控制網的通視邊長相對較短。因此,在選點時避免出現超短邊。
(2)起算點數據對控制網成果精度影響大,約束平差時對整網精度尤為重要,因此多準備些起算控制點,以備選擇。
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