柳州市城市快速公交（BRT）1號(hào)線工程控制網(wǎng)的建立

樊偉 謝耀春

（柳州市勘察測(cè)繪研究院，廣西柳州 545006）

柳州市城市快速公交（BRT）1號(hào)線工程控制網(wǎng)的建立

樊偉 謝耀春

（柳州市勘察測(cè)繪研究院，廣西柳州 545006）

本文介紹了柳州市城市快速公交1號(hào)線工程施工控制網(wǎng)的建立情況，通過(guò)對(duì)GPS網(wǎng)、精密導(dǎo)線的分析，主要精度指標(biāo)都滿足規(guī)范要求，并利用柳州市連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（LZCORS）檢核控制點(diǎn)成果，該成果可以作為1號(hào)線施工控制網(wǎng)。

GPS 精密導(dǎo)線 精度分析

1 引言

柳州市城市快速公交（BRT）1號(hào)線線路全長(zhǎng)32.5KM。為了滿足工程施工需要，2012年布測(cè)了BRT工程1號(hào)線施工控制網(wǎng)，其中在火車(chē)站至文昌橋段、桂中大道全段及會(huì)展中心至雒容鎮(zhèn)段，利用保留完好的原有一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)28個(gè)。其余路段，采用E級(jí)GPS控制網(wǎng)測(cè)量，共計(jì)19個(gè)。在不合適做GPS網(wǎng)路段，選用二級(jí)導(dǎo)線作為補(bǔ)充，共計(jì)18個(gè)。E級(jí)GPS點(diǎn)、二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)均采用四等水準(zhǔn)測(cè)量，共計(jì)21KM。

為了評(píng)估原有一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)、新增E級(jí)GPS點(diǎn)、新增二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)的穩(wěn)定性可行性，利用柳州市連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（LZCORS）檢核所有控制點(diǎn)成果。

2 E級(jí)GPS平面控制測(cè)量及精度分析

以現(xiàn)有的三等GPS點(diǎn)蘭家村、雞公山、D級(jí)G0542為起算點(diǎn)，16個(gè)待定點(diǎn)，布設(shè)成帶狀E級(jí)GPS網(wǎng)，選點(diǎn)時(shí)聯(lián)測(cè)了二處現(xiàn)有的一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)位，以作檢核。E級(jí)GPS點(diǎn)選埋符合如下要求：

（1）一對(duì)控制點(diǎn)間必須確保通視，3個(gè)以上控制點(diǎn)兩兩通視；（2）控制點(diǎn)選在利于長(zhǎng)期保存、使用方便、施工影響范圍以外的地方；

（3）控制點(diǎn)附近無(wú)大面積水域，與無(wú)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(wǎng)示意圖如圖1所示。

外業(yè)數(shù)據(jù)采集，采用國(guó)產(chǎn)南方測(cè)繪儀器公司的的北斗星9600型GPS接收，采用靜態(tài)測(cè)量模式同步觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)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(shù)據(jù)采樣間隔15s，空間位置精度因子（PDOP）≤6。

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，采用南方GPS隨機(jī)配送的基線解算及網(wǎng)平差軟件計(jì)算，按E級(jí)精度要求進(jìn)行解算。并對(duì)解算后的同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)基線、三維無(wú)約束平差、二維約束平差，作精度統(tǒng)計(jì)，如下：

（1）同步環(huán)64個(gè)、異步環(huán)45個(gè)。XW 的最大值為48.391mm（限差83.816），Wy的最大值為49.836mm（限差86.319），Wz的最大值為52.671mm（限差91.229）。滿足規(guī)范要求。

（2）重復(fù)基線共8條，最大基線較差14mm（限差35.937）。

（3）在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無(wú)約束平差。三維基線向量改正數(shù)中，XV△最大為-3.093（限差31.491），△YV最大為4.443（限差36.955），△ZV最大為-6.893（限差35.285）。

（4）二維約束平差采用三等GPS點(diǎn)蘭家村、雞公山、D級(jí)G0542作為起算，進(jìn)行平差。二維約束平差改正數(shù)與三維無(wú)約束平差改正數(shù)的較差dXV△最大為3.511（限差24.636），d△YV最大為-4.539（限差26.778）。

（5）GPS控制網(wǎng)最弱邊G1050-G1051相對(duì)中誤差為1/119525，遠(yuǎn)小于技術(shù)要求1/40000。平面控制網(wǎng)精度良好，滿足規(guī)范要求。

GPS測(cè)量成果檢核，使用全站儀測(cè)邊檢核：共觀測(cè)邊長(zhǎng)8條，最大差值為-0.014m；使用全站儀測(cè)角檢核，共設(shè)4站觀測(cè)水平方向，最大差值為-9″；控制網(wǎng)中二處GPS點(diǎn)成果與現(xiàn)有的一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)成果對(duì)比表（如表1）。

從檢核結(jié)果上，GPS平面控制網(wǎng)精度良好，完全滿足技術(shù)規(guī)范要求。

3 二級(jí)導(dǎo)線控制測(cè)量及精度分析

圖1 （BRT）1號(hào)線GPS控制網(wǎng)示意圖

表1

采用單導(dǎo)線形式施測(cè)兩條二級(jí)導(dǎo)線，使用1臺(tái)DJ2型II級(jí)全站儀，按照工程測(cè)量規(guī)范中“一級(jí)”技術(shù)要求實(shí)施，只觀測(cè)水平角。

外業(yè)觀測(cè)，采用方向觀測(cè)法2測(cè)回測(cè)定，邊長(zhǎng)往返觀測(cè)，并記錄溫度氣壓。一測(cè)回內(nèi)2C較差小于9”；兩測(cè)回較差6”。方位角閉合差小于±10√n。

導(dǎo)線平差使用清華山維軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差。導(dǎo)線一閉和差為0.7mm，最大點(diǎn)位誤差±11.55mm，最弱邊相對(duì)精度為1/38300；導(dǎo)線二閉和差為0.9mm，最大點(diǎn)位誤差±15.03mm，最弱邊相對(duì)精度為1/86500。兩條導(dǎo)線精度良好，滿足規(guī)范要求。

4 E級(jí)GPS控制點(diǎn)、二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)高程測(cè)量

全網(wǎng)有3個(gè)三等水準(zhǔn)點(diǎn)，形成1個(gè)結(jié)點(diǎn)，聯(lián)測(cè)所有E級(jí)GPS點(diǎn)，2條附和導(dǎo)線點(diǎn)，采用四等水準(zhǔn)測(cè)量，共計(jì)2 1 K M。水準(zhǔn)觀測(cè)使用TrimbleDini0.3電子水準(zhǔn)儀，標(biāo)尺用配套的3m銦瓦尺。作業(yè)前儀器經(jīng)過(guò)國(guó)家法定檢定部門(mén)檢定在有效期內(nèi)。

高程控制網(wǎng)采用國(guó)標(biāo)四等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求執(zhí)行。觀測(cè)采用中絲讀數(shù)法，按“后、前、前、后”的觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè)，視線高度及測(cè)站的觀測(cè)限差均按規(guī)范進(jìn)行，電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)識(shí)別讀取并存儲(chǔ)標(biāo)尺讀數(shù)。

水準(zhǔn)網(wǎng)采用清華山維軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差計(jì)算，單位權(quán)中誤差為±0.9mm/km，最弱點(diǎn)點(diǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（LZCORS）檢核控制點(diǎn)成果

由于線路中部分利用了已有的控制點(diǎn)，部分重新施測(cè)了控制網(wǎng)，為了檢核整條線路控制的內(nèi)符合精度，我們利用了柳州市連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（LZCORS）來(lái)進(jìn)行外業(yè)控制點(diǎn)檢核工作。我們?cè)谡麠l線路中對(duì)所有已有的控制點(diǎn)，部分抽檢E級(jí)GPS點(diǎn)、二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)，共計(jì)40個(gè)點(diǎn)位（約占所有控制點(diǎn)的62%）。

平面控制精度統(tǒng)計(jì)：點(diǎn)位較差小于10mm的有29個(gè)，大于10mm小于20mm的有11個(gè)。坐標(biāo)較差均滿足設(shè)計(jì)要求。

高程控制精度統(tǒng)計(jì)：高程較差最大值為21mm，平均差值為13mm，符合限差要求。

控制點(diǎn)成果與LZCORS系統(tǒng)采集成果的差值均小于5cm，控制點(diǎn)精度及點(diǎn)間精度均十分良好，可做為一套整體的控制成果使用。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著各地交通工程的建設(shè)，越來(lái)越多的工程控制網(wǎng)需要建立。如能結(jié)合原有的控制點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)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(guò)本次控制網(wǎng)的施測(cè)，在GPS控制網(wǎng)方面有兩點(diǎn)體會(huì)：

（1）在城市交通工程中，GSP控制網(wǎng)的通視邊長(zhǎng)相對(duì)較短。因此，在選點(diǎn)時(shí)避免出現(xiàn)超短邊。

（2）起算點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)控制網(wǎng)成果精度影響大，約束平差時(shí)對(duì)整網(wǎng)精度尤為重要，因此多準(zhǔn)備些起算控制點(diǎn)，以備選擇。

［1］黃北新，付先國(guó).合肥市軌道交通3號(hào)線GPS控制網(wǎng)建立［J］.城市勘測(cè)，2010（4）：97～99.

［2］王曉芳，唐青松.成都地鐵三號(hào)線控制網(wǎng)的布設(shè)［J］.城市勘測(cè)，2014 （3）：103～106.

［3］吳浩，楊劍，黎華.GPS原理及工程安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用［M］.

［4］CJJ/T8-2011.城市測(cè)量規(guī)范.

［5］GJJ/T73-2010.衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范.

樊偉（1981—），男，本科，工程師，柳州市勘察測(cè)繪研究院，長(zhǎng)期從事城市工程測(cè)量工作。