校園控制網(wǎng)的建立

馬普軍+劉新芳+楊長德

摘 要：校園網(wǎng)是為學(xué)校師生提供教學(xué)、科研和綜合信息服務(wù)的寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)應(yīng)為學(xué)校教學(xué)、科研提供先進(jìn)的信息化教學(xué)環(huán)境。本文通過具體的校園控制網(wǎng)建立的項目，介紹了校園控制網(wǎng)建立的基本步驟和關(guān)鍵技術(shù)，利用學(xué)?，F(xiàn)有的先進(jìn)儀器建立校園基本控制網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：校園控制網(wǎng)；GPS；二等水準(zhǔn)

中圖分類號：G717 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、建立目的

新疆工程學(xué)院新校區(qū)自2011年啟用以來，招生規(guī)模不斷擴大，測量實習(xí)相對集中，因此需要大量控制點來進(jìn)行實習(xí)。但是學(xué)院在建設(shè)期間所建立的控制網(wǎng)只是為建設(shè)新校區(qū)服務(wù)，僅僅建立了不多的幾個GPS控制點，僅能夠滿足新校區(qū)工程建設(shè)的需要。對于目前學(xué)校集中且龐大的實習(xí)規(guī)模而言，原有的測量控制網(wǎng)無論從數(shù)量上、目的上、精度上還是使用的方便程度上，都難以滿足學(xué)生的實習(xí)要求。

二、設(shè)計

建立的新校區(qū)測量控制網(wǎng)要滿足以下要求：便于教學(xué)，避開干擾，利于布點，易于測量，易于保存，服務(wù)于生產(chǎn)。借助學(xué)?，F(xiàn)有的測量儀器 GPS、全站儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀等先進(jìn)測繪儀器，把國家平面控制網(wǎng)和國家高程控制網(wǎng)引進(jìn)校園，為測量實習(xí)實訓(xùn)提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)條件，為教育教學(xué)改革提供實驗基地，也為校園后期各項工程建設(shè)、施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和服務(wù)。

新校區(qū)占地面積約113萬平方米， 位于開發(fā)區(qū)艾丁湖路，新校區(qū)中間低，四周高，呈盆地形態(tài)，已建成教學(xué)樓、實驗綜合樓、圖書館、實習(xí)工廠、運動場、學(xué)生宿舍、食堂等，是測量實訓(xùn)實習(xí)的主要場所。

首級控制網(wǎng)由六個 GPS點組成，分布于學(xué)校四周的山坡地帶，受日常生活及生產(chǎn)的影響很小，利于保存，并且周圍空曠，利于進(jìn)行聯(lián)測；GPS點由水泥澆筑而成，基礎(chǔ)穩(wěn)固，使用壽命長；選擇的GPS點位周圍也沒有大功率無線點發(fā)射源，并遠(yuǎn)離避開穿過學(xué)校的一條高壓輸電線，其距離大于100m。圍繞新校區(qū)的主環(huán)路建立基本控制網(wǎng)，在教學(xué)樓、圖書館、實驗樓、實習(xí)工廠學(xué)生宿舍和大門口等主要建筑物附近總共設(shè)立了22個控制點，然后與首級控制網(wǎng)的六個GPS點聯(lián)測。

三、觀測及數(shù)據(jù)處理

1.首級GPS點觀測及數(shù)據(jù)處理

（1）首級GPS點觀測。首級GPS點與學(xué)校附近國家登記點進(jìn)行聯(lián)測，技術(shù)要求如表1所示。

（2）GPS數(shù)據(jù)處理。按相關(guān)規(guī)范要求，GPS控制基線向量網(wǎng)所有異步環(huán)閉合差符合下式規(guī)定：n為異步環(huán)中基線邊個數(shù)；σ為標(biāo)準(zhǔn)差，即基線向量弦長中誤差（mm）；其中a為固定誤差，b為比例誤差，D為平均邊長（km）。利用解算軟件解算出觀測成果，解算出的成果符合規(guī)范要求，可以使用。

2.導(dǎo)線測量

基礎(chǔ)控制網(wǎng)布設(shè)為四等導(dǎo)線網(wǎng)，在GPS控制點基礎(chǔ)上，布設(shè)成單一附合導(dǎo)線。導(dǎo)線測量技術(shù)要求如表2所示。

本次使用全站儀進(jìn)行觀測，應(yīng)在觀測前設(shè)置好觀測參數(shù)；使用腳架是應(yīng)根據(jù)地面土質(zhì)的不同而采取有效措施，確保觀測過程的穩(wěn)固性；用來觀測的棱鏡覘標(biāo)應(yīng)穩(wěn)固且符合技術(shù)要求。在觀測過程中，調(diào)好的焦距在一個測回內(nèi)應(yīng)保持不變；水平水準(zhǔn)管偏離不應(yīng)超過一格；若儀器超出限度或數(shù)據(jù)超限本站數(shù)據(jù)，應(yīng)全部重測。

3.水準(zhǔn)測量

水準(zhǔn)觀測技術(shù)要求如表3所示。

觀測時，視線長度小于50m，前后視距差小于或等于1.0m，前后視距累積差小于或等于3.0m，中絲視線高度大于或等于0.55m且小于或等于2.80m；兩次讀數(shù)差小于或等于0.4mm，兩次所測高差之差小于或等于0.6mm，檢測間歇點高差之差小于或等于1.0mm；觀測時，奇數(shù)站按后前前后的順序進(jìn)行，偶數(shù)站時按前后后前的順序進(jìn)行，每一測段站數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。

同一側(cè)段往返測應(yīng)安排在不同的時間段進(jìn)行；互換前后尺再進(jìn)行返測；晴天觀測時一定要給儀器打傘，避免陽光直射造成誤差；扶尺時氣泡必須居中，標(biāo)尺必須垂直于地面。外業(yè)數(shù)據(jù)由不同的人分別整理，經(jīng)比對無誤以后用于成果計算。

四、成果精度數(shù)據(jù)處理

1.點位坐標(biāo)誤差值

經(jīng)過平差計算以后的點位坐標(biāo)誤差值如表4所示。最大點位誤差出現(xiàn)在I11，但是其點位誤差仍然<8mm，符合設(shè)計規(guī)范要求。

2.水準(zhǔn)網(wǎng)平差

水準(zhǔn)網(wǎng)總路線長度為L=4.365km，

高程閉合差為fh=7.654mm=10.446mm，滿足二等水準(zhǔn)限差的要求。

新疆工程學(xué)院新校區(qū)控制網(wǎng)建立過程通過合理規(guī)劃、充分論證和準(zhǔn)備，利用現(xiàn)有的GPS接收機、全站儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀等建立了能夠控制全校的高精度控制網(wǎng)；控制網(wǎng)與國家控制點聯(lián)系，使其成果在產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合中得到體現(xiàn)，為學(xué)校后期的實習(xí)實訓(xùn)提供了可靠保障，也為學(xué)校后期的發(fā)展提供了基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)，在控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上又完成了新校區(qū)1：500地形圖的測繪，為學(xué)校的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家測繪局.全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范[M].南京：鳳凰出版社，2009.

[2]中華人民共和國國家質(zhì)量檢驗檢疫總局，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.工程測量規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2008.