某地機場初步勘測階段控制測量方法探討

琚根社 呂國娟

摘 ?要：近年來隨著測繪技術的日新月異，從而可以采用多種方法進行控制網(wǎng)的測量，如導線測量法、三角測量法。此次機場初步勘測階段平面控制測量采用靜態(tài)GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)） 控制測量法，設計為D級、E級平面控制網(wǎng)，采用美國天寶R8GNSS雙頻雙星GPS接收機，GPS控制測量法與導線測量法、三角測量法相比，具有相對平面定位精度高、作業(yè)的速度快、經(jīng)濟效益好、測量時無需通視等優(yōu)點。高程控制測量采用三等、四等水準測量，采用天寶DiNi03電子水準儀進行測量。為此，該文將論述一下此項目所采用的測量方法的合理性。

關鍵詞：測量手段 機場 ?控制測量 ?GPS網(wǎng) ?水準測量

中圖分類號：P221 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（a）-0052-02

建立機場周邊均勻分布、逐級控制的GPS控制網(wǎng)，并與附近C級點進行聯(lián)測，形成D級網(wǎng)，在D級網(wǎng)的基礎上加密，形成覆蓋整個測區(qū)的E級控制網(wǎng)，此次設計D級GPS控制點數(shù)量為10個，E級GPS控制點數(shù)量為50個。四等水準測量設計工作量為80km，并對飛機跑道附近6個GPS控制點進行三等水準測量。三等水準測量設計工作量為70km。

此次測量的平面坐標系統(tǒng)采用的是1980西安坐標系，3°帶橫軸墨卡托投影，中央子午線111°，高程系統(tǒng)采用的是1985年國家高程基準。

此次測量，為了保證觀測質(zhì)量，我們將對D級網(wǎng)的觀測時間大于1.5h。對E級網(wǎng)的觀測時間大于1h。采樣間隔10s，采用的GPS接收機為美國天寶R8GNSS雙頻雙星接收機，水平精度：±5mm+0.5ppmRMS，垂直精度：±5mm+1ppm RMS。水準測量采用天寶DiNi03電子水準儀進行測量，15′內(nèi)自動補嘗，安平精度±0.2″。

由完全的獨立基線構(gòu)成的獨立環(huán)，各獨立環(huán)的坐標分量閉合差和全長閉合差應符合Wx=δ、Wy=δ、Wz=δ，式中δ為相應級別的規(guī)定中誤差（按平均邊長計算），n為閉合環(huán)邊數(shù)。復測基線的長度較差，不宜超過：ds≤，式中δ為相應級別的規(guī)定中誤差（按平均邊長計算）。對于水準測量，每測完一條水準路線的測量，應進行往返測高差不符值及每千米水準測量中誤差的計算，公式如下。

每完成一套附和水準路線或閉合環(huán)的測量，并在加了尺長改正和水準面不平行性改正后計算附合路線或閉合環(huán)的閉合差W。當水準網(wǎng)的水準環(huán)超過20個時，還應按環(huán)閉合差W計算每千米水準測量全中誤差，公式如下。

水準測量的視線長度、前后視距差、視線高度及測站觀測限差要符合規(guī)定。

1 ?GPS測量

1.1 野外觀測

利用GPS接收機對工區(qū)10個D級GPS點、50個E級GPS點進行靜態(tài)觀測，并與附近C級點進行聯(lián)測，形成D級網(wǎng)，在D級網(wǎng)的基礎上加密形成覆蓋整個測區(qū)的E級控制網(wǎng)。

采用5臺天寶GPS接收機同步觀測。采用點連法和邊連法混合的方式進行網(wǎng)形的設計，D級網(wǎng)同樣采用點連和邊連的方式進行布設，并與已知點進行聯(lián)測，形成4個同步環(huán)（見圖1），E級網(wǎng)布設形成23個同步環(huán)（見圖2）。

由于此次網(wǎng)形涉及的控制點比較多，而且采用的是5臺儀器同步進行觀測的方式進行觀測，所以儀器的對中整平尤為重要，對中整平的好壞是影響數(shù)據(jù)平差計算過程中異步環(huán)能否通過計算的關鍵。

1.2 靜態(tài)數(shù)據(jù)處理

對于數(shù)據(jù)的處理，我們采用TBC2.8靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件進行平差，其計算結(jié)果均能滿足規(guī)范要求，包括基線較差、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差。GPS靜態(tài)觀測網(wǎng)的質(zhì)量項目人員從野外選點、埋石、布網(wǎng)、實測以及最后的室內(nèi)解算，做到質(zhì)量層層把關，確保靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)的準確性。外業(yè)天線量高采用3個方向天線高平均值。D級網(wǎng)觀測時間超過1.5h，E級網(wǎng)觀測時間超過1h。高度截止角15°，采樣間隔10s。并且，對GPS成果質(zhì)量，我們采用已知點進行坐標檢查的方法進行質(zhì)量檢查。對于D級控制網(wǎng)，我們采用3個已知點參與計算，其中2個進行約束平差，1個作為檢核點，其檢核結(jié)果相差為5mm。對于E級控制網(wǎng)，采用10個已知D級點參與平差計算。利用6個D級點進行約束平差，4個點進行進行坐標檢核，其檢核結(jié)果相差分別為9mm、7mm、11mm、6mm。

2 ?水準測量

四等水準測量完成工作量為81.66km，并對飛機跑道附近6個GPS控制點進行三等水準測量。三等水準測量完成工作量為70.07km。

分別對三等水準網(wǎng)和四等水準網(wǎng)進行獨立觀測，形成獨立的水準觀測網(wǎng)，并分別與已知二等水準點聯(lián)測。整個施測過程嚴格按照規(guī)范設置儀器參數(shù)，保證測量結(jié)果的準確性。

對于水準測量的精度檢驗，我們采用閉合差計算法、每千米水準測量中誤差、全中誤差等精度指標控制的同時，對三等和四等水準網(wǎng)選取部分點進行聯(lián)測來檢驗測量結(jié)果的準確性，我們選取了機場跑道周邊的6個三等點和附近四等水準點進行聯(lián)測，其結(jié)果最大差值為1mm，完全能夠滿足機場測量規(guī)范。

3 ?結(jié)語

在項目的實施階段，我們較好地建立了機場建設擴建項目GPS控制網(wǎng)，埋設50個E級GPS觀測點，10個D級GPS觀測點。用GPS靜態(tài)測量模式，成功解算D級、E級控制點成果，并對機場跑道兩頭6個GPS點進行額外布網(wǎng)和解算。三等水準測量完成工作量70.07km，四等水準完成工作量81.66km。為此，在實施控制測量過程中，把握好每個工序是數(shù)據(jù)成功通過計算的基礎，包括點位的選取、網(wǎng)形的布設、儀器高度的量取、嚴格的對中整平、接受時間長短的把握等是整個項目后期數(shù)據(jù)處理能否達到要求的基礎。

參考文獻

[1] 陶誠.工程測量中GPS控制測量平面與高程精度研究[J].華東科技：學術版，2017（8）：22，24.

[2] 琚興華.GPS非差相位精密單點定位算法研究[J].全球定位系統(tǒng)，2012，37（1）：44-49.

[3] 劉平利，喬天榮，趙珂，等.GPS技術在鄭汴新區(qū)地面沉降觀測中的應用[J].科技資訊，2017（21）：81-82.