场区平面控制网、建筑方格网、高程控制网如何建立？（通用4篇）
1.场区平面控制网、建筑方格网、高程控制网如何建立？ 篇一
全球定位系统 (Global Positioning System, GPS) 技术以其独特的优势, 目前已经成为建立各种工程控制网的主要手段。随着GPS技术的成熟, 利用GPS技术建立测量控制网是一个很好的解决方法。GPS测量以其不受通视条件约束、快速高效、全天候作业、操作简单方便等特点, 很好地满足了现代社会建设对测量工作的要求。因此研究和探讨GPS技术建立平面控制网, 对GPS平面控制网进行进一步的优化设计, 有着十分重要的意义。
1研究区域介绍
该研究区域地处长江中下游地区, 位于长江南岸, 地势总体呈现出南高北低趋势, 中部地区多丘陵, 自然环境保护较好, 河流湖泊较多。校园总面积约130.67 ha, 学校先期规划总建筑面积为54万m2, 目前新建教学区、行政区和学生生活区、教职工生活区等约37万m2。由于校园内多山丘而没有高大的树木, 因此GPS信号较强, 比较适合进行GPS外业观测。校区位于丘陵地区, 地势起伏不平, 总体呈现北高南低的走向趋势, 部分区域平面、高程联测不方便。在研究区域内布设GPS控制网, 控制网中共有8个控制点, 控制点间的距离为1.0~2.0 km。
2 GPS平面控制网布设规范
2.1控制网坐标系统选择
GPS控制网平面坐标系统选择2000 (中国) 国家大地坐标系 (China Geodetic Coordinate System2000, CGCS2000) 。该坐标系是通过中国GPS连续运行基准站、空间大地控制网以及天文大地网与空间地网联合平差建立的地心大地坐标系统。CGCS2000以ITRF 97参考框架为基准, 参考框架历元为2000.0。CGCS2000的大地测量基本常数分别为:地球引力常数GM=3.986 004 418×1014m3·s-2;扁率f=1/298.257 222 101;长半轴a=6 378 137 m;地球自转角速度ω=7.292 115×10-5rad/s。
GPS测量获得的是WGS-84坐标, 需要将WGS-84坐标转换为所需的CGCS2000坐标。在坐标转换时有七参数和三参数两种方式。WGS-84和CGCS2000都是地心坐标系, 坐标原点相同, 坐标单位都是m, 因此两个坐标系间的转换实际上只是需要三参数就可以实现[1,2]。
2.2控制网的技术设计
根据规范规定, D级和E级多用于中小城市、城镇及测图、地籍、土地、信息、房产、物探、勘测、建筑施工控制网测量。在GPS平面控制网相关技术规范中, 表1为GPS控制网中相邻控制点间的平均距离;表2为各等级GPS测量基本技术要求规定;表3为各等级GPS测量采样间隔。
根据表1~表3技术规范的规定, 该校园GPS平面控制网属于小区域测图控制网, 因此选择建立D级或者E级控制网。
2.3测量采用设备
建立D级或者E级控制网时采用GPS静态观测, 根据GPS静态定位仪器选择规范测量仪器。各等级控制网仪器要求见表4。
3 GPS外业实施相关问题
3.1外业观测技术规范及原则
严格按照GB/T 18314—2009全球定位系统 (GPS) 测量规范进行控制点数据采集, 并考虑实际情况。采集时注意以下原则:在架设GPS接收机进行同步静态观测时, 必须严格对中整平, 规范要求仪器的对中误差要小于1 mm, 仪器的整平偏差要小于半格;仪器安置好后在不同3个位置准确的量取仪器高3次, 3次测量结果间互差小于3 mm;在同一测量时间段内, 不能关闭或者重启仪器, 不能进行仪器的自测试, 不能改变GPS卫星高度角设置, 不能改变接收机天线的位置, 不能更改数据采样的时间间隔;在进行同步测量时要求3台同步观测站同时开机, 接收机一旦开始记录数据, 就要时常查看仪器的各种状态指示灯的状况, 确保仪器正常接收信号, 并且一个时段没有完成前是不可以关机或从启设备的[3,4]。
3.2数据处理规范要求
GPS测量各个观测时段数据要满足在同一时段数据剔除率小于10%。重复基线的测量差值为
对外业基线进行预处理时, 对于C级以下的控制网其独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足
其中:n为闭合环的边数;σ为各等级GPS控制网规定精度。
GPS网无约束平差时对于C级以下的控制网基线分量的改正数绝对值应满足
其中:σ为相应级别规定的基线的精度。
在C级以下各等级网约束平差中, 基线分量的改正数与经过粗差剔除后的无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值应满足
其中:σ为相应等级基线的规定精度。
3.3 GPS外业观测的实施
1) 控制点的实地选取:根据设计的控制网进行实地控制点的选取, 布设的控制点基本沿用了以前原有的控制点, 由于实地地形的情况和GPS控制点选取的规范要求, 控制点有所补充和舍弃。虽然校园内没有高大建筑物, 各控制点间通视良好, 但是部分控制点附近有高于10 m的障碍物, 例如若附近有5层教学楼, 距离10 m左右可能会影响观测。虽然学校内无大面积水面, 但是有两个观光水池和图书馆后的一个水塘, 控制点选择时要尽力避开大面积平静水面。如果控制点离观光水池太近, 有可能会影响GPS观测。因此实地选点时做了一些调整。
2) 控制点建标与标记:其中在具体工程时, C级以下临时性工程网点, 可埋设简易标志。本GPS网属于C级以下临时工程网点, 根据具体情况选择建立简易标志, 用测量钢钉作为标准。控制点多选择在校园主要交通干道上, 道路为水泥路面。在进行测量标志的埋设时, 为了不破坏校园道路的原则。控制点标志选择测量钢钉, 将测量钉打入水泥地面, 利用红色的油漆将控制点的编号写在标志旁。采集控制点数据严格按照GB/T 18314—2009全球定位系统 (GPS) 测量规范, 并考虑实际情况。采用中海达GPS接收机进行静态观测。
3) 数据处理:外业数据采集完成后, 在室内对外业采集的数据进行预分析和预处理, 会生成基线解算数据文件 (见表5) 。数据的预处理工作包括数据可利用率、接收机钟漂数据等内容, 只有预处理分析数据的质量完全满足要求后, 才能进行下一步的数据处理。
控制点坐标的确定是控制网平差的最终目的, 根据闭合且独立的基线向量和控制网起算数据解算控制网点坐标。为防止控制网产生不必要的变形, 建议引入全部的观测值。进行完无约束的平差后, 引入的观测值就成为多余的观测值。控制网可能还会因非观测量而引起变形, 因此仍需要对其进行精度校核[5,6,7]。
4控制网精度和质量检核
4.1控制网平差结果
选用的平差方法的技术规范为:类型为无约束, 维数为三维, 坐标系统为CGCS2000, 高程模式为椭球高, 迭代次数为1。
利用配套的软件进行数据处理结果的检核, 可得检核结果为:先验中误差为10.0, W-检查临界值为1.96, 临界值T-检查 (2维) 为2.42, 临界值T-检查 (3维) 为1.89, F-检查临界值为1.01, F-检验为1.24。
当GPS数据处理完以后, 如果静态模糊度为“是”, 就可以存储进行网评差, 进行平差后查看平差报告。如果F-检验为“接受”, 说明合格;如果F-检验为“拒绝”, 说明网中有一个或一个以上的错误, 则需要进行检查。此次平差的F-检验为为“接受”, 说明该GPS控制网布设是合格的。
4.2精度评定
精度估计主要包括:单位权中误差的估计、未知数平差值的精度估计、基线长度的精度估计。基线向量的解算结果分析主要包括:基线观测值残差的分析、基线长度的精度、双差固定解和双差实数解和相对定位精度因子RDOP。其中, 基线向量残差的绝对值应满足
其中:D级GPS控制网a=10 mm;b=10 mm;控制点间距离d≤10 km。
根据基线观测值残差表 (见第111页表6) , 可以看出残差都在限定范围Dx, Dy, Dz≤301.5 mm内, 符合要求[8,9,10]。
5结论
将GPS技术应用到控制网的布设工作中, 可以在很大程度上减少布网的外业测量工作和提高工作效率。经过数据解算和网平差的结果显示, 建立的校园GPS平面控制网符合精度要求, 该控制网是合格的。该校园GPS平面控制网的建立可为学校测绘工程专业学生提供测量教学实验场地, 提供实习控制基础和参考。
摘要：结合某校园GPS平面控制网的建立, 文章论述了控制网建立的具体过程, 介绍了控制网坐标系统选择、控制网技术设计、测量设备等GPS平面控制网建立时相关要求和技术规范, 讨论了外业观测技术规范及原则、数据处理规范要求、外业观测实施等GPS外业实施相关问题, 对控制网进行了平差处理和质量检核, 结果显示建立的校园GPS平面控制网符合精度要求, 该控制网是合格的, 可为测绘工程专业提供实习控制基础和参考。
关键词：GPS平面控制网,数据处理,精度分析
参考文献
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2.场区平面控制网、建筑方格网、高程控制网如何建立？ 篇二
关键词：公路平面控制网,GPS,RTK,高效性
随着我国经济的发展, 公路建设逐渐增多, 精密高效的测量仪器也不断涌现。传统测量仪器抗天气、地形干扰能力不足、测量精度受人为因素影响大、单位时间内工作效率不高, 这些都增加了建立公路平面控制网的难度, 经常出现控制网整体技术指标满足规范, 但局部区域内精度不高, 影响该区域内对桥隧等重要构造物的控制, 存在安全隐患, 影响工程进度。因此, 在公路平面控制网建立之初就应注重选择高精度、高效率的测量仪器和测量方法, 消除可能影响重要构造物的安全隐患, 高效地建立高精度、可靠的公路平面控制网, 保证公路工程建设质量和工期要求。本文从高效性的理念出发, 介绍GPS在建立公路平面控制网中的应用。
1 建立基于高效性的建网理念
随着城市间经济联系不断加深, 城市群间公路建设也不断增多, 建立公路平面控制网会遇到控制网范围较大、建网工期较长等困难, 一些建网的理念、方法, 需要及时更新。测量仪器也需要更新, 全球定位系统 (GPS) 具有精度高、抗干扰能力强、操作简单等特点, 较传统测量仪器更可靠、稳定、高效;其对应的建网方法也需要更新, 如根据建网级别, 选择合适的布网方式;此外, 在建网之初就应考虑气象、地貌、交通、卫星、路线等因素, 对控制点观测的影响。避免诸如控制点周围成片存在高度角大于15°的障碍物、距离大功率无线电发射源过近等情况, 影响卫星信号的接收, 降低控制网的精度。同时, 在建网之初, 也应考虑控制点点位是否利于公路勘测放线与施工放样, 以达到提高建立控制网和工程建设效率。
2 以各规范作为GPS控制网设计的基础
由于近年全球定位测量技术的飞速发展, 现行《公路全球定位系统 (GPS) 测量规范》 (JTJ/T 066—98) 对RTK等测量方法、技术要求, 没有技术指标的约束, 所以在控制网设计过程中应参照《全球定位系统 (GPS) 测量规范》 (GB/T18134—2009) 、《全球定位系统实时动态测量 (RTK) 技术规程》 (CH/T2009—2010) 等相关要求, 规范操作, 保证控制网精度。《公路全球定位系统 (G PS) 测量规范》将控制网划分为四个等级, 建网前应依据公路等级及技术设计书要求, 选取控制网的级别。遵照不同等级控制网对每对相邻点平均距离d的要求选点, 最小距离不应小于平均距离的1/2, 最大距离不宜大于平均距离的两倍, 固定误差a、比例误差b规范也都列出容许值, 通过相邻点间弦长标准差计算公式, 评定GPS控制网的可靠性, 从而不断优化控制网。目前世界上有美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO、我国的CNSS四大导航系统, 各大系统各有优势。我国的北斗、欧洲的伽利略和俄罗斯的格洛纳斯都处于完善期。现阶段普及率高、性能稳定的导航系统仍为美国的GPS, 经过载波相位差分技术及后期处理, 测量精度可以达到厘米级, 满足规范对工程建设的要求。无论采用何种导航系统, 大地坐标系转换到所选平面坐标系时, 测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km时, 应采用高斯正投影3°带平面直角坐标系;若大于2.5cm/km, 应采用补偿坐标系统, 椭球中心、轴向和扁率应满足规范, 与国家参考椭球相同。若公路工程路线过长, 应该将其分为多个投影带, 并在交界带附近设置一对相互通视的GPS点, 以达到提高建网精度, 增加建网效率的作用。
(1) 选点。
控制网能否高效地建立, 控制点位置的选定是关键。选点前应收集测区内气象、地质、交通、通信等资料, 结合路线走向、构造物等因素, 进行踏勘, 并实地核对、调整、确定点位。点位要有利于采用其他测量方法扩展和联测;点位周围不应有强烈干扰卫星信号的物体, 距微波站、高压线塔不应低于400m, 距低压电力线路不应低于50m等;同时, 点位周围视野应开阔, 不应有高度角大于15°的成片障碍物, 防止影响接收机对卫星信号的接收;点位也应有利于公路勘测放线与施工放样, 距路中线不小于50m, 且不大于500m。埋石应参照规范具体要求操作, 以免被人为损坏, 不利于工程顺利的开展。
(2) 观测。
观测前应编制严谨、详细的观测计划。编制卫星可见性预报, 预测卫星号、高度角、方位角、点位强度因子等, 确定最佳观测时间, 以排除非人为因素对观测数据的影响, 提高建网效率和精度。若采用静态或快速静态测量, 观测时间应满足不同等级控制网对观测时间的要求。观测结束后应及时对观测数据进行处理和质量分析, 检查其是否符合规范。M台接收机同步观测同一时段可以算出M (M-1) /2条GPS基线向量边, 并计算出同步环坐标分量闭合差。利用公式WX≤n5·σ;Wy≤n5·σ;Wz≤ (n5) ·σ;W=WX 2+WY 2+WZ2≤ (3n5) ·σ (式中:W为同步环坐标分量闭合差 (mm) ;σ为弦长标准差 (mm) ;n为同步环中的边数) 来检验闭合差是否满足规范。同样, 非同步观测基线组成的异步环的坐标分量闭合差用下式VX≤3n·σ;Vy≤3n·σ;Vz≤3n·σ;V≤33n·σ; (式中:V为异步环坐标分量闭合差 (mm) ;σ为弦长标准差 (mm) ;n为异步环环中的边数) 来检验坐标分量是否满足规范要求, 若不满足, 应补测, 必要时重测全部数据。
(3) 平差。
平差前, 先选定一个点的大地坐标作为起算依据, 进行无约束平差, 检查有无明显系统误差, 并剔除粗差基线边。为了提高建网精度, 所选取的观测边宜为独立观测边;网形构成非同步闭合环, 不应存在自由基线;组成的闭合环基线数和异步环长度应尽量小。GPS控制网可选用二维约束平差、三维约束平差。平差时, 以约束点的坐标、距离或方位角作为强制约束的固定值, 计算出平差结果。
(4) 验收。
GPS测量成果验收的重点为G PS控制网网型设计;控制网布设是否满足路线和构造物勘察设计和施工要求;起算数据和坐标系统的选择;数据处理、平差过程。最后提交测量结果, 完成测设任务。
3 结语
由于全球定位测量技术在我国公路行业应用较晚, 在建立公路平面控制网过程中, 仍然存在单项指标满足规范要求, 但局部控制网精度不及传统测量仪器的情况, 即出现“合法不合理”, 随着近年实时动态测量技术 (RTK) 的出现, 控制网的精度大大提高, 使控制网的精度不但“合法”而且“合理”。
参考文献
[1]JT J/T0 66-9 8, 公路全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].
[2]GB/T18314-2009, 全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].
3.场区平面控制网、建筑方格网、高程控制网如何建立？ 篇三
1 道路交叉口常见的设计形式
道路平面交叉口的形式取决于道路网的规划和周围地形、用地的情况,以及道路的设计速度、直行和转弯交通量、交通性质和交通组织等。常见的形式有“十”字形,“T”形及其演变而来的“X”形、“Y”形、错位、多路交叉等。这些交叉口在平面上的几何图形,由规划道路网的街坊建筑的形式的组合体现,把交叉口展现成各具交通特点的形式,包括加铺转角式、分道转弯式、扩宽路口式、环形交叉。
对于大型复杂的交叉口或改建的平面交叉口,可根据收集到的有关资料及要解决的主要交通问题,拟定交叉口的位置、形式及交通管理方式,并用不同的道路条件与交通管理方式组合成多种设计方案。对每一个设计方案应进行概略计算与设计,然后绘制草图,并进行方案比较,决定使用的方案。在设计过程中,对于简单或方案明了的平面交叉口,可不进行方案必选,直接选择平面交叉口的形式进行详细的设计。
2 道路交叉口立面设计
道路交叉口的立面设计(也称立面设计)目的是合理确定交叉口范围内相交道路共同构筑面上的各个点的设计标高,统一解决行车、排水、建筑艺术3个方面在立面位置上的要求,使相交道路在交叉口处形成一个平顺的面,保证行车顺适、排水通畅,并与周围建筑物的地面标高相协调。
道路交叉口立面设计的方法有3种:方格网法、设计等高线法、方格网设计等高线法3种。本文详细论述方格网计算等高线法在设计中的具体做法与在设计当中应着重注意的细节和遵循的原则。方格网法设计标高的计算图式见图1。
2.1 测量资料
收集或实测交叉口周围区域的地形图、交通资料、水文资料及相交道路的资料。详细标注附近的地坪及建筑物的标高,为设计方案提供详细的地面信息,有利于设计人员在设计过程中很好地把握平面交叉的形式及视距的要求。
2.2 交叉口的方案设计和形式确定
确定了交叉口的交叉形式后,各级公路以16m总长的鞍式列车进行控制车辆行迹的设计,对城市道路的平面交叉口应根据道路与交通性质、交通组织等情况,选择合适的车辆转弯行迹作为设计控制,进而进行平面交叉的立面设计。
特征断面的确定在实际设计中依赖于相交的道路等级,其分为:①相同等级的道路相交;②主要道路与次要道路相交;③全部为主要道路,但被交路为规划路口。设计当中设计者要明确以什么样的道路作为设计控制。
2.3 立面设计中横、纵坡的合理把握
交叉口范围内的横坡要平缓些,坡度一般不大于路段横坡,以利于行车。其纵坡坡度宜不大于路段纵坡2%,设计时至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉口,以利于道路排水。如遇特殊地形,所有道路纵坡方向都向着交叉口时,必须在交叉口内设置雨水口和排水管道,以保证达到道路排水要求。交叉口布置雨水口时,一条道路的雨水不应流过交叉口的人行横道,或流入另一条道路,也不能使交叉口范围内产生积水。交叉口的设计应保证雨水口设置在人行道之前或低洼处。根据非机动车道与机动车道的坡向正确选择交叉口的边界线(见图2、图3)。
2.4 等高线、计算线的画法
道路等高线的计算和画法如图4所示。交叉口等高线的计算和画法如图5所示。
首先,定出交叉口范围内的控制标高,其步骤是:由中心线交叉标高hA(原始控制标高),参考四周地形及建筑布置等,求出各道路缘石切点横断面上的3点标高,即:
采用同样的方法,求出hG和hD。然后,根据A、B、D点的标高,求出交叉口的范围内的等高线变化,如:
再根据C、D、E各点标高,沿CD曲线用内插法求出需要的各点标高。同理,可将交叉口四角各需要点的标高计算出来。
参照已知的图式形式,把各等高点连接起来,成为初步的立面设计图。按照行车平顺和排水迅速的要求(一般是当中疏,边沟密)调整等高线,使其符合疏密及均匀变化的要求。根据等高线求出方格点上的设计标高(内插法)。设计标高与地面标高之差,得出各点的填挖高度以供道路施工时使用。
摘要：在城市道路中,由于道路的纵横交错而形成很多的交叉口。交叉口是道路的咽喉,车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。道路交叉口在车辆和行人较多的时段,经常会出现交通阻滞的情况,也容易发生交通事故。因此,正确地设计道路交叉口并合理地组织交通,减少车辆在道路交叉口停留的时间,并保证车辆行驶安全和提高交叉口的通行能力,具有很重要的现实意义。笔者谈谈在道路平面交叉设计过程中一些粗浅的看法,希望能抛砖引玉,进一步优化设计,提高道路交叉口的通行能力。
关键词：立面设计,方格网,标高
参考文献
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4.广州GPS平面控制网扩建与使用 篇四
2004年广州建立了覆盖整个广州城区的三等GPS控制网(以下简称为原网)。2009年为了满足2015年地铁新线建设规划,广州进行了GPS控制网的扩建(以下简称为扩建网)。控制网扩建的主要原因有:(1)原网是在二等GPS“孤”点的基础上建立的三等控制网,由于没有建立二等控制框架网,原网的整体精度有待提高;(2)控制网的整体性不强。原网建成后,根据线路建设需要,在原网的基础上进行了几次局部扩网;(3)对已建成的三等GPS控制网进行复测。
1网形设计
1.1设计原则
扩建网的设计原则有:(1)技术指标需满足规范要求;(2)扩建网既要满足在建线路的需要又要满足2015年新增线路需要;(3)应建立二等GPS框架网。
1.2扩建网构成
如图1,GPS扩建网由二等GPS框架网和三等GPS控制网构成。其中:二等GPS框架网39个、原网旧点103个和新增线路GPS控制网45个。多边形以三边形和四边形为主,并且要求闭合环中的边不数最多超过6条。
新增点位的选点和标石埋设均满足规范要求。
2外业观测
GPS控制网观测具体参数见表1。
3数据处理
数据处理采用框架网和三等网的整网平差,并将控制网纳入广州市平面基准进行平差计算。坐标系统采用广州市平面坐标系统。
3.1起算点选择
起算点的选择原则:(1)所选择的起算点应达到较高精度、具有良好的兼容性;(2)原则上采用广州市二等以上城市高等级控制点作为起算,在条件许可的情况下还应尽量采用广州市二等网的框架点作为起算;(3)所选用的起算点在网中应尽量均匀分布,网形薄弱处应适当增加起算点,确保全网更好地得到控制。
3.2基线解算
3.2.1框架网基线解算
框架网的基线解算采用Trimble公司的处理软件TGO(Trimble Geomatic Office)来完成,选取广播星历进行解算。在解算中每一条基线都按双差固定解来解算。同时,根据同步和异步闭合环的闭合差值及时了解基线的质量情况。
二等框架网共解算独立基线94条,其中最长边27072.680m,最短边2515.092m,平均边长10803.095m。基线长度0～10km有48条,10～20km有43条,超过20km有3条。
3.2.2三等GPS网基线解算
采用Trimble公司的处理软件TGO来完成,利用了广播星历进行解算,每一条基线都要求双差固定解。根据设计网形和同步、异步闭合环的闭合差值及时了解基线的质量情况。
三等GPS网全网共解算独立基线431条,其中最长边15332.38m,最短边593.084m,平均边长4074.27m。基线长度0～3km有331条,5～10km有96条,超过10km有4条。
3.3整网平差
平差计算采用后处理软件TGPPSW for WIN32完成。
整网平差以地铁框架网中的二等GPS控制点作为骨架点,将地铁框架网和三等GPS控制网合并在一起作整体平差,从而直接得到二等GPS框架网和三等GPS网坐标成果。
3.3.1异步环闭合差及重复基线检验
整网共由187个点组成,实际采用独立观测基线向量共525条,其中有78条重复观测向量,共组成闭合环261个。
在261个闭合环中,其坐标差分量、环闭合差全部满足《全球定位系统城市测量技术规程》要求。最大环闭合差为6.30ppm(限差要求为9.50ppm),最小为0.06ppm;闭合环差值0～2ppm有172个,2～4ppm有75个,4～6ppm有12个,6～8ppm有2个。
重复基线较差最小为0.21ppm,最大为18.06ppm(限差31.5ppm),重复基线较差平均为3.68ppm。重复基线较差0～2ppm有36个,2～4ppm有26个,4～6ppm有12个,大于6ppm有4个。
3.3.2 WGS-84无约束平差
以二等GPS控制点WS作为固定点,以其绝对定位的WGS-84坐标为起算点数据,平差后基线向量的改正值分布情况见表2。
基线向量的改正值都在限差范围内,表明基线中没有粗差。
3.3.3 WGS-84三维约束平差
三维约束平差的目的是计算出全网所有点的WGS-84坐标。选用5个二等GPS控制点作为起算点。分别为:E3、YH、SH、HL、WS。这五个点都拥有高精度的WGS-84坐标。
三维约束平差后,最弱点为TP,统计结果见表3。
结果表明,WGS-84三维约束平差结果较好。
3.3.4广州坐标约束平差
整网平差共采用16个广州市二等GPS控制点作为起算点进行平差,如图1,只有M2点为非二等GPS框架点。约束平差后,基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差符合规范要求,分布情况见表4。
(1)点位精度。约束平差后,最弱点为平岗(09),点位中误差为1.17cm,小于1.2cm。整网内符合精度很高,满足点位中误差规范要求。
(2)最弱边精度情况。最弱边为80-B7(593.084m),边长相对中误差为9.84ppm(1/10.1万),满足1/10万的设计要求。
(3)相邻点位精度。根据《城市轨道交通工程测量规范》,相邻点的相对点位中误差可用下式进行计算:
式中:(MG)—GPS网中最弱点的点位中误差(mm);
(MG)ij—GPS网中相邻点的相对中误差(mm);
按本网最弱点点位中误差(MG)=±11.7mm代入上式,计算得(MG)ij=±8.27mm,符合相邻点位中误差小于10mm的要求。
3.4整网平差结果
与旧点原有坐标的比较整网平差结果与旧点原有坐标比较结果详见附表,整网平差结果满足不同线路控制网重合点坐标较差≤±25mm的要求。统计结果见表5。
3.5扩建网技术成果
全网平差结果最小点位中误差4.0mm,最大点位中误差11.7mm,平均点位中误差为6.4mm,相邻点最弱相对中误差为±8.3mm,最弱边相对中误差9.84ppm(1/10.1万),其各项精度指标优于《城市轨道交通工程测量规范》的要求。
4控制网的使用
扩建网与原网比较,在精度和整体性方面都有所提高。该网成果于2009年开始使用于九号线、十三号线精密导线测设以及六号线精密导线复测,使用结果证明该网精度能满足地铁工程建设需要。但使用中也存在一些需要注意的地方。
4.1精密导线起算数据选择的合理性直接影响到导线的精度、使用。扩建网中三等GPS平面控制测量网,平均边长4074.27m米,其中最长边15332.38m米,最短边593.084m米。(1)平均边长过长,除了由于瞄准影响测角而不利于提高精密导线精度外,也不利于导线的维护。因此,新版地铁测量规范对导线结点间角度个数作了限制。(2)扩建网为了满足在建线路需要,网中局部边长较短。边长较短同样不利于精密导线布设。(3)闭合环或附合环内的导线在2km左右或导线结点间角度个数为6～8,比较有利于导线的测设、使用与维护;导线过长应布设成结点导线网的形式。
4.2选点尽量使GPS点有两个以上通视方向。精密导线网复测中发现,存在部分GPS测站角度较差超限现象。经过分析,主要原因有以下几点:GPS测站观测倾角大;GPS边长长,观测视线差;需要瞄准远、近距离相差悬殊的目标也会影响GPS测站的测角精度。若有两个以上通视方向,至少在测角中可以起到检核作用。
4.3新线建设精密导线布设可以直接采用整网平差结果,但是对于旧线已建精密导线,在采用GPS成果时,需要经过综合考虑:(1)重测网结果与原网旧点原有坐标比较较差较小的,可采用重测网也可采用原网结果。(2)较差较大的,需观测该点与周围相邻点的边角关系,判断该点是否发生变动。若未变动,一般采用原网结果,以保持精密导线连续性。若已变动,一般采用扩建网结果,以保持精密导线正确性。(3)选用新、旧成果时,即要考虑该点坐标较差,又要考虑相邻点坐标较差以及两点之间的距离。《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-2008规定GPS控制网的平均边长为2KM,点位较差小于5cm,因此相对点位测角允许偏差为:Δ/L×ρ=50/2000000×206265=5.1″,其值相当于三等平面点测角检测限差。显然,坐标较差±50mm对不同距离点位的影响是不同的。
5结论
广州地铁GPS扩建网的覆盖范围和精度是可以满足地铁建设需要的。使用时合理选择起算数据,不仅可以克服地铁GPS控制测量存在的不足,而且有利于导线的测设、使用与维护。
参考文献
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