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控制网越级布设在澄城县骨干供水工程项目中的应用

2018-04-02李新兴焦杏杏

陕西水利 2018年1期
关键词:检核边长水准

李新兴,焦杏杏

0 引言

澄城县骨干供水工程项目位于澄城县和白水县境内,输水管线沿石堡川水库总干渠、八支渠、八支一分支渠布设,工程起点为石堡川水库总干渠4号洞口,末端为澄城县上马店村北,线路长度约44.1 km。

测区属于旱塬沟壑地形,测区内高差约210 m,工程沿线经过沟壑20余处,沟深约70~90 m,较大沟壑有县西河、长宁河、孔走河和纵目沟。

本项目首级控制网为四等,联测控制点17个,加密控制网为五等,联测控制点40个。根据项目本身的特性,布设首级控制网是为了满足急需的地形图测绘工作,加密控制网是在地形图测绘完成后布设的,加密控网起算点与首级控制网相同,同时联测首级网控制点4个作为检核。

1 平面控制测量

1.1 外业观测

(1)首级控制测量采用6台华测GPS接收机按四等精度要求进行静态观测,以M134、M140、M1324为起算点,按边连式布网,联测布设的P1……P14桩志。全网共17点,共观测4个时段,每个时段观测时间不少于60分钟,四等控制网布设见图1。

(2)加密控制测量采用6台华测GPS接收机按五等精度要求进行静态观测,以M134、M140、M1324为起算点,以P1、P4、P9、P13为检核点,按边连式布网,联测布设的N1……N33桩志,全网共40点,与起算点M1324、M134、M140联测的观测数据借用首级控制网测量时的观测数据,共观测10个时段,每个时段观测时间不少于45 min,五等控制网布设见图2。

图1 四等控制网布设图

图2 五等控制网布设

观测过程中,作业人员严格整平仪器,每时段观测前后各量取天线高一次(每次读数3次),两次量高之差不大于3mm,并取其平均值作为最后的天线高,天线高数值取至mm。具体技术要求及参数设置按SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求执行。

1.2 内业数据处理

内业采用华测CGO静态处理软件进行基线处理和平差计算,坐标系统采用1980西安坐标系,首级控制等级为四等,加密控制等级为五等。

1.2.1 首级控制网

基线解算完成后,利用华测CGO静态处理软件在WGS-84坐标系下进行进行三维无约束平差,中央子午线为111°。无约束平差后,最弱边为P10-P11,水平精度为1/407833,满足SL197-201《水利水电工程测量规范》要求。

首级控制网约束平差时以M134、M140、M1324为约束点,中央子午线为111°,全网共组成同步环80个,异步环42个。约束平差最弱边为P13-P14,最弱相对中误差为1/1459482,最弱点为P3,最弱点位中误差为0.0025 m。

1.2.2 加密控制网

加密控制网利用华测CGO静态处理软件在WGS-84坐标系下进行进行三维无约束平差,中央子午线为111°。无约束平差后,最弱边N26-N27,水平精度为1/76294,满足SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求。

加密控制网约束平差时以M134、M140、M1324为约束点,以首级控制点P1、P4、P9、P13为检核点,中央子午线为111°,全网共组成同步环186个,异步环79个。约束平差最弱边为N20-N21,最弱相对中误差为1/202193,最弱点为N26,最弱点位中误差为0.0026 m。

1.3 数据检核及精度分析

(1)加密控制平差完成后与检核点P1、P4、P9、P13比较结果见表1。

表1 加密控制平差完成后与检核点P1、P4、P9、P13对比表

检核结果参考SL197-2013《水利水电工程测量规范》中关于基本平面控制最弱相邻点位允许中误差为图上±0.05mm的要求,均满足规范要求。

(2)全站仪边长检测比较。平差完成后,平差成果反算边长与全站仪实测边长进行比较,见表2。

表2 平差成果反算边长与全站仪实测边长对比表

2 高程控制测量

高程采用1985国家高程系统,首级高程控制等级为四等,加密高程控制等级为五等,按照四等水准精度要求施测。

水准外业采用徕卡SPRINTER250M电子水准仪进行观测,内业采用科傻水准网平差软件进行平差计算,平差结果应符合SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求。每天对仪器进行i角检验,当i角小于20″时方可使用。

2.1 首级高程控制

在测区布设一条四等附合水准线路,线路起闭于Ⅰ26-1、M134,联测桩志 P1、P2、P3……P14,水准线路长度为 64km,实测闭合差为-96.0 mm,允许闭合差为±160.0 mm,符合SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求。

2.2 加密高程控制

在首级控制桩志之间布设五等附合水准线路,分别联测两首级控制桩志之间的加密桩志,施测过程按照四等水准精度要求进行。水准路线及平差计算精度分析情况见表3。

表3 水准路线布设及平差计算精度分析情况

3 测区GPS-RTK转换参数求解

采用均匀分布于测区的 P1、P5、P8、P9、P10 和 P14 共 6 个控制点进行参数求解。最大平面坐标转换残差为0.001 m,最大高程拟合残差为0.003 m,转换残差精度满足《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》中的图根点测量,平面坐标转换残差不大于图上±0.07 mm,高程拟合残差不大于1/12基本等高距的要求。

4 结论

根据以上首级控制、加密控制平差计算结果的精度分析、并与检核点的比较,以及平差成果反算边长与全站仪实测边长的比较,均符合规范要求的精度。同时,测区GPS-RTK转换参数求解也满足规范要求的精度。控制网越级布设在澄城县骨干供水工程项目中是可行的。

[1]SL 197-2013,水利水电工程测量规范[S].中国水利水电出版社,2013.

[2]GB/T12898-2009国家三、四等水准测量规范[S].中国标准出版社,2009.

[3]刘大杰,施一明,过静增.全球定位系统的原理与数据处理[M],同济大学出版社,2006.

[4]刘经南,葛茂荣。广域差分GPS的数据处理方法及结果分析[J].测绘工程.2003.

[5]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2002.

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