海滄區(qū)地下管線(xiàn)GPS控制網(wǎng)的布測(cè)與精度分析

◎ 廈門(mén)海滄市政建設(shè)管理中心 楊五一

1 前言

本文結(jié)合廈門(mén)海灣型城市發(fā)展特點(diǎn)和交通發(fā)展的方向及相關(guān)策略下，海滄作為中國(guó)面向世界開(kāi)放和海峽兩岸合作交流的縮影，面對(duì)新一輪跨越式發(fā)展，海滄重新定位今后的發(fā)展戰(zhàn)略思路，構(gòu)建外向型、多功能、現(xiàn)代化的廈門(mén)城市副中心的基本框架；越來(lái)越多的工程建設(shè)項(xiàng)目上馬，而這些工程項(xiàng)目的施工，在使城市美麗宜居的同時(shí)，也帶來(lái)較多的安全隱患。為避免施工過(guò)程中市政地下管線(xiàn)損壞帶來(lái)的諸多不便，迫切需要建立城市地下管線(xiàn)信息系統(tǒng)，為滿(mǎn)足海滄區(qū)地下管線(xiàn)信息管理系統(tǒng)的需要，查明海滄區(qū)地下管線(xiàn)的敷設(shè)狀況，為此，本文結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目，以探測(cè)地下管線(xiàn)位置為題，探討其GPS控制網(wǎng)的布測(cè)及精度分析的問(wèn)題。

2 控制網(wǎng)的布設(shè)與觀測(cè)方案

2.1 控制網(wǎng)的布設(shè)

地下管線(xiàn)GPS控制網(wǎng)的布設(shè)是平面控制測(cè)量工作的第一道工序，同時(shí)首個(gè)工序的操作好壞，會(huì)直接影響控制測(cè)量工作的觀測(cè)精度。在實(shí)際選點(diǎn)中，由于已有的6個(gè)C等GPS點(diǎn)分布不盡理想，加上Ⅰ級(jí)導(dǎo)線(xiàn)需要布設(shè)在道路上，因此為了確保Ⅰ級(jí)導(dǎo)線(xiàn)圖形強(qiáng)度，保證導(dǎo)線(xiàn)結(jié)點(diǎn)間長(zhǎng)度符合規(guī)范要求，我們根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)專(zhuān)家論證和甲方的意見(jiàn)，在設(shè)計(jì)28個(gè)GPS點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了3個(gè)點(diǎn)，共埋設(shè)31個(gè)GPS點(diǎn)，保證了Ⅰ級(jí)導(dǎo)線(xiàn)的首級(jí)控制分布更加均勻，以提高Ⅰ級(jí)導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的點(diǎn)位精度。

最終選定的GPS點(diǎn)符合下列要求：

①首先必須把點(diǎn)位選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固可靠的地方或一些穩(wěn)定的建筑物上面，且便于尋找、保存和引測(cè)。盡量避免大面積水域，已減弱多路徑誤差的影響。

②用數(shù)字水準(zhǔn)儀作業(yè)，同時(shí)要避開(kāi)附近的電磁場(chǎng)干擾，保證信號(hào)的接收。一般要有1～2個(gè)通視方向。

③點(diǎn)位周?chē)阌诎仓媒邮赵O(shè)備和操作，視野開(kāi)闊。被測(cè)衛(wèi)星的地面最好高度角要大于10～15°。

GPS點(diǎn)選定之后，在點(diǎn)位標(biāo)記。并為點(diǎn)編號(hào)順序，例如：GPS1、GPS2、GPS3等。個(gè)別地方點(diǎn)的編號(hào)順序不一致，是由于根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)布設(shè)的需要，為保證圖形強(qiáng)度，在導(dǎo)線(xiàn)選點(diǎn)時(shí)補(bǔ)選造成的。

經(jīng)外業(yè)踏勘選點(diǎn)之后，共選定GPS點(diǎn)37個(gè)點(diǎn)。其中新點(diǎn)31個(gè)，C級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)6個(gè)。由31個(gè)新點(diǎn)與6個(gè)舊點(diǎn)組成，較均勻地分布在海滄區(qū)。其圖形如下：

2.2 觀測(cè)方案

本次觀測(cè)采用六臺(tái)ASHTECH Z-12 CGRS 雙頻GPS接收機(jī)(標(biāo)稱(chēng)精度為±(5 mm+1ppm)及Choke Ring 天線(xiàn)（表2），和4臺(tái)TRIMBLE5700接收機(jī)。測(cè)前要對(duì)接收機(jī)及其附件全部進(jìn)行了檢測(cè)和檢查，全部符合作業(yè)技術(shù)指標(biāo)和要求。

本次觀測(cè)共觀測(cè)37個(gè)點(diǎn)，其中新點(diǎn)31個(gè)，C級(jí)控制點(diǎn)6個(gè)（圖9）。第一階段采用六臺(tái)ASHTECH Z-12 CGRS雙頻GPS接收機(jī)(標(biāo)稱(chēng)精度為±(5 mm+1ppm)及Choke Ring 天線(xiàn)，由于無(wú)線(xiàn)電干擾影響，每天根據(jù)前一天的觀測(cè)參數(shù)作調(diào)整，同時(shí)新增GPS點(diǎn)，在第二階段的觀測(cè)采用4臺(tái)TRIMBLE5700接收機(jī)，同步環(huán)由4個(gè)測(cè)站組成。

3 GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理與精度分析

3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)

本次GPS控制網(wǎng)采用的坐標(biāo)系統(tǒng)為92廈門(mén)坐標(biāo)系。起算點(diǎn)坐標(biāo)成果(56黃海系，92廈門(mén)坐標(biāo)系)表1：

表1

表2

3.2 GPS數(shù)據(jù)處理：

使用廣播星歷，采用TGO1.63軟件對(duì)所有觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理。數(shù)據(jù)處理步驟為先由原始觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Rinex文件；再查看每個(gè)時(shí)段每測(cè)站觀測(cè)文件的天線(xiàn)高信息，如果測(cè)得的是斜高，則一定要轉(zhuǎn)換成直高，這時(shí)需要知道天線(xiàn)型號(hào)的參數(shù)。接下來(lái)進(jìn)行基線(xiàn)處理參數(shù)設(shè)置、基線(xiàn)處理、平差參數(shù)設(shè)置、自由網(wǎng)平差、約束平差。

基線(xiàn)解算結(jié)果：獨(dú)立基線(xiàn)解算條數(shù)134條。計(jì)算結(jié)果如表2所示（由于數(shù)據(jù)保密原因，僅列部分）：

環(huán)閉合差報(bào)表如表3所示：

四等GPS網(wǎng)精度統(tǒng)計(jì)（WGS84系統(tǒng)）如表4所示：

表3

表4

由以上表格數(shù)據(jù)可知，GPS觀測(cè)及得到的基線(xiàn)結(jié)果、環(huán)閉合差結(jié)果都超過(guò)了技術(shù)設(shè)計(jì)要求，所得到的最終WGS84坐標(biāo)和92廈門(mén)坐標(biāo)具有很高的可靠性和精度。

4 結(jié)論

海滄區(qū)地下管線(xiàn)GPS控制網(wǎng)測(cè)量嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，數(shù)據(jù)處理及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換正確，最大點(diǎn)位中誤差為±0.99CM，遠(yuǎn)小于限差±5CM。說(shuō)明平面測(cè)量成果精度較高，能夠滿(mǎn)足海滄區(qū)地下管線(xiàn)探測(cè)的需求，最后采用的約束平差的坐標(biāo)為廈門(mén)92坐標(biāo)系成果，適合海滄區(qū)工程控制的使用。