柳州市城市快速公交（BRT）1號線工程控制網的建立

樊偉 謝耀春

【摘 要】 本文介紹了柳州市城市快速公交1號線工程施工控制網的建立情況，通過對GPS網、精密導線的分析，主要精度指標都滿足規(guī)范要求，并利用柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（LZCORS）檢核控制點成果，該成果可以作為1號線施工控制網。

【關鍵詞】 GPS ?精密導線 ?精度分析

1 引言

柳州市城市快速公交（BRT）1號線線路全長32.5KM。為了滿足工程施工需要，2012年布測了BRT工程1號線施工控制網，其中在火車站至文昌橋段、桂中大道全段及會展中心至雒容鎮(zhèn)段，利用保留完好的原有一級導線點28個。其余路段，采用E級GPS控制網測量，共計19個。在不合適做GPS網路段，選用二級導線作為補充，共計18個。E級GPS點、二級導線點均采用四等水準測量，共計21KM。

為了評估原有一級導線點、新增E級GPS點、新增二級導線點的穩(wěn)定性可行性，利用柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（LZCORS）檢核所有控制點成果。

2 E級GPS平面控制測量及精度分析

以現有的三等GPS點蘭家村、雞公山、D級G0542為起算點，16個待定點，布設成帶狀E級GPS網，選點時聯測了二處現有的一級導線點點位，以作檢核。E級GPS點選埋符合如下要求：

（1）一對控制點間必須確保通視，3個以上控制點兩兩通視;

（2）控制點選在利于長期保存、使用方便、施工影響范圍以外的地方;

（3）控制點附近無大面積水域，與無線電發(fā)射裝置間距大于200米，與高壓輸電線間距大于50米。

GPS控制網示意圖如圖1所示。

外業(yè)數據采集，采用國產南方測繪儀器公司的的北斗星9600型GPS接收，采用靜態(tài)測量模式同步觀測，觀測時段大于60分鐘，同步接收衛(wèi)星5～8顆，衛(wèi)星高度角大于15°，數據采樣間隔15s，空間位置精度因子（PDOP）≤6。

內業(yè)數據處理，采用南方GPS隨機配送的基線解算及網平差軟件計算，按E級精度要求進行解算。并對解算后的同步環(huán)、異步環(huán)、重復基線、三維無約束平差、二維約束平差，作精度統(tǒng)計，如下：

（1）同步環(huán)64個、異步環(huán)45個。的最大值為48.391mm（限差83.816），的最大值為49.836mm（限差86.319），的最大值為52.671mm（限差91.229）。滿足規(guī)范要求。

（2）重復基線共8條，最大基線較差14mm（限差35.937）。

（3）在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差。三維基線向量改正數中，最大為-3.093（限差31.491），最大為4.443（限差36.955），最大為-6.893（限差35.285）。

（4）二維約束平差采用三等GPS點蘭家村、雞公山、D級G0542作為起算，進行平差。二維約束平差改正數與三維無約束平差改正數的較差d最大為3.511（限差24.636），d最大為-4.539（限差26.778）。

（5）GPS控制網最弱邊G1050-G1051相對中誤差為1/119525，遠小于技術要求1/40000。平面控制網精度良好，滿足規(guī)范要求。

GPS測量成果檢核，使用全站儀測邊檢核：共觀測邊長8條，最大差值為-0.014m;使用全站儀測角檢核，共設4站觀測水平方向，最大差值為-9″;控制網中二處GPS點成果與現有的一級導線點成果對比表（如表1）。

從檢核結果上，GPS平面控制網精度良好，完全滿足技術規(guī)范要求。

3 二級導線控制測量及精度分析

采用單導線形式施測兩條二級導線，使用1臺DJ2型II級全站儀，按照工程測量規(guī)范中“一級”技術要求實施，只觀測水平角。

外業(yè)觀測，采用方向觀測法2測回測定，邊長往返觀測，并記錄溫度氣壓。一測回內2C較差小于9”;兩測回較差6”。方位角閉合差小于±10√n。

導線平差使用清華山維軟件進行嚴密平差。導線一閉和差為0.7mm，最大點位誤差±11.55mm，最弱邊相對精度為1/38300;導線二閉和差為0.9mm，最大點位誤差±15.03mm，最弱邊相對精度為1/86500。兩條導線精度良好，滿足規(guī)范要求。

4 E級GPS控制點、二級導線點高程測量

全網有3個三等水準點，形成1個結點，聯測所有E級GPS點，2條附和導線點，采用四等水準測量，共計21KM。水準觀測使用TrimbleDini0.3電子水準儀，標尺用配套的3m銦瓦尺。作業(yè)前儀器經過國家法定檢定部門檢定在有效期內。

高程控制網采用國標四等水準測量的技術要求執(zhí)行。觀測采用中絲讀數法，按“后、前、前、后”的觀測順序進行觀測，視線高度及測站的觀測限差均按規(guī)范進行，電子水準儀自動識別讀取并存儲標尺讀數。

水準網采用清華山維軟件進行嚴密平差計算，單位權中誤差為±0.9mm/km，最弱點點位中誤差為±1.8mm。高程精度滿足規(guī)范要求。

5 利用柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（LZCORS）檢核控制點成果

由于線路中部分利用了已有的控制點，部分重新施測了控制網，為了檢核整條線路控制的內符合精度，我們利用了柳州市連續(xù)運轉衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（LZCORS）來進行外業(yè)控制點檢核工作。我們在整條線路中對所有已有的控制點，部分抽檢E級GPS點、二級導線點，共計40個點位（約占所有控制點的62%）。

平面控制精度統(tǒng)計：點位較差小于10mm的有29個，大于10mm小于20mm的有11個。坐標較差均滿足設計要求。

高程控制精度統(tǒng)計：高程較差最大值為21mm，平均差值為13mm，符合限差要求。

控制點成果與LZCORS系統(tǒng)采集成果的差值均小于5cm，控制點精度及點間精度均十分良好，可做為一套整體的控制成果使用。

6 結語

隨著各地交通工程的建設，越來越多的工程控制網需要建立。如能結合原有的控制點并對其進行精度和穩(wěn)定性檢核后加以利用，將大大較小了工程量。

通過本次控制網的施測，在GPS控制網方面有兩點體會：

（1）在城市交通工程中，GSP控制網的通視邊長相對較短。因此，在選點時避免出現超短邊。

（2）起算點數據對控制網成果精度影響大，約束平差時對整網精度尤為重要，因此多準備些起算控制點，以備選擇。

參考文獻：

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