帶狀測繪工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設計與精度分析

■王永亮

（遼寧省有色地質局一 〇八隊 遼寧 沈陽110013）

帶狀測繪工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設計與精度分析

■王永亮

（遼寧省有色地質局一 〇八隊 遼寧 沈陽110013）

GPS靜態(tài)定位技術在測量中主要用于測定各種用途的控制點。帶狀控制網(wǎng)的優(yōu)化設計與施測直接影響帶狀工程的效率和質量，本文結合實例理論結合實際，著重對帶狀控制網(wǎng)的優(yōu)化設計、施測、數(shù)據(jù)處理、精度分析進行了比較深入的探討。

帶狀控制網(wǎng)優(yōu)化設計精度分析

1 引言

隨著計算機技術和通信技術的發(fā)展以及GNSS技術的發(fā)展與完善，測繪行業(yè)也得到全面的發(fā)展，GPS定位技術被廣泛應用到各種測繪工作當中。

本案例是鐵路用地地籍測繪工程，測區(qū)范圍是沿著2451.17公里鐵路兩側的鐵路用地，最大特點就是測區(qū)處于狹長的帶狀區(qū)域和偏遠的地區(qū)，所以控制網(wǎng)的布設在精度上要滿足測定界址點坐標和測量建筑物精度的要求，在密度上要滿足轄區(qū)內細部測量的要求，在點位埋設上要顧及日常地籍管理和點位保存的要求。

2 控制基準及網(wǎng)型布設

為保證平面控制測量成果的整體性，坐標系統(tǒng)采用1980西安坐標系，高斯正形投影統(tǒng)一3°分帶，控制網(wǎng)劃分為4個坐標分帶：分別為39帶、40帶、41帶、42帶。因地域狹長面積大，為穩(wěn)妥快速推進測繪工作，控制網(wǎng)按坐標分帶分為四個區(qū)，獨立觀測。為保證各區(qū)控制成果的準確銜接，各段的基礎控制網(wǎng)相互銜接處要有足夠的重合點，至少保證4個首級基礎控制網(wǎng)測量完畢，再統(tǒng)一平差，提供統(tǒng)一的GPS測量成果。

控制網(wǎng)的布設，依據(jù)鐵路宗地分布情況在圖上進行控制網(wǎng)的初步設計，然后持圖到實地選點、埋石。該工程布設一個首級控制網(wǎng)，共埋設了223個控制點，其中35個點利用原控制點標石，新埋設188個控制點；控制平面起算點35個，均為國家一、二等三角點，3個國家B級起算點。

控制網(wǎng)圖如右：

3 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

我院使用了16臺 TrimbleSPS881-GPS接收機通過網(wǎng)連接和邊連接兩種不同的連接方式進行的控制網(wǎng)外業(yè)觀測。為便于組織控制網(wǎng)的觀測需要控制網(wǎng)在設計初期就全面考慮了交通、環(huán)境等因素，能夠以相對較少人力物力實現(xiàn)整個控制網(wǎng)的外業(yè)觀測。

4 質量評定和起算點檢測

GPS外業(yè)數(shù)據(jù)檢核。外業(yè)觀測結束后，應及時對觀測質量進行評定，檢查觀測成果是否符合要求，觀測數(shù)據(jù)是否真實可靠。同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率不宜大于20%。復測基線的長度較差應滿足下式的要求：

式中：dS—復測基線的長度較差。

采用同一種數(shù)學模型解算的基線，網(wǎng)中任何一個三邊構成的同步環(huán)閉合差應滿足下列公式的要求：

式中：Wx、wy、Wz－環(huán)坐標分量閉合差；Ws－環(huán)閉合差。

異步環(huán)的坐標分量閉合差和全長閉合差應符合下式規(guī)定：

式中：Ws—環(huán)閉合差；n—閉合環(huán)邊數(shù)。

起算點的穩(wěn)定性檢測，用任意幾個控制點平差，檢驗其他的起算點，反復幾次用以校核其他的起算點。經檢查35個平面起算點和B級點穩(wěn)定性較好。

5 平差計算

各項質量檢驗符合要求時，應以所有獨立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及相應內方差陣作為觀測信息，進行GPS網(wǎng)的無約束平差。無約束平差應提供WGS-84系下的三維坐標，各基線向量三個坐標差觀測值的總改正數(shù)，基線邊長以及點位和邊長的精度信息，無約束平差中，基線向量的改正數(shù)(V△x，V△y，V△z)絕對值應滿足下式要求：

V△x≤3σ V△y≤3σ V△Z≤3σ

在無約束平差確定的有效觀測基礎上，進行西安80坐標二維約束平差，基線向量改正數(shù)，基線邊長、方位以及坐標、基線邊長、方位的精度信息；轉換參數(shù)及其精度信息，約束平差中，基線向量的改正數(shù)與無約束平差結果的同名基線和應改正數(shù)的較差 (dV△x，dV△y，dV△z)應符合下列要求：

dV△x≤2σ dV△y≤2σ dV△z≤2σ

整體平差計算時，我院選用天寶的TGO、南方測繪Gnss數(shù)據(jù)處理軟件、中海達?HDS2003數(shù)據(jù)處理軟件三款靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件分別平差計算。對各自軟件計算指標數(shù)據(jù)進行分析比較，全網(wǎng)整體比較分析后選取南方測繪Gnss數(shù)據(jù)處理軟件作為最終靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件進行控制網(wǎng)整體平差。

6 提高控制網(wǎng)精度的方法

（1）適當?shù)脑黾恿擞^測期數(shù)（時段數(shù)），保證每個控制點的設站

≧次數(shù)2 ≧

次，觀測時段長度 4小時，以便消除人為操作誤差和錯誤，能夠提高控制網(wǎng)的可靠性。

（2）采用高程擬合的方法，測定控制點的正常高/正高，要在布設控制網(wǎng)時選取盡可能多的水準點，并且水準點的在控制網(wǎng)中要均勻分布。

（3）外業(yè)觀測時控制網(wǎng)中個相鄰的控制點一定要進行同步觀測，以獲得他們間的直接觀測基線，這樣能保證相鄰點具有較高的相對精度。

（4）點位一般選在便于安置儀器、視野開闊，視場內凈空障礙物的高度角不超過15°，遠離大功率無線電發(fā)射源200m；遠離高壓輸電線50米以上的地方。這樣可以避免產生多路徑效應和遠離電磁干擾，增加觀測數(shù)據(jù)的利用率。

（5）控制網(wǎng)中的起算點數(shù)量要足夠且要均勻分布在控制網(wǎng)。選擇科學合理的坐標系統(tǒng)。

（6）外業(yè)觀測時要統(tǒng)籌分析各GPD控制點結合網(wǎng)型特點，合理安排觀測時段和觀測時間，得出高效的觀測方案。

苑結論

本文結合實例系統(tǒng)的闡述了帶狀工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設計及精度分析的全過程，總結分析了控制網(wǎng)的優(yōu)化設計和精度分析的方法?？晒╊愃频墓こ套鲄⒖冀梃b。

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[2]李青岳,陳永奇.工程測量學 [M].北京:測繪出版社,1995

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-306-1