廣州市中心城區(qū)導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)方法探討*

劉演志，歐海平，秦炳權(quán)

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州　510060)

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廣州市中心城區(qū)導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)方法探討*

劉演志，歐海平，秦炳權(quán)

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州510060)

摘要：為了滿足廣州市中心城區(qū)發(fā)展對工程控制網(wǎng)的實(shí)際需求，采用布設(shè)更為靈活的傳統(tǒng)導(dǎo)線測量技術(shù)建立城區(qū)控制網(wǎng)，以有效補(bǔ)充CORS測量技術(shù)的不足，通過與現(xiàn)有的GZCORS測量成果的比較，對兩者定位精度和可靠性進(jìn)行分析，為城市控制網(wǎng)的建設(shè)提供有益參考。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線測量；四等水準(zhǔn)；精度統(tǒng)計(jì)

0引言

隨著測繪科技水平的不斷進(jìn)步，測量方法也發(fā)生了顯著的變化，從早前的光學(xué)經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀發(fā)展到后來的全站儀、GPS，直至現(xiàn)在的集全站儀與GPS于一身的超站儀，測量的手段和方法日漸新穎，測量的精度也在不斷提高，人工智能的應(yīng)用也讓常規(guī)的測量工作有了全新的定義。但是，城市化建設(shè)過程也帶來了城市測量的一大挑戰(zhàn)——即如何在高樓大廈林立的現(xiàn)代化大都市中利用現(xiàn)代化的測量設(shè)備來完成控制測量，這是一個(gè)值得探討的問題。

廣州市已于2006年建立了連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位城市測量綜合服務(wù)系統(tǒng)(GZCORS)[1]，但是由于GPS定位對空觀測條件的制約[2]，GZCORS在建筑密集與電磁波干擾強(qiáng)的區(qū)域無法直接應(yīng)用，因此城市工程測量仍然需要傳統(tǒng)導(dǎo)線控制網(wǎng)的支持。尤其是在城市中心區(qū)的建設(shè)工程，控制布設(shè)困難，而傳統(tǒng)導(dǎo)線控制網(wǎng)的布設(shè)將會彌補(bǔ)這一不足，極大地提高測量精度和效率，及時(shí)地為城市規(guī)劃管理、監(jiān)督提供控制成果支撐。

1廣州市城市導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)

1.1平面控制網(wǎng)布設(shè)方案

廣州市(中心城區(qū))城市等級導(dǎo)線控制網(wǎng)布設(shè)范圍主要是

在廣州市環(huán)城高速公路范圍內(nèi)，為廣州市中心城區(qū)。區(qū)內(nèi)建筑密度大，東至天河區(qū)與黃埔區(qū)交界處東環(huán)高速公路，南至南環(huán)高速公路，西至荔灣區(qū)西環(huán)高速公路，北至天河區(qū)與白云區(qū)交界處北環(huán)高速公路。作業(yè)區(qū)橫跨廣州市天河區(qū)、越秀區(qū)、白云區(qū)、荔灣區(qū)和海珠區(qū)5個(gè)行政區(qū)，面積約221.7 km2，作業(yè)區(qū)范圍橫跨多條城市主干道，區(qū)內(nèi)交通便利。

平面控制網(wǎng)的布設(shè)依然遵循“先整體，后局部”的布網(wǎng)原則，利用城市已有保存完好的二、三等樓頂平面控制點(diǎn)作起算點(diǎn)，適當(dāng)布設(shè)部分四等GPS控制點(diǎn)作為起算點(diǎn)的補(bǔ)充[3]。然后沿主要道路布設(shè)一級導(dǎo)線約100 km；沿次要道路布設(shè)二級導(dǎo)線約100 km；另考慮到部分城區(qū)建筑密度較大，利用GZCORS測量時(shí)更加困難，擬適當(dāng)布設(shè)三級導(dǎo)線共約30 km；沿所布設(shè)的一、二、三級導(dǎo)線地面點(diǎn)施測四等水準(zhǔn)約350 km。導(dǎo)線網(wǎng)的布網(wǎng)方案和范圍詳見圖1，截止2014年年底已完成珠江以北區(qū)域的導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)和測量平差工作，成果已投入使用。

圖1　廣州市中心城區(qū)等級導(dǎo)線控制網(wǎng)布設(shè)方案Fig.1　The layout of grade traverse control network of downtown area in Guangzhou city

1.2導(dǎo)線觀測

導(dǎo)線觀測過程中依然采用傳統(tǒng)的距離和角度觀測的方法，觀測過程中采用精密全站儀進(jìn)行平距和水平角觀測，全站儀導(dǎo)線測量方法布設(shè)控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的相關(guān)要求[4]。

表1一、二、三級導(dǎo)線平面控制網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo)

Tab.1The main technical indicators in first-order、second-order and third-order traverse plane control network

等級導(dǎo)線長度/km平均邊長/m測角中誤差/(″)測距中誤差/mm相對精度最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差/cm一≤3.6300≤±5≤±15≤1/14000≤±5二≤2.4200≤±8≤±15≤1/10000≤±5三≤1.5120≤±12≤±15≤1/6000≤±5

各等級導(dǎo)線測量水平角觀測技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表2的要求。

表2導(dǎo)線測量水平角觀測技術(shù)要求

Tab.2The horizontal angle observation technical requirements in traverse survey

等級測回?cái)?shù)DJ1DJ2方位角閉合差/(″)一12≤±10n二-1≤±16n三-1≤±24n

表2中，n為測站數(shù)。當(dāng)采用1秒級測量機(jī)器人進(jìn)行角度、邊長測量時(shí)，均測量1測回。當(dāng)采用2秒級全站儀測量一級導(dǎo)線時(shí)，度盤位置不作配置，只觀測2測回。

1.3高程聯(lián)測

新布設(shè)的地面導(dǎo)線點(diǎn)高程按國家四等水準(zhǔn)相關(guān)要求進(jìn)行施測，利用廣州市2012年已完成二等水準(zhǔn)網(wǎng)成果作為起算，施測線路布設(shè)成單一附合水準(zhǔn)路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)形式。四等水準(zhǔn)測量各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合表3的相關(guān)要求[5]。

2數(shù)據(jù)處理與精度分析

2.1平面控制網(wǎng)精度

一級導(dǎo)線觀測采用Leica TM30精密全站儀，測量前設(shè)置好儀器的加常數(shù)、乘常數(shù)和棱鏡常數(shù)。全站儀輸出斜距數(shù)據(jù)，利用垂直角計(jì)算平距。一級導(dǎo)線外業(yè)水平角2C較差、垂直角指標(biāo)差較差、往返測距較差數(shù)據(jù)經(jīng)過檢查，符合項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)要求。一級導(dǎo)線平差計(jì)算采用自編程序ADJNET.exe平差軟件，一級導(dǎo)線網(wǎng)平差采用嚴(yán)密平差方法，平差精度統(tǒng)計(jì)，如表4所示。

表3　四等水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)指標(biāo)

注：表3中，L為附合路線或環(huán)線長度，單位為km；表3為采用電子數(shù)字水準(zhǔn)儀測量時(shí)應(yīng)滿足的技術(shù)指標(biāo)；本項(xiàng)目四等水準(zhǔn)測量采用電子數(shù)字水準(zhǔn)儀測量，同一標(biāo)尺兩次讀數(shù)差不設(shè)限差，兩次讀數(shù)所測高差的差應(yīng)滿足表3基輔分劃所測高差之差的規(guī)定。

表4　一級導(dǎo)線平差精度統(tǒng)計(jì)表

續(xù)表

線號點(diǎn)數(shù)導(dǎo)線長度/km結(jié)點(diǎn)間長度/km平均邊長/m 方位角閉合差/(″) 最弱點(diǎn)位中誤差/cm實(shí)際允許實(shí)際允許導(dǎo)線相對閉合差全長閉合差/m規(guī)I11線103.669 305.7695.81±34.643.3±51/312240.115規(guī)I12線103.187 289.729-3.21±34.642.0±51/26799 規(guī)I13線113.662 305.126-12.92±36.063.0±51/571970.064規(guī)I14線規(guī)I15線規(guī)I16線規(guī)I17線8788結(jié)點(diǎn)網(wǎng)2.0172.0182.6572.481252.125252.250295.222275.667 3.4±5 合計(jì)17253.993

導(dǎo)線總長超過3 600 m及平均邊長大于300 m的導(dǎo)線全長閉合差均小于0.26 m，導(dǎo)線全長閉合差最低為1/19 511，滿足規(guī)范小于等于1/14 000的要求。

2.2高程控制網(wǎng)精度

四等水準(zhǔn)測量以廣州市二等水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算，布設(shè)成單一附合路線13條，聯(lián)測一級導(dǎo)線點(diǎn)145個(gè)。采用DiNi電子水準(zhǔn)儀和銦鋼尺，水準(zhǔn)儀角均在每天開測前進(jìn)行測定，角檢核符合精度要求。四等水準(zhǔn)路線平差采用“南方平差易2005”軟件。平差精度統(tǒng)計(jì)，如表5所示。

2.3RTK檢測數(shù)據(jù)對比分析

對已布設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)經(jīng)過整體平差，通過部分布設(shè)于空曠地段的導(dǎo)線點(diǎn)依照廣州市RTK測量規(guī)范對導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果對比，如表6所示。

表5　四等水準(zhǔn)平差精度統(tǒng)計(jì)表

表6　檢測結(jié)果對比統(tǒng)計(jì)表

注：表6中，因數(shù)據(jù)保密需要，X、Y值的小數(shù)點(diǎn)前3位數(shù)均以“*”代替。

由表6可見：平面點(diǎn)位坐標(biāo)X軸方向最大偏差為3.4 cm，最小偏差為0.7 cm，均差為2.2 cm；Y軸方向最大偏差為2.5 cm，最小偏差為0.3 cm，均差為1.1 cm；通過比較可見導(dǎo)線布設(shè)成果與GZCORS檢測點(diǎn)在平面上有較好的符合；而高程方面最大偏差6.5 cm，最小偏差0.7 cm，均差為3.5 cm；整體點(diǎn)位較差最大為3.5 cm，最小為1.7 cm，均差為2.6 cm。較差精度滿足城市測量規(guī)范要求平面較差≤5 cm，高程較差≤8 cm的限差要求[6]，說明外符合精度較高。

3結(jié)束語

在城市中心區(qū)域，由于建筑密度大且高樓林立，CORS測量很難發(fā)揮其優(yōu)勢，因此考慮通過傳統(tǒng)測量技術(shù)布設(shè)控制網(wǎng)來滿足城市建設(shè)實(shí)際需求，并對CORS測量進(jìn)行有效補(bǔ)充具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對廣州市中心城區(qū)導(dǎo)線控制網(wǎng)的布設(shè)方案、實(shí)施及精度評定展開研究，并利用GZCORS測量技術(shù)對部分對空條件良好的導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行了比對，總體成果表明：本次實(shí)施的導(dǎo)線測量精度良好，與CORS測量結(jié)果符合度良好，能滿足城市建設(shè)的需求。

[參考文獻(xiàn)]

[1]楊光，方鋒，祁芳.GZCORS系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用[J].地理空間信息，2007，5(3)：20-22.

[2]劉大杰，施一民，過靜珺.全球定位系統(tǒng)(GPS)的原理與數(shù)據(jù)處理[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996.

[3]劉立龍，林文介.GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22(3)：225-227.

[4]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ/T 8—2011 城市測量規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[5]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 12898—2009 國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[6]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ/T 73—2010 衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

Method of Traverse Survey of Downtown Area in Guangzhou City

LIU Yan-zhi，OU Hai-ping ，QIN Bing-quan

(GuangzhouUrbanPlanningandDesignSurveyResearchInstitute，GuangzhouGuangdong510060，China)

Abstract：In order to meet the requirements of the development of downtown area in Guangzhou city on engineering control network，the article uses a more flexible traditional traverse survey method to establish the urban control network，which can effectively make up for the lack of CORS technology.And then the positioning accuracy and reliability of both methods are analyzed by comparing the messurment results of GZCORS，which can provide a useful reference for the construction of urban control network.

Key words：traverse survey；fourth-order leveling；precision statistics

作者簡介：劉演志(1981～)，男，湖南岳陽人，碩士，高級工程師，現(xiàn)主要從事城市工程測量方面的工作。

中圖分類號：P 221+.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1007-9394(2016)01-0027-03

收稿日期：2015-10-26

地礦測繪2016，32(1)：27～29

CN 53-1124/TDISSN 1007-9394

Surveying and Mapping of Geology and Mineral Resources