廣州市中心城區(qū)導線網的建立與數(shù)據處理

廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院

【摘 要】城市等級導線控制網作為城市規(guī)劃測量中較為基礎和重要的保障資料，為城市規(guī)劃、管理和建設工作提供了良好的基礎控制保障，得到了高度重視，然而，城市建設的飛速發(fā)展導致基礎導線控制網損毀嚴重。本文詳細介紹了廣州市中心城區(qū)首級導線網的建立過程和數(shù)據處理，包括GPS控制網的建立，一級導線網的建立、四等水準網的觀測，以及數(shù)據處理。

【關鍵詞】控制網；GPS；一級導線；四等水準；數(shù)據處理

1 .引言

廣州市城市等級導線控制網作為廣州市城市規(guī)劃測量中較為基礎和重要的保障資料，得到了高度重視。長期以來，廣州市在城市建設過程中建立了較為完善的城市基礎導線網，為城市規(guī)劃、管理和建設工作提供了良好的基礎控制保障。但近幾年來，城市建設的飛速發(fā)展，原有城市道路更新、重修導致基礎導線控制網損毀嚴重，同時新的發(fā)展與建設熱點區(qū)域則控制網覆蓋不足。

雖然，廣州市已經建立了連續(xù)運行衛(wèi)星定位城市測量綜合服務系統(tǒng)（GZCORS），然而由于GPS定位技術本身的制約，GZCORS在建筑密集與電磁波干擾強的區(qū)域可能無法直接應用，城市工程測量仍然需要導線控制網的支持。特別是建成區(qū)的大型建設工程，控制點布設困難，如有城市基礎導線控制網的支持，將大大提高測量精度和效率，能及時地為規(guī)劃管理、監(jiān)督服務。

目前廣州市中心建成區(qū)對于城市基礎導線網重建的迫切需求，“廣州市（中心城區(qū)）城市等級導線控制網重建”項目對廣州地區(qū)的城市規(guī)劃和建設提供有效的測繪基礎保障，其實施也迫在眉睫。

2 .導線網的建立

2.1 建立方案

城區(qū)導線網分為一級、二級、三級導線網，分批建立，低等級網在高等級網下發(fā)展。城市道路網復雜，房屋密集高大，導線網布置成附和導線，用全站儀聯(lián)測，其中一級導線網沿著城區(qū)主干道路布設，且控制點宜布置在道路交叉口，方便下一級導線網的布設。二、三級導線網沿次要道路布置。其中一級導線的起算點采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS建立，布置成樓頂點，方便引測。

2.2 GPS控制網的布設

根據對城區(qū)高等級控制點普查情況，四等以上平面控制點保存較好（完好率95%），但受城市建設的影響，點位幾乎沒有通視方向。為滿足布設等級導線的要求，擬利用我院完成的且實地保存完好的二、三等平面控制點作起算點，適當布設9點四等GPS控制點做起算點的補充。具體設計方案見圖1。

根據任務的要求和作業(yè)規(guī)范，結合目前的衛(wèi)星情況和接收機的類型，考慮到地形和交通情況，在精度、可靠性和經濟性的總體原則下，進行優(yōu)化設計。

GPS網的圖形設計應遵循以下原則：

（1）GPS網應構成盡可能多的閉合環(huán)，使平差網組成的閉合環(huán)達到最大值，獲得最多的圖形閉合條件，以增加檢核條件，提高網的可靠性。

（2）保證有一定的重復基線，相鄰點間基線向量的精度，應分布均勻。

（3）GPS網點應盡量與原有控制網點相重合，應與原有坐標系中的控制點聯(lián)測，并聯(lián)測點分布均勻。

（4）GPS網點應設在空曠開闊的地方，為便于利用常規(guī)測量方法加密控制測量，每點應有一個以上的通視方向。

2.3 一級導線網建立

（1）以四等GPS控制點作為起始點，布設等級導線控制網。

（2）用四等水準測量的方法，將一級導線點聯(lián)測高程。

2.3.1 導線網的布設原則

（1）導線網中，結點與高級點或結點與結點間的導線長度不應大于附合導線規(guī)定長度的0.7倍；

（2）當附合導線長度短于規(guī)定長度的1/3時，導線的全長閉合差不應大于0.13m；

（3）特殊情況下，導線總長和平均邊長可放寬至表8規(guī)定長度的1.5倍，但其全長閉合差不應大于0.26m；

（4）四等及以下各級導線網可布設成多結點無定向導線網，起算點不應少于3個，且應均勻分布；

（5）導線相鄰邊長之比不宜大于1：3；

（6）當附合導線的邊數(shù)大于12條邊時，其測角精度應提高一個等級。

3 .控制網數(shù)據處理

控制網數(shù)據處理包括GPS控制網的數(shù)據處理、一級導線的數(shù)據處理和四等水準數(shù)據處理。GPS控制網數(shù)據處理采用TBC和同濟大學TGPPS后處理軟件；一級導線數(shù)據處理采用自編Excel腳本進行數(shù)據整理，后續(xù)的平差計算采用院自編軟件-控制網平差軟件；四等水準數(shù)據處理采用自編軟件進行格式轉化，后續(xù)平差計算采用南方平差易2005。

3.1 GPS數(shù)據處理

基線解算采用TBC軟件，剔除粗差后，所有基線均得到固定解，水平精度優(yōu)于2cm，垂直精度優(yōu)于5cm，表明野外觀測質量良好。

平差計算采用同濟大學TGPPS后處理軟件，分兩步進行，先在WGS-84坐標系中固定一點的WGS-84坐標進行三維無約束平差，然后在廣州市平面坐標系統(tǒng)中進行約束平差計算。

3.2 一級導線數(shù)據處理

一級導線測量的數(shù)據采用人工記錄的形式，經內業(yè)輸入到EXCEL中，運行自編的EXCEL腳本程序，計算得到2C、豎盤指標差、水平角、垂直角、平距等，方便后續(xù)平差計算。如圖5所示。

按照我院平差軟件的格式說明，將附和導線按照要求編寫文件格式，運行軟件平差計算，結果如下表所示。

對導線進行精度分析，結果表明所有導線點最大點位中誤差均優(yōu)于5cm，方位角閉合差和導線全長相對閉合差都滿足要求，表明所有導線合格。

3.3 四等水準數(shù)據處理

本項目采用DINI電子水準儀，數(shù)據量大，復雜，根據自編軟件轉換為南方平差易數(shù)據格式，方便后續(xù)平差。

4.結論

本文主要介紹了廣州市中心城區(qū)一級導線的建立過程，重點在于四等GPS控制網的建立和數(shù)據處理、一級導線的建立和數(shù)據處理、四等水準的觀測和數(shù)據處理，對類型的工程項目具有很好的借鑒作用。

參考文獻

[1]朱繼文，李秀海. 邊角權匹配對城市大型導線網平差結果精度影響分析[J].測繪工程，1996.9（3），50-54.

[2]錢志宏. 蘇州吳中相城一級導線和四等水準測量實施與分析[J].工程技術， 2010.2（1），325.

[3] CJJ 8-99.城市測量規(guī)范[S].

[4] GB/T12898-2009，國家三、四等水準測量規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2009.

[5]王育堅.Visual C++面向對象編程教程[M].清華大學出版社，2003.

[6]南方平差易說明書.

作者簡介：

陳志光（1988-），男，漢族，助理工程師。