公路帶狀地形圖控制網(wǎng)測量的技術(shù)設計

董月云

山西省公路局大同分局 山西大同 037006

1 控制網(wǎng)的意義

在測區(qū)內(nèi)，按測量任務所要求的精度，測定一系列控制點的平面位置（平面控制網(wǎng)）和高程（高程控制網(wǎng)），建立起測量控制網(wǎng)，作為各種測量的基礎，這種測量工作稱為控制測量?？刂凭W(wǎng)具有控制全局，限制測量誤差累積的作用，是各項測量工作的依據(jù)。對于地形測圖，等級控制是擴展圖根控制的基礎，以保證所測地形圖能互相拼接成為一個整體。

2 控制網(wǎng)的技術(shù)設計

2.1 項目概況

應闡明測區(qū)的任務來源、測量目的與要求、測圖范圍和面積、主要工作內(nèi)容、工作時間等。同時應闡明測區(qū)所在的地理位置（經(jīng)緯度）、行政隸屬、地形特征、地形分布、居民地情況和分布、交通狀況和測區(qū)的其他困難情況。

2.2 項目主要技術(shù)要求

（1）項目的作業(yè)依據(jù)。應根據(jù)測量要求和技術(shù)設計需要選取國家的相關(guān)規(guī)范和要求作為項目的作業(yè)依據(jù)，公路帶狀地形圖控制測量的作業(yè)依據(jù)一般有：《公路勘測規(guī)范》JTGC10-2007（以下簡稱規(guī)范）、《公路勘測細則》JTG/TC10-2007、《衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范》CJJ/T73-2010、《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T2009-2010、《國家一、二等水準測量規(guī)范》GB/12897-2006國標、《國家三、四等水準測量規(guī)范》GB/12898-2009國標。

（2）平面坐標系的選擇。主要內(nèi)容：①項目采用的坐標系統(tǒng)應依據(jù)甲方要求選取，一般常用的有CGCS2000坐標系、1954年北京坐標系、1980年西安坐標系和各地方獨立坐標系或工程坐標系；②選定采用的坐標系統(tǒng)后，為滿足規(guī)范要求，應合理選擇測區(qū)的中央子午線和高程投影面[1]。以實例說明中央子午線和高程投影面的選擇對公路測圖的影響：

投影變形計算公式：

式中：Hm為重點位置實地高程，Ym為重點位置距測區(qū)所選中央子午線的橫坐標值。

某項目呈東北往西南走向，路線大體高程在250-300m左右運行。平均緯度約30°，坐標系為1980西安坐標系，測區(qū)中央的中央子午線為120°00′。路線起點和終點分別距中央子午線約10km、7km。項目的平面投影變形起點為1.2cm，終點為0.6cm，項目的高程投影變形起點為-4.0cm，終點為-4.9cm，那么投影變形起點為-2.8cm，終點為-4.3cm。從以上數(shù)據(jù)可以看出，雖然所選中央子午線處在測區(qū)中央，平面投影變形較小，但由于測區(qū)高程較大，高程投影變形較大，投影變形不能滿足規(guī)范要求，（規(guī)范對投形長度變形值得要求為：測區(qū)內(nèi)投影長度變形值小于2.5cm/km。大型構(gòu)造物投影長度變形值小于：1cm/km）。

若選擇中央子午線為119°30′，則路線起點和終點分別距中央子午線約49km、56km。那么項目的平面投影變形起點為3.0cm，終點為3.8cm，項目的高程投影變形起點為-4.1cm，終點為-4.9cm，那么投影變形起點為-2.1cm，終點為-1.1cm。從以上數(shù)據(jù)可以看出，投影變形能夠滿足規(guī)范對投形長度變形值得要求。從以上實例可以看出，中央子午線和投影面的選擇對測區(qū)的投影變形有較大的影響，應通過精密計算進行合理選擇。

（3）高程基準的選擇。高差基準根據(jù)測量要求和技術(shù)設計需要，一般選用國家正常高高程基準，即1985國家高程基準。較小的獨立項目也可選擇使用工程獨立高程系統(tǒng)，但要注意與相鄰工程項目或國家等級水準點的聯(lián)測和檢核。

2.3 項目控制網(wǎng)的設計

（1）平面控制點等級的選擇。平面控制點的等級選擇應根據(jù)測量要求和相關(guān)規(guī)范要求選擇，各級公路及橋梁、隧道平面控制等級不應低于規(guī)范P12的平面控制測量等級選用表的要求。

（2）平面控制點的測量精度要求。平面控制點的測量精度不應低于規(guī)范的平面控制測量精度表的要求。

（3）控制點的選埋設計。選擇好平面控制點等級和精度后應對控制點的選埋進行設計，隨著GPS測量的應用范圍越來越廣。精度不斷提高，現(xiàn)在各等級控制點的選埋均應滿足GPS測量和拓展的需要，主要應滿足以下要求：①控制點埋石點位，必須充分考慮：點位穩(wěn)固，能長期保存；視野開闊，便于使用；點位所在地平緩，利于架設儀器；土質(zhì)堅硬，保證點位不位移，不沉降過大。一般選在距中心線50-150m，盡可能相互通視[2]。

（4）GPS測量。GPS平面控制點測量的基本技術(shù)要求：同時最少觀測衛(wèi)星數(shù)4顆；采樣間隔30s；觀測采用靜態(tài)觀測；主要技術(shù)要求不應該低于規(guī)范P16頁的GPS測量的主要技術(shù)要求表的要求。

GNSS平面控制點數(shù)據(jù)處理?；€解算應采用雙差相位觀測值。同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率不宜大于10%。重復基線長度較差應滿足ds≤22σ計算的要求，σ為標準差?？刂凭W(wǎng)同步環(huán)閉合差、異步環(huán)坐標分量閉合差和全長閉合差、無約束平差中基線分量的改正數(shù)、約束平差中基線分量的改正數(shù)與經(jīng)過粗差剔除后的約束平差結(jié)果的同一基線相應較差的絕對值應符合規(guī)范要求。

2.4 項目高程控制點測量設計

（1）高程控制等級的選擇。應根據(jù)規(guī)范要求和設計需要進行，各級公路及構(gòu)造物的高程控制測量等級不得低于規(guī)范P24的高程控制測量等級選用的要求。

（2）高程控制測量的精度要求。高程控制測量的精度根據(jù)所采用的控制點測量等級和測量方法不同有不同要求。水準測量的精度要求主要應符合規(guī)范P25水準測量的主要技術(shù)要求表的要求。

（3）高程控制測量的測量方法和測量儀器。高程測量等級和精度確定之后，應按相應的等級和精度要求，選擇合適的儀器。高程測量方法應按相應的等級和精度要求選擇合適的測量方法。控制點的高程一般采用水準聯(lián)測。房頂、山頭上等用水準聯(lián)測困難的控制點的高程可用三角高程導線、GNSS高程擬合求算[3]。

（4）高程控制測量的計算和平差。高程控制測量完成后，應進行驗算和平差：先按相應等級水準限差要求進行外業(yè)驗算。各項觀測限差應滿足規(guī)范要求，各項閉合差應控制在限差的1/2以內(nèi)。水準內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、平差計算和精度評定采用專業(yè)的平差軟件進行平差。

3 結(jié)語

綜上所述，公路地形圖測量的控制網(wǎng)技術(shù)設計是公路地形圖測量的基礎，也是公路設計和施工的基礎性數(shù)據(jù)。應綜合考慮個方面的因素，滿足規(guī)范要求和測量要求，為地形圖測量和設計、施工提供滿足要求的控制測量成果。