北京市地鐵六號線二期首級GNSS控制網(wǎng)的布設(shè)及數(shù)據(jù)處理

陳廷武 李 森

(北京市測繪設(shè)計研究院/城市空間信息工程北京市重點實驗室，北京 100038)

北京市地鐵六號線二期首級GNSS控制網(wǎng)的布設(shè)及數(shù)據(jù)處理

陳廷武 李 森

(北京市測繪設(shè)計研究院/城市空間信息工程北京市重點實驗室，北京 100038)

本文介紹了北京市地鐵六號線二期首級GNSS控制網(wǎng)的布設(shè)方案及原則，GNSS外業(yè)數(shù)據(jù)采集、基線解算、三維平差、二維平差和精度評定的過程分析，為今后城市地鐵工程首級GPS控制網(wǎng)的建立提供一定的參考。

GNSS 控制網(wǎng)布設(shè) 平差計算 精度分析

1 引 言

城市地鐵控制網(wǎng)是城市地鐵工程施工測量的基準(zhǔn)，控制網(wǎng)的精度直接影響地鐵隧道的安全及質(zhì)量。地鐵控制網(wǎng)布設(shè)一般都經(jīng)過城市中心區(qū)，人口及車輛較多，施工周期長，施工區(qū)域條件復(fù)雜多變，為了保證工程安全順利實施，需要前期首級控制網(wǎng)的布設(shè)方案合理，施測方法正確，以及點位精度的可靠[1-3]。

北京市地鐵六號線二期是六號線一期工程的東延，位于北京市通州區(qū)內(nèi)，主要沿朝陽北路、濱河路西側(cè)、運(yùn)河?xùn)|大街敷設(shè)，沿線下穿通惠河、北運(yùn)河、豐字河等三處主要水域。線路西起草房與六號線一期相連，東至通州新城，二期正線全長約12.441km，均為地下線，共設(shè)7座車站，一處車輛段。

2 首級GPS網(wǎng)的布設(shè)

六號線二期首級GNSS控制網(wǎng)以北京市GNSS C級點為起算數(shù)據(jù)，使GNSS網(wǎng)具有較高的內(nèi)符合精度，并根據(jù)控制網(wǎng)起算點轉(zhuǎn)換到地方坐標(biāo)系。首級GNSS控制網(wǎng)沿地鐵線路布設(shè)，其中北京市C級GNSS點4個，待定點19個，已有其它地鐵首級GNSS控制點3個?？刂凭W(wǎng)設(shè)計原則如下：

(1)在確?？刂频罔F線路整體走向的前提下，控制網(wǎng)設(shè)計網(wǎng)形強(qiáng)度高、安全適用，點位埋設(shè)穩(wěn)定、符合相關(guān)規(guī)范和技術(shù)設(shè)計要求，便于后續(xù)控制網(wǎng)測量和建設(shè)期內(nèi)復(fù)測工作，以保證控制網(wǎng)在土建施工、軌道施工、設(shè)備安裝等階段復(fù)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

(2)控制網(wǎng)采用高等級控制點控制下的網(wǎng)連式結(jié)構(gòu)，以線路沿線的通視邊為基礎(chǔ)，設(shè)計出由若干個獨立的異步環(huán)構(gòu)成的附合或閉合圖形。

外祖母沒有辦法，依了她。給她在家里請了一位老先生，就在自己家院子的空房子里邊擺上了書桌，還有幾個鄰居家的姑娘，一齊念書。

(3)每個控制點都有兩條以上基線通過。為保證相鄰點之間的相對精度，相鄰控制點之間均測設(shè)直接基線。

3 已知點穩(wěn)定性分析

5.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

5.3 網(wǎng)平差

平差前對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對每一個測站觀測數(shù)據(jù)利用TEQC軟件進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查內(nèi)容包括：測站開始時間、結(jié)束時間、觀測時間、采樣間隔、有效利用率、多路徑效應(yīng)和周跳比等。所有測站的數(shù)據(jù)有效利用率中最小85%,最大100%，滿足規(guī)范要求(規(guī)范要求≥80%)。

表1 起算點精度對比分析

將全部獨立基線構(gòu)成閉合圖形，以三維基線向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測信息，以起算點通縣(TX)的CGCS2000坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維無約束平差，并提供相應(yīng)坐標(biāo)系下三維坐標(biāo)、坐標(biāo)差觀測值的總改正數(shù)、基線邊長及點位和邊長的精度信息[8]。

表2 起算點點間相對精度

通過計算分析，結(jié)果表明，已知點點位總體穩(wěn)定性較好，已知點之間的內(nèi)符合性較好，四個起算點可以本次GNSS首級控制測量平差的起算數(shù)據(jù)。

4 GNSS控制網(wǎng)的施測

控制測量作業(yè)前，對GNSS接收機(jī)和天線設(shè)備進(jìn)行全面檢驗，經(jīng)檢定接收機(jī)各項指標(biāo)均達(dá)到正常水平方可進(jìn)行測量。外業(yè)開機(jī)前檢查設(shè)備的各種連接是否正確。觀測過程中，作業(yè)人員嚴(yán)禁使用手機(jī)、對講機(jī)等對信號有干擾影響的電磁器具。天線精確地進(jìn)行天線整平、對中，對中誤差不大于1mm[4-7]。

每時段觀測前、后各量取天線高各一次，兩次量高較差小于3mm，取兩次平均值作為最終成果。按GNSS外業(yè)測量的相關(guān)規(guī)定逐項填寫外業(yè)觀測手薄。外業(yè)關(guān)機(jī)前，檢查各種記錄是否齊全正確。每一時段觀測結(jié)束前，及時檢查資料是否齊全。當(dāng)天作業(yè)完成后，將存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝保存，以防資料丟失，并及時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2017年省級黨委和政府扶貧開發(fā)工作成效考核反饋廣西的問題清單中，關(guān)于扶貧資金使用管理的問題共有12項，直接點名的有馬山、田東、寧明等10個縣(市)。上述各縣(市)對整改工作責(zé)無旁貸；其他市、縣也要擺正心態(tài)，根據(jù)中央和自治區(qū)檢查反饋的問題，主動對號入座，對本地區(qū)脫貧攻堅工作開展全面自查自糾，形成問題清單。各市、縣要以問題清單為線索，深入分析導(dǎo)致問題的主觀原因、制度原因、作風(fēng)原因，真正把問題找全、把根源找準(zhǔn)，做到精準(zhǔn)整改，重點突破，確保問題全面整改到位。

5 GNSS網(wǎng)的基線解算與網(wǎng)平差

北京市地鐵六號線二期GNSS首級控制測量所用起算數(shù)據(jù)為：平房北A(PFBA)、雙埠頭西A(SFTXA)、通縣(TX)和甘棠西(GTX)四個控制點，且控制點全部分布于測區(qū)四周，達(dá)到對整個測區(qū)合理控制的要求。為保證后期精密導(dǎo)線加密測量的順利進(jìn)行，必須對GNSS首級控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性和可靠性精度分析。

改進(jìn)算法與原算法相比，增加了網(wǎng)格修正的過程。在網(wǎng)格修正過程中，算法將掃描一次所有存在數(shù)據(jù)點的網(wǎng)格，然后稀疏網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)點進(jìn)行操作，因此該過程的時間復(fù)雜度為O（m×w×d），其中m為存在數(shù)據(jù)點的網(wǎng)格個數(shù)，w為每個稀疏網(wǎng)格中包含數(shù)據(jù)點的個數(shù)，在正常情況下，稀疏網(wǎng)格中包含的數(shù)據(jù)點的數(shù)量應(yīng)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)點的數(shù)量，因此m×w≤n。在CLIQUE算法中，采用自底向上的方法進(jìn)行聚類，算法的時間復(fù)雜度為O（nd+cd），c是一個常數(shù)。在本文算法中，增加了網(wǎng)格修正的過程，因此時間復(fù)雜度為O（n′d+cd），其中n′=n+m×w，又因為m×w≤n，所以 n′≈n。

5.3.1 三維平差

“我的家鄉(xiāng)盛產(chǎn)野生菌，既然我有這么好的貨源，為什么不去那些大城市里試試? 抱著這樣的想法，李志勇買了火車票，孤身來到深圳。他先找到了昆明駐深圳辦事處，向辦事員講清自己推銷家鄉(xiāng)野生菌的來意后，辦事員也覺得眼睛一亮: 對呀，我們云南的野生菌多有特色!這位熱心的辦事員給李志勇介紹了一家正熱賣野生菌的高檔酒店，讓他去拜訪。

5.2 基線解算

基線解算采用Trimble 公司的GNSS精密靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件軟件TBC(Trimble Business Center)。對周跳較多或數(shù)據(jù)質(zhì)量較差的時段進(jìn)行刪除或用分段處理方法進(jìn)行基線解算。全部基線解算結(jié)果中：最大PDOP值均小于6，解算類型均為固定解，RMS均小于0.03m。最小重復(fù)設(shè)站數(shù)為2。

對起算點的穩(wěn)定性和可靠性合理檢驗方法是在進(jìn)行計算平差時約束部分已知數(shù)據(jù)，剩下起算數(shù)據(jù)作為待定點一并入網(wǎng)平差計算，將平差結(jié)果與原有成果進(jìn)行對比分析。表1為已知點平差計算結(jié)果與原有成果的對比分析表，其中第一種方案為約束三個已知點，剩下一個已知點入網(wǎng)平差；第二種方案為約束兩個已知點，剩余兩個已知點入網(wǎng)平差計算，計算結(jié)果與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

文化是指人類在社會歷史發(fā)展過程中制造的物質(zhì)財富和精神財富的總和,是一個復(fù)合體，包括知識、信仰、道德、法律、藝術(shù)、風(fēng)俗以及人作為社會成員而獲得的能力和習(xí)慣。班級文化建設(shè)是指班級成員創(chuàng)設(shè)文化環(huán)境、文化制度、文化關(guān)系等來熏陶和培育集體成員的一系列活動，它是班級成員在多種文化相互吸納相互促進(jìn)的文化過程。它是班級全體師生共同創(chuàng)造的財富，是全體師生共同勞動的結(jié)晶，也是一個動態(tài)的、發(fā)展的系統(tǒng)工程，它的主體是學(xué)生。

鉤藤立枯病可用3億CFU/克哈茨木霉菌20～50倍，或10億個/克枯草芽孢桿菌800～1 000倍，或1%申嗪霉素懸浮劑800～1 000倍，或8%井岡霉素A水劑100～125倍，或10%苯醚甲環(huán)唑WG 1 000～2 000倍，或43%戊唑醇懸浮劑2 500～4 000倍，或24%噻呋酰胺懸浮劑500～1 500倍噴霧、灌根或噴淋。

為分析已知點坐標(biāo)的相對精度可靠性，約束兩個已知數(shù)據(jù)，剩余兩個已知數(shù)據(jù)作為待定點求解，這樣可以得到已知點間的相對精度數(shù)據(jù)指標(biāo)。表2為平差已知點間的相對精度表，從表中可以看出，已知點間的相對精度較高。

5.3.2 二維平差

以平房北A(PFBA)、雙埠頭西A(SFTXA)、通縣(TX)和甘棠西(GTX)四個點的北京地方坐標(biāo)為首級GNSS控制網(wǎng)二維平差的起算數(shù)據(jù)，采用 “科傻GNSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”進(jìn)行平差計算，平差前對已知點進(jìn)行可靠性檢驗，參與平差的獨立基線必須為合格基線，選用測區(qū)內(nèi)C級GNSS已知點進(jìn)行二維約束平差。

6 精度分析

選取合格基線77條，構(gòu)成閉合異步環(huán)44個。異步環(huán)閉合差全部合格，最小差值為0.36mm,最大差值為54.38mm。

三維無約束平差后的單位權(quán)中誤差m0=0.575cm，最弱點位誤差：2.86cm，最弱點點號：PFBA(平房北A)，點位誤差：X方向誤差1.01cm，Y方向誤差1.99cm，Z方向誤差1.79cm。三維點位誤差分布圖見圖1。

二維約束平差中最弱點位誤差：0.43cm，最弱點點號：618(DTG[6II]18)，點位誤差：X方向誤差0.36cm，Y方向誤差0.23cm。二維點位誤差分布圖見圖2。

7 結(jié)束語

本文通過對北京市地鐵六號線二期首級GNSS平面控制網(wǎng)的設(shè)計方案，以及GNSS外業(yè)數(shù)據(jù)采集、GNSS基線解算、三維平差、二維平差和精度評定的過程分析，為城市地鐵工程首級GNSS控制網(wǎng)的建立及數(shù)據(jù)處理提供一定參考：

GNSS外業(yè)觀測選擇外界環(huán)境條件較好的時段進(jìn)行觀測，對觀測質(zhì)量也有重要的影響。

對比兩種方法檢查對患者術(shù)前確診率、誤診率、漏診率。MSCT檢查的術(shù)前確診率、誤診率、漏診率分別為90.0%、5.0%、5.0%，DR檢查患者的確診率、誤診率、漏診率分別為70.0%、16.0%、14.0%，組間數(shù)據(jù)有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)果如下表。

對參與約束平差的已知點進(jìn)行分析和篩選，選擇穩(wěn)定而且精度較高的已知點進(jìn)行二維約束平差，以免利用了錯誤或精度較低的已知點影響整個GNSS控制網(wǎng)的最終成果精度。

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The Layout and Data Analysis of First Class GNSS Control Network of Beijing Metro Line Six PhaseII

CHEN Ting-wu,LI Sen

(Beijing Institute of Surveying and Mapping / Urban Spatial Engineering Key Lab of Beijing, Beijing 100038,China)

This paper introduces the first class GNSS control network layout of Beijing metro line six phrase two, GNSS field data collection, baseline calculation, three-dimensional adjustment, two-dimensional adjustment, and accuracy evaluation, providing a reference for future city subway’s first class GNSS control network establishment.

Global Navigation Satellite System; Control network layout; Adjustment computation; Accuracy analysis

2016-10-25

P221

B

1007-3000(2016)06-3