京包线201国道特大桥梁GPS控制测量方案设计与应用

２０１２年第３期　・北京测绘・　８７　京包线　２０１国道特大桥梁　ＧＰＳ控制测量方案设计与应用　孙清娟　王辉　（１．黄河水利职业技术学院，河南开封４７５００４；２．中国水利水电第一工程局有限公司，吉林长春１３００６２）　［摘一要］ＧＰＳ由于具有作业精度、作业效率高等特点，正逐步取代导线测量而成为线路工程平面控制的　种重要方法。文章探讨了ＧＰＳ建立线路平面控制测量的方案并以具体的工程案例验证了方案的可行性。　［关键词］ＧＰＳ；控制测量；图形强度；观测时段；精度　［中图分类号］２２８．４　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００７—３０００（２０１２）０３—３　ＧＰＳ测量由于具有全天候作业、定位精度　高、测站间无需通视、作业时间短效率高等特点，　在线路工程中逐渐取代导线测量，成为进行平面　控制测量的主要方法。　后视和检核，每点至少有两个点与它通视　］。　１．２布网　参加本方案的ＧＰＳ观测的接收机总数只有　４台，在观测前事先编制出卫星可见性编报表，包　京包线集宁至包头段增建第二双线工程位　于我国华北地区的内蒙古自治区西部，属京包通　道西段，线路等级为工级，制梁铺架工程起讫里　程为ＤＫ７０５＋０４７一Ｋ２２＋８５０一ＤＫ８２４＋６６９，正　括可见星号，卫星高度角和方向，最佳观测星组，　点状几何图形强度因子等。　线长度ｌｌ３ｋｍ。本管段全部在中央子午线Ｉ１０。　范围内，投影面大地高为９８０米。　１　ＧＰＳ控制测量作业方案　图１　ＧＰＳ控制网　跨２１０国道特大桥内地势狭小，通视条件差，　为满足控制测量的需要，根据《新建铁路测量规　范》（ＴＢ１Ｏ１０１—９９）和《全球定位系统（ＧＰＳ）铁路　测量规程》（ＴＢ１００５４－９７）的规定，线路控制点采　用Ｃ级ＧＰＳ静态测量模式。　１．１　选点　确定测量模式为静态测量，确定同步观测时　段为４ｈ，４台仪器组成多边形的同步环，观测计划　为每天观测８组，依据天气和现场作业情况及时调　整。本方案采用多边形网作为ＧＰＳ网的基本图　形，多边形网的优点是工作量较为节省，只要对多　边形的边数加以适当限制，多边形网仍会有足够的　几何强度。以边连式作为观测作业方式，所谓边　连式就是在观测作业时相邻的同步图形间有一　条边相连。这样，当有４台仪器共同作业时，每观　限于场地狭小和地形条件有限，本项目控制　点的布设较为困难。本方案控制点的选取主要　考虑如下几个方面：便于安置仪器和操作，视野　开阔，便于通视，对通视能见良好，高度角１５。以　上不得有成片障碍物阻挡卫星信号，远离高压输　测一个时段就可测得２个新点。当这些仪器观测　了８个时段后就可测得１８个控制点，实际作业成　果证明边连式的观测方式有较好的图形强度和　电线，其限距不小于５０ｍ等。视线要避开障碍　物。对于能够长期保存、离施工区较远的点要考　虑到图形结构和便于加密。直接用于施工放样　的控制点要便于放样。ＧＰＳ网的选点不要求相　较高的作业效率。　１．３外业观测　连的边都通视，但为了使用常规仪器测量时能够　本项目外业观测用的是上海华测Ｘ９Ｏ一体　［收稿日期］２０１１—１２—２１　［作者简介］孙清娟（１９７７一），女，河南南阳人，讲师，从事测绘专业教学与研究工作。　８８　・北京测绘・　２０１２年第３期　化智能静态ＧＰＳ接收机，仪器的平面精度为：　±（２．５＋１×１０　×Ｄ）ｍｍ；垂直精度为：±（５＋ｌ　×１Ｏ　×Ｄ）ｍｍ，作用距离≤２８　ｋｍ，满足Ｃ级静　态测量的技术要求。在已选好的观测点上安置　好华测Ｘ９０接收机，对中、整平、量取天线高，　及其他有关部因素，以查找原因，确定此基线是　否重新解算还是重测　］。　基线解算后即可进行网的ＧＰＳ平差。本项　目采用联合平差。联测了５个已知点。这５个已　知点分别为起始边ＣＰＩＩ２４２和ＣＰＩ１３３两点坐　标，中间ＣＰＩＩ２３９为已知点坐标，末边采用　ＣＰＩ１３１和ＣＰＩＩ２３７两点坐标。　平差后最弱边（ＱＫ１０一ＱＫ９）相对误差为　１／１８．５７Ｙ，最弱点（ＣＰⅢＩＯ）中误差为０．００２２米。　ＧＰＳ天线高的量测一般都是量斜高，不要人为地　改为垂直高；要对称量几个方向，几个方向量取　的互差不得超过３　ｍｍ，然后取平均值。开机测　量，采样间隔设置为１５　Ｓ，卫星截止高度角设置为　１Ｏ。，卫星状态达到采集要求时４台接收机便开始　同步记录观测数据。这时将点名、天线高、开机　时间、观测时段记录到观测手簿观测分为８个时　满足规范规定的ｃ级ＧＰＳ测量精度要求。　３结束语　在线路工程中，平面控制网的布置和测量是　外业中的重中之重，是后续工作开展的前提。在　京包线集宁至包头段增建跨２１０国道特大桥梁平　段：观测４ｈ后第１时段结束，观测结束时，先关电　源，不要马上拆机，还要再量天线高，与开机前所　量天线高作比较，两次天线高互差不得大于３　ｍｍ。然后进行第２时段的观测　Ｊ。　面控制测量，运用ＧＰＳ静态技术，提高了外业勘　测的效率，快速高效完成了平面控制网的布置和　测量，各项技术指标均达到了规范要求，保证了　外业勘测的顺利完成。可以预计，ＧＰＳ静态测量　项目　以其高精度、高效益显示了其在测绘界的优越　性，该项技术必将在线路测量中得到越来越广泛　的应用。　２　ＧＰＳ控制测量的应用　严格按照本项目制定的作业方案，取得外业　观测的成果，然后进行内业数据处理。数据处理　参考文献　［１］铁道部第一勘测设计院．ＴＢ１００５４—９７全球定位系　统（ＧＰＳ）铁路测量规程［ｓ］．北京：中国标准出版　社，１９９７．　时先设置好各种传输参数，正确地进行数据传输　后，先解算基线向量。基线向量解算后，可初步　检查一下评判各基线的置信参数，检查同步环、　异步环等闭合差，检查不同时段同一条边的较　差，查出超限原因，剔除有粗差的基线；若发现有　问题的基线，还可以查看各点接收到的卫星状况　［２］高群，尚颖娟．静态ＧＰＳ在控制测量中的应用分析　ＥＪ］．西南农业大学学报（社会科学版）．２０１０，（２）：９　ｌ１．　［３］魏二虎，黄劲松．ＧＰＳ测量操作与数据处理［Ｍ］．武　汉：武汉大学出版社，２００４．　ＧＰＳ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｂｅｉｊ　ｉｎｇ—Ｂａｏｔｏｕ　２　１　０　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｌａｒｇｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＳＵＮ　Ｑｉｎｇ－ｊ　ｕａｎ　，ＷＡＮＧ　Ｈｕｉ　（１．Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｋａｉｆｅｎｇ　Ｈｅｎａｎ　４７５００４，Ｃｈｉｎａ；　２．ＳＩＮＯＨＹＤＲＯ　ＢＵＲＥＡＵＩＣＯ．，ＬＴＤ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｊｉｌｉｎ　１３００６２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＧＰＳ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｒｅｐｌａｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒａｖｅｒｓｅ　ｌｉｎｅ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍｅｔｈ—　ｏｄ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ　ｏｆ　ＧＰＳ　ｒｏｕｔｅ　ｐｌａｎｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓｃｈｅｍｅ　ｗｉｔｈ　ｓｐｅ　ｃｉｆｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃａｓｅ　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅ；ｄｉｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ；ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｓｅｓｓｉｏｎ；ａｃｃｕｒａｃｙ