gpsgps平面控制測量在青銀高速公路中的應(yīng)用

gpsgps平面控制測量在青銀高速公路中的應(yīng)用

采用gps靜態(tài)相對定位法可以建立各種用途的平面控制網(wǎng)。該技術(shù)精度高、全天候、操作簡便、速度快,能夠解決線路測量中使用常規(guī)的測量儀器十分困難甚至無法解決的問題。青銀高速公路石家莊段初步設(shè)計正線長約60km,比較線長12km。測區(qū)內(nèi)海拔最高150m,最低35m,地勢較平坦,交通方便。核工業(yè)航測遙感中心負(fù)責(zé)完成該段的線路控制測量及1∶2000比例尺帶狀地形圖的測繪任務(wù)。沿線農(nóng)作物較高,建筑物較多,工期較短,應(yīng)用全站儀等常規(guī)方法難以如期完成,因而決定采用GPS測量方法完成線路的控制測量工作。1次級控制網(wǎng)聯(lián)測應(yīng)用于工程建設(shè)的GPS網(wǎng),既可以布設(shè)為全面網(wǎng),也可以采用分級布網(wǎng)的方式。為滿足定測和施工放樣的需要,該工程的線路控制測量要求按一級導(dǎo)線的精度施測,導(dǎo)線邊長不超過650m。為保證全線點(diǎn)位精度的均勻和加快工程進(jìn)度,采用分級布網(wǎng)的方案,分兩級布設(shè)GPS控制網(wǎng)。首級控制網(wǎng)和次級控制網(wǎng)分別按照四等、一級的精度完成,首級控制網(wǎng)中聯(lián)測不少于3個高級控制點(diǎn)。首級控制網(wǎng):沿路線每隔4～5km,在中線兩側(cè)埋設(shè)一對相互通視、間隔500m左右的控制點(diǎn),共28點(diǎn),布設(shè)成為一個三角形網(wǎng),聯(lián)測到3個國家等級三角點(diǎn)上,如圖1。網(wǎng)中共有網(wǎng)點(diǎn)33個,共施測95條基線,組成41個同步環(huán),22個異步環(huán)和22條復(fù)測邊。網(wǎng)中最長邊12620m,最短邊293m。次級控制網(wǎng):在首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,把全線分成7段,沿線路在中心線兩側(cè)每隔300～600m埋設(shè)一個與相鄰點(diǎn)通視的控制點(diǎn),共埋設(shè)148個,布設(shè)成7個點(diǎn)連式次級GPS網(wǎng),如圖2。每個網(wǎng)聯(lián)測2～4個首級控制點(diǎn),網(wǎng)點(diǎn)最多的是37個,網(wǎng)點(diǎn)最少的是12個。所有次級網(wǎng)中,最長邊是1452m,最短邊是198m。共施測基線244條,組成80個同步環(huán),2條復(fù)測基線,31條附合線路。2數(shù)據(jù)采集、基本構(gòu)建和確認(rèn)2.1靜態(tài)相對定位觀測首級控制網(wǎng)和次級控制網(wǎng)的野外數(shù)據(jù)采集均使用Ashtechz-12型GPS雙頻接受機(jī),以靜態(tài)相對定位方式施測。衛(wèi)星高度角不小于15°,有效觀測衛(wèi)星數(shù)不小于5,歷元采樣間隔15s,PDOP值不大于6。首級控制網(wǎng)時段長度不短于45min,平均重復(fù)設(shè)站數(shù)不小于2;次級控制網(wǎng)時段長度不短于35min,平均重復(fù)設(shè)站數(shù)不小于1.6。當(dāng)基線較長或點(diǎn)位情況不理想時延長觀測時間。2.2復(fù)測基線的較差每天外業(yè)觀測完成后,都用基線解算軟件GPPS對原始采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行基線解算,各基線向量的置信度均不低于99%,全部基線都得到了固定雙差分解。復(fù)測基線的較差:ds≤2√2σds≤22√σ。三邊同步環(huán)坐標(biāo)分量閉合差及全環(huán)閉合差:WX=WY=WΖ≤√3σ/5?W≤3σ/5WX=WY=WZ≤3√σ/5?W≤3σ/5。獨(dú)立閉合環(huán)或附合線路閉合差:WX=WY=WΖ≤2√nσ?W≤2√3nσ?σ=±√a2+(b×d)2?d為平均邊長。因?yàn)閮杉壘W(wǎng)中長、短基線相差懸殊,所以進(jìn)行復(fù)測基線較差計算時,d取所要比較的基線長;進(jìn)行環(huán)的閉合差計算時,d取所在環(huán)的平均邊長。(1)實(shí)線基線向量測定有3個同步環(huán)閉合差超限(圖1中虛線所示的同步環(huán)),將之剔除。實(shí)際構(gòu)成的控制網(wǎng)形如圖1實(shí)線部分所示。網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu)符合規(guī)范要求,因此剔除的同步環(huán)不再重測。其它基線向量檢核情況如表1。首級控制網(wǎng)中的各條基線的各項(xiàng)檢核指標(biāo)都在限差之內(nèi),可以進(jìn)行平差計算。(2)附合線路檢測能力所有7個次級控制網(wǎng)中的基線向量檢核情況如下:三邊同步環(huán)閉合差最大值為7.7mm(相對閉合差4.2ppm),附合線路最大閉合差為6.0cm(相對閉合差9ppm),復(fù)測基線的較差為1.9mm,各條基線的各項(xiàng)檢核指標(biāo)都在限差之內(nèi),可以進(jìn)行平差計算。3中央子古代線采用TGPPS軟件進(jìn)行平差計算,平面采用1954北京坐標(biāo)系,高斯正形投影,中央子午線為:114°45′。首先進(jìn)行三維無約束平差,再進(jìn)行二維約束平差。(1)無粗差基線向量三維無約束平差結(jié)果中基線向量改正數(shù)最大值為13mm,限差為89mm。改正數(shù)最大值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于限差值,可以認(rèn)為,網(wǎng)中無粗差基線向量存在。二維約束平差應(yīng)用了橫山Ⅰ、王村Ⅲ、小孟村Ⅱ3個國家等級三角點(diǎn),平差結(jié)果的精度統(tǒng)計列于表2。最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差及最大的邊長相對中誤差都達(dá)到了四等的精度要求,說明首級網(wǎng)精度較高。(2)維約束正確值所有七個次級控制網(wǎng)中三維無約束平差結(jié)果中基線向量改正數(shù)最大值為2mm,限差為35mm。改正數(shù)最大值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于限差值,可以認(rèn)為,網(wǎng)中無粗差基線向量存在。七個次級網(wǎng)進(jìn)行二維約束平差時分別應(yīng)用了2～4個首級控制點(diǎn),所有二維約束平差結(jié)果的精度統(tǒng)計列于表2。最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差及最大的邊長相對中誤差都達(dá)到了相應(yīng)等級的精度要求,優(yōu)于最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差小于±5cm,測距中誤差15mm,邊長相對中誤差小于1/30000的設(shè)計要求,說明次級網(wǎng)精度較高。4結(jié)局聲明(1)網(wǎng)內(nèi)接觸、網(wǎng)內(nèi)距離超短邊(邊長小于300m)的方位角誤差和復(fù)測基線的較差易超限,因此相鄰點(diǎn)間的距離一般不宜小于300m。網(wǎng)中的長、短邊相差懸殊,進(jìn)行復(fù)測基線較差計算時,б值的計算公式中基線長應(yīng)取所要比較的基線長;進(jìn)行環(huán)的閉合差計算時,б值的計算公式中平均邊長也應(yīng)取所