gpsgps平面控制測量在青銀高速公路中的應用

gpsgps平面控制測量在青銀高速公路中的應用

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計正線長約60km,比較線長12km。測區(qū)內海拔最高150m,最低35m,地勢較平坦,交通方便。核工業(yè)航測遙感中心負責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。沿線農作物較高,建筑物較多,工期較短,應用全站儀等常規(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)測應用于工程建設的GPS網(wǎng),既可以布設為全面網(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線的精度施測,導線邊長不超過650m。為保證全線點位精度的均勻和加快工程進度,采用分級布網(wǎng)的方案,分兩級布設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。首級控制網(wǎng):沿路線每隔4～5km,在中線兩側埋設一對相互通視、間隔500m左右的控制點,共28點,布設成為一個三角形網(wǎng),聯(lián)測到3個國家等級三角點上,如圖1。網(wǎng)中共有網(wǎng)點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)的基礎上,把全線分成7段,沿線路在中心線兩側每隔300～600m埋設一個與相鄰點通視的控制點,共埋設148個,布設成7個點連式次級GPS網(wǎng),如圖2。每個網(wǎng)聯(lián)測2～4個首級控制點,網(wǎng)點最多的是37個,網(wǎng)點最少的是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條復測基線,31條附合線路。2數(shù)據(jù)采集、基本構建和確認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,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,平均重復設站數(shù)不小于2;次級控制網(wǎng)時段長度不短于35min,平均重復設站數(shù)不小于1.6。當基線較長或點位情況不理想時延長觀測時間。2.2復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。復測基線的較差:ds≤2√2σds≤22√σ。三邊同步環(huán)坐標分量閉合差及全環(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。因為兩級網(wǎng)中長、短基線相差懸殊,所以進行復測基線較差計算時,d取所要比較的基線長;進行環(huán)的閉合差計算時,d取所在環(huán)的平均邊長。(1)實線基線向量測定有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。實際構成的控制網(wǎng)形如圖1實線部分所示。網(wǎng)的組成和結構符合規(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檢核指標都在限差之內,可以進行平差計算。(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),復測基線的較差為1.9mm,各條基線的各項檢核指標都在限差之內,可以進行平差計算。3中央子古代線采用TGPPS軟件進行平差計算,平面采用1954北京坐標系,高斯正形投影,中央子午線為:114°45′。首先進行三維無約束平差,再進行二維約束平差。(1)無粗差基線向量三維無約束平差結果中基線向量改正數(shù)最大值為13mm,限差為89mm。改正數(shù)最大值遠遠小于限差值,可以認為,網(wǎng)中無粗差基線向量存在。二維約束平差應用了橫山Ⅰ、王村Ⅲ、小孟村Ⅱ3個國家等級三角點,平差結果的精度統(tǒng)計列于表2。最弱點點位中誤差及最大的邊長相對中誤差都達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)最大值遠遠小于限差值,可以認為,網(wǎng)中無粗差基線向量存在。七個次級網(wǎng)進行二維約束平差時分別應用了2～4個首級控制點,所有二維約束平差結果的精度統(tǒng)計列于表2。最弱點點位中誤差及最大的邊長相對中誤差都達到了相應等級的精度要求,優(yōu)于最弱點點位中誤差小于±5cm,測距中誤差15mm,邊長相對中誤差小于1/30000的設計要求,說明次級網(wǎng)精度較高。4結局聲明(1)網(wǎng)內接觸、網(wǎng)內距離超短邊(邊長小于300m)的方位角誤差和復測基線的較差易超限,因此相鄰點間的距離一般不宜小于300m。網(wǎng)中的長、短邊相差懸殊,進行復測基線較差計算時,б值的計算公式中基線長應取所要比較的基線長;進行環(huán)的閉合差計算時,б值的計算公式中平均邊長也應取所