控制網的布設及小區域地形測量的思考

【摘 要】隨著科學技術的進步，電子技術和航天技術的不斷發展，測繪科學也逐漸由傳統的作業方式向現代化的技術轉化，而近代的衛星技術的興起，更是給測繪科學中的控制測量帶來了劃時代的革命。GPS這一新興的定位技術在工程測量中被廣泛應用，也使得傳統的測量方式發生了質的改變。本文在這一背景下，闡述了GPS控制網布設以及小區域地形測量的實例應用。

【關鍵詞】控制網布設；GPS定位測量；小區域地形；測量應用

1、工程概況

某一學校東邊到2號組團門口的小河，西至學校西大門，向南4，5號組團南邊的圍墻，向北到學校獨有的木橋邊。這片區域大概有400*500m的面積，其中還有許多學校建筑物，有男生四號組團，男生五號組團，女生三號組團，女生二號組團，學校教育超市，寫卡出，垃圾集中處，學校一，二食堂以及風味餐廳。還有一片建筑區域，由于無法進入，暫不測量。

圖1

2、控制網方案設計

2.1 觀測方案的選擇

控制網觀測方案一般有兩種方法：常規大地測量方法和GPS全球定位系統測量方法。常規大地測量方法相對更成熟，可靠性更高，實施起來相對容易，但要求相鄰點位之間互相通視，以便構成三角形、大地四邊形等圖形條件；GPS全球定位系統測量方法是90年代發展起來的新技術，它具有實施速度快，自動化程度高，方便靈活等優點，它不要求點位之間互相通視，且布網靈活。由于地形面積有8平方公里，有些區域可能通視條件不好，要滿足任意兩相鄰點都通視是不可能的，因此在布設控制網的方案上選擇GPS全球定位系統測量方法。其優點有兩個方面，一個是其平面精度將大大提高；另一個是布設及其測量時間縮短。

2.2 控制網的精度指標

在平面精度方面按《全球定位系統城市測量技術規程》（CJJ73-97），以D級網精度的要求施測GPS網，要求最弱邊相對中誤差小于1/40000；在高程精度方面也達到相應的等級。

2.3 GPS網形布設

把所有的自選點都確定以后，根據學校給的高程控制點，結合實際，建立符合水準路線和閉合水準路線。符合水準路線以s30點為起點，s29點為終點，之間還有101，102，103，104，105。閉合水準路線以s30點為起點和終點，包括106，107，108，109，110，111，112點。

這些水準路線就構成了平面控制網和高程控制網。平面控制網從整體到局部分等級進行分配，稱為“控制網的加密”。主要分為一，二，三，四等平面控制網。我們采用是是三四等水準測量。高程控制網的建立主要是用水準測量方法，布設的原則也是從高級到低級，從整體到局部，逐步加密。國家水準網分為一，二，三，四等。一，二等水準測量為緊密水準測量。三，四等水準網按各地區的測繪需要而布設。

3、GPS控制網觀測技術要求

3.1 儀器選型

GPS觀測采用美國Trimble公司的Trimble GPS-5700雙頻接收機，標稱精度為5mm+1ppm。

所有儀器在觀測前均按規范有關規定進行檢測。

3.2 儀器檢驗

四臺套Trimble GPS-5700雙頻接收機同國家光電測距儀檢測中心檢測，檢測項目有：靜態測量精度、靜態測量重復精度、接收機內部噪聲水平、天線相位中心與幾何中心一致性等。檢定結果四臺套GPS雙頻接收機均合格，可以應用于生產。

3.3 GPS觀測技術要求

觀測采用美國Trimble公司的Trimble GPS-5700雙頻接收機（四臺套）；衛星高度角大于15°，有效觀測衛星數大于4顆，平均重復設站數大于2，獨立閉合環邊數小于5條，同步觀測時段長度為90分鐘，數據采樣間隔為15秒，儀器對中誤差不大于1mm，天線高量測誤差小于2mm；作業前應編制GPS衛星可見性預報表，選擇最佳觀測時段。根據接收機臺數，網形等編制作業調度表。接收機天線的安置、觀測數據記錄及重測要求按《全球定位系統城市測量技術規程》（CJJ73-97）相關要求執行。

3.4 GPS點制做規格

所有GPS控制點的選埋都將嚴格按照現場勘察后選定的點進行埋設，規格也嚴格按照D級GPS控制點制作規格來制做。其GPS控制點的制做的混凝土標石所用的水泥標號為425#，水、沙子、碎石與水泥的比例為0.9：1：2：4，灌注標石時，均逐層充分搗固，拆模時間不少于12小時。

4、小區域地形測量

4.1 測繪儀器選型

地形測量預設4～6組，將全部采用LeicaTC402（測角精度為2秒，測距精度為2mm+2ppm）、LeicaTC405（測角精度為5秒，測距精度為2mm+2ppm）和Leica TC407（測角精度為7秒，測距精度為2mm+2ppm）全站儀，可以完全滿足大面積地形測量。

所有儀器在觀測前均按規范有關規定進行檢測。

4.2 地形測量方法

在地形測量方面，全部采用全野外數字化測圖，在測量時跑點技術人員用草圖法進行現場繪制草圖，為了繪制草圖的正確性高，掌握儀器的技術人員隨時都要用對講機將各人所測的點號報給畫草圖的技術人員。野外數據采集回來后，用徠卡辦公系統軟件將儀器中的數據點傳輸到計算機中，再由相關軟件將數據處理并轉換數據格式后，用“SCS多用途數字地形地籍測繪與管理系統”和“南方測繪”軟件展點，技術人員再根據繪制的草圖在測繪軟件下成圖。

4.3 測量步驟

4.3.1 首級GPS控制測量和一級導線網測量

第一步，對GPS控制點和一級導線點（總共為40個點）進行制做及保養，其時間為5天。在制做控制點的同時，要對現場進行踏勘和認真選點。

第二步，控制點埋設，對40個控制點的埋設預期為2天。

第三步，控制測量施測，對8個首級GPS點的施測計劃為1天；對幾條一級導線點的測量計劃為2天，內業平差計算為1天。那么控制測量總天數為11天。

4.3.2 地形測量

在控制測量的基礎上，將總地形劃分為4到6大塊，由每組測量負責人負責測量，按每組每天測量0.1平方公里計算，8平方公里地形測量外業總時間為15天到20天。另外，內業整理方面，需要10天才能將成果提交。

由上計算出，工作時間將至少要35天到41天。

4.3.3 內業計算

導線測量內業計算的主要目的是計算導線點的坐標。在計算之前，應全面檢查導線測量外業的水平角和距離觀察記錄，有無遺漏或記錯，是否符合測量的限差要求。然后繪制導線略圖，在圖上注明已知點及到導線點點號等。