浯溪口工程施工控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

李俊超

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)基礎(chǔ)工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 概述

浯溪口水利樞紐工程位于景德鎮(zhèn)市浮梁縣蛟潭鎮(zhèn)境內(nèi)，是昌江干流中游一座以防洪為主、兼有供水、發(fā)電等綜合利用的水利工程。主要建筑物有左右岸碾壓混凝土非溢流壩、表孔溢流壩、低孔溢流壩、河床式廠房。本工程等別為Ⅱ等工程。電站裝機(jī)容量32MW，壩軸線長(zhǎng)度498.62m，壩頂高程65.50m。

2 控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范要求，確定平面控制網(wǎng)為二等GPS網(wǎng)，最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為10mm，最弱邊邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差1/120000。高程控制選擇二等水準(zhǔn)測(cè)量，應(yīng)滿足偶然中誤差M△≤1.0mm/km，全中誤差MW≤2.0mm/km。

2.1 基準(zhǔn)設(shè)計(jì)

起算點(diǎn)WX01為B級(jí)GPS控制點(diǎn)，進(jìn)行全網(wǎng)基線解算時(shí)，所有基線起算點(diǎn)的坐標(biāo)由WX01衍生而來(lái)，使基線向量結(jié)果具有相同的系統(tǒng)偏差，通過(guò)網(wǎng)平差處理時(shí)引入系統(tǒng)參數(shù)的方法加以消除。坐標(biāo)系統(tǒng)和規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)階段一致，邊長(zhǎng)投影面為65.50m，中央子午線為117°。

2.2 網(wǎng)形設(shè)計(jì)

GPS點(diǎn)應(yīng)盡量避開(kāi)高大建筑物、大面積水域、大功率無(wú)線電發(fā)射裝置和高壓電線等地方。GPS 觀測(cè)相鄰?fù)江h(huán)之間，應(yīng)采用邊連式，以確保網(wǎng)形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高控制網(wǎng)的精度和可靠性。

3 GPS 網(wǎng)施測(cè)

3.1 選點(diǎn)布網(wǎng)

布設(shè)GPS控制點(diǎn)6個(gè)，分布于壩軸線上下游的左右岸，和3個(gè)初測(cè)點(diǎn)構(gòu)成GPS網(wǎng)。GPS點(diǎn)建造具有強(qiáng)制歸心裝置的混凝土觀測(cè)墩，在觀測(cè)墩基礎(chǔ)上埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。控制網(wǎng)圖如圖1所示。

3.2 GPS外業(yè)觀測(cè)

外業(yè)觀測(cè)應(yīng)選擇最佳觀測(cè)時(shí)間。觀測(cè)時(shí)段的選擇主要根據(jù)衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)，避開(kāi)周跳嚴(yán)重的時(shí)間段。觀測(cè)的技術(shù)要求見(jiàn)表1。

3.3 GPS 數(shù)據(jù)處理及精度分析

3.3.1 基線解算的質(zhì)量控制。

（1）相對(duì)指標(biāo)包括單位權(quán)方差因子σ、觀測(cè)值殘差的均方根RMS、數(shù)據(jù)剔除率、RATIO值、RDOP。相對(duì)指標(biāo)能在一定程度上反映觀測(cè)值質(zhì)量的優(yōu)劣，但不能準(zhǔn)確判定哪條基線合格。

（2）同步環(huán)閉合差不超限，不能說(shuō)明該閉合環(huán)中所有基線合格；超限則說(shuō)明該閉合環(huán)中至少有1條基線不合格。

（3）異步環(huán)閉合差滿足限差要求，可判定所有基線向量合格；超限則說(shuō)明基線向量中，至少有1條有問(wèn)題。可通過(guò)多個(gè)相鄰的異步環(huán)閉合差檢驗(yàn)或重復(fù)觀測(cè)基線較差來(lái)確定。重復(fù)觀測(cè)基線較差滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明基線的解算合格；超限則說(shuō)明至少有一個(gè)時(shí)段的基線觀測(cè)有問(wèn)題，可復(fù)測(cè)多條基線來(lái)判定哪一個(gè)時(shí)段的觀測(cè)有問(wèn)題。

當(dāng)個(gè)別衛(wèi)星因?yàn)橛^測(cè)時(shí)間太短導(dǎo)致該衛(wèi)星的整周未知數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確確定，或者個(gè)別時(shí)間段的周跳太多，影響觀測(cè)質(zhì)量，可刪除該衛(wèi)星的觀測(cè)值或者出現(xiàn)周跳太多的時(shí)間段；當(dāng)觀測(cè)值出現(xiàn)殘差偏大的情況，可以用減小殘差閾值的方法，剔除殘差偏大的觀測(cè)值，可以刪除該時(shí)間段或者衛(wèi)星，以改善基線解算的質(zhì)量。

3.3.2 GPS網(wǎng)平差及精度分析

各項(xiàng)基線質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，獨(dú)立基線所成GPS空間向量網(wǎng)，在WGS-84 坐標(biāo)系統(tǒng)中，進(jìn)行三維無(wú)約束平差。無(wú)約束平差確定有效觀測(cè)量后，在施工平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)系下進(jìn)行二維約束平差。平差成果滿足要求（見(jiàn)表2）。

3.4 GPS基線邊長(zhǎng)和全站儀測(cè)距邊比對(duì)

表1 GPS靜態(tài)測(cè)量的技術(shù)要求

表2 平差成果精度分析表

表3 水準(zhǔn)測(cè)量平差成果分析表

用 Leica TS30全站儀，測(cè)量GPS網(wǎng)中的4條邊長(zhǎng)。觀測(cè)值經(jīng)加、乘常數(shù)改正和氣象改正后歸算到標(biāo)心的斜距，傾斜改正后，將邊長(zhǎng)投影到65.50m高程面，與GPS坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)比對(duì)，兩者都經(jīng)過(guò)投影改正，具有精確的可比性（最大差值為1.1mm），進(jìn)一步說(shuō)明了GPS測(cè)量成果的可靠性。

4 高程控制網(wǎng)施測(cè)

陸地水準(zhǔn)點(diǎn)間高差采用DiNi 03 數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行聯(lián)測(cè)。河道的高程傳遞采用跨河水準(zhǔn)測(cè)量：場(chǎng)地布設(shè)成四邊形，使用2臺(tái)N3水準(zhǔn)儀用傾斜螺旋法進(jìn)行同時(shí)對(duì)向觀測(cè)。通過(guò)陸地水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)和跨河水準(zhǔn)測(cè)量形成3個(gè)水準(zhǔn)閉合環(huán)，平差成果（見(jiàn)表3）滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。

結(jié)語(yǔ)

本文介紹了浯溪口工程布設(shè)GPS平面控制網(wǎng)，采用跨河水準(zhǔn)測(cè)量傳遞高程的方法，對(duì)其它大、中型水利樞紐工程的控制網(wǎng)設(shè)計(jì)和施測(cè)具有一定的借鑒意義。

[1]李征航，黃勁松.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.