校園控制網的建立

馬普軍+劉新芳+楊長德

摘 要：校園網是為學校師生提供教學、科研和綜合信息服務的寬帶多媒體網絡。校園網應為學校教學、科研提供先進的信息化教學環境。本文通過具體的校園控制網建立的項目，介紹了校園控制網建立的基本步驟和關鍵技術，利用學校現有的先進儀器建立校園基本控制網。

關鍵詞：校園控制網；GPS；二等水準

中圖分類號：G717 文獻標識碼：A

一、建立目的

新疆工程學院新校區自2011年啟用以來，招生規模不斷擴大，測量實習相對集中，因此需要大量控制點來進行實習。但是學院在建設期間所建立的控制網只是為建設新校區服務，僅僅建立了不多的幾個GPS控制點，僅能夠滿足新校區工程建設的需要。對于目前學校集中且龐大的實習規模而言，原有的測量控制網無論從數量上、目的上、精度上還是使用的方便程度上，都難以滿足學生的實習要求。

二、設計

建立的新校區測量控制網要滿足以下要求：便于教學，避開干擾，利于布點，易于測量，易于保存，服務于生產。借助學校現有的測量儀器 GPS、全站儀、數字水準儀等先進測繪儀器，把國家平面控制網和國家高程控制網引進校園，為測量實習實訓提供必要的基礎數據條件，為教育教學改革提供實驗基地，也為校園后期各項工程建設、施工提供基礎數據和服務。

新校區占地面積約113萬平方米， 位于開發區艾丁湖路，新校區中間低，四周高，呈盆地形態，已建成教學樓、實驗綜合樓、圖書館、實習工廠、運動場、學生宿舍、食堂等，是測量實訓實習的主要場所。

首級控制網由六個 GPS點組成，分布于學校四周的山坡地帶，受日常生活及生產的影響很小，利于保存，并且周圍空曠，利于進行聯測；GPS點由水泥澆筑而成，基礎穩固，使用壽命長；選擇的GPS點位周圍也沒有大功率無線點發射源，并遠離避開穿過學校的一條高壓輸電線，其距離大于100m。圍繞新校區的主環路建立基本控制網，在教學樓、圖書館、實驗樓、實習工廠學生宿舍和大門口等主要建筑物附近總共設立了22個控制點，然后與首級控制網的六個GPS點聯測。

三、觀測及數據處理

1.首級GPS點觀測及數據處理

（1）首級GPS點觀測。首級GPS點與學校附近國家登記點進行聯測，技術要求如表1所示。

（2）GPS數據處理。按相關規范要求，GPS控制基線向量網所有異步環閉合差符合下式規定：n為異步環中基線邊個數；σ為標準差，即基線向量弦長中誤差（mm）；其中a為固定誤差，b為比例誤差，D為平均邊長（km）。利用解算軟件解算出觀測成果，解算出的成果符合規范要求，可以使用。

2.導線測量

基礎控制網布設為四等導線網，在GPS控制點基礎上，布設成單一附合導線。導線測量技術要求如表2所示。

本次使用全站儀進行觀測，應在觀測前設置好觀測參數；使用腳架是應根據地面土質的不同而采取有效措施，確保觀測過程的穩固性；用來觀測的棱鏡覘標應穩固且符合技術要求。在觀測過程中，調好的焦距在一個測回內應保持不變；水平水準管偏離不應超過一格；若儀器超出限度或數據超限本站數據，應全部重測。

3.水準測量

水準觀測技術要求如表3所示。

觀測時，視線長度小于50m，前后視距差小于或等于1.0m，前后視距累積差小于或等于3.0m，中絲視線高度大于或等于0.55m且小于或等于2.80m；兩次讀數差小于或等于0.4mm，兩次所測高差之差小于或等于0.6mm，檢測間歇點高差之差小于或等于1.0mm；觀測時，奇數站按后前前后的順序進行，偶數站時按前后后前的順序進行，每一測段站數應為偶數。

同一側段往返測應安排在不同的時間段進行；互換前后尺再進行返測；晴天觀測時一定要給儀器打傘，避免陽光直射造成誤差；扶尺時氣泡必須居中，標尺必須垂直于地面。外業數據由不同的人分別整理，經比對無誤以后用于成果計算。

四、成果精度數據處理

1.點位坐標誤差值

經過平差計算以后的點位坐標誤差值如表4所示。最大點位誤差出現在I11，但是其點位誤差仍然<8mm，符合設計規范要求。

2.水準網平差

水準網總路線長度為L=4.365km，

高程閉合差為fh=7.654mm=10.446mm，滿足二等水準限差的要求。

新疆工程學院新校區控制網建立過程通過合理規劃、充分論證和準備，利用現有的GPS接收機、全站儀、數字水準儀等建立了能夠控制全校的高精度控制網；控制網與國家控制點聯系，使其成果在產學研相結合中得到體現，為學校后期的實習實訓提供了可靠保障，也為學校后期的發展提供了基礎控制數據，在控制網的基礎上又完成了新校區1：500地形圖的測繪，為學校的發展做出了一定的貢獻。

參考文獻：

[1]國家測繪局.全球定位系統（GPS）測量規范[M].南京：鳳凰出版社，2009.

[2]中華人民共和國國家質量檢驗檢疫總局，住房和城鄉建設部.工程測量規范[M].北京：中國計劃出版社，2008.