控制網越級布設在澄城縣骨干供水工程項目中的應用

李新興，焦杏杏

0 引言

澄城縣骨干供水工程項目位于澄城縣和白水縣境內，輸水管線沿石堡川水庫總干渠、八支渠、八支一分支渠布設，工程起點為石堡川水庫總干渠4號洞口，末端為澄城縣上馬店村北，線路長度約44.1 km。

測區屬于旱塬溝壑地形，測區內高差約210 m，工程沿線經過溝壑20余處，溝深約70～90 m，較大溝壑有縣西河、長寧河、孔走河和縱目溝。

本項目首級控制網為四等，聯測控制點17個，加密控制網為五等，聯測控制點40個。根據項目本身的特性，布設首級控制網是為了滿足急需的地形圖測繪工作，加密控制網是在地形圖測繪完成后布設的，加密控網起算點與首級控制網相同，同時聯測首級網控制點4個作為檢核。

1 平面控制測量

1.1 外業觀測

（1）首級控制測量采用6臺華測GPS接收機按四等精度要求進行靜態觀測,以M134、M140、M1324為起算點，按邊連式布網，聯測布設的P1……P14樁志。全網共17點，共觀測4個時段，每個時段觀測時間不少于60分鐘，四等控制網布設見圖1。

（2）加密控制測量采用6臺華測GPS接收機按五等精度要求進行靜態觀測,以M134、M140、M1324為起算點，以P1、P4、P9、P13為檢核點，按邊連式布網，聯測布設的N1……N33樁志，全網共40點，與起算點M1324、M134、M140聯測的觀測數據借用首級控制網測量時的觀測數據，共觀測10個時段，每個時段觀測時間不少于45 min，五等控制網布設見圖2。

圖1 四等控制網布設圖

圖2 五等控制網布設

觀測過程中，作業人員嚴格整平儀器，每時段觀測前后各量取天線高一次(每次讀數3次)，兩次量高之差不大于3mm，并取其平均值作為最后的天線高，天線高數值取至mm。具體技術要求及參數設置按SL197-2013《水利水電工程測量規范》要求執行。

1.2 內業數據處理

內業采用華測CGO靜態處理軟件進行基線處理和平差計算，坐標系統采用1980西安坐標系，首級控制等級為四等，加密控制等級為五等。

1.2.1 首級控制網

基線解算完成后，利用華測CGO靜態處理軟件在WGS-84坐標系下進行進行三維無約束平差，中央子午線為111°。無約束平差后，最弱邊為P10-P11，水平精度為1/407833，滿足SL197-201《水利水電工程測量規范》要求。

首級控制網約束平差時以M134、M140、M1324為約束點，中央子午線為111°，全網共組成同步環80個，異步環42個。約束平差最弱邊為P13-P14，最弱相對中誤差為1/1459482，最弱點為P3，最弱點位中誤差為0.0025 m。

1.2.2 加密控制網

加密控制網利用華測CGO靜態處理軟件在WGS-84坐標系下進行進行三維無約束平差，中央子午線為111°。無約束平差后，最弱邊N26-N27，水平精度為1/76294，滿足SL197-2013《水利水電工程測量規范》要求。

加密控制網約束平差時以M134、M140、M1324為約束點，以首級控制點P1、P4、P9、P13為檢核點，中央子午線為111°，全網共組成同步環186個，異步環79個。約束平差最弱邊為N20-N21，最弱相對中誤差為1/202193，最弱點為N26，最弱點位中誤差為0.0026 m。

1.3 數據檢核及精度分析

（1）加密控制平差完成后與檢核點P1、P4、P9、P13比較結果見表1。

表1 加密控制平差完成后與檢核點P1、P4、P9、P13對比表

檢核結果參考SL197-2013《水利水電工程測量規范》中關于基本平面控制最弱相鄰點位允許中誤差為圖上±0.05mm的要求，均滿足規范要求。

（2）全站儀邊長檢測比較。平差完成后，平差成果反算邊長與全站儀實測邊長進行比較，見表2。

表2 平差成果反算邊長與全站儀實測邊長對比表

2 高程控制測量

高程采用1985國家高程系統，首級高程控制等級為四等，加密高程控制等級為五等，按照四等水準精度要求施測。

水準外業采用徠卡SPRINTER250M電子水準儀進行觀測，內業采用科傻水準網平差軟件進行平差計算,平差結果應符合SL197-2013《水利水電工程測量規范》要求。每天對儀器進行i角檢驗，當i角小于20″時方可使用。

2.1 首級高程控制

在測區布設一條四等附合水準線路，線路起閉于Ⅰ26-1、M134，聯測樁志 P1、P2、P3……P14，水準線路長度為 64km，實測閉合差為-96.0 mm，允許閉合差為±160.0 mm，符合SL197-2013《水利水電工程測量規范》要求。

2.2 加密高程控制

在首級控制樁志之間布設五等附合水準線路，分別聯測兩首級控制樁志之間的加密樁志，施測過程按照四等水準精度要求進行。水準路線及平差計算精度分析情況見表3。

表3 水準路線布設及平差計算精度分析情況

3 測區GPS-RTK轉換參數求解

采用均勻分布于測區的 P1、P5、P8、P9、P10 和 P14 共 6 個控制點進行參數求解。最大平面坐標轉換殘差為0.001 m，最大高程擬合殘差為0.003 m，轉換殘差精度滿足《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》中的圖根點測量，平面坐標轉換殘差不大于圖上±0.07 mm，高程擬合殘差不大于1/12基本等高距的要求。

4 結論

根據以上首級控制、加密控制平差計算結果的精度分析、并與檢核點的比較，以及平差成果反算邊長與全站儀實測邊長的比較，均符合規范要求的精度。同時，測區GPS-RTK轉換參數求解也滿足規范要求的精度。控制網越級布設在澄城縣骨干供水工程項目中是可行的。

[1]SL 197-2013，水利水電工程測量規范[S].中國水利水電出版社，2013.

[2]GB/T12898-2009國家三、四等水準測量規范[S].中國標準出版社，2009.

[3]劉大杰,施一明,過靜增.全球定位系統的原理與數據處理[M]，同濟大學出版社,2006.

[4]劉經南，葛茂榮。廣域差分GPS的數據處理方法及結果分析[J].測繪工程.2003.

[5]張正祿.工程測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2002.