某市水利系統三等平高控制網測量技術探討

張 帥

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣州 510000)

1 工程概況

林芝市東西長646.7km，南北寬353.2km，國土面積11.7萬km2，邊境線長約1006km，全地區平均海拔約3000m左右。林芝市轄工布江達縣、米林縣、墨脫縣、波密縣、察隅縣、朗縣和新設立的巴宜區(原林芝縣行政區域)等7縣區，全地區總人口20.33萬。

目前，林芝地區的水利管理、設計部門采用的平高控制資料五花八門，水利水電工程建設至今沒有建立統一的高等級平面和高程控制網，這不利于林芝地區各縣、鄉、鎮上下游防洪防汛水位的統一調度和基礎水文信息資料管理等，也嚴重影響林芝地區水利事業現代化建設的順利進行。為解決林芝地區水利水電工程建設能采用統一的高等級平面和高程控制網問題，更好地發展林芝地區水利水電工程建設事業，為林芝地區各河流及水系提供準確統一的基礎平高控制資料，為了使林芝地區水利事業現代化建設的健康有序發展，開展林芝地區水利系統三等平高控制網建設的工作迫在眉睫。

2 控制網設計

為了可以高效且高質量的完成林芝水利系統在三等平高控制網方面的設計，必須要遵循技術先進、結構合理、質量可靠的原則[1]。林芝地區遍布很多河流，這在無形中給測量工作的相關技術人員帶來了諸多在測量方面的難題。在實際的設計過程中，是可以根據林芝當地的相關水利工程的建壩地址區域、實際橋梁位置、實際涵洞和宮口的位置等多方面的實際分布情況，為相關控制網設計一個在視線條件比較好又方便實際進行施工的相關位置，控制網的兩個相鄰點之間最少要與漏出2個或者2個以上的通視方向。在控制網的高程控制點位置選擇上應該選擇隧洞口、壩址、公路線周圍等位置，實際點位的選擇盡量不要受相關施工工程的影響，在實際測量區域中可以為其設置15個三等的水準點。相關平面和高程的實際控制點在設置完成之后，是需要經過一個雨季的穩定之后才可以實際進行觀測。

1)在進行水準路線的設計時，要使其沿著坡度比較小的道路進行設置，要減緩前后的視野合格光線的誤差等對實際設置而產生的影響，且要最大可能的必考河流及湖泊等的障礙物。

2)水準路線要和高壓電線平行，要保證水準路線在輸電線或者50m以外布設，防止電磁場對測量造成影響[2]。

3)在實際布置級別比較高的控制網的工作中，相關工作人員一定要考慮為后續工作留有也一定余地，以便在后續的工作中進行調整。

4)水準網的布設要盡量涉及成環形網結構，極特殊情況下，也能設置成附合線路。水準點之間的距離：普通地區為2-4km，城市建筑區和工業區為1-2km。

5)測量區域的水準路線要和國家水準點聯合測量，保證高程系統統一性，并且注意利用測量區域的水準成果[3]。

由于測區范圍大，經度由92°-98°，緯度由28°-30°，加上原有GNSS C級網控制布設時，只按實際跨帶位置單獨布設，因此，按照高斯三度帶進行投影選擇了93°和96°為中央子午線。并根據實際控制點的分布情況和數據情況將設計原本分設的四個片區合并為東西兩個片區：片區一仍為單獨一個片區(以下稱西片區)，片區2、片區3、片區4合為一個片區(以下稱東片區)，見圖1。

圖1 測區分片示意圖

3 野外選點和埋石

3.1 選點

相關工作人員在地形圖上設置好相關高程的控制點之后，是需要到實地進行點位選擇的，并為其明確相關順準路線。在實際選點中必須要滿足一下條件：一是要選擇在公路沿線，且在鐵路等等道路皮膚比較小的道路中；第二就是要避免選擇土質比較松軟的地段。第三，要盡可能的避免在大城市、火車站、人流較為密集的場所[4]。

水準點位置的選擇，必須要保證埋設標石的穩定、安全，保證可以長期保存。所以，以下地點不建議埋設水準標石：1.實際地址特別隱蔽，對于觀測非常不利的；2.容易被淹沒、潮濕的低地勢區域；3.滑坡、沉陷、隆起等局部變化較大的區域；4.土堆、河堤、沖擊層河岸及變化較大的區域；5.容易出現地震的地區；6.短期內因為修建可能被毀掉的地點。

3.2 埋石

水準標石根據材質和規格，可以分為普通水準標石和基本水準標石[5]。具體選擇要根據地區的土質和環境進行選擇，原則為：1.土壤不凍或者凍土深度<0.8m，埋設混凝土標石；2.翻漿、沼澤、鹽堿等地區進行混凝土水準標石埋設時，要添加瀝青，可以起到防腐的作用；3.在凍土深度超過0.8m的地區進行埋設水準標石時，要按照凍土地區的標準進行；4.在堅硬巖石層露出地面或者在地面下不超過1.5m的地方，能夠進行水準標石的預設；5.如果需要在沙漠等干旱地區進行埋設水準標石，必須要埋設螺旋鋼管標石，所選擇的埋石地點要選擇植物叢生的地方；6.在房屋、紀念碑、紀念塔和堅固石崖等處，要盡量埋設墻腳水準標志。

為了長期保持水準點，當水準標石埋設后，要按照相關一定要遵照相關標準和要求進行相關水準點的整飾；如果遇到此地下有事先漫社的水準標石，則要在其位置的正北方的1.5m的地方設置一個指示牌，以便起到宣傳的實際作用，也更加方便相關測量人員找到此標牌[6]。如果相關水準標石是埋設在工程或者事業單位、學?；蛘咦≌瑓^等位置的話，是可以不為其設置指示牌的，也可以不挖保護溝，但應該在其正上方位置設置一個指示牌。當進行三等水準點埋設的過程中，要在水準標石附近挖一道護溝。在基巖附近埋設水準標石時，要在四周砌筑圍墻，砌筑時要注意不要妨礙到觀測。

圖2 三等平面點標志圖

埋石過程中，要讓當地群眾和政府明白對其進行保護和測量標志的實際意義和作用，盡可能不要對其進行破壞。在實際埋石過程結束之后，相關工作人員要將與之有關的事宜進行必要的記錄，并向當地的相關政府部門辦理委托保管手續[7]。

4 控制網的施測

4.1 三等平面控制測量

一般情況下，對三等的控制網進行觀測運用邊連式的增加異步環數，是可以利用增加重負的及線束的方式來有效增強實際觀測數據的準確性的。在觀測之前，要根據照測區的經緯度，測量日期、時間段，設計科學作業進度表，實時監控檢測情況。平面控制網測量基本要求有：衛星截止高度角：≥15°，觀測有效衛星總數：≥4個，同步觀測時段長度：≥60min，數據采樣間隔：15s，點位幾何強度因子：≤6個[8]。

4.2 三等水準測量

應用瑞士WILD NA2水準儀進行觀測，測站讀數順序為：奇站后-前-后；偶站前-后-后-前，在反測的時候，奇、偶測站的標準尺分劃讀相關數據的數據的時候，往往都是和測偶、奇測站相同的。且每一段的測站數都是偶數，并在實際在往測向反測的時候，是需要調換兩只標志的位置的，并對相關儀器進行重現整平。水準測量在成象清晰、穩定時進行，具體技術要求為：視線長度：≤75m，前后視距差：≤2m，前后視距累積差：≤5m。

4 數據處理及成果質量分析

4.1 平面控制網基線

在實際利用專業化的數據和信息的處理軟件進行自動計算的時候，有部分的基線在實際解算的過程中是會選擇合適的實踐斷的，且也會自動的去掉不健康的微型干擾信號，進而選擇最佳的處理方式進行基線數據的處理，在實際計算同步環、異步環的閉合差，具體結果精度見下表1。

表1 平面控制網基線解算結果

4.2 平面控制網平差

4.2.1 二維無約束平差

選擇在WG844橢球上進行三維自由網平差，平差結果精度指標完全符合要求，自由網平差結果精度統計，見表2。

表2 三維無約束平差基線邊X、Y、Z坐標分量改正

4.2.2 三維約束平差

用北京橢球，高斯3°投影，中央子午線為96°。用3個GPS C級坐標當做起算數據，計算出平面坐標。具體精度統計為：二維約束平差中最弱邊相對中誤差為1/322085，優于1/80000，最弱點點位中誤差≤19.8mm，根據精度優于設計的要求，符合三等控制網精度要求。

5 結 語

綜上所述，在實際進行相關水準的觀測作業中，相關工作人員必須要注意以下幾點：在實際觀測的時候，要適當的使用遮陽效果比較好的傘遮住陽光，在實際遷站的時候一定要一只手抱住儀器，另一只手抱住腳架，千萬不要將儀器兩桶腳架一同扛在肩上。相關儀器的實際設置位置如果土質比較松軟的話，相關工作人員要將其土質踩實再架設儀器，并踩實腳架腿，以避免在實際測量中因為儀器的下沉而出現測量的誤差。在實際遷站的時候，相關工作人員必須要將儀器與后視尺同時向前進行移動。除了在相關線路的轉彎處以外，每一個測站中的一起和其前后視水準尺都要保持在一個水平線上。