gpsgps平面控制测量在青银高速公路中的应用

gpsgps平面控制测量在青银高速公路中的应用

采用gps静态相对定位法可以建立各种用途的平面控制网。该技术精度高、全天候、操作简便、速度快,能够解决线路测量中使用常规的测量仪器十分困难甚至无法解决的问题。青银高速公路石家庄段初步设计正线长约60km,比较线长12km。测区内海拔最高150m,最低35m,地势较平坦,交通方便。核工业航测遥感中心负责完成该段的线路控制测量及1∶2000比例尺带状地形图的测绘任务。沿线农作物较高,建筑物较多,工期较短,应用全站仪等常规方法难以如期完成,因而决定采用GPS测量方法完成线路的控制测量工作。1次级控制网联测应用于工程建设的GPS网,既可以布设为全面网,也可以采用分级布网的方式。为满足定测和施工放样的需要,该工程的线路控制测量要求按一级导线的精度施测,导线边长不超过650m。为保证全线点位精度的均匀和加快工程进度,采用分级布网的方案,分两级布设GPS控制网。首级控制网和次级控制网分别按照四等、一级的精度完成,首级控制网中联测不少于3个高级控制点。首级控制网:沿路线每隔4～5km,在中线两侧埋设一对相互通视、间隔500m左右的控制点,共28点,布设成为一个三角形网,联测到3个国家等级三角点上,如图1。网中共有网点33个,共施测95条基线,组成41个同步环,22个异步环和22条复测边。网中最长边12620m,最短边293m。次级控制网:在首级控制网的基础上,把全线分成7段,沿线路在中心线两侧每隔300～600m埋设一个与相邻点通视的控制点,共埋设148个,布设成7个点连式次级GPS网,如图2。每个网联测2～4个首级控制点,网点最多的是37个,网点最少的是12个。所有次级网中,最长边是1452m,最短边是198m。共施测基线244条,组成80个同步环,2条复测基线,31条附合线路。2数据采集、基本构建和确认2.1静态相对定位观测首级控制网和次级控制网的野外数据采集均使用Ashtechz-12型GPS双频接受机,以静态相对定位方式施测。卫星高度角不小于15°,有效观测卫星数不小于5,历元采样间隔15s,PDOP值不大于6。首级控制网时段长度不短于45min,平均重复设站数不小于2;次级控制网时段长度不短于35min,平均重复设站数不小于1.6。当基线较长或点位情况不理想时延长观测时间。2.2复测基线的较差每天外业观测完成后,都用基线解算软件GPPS对原始采集的数据进行基线解算,各基线向量的置信度均不低于99%,全部基线都得到了固定双差分解。复测基线的较差:ds≤2√2σds≤22√σ。三边同步环坐标分量闭合差及全环闭合差:WX=WY=WΖ≤√3σ/5‚W≤3σ/5WX=WY=WZ≤3√σ/5‚W≤3σ/5。独立闭合环或附合线路闭合差:WX=WY=WΖ≤2√nσ‚W≤2√3nσ‚σ=±√a2+(b×d)2‚d为平均边长。因为两级网中长、短基线相差悬殊,所以进行复测基线较差计算时,d取所要比较的基线长;进行环的闭合差计算时,d取所在环的平均边长。(1)实线基线向量测定有3个同步环闭合差超限(图1中虚线所示的同步环),将之剔除。实际构成的控制网形如图1实线部分所示。网的组成和结构符合规范要求,因此剔除的同步环不再重测。其它基线向量检核情况如表1。首级控制网中的各条基线的各项检核指标都在限差之内,可以进行平差计算。(2)附合线路检测能力所有7个次级控制网中的基线向量检核情况如下:三边同步环闭合差最大值为7.7mm(相对闭合差4.2ppm),附合线路最大闭合差为6.0cm(相对闭合差9ppm),复测基线的较差为1.9mm,各条基线的各项检核指标都在限差之内,可以进行平差计算。3中央子古代线采用TGPPS软件进行平差计算,平面采用1954北京坐标系,高斯正形投影,中央子午线为:114°45′。首先进行三维无约束平差,再进行二维约束平差。(1)无粗差基线向量三维无约束平差结果中基线向量改正数最大值为13mm,限差为89mm。改正数最大值远远小于限差值,可以认为,网中无粗差基线向量存在。二维约束平差应用了横山Ⅰ、王村Ⅲ、小孟村Ⅱ3个国家等级三角点,平差结果的精度统计列于表2。最弱点点位中误差及最大的边长相对中误差都达到了四等的精度要求,说明首级网精度较高。(2)维约束正确值所有七个次级控制网中三维无约束平差结果中基线向量改正数最大值为2mm,限差为35mm。改正数最大值远远小于限差值,可以认为,网中无粗差基线向量存在。七个次级网进行二维约束平差时分别应用了2～4个首级控制点,所有二维约束平差结果的精度统计列于表2。最弱点点位中误差及最大的边长相对中误差都达到了相应等级的精度要求,优于最弱点点位中误差小于±5cm,测距中误差15mm,边长相对中误差小于1/30000的设计要求,说明次级网精度较高。4结局声明(1)网内接触、网内距离超短边(边长小于300m)的方位角误差和复测基线的较差易超限,因此相邻点间的距离一般不宜小于300m。网中的长、短边相差悬殊,进行复测基线较差计算时,б值的计算公式中基线长应取所要比较的基线长;进行环的闭合差计算时,б值的计算公式中平均边长也应取所