GNSS測量網(wǎng)在工程建設(shè)的應(yīng)用
時間:2022-06-01 03:56:53
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摘要:通過gnss測量網(wǎng)在金寨縣養(yǎng)生谷項目中的應(yīng)用,闡述了GNSS技術(shù)的基本工作原理,從測量網(wǎng)布設(shè)、主要測量儀器選擇、觀測作用、外業(yè)成果整理及數(shù)據(jù)處理方面分別進行了論述。希望以此項目為例,為今后工程建設(shè)中測量技術(shù)的應(yīng)用提供指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:GNSS測量網(wǎng);測量技術(shù);金寨縣
1項目概況
金寨縣,隸屬安徽省六安市,位于皖西邊陲、大別山腹地,地處三省七縣二區(qū)結(jié)合部。西、南兩面于河南省、湖北省毗鄰,金寨縣的大地構(gòu)造形成了中山、低山、丘陵、盆地和河谷平原的地貌結(jié)構(gòu)。地勢自西南向東北傾斜,最高處海拔1729.13m,最低處海拔60m。其相對高差1669.13m。金寨縣平均海拔500m。受六安恒大委托,我院對金寨縣養(yǎng)生谷項目現(xiàn)狀支溝改造設(shè)計項目進行測量。要求測繪靈山支渠及延伸段進行斷面及地形測量,及GPSE級控制測量。我院自2019年6月25日進場,于2019年7月10日完成外業(yè)測繪任務(wù),歷時16d。共完成D級GPS測量7個、E級GPS測量5個、橫斷面測量20條、縱斷面測量3條。
2GNSS測量網(wǎng)布設(shè)原則
①本著結(jié)合項目實際地理、交通等情況,兼顧城市發(fā)展建設(shè)需要,又遵循規(guī)范的原則,D、E級GNSS網(wǎng)首先在保證其精度、密度滿足測量要求時可以跨級布設(shè);②D、E級GNSS網(wǎng)的布設(shè)原則一般根據(jù)其目的、精度的要求、接收機類型和數(shù)量、測區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率等因素綜合考慮,按照優(yōu)化設(shè)計原則D、E級GPS網(wǎng)同步進行布設(shè);③D、E級GNSS網(wǎng)最簡異步觀測環(huán)或附合路線的邊數(shù)不大于規(guī)范要求。④D、E級GNSS網(wǎng)點位要求基本均勻分布,相鄰點距離不超過測量網(wǎng)平均點間距的2倍;⑤新布設(shè)的GNSS網(wǎng)應(yīng)該與已有國家高等級GNSS點進行聯(lián)測,聯(lián)測4個C級GPS點成果,實地查看點位的完好性、可靠性和可利用性。經(jīng)實地檢查,并聯(lián)測規(guī)劃局提供控制點,C級GNSS點可作為測區(qū)GNSS網(wǎng)起算點進行聯(lián)測,起算點覆蓋測區(qū)85%區(qū)域;⑥D(zhuǎn)、E級網(wǎng)可依具體情況聯(lián)測高程,根據(jù)起算點情況及現(xiàn)場已有規(guī)劃控制點,采用GPS擬合高程;⑦D、E級GNSS網(wǎng)觀測方法以多個同步觀測環(huán)為基本組成的網(wǎng)觀測模式。網(wǎng)觀測模式中的同步環(huán)之間,以邊連接或點連接的方式進行網(wǎng)的構(gòu)建。網(wǎng)圖布設(shè)如圖1所示。
3點位選擇及布設(shè)
3.1D、E級GNSS點位布設(shè)要求。①接收設(shè)備便于安置及操作,視野開闊,視場內(nèi)障礙物的高度角不大于15°;②遠離大功率無線電發(fā)射源,其距離不小于200m,遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道,其距離不應(yīng)小于50m;③附近不應(yīng)有強烈反射衛(wèi)星信號的物件;④地面基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于長期保存。3.2選點作業(yè)。①選點人員在實地選點時,以點位設(shè)計生成的.KML文件為向?qū)В瑢?dǎo)航至設(shè)計點位附近,在實地按設(shè)計的要求選定點位,并在實地加以標定;②選點后均實地按設(shè)計書附錄A的要求繪制點之記。3.3埋石(1)標石。①本項目標石為GNSS、水準共用普通標石,各級GNSS點均埋設(shè)固定的標石和標志;②中心標志示意見圖2。圖2GNSS、水準共用標石中心標志圖(2)埋石作業(yè)。標石用混凝土預(yù)制,標石為預(yù)先制作,然后運往各點埋設(shè)。用舊點時,檢查確認該點標石完好性。D、E級GNSS網(wǎng)點標石埋設(shè)后,待點位穩(wěn)定后方才用于觀測。標石于2019年6月25日預(yù)制結(jié)束,經(jīng)過預(yù)制場養(yǎng)護標石達到一定強度后,待實地選點后統(tǒng)一搬運至各選定點位實地埋設(shè)。其規(guī)格如圖3所示。
4主要測量儀器選擇
4.1GNSS接收機D、E級網(wǎng)觀測GNSS接收機選用按表1規(guī)定執(zhí)行。4.2水準儀水準儀選用要求如表2所示。
5觀測
5.1觀測計劃作業(yè)調(diào)度者。根據(jù)測區(qū)地形和交通狀況、采用的GNSS作業(yè)方法設(shè)計的基線的最短觀測時間等因素綜合考慮,編制觀測計劃表,按該表對作業(yè)組下達相應(yīng)階段的作業(yè)調(diào)度命令。水準測量根據(jù)實地踏勘確定的路線進行,觀測的同時依照實際作業(yè)的進展情況,及時做出必要的調(diào)整。5.2觀測前的準備。①GNSS接收機在開始觀測前,應(yīng)進行預(yù)熱和靜置,水準測量前應(yīng)將儀器與外界溫度保持一致,并進行預(yù)熱,預(yù)熱次數(shù)不少于20次單次測量。具體要求按相應(yīng)儀器操作手冊進行。②安置天線時誤差不應(yīng)大于1mm;③安裝天線時水準氣泡必須居中,沒有水準氣泡的天線,調(diào)整天線基座腳縲旋,使在天線互為120°方向上量取的天線高互差小于3mm。
6外業(yè)成果整理及數(shù)據(jù)處理
6.1外業(yè)成果整理。(1)GNSS測量作業(yè)所獲取的成果記錄應(yīng)包括以下三類:觀測數(shù)據(jù);測量手簿;其他記錄。(2)GNSS觀測記錄項目應(yīng)包括以下主要內(nèi)容:觀測數(shù)據(jù);對應(yīng)觀測值的GNSS時間;測站和接收機初始信息:測站名、測站號、觀測單元號、時段號、近似坐標及髙程、天線及接收機型號和編號、天線高與天線高量位置及方式、觀測日期、采樣間隔、衛(wèi)星截止高度角。6.2室內(nèi)數(shù)據(jù)處理。(1)D、E級GNSS網(wǎng)基線解算采用隨接收機配備的商用軟件HGO。(2)D、E級GNSS網(wǎng)以分布均勻的4個C級GNSS網(wǎng)網(wǎng)點的坐標和原始觀測數(shù)據(jù)為起算數(shù)據(jù)。(3)各種起算數(shù)據(jù)應(yīng)進行數(shù)據(jù)完整性、正確性和可靠性檢核,殘差符合要求。(4)地形及斷面測量采用GPS-RTK統(tǒng)一采,采用南方CASS9.1成圖及檢查。
7工作中的思
在作業(yè)過程中,從網(wǎng)形設(shè)計、路線設(shè)計、點位的設(shè)計到點位埋設(shè)、點之記、點位施測、點位定位等全過程,利用網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星地圖諸如:奧維互動電子地圖、91位圖、WOLFMAP、天地圖等,大大提高了作業(yè)效率,外業(yè)定位及實地找點可以根據(jù)點位定位的.KML文件導(dǎo)航至相應(yīng)點位,GPS結(jié)合衛(wèi)圖的定位誤差為±10m,可以根據(jù)定位文件利用導(dǎo)航快速、高效的到達各GNSS點,大大節(jié)省常規(guī)利用紙質(zhì)點之記找點帶來的不利因素,比如點位實地的周邊環(huán)境等發(fā)生了變化,無參照方位物量取距離,或是點之記中的線路描述不詳細、周邊方位物不明顯等情況。由于D、E級GNSS測量中技術(shù)參數(shù)非常接近,綜合考慮網(wǎng)形、邊長、觀測時長等因素,建議在GNSSD、E級布網(wǎng)、觀測及數(shù)據(jù)處理等各階段可以統(tǒng)一按D級GNSS網(wǎng)點對待,即提高E級GNSS網(wǎng)點觀測精度,又提高觀測效率。
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作者:謝錢波 單位:安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院