柳州市城市快速公交(BRT)1号线工程控制网的建立

【摘 要】 本文介绍了柳州市城市快速公交1号线工程施工控制网的建立情况，通过对GPS网、精密导线的分析，主要精度指标都满足规范要求，并利用柳州市连续运转卫星定位服务系统（LZCORS）检核控制点成果，该成果可以作为1号线施工控制网。

【关键词】 GPS 精密导线 精度分析

1 引言

柳州市城市快速公交（BRT）1号线线路全长32.5KM。为了满足工程施工需要，2012年布测了BRT工程1号线施工控制网，其中在火车站至文昌桥段、桂中大道全段及会展中心至雒容镇段，利用保留完好的原有一级导线点28个。其余路段，采用E级GPS控制网测量，共计19个。在不合适做GPS网路段，选用二级导线作为补充，共计18个。E级GPS点、二级导线点均采用四等水准测量，共计21KM。

为了评估原有一级导线点、新增E级GPS点、新增二级导线点的稳定性可行性，利用柳州市连续运转卫星定位服务系统（LZCORS）检核所有控制点成果。

2 E级GPS平面控制测量及精度分析

以现有的三等GPS点兰家村、鸡公山、D级G0542为起算点，16个待定点，布设成带状E级GPS网，选点时联测了二处现有的一级导线点点位，以作检核。E级GPS点选埋符合如下要求：

（1）一对控制点间必须确保通视，3个以上控制点两两通视;

（2）控制点选在利于长期保存、使用方便、施工影响范围以外的地方;

（3）控制点附近无大面积水域，与无线电发射装置间距大于200米，与高压输电线间距大于50米。

GPS控制网示意图如图1所示。

外业数据采集，采用国产南方测绘仪器公司的的北斗星9600型GPS接收，采用静态测量模式同步观测，观测时段大于60分钟，同步接收卫星5～8颗，卫星高度角大于15°，数据采样间隔15s，空间位置精度因子（PDOP）≤6。

内业数据处理，采用南方GPS随机配送的基线解算及网平差软件计算，按E级精度要求进行解算。并对解算后的同步环、异步环、重复基线、三维无约束平差、二维约束平差，作精度统计，如下：

（1）同步环64个、异步环45个。的最大值为48.391mm（限差83.816），的最大值为49.836mm（限差86.319），的最大值为52.671mm（限差91.229）。满足规范要求。

（2）重复基线共8条，最大基线较差14mm（限差35.937）。

（3）在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差。三维基线向量改正数中，最大为-3.093（限差31.491），最大为4.443（限差36.955），最大为-6.893（限差35.285）。

（4）二维约束平差采用三等GPS点兰家村、鸡公山、D级G0542作为起算，进行平差。二维约束平差改正数与三维无约束平差改正数的较差d最大为3.511（限差24.636），d最大为-4.539（限差26.778）。

（5）GPS控制网最弱边G1050-G1051相对中误差为1/119525，远小于技术要求1/40000。平面控制网精度良好，满足规范要求。

GPS测量成果检核，使用全站仪测边检核：共观测边长8条，最大差值为-0.014m;使用全站仪测角检核，共设4站观测水平方向，最大差值为-9″;控制网中二处GPS点成果与现有的一级导线点成果对比表（如表1）。

从检核结果上，GPS平面控制网精度良好，完全满足技术规范要求。

3 二级导线控制测量及精度分析

采用单导线形式施测两条二级导线，使用1台DJ2型II级全站仪，按照工程测量规范中“一级”技术要求实施，只观测水平角。

外业观测，采用方向观测法2测回测定，边长往返观测，并记录温度气压。一测回内2C较差小于9”;两测回较差6”。方位角闭合差小于±10√n。

导线平差使用清华山维软件进行严密平差。导线一闭和差为0.7mm，最大点位误差±11.55mm，最弱边相对精度为1/38300;导线二闭和差为0.9mm，最大点位误差±15.03mm，最弱边相对精度为1/86500。两条导线精度良好，满足规范要求。

4 E级GPS控制点、二级导线点高程测量

全网有3个三等水准点，形成1个结点，联测所有E级GPS点，2条附和导线点，采用四等水准测量，共计21KM。水准观测使用TrimbleDini0.3电子水准仪，标尺用配套的3m铟瓦尺。作业前仪器经过国家法定检定部门检定在有效期内。

高程控制网采用国标四等水准测量的技术要求执行。观测采用中丝读数法，按“后、前、前、后”的观测顺序进行观测，视线高度及测站的观测限差均按规范进行，电子水准仪自动识别读取并存储标尺读数。

水准网采用清华山维软件进行严密平差计算，单位权中误差为±0.9mm/km，最弱点点位中误差为±1.8mm。高程精度满足规范要求。

5 利用柳州市连续运转卫星定位服务系统（LZCORS）检核控制点成果

由于线路中部分利用了已有的控制点，部分重新施测了控制网，为了检核整条线路控制的内符合精度，我们利用了柳州市连续运转卫星定位服务系统（LZCORS）来进行外业控制点检核工作。我们在整条线路中对所有已有的控制点，部分抽检E级GPS点、二级导线点，共计40个点位（约占所有控制点的62%）。

平面控制精度统计：点位较差小于10mm的有29个，大于10mm小于20mm的有11个。坐标较差均满足设计要求。

高程控制精度统计：高程较差最大值为21mm，平均差值为13mm，符合限差要求。

控制点成果与LZCORS系统采集成果的差值均小于5cm，控制点精度及点间精度均十分良好，可做为一套整体的控制成果使用。

6 结语

随着各地交通工程的建设，越来越多的工程控制网需要建立。如能结合原有的控制点并对其进行精度和稳定性检核后加以利用，将大大较小了工程量。

通过本次控制网的施测，在GPS控制网方面有两点体会：

（1）在城市交通工程中，GSP控制网的通视边长相对较短。因此，在选点时避免出现超短边。

（2）起算点数据对控制网成果精度影响大，约束平差时对整网精度尤为重要，因此多准备些起算控制点，以备选择。

参考文献：

[1]黄北新，付先国.合肥市轨道交通3号线GPS控制网建立[J].城市勘测，2010（4）：97～99.

[2]王晓芳，唐青松.成都地铁三号线控制网的布设[J].城市勘测，2014（3）：103～106.

[3]吴浩，杨剑，黎华.GPS原理及工程安全监测应用[M].

[4]CJJ/T8-2011.城市测量规范.

[5]GJJ/T73-2010.卫星定位城市测量技术规范.