线状工程测量控制网布设和施测方法简析

【摘要】本文主要阐述了线状工程测量控制网布设和施测方法中的导线测量与GPRS测量两种方法，希望会对线状工程测量有所帮助。

【关键词】线状；工程测量；导线测量；GPRS测量

1 导线的测量

1.1 导线点布设

导线点布设时，为避免因边长不合适对精度产生影响，点间距应在400米左右，使用全站仪时，边长可增加1千米。为方便地形的测量，保证前后通视，点位在选择时应选在视野开阔、地势较高、易于保存的位置。在隧道、桥梁的两端，越岭垭口处以及一些地质情况不稳定的地段均应布设导线点。

1.2 导线点测量

1.2.1 水平角观测。应采用水平观测法从线路一端的已知点测至线路另一端的已知点。使用全站仪对右角进行测定，由于全站仪的精度，导线等级各不不同，相应的对测回数的要求也会不同，一级与二级导线相比，一级导线，2”级测两测回，6”级四测回，而二级导线，2”级测一测回，6”级测两测回，在两个半测回间应对度盘位置进行变换，取平均值。

1.2.2 边长测量。导线边长用全站仪进行测量，读取水平距离，观测记录数据精度较差时，取多次观测数据的平均值。

1.3 导线联测

通过将已知点的坐标与测量记录数据输入到平差软件，设置好参数，进行平差，所得出的结果应保证满足不同等级测量的精度要求，将否则需重新观测，直至精度满足要求。线路较长时，导线的起终点及中间最多隔3O千米处即需与国家大地点联测。

国家控制点的坐标为高斯平面坐标，因此在检核之前应将所计算坐标增量转化至高斯投影面上，改化公式为：

ΣX。= ΣX((1一(1+HITI)／R)

ΣY。= ΣAY((1一(1+Hm)／R)

上式中的 ΣY。、Σx。为改化至参考椭球面上的横纵坐标增量，所得总和以米作为单位，Hm是平均高程，以千米为单位，R是地球的平均曲率半径，以千米为单位；后把参考坐标增量化算到高斯投影面上：

ΣXs=ΣX。(1+Ym2／2R2)

ΣYs=ΣAX。(1+Ym2／2R2)

ΣXs、ΣAYs是改化后的高斯平面上的纵横坐标增量的总和，单位为米：Ym为导线两端横坐标的平均值，以千米为单位。通过高斯平面坐标增量的总和，求得和国家控制点坐标增量差，全长的相对闭合差应小于1/2000。

1.4 高程测量

1.4.1 三角高程法，又称全站仪法

可以在观测导线水平角时同时进行，每次记录垂直角时，要确保仪器望远镜十字中心对准照准目标中心，即棱镜的中心，盘左盘右读数，算出指标差，算出经指标差改正后的垂直角，两次测回，求平均值。将所测数据输入计算机平差软件，设置平差软件，输入已知数据，软件自动算出待测点的坐标及高程，及计算结果精度评定，如超出允许误差，拢出原因，如需要重新补测，标出需补测范围，重新测量，重新计算，直到满足要求。

1.4.2 水准测量

水准点设置一般在线路每隔2公里处设置一个，在一些地形复杂的路段可适当减短水准点的间距：在长度达300米大桥与隧道的两端以及车站附近应加设水准点，水准点布设时，应适当离开线路的中线位置，以50-100米为宜，避免因线路施工造成破坏。测量过程中使用DS3级以上的水准仪，采用两组单程或一组往返的水准测量方法进行测量，测量时应保持相等的前后视距。

2 GPS测量

2.1 GPS测量的特点

测站之间无需通视的优点，使得测量时的选点更为方便灵活，测站要选择在上空开阔的位置，以利于卫星信号接受免受干扰。测量精度好，随着距离的增加，GPS测量精度高的优势越为突出。GPS测量可以准确提供观测站平面位置与大地高程的三维坐标。此外，GPS测量能够全天候作业，一般不会受到天气状况影响，能够在卫星信号到达的任何时间、连任何地点连续进行，正是基于这些GPS测量的应用日趋广泛。

2.2 GPS路线控制测量的作业模式

2.2.1 静态定位作业模式

将两台以上的GPS接收机，安置在不同的控制点设站构成一条基线，实现对四颗以上的卫星在某一个时段的同步观测。时段在45至9O分钟之间，以保证载波相位的整周位知数的准确性，同时已观测基线需组成一系列闭合图形，以满足外业检核的要求，提高检测成果的可靠性。这种作业模式基线达到的定位精度，能够满足各级路线对控制测量精度的要求。

2.2.2 快速静态作业模式

在测区中选择一基准站并安置一台接收机连续跟踪可见卫星， 基准站应选择测区中地势较高，上方无遮挡物且周围无信号干扰源且开阔的位置，另一台接收机依次在各待定点上设站。由于采用了一种快速解算整周未知数的方法，每点只观测数分钟，使作业效率大幅度提高，但应注意待定点与基准点间距离不应超过2O公里，观测时段内应保证有五颗以上的卫星可供观测。由于两个接收机工作时够不成闭合图形，不能进行闭合差检验，可靠性较差，不宜用于对观测精度有特殊要求的桥梁、隧道等构造物的测量控制网。此作业模式特别运用于短基线的测量及工程控制点的加密定位，且采用双频效果更佳。

2.3 GPS在线状工程测量中的要求

GPS在线状工程测量中最好有至少三个已知控制点分布在测区两端及中央，且每隔30公里左右最好有一个已知控制点。观测时段最好安排在避开1l点至13点的时段，这一时段卫星信号较差，在观测之前应观看星历预报，选择合适的观测时段。

2.4 GPS高程测量

2.4.1 在运用GPS平差软件时采用不同的数据拟合模型直接影响到计算结果的精度。当测区形状为带状时，可采用加权平均值拟合或多项式曲面拟合，当测区大长时超过100公里时，可采用三次样条或加权平均值法拟合计算；当测区形状为面状时，可以采用多项式曲面拟合、插值拟合、多面函数拟合方法中一种计算。

2.4.2 卫星分布不对称，对流层延迟、星历误差、基线起算点误差、改正残差、坐标误差等都会引起测量精度的流失。

2.4.3 GPS拟合高程测量应与平面控制测量同步进行。在达到各项精度指标符合设计书以及规范的要求后，方可进行TGPS网高程拟合。在平原或丘陵地区的一般工程测量中完全可用GPS高程拟合的方法代替四等水准或普通几何水准测量；在带状测区，高程拟合采用线性拟合更合适，采用的水准点越多，拟合的精度越高。

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