孫麗晶，林艷紅

(1.青岡縣水務(wù)局，黑龍江 青岡 151600;2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱 150080)

GPS全球定位系統(tǒng)是一種精度高、速度快、成本低、操作簡單的現(xiàn)代化定位系統(tǒng)，在工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在通視不好的情況下，其優(yōu)點(diǎn)更為明顯。下面就青岡縣幸福水庫工程中應(yīng)用的具體情況做詳細(xì)的闡述。

1 具體施測

1.1 測區(qū)概況

測區(qū)位于青岡縣東南部昌盛鄉(xiāng)幸福村境內(nèi)，通肯河右岸幸福大溝中游，有鄉(xiāng)道青昌公路至昌盛鄉(xiāng)，交通條件一般，為丘陵地形。但外業(yè)工作正值春季，冰雪融化，給交通及外業(yè)施測帶來很大困難。

1.2 外業(yè)測量

1.2.1 埋標(biāo)

壩軸線兩端及下游各埋一對標(biāo)石，因?qū)嵉厍闆r特殊，壩線為圓弧走向，兩端為道路，只能埋在路邊。壩線左端標(biāo)石埋在155 m高程以上。埋設(shè)標(biāo)石均通視良好。所有埋設(shè)標(biāo)石點(diǎn)均聯(lián)測GPS E級坐標(biāo)和四等水準(zhǔn)，做好點(diǎn)之記，并提交交樁成果。

1.2.2 外業(yè)施測

采用1954年北京坐標(biāo)系。利用測區(qū)內(nèi)附近本院前期埋石03—3、03—4，布設(shè)GPS E級網(wǎng)，采用邊連式聯(lián)測4個引測點(diǎn)和4個埋石點(diǎn)。其網(wǎng)形見圖1。

外業(yè)嚴(yán)格按規(guī)范操作，外業(yè)觀測結(jié)束后，進(jìn)行了內(nèi)業(yè)處理，以下對內(nèi)業(yè)處理進(jìn)行詳細(xì)說明。

1.3 內(nèi)業(yè)處理基線

1.3.1 選擇坐標(biāo)系統(tǒng)

圖1 GPS控制網(wǎng)觀測圖

根據(jù)任務(wù)要求采用1954年北京坐標(biāo)系，根據(jù)E級網(wǎng)精度要求，對衛(wèi)星高度角(15度)和采樣間隔(10s～30s)等進(jìn)行設(shè)置后，進(jìn)行基線處理，因篇幅有限，網(wǎng)中最弱邊觀測解算結(jié)果見表1。

表1 最弱邊觀測解算結(jié)果表

精度計算公式為:

式中:a為固定誤差，在此a=10mm;b為比例誤差系數(shù)在此b≤20;d為相臨點(diǎn)距離，mm，在此把實(shí)際解算邊長賦予d=175000mm。經(jīng)計算 α為0.0117m。0.0083＜0.0117，所以觀測基線解算合格。

基線處理合格后進(jìn)行GPS網(wǎng)同步環(huán)和異步環(huán)檢查。最弱邊所在同步環(huán)解算結(jié)果見表2。

表2 最弱邊同步環(huán)解算結(jié)果表

同步環(huán)(3條基線)相對誤差=2.74ppm ΣX=0.0014，ΣY=-0.0019 ，ΣZ=-0.0002。

根據(jù)計算精度公式，同步環(huán)坐標(biāo)閉合差檢核滿足WX≤(√3)/5×σ

異步環(huán)坐標(biāo)閉合差檢核滿足WX≤(3√n)×σ;WY≤(3√n)×σ;WZ≤(3√n)×σ;Ws≤3×(3√n)×σ

把上述σ=√(a2+(b×d×10-6))2=10.17mm=0.0117 m帶入各式，上述解算列表中各項指標(biāo)滿足精度要求。

1.3.2 無約束平差

在基線向量檢核符合要求后，以一個點(diǎn)的WGS-84系三維坐標(biāo)為起算點(diǎn)，進(jìn)行GPS網(wǎng)平差。本次解算軟件選擇隨機(jī)商軟件HDS2003進(jìn)行網(wǎng)平差，在平差中，基線分量的改正數(shù)絕對值(V△X、V△Y、V△Z)滿足下式:

把上述σ=√(a2+(b×d×10-6))2=10.17 mm=0.0117 m帶入各式，上述解算列表中各項指標(biāo)滿足精度要求

1.3.3 約束平差

利用無約束平差后的可靠觀測量，選擇1954年北京坐標(biāo)系下進(jìn)行二維約束平差。在平差中，基線分量的改正數(shù)與經(jīng)過粗差剔除后的無約束平差結(jié)果的同一基線相應(yīng)改正數(shù)較差的絕對值 (dV△X、dV△Y、dV△Z)滿足下式:

把上述σ=√(a2+(b×d×10-6))2=10.17 mm=0.0117 m帶入各式，上述解算列表中各項指標(biāo)滿足精度要求

進(jìn)行約束平差后，各項指標(biāo)符合要求。其GPS網(wǎng)精度統(tǒng)計見表3。

表3 GPS網(wǎng)精度統(tǒng)計

以埋石點(diǎn)為測區(qū)首級控制點(diǎn)，利用GPS RTK動態(tài)向下布設(shè)1∶2 000地形圖和1∶500地形圖的圖根級控制和1∶2 000地形圖碎部測量，以及斷面施測的控制測量。GPS E級點(diǎn)提供三度帶及六度帶坐標(biāo)成果。

1.4 測量中采用的儀表配備

此次測量中采用的儀器配備見表4。

表4 儀器配備表

2 小結(jié)

應(yīng)用GPS定位技術(shù)大大地縮短了外業(yè)的工作量，基本上解除了在交通不便，通透不好的測區(qū)施測的難度。全面布設(shè)控制網(wǎng)除了能獲很高的精度外，還節(jié)省了大量的經(jīng)費(fèi)、時間和勞動力。內(nèi)業(yè)處理時也減輕了傳統(tǒng)人工施測方法中重復(fù)檢查，計算工作量巨大的弊端。

[1] 徐紹銓，張海，楊志強(qiáng)，等.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，1998.

[2] 國家測繪局GB/T18314—2009全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.