控制网越级布设在澄城县骨干供水工程项目中的应用

李新兴，焦杏杏

0 引言

澄城县骨干供水工程项目位于澄城县和白水县境内，输水管线沿石堡川水库总干渠、八支渠、八支一分支渠布设，工程起点为石堡川水库总干渠4号洞口，末端为澄城县上马店村北，线路长度约44.1 km。

测区属于旱塬沟壑地形，测区内高差约210 m，工程沿线经过沟壑20余处，沟深约70～90 m，较大沟壑有县西河、长宁河、孔走河和纵目沟。

本项目首级控制网为四等，联测控制点17个，加密控制网为五等，联测控制点40个。根据项目本身的特性，布设首级控制网是为了满足急需的地形图测绘工作，加密控制网是在地形图测绘完成后布设的，加密控网起算点与首级控制网相同，同时联测首级网控制点4个作为检核。

1 平面控制测量

1.1 外业观测

（1）首级控制测量采用6台华测GPS接收机按四等精度要求进行静态观测,以M134、M140、M1324为起算点，按边连式布网，联测布设的P1……P14桩志。全网共17点，共观测4个时段，每个时段观测时间不少于60分钟，四等控制网布设见图1。

（2）加密控制测量采用6台华测GPS接收机按五等精度要求进行静态观测,以M134、M140、M1324为起算点，以P1、P4、P9、P13为检核点，按边连式布网，联测布设的N1……N33桩志，全网共40点，与起算点M1324、M134、M140联测的观测数据借用首级控制网测量时的观测数据，共观测10个时段，每个时段观测时间不少于45 min，五等控制网布设见图2。

图1 四等控制网布设图

图2 五等控制网布设

观测过程中，作业人员严格整平仪器，每时段观测前后各量取天线高一次(每次读数3次)，两次量高之差不大于3mm，并取其平均值作为最后的天线高，天线高数值取至mm。具体技术要求及参数设置按SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求执行。

1.2 内业数据处理

内业采用华测CGO静态处理软件进行基线处理和平差计算，坐标系统采用1980西安坐标系，首级控制等级为四等，加密控制等级为五等。

1.2.1 首级控制网

基线解算完成后，利用华测CGO静态处理软件在WGS-84坐标系下进行进行三维无约束平差，中央子午线为111°。无约束平差后，最弱边为P10-P11，水平精度为1/407833，满足SL197-201《水利水电工程测量规范》要求。

首级控制网约束平差时以M134、M140、M1324为约束点，中央子午线为111°，全网共组成同步环80个，异步环42个。约束平差最弱边为P13-P14，最弱相对中误差为1/1459482，最弱点为P3，最弱点位中误差为0.0025 m。

1.2.2 加密控制网

加密控制网利用华测CGO静态处理软件在WGS-84坐标系下进行进行三维无约束平差，中央子午线为111°。无约束平差后，最弱边N26-N27，水平精度为1/76294，满足SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求。

加密控制网约束平差时以M134、M140、M1324为约束点，以首级控制点P1、P4、P9、P13为检核点，中央子午线为111°，全网共组成同步环186个，异步环79个。约束平差最弱边为N20-N21，最弱相对中误差为1/202193，最弱点为N26，最弱点位中误差为0.0026 m。

1.3 数据检核及精度分析

（1）加密控制平差完成后与检核点P1、P4、P9、P13比较结果见表1。

表1 加密控制平差完成后与检核点P1、P4、P9、P13对比表

检核结果参考SL197-2013《水利水电工程测量规范》中关于基本平面控制最弱相邻点位允许中误差为图上±0.05mm的要求，均满足规范要求。

（2）全站仪边长检测比较。平差完成后，平差成果反算边长与全站仪实测边长进行比较，见表2。

表2 平差成果反算边长与全站仪实测边长对比表

2 高程控制测量

高程采用1985国家高程系统，首级高程控制等级为四等，加密高程控制等级为五等，按照四等水准精度要求施测。

水准外业采用徕卡SPRINTER250M电子水准仪进行观测，内业采用科傻水准网平差软件进行平差计算,平差结果应符合SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求。每天对仪器进行i角检验，当i角小于20″时方可使用。

2.1 首级高程控制

在测区布设一条四等附合水准线路，线路起闭于Ⅰ26-1、M134，联测桩志 P1、P2、P3……P14，水准线路长度为 64km，实测闭合差为-96.0 mm，允许闭合差为±160.0 mm，符合SL197-2013《水利水电工程测量规范》要求。

2.2 加密高程控制

在首级控制桩志之间布设五等附合水准线路，分别联测两首级控制桩志之间的加密桩志，施测过程按照四等水准精度要求进行。水准路线及平差计算精度分析情况见表3。

表3 水准路线布设及平差计算精度分析情况

3 测区GPS-RTK转换参数求解

采用均匀分布于测区的 P1、P5、P8、P9、P10 和 P14 共 6 个控制点进行参数求解。最大平面坐标转换残差为0.001 m，最大高程拟合残差为0.003 m，转换残差精度满足《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》中的图根点测量，平面坐标转换残差不大于图上±0.07 mm，高程拟合残差不大于1/12基本等高距的要求。

4 结论

根据以上首级控制、加密控制平差计算结果的精度分析、并与检核点的比较，以及平差成果反算边长与全站仪实测边长的比较，均符合规范要求的精度。同时，测区GPS-RTK转换参数求解也满足规范要求的精度。控制网越级布设在澄城县骨干供水工程项目中是可行的。

[1]SL 197-2013，水利水电工程测量规范[S].中国水利水电出版社，2013.

[2]GB/T12898-2009国家三、四等水准测量规范[S].中国标准出版社，2009.

[3]刘大杰,施一明,过静增.全球定位系统的原理与数据处理[M]，同济大学出版社,2006.

[4]刘经南，葛茂荣。广域差分GPS的数据处理方法及结果分析[J].测绘工程.2003.

[5]张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002.