GNSS測量網在工程建設的應用

時間:2022-06-01 03:56:53

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GNSS測量網在工程建設的應用

摘要:通過gnss測量網在金寨縣養生谷項目中的應用,闡述了GNSS技術的基本工作原理,從測量網布設、主要測量儀器選擇、觀測作用、外業成果整理及數據處理方面分別進行了論述。希望以此項目為例,為今后工程建設中測量技術的應用提供指導。

關鍵詞:GNSS測量網;測量技術;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,地處三省七縣二區結合部。西、南兩面于河南省、湖北省毗鄰,金寨縣的大地構造形成了中山、低山、丘陵、盆地和河谷平原的地貌結構。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,我院對金寨縣養生谷項目現狀支溝改造設計項目進行測量。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日完成外業測繪任務,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測量網布設原則

①本著結合項目實際地理、交通等情況,兼顧城市發展建設需要,又遵循規范的原則,D、E級GNSS網首先在保證其精度、密度滿足測量要求時可以跨級布設;②D、E級GNSS網的布設原則一般根據其目的、精度的要求、接收機類型和數量、測區地形和交通狀況以及作業效率等因素綜合考慮,按照優化設計原則D、E級GPS網同步進行布設;③D、E級GNSS網最簡異步觀測環或附合路線的邊數不大于規范要求。④D、E級GNSS網點位要求基本均勻分布,相鄰點距離不超過測量網平均點間距的2倍;⑤新布設的GNSS網應該與已有國家高等級GNSS點進行聯測,聯測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。經實地檢查,并聯測規劃局提供控制點,C級GNSS點可作為測區GNSS網起算點進行聯測,起算點覆蓋測區85%區域;⑥D、E級網可依具體情況聯測高程,根據起算點情況及現場已有規劃控制點,采用GPS擬合高程;⑦D、E級GNSS網觀測方法以多個同步觀測環為基本組成的網觀測模式。網觀測模式中的同步環之間,以邊連接或點連接的方式進行網的構建。網圖布設如圖1所示。

3點位選擇及布設

3.1D、E級GNSS點位布設要求。①接收設備便于安置及操作,視野開闊,視場內障礙物的高度角不大于15°;②遠離大功率無線電發射源,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,其距離不應小于50m;③附近不應有強烈反射衛星信號的物件;④地面基礎穩定,易于長期保存。3.2選點作業。①選點人員在實地選點時,以點位設計生成的.KML文件為向導,導航至設計點位附近,在實地按設計的要求選定點位,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。標石用混凝土預制,標石為預先制作,然后運往各點埋設。用舊點時,檢查確認該點標石完好性。D、E級GNSS網點標石埋設后,待點位穩定后方才用于觀測。標石于2019年6月25日預制結束,經過預制場養護標石達到一定強度后,待實地選點后統一搬運至各選定點位實地埋設。其規格如圖3所示。

4主要測量儀器選擇

4.1GNSS接收機D、E級網觀測GNSS接收機選用按表1規定執行。4.2水準儀水準儀選用要求如表2所示。

5觀測

5.1觀測計劃作業調度者。根據測區地形和交通狀況、采用的GNSS作業方法設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,按該表對作業組下達相應階段的作業調度命令。水準測量根據實地踏勘確定的路線進行,觀測的同時依照實際作業的進展情況,及時做出必要的調整。5.2觀測前的準備。①GNSS接收機在開始觀測前,應進行預熱和靜置,水準測量前應將儀器與外界溫度保持一致,并進行預熱,預熱次數不少于20次單次測量。具體要求按相應儀器操作手冊進行。②安置天線時誤差不應大于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外業成果整理及數據處理

6.1外業成果整理。(1)GNSS測量作業所獲取的成果記錄應包括以下三類:觀測數據;測量手簿;其他記錄。(2)GNSS觀測記錄項目應包括以下主要內容:觀測數據;對應觀測值的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、衛星截止高度角。6.2室內數據處理。(1)D、E級GNSS網基線解算采用隨接收機配備的商用軟件HGO。(2)D、E級GNSS網以分布均勻的4個C級GNSS網網點的坐標和原始觀測數據為起算數據。(3)各種起算數據應進行數據完整性、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統一采,采用南方CASS9.1成圖及檢查。

7工作中的思

在作業過程中,從網形設計、路線設計、點位的設計到點位埋設、點之記、點位施測、點位定位等全過程,利用網絡衛星地圖諸如:奧維互動電子地圖、91位圖、WOLFMAP、天地圖等,大大提高了作業效率,外業定位及實地找點可以根據點位定位的.KML文件導航至相應點位,GPS結合衛圖的定位誤差為±10m,可以根據定位文件利用導航快速、高效的到達各GNSS點,大大節省常規利用紙質點之記找點帶來的不利因素,比如點位實地的周邊環境等發生了變化,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測量中技術參數非常接近,綜合考慮網形、邊長、觀測時長等因素,建議在GNSSD、E級布網、觀測及數據處理等各階段可以統一按D級GNSS網點對待,即提高E級GNSS網點觀測精度,又提高觀測效率。

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作者:謝錢波 單位:安徽省核工業勘查技術總院