基于HeNCORS 的公路平面控制网布设研究

发表时间:2015/9/11   来源:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿   作者:闫自刚
[导读] 河南省有色金属地质矿产局第六地质大队 精度平面控制测量是公路工程建设的基础,为施工提供平面测绘基准。

闫自刚(河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南,郑州,450000)
  【摘 要】公路工程一般沿带状分布,距离长,测区复杂,平面控制网布设难度大。
  提出了基于HeNCORS 进行平面控制网布设的方法,即以HeNCORS 基准站作为起算点布设首级控制网,同时以首级控制网为起算点使用快速静态测量方法布设一级导线点;将首级控制网观测数据委托HeNCORS中心处理,以首级首级控制网为起算点进行一级导线点解算。工程实践结果表明,该方法测量效率高,精度可以满足公路工程平面控制测量的要求。
  【关键词】HeNCORS;平面控制网;公路工程;精度平面控制测量是公路工程建设的基础,为施工提供平面测绘基准。由于公路工程一般呈带状分布,且距离较长,同时受到起算点分布等因素的影响,平面控制网布设较为困难。近年来,HeNCORS 已经完成了建设,已经在大地测量、工程测量、地籍测绘、规划建设等领域得到了广泛的应用,如何利用HeNCORS 进行公路工程平面控制网布设,值得探讨。
  1.HeNCORS 简介河南省连续运行参考站服务系统(HenanProvincial Continuously Operating ReferenceStations,HeNCORS)旨在河南省建立一个高精度、高时空分辨率、高效率、高覆盖率的GNSS 综合信息服务网,由河南省测绘工程院与河南省地质矿产勘查开发局投资建设。
  HeNCORS 由参考站、系统控制中心、用户数据中心、用户应用、数据通信5 个子系统组成。HeNCORS 共建设56 个参考站点,覆盖河南全省,目前,已经广泛的应用于空间定位、导航服务、气象预报等领域。根据系统设计指标要求,HeNCORS 后处理精密定位平面精度优于5mm,高程精度优于10mm;RTK 实时动态定位平面精度优于5cm,高程精度优于10cm。
  2.基于HeNCORS 的公路平面控制网布设2.1 工程概况某 二级公路工程建设项目, 全长约36km,需要进行D 级GNSS 控制网及一级导线测量工作。测区地形负责,通视条件较差,测量难度较大。该项目每隔7km 左右布设一个D 级GNSS 控制点,每隔500m 左右布设一个一级导线点,共计布设6 个D 级GNSS控制点,79 个一级导线点。
  2.2 控制网测量方法2.2.1 D 级GNSS 控制网测量方法由于测区周边缺少高等级的控制点,故采用与HeNCORS 基准站联测,以HeNCORS基准站为起算点进行解算的方法。观测完成后,将静态GNSS 观测数据,交HeNCORS中心进行数据处理与解算,得到6 个D 级GNSS 控制点的三维坐标。
  2.2.2 一级导线点测量方法一级导线点测量采用快速静态测量方法。以HeNCORS 基准站为起算点进行D 级GNSS 控制网观测同时,再以D 级GNSS 控制网为起算点使用快速静态测量方法布设一级导线控制网。由于D 级GNSS 控制点与HeNCORS 基准站长时间联测,HeNCORS中心解算得到的数据极为精密,可以满足一级导线网起算点的精度要求。
  2.2 D 级控制网测量及数据处理2.2.1 控制点选点及埋石D 级GNSS 控制点点位选择时需要综合考虑点位稳定性、观测条件、后期使用及保存等因素。为了便于长期保存,控制点需要选择地质条件良好,岩土工程稳定的区域。
  同时需要满足GNSS 的观测要求,远离高大的建筑物、大面积水域及无线信号传输通道等。为了便于后期施工测量,控制点离施工区域不宜过远,一般需要小于200m;同时为了便于点位保存,距离也不宜过近,一般要求大于100m。
  选点完成后,按照规范的要求埋石,标石的规格及材质需要满足规范的要求。重要的控制点(道路交叉口处、桥梁处)可以采用强制对中观测墩。
  2.2.2 野外观测由于以HeNCORS 基准站作为平面控制测量的起算点, 不需要在起算点上架设GNSS 接收机,野外观测使用四台双频GNSS接收机。GNSS 静态观测前需要做好星历预报,选择合适的时间段进行观测。观测要求需要满足GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求,同时,由于测区到HeNCORS 基准站的距离较远,需要适当的延长观测时间,每时段以2 小时为宜。
  观测时需要做好仪器高、测点点号、观测员、观测时间等记录工作。
  2.2.3 数据处理测量完成后,将观测得到的原始数据委托HeNCORS 中心进行解算,得到D 级控制网的三维坐标。由于HeNCORS 基准站连续观测,且精度较高,本次平面控制测量的观测时长较长,控制网的精度较高,完全可以满足公路工程D 级GNSS 控制网的精度要求。
  2.3 一级导线点测量2.3.1 观测要求一级导线测量与D 级GNSS 控制网同步进行,即在进行D 级GNSS 控制网观测的同时,将流动站架设在相邻的一级导线点上,可以获得独立基线。GNSS 快速静态测量观测20min,观测结束后进行下一组一级导线点观测。由于与D 级GNSS 控制网同步观测,提高了GNSS 快速静态测量速度和效率。
  2.3.2 精度检核在一级导线控制网布设完成后及施工放样测量中,多次使用徕卡TS30 全站仪(测角精度0.5",测距精度1mm+1ppm)对一级导线控制网进行检核,重点检核了首级控制点与一级控制点、非同步观测控制点间的距离,并以全站仪距离为真值,计算相对精度,结果见表1。
  

         可以看出,使用快速静态方法测量的一级控制点与首级控制点精度匹配,不存在系统误差;非同步观测控制点间距离与全站仪测量距离吻合。使用快速静态方法测量可以满足一级导线控制网精度要求。
  3.结论在公路工程平面控制测量中, 以HeNCORS 基准站为起算点,进行D 级平面控制网布设,同时使用快速静态测量的方法进行一级导线测量。数据处理时,首先将D级控制网数据委托HeNCORS 中心处理得到三维坐标,再以处理得到D 级控制网成果为起算点进行一级导线数据处理。工程实践表明,该方法作业灵活,测量效率高,且精度可以满足GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求。HeNCORS 的应用,极大的提高了控制测量的效率。
  参考文献:[1]贾彬,刘彦祥.双基站双采样RTK 测量在布设一级导线中的应用[J]. 海洋测绘,2008,28(5):53-55.[2] 吴惠丰, 刘文建, 邓思胜. 基于GDCORS 的GPS 作业模式研究[J].地理空间信息,2008,6(4):39-42.

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