浅析市政路桥工程中利用RTK布设施工控制点

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:吴光利 齐同林 夏国平 庄宁宁 李新壁
[导读] 摘要:市政路桥工程特别是旧路改造工程,施工作业面狭窄、障碍物多,外部环境极为复杂。
        中建八局浙江建设有限公司  浙江省杭州市  311215
        摘要:市政路桥工程特别是旧路改造工程,施工作业面狭窄、障碍物多,外部环境极为复杂。传统的施工控制测量一般采用布设精密导线的方式,由于导线测量自身的局限性,且现场施工过程中很难保证不被破坏。利用GNSS实时动态差分(RTK)技术可以及时布设或者恢复施工控制点,具有高精度、高效率的特点。
        关键词:市政路桥工程;控制测量;RTK
        1.工程概况
        绍兴市二环北路项目为市政道路智慧化改造工程,现场道路两侧建筑物及树木密集、水系繁多,施工的同时要保证社会及施工车辆通行,施工过程中交通导改与道路围挡封闭给施工测量带来了很大不便。外部环境限制以及施工工序繁杂,施工控制点不可避免的经常被破坏或者遮挡。因此,在道路沿线便于保护和施测控制点的地方布置首级控制点后,为便于施工只能在范围狭窄的围挡内加密布设临时施工控制点。所以,如何高效地布设及施测临时施工控制点非常重要。
        2.RTK布设高精度控制点的理论依据
        依据测量规范,各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标,应符合表1的规定。
        表1 卫星定位测量控制点的主要技术要求
       
        3.RTK布设高精度控制点的实际操作
        3.1 控制点布设
        本工程首级控制点沿线均匀分布,为防止破坏便于保护,主要分布在沿线交叉路口地质稳定且周围开阔地带,首级控制点采用预制铜芯标志深埋。因现场环境复杂,在保证施工方便的前提下,在原来的道路面层或者便道边采用不锈钢测钉每200~300m布置一对通视的控制点,控制点间尽量保证两两通视,且不影响施工工作面。
        此次共埋设6个加密控制点,为便于区分以就近墩号命名,其中ZD302离基准站最远且东南面50m处为高层居民楼区,居民楼处在ZD302与基准站之间,其它加密控制点周边无明显障碍物。
        3.2 数据采集
        全线分多个区段同时施工,因此现场也可以分段进行加密控制点布设和采集。根据现场施工施工节奏,将现场按照首级控制点分布情况,分成多个区段。将基准站设置在区段中间位置,周围开阔且受干扰较小的地方(任意设站),在固定解状态下利用移动站进行校准后开始采集数据,区段搭接的地方每次跨区采集1~2个点便于校核。
        数据采集之前,先设置手簿采集取样条件,如高度截止角大于15°,水平精度因子小于0.010,高程精度因子小于0.015。
        采集过程中,对中杆应该配备撑杆或者脚架,便于辅助对中杆对中整平和保持稳定。按照控制点采集模式采集,每次自动采集20次,然后转90度对中整平稳定后再次采集,共采集4次(总共5分钟左右)避免对中杆不铅锤等造成误差,取平均值。最后利用全站仪对加密控制点基线边长进行测量,并记录测量数据。
        3.4 数据计算及复核
        将每个点采集的数据,取平均值后每相邻两个点进行坐标反算,与全站仪采集的基线边长进行对比,计算出各条基线的边长及相对误差如下表2.
        表2 基线边长较差及相对误差统计表
       
        根据表2可以看出在保证基线边长和采集数据质量的情况下,RTK的观测精度达到了四等控制网精度要求;多路径效应对RTK测量影响很大,应避开市区高层建筑区域等其他干扰区域布设加密控制点,或改为传统的导线加密控制点。
        4.RTK布设高精度控制点过程中存在的问题
        利用实时动态差分(RTK)技术进行控制测量,精度高、速度快,缺点是受卫星状况影响,稳定性不如全站仪等常规测量仪器。因此,要加强质量控制,采用已知点检核、多测回观测等避免错误的产生。RTK在实际使用过程中,精度会受到周围的环境,卫星状况,控制点本身的精度,参数转换的误差等一些列因素的影响。
        在市区道路两侧高楼林立造成信号遮挡或者多路径反射,无线通讯设备干扰强烈;郊区道路两侧树木密集造成信号遮挡,大面积水域也容易造成信号折射形成多路径反射,通讯发射塔、架空高压电线具有强干扰性,这些都是造成RTK测量精度受影响的主要因素,应合理有效的避开。
        不稳定的施工条件极易影响RTK接受信号的强弱,造成明显的干扰,能观测到的卫星数量变少,空间几何图形变形。多路径效应导致RTK定位精准度降低。定位的精确度与观测的时间出现矛盾,尤其在接收信号较弱的状况下,矛盾尤其突出。为了能够有效提高RTK定位的准确性,首先,应选用性能较为稳定、能够减弱多路径效应的接收设备;其次,改进具体施测方案,为RTK测量制造较为有利的观测条件;然后采用RTK测量技术与传统地面测量技术结合互补的措施。
        5.结语
        随着科技的不断发展,实时动态差分(RTK)技术在市政路桥工程中得到了广泛应用。利用RTK布设高精度控制点显著提高了数据采集的速度,在取得高精度数据的同时,减少了内、外业工作量,缩减了作业人员,大大提高了工作效率。在保证施工需要的情况下,可以及时布设和恢复施工控制点,也大大降低了工程成本。在城市市区高楼林立卫星信号遮挡严密、无线电干扰源较多、反射路径较多,造成信号不稳定不宜使用RTK测量,应使用全站仪进行传统的导线测量。
        参考文献:
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        [2]包民先,高玉良,陆建雄.提高 RTK平面控制测量精度与可靠性试验研究[J].北京测绘,2010(04):65-67.
        [3]郭建东,冒爱泉,殷忠.工程测量技术:RTK测量的方法与精度试验[J].中国学术期刊文摘,2006(22):48.
        [4]田建波,曹解放,刘贵启.RTK布设高精度控制点的可行性分析[J].海洋测绘,2014(05):68-71.
        作者简介:
        吴光利:1988.10,性别:男,学历:本科,职称:工程师
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