GNSS測(cè)量網(wǎng)在工程建設(shè)的應(yīng)用
時(shí)間:2022-06-01 03:56:53
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摘要:通過gnss測(cè)量網(wǎng)在金寨縣養(yǎng)生谷項(xiàng)目中的應(yīng)用,闡述了GNSS技術(shù)的基本工作原理,從測(cè)量網(wǎng)布設(shè)、主要測(cè)量?jī)x器選擇、觀測(cè)作用、外業(yè)成果整理及數(shù)據(jù)處理方面分別進(jìn)行了論述。希望以此項(xiàng)目為例,為今后工程建設(shè)中測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用提供指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:GNSS測(cè)量網(wǎng);測(cè)量技術(shù);金寨縣
1項(xiàng)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(qū)結(jié)合部。西、南兩面于河南省、湖北省毗鄰,金寨縣的大地構(gòu)造形成了中山、低山、丘陵、盆地和河谷平原的地貌結(jié)構(gòu)。地勢(shì)自西南向東北傾斜,最高處海拔1729.13m,最低處海拔60m。其相對(duì)高差1669.13m。金寨縣平均海拔500m。受六安恒大委托,我院對(duì)金寨縣養(yǎng)生谷項(xiàng)目現(xiàn)狀支溝改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量。要求測(cè)繪靈山支渠及延伸段進(jìn)行斷面及地形測(cè)量,及GPSE級(jí)控制測(cè)量。我院自2019年6月25日進(jìn)場(chǎng),于2019年7月10日完成外業(yè)測(cè)繪任務(wù),歷時(shí)16d。共完成D級(jí)GPS測(cè)量7個(gè)、E級(jí)GPS測(cè)量5個(gè)、橫斷面測(cè)量20條、縱斷面測(cè)量3條。
2GNSS測(cè)量網(wǎng)布設(shè)原則
①本著結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際地理、交通等情況,兼顧城市發(fā)展建設(shè)需要,又遵循規(guī)范的原則,D、E級(jí)GNSS網(wǎng)首先在保證其精度、密度滿足測(cè)量要求時(shí)可以跨級(jí)布設(shè);②D、E級(jí)GNSS網(wǎng)的布設(shè)原則一般根據(jù)其目的、精度的要求、接收機(jī)類型和數(shù)量、測(cè)區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率等因素綜合考慮,按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則D、E級(jí)GPS網(wǎng)同步進(jìn)行布設(shè);③D、E級(jí)GNSS網(wǎng)最簡(jiǎn)異步觀測(cè)環(huán)或附合路線的邊數(shù)不大于規(guī)范要求。④D、E級(jí)GNSS網(wǎng)點(diǎn)位要求基本均勻分布,相鄰點(diǎn)距離不超過測(cè)量網(wǎng)平均點(diǎn)間距的2倍;⑤新布設(shè)的GNSS網(wǎng)應(yīng)該與已有國(guó)家高等級(jí)GNSS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),聯(lián)測(cè)4個(gè)C級(jí)GPS點(diǎn)成果,實(shí)地查看點(diǎn)位的完好性、可靠性和可利用性。經(jīng)實(shí)地檢查,并聯(lián)測(cè)規(guī)劃局提供控制點(diǎn),C級(jí)GNSS點(diǎn)可作為測(cè)區(qū)GNSS網(wǎng)起算點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),起算點(diǎn)覆蓋測(cè)區(qū)85%區(qū)域;⑥D(zhuǎn)、E級(jí)網(wǎng)可依具體情況聯(lián)測(cè)高程,根據(jù)起算點(diǎn)情況及現(xiàn)場(chǎng)已有規(guī)劃控制點(diǎn),采用GPS擬合高程;⑦D、E級(jí)GNSS網(wǎng)觀測(cè)方法以多個(gè)同步觀測(cè)環(huán)為基本組成的網(wǎng)觀測(cè)模式。網(wǎng)觀測(cè)模式中的同步環(huán)之間,以邊連接或點(diǎn)連接的方式進(jìn)行網(wǎng)的構(gòu)建。網(wǎng)圖布設(shè)如圖1所示。
3點(diǎn)位選擇及布設(shè)
3.1D、E級(jí)GNSS點(diǎn)位布設(shè)要求。①接收設(shè)備便于安置及操作,視野開闊,視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角不大于15°;②遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源,其距離不小于200m,遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號(hào)傳送通道,其距離不應(yīng)小于50m;③附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的物件;④地面基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于長(zhǎng)期保存。3.2選點(diǎn)作業(yè)。①選點(diǎn)人員在實(shí)地選點(diǎn)時(shí),以點(diǎn)位設(shè)計(jì)生成的.KML文件為向?qū)В瑢?dǎo)航至設(shè)計(jì)點(diǎn)位附近,在實(shí)地按設(shè)計(jì)的要求選定點(diǎn)位,并在實(shí)地加以標(biāo)定;②選點(diǎn)后均實(shí)地按設(shè)計(jì)書附錄A的要求繪制點(diǎn)之記。3.3埋石(1)標(biāo)石。①本項(xiàng)目標(biāo)石為GNSS、水準(zhǔn)共用普通標(biāo)石,各級(jí)GNSS點(diǎn)均埋設(shè)固定的標(biāo)石和標(biāo)志;②中心標(biāo)志示意見圖2。圖2GNSS、水準(zhǔn)共用標(biāo)石中心標(biāo)志圖(2)埋石作業(yè)。標(biāo)石用混凝土預(yù)制,標(biāo)石為預(yù)先制作,然后運(yùn)往各點(diǎn)埋設(shè)。用舊點(diǎn)時(shí),檢查確認(rèn)該點(diǎn)標(biāo)石完好性。D、E級(jí)GNSS網(wǎng)點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)后,待點(diǎn)位穩(wěn)定后方才用于觀測(cè)。標(biāo)石于2019年6月25日預(yù)制結(jié)束,經(jīng)過預(yù)制場(chǎng)養(yǎng)護(hù)標(biāo)石達(dá)到一定強(qiáng)度后,待實(shí)地選點(diǎn)后統(tǒng)一搬運(yùn)至各選定點(diǎn)位實(shí)地埋設(shè)。其規(guī)格如圖3所示。
4主要測(cè)量?jī)x器選擇
4.1GNSS接收機(jī)D、E級(jí)網(wǎng)觀測(cè)GNSS接收機(jī)選用按表1規(guī)定執(zhí)行。4.2水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀選用要求如表2所示。
5觀測(cè)
5.1觀測(cè)計(jì)劃作業(yè)調(diào)度者。根據(jù)測(cè)區(qū)地形和交通狀況、采用的GNSS作業(yè)方法設(shè)計(jì)的基線的最短觀測(cè)時(shí)間等因素綜合考慮,編制觀測(cè)計(jì)劃表,按該表對(duì)作業(yè)組下達(dá)相應(yīng)階段的作業(yè)調(diào)度命令。水準(zhǔn)測(cè)量根據(jù)實(shí)地踏勘確定的路線進(jìn)行,觀測(cè)的同時(shí)依照實(shí)際作業(yè)的進(jìn)展情況,及時(shí)做出必要的調(diào)整。5.2觀測(cè)前的準(zhǔn)備。①GNSS接收機(jī)在開始觀測(cè)前,應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱和靜置,水準(zhǔn)測(cè)量前應(yīng)將儀器與外界溫度保持一致,并進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱次數(shù)不少于20次單次測(cè)量。具體要求按相應(yīng)儀器操作手冊(cè)進(jìn)行。②安置天線時(shí)誤差不應(yīng)大于1mm;③安裝天線時(shí)水準(zhǔn)氣泡必須居中,沒有水準(zhǔn)氣泡的天線,調(diào)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(yè)成果整理及數(shù)據(jù)處理
6.1外業(yè)成果整理。(1)GNSS測(cè)量作業(yè)所獲取的成果記錄應(yīng)包括以下三類:觀測(cè)數(shù)據(jù);測(cè)量手簿;其他記錄。(2)GNSS觀測(cè)記錄項(xiàng)目應(yīng)包括以下主要內(nèi)容:觀測(cè)數(shù)據(jù);對(duì)應(yīng)觀測(cè)值的GNSS時(shí)間;測(cè)站和接收機(jī)初始信息:測(cè)站名、測(cè)站號(hào)、觀測(cè)單元號(hào)、時(shí)段號(hào)、近似坐標(biāo)及髙程、天線及接收機(jī)型號(hào)和編號(hào)、天線高與天線高量位置及方式、觀測(cè)日期、采樣間隔、衛(wèi)星截止高度角。6.2室內(nèi)數(shù)據(jù)處理。(1)D、E級(jí)GNSS網(wǎng)基線解算采用隨接收機(jī)配備的商用軟件HGO。(2)D、E級(jí)GNSS網(wǎng)以分布均勻的4個(gè)C級(jí)GNSS網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)和原始觀測(cè)數(shù)據(jù)為起算數(shù)據(jù)。(3)各種起算數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)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(cè)量采用GPS-RTK統(tǒng)一采,采用南方CASS9.1成圖及檢查。
7工作中的思
在作業(yè)過程中,從網(wǎng)形設(shè)計(jì)、路線設(shè)計(jì)、點(diǎn)位的設(shè)計(jì)到點(diǎn)位埋設(shè)、點(diǎn)之記、點(diǎn)位施測(cè)、點(diǎn)位定位等全過程,利用網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星地圖諸如:奧維互動(dòng)電子地圖、91位圖、WOLFMAP、天地圖等,大大提高了作業(yè)效率,外業(yè)定位及實(shí)地找點(diǎn)可以根據(jù)點(diǎn)位定位的.KML文件導(dǎo)航至相應(yīng)點(diǎn)位,GPS結(jié)合衛(wèi)圖的定位誤差為±10m,可以根據(jù)定位文件利用導(dǎo)航快速、高效的到達(dá)各GNSS點(diǎn),大大節(jié)省常規(guī)利用紙質(zhì)點(diǎn)之記找點(diǎn)帶來的不利因素,比如點(diǎn)位實(shí)地的周邊環(huán)境等發(fā)生了變化,無參照方位物量取距離,或是點(diǎn)之記中的線路描述不詳細(xì)、周邊方位物不明顯等情況。由于D、E級(jí)GNSS測(cè)量中技術(shù)參數(shù)非常接近,綜合考慮網(wǎng)形、邊長(zhǎng)、觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)等因素,建議在GNSSD、E級(jí)布網(wǎng)、觀測(cè)及數(shù)據(jù)處理等各階段可以統(tǒng)一按D級(jí)GNSS網(wǎng)點(diǎn)對(duì)待,即提高E級(jí)GNSS網(wǎng)點(diǎn)觀測(cè)精度,又提高觀測(cè)效率。
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作者:謝錢波 單位:安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院