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1、GPS技术在文一路——德胜路快速通道首级施工控制网中的应用?26?浙江测绘2005年第2期GPS技术在文一路——德胜路快速通道首级施工控制网中的应用王永锋王旭军(1.杭州市勘测设计研究院杭州3lool2;2.杭州市土地勘测设计规划院有限公司杭州310012)摘要:本文通过对杭州市文一路——德胜路快速通道首级施工控制网建立的介绍与分析,提出对于长线型工程如何提高GPS控制网精度的方法与措施.关键词:道路施工测量;GPS技术;首级控制网1引言文一路一德胜路快速通道工程横穿杭州主城区中部,东起下沙经济开发区绕城高速,沿德胜路,文一路西至西湖区蒋村绕城高速,
2、属特大型高架路,长度为37公里.为保证施工的顺利进行,2004年1月,杭州市城市基础设施开发总公司委托我院建立"文一路——德胜路快速通道首级施工控制网".由于本工程横穿杭州的中心地带,高楼林立,采用传统的控制网测量技术(主要是使用高精度的全站仪)受限制条件较多,通视较为困难,因此决定采用全球定位系统(GPS)测量技术.此技术具有作用距离长,地面点之间无需通视,测量精度高等优点.本工程的特点是控制网东西向跨度达到4050公里,使用常规的GPS测量技术和数据处理方法,要求相对精度要达到厘米级有一定的难度.我们采用了布设框架网,增加有效观测时间,加强数据检
3、验等方法保证了工程首级控制网的精度,其经验可为今后长线型高精度的控制网测量工作提供参考.2首级施工控制网的布设及测量方法2.1控制网的布设2.1.1起算点的选择本工程东西横跨度较大,周围分布有万征山,皋亭山,笕桥,俞打索,赭山五个二等控制点,张家村,和平饭店等数个三等控制点.考虑到本工程首级网既应保证较高的相对精度又需兼顾其绝对点位精度.对于起算点的选择,我们采用TRIMBLE5700双频机在五个二等点上同步观测4个小时,以了解起算点匹配情况.2.1.2控制点的布设首级GPS控制网共布设了27座控制点,具体见图1.基于控制点使用方便及点位可保存性考虑
4、,埋石点基本上采用屋顶标形式,对于有些地方按具体情况埋设部分不锈钢标志.控制点点位周围环境具有较好的观测条件.控制网选点原则:平均边长1.5公里,在沿线立交附近布设三个点,其相邻控制点有两个以上方向通视,其余控制点至少有一个方向通视.由于此工程图形为长线型,为加强图形强度,我们在工程线路中间增加了数个三,四等点作为过渡点,加强联结,形成框架网,以提高精度.浙江测绘2005年第2期?27?2.2测量方法2.2.1仪器及技术指标GPS外业测量时采用美国TRIMBLE公司生产的高精度5700双频接收机及4600单频接收机联合作业,作业的基本技术要求见表1.
5、GPS观测作业采用静态相对定位模式,其中最短观测时段大于2小时,较长的基线观测时段设为4小时.全网共观测了42个测站,平均设站数2.69.并根据GPS控制网的基线长短,相应地增加了观测时间和重复测站数.实际作业所得到的观测数据,达到或超过了国家规范中所规定的GPS作业技术指标.表1基本技术指标2.2.2控制基准通过在五个二等点上的同步观测,我们发现万征山与原坐标较差超过5CM,而西侧又没有合适的高等级控制点.为了保证控制网的精度,又考虑到整条快速路的一致性(本工程由于客观原因分两步实施,先完成东段施工,再进行西段工程的建设,所以控制网也分两次布设),
6、我们选择了本工程中靠西的一个四等点(杭商院)与皋亭山(二等点),俞打索(二等点)作为本施工控制网的起算点,进行约束平差.因为施工控制网更注重网内的相对精度(设计时提出了2CM的点位精度要求),而对于本控制网中与外部控制点的相对精度,我们要求其重合点坐标较差一般不大于±5CM(因为此工程提供设计的地形图是利用当地附近的控制点所测绘而成,所以我们在建立控制网时,将工程沿线附近的若干三,四等点联测进去,可以确定这些已知点的理论坐标与本工程平差后坐标的差值).最后通过平差计算满足了该要求.因此我们认为采用以上三点起算是切实可行的.3TGO基线数据的解算与检核
7、为检核观测结果的精度及可靠性,在获取GPS观测数据后利用TGO软件进行基线解算与处理,对该基线数据及其组环数据进行了闭合差检核.3.1异步环闭合差检核77个三边基线异步环闭合差量值(W异)分布见表2.基线的异步环闭合差量值全部在允许值的范围内,其量值在允许值的1/3范围内的基线环数占67.5%,在闭合差允许值的1/32/3范围内的占27.3%,其精度为优良.3.2复测基线的检核22条重复基线互差的量值全部在允许值的1/3以内,所有基线精度优异.4平差计算及坐标系统的转换本施工控制网采用武汉大学科傻GPS平差软件进行网平差,参与平差的均为独立基线.首先
8、在WGS一84坐标系统下进行了三维无约束平差,平差结果满足规范要求.然后在1954年北京坐标系下,以杭商院,
