南水北调中线工程施工测量控制网系统

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1、南水北调中线工程施工测量控制网系统研究与实践杨爱明*杨爱明，长江空间信息技术工程有限公司（武汉）总经理。摘要：南水北调中线工程为京、津、华北平原等地区的城市生活、工业、生态环境供水，是解决京、津、华北平原缺水问题的重大战略工程。建立高精度水利工程施工测量控制网系统为施工提供统一的平面、高程控制基准和精度保障，是南水北调中线工程顺利实施的关键。本文介绍了南水北调中线工程施工测量控制网系统的总体思路、技术方案和项目应用中的创新点。关键词：南水北调中线工程施工测量控制网系统技术保障一项目简介举世瞩目的南水

2、北调中线工程为京、津、华北平原等地区的城市生活、工业、生态环境供水，是解决京、津、华北平原缺水问题的重大战略工程。工程规模宏伟，总干渠横跨江、淮、黄、海四大水系，全长1432km，共设置各类建筑物1753座。渠道纵坡比小，一般为1/25000，部分地区达到1/30000，利用南高北低的地形条件，实现自流输水。总干渠分批分段施工，施工单位多，施工周期长。根据工程规模、特点和施工需要，必须建立全线统一的、高精度的施工测量控制网，为施工提供统一的平面、高程控制基准和精度保障，以确保分期、分段或分部位施工的

3、渠段和建筑物准确对接，并确保各渠段和建筑物水头分配符合设计要求，让渠水水势平稳流畅。建立覆盖范围和规模如此大的高精度水利工程施工测量控制网系统，国内外没有现成的经验可借鉴。本项目对建立大规模高精度水利工程施工控制网系统所遇到的技术问题进行了研究，包括施工测量控制网系统整体解决方案研究、工程坐标系统的优选、国家控制点的稳定性及不兼容性的研究处理、复杂地质条件下的标石标型研究、GPS短边混合网软件及日月引力改正计算程序等的开发研究。其研究成果为南水北调中线工程施工控制网系统的建立提供了科学理论基础和技术

4、保障。南水北调中线工程施工控制网系统的建成，为南水北调中线工程建设提供了及时、可靠的测绘保障和技术服务。二项目创新点1、一整套超长输水路线工程施工测量控制系统解决方案提出了平面施工控制网以B级GPS网为骨架，整体布设干线C级GPS网；在WGS-84坐标系下进行整体平差（保持GPS网的原有精度），分区求WGS-84坐标与1954北京坐标的转换关系，并实现分区间无缝连接；建筑物施工控制网独立挂靠；高程控制网采用二等水准布设、并顾及日月引力改正等一整套长线路水利工程施工测量控制网解决方案。2、国内外覆盖范

5、围最大的高精度水利工程施工控制网在线路长、建筑物多、坡比小、地形地质条件复杂，综合技术难度大的情况下，在跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域、长达1432km调水线路上，建立起了国内外覆盖范围最大的高精度水利工程施工控制网，充分满足了中线工程建设的需要。3、大型水利工程中国家三角测量控制成果不兼容问题及处理方案研究国家大地控制网分级、分阶段建成，不同等级、不同期的控制点间存在不兼容问题。本项目通过对数据处理方案的研究，首次在生产实践中解决了大型水利工程中国家三角测量控制成果不兼容的影响问题。4、高精度

6、GPS短边混合网平差软件系统结合工程特点和GPS新技术应用的实际需要，开发了高精度GPS短边混合网平差软件系统。该系统能综合处理水准测量、三角高程测量、边长测量、角度测量及GPS测量的观测数据，是国内外功能最完善、具有完全自主知识产权的测量平差软件系统。5、平面坐标系统采用1954北京坐标系1°分带的方案首次在国内外大型水利枢纽工程中采用1954年北京坐标系1°带方案，使得在边长投影变形满足施工测量精度的前提下，保证了资料使用的连续性和前期成果转换的方便性。6、复杂地质条件下的测量标志质量保证措施针

7、对不同的基础条件，设计不同的标型，采取不同的埋设方案。多年复测结果表明，复杂地质地区的控制网点测量标志稳定性达到了预期效果。7、开发相应软件进行长距离水准测量日月引力改正高精度水准测量通常只进行尺长、正常水准面不平行性、重力异常、闭合差改正，不进行日月引力改正。而南水北调中线工程的水准测量线路长，且主要为南北走向，日月引力的影响不能忽视，这项改正的实施保证了控制网的高程精度，在国内外工程中属首次运用。8、通过本项目的总结和拓展，形成了一套技术标准（《南水北调中线干线工程施工测量实施规定》，（南水北调

8、中线干线工程建设管理局发布，2006年12月发布）。三详细科学技术内容1、一整套超长输水路线工程施工测量控制系统解决方案在系统分析论证渠道和建筑物的施工控制网精度指标体系、各层次精度分配关系、区域内国家水准点的稳定性、平面控制点之间的兼容性；研讨超长输水线路施工坐标系的建立方法，控制网总体框架和布设方案的基础上，确定了控制等级、技术指标、数据处理方案。提出了平面施工控制网以B级GPS网为骨架，整体布设干线C级GPS网，高程控制网采用二等水准布设，建筑物施工控制网独立挂