導(dǎo)語：公路工程GPS靜態(tài)控制測量技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：目前國內(nèi)公路工程項(xiàng)目在快速發(fā)展，而隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展和進(jìn)步，gps控制測量在公路工程中起到不可替代的作用。參照昆明市嵩明縣某公路工程項(xiàng)目，針對控制點(diǎn)布設(shè)、外業(yè)觀測、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)平差處理等相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行技術(shù)分析。目前該項(xiàng)目控制網(wǎng)復(fù)測已按所述相關(guān)測量技術(shù)要求規(guī)范完成施工復(fù)測工作，有效的避免了高壓輸電線電流對接收機(jī)信號的干擾，充分利用地形地貌將控制點(diǎn)的利用率發(fā)揮最大化，保證測量成果精度，控制網(wǎng)的布設(shè)和后續(xù)做加密使用達(dá)到的預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：控制網(wǎng)布設(shè)；靜態(tài)測量；數(shù)據(jù)平差GPS

1工程概況

嵩明北互通至國道213連接線工程位于昆明市嵩明縣，路線起點(diǎn)位于清水塘村南側(cè)，接現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)規(guī)劃9號路與10號路交叉口處，路線升坡展線翻過蛇山北側(cè)山脊，止于接界村南側(cè)，接國道213線K2032+410處，路線全長1.848km。設(shè)計(jì)涵洞9道，平面交叉2處，本項(xiàng)目為雙向4車道一級公路，設(shè)計(jì)速度40km/h，路基寬度20m；最大縱坡6%；汽車荷載等級采用公路-Ⅰ級，最大填方路基高度14.11m，最大挖方深度超過20m，計(jì)劃施工工期1a。以滿足未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展的需求。

2控制點(diǎn)布設(shè)重點(diǎn)技術(shù)問題

本段公路線路走向位于山地林區(qū)，線路上空有4條超過500kV的高壓輸電線橫向分段穿過?？刂泣c(diǎn)布設(shè)的核心問題是，如何避免高壓輸電線電流的干擾，盡量保證控制點(diǎn)的通視效果方便后續(xù)加密點(diǎn)布設(shè)，提高控制點(diǎn)的利用率。控制網(wǎng)布設(shè)技術(shù)措施：1）采用“之”字形走向布設(shè)，避開上空高壓輸電線電流干擾。2）選擇在施工結(jié)構(gòu)物附近布設(shè)控制點(diǎn)（如擋墻、涵洞、橋梁、天橋）可減少后續(xù)加密點(diǎn)測量工作任務(wù)。3）利用有利地勢盡量將控制點(diǎn)布設(shè)在地勢較高且周圍開闊視線較好的區(qū)域；并將控制網(wǎng)的橫向網(wǎng)形拉開保證網(wǎng)形質(zhì)量，對最終數(shù)據(jù)平差處理具有重要作用。

3控制點(diǎn)布置

控制點(diǎn)布置遵循以下原則［1］：1）盡可能的選擇測站點(diǎn)四周開闊，15°上空無遮擋。2）盡可能避免電磁波干擾源，距離無線電發(fā)射臺(tái)大于200m，距離高壓輸電線大于50m；3）減弱多路徑效應(yīng)的影響，觀測站附近不應(yīng)有大面積的幕墻、水庫、林區(qū)、玻璃反射物或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ɑ蛭眨┹^強(qiáng)的物體。4）觀測站應(yīng)選擇在交通方便且易于保存的地方。根據(jù)布置原則，經(jīng)現(xiàn)場勘察并計(jì)算各邊長度及控制網(wǎng)夾角，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的控制點(diǎn)Z4、Z5、Z7、Z8、D14之外另增加兩個(gè)加密點(diǎn)ZD3、ZD5來增強(qiáng)控制網(wǎng)的幾何條件，測站點(diǎn)周邊開闊視線良好，地理位置優(yōu)越。

4外業(yè)測量

4.1施測方案。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)摱喂吩O(shè)計(jì)等級為一級公路，本次靜態(tài)GPS控制網(wǎng)平面復(fù)測等級為四等。布網(wǎng)方法采用邊連式，測站觀測調(diào)度采用翻轉(zhuǎn)式。本次平面控制測量控制點(diǎn)為工程施工主控制網(wǎng)，計(jì)劃3d時(shí)間內(nèi)完成測量外野數(shù)據(jù)采集及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)平差處理。4.2測量等級規(guī)范要求。PDOP（空間位置精度因子）反映定位精度衰減的因子與所測衛(wèi)星的空間幾何分布有關(guān)，空間分布范圍越大，PDOP值越小，定位精度越高；反之，PDOP值越大，定位精度越低［2］。4.3人員設(shè)備要求。針對嵩明北互通至國道213連接線工程線路地理環(huán)境較復(fù)雜通視效果差等因素，為達(dá)到施工測量的高精度和提高測量工作效率的目的，避免影響施工質(zhì)量和進(jìn)度，復(fù)測配備了先進(jìn)的、高精度的測量儀器以及經(jīng)驗(yàn)豐富的測量人員加以保證。人員投入情況：控制網(wǎng)復(fù)測總工李云華；測量技術(shù)技術(shù)負(fù)責(zé)人柏興洋；作業(yè)員方建軍、普艷迪、袁帥，共5名測量專業(yè)技術(shù)人員。測量儀器包括：中海達(dá)V30接收機(jī)5臺(tái)套（雙頻），便攜計(jì)算機(jī)2臺(tái)，打印機(jī)1臺(tái)，卡西歐計(jì)算器2臺(tái)，汽車1臺(tái)，GPS接收機(jī)基座5個(gè)，腳架5個(gè)，溫度臺(tái)，儀器維修工具包1個(gè)。作業(yè)人員應(yīng)遵守本單位的安全生產(chǎn)管理制度和操作細(xì)則，愛護(hù)正確使用儀器、設(shè)備、工具、及安全防護(hù)裝備，服從安全管理，了解其作業(yè)場所、工作崗位存在的危險(xiǎn)因素及防護(hù)措施；外業(yè)人員還應(yīng)掌握必要的野外生存、避險(xiǎn)和相關(guān)應(yīng)急技能［3］。4.4測前準(zhǔn)備工作。1）查看衛(wèi)星星歷選擇衛(wèi)星分部良好的時(shí)段經(jīng)行數(shù)據(jù)采集。2）對使用的測量儀器設(shè)備經(jīng)行檢定校核，消除儀器測量偏差（含GPS檢定、基座、腳架檢查）。3）查看近期天氣預(yù)報(bào)選擇良好的天氣進(jìn)行觀測，避免在陰雨天、大霧天、多云等不良?xì)夂驐l件下觀測。4）調(diào)試儀器測設(shè)模式、采樣間隔、衛(wèi)星高度截止角；查看儀器觀測記錄是否正常。5）編制外業(yè)觀測記錄表包含觀測日期、時(shí)段、設(shè)備型號、儀器編號、儀器高度、觀測過程情況說明，并打印整理以備使用。6）了解測區(qū)地理位置、范圍、控制網(wǎng)的面積。7）掌握GPS控制測量精度等級、點(diǎn)位分布及點(diǎn)的數(shù)量。8）熟悉測區(qū)交通情況、水系分布、植被情況、居民分布情況、原有控制點(diǎn)等級情況。4.5數(shù)據(jù)采集。采用5臺(tái)GPS設(shè)備同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測量調(diào)度采用翻轉(zhuǎn)法架站采集，共觀測2個(gè)測回。一共有7個(gè)控制點(diǎn)，其中5個(gè)為已知點(diǎn)2個(gè)為加密點(diǎn)。首先5臺(tái)機(jī)子分別架設(shè)在Z5、ZD3、D14、ZD5、Z4上進(jìn)行第1個(gè)測回觀測，隨后將Z5、ZD3這兩個(gè)觀測點(diǎn)上的儀器設(shè)備轉(zhuǎn)移到Z7、Z8點(diǎn)上架設(shè)，其余3臺(tái)儀器設(shè)備保持在原有測站點(diǎn)上不變。在同時(shí)開機(jī)進(jìn)行第2測回的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集過程應(yīng)注意事項(xiàng)：1）儀器設(shè)備同時(shí)段開機(jī)、關(guān)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。2）儀器設(shè)備采樣間隔、衛(wèi)星高度截止角設(shè)置參數(shù)保持一致。3）儀器觀測過程中不可以斷電如果發(fā)生斷電則該測回需要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。4）保持儀器腳架的穩(wěn)定性，基座嚴(yán)格對中，從不同方位準(zhǔn)確量取儀器高度取平均值（測量精度0.001m）。5）外業(yè)記錄手簿要詳細(xì)記錄，字跡清晰，點(diǎn)號、儀器編號、高度尤其重要，數(shù)據(jù)不得有誤。6）儀器更換電池需要注意將機(jī)頭卸下后再更換電池。7）開機(jī)后在儀器5m范圍內(nèi)不允許使用手機(jī)、對講機(jī)，避免對接收機(jī)的信號產(chǎn)生干擾。8）觀測過程中記錄人員不得超過儀器10m遠(yuǎn)，測量過程中注意觀察儀器測量狀態(tài)。

5內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)平差處理

5.1內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理流程。數(shù)據(jù)傳輸拷貝→修改觀測文件點(diǎn)名→打開平差軟件→導(dǎo)入觀測文件數(shù)據(jù)→修改儀器高度→基線解算→檢查基線是否合格（如不合格）→修改采樣間隔、衛(wèi)星高度截止角、人工處理基線殘差序列→再次解算→檢復(fù)基線、同步環(huán)、異步環(huán)是否合格→輸入對應(yīng)已知點(diǎn)進(jìn)行平差處理→三維平差→二維平差→高程擬合→網(wǎng)平差處理→生成平差報(bào)告5.2軟件參數(shù)設(shè)置。平差軟件采用HGO平差處理，首先新建項(xiàng)目：輸入項(xiàng)目名、選擇保存路徑；設(shè)置項(xiàng)目屬性輸入項(xiàng)目基本信息項(xiàng)目名稱、施工單位、責(zé)任人、測量員、測量日期相關(guān)信息。再進(jìn)行限差設(shè)置，測量規(guī)范選擇《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》2009版。測量等級選擇D級、儀器精度10、比例誤差1。坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置：橢球選擇源橢球與目標(biāo)橢球，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的測量資料源橢球采用WGS84，當(dāng)?shù)貦E球采用北京54。投影設(shè)置：投影方法采用高斯投影三度帶，中央子午線103°，東向加常數(shù)500000，投影高度1950。5.3數(shù)據(jù)導(dǎo)入。數(shù)據(jù)導(dǎo)入可以多選導(dǎo)入、導(dǎo)入目錄、導(dǎo)入手簿項(xiàng)目數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)軟件信息狀態(tài)欄會(huì)進(jìn)行相應(yīng)提示及觀測位置點(diǎn)位自動(dòng)糾正。5.4檢查觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。［4］1）單點(diǎn)定位與質(zhì)檢：查看質(zhì)量檢查欄是否提示指標(biāo)超限或通過，以及其他指示初步判斷數(shù)據(jù)好壞。2）觀測序列圖：查看衛(wèi)星觀測序列圖完整情況判斷數(shù)據(jù)的好壞。3）衛(wèi)星圖：通過衛(wèi)星圖查看觀測位置衛(wèi)星被遮擋情況、及信噪比圖判斷靜態(tài)數(shù)據(jù)的好壞。5.5基線處理。軟件自動(dòng)處理基線有時(shí)會(huì)出現(xiàn)基線重復(fù)基線、同步環(huán)、閉合環(huán)不合格的情況，對于不合格基線、重復(fù)基線、同步環(huán)、閉合環(huán)，單獨(dú)處理對應(yīng)的基線，直到全部符合項(xiàng)目屬性設(shè)置的規(guī)范要求為止。5.5.1基線處理詳細(xì)步驟。1）選擇基線處理設(shè)置解算設(shè)置參數(shù)，保存至全部。2）點(diǎn)擊菜單欄的基線處理選擇處理全部基線，軟件自動(dòng)解算全部基線；或者點(diǎn)擊導(dǎo)航欄的處理基線選擇處理全部，軟件自動(dòng)解算全部基線。3）繼續(xù)處理軟件自動(dòng)解算不合格基線、同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)基線直到合格為止。處理基線時(shí)，主要看兩個(gè)指標(biāo)：ratio值、rms值，ratio值>2，越大越好，最大99。rms值基線中誤差，越小越好，一般調(diào)整<8mm。考核基線質(zhì)量的附加條件有：重復(fù)基線、同步環(huán)、異步環(huán)。GPS為靜態(tài)解算的主要衛(wèi)星，Glonass和北斗作為輔助，使用基線殘差序列處理基線時(shí)，盡可能保留更多的GPS衛(wèi)星信號。5.5.2不合格基線產(chǎn)生的原因。［5］①觀測時(shí)間過短；②測區(qū)內(nèi)有遮擋；③觀測位置有信號干擾；④多路徑效應(yīng)。5.5.3不合格基線處理方法：1）通過“解算設(shè)置”參數(shù)，即調(diào)整高度截止角、采樣間隔、最少歷元數(shù)、GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)與解算、BDS或GLONASS不參與解算，然后保存至“選中”，單擊菜單欄“基線處理”選擇“處理選定基線”；或點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“解算”，直到該條基線合格為止。2）有時(shí)通過設(shè)置解算設(shè)置參數(shù)，發(fā)現(xiàn)基線還是不合格，則可以結(jié)合調(diào)整基線殘差序列來進(jìn)行交叉處理，這是基線處理的強(qiáng)大工具，但此方法工作量較大?；€殘差序列處理方法①把偏離中線較大的衛(wèi)星信號截掉；②把波動(dòng)較大的衛(wèi)星刪除；③把質(zhì)量差的衛(wèi)星信號去掉；再次解算，反復(fù)處理，直到各條基線均合格為止［6］。3）如果未通過的同步環(huán)中有一條基線重復(fù)出現(xiàn)，表明這條基線的同步環(huán)觀測質(zhì)量差，對于這條基線，用戶可以選擇禁用。5.6平差處理。1）把站點(diǎn)轉(zhuǎn)為控制點(diǎn)。選擇測區(qū)較遠(yuǎn)且點(diǎn)位精度較高的兩個(gè)控制點(diǎn)，轉(zhuǎn)為控制點(diǎn)，編輯控制屬性，輸入已知坐標(biāo)。2）平差設(shè)置。根據(jù)項(xiàng)目情況及已知點(diǎn)情況，選擇設(shè)置平差相對應(yīng)的參數(shù)、基線定權(quán)。3）選擇平差類型。自由網(wǎng)平差、約束平差、二維約束平差及高程擬合，點(diǎn)擊自動(dòng)平差或單個(gè)平差。平差時(shí)查看X2檢驗(yàn)，和Tau檢驗(yàn)是否通過，如果不通過，返回檢查基線。4）導(dǎo)出平差報(bào)告。平差報(bào)告參數(shù)設(shè)置后，生成并導(dǎo)出報(bào)告，查看平差后目標(biāo)站點(diǎn)坐標(biāo)。5.7測量成果質(zhì)量檢查評定。［7］內(nèi)容1）使用儀器的精度等級、狀態(tài)。2）外業(yè)觀測過程中多余觀測、各項(xiàng)限差、技術(shù)指標(biāo)情況。3）記錄完整準(zhǔn)確性、記錄項(xiàng)目齊全性。4）提交成果完整性、準(zhǔn)確性。5）技術(shù)報(bào)告內(nèi)容完整性、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、結(jié)論的可靠性。

6結(jié)語

GPS靜態(tài)測量可實(shí)現(xiàn)測站之間無需通視，定位精度高、測量時(shí)間短、操作輕便、提供三維坐標(biāo)、全天候作業(yè)［8］，對公路工程測量具有重要作用。目前該項(xiàng)目控制網(wǎng)復(fù)測已按所述相關(guān)測量技術(shù)要求規(guī)范完成施工復(fù)測工作，有效的避免了高壓輸電線電流對接收機(jī)信號的干擾，充分利用地形地貌將控制點(diǎn)的利用率發(fā)揮最大化，保證測量成果精度，控制網(wǎng)的布設(shè)和后續(xù)做加密使用達(dá)到的預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］GB/T18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范［S］．

［2］CH/T2009-2010全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范［S］．

［3］CH/1016-2008測繪作業(yè)人員安全規(guī)范［S］．

［4］GB/T24356-2009測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收［S］．

［5］韓寶明.淺談對GPS不合格基線處理的幾種方法［J］.建筑工程技術(shù)設(shè)計(jì)，2018,（2）:539．

［6］徐衛(wèi)波.分析測繪工程中的GPS靜態(tài)測量數(shù)據(jù)處理［J］.貴州電力設(shè)計(jì)院，2014,（1）:333.

［7］CJJ/T73-2010衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范》［S］.

［8］周國濤.淺談GPS在公路工程測量中的應(yīng)用［J］.建材發(fā)展導(dǎo)向，2015,（6）:221-222.

作者:柏興洋 孔德浩 單位:中國水利水電第十四工程局有限公司