浅析冉渡滩水库灌区工程中的控制网
2015-09-18姚明贵
姚明贵
(贵州省遵义水利水电勘测设计研究院,贵州遵义563002)
近年,随着水资源的日益短缺以及自然灾害的不断涌现,国家加大水利投资建设,随之许多大大小小的水利水电工程项目得到实施,在此过程中,测绘科学也得到了充分的展示,GPS的应用更是起到非常大的作用,包括控制网的布测、移民调查、地形图的测绘等,其中控制网的布测属GPS E级网较多。
GPS E级控制网属测图控制网,布网灵活,对网形要求不高。本文针对该工程的特点,在狭长的测区范围内布设GPS E级网,采用边连式的方式布设,突出其距离对精度的影响程度、已知控制点启用位置对精度的影响、总网对支线控制网的影响以及改善并提高支线控制网精度的方案研究。
1 区域概况
该工程属中型水库灌区,沿线拟布设有压管线,区域总长约60 km,有支线分别长约10 km和2 km,整个测区地形连绵起伏,主要以耕种区和山地为主,区域内布网干扰较少,整个控制网沿管线路线布设,整个控制区域如图1所示。
图1 控制区域示意图
2 施测及平差思想
网形采用边连式同步环观测,平差采用二次迭代法按最小二乘原理严密平差。针对网形特点,对加入RP07后的成果数据与加入 RP07、H130后的成果数据以及加入 RP07、S005、H130后的成果数据进行比较分析,从平高两方面对控制成果影响,特别是在高程方面的变化情况;最后将S005已知数据加入后对主网的影响情况作为平差过程比较和结论论证。
在主网解算过程中,附带有DP支线和GX支线,DP支线较短数据成果影响不显著,而GX支线在加入整网解算和提取ZN09、ZN10出来进行GX支线独立解算的成果比较,最后将GX支线与DP支线进行符合验算。
2.1 控制网布置原则及设计
1)控制网的布置需严格按照被测区域的实际要求及特殊条件进行。控制网各个点位之间并不需要完全通视,但为了确保常规测量手段加密过程的顺利完成,每个点位上应存在一到两个通视方向。
2)在控制网布置过程中,需要充分考虑现有的测绘成果,并沿用较大比例尺的地形图。在实际情况中,任何一种符合控制网布置要求的控制点,都应得到充分的利用。
表1 控制网闭合环条数规定
4)为了准确测定控制点位在坐标系中的具体坐标,应将坐标系当中已经拥有的控制点进行联测,实际的联测过程中,应确保控制点的数量在三个以上。
5)为了得到控制网各个点位的正常高,还需完成以水准测量作为基础的高程点位联测,在实际的联测过程中,通常将等级水准测量法作为核心方法,而且联测要求各个点位应均匀分布在控制网中。
2.2 控制网平差
1)首先要明确该工程灌区的子午线经度和实际使用的坐标系类型等。
2)当控制网各个基线的质量均已满足实际需求时,应将这些基线按照一定规则进行组合,将组合形成闭合图形的协方差视作观测信息,并取其中一点,将此点的WGS-84坐标(三维)当作平差的起算依据,在此基础上逐步完成控制网的约束平差。将提供不同控制点位在WGS-84坐标系中的坐标(三维)、所有控制网基线向量坐标差的具体改正值及边线长等信息作为形成拟合文件的基础和依据。
在控制网平差中,基线向量坐标差的具体改正值应切实满足下列条件:(Vδx、Vδy、Vδz代表基线向量坐标差的具体改正值,与坐标相对应。)
式中:n为闭合环边数;σ为控制网精度中误差(按实际平均边长计算)。
如果改正值超出了限度,可认定该段控制网基准线存在一定程度的粗差,可在计算软件的辅助下对此类基线中的粗差进行剔除,直到完全满足上述要求。
3)以控制网平差实际有效观测量作为前提,将起算数据涵盖的已知点位视作平差固定值,并在此基础上完成二维约束平差。平差结果中包含了控制网中各个控制点在坐标系中的基线边长、坐标以及向量坐标差的具体改正值等信息。
此次研究的患者均为我院住院患者,其入院时间为2016年8月~2017年10月期间,所涉及的患者例数为110例,采用随机分组的方式进行研究,其中对照组患者例数为55例,男性患者例数为30例,女性患者例数为25例,年龄跨度最大为78岁,最小为24岁,平均年龄值为(48.93±2.16)岁,而观察组患者中的总例数为55例,男性患者例数为29例,女性患者例数为26例,年龄跨度最大为77岁,最小为23岁,平均年龄值为(48.15±2.12)岁,经统计学分析,以上患者的资料差异较小,可进行下方实验。
3 数据讨论与分析
3.1 基线解算
控制网的基线解算应取双差固定解视为解算的最终结果,其准确性的判别指标主要有两种,分别为单位权中误差及整周模糊度具有的检验倍率,判别标准如表2所示。结合表2的规定进行判别时,首先应确定权重误差是否满足要求,在权重误差确实满足要求时,要将实际的整周模糊度具有的检验倍率与表中进行对比,实际值越大代表解算的准确性越高。
表2 控制网基线解算准确性判别指标
首先分别通过对加入 RP07、RP07-H130、RP07-S005-H130的数据成果进行对比如表3所示。
表3 各数据成果对比结果
通过该组数据说明对于单点作控制,在带状控制网中随距离的增大误差累积会越大,但在高程控制上面有距离上的有效约束,其约束距离约为35KM左右,如若高差起伏过大应视情况减小控制距离;其次还说明在控制网两端有已知控制的条件下中间是否加入更多的控制点其影响整网精度不明显。
表4 同时段内各类闭合差需满足的规定
3.2 检验闭合差
针对运用相同模型的基线固定解,闭合差主要有两种形式,分别为坐标分量和环线全长,其在相同时段中的闭合差应满足一定要求,其规定如表4所示。
3.3 循环控制网基线边检验
在检验过程中,循环控制网基线的实际长度较差同样需要满足一定要求,不能超过限度,具体标准表达公式为:
式中:σ为该控制网的精度,由平均边长计算得出。
3.4 检验控制网独立环的闭合差
无论采取哪一种基线模式,都需在控制网中构成由独立基线作为主体框架的独立环,所以应对独立环的闭合差进行检验,检验原则为:
式中:n为独立环的闭合边数;σ为该控制网的精度,由平均边长计算得出。
针对主网附带的支线控制GX支线,其独立解算的成果与加载到主网上进行解算以及将支线网再符合到主网上进行比较,其比较如表5所示。
表5 支线网与主网对比结果
该组数据表明,在狭长的控制网中加入支线网,在未进行符合的情况下其精度比较差,且比独立解算时精度还低,说明狭长带状控制对加载到主网上面的支线网影响较大,在十公里范围内其平面精度影响不大,但高程精度必须通过布设符合路线进行优化。
3.5 重测、补测
无论哪一种类型的原因造成某一个控制点位无法与已经检验合格的控制网基线进行连接,则需在此控制点位上对控制网基线进行重测或补测,被测控制网基线的数量不得小于1。
4 结语
通过对狭长区域的控制网解算成果的考究,其平高控制需在适当位置加入已知控制点进行约束;其次,由于在狭长带状控制网中对加入支导线控制网的精度影响比较明显,需要注意控制网优化。
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