广州市中心城区导线网布设方法探讨*

刘演志，欧海平，秦炳权

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州　510060)



广州市中心城区导线网布设方法探讨*

刘演志，欧海平，秦炳权

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州510060)

摘要：为了满足广州市中心城区发展对工程控制网的实际需求，采用布设更为灵活的传统导线测量技术建立城区控制网，以有效补充CORS测量技术的不足，通过与现有的GZCORS测量成果的比较，对两者定位精度和可靠性进行分析，为城市控制网的建设提供有益参考。

关键词：导线测量；四等水准；精度统计

0引言

随着测绘科技水平的不断进步，测量方法也发生了显著的变化，从早前的光学经纬仪、水准仪发展到后来的全站仪、GPS，直至现在的集全站仪与GPS于一身的超站仪，测量的手段和方法日渐新颖，测量的精度也在不断提高，人工智能的应用也让常规的测量工作有了全新的定义。但是，城市化建设过程也带来了城市测量的一大挑战——即如何在高楼大厦林立的现代化大都市中利用现代化的测量设备来完成控制测量，这是一个值得探讨的问题。

广州市已于2006年建立了连续运行卫星定位城市测量综合服务系统(GZCORS)[1]，但是由于GPS定位对空观测条件的制约[2]，GZCORS在建筑密集与电磁波干扰强的区域无法直接应用，因此城市工程测量仍然需要传统导线控制网的支持。尤其是在城市中心区的建设工程，控制布设困难，而传统导线控制网的布设将会弥补这一不足，极大地提高测量精度和效率，及时地为城市规划管理、监督提供控制成果支撑。

1广州市城市导线网布设

1.1平面控制网布设方案

广州市(中心城区)城市等级导线控制网布设范围主要是

在广州市环城高速公路范围内，为广州市中心城区。区内建筑密度大，东至天河区与黄埔区交界处东环高速公路，南至南环高速公路，西至荔湾区西环高速公路，北至天河区与白云区交界处北环高速公路。作业区横跨广州市天河区、越秀区、白云区、荔湾区和海珠区5个行政区，面积约221.7 km2，作业区范围横跨多条城市主干道，区内交通便利。

平面控制网的布设依然遵循“先整体，后局部”的布网原则，利用城市已有保存完好的二、三等楼顶平面控制点作起算点，适当布设部分四等GPS控制点作为起算点的补充[3]。然后沿主要道路布设一级导线约100 km；沿次要道路布设二级导线约100 km；另考虑到部分城区建筑密度较大，利用GZCORS测量时更加困难，拟适当布设三级导线共约30 km；沿所布设的一、二、三级导线地面点施测四等水准约350 km。导线网的布网方案和范围详见图1，截止2014年年底已完成珠江以北区域的导线网布设和测量平差工作，成果已投入使用。

图1　广州市中心城区等级导线控制网布设方案Fig.1　The layout of grade traverse control network of downtown area in Guangzhou city

1.2导线观测

导线观测过程中依然采用传统的距离和角度观测的方法，观测过程中采用精密全站仪进行平距和水平角观测，全站仪导线测量方法布设控制网的主要技术指标应符合表1的相关要求[4]。

表1一、二、三级导线平面控制网主要技术指标

Tab.1The main technical indicators in first-order、second-order and third-order traverse plane control network

等级导线长度/km平均边长/m测角中误差/(″)测距中误差/mm相对精度最弱点点位中误差/cm一≤3.6300≤±5≤±15≤1/14000≤±5二≤2.4200≤±8≤±15≤1/10000≤±5三≤1.5120≤±12≤±15≤1/6000≤±5

各等级导线测量水平角观测技术指标应符合表2的要求。

表2导线测量水平角观测技术要求

Tab.2The horizontal angle observation technical requirements in traverse survey

等级测回数DJ1DJ2方位角闭合差/(″)一12≤±10n二-1≤±16n三-1≤±24n

表2中，n为测站数。当采用1秒级测量机器人进行角度、边长测量时，均测量1测回。当采用2秒级全站仪测量一级导线时，度盘位置不作配置，只观测2测回。

1.3高程联测

新布设的地面导线点高程按国家四等水准相关要求进行施测，利用广州市2012年已完成二等水准网成果作为起算，施测线路布设成单一附合水准路线或结点网形式。四等水准测量各项技术指标符合表3的相关要求[5]。

2数据处理与精度分析

2.1平面控制网精度

一级导线观测采用Leica TM30精密全站仪，测量前设置好仪器的加常数、乘常数和棱镜常数。全站仪输出斜距数据，利用垂直角计算平距。一级导线外业水平角2C较差、垂直角指标差较差、往返测距较差数据经过检查，符合项目技术设计要求。一级导线平差计算采用自编程序ADJNET.exe平差软件，一级导线网平差采用严密平差方法，平差精度统计，如表4所示。

表3　四等水准测量的主要技术指标

注：表3中，L为附合路线或环线长度，单位为km；表3为采用电子数字水准仪测量时应满足的技术指标；本项目四等水准测量采用电子数字水准仪测量，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差应满足表3基辅分划所测高差之差的规定。

表4　一级导线平差精度统计表

续表

线号点数导线长度/km结点间长度/km平均边长/m 方位角闭合差/(″) 最弱点位中误差/cm实际允许实际允许导线相对闭合差全长闭合差/m规I11线103.669 305.7695.81±34.643.3±51/312240.115规I12线103.187 289.729-3.21±34.642.0±51/26799 规I13线113.662 305.126-12.92±36.063.0±51/571970.064规I14线规I15线规I16线规I17线8788结点网2.0172.0182.6572.481252.125252.250295.222275.667 3.4±5 合计17253.993

导线总长超过3 600 m及平均边长大于300 m的导线全长闭合差均小于0.26 m，导线全长闭合差最低为1/19 511，满足规范小于等于1/14 000的要求。

2.2高程控制网精度

四等水准测量以广州市二等水准点作为起算，布设成单一附合路线13条，联测一级导线点145个。采用DiNi电子水准仪和铟钢尺，水准仪角均在每天开测前进行测定，角检核符合精度要求。四等水准路线平差采用“南方平差易2005”软件。平差精度统计，如表5所示。

2.3RTK检测数据对比分析

对已布设的导线点经过整体平差，通过部分布设于空旷地段的导线点依照广州市RTK测量规范对导线点进行检测。检测结果对比，如表6所示。

表5　四等水准平差精度统计表

表6　检测结果对比统计表

注：表6中，因数据保密需要，X、Y值的小数点前3位数均以“*”代替。

由表6可见：平面点位坐标X轴方向最大偏差为3.4 cm，最小偏差为0.7 cm，均差为2.2 cm；Y轴方向最大偏差为2.5 cm，最小偏差为0.3 cm，均差为1.1 cm；通过比较可见导线布设成果与GZCORS检测点在平面上有较好的符合；而高程方面最大偏差6.5 cm，最小偏差0.7 cm，均差为3.5 cm；整体点位较差最大为3.5 cm，最小为1.7 cm，均差为2.6 cm。较差精度满足城市测量规范要求平面较差≤5 cm，高程较差≤8 cm的限差要求[6]，说明外符合精度较高。

3结束语

在城市中心区域，由于建筑密度大且高楼林立，CORS测量很难发挥其优势，因此考虑通过传统测量技术布设控制网来满足城市建设实际需求，并对CORS测量进行有效补充具有重要的现实意义。本文对广州市中心城区导线控制网的布设方案、实施及精度评定展开研究，并利用GZCORS测量技术对部分对空条件良好的导线点进行了比对，总体成果表明：本次实施的导线测量精度良好，与CORS测量结果符合度良好，能满足城市建设的需求。

[参考文献]

[1]杨光，方锋，祁芳.GZCORS系统的建设与应用[J].地理空间信息，2007，5(3)：20-22.

[2]刘大杰，施一民，过静珺.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M].上海：同济大学出版社，1996.

[3]刘立龙，林文介.GPS控制网优化设计的应用[J].桂林工学院学报，2002，22(3)：225-227.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ/T 8—2011 城市测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 12898—2009 国家三、四等水准测量规范[S].北京：中国标准出版社，2009.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ/T 73—2010 卫星定位城市测量技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

Method of Traverse Survey of Downtown Area in Guangzhou City

LIU Yan-zhi，OU Hai-ping ，QIN Bing-quan

(GuangzhouUrbanPlanningandDesignSurveyResearchInstitute，GuangzhouGuangdong510060，China)

Abstract：In order to meet the requirements of the development of downtown area in Guangzhou city on engineering control network，the article uses a more flexible traditional traverse survey method to establish the urban control network，which can effectively make up for the lack of CORS technology.And then the positioning accuracy and reliability of both methods are analyzed by comparing the messurment results of GZCORS，which can provide a useful reference for the construction of urban control network.

Key words：traverse survey；fourth-order leveling；precision statistics

作者简介：刘演志(1981～)，男，湖南岳阳人，硕士，高级工程师，现主要从事城市工程测量方面的工作。

中图分类号：P 221+.4

文献标识码：B

文章编号：1007-9394(2016)01-0027-03

收稿日期：2015-10-26

地矿测绘2016，32(1)：27～29

CN 53-1124/TDISSN 1007-9394

Surveying and Mapping of Geology and Mineral Resources