校园控制网的建立

马普军+刘新芳+杨长德

摘 要：校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。本文通过具体的校园控制网建立的项目，介绍了校园控制网建立的基本步骤和关键技术，利用学校现有的先进仪器建立校园基本控制网。

关键词：校园控制网；GPS；二等水准

中图分类号：G717 文献标识码：A

一、建立目的

新疆工程学院新校区自2011年启用以来，招生规模不断扩大，测量实习相对集中，因此需要大量控制点来进行实习。但是学院在建设期间所建立的控制网只是为建设新校区服务，仅仅建立了不多的几个GPS控制点，仅能够满足新校区工程建设的需要。对于目前学校集中且庞大的实习规模而言，原有的测量控制网无论从数量上、目的上、精度上还是使用的方便程度上，都难以满足学生的实习要求。

二、设计

建立的新校区测量控制网要满足以下要求：便于教学，避开干扰，利于布点，易于测量，易于保存，服务于生产。借助学校现有的测量仪器 GPS、全站仪、数字水准仪等先进测绘仪器，把国家平面控制网和国家高程控制网引进校园，为测量实习实训提供必要的基础数据条件，为教育教学改革提供实验基地，也为校园后期各项工程建设、施工提供基础数据和服务。

新校区占地面积约113万平方米， 位于开发区艾丁湖路，新校区中间低，四周高，呈盆地形态，已建成教学楼、实验综合楼、图书馆、实习工厂、运动场、学生宿舍、食堂等，是测量实训实习的主要场所。

首级控制网由六个 GPS点组成，分布于学校四周的山坡地带，受日常生活及生产的影响很小，利于保存，并且周围空旷，利于进行联测；GPS点由水泥浇筑而成，基础稳固，使用寿命长；选择的GPS点位周围也没有大功率无线点发射源，并远离避开穿过学校的一条高压输电线，其距离大于100m。围绕新校区的主环路建立基本控制网，在教学楼、图书馆、实验楼、实习工厂学生宿舍和大门口等主要建筑物附近总共设立了22个控制点，然后与首级控制网的六个GPS点联测。

三、观测及数据处理

1.首级GPS点观测及数据处理

（1）首级GPS点观测。首级GPS点与学校附近国家登记点进行联测，技术要求如表1所示。

（2）GPS数据处理。按相关规范要求，GPS控制基线向量网所有异步环闭合差符合下式规定：n为异步环中基线边个数；σ为标准差，即基线向量弦长中误差（mm）；其中a为固定误差，b为比例误差，D为平均边长（km）。利用解算软件解算出观测成果，解算出的成果符合规范要求，可以使用。

2.导线测量

基础控制网布设为四等导线网，在GPS控制点基础上，布设成单一附合导线。导线测量技术要求如表2所示。

本次使用全站仪进行观测，应在观测前设置好观测参数；使用脚架是应根据地面土质的不同而采取有效措施，确保观测过程的稳固性；用来观测的棱镜觇标应稳固且符合技术要求。在观测过程中，调好的焦距在一个测回内应保持不变；水平水准管偏离不应超过一格；若仪器超出限度或数据超限本站数据，应全部重测。

3.水准测量

水准观测技术要求如表3所示。

观测时，视线长度小于50m，前后视距差小于或等于1.0m，前后视距累积差小于或等于3.0m，中丝视线高度大于或等于0.55m且小于或等于2.80m；两次读数差小于或等于0.4mm，两次所测高差之差小于或等于0.6mm，检测间歇点高差之差小于或等于1.0mm；观测时，奇数站按后前前后的顺序进行，偶数站时按前后后前的顺序进行，每一测段站数应为偶数。

同一侧段往返测应安排在不同的时间段进行；互换前后尺再进行返测；晴天观测时一定要给仪器打伞，避免阳光直射造成误差；扶尺时气泡必须居中，标尺必须垂直于地面。外业数据由不同的人分别整理，经比对无误以后用于成果计算。

四、成果精度数据处理

1.点位坐标误差值

经过平差计算以后的点位坐标误差值如表4所示。最大点位误差出现在I11，但是其点位误差仍然<8mm，符合设计规范要求。

2.水准网平差

水准网总路线长度为L=4.365km，

高程闭合差为fh=7.654mm=10.446mm，满足二等水准限差的要求。

新疆工程学院新校区控制网建立过程通过合理规划、充分论证和准备，利用现有的GPS接收机、全站仪、数字水准仪等建立了能够控制全校的高精度控制网；控制网与国家控制点联系，使其成果在产学研相结合中得到体现，为学校后期的实习实训提供了可靠保障，也为学校后期的发展提供了基础控制数据，在控制网的基础上又完成了新校区1：500地形图的测绘，为学校的发展做出了一定的贡献。

参考文献：

[1]国家测绘局.全球定位系统（GPS）测量规范[M].南京：凤凰出版社，2009.

[2]中华人民共和国国家质量检验检疫总局，住房和城乡建设部.工程测量规范[M].北京：中国计划出版社，2008.