基于GNSS的某港区高等级控制测量

童杨津

(深圳市长勘勘察设计有限公司,广东 深圳 518003)

1 引言

自1994 年全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)全面建成,因全天候、高精度等诸多传统测量无法比拟的优势,GPS测量技术在工程测量中得到广泛应用[1-5]。随着俄罗斯GLONASS系统的更新改进及欧洲GALILEO 系统与我国北斗系统的投入使用,可用的卫星数据越加丰富,大大弥补了接收机收星数不足导致无法测量或测量精度较低的情况。本文以广东某港区中东作业区一期工程及配套工程控制测量为例,运用GNSS(Global Navigation Satellite System)技术,进行C级网布设测量,为后续工程测量提供参考。

2 工程概况

该港区东、西、北面山脉环抱,南面临海,为满足港区新建、维护及改造工程建设的需要,需要对港区已有控制点成果进行定期复测及有效补充。为使港区中东作业区一期工程及配套工程建设顺利进行,结合考虑前期原有控制网布设网型、等级及原有控制点保存完好度等情况进行工程方案设计,共布设控制点14点(复测点4个,待测点6个,起算点3个,中转点1个),GNSS网型布设图如图1所示。

图1 GNSS网形布设图

其中,外业调查发现前期施测的起算点YTGS受到破坏,采用WJCH代替其作为起算点,为保持网型YTGS仅作为中转点,JXCK、GPS-3、GPS-2及东1等为复测点。

3 数据观测及处理

测量过程中每一时段采用5台仪器同时作业,以边连式与网连式相结合的图形布设形式进行观测,每一观测时段≥4h。

3.1 基线处理

观测完成后,使用随机软件TBC V3.60进行基线向量解算,共解算出合格基线45条,同步环24个,异步环38个,其中基线解算水平精度最大0.006m,最小0.001m,垂直精度最大0.007m,最小0.002m。复测基线较差、同步环坐标分量闭合差、异步环坐标分量闭合差及全长闭合差是检验GNSS基线解算质量的重要指标,分别对上述指标进行精度统计,其中复测基线较差均小于1/2限差,其他指标统计结果分别如表1与表2所示。

表1 同步环闭合差分布

表2 异步环闭合差分布

由表1、表2可知,闭合差均在限差以内,且几乎落于≤1/3限差内,说明本次解算所得基线质量优良。

3.2 网平差

经各项检验合格后,利用科傻平差软件进行无约束平差(自由网平差)处理,在WGS-84坐标系下以网中WJCH的三维坐标作为起算数据,进行全网三维无约束平差。

为检测起算点的可靠性,二维网平差时,分别固定了2点(JGDS和YTSH)、3点(JGDS、YTSH和WJCH)及联合固定既有成果点(JGDS、YTSH和GPS-3)进行起算,以检测不同起算点间的系统误差。

控制点经过检测之后发现,WJCH与JGDS和YTSH两点有较大的坐标系统误差,考虑周围无满足起算的高等级控制点,为与前期施测的控制点坐标尽量吻合,保证港区新旧片区衔接,与委托方商定最终选定JGDS、YTSH和GPS-3作为起算点,进行二维约束平差,并按要求进行精度统计和成果输出。

三维无约束网平差中,最弱点为YTSH,其点位中误差为0.0108m,二维约束网平差中,最弱点为东4,其点位中误差为0.0054m。

委托方提供了复测的平面控制点GPS-2、JXCK和东1的原坐标成果,本次平差成果与相应的原成果比较,JXCK两次成果距离较差最大,达2.58cm,最小为东1,距离较差为1.28cm。经分析,距离较差较大的主要原因如下：一是本次施测等级精度与委托方给予点位成果的施测等级精度不同,获得的点位精度不同,如本次东1点位中误差为0.36cm,前期施测该点点位中误差为3.3cm；二是起算点不同,新起算点与原有起算点精度不同,起算点间带有一定系统误差；三是起算点YTSH处于山中,周围长有树木,前后两期该点观测数据质量均受到不同程度影响。

4 结束语

为满足某港区扩建、维护及改造工程建设的需要,按委托方要求,进行了C级GNSS控制网的布设测量,该网以五边形作为基本图形,结构稳定,通过重复基线长度较差、同步环闭合差、异步环闭合差等指标检验了基线解算质量,总体达优。网平差处理过程检测了起算点的可靠性,并对复测点平面距离较差做了详细分析,点位成果满足委托方要求。