某市水利系统三等平高控制网测量技术探讨

张 帅

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州 510000)

1 工程概况

林芝市东西长646.7km，南北宽353.2km，国土面积11.7万km2，边境线长约1006km，全地区平均海拔约3000m左右。林芝市辖工布江达县、米林县、墨脱县、波密县、察隅县、朗县和新设立的巴宜区(原林芝县行政区域)等7县区，全地区总人口20.33万。

目前，林芝地区的水利管理、设计部门采用的平高控制资料五花八门，水利水电工程建设至今没有建立统一的高等级平面和高程控制网，这不利于林芝地区各县、乡、镇上下游防洪防汛水位的统一调度和基础水文信息资料管理等，也严重影响林芝地区水利事业现代化建设的顺利进行。为解决林芝地区水利水电工程建设能采用统一的高等级平面和高程控制网问题，更好地发展林芝地区水利水电工程建设事业，为林芝地区各河流及水系提供准确统一的基础平高控制资料，为了使林芝地区水利事业现代化建设的健康有序发展，开展林芝地区水利系统三等平高控制网建设的工作迫在眉睫。

2 控制网设计

为了可以高效且高质量的完成林芝水利系统在三等平高控制网方面的设计，必须要遵循技术先进、结构合理、质量可靠的原则[1]。林芝地区遍布很多河流，这在无形中给测量工作的相关技术人员带来了诸多在测量方面的难题。在实际的设计过程中，是可以根据林芝当地的相关水利工程的建坝地址区域、实际桥梁位置、实际涵洞和宫口的位置等多方面的实际分布情况，为相关控制网设计一个在视线条件比较好又方便实际进行施工的相关位置，控制网的两个相邻点之间最少要与漏出2个或者2个以上的通视方向。在控制网的高程控制点位置选择上应该选择隧洞口、坝址、公路线周围等位置，实际点位的选择尽量不要受相关施工工程的影响，在实际测量区域中可以为其设置15个三等的水准点。相关平面和高程的实际控制点在设置完成之后，是需要经过一个雨季的稳定之后才可以实际进行观测。

1)在进行水准路线的设计时，要使其沿着坡度比较小的道路进行设置，要减缓前后的视野合格光线的误差等对实际设置而产生的影响，且要最大可能的必考河流及湖泊等的障碍物。

2)水准路线要和高压电线平行，要保证水准路线在输电线或者50m以外布设，防止电磁场对测量造成影响[2]。

3)在实际布置级别比较高的控制网的工作中，相关工作人员一定要考虑为后续工作留有也一定余地，以便在后续的工作中进行调整。

4)水准网的布设要尽量涉及成环形网结构，极特殊情况下，也能设置成附合线路。水准点之间的距离：普通地区为2-4km，城市建筑区和工业区为1-2km。

5)测量区域的水准路线要和国家水准点联合测量，保证高程系统统一性，并且注意利用测量区域的水准成果[3]。

由于测区范围大，经度由92°-98°，纬度由28°-30°，加上原有GNSS C级网控制布设时，只按实际跨带位置单独布设，因此，按照高斯三度带进行投影选择了93°和96°为中央子午线。并根据实际控制点的分布情况和数据情况将设计原本分设的四个片区合并为东西两个片区：片区一仍为单独一个片区(以下称西片区)，片区2、片区3、片区4合为一个片区(以下称东片区)，见图1。

图1 测区分片示意图

3 野外选点和埋石

3.1 选点

相关工作人员在地形图上设置好相关高程的控制点之后，是需要到实地进行点位选择的，并为其明确相关顺准路线。在实际选点中必须要满足一下条件：一是要选择在公路沿线，且在铁路等等道路皮肤比较小的道路中；第二就是要避免选择土质比较松软的地段。第三，要尽可能的避免在大城市、火车站、人流较为密集的场所[4]。

水准点位置的选择，必须要保证埋设标石的稳定、安全，保证可以长期保存。所以，以下地点不建议埋设水准标石：1.实际地址特别隐蔽，对于观测非常不利的；2.容易被淹没、潮湿的低地势区域；3.滑坡、沉陷、隆起等局部变化较大的区域；4.土堆、河堤、冲击层河岸及变化较大的区域；5.容易出现地震的地区；6.短期内因为修建可能被毁掉的地点。

3.2 埋石

水准标石根据材质和规格，可以分为普通水准标石和基本水准标石[5]。具体选择要根据地区的土质和环境进行选择，原则为：1.土壤不冻或者冻土深度<0.8m，埋设混凝土标石；2.翻浆、沼泽、盐碱等地区进行混凝土水准标石埋设时，要添加沥青，可以起到防腐的作用；3.在冻土深度超过0.8m的地区进行埋设水准标石时，要按照冻土地区的标准进行；4.在坚硬岩石层露出地面或者在地面下不超过1.5m的地方，能够进行水准标石的预设；5.如果需要在沙漠等干旱地区进行埋设水准标石，必须要埋设螺旋钢管标石，所选择的埋石地点要选择植物丛生的地方；6.在房屋、纪念碑、纪念塔和坚固石崖等处，要尽量埋设墙脚水准标志。

为了长期保持水准点，当水准标石埋设后，要按照相关一定要遵照相关标准和要求进行相关水准点的整饰；如果遇到此地下有事先漫社的水准标石，则要在其位置的正北方的1.5m的地方设置一个指示牌，以便起到宣传的实际作用，也更加方便相关测量人员找到此标牌[6]。如果相关水准标石是埋设在工程或者事业单位、学校或者住宅区等位置的话，是可以不为其设置指示牌的，也可以不挖保护沟，但应该在其正上方位置设置一个指示牌。当进行三等水准点埋设的过程中，要在水准标石附近挖一道护沟。在基岩附近埋设水准标石时，要在四周砌筑围墙，砌筑时要注意不要妨碍到观测。

图2 三等平面点标志图

埋石过程中，要让当地群众和政府明白对其进行保护和测量标志的实际意义和作用，尽可能不要对其进行破坏。在实际埋石过程结束之后，相关工作人员要将与之有关的事宜进行必要的记录，并向当地的相关政府部门办理委托保管手续[7]。

4 控制网的施测

4.1 三等平面控制测量

一般情况下，对三等的控制网进行观测运用边连式的增加异步环数，是可以利用增加重负的及线束的方式来有效增强实际观测数据的准确性的。在观测之前，要根据照测区的经纬度，测量日期、时间段，设计科学作业进度表，实时监控检测情况。平面控制网测量基本要求有：卫星截止高度角：≥15°，观测有效卫星总数：≥4个，同步观测时段长度：≥60min，数据采样间隔：15s，点位几何强度因子：≤6个[8]。

4.2 三等水准测量

应用瑞士WILD NA2水准仪进行观测，测站读数顺序为：奇站后-前-后；偶站前-后-后-前，在反测的时候，奇、偶测站的标准尺分划读相关数据的数据的时候，往往都是和测偶、奇测站相同的。且每一段的测站数都是偶数，并在实际在往测向反测的时候，是需要调换两只标志的位置的，并对相关仪器进行重现整平。水准测量在成象清晰、稳定时进行，具体技术要求为：视线长度：≤75m，前后视距差：≤2m，前后视距累积差：≤5m。

4 数据处理及成果质量分析

4.1 平面控制网基线

在实际利用专业化的数据和信息的处理软件进行自动计算的时候，有部分的基线在实际解算的过程中是会选择合适的实践断的，且也会自动的去掉不健康的微型干扰信号，进而选择最佳的处理方式进行基线数据的处理，在实际计算同步环、异步环的闭合差，具体结果精度见下表1。

表1 平面控制网基线解算结果

4.2 平面控制网平差

4.2.1 二维无约束平差

选择在WG844椭球上进行三维自由网平差，平差结果精度指标完全符合要求，自由网平差结果精度统计，见表2。

表2 三维无约束平差基线边X、Y、Z坐标分量改正

4.2.2 三维约束平差

用北京椭球，高斯3°投影，中央子午线为96°。用3个GPS C级坐标当做起算数据，计算出平面坐标。具体精度统计为：二维约束平差中最弱边相对中误差为1/322085，优于1/80000，最弱点点位中误差≤19.8mm，根据精度优于设计的要求，符合三等控制网精度要求。

5 结 语

综上所述，在实际进行相关水准的观测作业中，相关工作人员必须要注意以下几点：在实际观测的时候，要适当的使用遮阳效果比较好的伞遮住阳光，在实际迁站的时候一定要一只手抱住仪器，另一只手抱住脚架，千万不要将仪器两桶脚架一同扛在肩上。相关仪器的实际设置位置如果土质比较松软的话，相关工作人员要将其土质踩实再架设仪器，并踩实脚架腿，以避免在实际测量中因为仪器的下沉而出现测量的误差。在实际迁站的时候，相关工作人员必须要将仪器与后视尺同时向前进行移动。除了在相关线路的转弯处以外，每一个测站中的一起和其前后视水准尺都要保持在一个水平线上。