鞍山市是百年钢铁特色城市,其地理坐标在东经121°11′至123°46′,北纬40°27′到41°34′之间,北靠锦州和沈阳市,东与辽阳市相接,东南与丹东市为临,南与大连市接壤,西与营口和盘锦市毗邻。地势东南高西北低,形成低山丘陵、冲积扇形倾斜波状平原和冲积平原三大地貌类型。本项目测区面积约900平方公里,包含鞍山市的铁东、铁西、立山和千山四个城区。
二、已有资料利用情况
1、平面控制点资料
(1)鞍山市城乡规划设计研究院提供的二等GPS控制网成果。经实地踏勘,标志保存完好且稳定性可靠的点有13个,即千山、麦山子、东立山、魏家屯、烈士山、首山、周大山、龙头山、双楼台、新堡、奶头山、白大岭、插旗山。
(2)辽宁省测绘地理信息局提供的2000国家大地坐标GPS点3个,即千山、插旗山、首山。
2、高程控制点资料
(1)鞍山市城乡规划设计研究院提供的二等水准网成果,该水准网为鞍山城市高程基准。经实地踏勘,标志保存完好且稳定性可靠的点10个,即BM59、BM32、BM33、BM56、BM68、BM04、BM458、BM461、BM77、BM53。其中BM77、BM53、BM458为起算点。
(2)在测区内有国家一等水准路线穿过,该路线属于1985国家高程基准,经实地踏勘,有沈盖29、沈盖30,标志稳固,保存完好。
三、工作总量
1、在测区内布设D级GPS控制点51个,在D级网基础上,加密E级点61个。
2、埋设标石45个,其中D级16个,E级29个。埋设标志34个,其中D级4个,E级30个。同时利用了测区内原有33个点位标石。
3、以国家一等水准点及鞍山二等水准网点为起算点,在便于施测水准的GPS网点上,施测三、四等水准,三等路线长度200.4公里,四等水准路线长度366.4公里。
4、水准联测了34个D级GPS点,52个E级GPS点。
四、GPS控制网测量
1.控制网布设
平面控制网采用两级布网方式,首先在测区内布设D级GPS控制网,然后在D级GPS控制网的基础上,加密E级GPS点,D、E级GPS网点进行三、四等水准联测,并进行高程拟合。为保证测区内原有控制点的延续性,在D级GPS控制网布设时,原有控制点标石保存完好,点位稳定可靠,可直接利用并保留原有点名。
2.选点与埋石
(1)GPS点根据测区实际情况进行布设,并均匀分布于测区之中,埋石点要交通便利、视线开阔。
(2)标石类型分为石桩及钢标两种。石桩规格为15厘米×15厘米×100厘米的斜方柱体;钢标顶部由圆形白钢制成,底部连接30厘米长钢筋并焊接5厘米长的横杆。
2.外业观测方法
采用同步静态观测,D级GPS控制点采用边联接的方式进行观测;E级GPS控制网采用多基准站式观测,将3台中海达双频GPS接收机置于D级GPS网点上,作为基准站,其它接收机作为流动站,置于E级GPS网点上进行同步观测。
3.GPS控制网精度及评定
D级控制网基线总基线数682条,删除基线26条,删除率为3.8%;E级控制网总基线数811条,删除基线117条,删除率14.4%,满足不大于20%的规范要求。GPS控制网测出的控制点平面坐标和已有坐标基本符合,但双楼台点较差很大大。分析双楼台的点位,此点埋在由土石堆砌成的高架路路基北侧边缘,经数据比对,双楼台位移方向为东北方向,与此点所在位置的路边外侧方向一致。
4.异常情况处理
在施测过程中,E级GPS点15号在观测时,接收机没有信号。起初我们认为是仪器原因,重新复测。但复测时测量员发现该点的不远处有屏蔽器,接收机仍然无法接收信号。为了保证网形强度,同时考虑点位分布的均匀性,决定舍弃原点,在其西北方向大约200米左右视野开阔的位置埋设一个新点,此次观测接收机信号较好,得到满意的外业测绘成果。
五、高程联测
1.水准路线和高程联测
水准高程系分为鞍山城市高程系和1985国家高程系。高程联测86个GPS网点,同时也对部分原有水准点进行了联测,高程联测的等级设定为三等和四等。鞍山城市高程系三等水准路线长度为96.6公里,1985国家高程系三等水准路线长度为101.7公里。四等水准网包括4个闭合环,7条附合水准路线,总长为366.4公里。水准路线主要是沿道路布设成附和路线、环线或结点网。
2.水准数据处理
(1)编算高差和概略高程表,由两人各自独立完成,并校核检查。计算水准点概略高程,进行高差改正时,要包括水准标尺长度误差的改正;正常水准面不平行的改正;路(环)线闭合差的改正。
(2)三等水准测量中,每公里水准测量的偶然中误差绝对值不应超过3.0毫米。在BM77至BM53水准路线上,其绝对值为1.77毫米;在沈盖30至沈盖29水准路线上,其绝对值为1.81毫米,均符合技术规范要求。
(2)水准网的严密平差计算采用清华山维平差软件。在三等水准网中,最弱点为D级GPS点46号,高程中误差为0.050毫米;在四等水准网中,最弱点为E级GPS点107号,高程中误差为0.636毫米。根据精度分析统计,各高程控制网精度指标均满足规范要求,质量较高。联测水准点情况整体符合较好,但BM59、BM68较差较大,分析是点位沉降造成的。
六、质量保证措施
针对本项目,制定了“争第一、创一流”和荣获省部级奖项的质量目标,从降低内外业差错率为切入点,做出了以下质量保证:
1、以生产指挥调度系统、质量保障系统和技术管理与研发系统三条主线,进一步强化质量管理职责,严格执行二级检查一级验收制度。
2、按照ISO9001标准严格执行检查制度,责任到人,目标到位。加强从源头控制质量,技术质量主管部门严格审定任务书和技术设计,对采用的测量方法、仪器设备、测量精度、关键工序等进行认真审核。
3、质量检验关口前移。质量检查部门及时深入现场检查、指导外业测量实施,解决现场出现的生产技术疑难问题,实施过程质量控制。
七、结论分析
本项目技术文档规范,作业方法正确,数据采集准确,精度指标合限,数据处理科学,计算方法严密,质量控制全面。精度统计结果表明,该控制网各项精度指标符合技术规范要求,成果可靠,可以为数字城市建设提供技术支撑。
参考文献:
〔1〕 景俊红.“数字张家口”城市C级GPS控制网建立研究〔J〕.创新科技,2014(6):60-61.
〔2〕 方允治,王建军.GPS控制网的建立及精度分析研究〔J〕.山东交通学院学报,2011(3):61-63.