關(guān)于GPS網(wǎng)與邊角網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理成果比較與分析

1、關(guān)于GPS網(wǎng)與邊角網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理成果比較與分析關(guān)于GPS網(wǎng)與邊角網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理成果比較與分析 關(guān)于GPS網(wǎng)與邊角網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理成果比較與分析關(guān)于GPS網(wǎng)與邊角網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理成果比較與分析摘 要:本文以李家河水庫(kù)樞紐區(qū)平面施工控制網(wǎng)的建立與復(fù)測(cè)為例,表達(dá)了平面施工控制測(cè)量建網(wǎng)采用邊角網(wǎng)、復(fù)測(cè)采用GPS網(wǎng)的不同觀測(cè)方案,通過(guò)實(shí)例比照統(tǒng)計(jì)分析,得出有益的建議,對(duì)類似水電工程樞紐測(cè)量可作一定參考作用。關(guān)鍵詞:樞紐施工控制 ,GPS與邊角網(wǎng) , 成果比較, 分析應(yīng)用1.概況西安市輞川河引水李家河水庫(kù)工程的主要任務(wù)是以西安市城東區(qū)城鎮(zhèn)供水為主,兼有發(fā)電。該工程由水庫(kù)樞紐和輸水工程兩大部分組成,水庫(kù)樞紐主要由大壩、

2、施工導(dǎo)流洞、引水發(fā)電洞及電站廠區(qū)等組成。大壩壩型為碾壓混凝土拱壩,最大壩高98.50m;導(dǎo)流洞布置于左岸,導(dǎo)流洞長(zhǎng)361.5m;引水發(fā)電洞布置于左岸,為下游供水和發(fā)電引水共用,洞身長(zhǎng)957m,發(fā)電洞出口銜接電站廠區(qū)。 壩址處河谷深切呈“V字型,河道狹窄,河床寬度僅1530m;兩岸山坡陡峻,荊棘叢生、植被茂密、通行及通視條件較差。該工程樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)為2021年3月采用TCA2003按邊角網(wǎng)觀測(cè)方案建立,壩基開(kāi)挖削坡到位之后,又于2021年7月采用Trimble GPS-R8按GPS觀測(cè)方案進(jìn)展了復(fù)測(cè)。2.施工控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)和投影面確實(shí)定大壩頂高程884.00m,最大壩高98.50m。為理解決

3、投影變形和施工方便,同時(shí)保持與前期設(shè)計(jì)圖基準(zhǔn)的聯(lián)絡(luò)和統(tǒng)一,坐標(biāo)系統(tǒng)采用掛靠在1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)下的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),樞紐區(qū)平面控制將邊長(zhǎng)投影到840m高程面。3.邊角網(wǎng)的建立3.1平面控制布網(wǎng)選點(diǎn) 首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)編號(hào)為:0110。其中01、02、05、06主要用于壩體施工測(cè)量;03、04、10主要用于導(dǎo)流洞和發(fā)電洞進(jìn)口施工測(cè)量;06、07用于導(dǎo)流洞出口施工測(cè)量; 07、08、09主要用于引水發(fā)電洞出口及電站廠區(qū)施工測(cè)量。 3.2精度估算 3.3邊角網(wǎng)測(cè)量(2)外業(yè)觀測(cè)成果驗(yàn)算及數(shù)據(jù)處理。利用斜距、往返測(cè)高差中數(shù)及相應(yīng)的儀器高、棱鏡高分別計(jì)算往(或返)測(cè)程度間隔 ,往返測(cè)程度間隔 2(1mm+1ppm

4、·D),符合標(biāo)準(zhǔn)要求之后將往返程度間隔 取中數(shù),作為實(shí)測(cè)程度間隔 。外業(yè)觀測(cè)成果驗(yàn)算如下表1。外業(yè)觀測(cè)成果驗(yàn)算統(tǒng)計(jì)表 表1 平面網(wǎng)數(shù)據(jù)處理主要精度指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表24.復(fù)測(cè)方案及數(shù)據(jù)處理4.1復(fù)測(cè)方案采用我院新購(gòu)置的4臺(tái)Trimble GPS-R8按三等GPS及邊角組合網(wǎng)方案進(jìn)展觀測(cè);觀測(cè)網(wǎng)見(jiàn)圖二所示。4.2 GPS觀測(cè)GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)采集采用了4臺(tái)天寶 R8雙頻GPS 接收機(jī),儀器精度滿足要求,各項(xiàng)性能檢定合格。外業(yè)觀測(cè)采用靜態(tài)測(cè)量方式sh雙時(shí)段觀測(cè),全部采用邊聯(lián)接的方式構(gòu)網(wǎng),滿足衛(wèi)星的高度角不低于15度、觀測(cè)時(shí)有效衛(wèi)星的數(shù)量不少于5顆、每一時(shí)段的觀測(cè)時(shí)間不少于90分鐘和PDOP 值

5、不大于6 等外業(yè)觀測(cè)技術(shù)要求。4.3 邊角網(wǎng)觀測(cè)使用Leica TCA2003全站儀按三等精度觀測(cè)。程度角采用方向法觀測(cè)6測(cè)回,天頂距觀測(cè)采用中絲法對(duì)向觀測(cè)各4測(cè)回,斜距觀測(cè)往返各2測(cè)回。測(cè)站、鏡站觀測(cè)前后各測(cè)量一次氣溫、氣壓,最小讀值分別至0.2、50Pa,并取中值。斜改平計(jì)算時(shí)參加氣象、加常數(shù)、乘常數(shù)改正。4.4 GPS數(shù)據(jù)處理 4.4.2基線及同步環(huán)、異步環(huán)各坐標(biāo)分量閉合差等外業(yè)觀測(cè)質(zhì)量的檢核。樞紐區(qū)GPS控制網(wǎng)由41條基線組成,其中重復(fù)觀測(cè)基線17條;隧洞GPS網(wǎng)由52條基線組成,其中重復(fù)觀測(cè)基線22條。GPS網(wǎng)同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、重復(fù)邊較差的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)如表3所示?；€向量精度統(tǒng)

6、計(jì)分析 表3從以上的三項(xiàng)檢核可知,本次觀測(cè)的所有基線均滿足三等GPS網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)的精度要求。4.4.3 GPS網(wǎng)平差與精度分析。在WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)下對(duì)樞紐區(qū)控制網(wǎng)進(jìn)展三維無(wú)約束平差,平差后各網(wǎng)點(diǎn)的縱、橫向中誤差均較小,說(shuō)明測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)粗差。由于多余觀測(cè)量較多,計(jì)算出的三維基線向量?jī)?nèi)部可靠性均值分別達(dá)0.8和0.85,說(shuō)明GPS 控制網(wǎng)具有較好的內(nèi)部符合精度。二維網(wǎng)約束平差采用了一點(diǎn)一方位的工程獨(dú)立網(wǎng)形式,并且以一條地面實(shí)測(cè)邊(投影至840米高程面)作為尺度約束,減小了由于投影而引起的誤差,使控制網(wǎng)成果更好的滿足施工精度要求。工程獨(dú)立網(wǎng)平差后的精度統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表4。獨(dú)立網(wǎng)平差精度統(tǒng)計(jì) 表4 4.5 邊角網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)成果驗(yàn)算及數(shù)據(jù)處理 5.GPS與邊角網(wǎng)成果比照分析 GPS與邊角網(wǎng)數(shù)據(jù)處理后的坐標(biāo)成果比照計(jì)算統(tǒng)計(jì)表 表5 由上表可以看出,07、08點(diǎn)不穩(wěn)定、明顯發(fā)生位移;經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘這兩點(diǎn)周邊施工過(guò)程中近間隔 開(kāi)挖,通過(guò)數(shù)據(jù)比照及現(xiàn)場(chǎng)受施工大開(kāi)挖影響而引起位移的分析是相一致的。6.結(jié)論與建議(1)該工程施工控制網(wǎng)復(fù)測(cè)采用GPS觀測(cè)方案,通過(guò)與首期觀測(cè)采用邊角網(wǎng)的結(jié)果分析及驗(yàn)證,在峽谷地域的水利水電樞紐工程施工平面控制網(wǎng)采用GPS觀測(cè)方案,可以滿足三等控制測(cè)量的精度。(2)水利水電樞紐工程施