施工控制网的布设

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海南省红岭灌区工程东干渠土建施工第Ⅰ标段施工控制网布设批准：审核：编制：中国水利水电第十一工程局有限公司红岭灌区工程东干I标施工项目部2016年2月28日 一、工程概况东灌区系统的控灌面积为131.84万亩，其中新增灌溉面积78.96万亩，保灌面积40.57万亩，改善灌溉面积12.31万亩。渠首由总干渠分水闸分水，设计流量为40.0m3/s，加大流量46m3/s，灌溉定安、琼海、文昌和海口等4个市县的24个镇与8个农场区域内的耕地。渠首设计水位为125.537m，加大水位为125.778m，渠道底高程为122.025m。东干渠设3条分干渠、20条支渠、2条水库补水渠、1个水库补水口及15条干斗等42个分（补）水口，分别设置相应的分水闸控制流量，干渠全长145.93km。本工程第1标段为桩号0+000~27+551段是连接1#渡槽首端至16#渡槽渐变段首端的渠段，全长27.551km，设计流量为40m3/s，加大流量46.0m3/s。本段渠系共布置有渡槽14座、倒虹吸1座、暗涵1座、隧洞1座、节制泄水闸3座、分水闸2座等渠系建筑物。二、控制网布设原则2.1平面控制网原则2.1.1各级GPS网一般逐级布设，在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设。2.1.2各级GPS网的布设应根据其布设目的、精度要求、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率等因素综合考虑，按照优化设计原则进行。2.1.3各级GPS网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于表1的规定。表1级别BCDE闭合环或附合路线的边数／条668102.1.4各级GPS网点位应均匀分布，相邻点间距离最大不宜超过该网平均点间距的2倍。2.1.5各级GPS网按观测方法可采用基于A级点、区域卫星连续运行基准站网、临时连续运行基准 站网等的点观测模式，或以多个同步观测环为基本组成的网观测模式。网观测模式中的同步环之间，应以边连接或点连接的方式进行网的构建。2.2高程联测原则2.2.1A、B级网应逐点联测高程，C级网应根据区域似大地水准面精化要求联测高程，D、E级网可依具体情况联测高程。2.2.2A、B级网点的高程联测精度应不低于二等水准测量精度，C级网点的高程联测精度应不低于三等水准测量精度，D、E级网点按四等水准测量或与其精度相当的方法进行高程联测。各级网高程联测的测量方法和技术要求应按GB／Tl2897或GB／Tl2898规定执行。2.2.3水准联测点应均匀分布整个测区，未知点正常高程的求解因采用内插的方法。三、控制点要求3.1、布设点位要求3.1.1点位周围+15º以上天空无障碍物，避免周围有强烈反射无线电信号的物体，如玻璃幕墙、水面、大型建筑等。3.1.2远离电台、发射塔等大功率无线电发射源，距离应大于200米，离高压线、变电所等的距离应大于50米。3.1.3交通方便，有利于其他测量和联测。3.1.4地面基础条件稳定，便于点的保存。3.1.5选站时应尽可能使测站附近的局部环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。3.1.6选好点后应按合理的方法给GPS点编号。3.1.7待标石埋设稳定，没有下沉，或现场浇灌的标石凝固后2～3天方可观测。3.2起算点并网要求3.2.1起算点数目越多，GPS网和原有网的吻合越好，但会损失现有GPS网的测量精度，起算点为3~5个时，既能保证两坐标系的一致，又可保证GPS网的测量精度。3.2.2起算点在GPS网中应该均匀分布，避免分布在网中的一侧。 3.2.3EDM测距边作为起算边长时，数量在3~5条为宜，但是EDM边的两端点高差不应过大。四、控制网布设4.1、测区等级定位根据设计单位提供控制点精度以及现场施工精度要求，红岭灌区工程东干I标施工区域控制网等级采用E级。GPS网以同步三角网的形式连接扩展，构成具有一定数量独立环的布网形式，不同的同步图形间有若干公共点连接。三角网图形几何结构强，具有较多的检核条件，平差后网中相邻点间基线向量的精度比较均匀。4.2、基本作业要求4.2.1为保证GPS测量精度，采用载波相位静态相对定位作业模式，E级GPS测量作业的基本技术要求应符合表2的规定。表2　E级GPS测量作业的基本技术要求级　别卫星截止高度角(°)有效观测卫星数平均重复设站数时段长度(min)数据采样间隔(s)PDOP值E级≥15≥4≥1.6≥4015＜10注：观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整，可不观测气象要素，但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。4.2.2由于本干渠27.551km，线路较长，根据设计提供的控制点，需要延渠道全线施工外附近再进行加密控制点，在施工期间要保证交通通行，交通干扰大，测量点不易保护。根据上述情况可知，加密工作不能一次性完成的，需要根据工程的进度不断增加和完善，以达到各项施工任务的全方位控制，较好的完成本工程的测量工作。（1）首次加密控制网沿干渠两侧在原控制点之间加密，缩短点间距，增加通视清晰度和避让车辆等障碍物的干扰，满足地形测量和前期开挖。（2）二次加密与复测控制网沿开口线外布设，主要满足各种特征建筑物的砼结构施工测量要求。（3）三次加密控制网主要满足墩台、槽墩、渡槽施工，因为此工程作业面较多交叉施工，通视条件有限，因此本次加密点布设于墩顶。4.3、GPS卫星预报和观测调度计划 4.3.1保证GPS作业观测工作顺利进行，保障观测成果达到预定的精度，提高作业工效，在进行GPS外业观测之前，应事先编制GPS卫星可见性预报表。预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容。4.3.2编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度。4.3.3作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容。4.4、观测准备4.4.1每天出发工作前应检查电池容量是否充足，仪器及其附件是否携带齐全。4.4.2作业前应检查接收机内存是否充足。4.4.3天线安置应符合下列要求：（1）作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态，然后再安置天线；（2）天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上，对中误差应小于3mm。天线应整平，天线基座上的圆水准所泡应居中；（3）天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5°。4.5、观测作业要求4.5.1观测组应严格按调度表规定的时间进行作业，以保证同步观测同一卫星组。当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。4.5.2接收机电源电缆和天线应连接无误，接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测。4.5.3各观测时段的前后各量取天线高一次，两次量高之差不大于3mm。取平均值作为最后天线高，记录在手簿。若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入手簿备注栏中。4.5.4接收机开始记录数据后，作业人员可根据仪器液晶屏或指示灯了解仪器的工作状态，查看测站信息、接收卫星数数量、卫星号、电源状况、数据采集情况等。 4.5.5一个时段观测过程中不得进行以下操作：关闭接收机以重新启动；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能。4.5.6观测员在作业期间不得擅自离开测站，并防止仪器受震动和被移动，防止人和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号。4.5.7接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机和手机等通讯设备；雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击。4.5.8观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据下载到计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。五、高程联测5.1、测区等级定位根据设计单位提供控制点精度以及现场施工精度要求，红岭灌区工程东干I标施工区域高程联测按照四等水准测量要求实施。5.2、基本作业要求等级二三四五（㎜）≤±1±3±5±10（㎜）≤±2±6±10±20仪器型号DS05，DS1DS1，DS3DS3DS3水准尺因瓦因瓦、双面双面双面、单面观测方法光学测微法光学测微法中丝读数法中丝读数法中丝读数法观测顺序奇数站：后前前后偶数站：前后后前后前前后后后前前—观测次数与已知点联测往返往返往返往返环线或附合往返往返往往往返较差、环线或附合线路闭合差（㎜）平丘地±4±12±20±30山地—±3±5±10 表3等级水准测量的技术要求注：n为水准路线单程测站数，每公里多于16站，按山地计算闭合差限差；为每Km高程测量高差中数的偶然中误差，为每Km高程测量高差中数的全中误差。表4等级水准测量测站的技术要求等级二三四五仪器型号DS05DS1DS1DS3DS3DS3视线长度(m)≤60≤50≤100≤75≤80≤100前后视距差(m)≤1.0≤2.0≤3.0大致相等前后视距差累积差(m)≤3.0≤5.0≤10.0—视线离地面最低高度(m)下丝≥0.3三丝能读数三丝能读数—基辅分划(黑红面)读数较差(mm)0.5光学测微法1.0中丝读数法2.03.0—基辅分划(黑红面)读数较差(mm)0.6光学测微法1.0中丝读数法3.05.0—注:当采用单面标尺四等水准测量时,变动仪器高度两次所测高差之差与黑红面所测高差之差的要求相同。5.2、观测作业要求5.2.1应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。阴天可全天观测。5.2.2观测前半小时，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。设站时，应用测伞遮蔽阳光。使用数字水准仪前，还应进行预热。5.2.3使用数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳，并避免视线被遮挡。仪器应在其生产厂家规定的温度范围内工作。振动源造成的振动消失后，才能启动测量键。当地面振动较大时，应随时增加重复测量次数。5.2.4不同周期的观测应遵循“五定”原则。所谓“五定”，即通常所说基准点和控制点的点位要稳定；所用仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测时的环境条件基本上要一致；观测路线、测站数 、程序和方法要固定。以上措施在客观上能保证尽量减少观测误差的主观不确定性，使所测的结果具有统一的趋向性。六、数据处理方案6.1、基线解算及其质量检验基线解算以双差固定解作为最终结果，双差固定解的可靠性由以下两项指标来判别，即固定解的单位权中误差（Rms）和整周模糊度检验倍率（Ratio），其检验值见表5。根据表5判别时，Rms必须首先符合要求，而Ratio值越大表示固定值越可靠。表5　静态GPS基线固定解可靠性判别表基线长度（km）≤55～10＞10Rms(m)≤0.010≤0.012≤0.015Ratio≥3.0≥2.1≥2.06.2同步多边形闭合差检验6.2.1对于采用同一种数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差不宜超过表6的规定。6.2.2对于采用不同数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标分量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求检核。同步时段中的多边形同步环，可不重复检核。表6同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定（1×10-6）等　级限差类型E　级　　 坐标分量相对闭合差9.0环线全长相对闭合差15.06.4、控制网平差当GPS基线各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS－84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的三维无约束平差。以提供各GPS控制点在WGS－84坐标系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差观测值的改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息，并生成GPS高程拟合的数据文件。在无约束平差确定的有效观测量基础上，以起算数据中提供的已知点作为强制约束的固定值，进行二维约束平差。平差结果就输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量改正数，基线边长、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息，转换参数及其精度信息。约束平差中，应将已知坐标点组合成不同的约束条件，以发现作为约束的已知坐标与GPS网不兼容（即约束平差结果严重扭曲GPS无约束平差结果的精度）。6.5、GPS点高程拟合计算要精确计算各GPS点的正常高，目前主要有GPS水准高程、GPS重力高程和GPS三角高程等方法。其中GPS水准高程是目前GPS作业中是常用的方法。用于GPS高程拟合计算的方法主要是曲面拟合法（包括平面拟合法、多项式曲面拟合法、多面函数拟合法、曲面样条拟合法、非参数回归曲面拟合法和移动曲面法）。6.6、补测与重测6.6.1无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格的独立基线相连接，则在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线。6.6.2可以舍弃在重复基线较差、同步环闭合差、独立环闭合差中超限的基线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数不超规定，否则应重测该基线或者有关的同步图形。6.6.2由于点位不符合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项技术规定时，可按技术设计要求另增选新点进行重测。 七、仪器及人员配置仪器配备情况一览表名称单位数量仪器型号测距精度GPS接收机台5南方S86静态平面±2mm+1ppm静态高程±5mm+1ppm水准仪台1苏光DSZ2±2mm对讲机个6三、四等水准尺根2水准尺垫个2GPS数据处理软件套1南方测绘Gnss数据处理专业测量队人员一览表姓名职务职称持证情况从事主要工作李辉测量队长技术员测量证测量全面工作潘庆文技术员测量证测量放线曹聪技术员测量证测量放线吴治浩技术员测量证测量放线周涛技术员测量证测量放线陈真助理工程师测量证测量放线 八、控制网布设示意K0+000--K4+000控制网布设