轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测问题的分析

轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测问题的分析

李庆峰1赵峰2

1苏州波森特岩土工程有限公司江苏苏州215000；2单县丰源实业有限公司山东省菏泽市274330

摘要：宁波市轨道交通4号线由江北区慈城至东钱湖旅游度假区，是轨道交通骨干线网西北-东南向的内部填充线。轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测，主要是为了建立一套紧密的工程测量体系。基于此，本文介绍了轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测程序和方案设计。并在此基础上，介绍平面控制网的复测过程，对复测过程进行总结。

关键词：GPS复测；平面控制网；控制点

引言：

宁波市轨道交通4号线横贯宁波市中心城区，主要起到中心城区与规划新城区的连接作用。其线路途径S319（江北大道）—慈城连接线—北环西路—康庄南路—双东路等地区，经济繁华，人流量较大，地质结构比较复杂，对施工的技术要求较高。因而，宁波市轨道交通4号线的施工建设标准高，为了建设一套与之适应的精密轨道交通测量体系，此次共测量控制网GPS点48个。

一、轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测程序和方案设计

（一）轨道交通4号线控制网的特点

轨道交通4号线控制网的特点主要有：（1）多控制点。宁波市轨道交通4号线控制网测量共48个控制点。（2）精度要求较高，具体指标如表1。

表1精度指标

（二）复测方案设计

本次的复测方案设计主要为：第一，深入了解项目概况，对工程地区的地理位置、地质情况进行收集与汇总，确定测控区内需要的测控点数量。第二，按照技术依据与平面坐标系统显示的数据信息，选择合适的测量仪器与计算软件。本次测量主要应用的仪器和软件有：南方H66双频接收机和南方测绘Gnss数据处理软件。第三，整理复测设计资料，明确坐标系统参数，确定测量的精度、组网方式、复测进度、复测程序、复测精度，并对复测过程中可能出现的状况进行预判。第四，数据处理。

（三）复测技术依据

轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测的技术依据主要有：（1）《全球定位系统（卫星定位控制）测量规范》（GB/T18314-2009）；（2）《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T50308-2017）；（3）《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73-2010X）；（4）《全球定位系统（卫星定位控制）测量规范》；（5）《全球定位系统城市测量技术规程》；（6）《城市轨道交通工程测量规范》。

二、平面控制网的复测过程

（一）轨道交通4号线工程进行平面控制网GPS外业观测

GPS外业观测采用6台南方H66双频接收机，测量模式为静态GNSS测量，技术指标为：（1）静态平面精度：±3mm+1ppm×D；（2）静态高程精度：±6mm+1ppm×D。GPS接收机的静态定位标称精度优于《城市轨道交通工程测量规范》要求的±（10mm+2×10-6ppm×D）[1]。为了提升观测的精度，技术人员采用间隔时间控制方法，进行GPS全面布网，对轨道交通4号线工程平面控制网的相邻标段，进行了贯通联测。

除此之外，技术人员对轨道交通4号线工程平面控制网中的观测点，进行了全面的筛查，尤其是对信号容易被遮挡的观测点，进行了重点的分析与筛查，保障35个4号线GPS点、3个联测3号线GPS点、4个联测2号线GPS点、6个联测1号线GPS点，全部处于有效的运行观测状态。

（二）轨道交通4号线工程进行平面控制网GPS测量数据预处理

由于轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测的观测点较多，观测的精度要求较高，因而，技术人员在每天接受原始观测数据之后，及时对数据进行预处理，分时段、分点对数据进行存储、分析、整理。数据预处理软件主要为随机GPS数据处理软件，处理方式主要有基线合理性分析、高度角计算、参数检测、同步环检测、异步环检测等项目。

本次轨道交通4号线工程平面控制网GPS复测数据预处理，主要有以下几个要点：（1）基线测量中误差用下式表示：其中σ代表基线测量中误差（mm），α代表固定误差（mm），b代表比例误差系数（1×10-6），d代表相邻点间距离（km）。（2）观测到的数据在进行传输的过程中，一定要经过第二人的核准，确定无误之后方可进行传输下载。

（三）轨道交通4号线工程进行平面控制网GPS平差复测

技术人员在起算点数据的选择上，为满足平差复测的精度要求，选用位置相对稳定的观测点，作为平差复测的参与点。并利用采用南方测绘Gnss数据处理软件，进行基线处理与平差，该软件具有操作简单容易上手、智能化程度高、成果输出快捷、数据读取精度高等显著的特点。具体的平差要点如下：

（1）重复基线的长度较差ds应满足下式的规定：ds≤，其中α为对基线测量中误差的要求。（2）无约束平差中，基线分量的改正数绝对值应满足要求：VΔx≤3σ、VΔy≤3σ、VΔZ≤3σ（α含义同上）。（3）约束平差中，基线分量的改正数绝对值应满足要求：VΔx≤2σ、VΔy≤2σ、VΔZ≤2σ（α含义同上）。（4）同步环坐标闭合差WS和坐标分量闭合差（Wx、Wy、Wz）应满足规定：、、、（α含义同上）。

（四）轨道交通4号线工程进行平面控制网GPS复测成果分析

技术人员在基线质量检验之后进行行三维无约束平差，处理后的所有基线检核均满足限差要求，具体结果如表2。

表2三维无约束平差基线改正数最大值统计表

在三维无约束平差结果的基础上进行二维约束平差，处理后的所有基线满足限差要求。具体结果如表3、表4、表5。

表3二维约束平差基线改正数最大值统计表

表4最弱边的相对中误差统计表

表5最弱点的点位中误差统计表

可以看出，二维约束平差后，GPS控制网最弱边相对中误差、最弱点点位中误差，均满足规范要求。

结论：综上所述，数据处理后的成果完全满足规范要求的各项限差，故本次GPS测量满足GPSC级网的精度要求。从本文的分析可知，对轨道交通4号线工程进行平面控制网GPS复测，有助于精准测量数据的误差范围，提高工程施工的精度，检测施工放样的质量。因而，我们在后期的工作中，要充分利用平面控制网GPS复测，为后续的轨道交通施工建设提供精准的测绘资料。

参考文献：

[1]王刘准，花向红，岳海斌，何玉剑.莆田市GPS复测控制网解算中基准站选取的研究[J].测绘地理信息，2015，40（05）：33-35.

[2]陈守伟.厦门海沧大桥石塘立交桥GPS平面控制网复测的探讨[J].地矿测绘，1999（04）：29-32.