李麗華

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024）

0 引言

本文以某引水工程施工控制網(wǎng)測(cè)量為例，針對(duì)此工程線路長(zhǎng)、測(cè)區(qū)復(fù)雜、分布廣泛，控制測(cè)量工作通視條件差、水準(zhǔn)測(cè)量跨越地物地貌無(wú)法通過(guò)等制約因素，如果使用傳統(tǒng)的全站儀、水準(zhǔn)儀作業(yè)，有效工作時(shí)間大約需要6個(gè)月、內(nèi)業(yè)計(jì)算工作數(shù)據(jù)量巨大、繁瑣，出錯(cuò)幾率極高；難以保證工程建設(shè)的時(shí)間需求；而且人員、設(shè)備、車(chē)輛、生活成本投入巨大，經(jīng)濟(jì)效益微乎其微。為了解決此種狀況，該工程測(cè)量中使用了全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機(jī)、精密電子水準(zhǔn)儀及程序化的計(jì)算軟件和方法等一些好的做法，不但滿足了設(shè)計(jì)周期和技術(shù)精度要求，還節(jié)約了大量的人力、物力和財(cái)力。

1 工程概況

該引水工程是在《海河流域綜合規(guī)劃》前提下，作為水庫(kù)工程先期實(shí)施的重要水利工程項(xiàng)目，主要目的是滿足和改善忻州市忻府區(qū)、定襄縣和原平市等地區(qū)城鎮(zhèn)工業(yè)用水以及生活用水。該工程是山西省開(kāi)發(fā)和利用滹沱河水利資源、緩解忻州市當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所面臨的水資源供需矛盾、推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工程。工程總投資為9.8億元，分為兩大部分：

（1）水源工程：包括水源地取水建筑物、約19.15 km的引水管線、管道附屬建筑物、加壓泵站、約11 km的引水隧洞等。

（2）供水工程：包括總長(zhǎng)約95 km（其中隧洞約1.5km）的供水管線、加壓泵站、調(diào)壓池、管道附屬建筑物以及各供水點(diǎn)調(diào)節(jié)池等。此應(yīng)急引水工程施工控制網(wǎng)測(cè)量是在滿足《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》要求和我院《ISO9001質(zhì)量管理體系》要求的前提下，經(jīng)過(guò)技術(shù)設(shè)計(jì)、精度估算、優(yōu)選方案，制定的滿足施工精度的測(cè)量方案。在圖上和野外實(shí)地選點(diǎn)、調(diào)整網(wǎng)類(lèi)結(jié)構(gòu)、確定測(cè)量等級(jí)、實(shí)測(cè)過(guò)程調(diào)整、分期實(shí)施，通過(guò)改進(jìn)內(nèi)外業(yè)作業(yè)方法，在短時(shí)間內(nèi)完成了超于正常工程量的2倍。

2 測(cè)量過(guò)程中幾點(diǎn)做法

在本工程測(cè)量過(guò)程中，引進(jìn)使用高精度的全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機(jī)、精密電子水準(zhǔn)儀配合條碼水準(zhǔn)尺等先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器設(shè)備，使用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算和平差，避免了人為因素影響，提高了工作效率和成果精度，節(jié)約了人力物力及財(cái)力，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 平面控制測(cè)量

在C級(jí)平面控制測(cè)量中，該項(xiàng)目采用靜態(tài)測(cè)量模式的作業(yè)方式，布網(wǎng)方式采用邊連式，數(shù)據(jù)處理采用隨機(jī)的南方測(cè)繪GPS數(shù)據(jù)處理軟件,GPS的標(biāo)稱(chēng)精度為m基=±5 mm+1 ppm×D。對(duì)數(shù)據(jù)初步處理得到基線結(jié)果，并進(jìn)行復(fù)測(cè)基線檢驗(yàn)、同步環(huán)閉合差檢驗(yàn)和異步環(huán)閉合差檢驗(yàn)（檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、表2、表3），精度遠(yuǎn)大于常規(guī)儀器，較傳統(tǒng)的全站儀導(dǎo)線測(cè)量有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)：測(cè)邊距離長(zhǎng)，不受通視條件、成像條件和測(cè)距范圍約束，特別是在首級(jí)控制網(wǎng)測(cè)量中最大限度地發(fā)揮了其不可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)，較常規(guī)儀器作業(yè)可節(jié)約了成本，提高了效率。

2.2 高程控制測(cè)量

表1 同步環(huán)精度統(tǒng)計(jì)

表2 異步環(huán)精度統(tǒng)計(jì)表

2.2.1 施測(cè)方法

表3 部分重復(fù)基線較差精度統(tǒng)計(jì)表

表4 高程控制網(wǎng)平差精度統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 點(diǎn)之記精確定位

在本工程測(cè)量的水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記記錄方面，增加了“概略坐標(biāo)”項(xiàng)，即：使用較高精度的手持GPS接收機(jī)，在設(shè)置好當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系和方向改正后，實(shí)測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)位置坐標(biāo)，90%以上點(diǎn)位精度都能達(dá)到5 m范圍內(nèi)。使用人員只要擁有手持GPS接收機(jī)和點(diǎn)位概略坐標(biāo)就能很輕松地找到水準(zhǔn)點(diǎn)所在位置，避免了上述由于埋石點(diǎn)所在場(chǎng)地發(fā)生權(quán)屬變更或名稱(chēng)變更后，不容易尋找的麻煩，間接地加快了工程進(jìn)展。

2.3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

在內(nèi)業(yè)計(jì)算方面，平面和高程控制網(wǎng)平差都使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，減少了平差出錯(cuò)環(huán)節(jié)；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)精度統(tǒng)計(jì)值，迅速而準(zhǔn)確；自動(dòng)編制平差成果表，規(guī)范而清晰，有效避免了人工轉(zhuǎn)編的出錯(cuò)機(jī)率和煩瑣的校對(duì)工作，同時(shí)提高了內(nèi)業(yè)計(jì)算的正確率和工作效率。

為了解決投影變形對(duì)測(cè)量成果帶來(lái)的誤差、保證與實(shí)地常規(guī)測(cè)量數(shù)據(jù)的一致性，需要將當(dāng)前參考橢球面和高斯投影的改正，轉(zhuǎn)換到測(cè)區(qū)平均高程面的高斯平面坐標(biāo)系，這是工程測(cè)量中經(jīng)常遇到的關(guān)鍵性計(jì)算內(nèi)容，但是至今沒(méi)有一種實(shí)用的計(jì)算方法。在本工程測(cè)量過(guò)程中，我們編制了《1954年北京坐標(biāo)系邊長(zhǎng)與施工控制網(wǎng)坐標(biāo)邊長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換》的excel計(jì)算程序，極大地節(jié)約了計(jì)算工作量，而且經(jīng)過(guò)激光測(cè)距儀在實(shí)地的外部校核，證明該計(jì)算表轉(zhuǎn)換的成果精度較高，符合規(guī)范要求，能夠很好地滿足工程建設(shè)需要，現(xiàn)在該計(jì)算表已經(jīng)在我單位廣泛使用，并在多項(xiàng)工程中得到了檢驗(yàn)，找到了一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的通用計(jì)算方法，使繁瑣的大量數(shù)據(jù)計(jì)算變得簡(jiǎn)單、系統(tǒng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在上述做法的前提下，不僅項(xiàng)目的實(shí)際測(cè)量時(shí)間比傳統(tǒng)測(cè)量方式所需時(shí)間大大節(jié)省，實(shí)際成本也比傳統(tǒng)測(cè)量成本大大減少，同時(shí)還滿足測(cè)量精度的要求，為工程的順利建成打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，從而給工程所在市當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］武漢大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)合編.控制測(cè)量學(xué)上冊(cè)［M］.北京：測(cè)繪出版社，1986.