李殿龍

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

1 概述

辛安泉供水改擴(kuò)建工程途經(jīng)長(zhǎng)治市城區(qū)、長(zhǎng)治郊區(qū)、潞城、平順、屯留、長(zhǎng)治、壺關(guān)、黎城8個(gè)縣（市、區(qū)）。供水改擴(kuò)建工程由總干線、黎城支線、平順支線、屯留支線和長(zhǎng)治支線組成，全線采用管道和隧洞兩種方式輸水，引水線路長(zhǎng)156.71 km。工程總占地面積472.7 hm2，土石方挖填總量1544.09萬(wàn)m3。主要包括輸水線路、泵站、施工臨建、施工道路、棄渣場(chǎng)、管理站、進(jìn)場(chǎng)道路、輸電線路等。

2 GNSS網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

目前，GNSS網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于測(cè)量領(lǐng)域，該技術(shù)具有觀測(cè)簡(jiǎn)便、精度高、速度快、全天候、操作簡(jiǎn)便、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化及受外界干擾小等特點(diǎn)，可運(yùn)用于測(cè)定場(chǎng)地滑坡的三維變形、施工測(cè)量、大壩和橋梁水平位移、地面沉降等各種建設(shè)工程項(xiàng)目。

2.1 GNSS網(wǎng)測(cè)量精度

本次控制網(wǎng)采用邊連接方式實(shí)現(xiàn)GNSS網(wǎng)的擴(kuò)展與延伸，利用隨機(jī)南方測(cè)繪GNSS數(shù)據(jù)處理軟件。對(duì)當(dāng)天的數(shù)據(jù)進(jìn)行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)。

2.2 GNSS網(wǎng)測(cè)量精度指標(biāo)

各類(lèi)GNSS網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)主要取決于網(wǎng)的用途，用于全球性地球動(dòng)力學(xué)、地殼形變及國(guó)家基本大地測(cè)量的GNSS網(wǎng)的精度指標(biāo)以相鄰點(diǎn)間弦長(zhǎng)中誤差或弦長(zhǎng)相對(duì)中誤差表示。本次GNSS網(wǎng)測(cè)量設(shè)計(jì)為C級(jí)，固定誤差4 mm小于8 mm，比例誤差1 mm小于5 mm，在精度限差以內(nèi)，滿足精度要求。

2.3 GNSS網(wǎng)工程測(cè)量誤差處理技術(shù)

在GNSS網(wǎng)的聯(lián)合和平差中，必須對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)，選取最顯著的參數(shù)進(jìn)行最后的網(wǎng)平差，且必須保證約束平差中多個(gè)固定位置基準(zhǔn)相互兼容。

3 GNSS網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)及選埋

該工程主要施工區(qū)域有一級(jí)泵站、廠房、壓力管道、引水隧洞、儲(chǔ)水池5個(gè)主要區(qū)域。施工測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)主要以這5個(gè)控制區(qū)域?yàn)榭刂茖?duì)象?？刂泣c(diǎn)主要分布在一級(jí)泵站、廠房樞紐區(qū)、壓力管道附近山上、引水隧洞進(jìn)出口及儲(chǔ)水池附近山上。控制點(diǎn)編號(hào)平順01~平順15。這些點(diǎn)全部位于施工開(kāi)挖區(qū)域外，建立在穩(wěn)定、不易破壞且能長(zhǎng)期保存的地方。每點(diǎn)至少與其他兩點(diǎn)通視，以便相互檢核。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際選點(diǎn)時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)點(diǎn)位，結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況，選埋在穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的、視野開(kāi)闊、距離200m以外無(wú)線發(fā)射塔、被測(cè)衛(wèi)星的地平高度角15°，交通方便、利于施工放樣能長(zhǎng)期保存的位置。

3.1 觀測(cè)方法

控制網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)采用6臺(tái)索佳SONNOK GNSS雙頻接收機(jī)，按照靜態(tài)相對(duì)定位方式進(jìn)行觀測(cè)（變連接模式），觀測(cè)時(shí)段2個(gè)，每時(shí)段90 min。

GNSS施工測(cè)量前依據(jù)測(cè)區(qū)的平均經(jīng)緯度和作業(yè)日期編制GNSS衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)表，根據(jù)該表進(jìn)行同步觀測(cè)環(huán)圖形設(shè)計(jì)及觀測(cè)時(shí)間設(shè)計(jì)，編制作業(yè)計(jì)劃進(jìn)度表。最少觀測(cè)衛(wèi)星4顆，采樣間隔30 s，觀測(cè)衛(wèi)星截止高度角10°，有效衛(wèi)星數(shù)大于5顆，幾何強(qiáng)度因子小于6，數(shù)據(jù)采樣間隔不大于30 s，坐標(biāo)和時(shí)間系統(tǒng)為WGS-84，UTC。

架設(shè)儀器時(shí)要嚴(yán)格整平、對(duì)中天線定向線應(yīng)指向磁北，定向誤差不大于±5°，開(kāi)機(jī)后應(yīng)輸入點(diǎn)號(hào)，天線高量取至天線標(biāo)志中心，每時(shí)段量取2次天線高，兩次較差小于2 mm，取平均值至0.1 mm。

外業(yè)可靠性指標(biāo)：網(wǎng)點(diǎn)數(shù)15，接收機(jī)6，平均重復(fù)測(cè)站5.5，總站點(diǎn)數(shù)65，觀測(cè)時(shí)段數(shù)11，獨(dú)立觀測(cè)基線12，多余觀測(cè)基線36，平均可靠性指標(biāo)0.82。

3.2 數(shù)據(jù)處理

外業(yè)檢驗(yàn)：GNSS網(wǎng)基線解算和平差計(jì)算均使用Trimble Business Center（2.5）進(jìn)行基線解算。星歷采用快速精密星歷，所有基線解算結(jié)果為雙差固定解。

經(jīng)檢驗(yàn)，三等GNSS控制網(wǎng)復(fù)測(cè)基線和環(huán)線閉合差較差均滿足《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》相關(guān)精度要求，標(biāo)明外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)正確可靠。

各項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)符合要求后，在WGS-84坐標(biāo)系下進(jìn)行GNSS網(wǎng)的無(wú)約束平差，基線向量的改正數(shù)絕對(duì)值均不大于3 σ。

無(wú)約束平差通過(guò)后在獨(dú)立坐標(biāo)系下進(jìn)行二位約束平差，根據(jù)工程位置計(jì)算變長(zhǎng)尺度比，固定一點(diǎn)、一方向進(jìn)行平差計(jì)算?；€向量的改正數(shù)與無(wú)約束平差結(jié)果的同名基線相應(yīng)改正數(shù)的較差不大于2 σ。

為了檢驗(yàn)GNSS控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)精度，利用GNSS邊長(zhǎng)與賓得全站儀測(cè)邊進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可以看出，GNSS邊長(zhǎng)與全站儀測(cè)邊最大相差1.0 mm，表明本次平差選用尺度比合理。

控制網(wǎng)最弱（平順11）點(diǎn)位中誤差為±1.9 mm，滿足末級(jí)點(diǎn)控制網(wǎng)點(diǎn)相對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)的點(diǎn)位中誤差不大于10 mm的限差要求；最弱相鄰邊邊長(zhǎng)平順12~平順13（154.7880m）相對(duì)中誤差為1/53782，滿足最弱邊相對(duì)中誤差不大于1/80000的限差要求；平均邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為1/145637，滿足平均邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差不大于1/150000的限差要求；隧洞橫向貫通誤差為±1.1 mm、縱向貫通誤差為±1.3 mm，滿足洞外控制在貫通面的縱橫向誤差不大于±30 mm的限差要求。

表1 GNSS邊長(zhǎng)與全站儀測(cè)邊比較

4 結(jié)論

山西省辛安泉供水改擴(kuò)建工程平順支線采用C級(jí)GNSS控制網(wǎng)測(cè)量，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的各項(xiàng)精度要求及泵站、壓力管道、隧洞進(jìn)出口放樣要求。