■林 波

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 永安 366000）

國務(wù)院國發(fā)[2019]4號文《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》明確表示國家應(yīng)把職業(yè)教育擺在教育改革創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展更加突出的位置，并指出職業(yè)技能實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的重要性。實(shí)訓(xùn)是職業(yè)教育不可或缺的環(huán)節(jié)，實(shí)訓(xùn)基地是開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要場所，可以說實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)發(fā)展情況一定程度上決定高職院校的辦學(xué)水平和辦學(xué)質(zhì)量。

GNSS全稱全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括全球的、區(qū)域的和增強(qiáng)的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及相關(guān)的增強(qiáng)系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航是“大數(shù)據(jù)、智能化、無線革命”時代最有活力的技術(shù)，

福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2017年開始新校區(qū)的基建工作，校園占地面積1062畝，建筑面積16.39萬平方米，地形較復(fù)雜，落差較大。目前主要建筑物、道路的建設(shè)布局基本確定，交通、綠化、通信等設(shè)施也已基本完善，是埋設(shè)控制點(diǎn)的最佳時期。

學(xué)院工程測量方向設(shè)有工程測量技術(shù)和地理信息技術(shù)專業(yè)，主修專業(yè)課程有控制測量、地籍測量、GNSS定位測量技術(shù)、工程測量、攝影測量等。學(xué)院市政工程技術(shù)、道路橋梁工程技術(shù)、水利水電建筑工程等專業(yè)均有開設(shè)測量相關(guān)課程，課程體系要求所有課程的實(shí)踐課時均需占總課時的一半以上，因此實(shí)踐環(huán)節(jié)比重大，實(shí)踐場地需求也大。

另外，學(xué)院肩負(fù)著近幾年的福建省職業(yè)院校技能大賽高職組測繪賽項(xiàng)的承辦任務(wù)，因此建設(shè)一套完整、規(guī)范且采用國家CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)的校園控制網(wǎng)勢在必行。這種控制網(wǎng)的建立可以使實(shí)踐教學(xué)在正確可靠的環(huán)境中進(jìn)行，使學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)更客觀系統(tǒng)，也為職業(yè)技能大賽賽場建設(shè)提供了基礎(chǔ)保障[1]。

一、校園控制網(wǎng)的建立

學(xué)院所在測區(qū)中央子午線經(jīng)度為117°，平面坐標(biāo)采用CGCS2000國家大地坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)采用1985黃海國家高程基準(zhǔn)?？刂凭W(wǎng)的布設(shè)一般采用“分級布網(wǎng)、逐級控制”的原則，控制網(wǎng)按內(nèi)容分為平面控制和高程控制兩部分[2]。

（一）平面控制測量

平面控制分兩個級別布設(shè)，首級控制網(wǎng)和圖根控制網(wǎng)。首級控制網(wǎng)采用GNSS靜態(tài)定位及約束平差法。根據(jù)《城市GPS測量規(guī)范》，該作業(yè)屬于小區(qū)域測圖，因此各基本技術(shù)參數(shù)采用E級規(guī)范進(jìn)行測設(shè)（主要規(guī)范要求見表1）。

表1 E級GPS測量基本技術(shù)要求

根據(jù)收集到的資料，測區(qū)附近已有3個D級GPS控制點(diǎn)，采用CGCS2000國家大地坐標(biāo)系，考慮控制網(wǎng)網(wǎng)形、校園地形地貌、建筑物布局情況及實(shí)踐課程和職業(yè)技能大賽場地的要求，在校區(qū)內(nèi)布設(shè)12個控制點(diǎn)，1個網(wǎng)絡(luò)單基站的基準(zhǔn)點(diǎn)。

進(jìn)行埋點(diǎn)工作，根據(jù)控制網(wǎng)網(wǎng)形進(jìn)行布點(diǎn)，然后實(shí)地勘察，根據(jù)實(shí)況進(jìn)行埋設(shè)工作。點(diǎn)位的埋設(shè)要保證滿足以下要求：便于安裝接收機(jī)，視野開闊，障礙物高度截止角不應(yīng)超過15°；避開多路徑影響（距離高大建筑物、樹木、水體等的距離和易積水地帶等大于200m;距離無線電站、高壓線穿越地帶距離應(yīng)大于200m，靜態(tài)觀測作業(yè)，控制網(wǎng)共有16個控制點(diǎn)組成，采用5臺天寶R12雙頻GNSS接收機(jī)（靜態(tài)測量水平精度可達(dá)3mm+0.1ppm-RMS）用網(wǎng)連式進(jìn)行布網(wǎng)，遷站方式采用平推式，靜態(tài)作業(yè)前制訂觀測計劃，根據(jù)設(shè)計的GNSS控制網(wǎng)布設(shè)方案、精度技術(shù)要求、GNSS接收機(jī)數(shù)量、后勤交通、通信保障條件等制訂測量計劃，作業(yè)過程嚴(yán)格按照遷站計劃進(jìn)行。

事后數(shù)據(jù)處理。靜態(tài)數(shù)據(jù)采集結(jié)束后再利用GNSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，大致過程劃分為數(shù)據(jù)傳輸、格式轉(zhuǎn)換（可選）、基線解算、網(wǎng)平差以及GNSS網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差等幾個階段幾個典型工作任務(wù)，最后獲得該區(qū)域范圍內(nèi)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化參數(shù)（七參數(shù)）和控制網(wǎng)內(nèi)各控制點(diǎn)的CGCS2000坐標(biāo)。經(jīng)測角精度1″，測距精度2mm+2ppmRMS的萊卡全站儀測量驗(yàn)證，GNSS靜態(tài)定位得出的平面坐標(biāo)精度可達(dá)到毫米級，滿足精度指標(biāo)（校內(nèi)控制點(diǎn)分布情況如圖1所示）。

圖1 校內(nèi)控制點(diǎn)分布圖

圖根控制網(wǎng)以首級控制網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行測設(shè)。在校園交叉路口、制高點(diǎn)等合適的位置，布置完成了由80個圖根控制點(diǎn)組成的校園控制網(wǎng)。在工程測量實(shí)訓(xùn)地內(nèi)布置120個圖根控制點(diǎn)，形成具有導(dǎo)線測量、工程測量、數(shù)字化測圖、道路中線測量、GNSS測量等各類型的綜合性控制網(wǎng)。學(xué)院建有網(wǎng)絡(luò)單基站CORS系統(tǒng)，可為全校及周邊區(qū)域提供高精度、高效率、高覆蓋率的連續(xù)定位服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)《城市GPS測量規(guī)范》圖根測量要求，利用靜態(tài)定位所得七參數(shù)和GNSS實(shí)時動態(tài)技術(shù)對圖根控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測定。對每個圖根點(diǎn)進(jìn)行3個測回的觀測（或者數(shù)據(jù)采集平滑10次），通過檢驗(yàn)，坐標(biāo)精度可以達(dá)到厘米級，完全能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和工程測量技能大賽的要求。

（二）高程控制測量

高程控制和平面控制采用同一套控制點(diǎn)。距離測區(qū)8km處有一個高等級國家水準(zhǔn)點(diǎn)，利用該點(diǎn)與設(shè)置的首級平面控制點(diǎn)連接成一條閉合水準(zhǔn)線路，使用天寶DINI03高精度電子水準(zhǔn)儀（每公里水準(zhǔn)路線往返閉合差0.3mm），采用二等水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行測定。二等水準(zhǔn)測量各參數(shù)要求見附表1。

閉合差和測段往返較差均控制在二等水準(zhǔn)測量限差范圍內(nèi)。然后利用南方平差易專業(yè)平差軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行平差，可得到各控制點(diǎn)高程。

在首級控制點(diǎn)基礎(chǔ)上，圖根控制點(diǎn)高程采用四等水準(zhǔn)測量或三角高程測量的方法與其聯(lián)測，在規(guī)范限差內(nèi)，可得到各圖根點(diǎn)的高程。

附表1 電子水準(zhǔn)儀二等水準(zhǔn)測量技術(shù)指標(biāo) 單位/米

二、校園控制網(wǎng)的應(yīng)用

加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力需要建立一個標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)訓(xùn)場地。建立校園控制網(wǎng)，既為測量實(shí)踐教學(xué)提供基礎(chǔ)，也為技能大賽的訓(xùn)練和承辦提供場地支持。

（一）在測繪實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

學(xué)院每學(xué)期測量課程授課班級一般為20-30個，實(shí)訓(xùn)時長通常為2-3周，場地需求量大。未建成校園控制網(wǎng)前，實(shí)踐教學(xué)通常采用假定坐標(biāo)系，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)訓(xùn)環(huán)境不夠真實(shí)，易造成學(xué)生知識混亂，知識點(diǎn)運(yùn)用不合理。校園控制網(wǎng)的建立避免了以上問題，提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的與國家坐標(biāo)系統(tǒng)一的控制網(wǎng)，學(xué)生能夠在真實(shí)的環(huán)境中，隨時隨地模擬工程測量全過程作業(yè)進(jìn)行實(shí)踐操作[3]，以便在畢業(yè)后“無縫上崗”。學(xué)生實(shí)踐課程的成果大多數(shù)是以數(shù)據(jù)的形式提交，包括距離、平面坐標(biāo)、高程等，在已有控制網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為教師檢核數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度提供依據(jù)。

（二）在測繪技能比賽中的應(yīng)用

學(xué)院每學(xué)年會舉辦職業(yè)技能比武大賽，其中測量項(xiàng)目有平面控制測量和四等水準(zhǔn)測量。全國職業(yè)技能大賽和福建省職業(yè)技能大賽測繪賽項(xiàng)由GNSS結(jié)合全站儀1∶500數(shù)字化測圖和二等水準(zhǔn)測量兩部分組成。校園控制網(wǎng)以測繪技能比賽場地為模型建立，建有導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量、數(shù)字化測圖場地。校園控網(wǎng)測點(diǎn)多、范圍大，可以為本校廣大學(xué)生提供標(biāo)準(zhǔn)的場地，為學(xué)生日常的技能訓(xùn)練提供練兵場，真正達(dá)到“以賽促練、以賽促訓(xùn)”的目的。

學(xué)院連續(xù)承擔(dān)了三屆福建省職業(yè)院校技能大賽測繪賽項(xiàng)的承辦任務(wù)。提供一個合理、嚴(yán)密的比賽場地是承辦過程中最為復(fù)雜的問題，參賽隊(duì)伍數(shù)量大（一般有二十幾個），當(dāng)天需完成兩項(xiàng)賽程，因此同時段內(nèi)必須能滿足多個院校進(jìn)行比賽，賽程安排必須非常緊湊，場地需求極其大，因此埋設(shè)的控制點(diǎn)必須合理、可靠，滿足比賽要求。

大賽為保證數(shù)據(jù)的正確性，需要承辦方提供所有控制點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和水準(zhǔn)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，以便與參賽隊(duì)伍所測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時比較，作為測量過程和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率的檢核標(biāo)準(zhǔn)。同時為了保證比賽的公平公正性，防止參賽院校在場地上練習(xí)、做好線路標(biāo)記，競賽場地只能在臨近比賽日程進(jìn)行布置。在已建成校園控制網(wǎng)的支持下，承辦方可以在短時間內(nèi)快速地進(jìn)行控制點(diǎn)布置、準(zhǔn)確地進(jìn)行坐標(biāo)解算。

本文結(jié)合實(shí)踐教學(xué)和職業(yè)技能比賽，介紹了福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院基于GNSS技術(shù)的校園控制網(wǎng)的建立和應(yīng)用?？刂凭W(wǎng)建成后，教學(xué)效果明顯，學(xué)生實(shí)踐能力得到提高，學(xué)院順利地承辦了福建省職業(yè)院校技能大賽。下一階段會針對幾門核心課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行場地專業(yè)布設(shè)，以滿足專業(yè)課程教學(xué)要求和學(xué)生專業(yè)能力的提高。