应用于GPS技术的工程勘察测量控制网建设思路研究

某项目测区属丘陵地带, 杂草丛生, 荆棘遍布, 测区面积约12km2, 测区附近有简易公路, 交通欠发达。由于滥采乱挖, 测区内个别地段地形十分破碎。该矿地质工程测量控制网建网任务包括四等控制测量点10个;一级小三角 (或一级导线) 测量点2 0个;1∶2000地形测量2km2;基线测量6km;工程点测量40个;剖面测量6km。

采用1954年北京坐标系和1956年黄海高程系, 测区及其附近有四等三角点3个, 该网最弱点点位中误差为±0.04m, 最弱边相对中误差为1/16000, 验前测角中误差为±0.56", 验后测角中误差为±1.0", 达到了四等控制点精度要求。1980年, 某单位曾在该区域内施测过5"小三角和图根点, 但由于无人看管和破坏等原因, 几乎无法找到。测区已有的1∶10000地形图是2000年的航测图, 现实性差, 但可作为工作底图使用。

1 控制测量

控制测量包括一级导线测量和图根导线测量。为了保持成果资料的一致和完整, 坐标高程系统仍然沿袭原采用的1954北京坐标系和1956黄海高程系。

1.1 布网方案

(1) 控制网质量指标要求。精度、可靠性、灵敏度、经济指标构成了测量控制网的质量指标体系。控制网设计好坏亦由这4项指标来衡量。NASE对控制网的精度、可靠性、灵敏度要素分析提供了方便的手段, 给出设计网的点、点间误差椭圆, 每个观测值的内可靠性、外可靠性值, 每个观测值对提高控制网平均方差、灵敏度的作用量。 (2) NASE中的实现方法。精度、可靠性、灵敏度是控制网优化设计的基本参考集, 零、一、二、三类设计问题是优化的目标。

1.2 技术标准

GPS点的选埋以便于观测使用、能长期保存为一般原则, 上下盘标志中心最大偏差不超过3mm。点间尽量通视, 点位远离高压输电线 (距离不得小于200m) , 避开大面积水域, 点位周围不宜有高于10°的障碍物, 点名按GPS1, GPS2, .....编号。

一级导线、图根加密点的选埋应做到相邻点间通视良好, 视线超越 (或旁离) 障碍物不宜小于0.5m;点位应选在土质坚实的地方, 既要便于埋石或刻石和观测, 又要能长期保存;相邻导线比尽量不超过1∶3;测站、镜站应选在不受电磁场干扰的地方, 一般要求离开高压线5m以外;测线及其延长线上不应有反光物体。一级导线 (5") 点全部埋石。图根级点在满足每幅图至少有两个埋石点和便于施测基线、剖面的情况下有选择性埋石。一级导线点、图根导线点均按自然数编号, 并分别在其自然数号前冠以等级符号“V”、“P”。测区高程用测距三角高程加密, 高程中误差为±0.05m。

(1) 野外观测前, 对所用仪器进行全面的检查校正, 使各项指标达到要求。施测过程中定期或不定期检校仪器, 充分保证仪器不带故障工作。GPS接收机应该进行一般检视、通电检验和试测检验。 (2) 当困难地区布设不多于3条边的支导线时, 距离应往返测, 一级导线水平角左右角各测二测回, 图根导线水平角各测一测回。 (3) 边长观测用Ⅱ级仪器GTS-2R半站仪或JEC全站仪施测。 (4) 仪高、觇高用小钢尺丈量两次, 较差不大于3mm时取中值记录。 (5) 各导线高程闭合差不大于+0.04Lm, 导线各高差较差不大于±0.1S×10-3m (L以km计, S以m计) 。

1.3 记录与平差计算

记录必须项目齐全、字迹工整。角度的秒值、边长的毫米值严禁更改, 禁止相关数字连环更改。因读记错误时, 亦只能划改不准涂改、擦改。不符合的观测需重测时在记录处用红色笔斜线划去, 并注明重测的页码及原因。记录本须经100%的自检和互检, 并将检查出的问题及处理情况记录在记录本的扉页相应位置上。

(1) 因测区距3≠分带的114≠带的中央子午线较远, 且测区内高差起伏较大, 所以导线边均应加入投影改正。改正计算时, Rm=6365348m, Hm=150m, hm=0。 (2) 各级导线平面坐标之平差计算在PC-1500A上进行高程用计算器手工计算。各种平差计算由两人独立计算, 结果应完全一致。

2 地质勘探工程测量

地质勘探工程测量包括基线测量、剖面测量、工程点 (钻孔、槽探等) 。地质勘探工

表1控制点精度

程测量利用GPS点、一级导线点或按EDM图根导线布设控制点, 用测距极坐标法或经纬仪视距法布设, 布设精度满足表1 (以3倍中误差为限差) 要求 (见表1) 。

(1) 剖面和基线端点均埋设水泥柱, 基线点 (间距50m, 即从端点每50m设一点) 用木桩表示。 (2) 钻孔布设后, 用布设时相同的方法使用不同的控制点对布设的点进行复测。钻孔终孔定位测量采用测距极坐标法等图根控制测量相同的方法和精度要求施测。钻孔平面位置以封孔后的标志中心为准, 高程测至终孔标志顶面, 并量取标志至地面的高度。同时应在终孔上设站观测检查角, 检查角的观测值与计算值之差小于82506/s" (s为测站边长) , 当施测检查角困难时, 用第一次定测相同的方法的不同的控制点重复施测一次。 (3) 槽探测定其一边, 量取其宽度。槽探等工程点一般用极坐标 (视距或光电测距) 法测定, 水平角和垂直角均用1个度盘位置, 垂直角 (天顶距) 读至1′。 (4) 剖面控制点用图根控制测量相同的方法施测, 全长高程闭合差为0.33m。

3 地形测量

1∶2 0 0 0地形测图采用大平板测图, 50cm×50cm正方形分幅。用厚度为0.1mm或0.07mm的、经过热定型处理的、变形率小于2%的聚脂薄膜作底图纸, 等高距为1m, 控制点的展点中误差为图上±0.1mm, 地形要素的取舍必须以反映主要地形特点及相关特点为原则。做到主次分明、表示清楚合理。由于测区内采矿造成地形十分破碎, 因此要科学合理地表示出平峒和乱掘地。矿石边界要圈定, 顶部也要测注高程。

4 结语

通过对以上问题的系统分析, 得出结论:测量控制网同施工控制网在一定程度上是相通的, 它与其他测量学科的关系非常密切;施工控制网在施测阶段, 应根据建网任务及作业依据, 技术设计报告, 在已有资料及质量评述和利用的基础上, 按照一定的程式完成。同时, 测量工作应实行二级检查一级验收制度, 即过程检查、最终检查和验收检查。过程检查是在作业组自查互查的基础上按照本设计书的技术要求, 由测绘项目负责人组织检查。最终检查则是在过程检查结果符合要求后, 由测绘分队组织实施。依据过程检查和最终检查的结果, 由该地质项目的项目经理组织大队级的验收检查。

摘要：本文结合笔者参与的一个工程测量项目, 深入探讨了工程测量中控制网的建设思路, 从三个流程探讨了该项目中所涉及的测量方法, 相信对从事相关工作的同行有所裨益。

关键词：GPS,工程测量,控制网,地形测量