GNSS测量网在工程建设的应用

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摘要：通过gnss测量网在金寨县养生谷项目中的应用，阐述了GNSS技术的基本工作原理，从测量网布设、主要测量仪器选择、观测作用、外业成果整理及数据处理方面分别进行了论述。希望以此项目为例，为今后工程建设中测量技术的应用提供指导。

关键词：GNSS测量网；测量技术；金寨县

1项目概况

金寨县，隶属安徽省六安市，位于皖西边陲、大别山腹地，地处三省七县二区结合部。西、南两面于河南省、湖北省毗邻，金寨县的大地构造形成了中山、低山、丘陵、盆地和河谷平原的地貌结构。地势自西南向东北倾斜，最高处海拔1729.13m，最低处海拔60m。其相对高差1669.13m。金寨县平均海拔500m。受六安恒大委托，我院对金寨县养生谷项目现状支沟改造设计项目进行测量。要求测绘灵山支渠及延伸段进行断面及地形测量，及GPSE级控制测量。我院自2019年6月25日进场，于2019年7月10日完成外业测绘任务，历时16d。共完成D级GPS测量7个、E级GPS测量5个、横断面测量20条、纵断面测量3条。

2GNSS测量网布设原则

①本着结合项目实际地理、交通等情况，兼顾城市发展建设需要，又遵循规范的原则，D、E级GNSS网首先在保证其精度、密度满足测量要求时可以跨级布设；②D、E级GNSS网的布设原则一般根据其目的、精度的要求、接收机类型和数量、测区地形和交通状况以及作业效率等因素综合考虑，按照优化设计原则D、E级GPS网同步进行布设；③D、E级GNSS网最简异步观测环或附合路线的边数不大于规范要求。④D、E级GNSS网点位要求基本均匀分布，相邻点距离不超过测量网平均点间距的2倍；⑤新布设的GNSS网应该与已有国家高等级GNSS点进行联测，联测4个C级GPS点成果，实地查看点位的完好性、可靠性和可利用性。经实地检查，并联测规划局提供控制点，C级GNSS点可作为测区GNSS网起算点进行联测，起算点覆盖测区85%区域；⑥D、E级网可依具体情况联测高程，根据起算点情况及现场已有规划控制点，采用GPS拟合高程；⑦D、E级GNSS网观测方法以多个同步观测环为基本组成的网观测模式。网观测模式中的同步环之间，以边连接或点连接的方式进行网的构建。网图布设如图1所示。

3点位选择及布设

3.1D、E级GNSS点位布设要求。①接收设备便于安置及操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不大于15°；②远离大功率无线电发射源，其距离不小于200m，远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于50m；③附近不应有强烈反射卫星信号的物件；④地面基础稳定，易于长期保存。3.2选点作业。①选点人员在实地选点时，以点位设计生成的.KML文件为向导，导航至设计点位附近，在实地按设计的要求选定点位,并在实地加以标定；②选点后均实地按设计书附录A的要求绘制点之记。3.3埋石（1）标石。①本项目标石为GNSS、水准共用普通标石，各级GNSS点均埋设固定的标石和标志；②中心标志示意见图2。图2GNSS、水准共用标石中心标志图（2）埋石作业。标石用混凝土预制，标石为预先制作,然后运往各点埋设。用旧点时，检查确认该点标石完好性。D、E级GNSS网点标石埋设后，待点位稳定后方才用于观测。标石于2019年6月25日预制结束，经过预制场养护标石达到一定强度后，待实地选点后统一搬运至各选定点位实地埋设。其规格如图3所示。

4主要测量仪器选择

4.1GNSS接收机D、E级网观测GNSS接收机选用按表1规定执行。4.2水准仪水准仪选用要求如表2所示。

5观测

5.1观测计划作业调度者。根据测区地形和交通状况、采用的GNSS作业方法设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑，编制观测计划表，按该表对作业组下达相应阶段的作业调度命令。水准测量根据实地踏勘确定的路线进行，观测的同时依照实际作业的进展情况，及时做出必要的调整。5.2观测前的准备。①GNSS接收机在开始观测前，应进行预热和静置,水准测量前应将仪器与外界温度保持一致，并进行预热，预热次数不少于20次单次测量。具体要求按相应仪器操作手册进行。②安置天线时误差不应大于1mm；③安装天线时水准气泡必须居中，没有水准气泡的天线，调整天线基座脚縲旋，使在天线互为120°方向上量取的天线高互差小于3mm。

6外业成果整理及数据处理

6.1外业成果整理。（1）GNSS测量作业所获取的成果记录应包括以下三类：观测数据；测量手簿；其他记录。（2）GNSS观测记录项目应包括以下主要内容：观测数据；对应观测值的GNSS时间；测站和接收机初始信息:测站名、测站号、观测单元号、时段号、近似坐标及髙程、天线及接收机型号和编号、天线高与天线高量位置及方式、观测日期、采样间隔、卫星截止高度角。6.2室内数据处理。（1）D、E级GNSS网基线解算采用随接收机配备的商用软件HGO。（2）D、E级GNSS网以分布均匀的4个C级GNSS网网点的坐标和原始观测数据为起算数据。（3）各种起算数据应进行数据完整性、正确性和可靠性检核，残差符合要求。（4）地形及断面测量采用GPS-RTK统一采，采用南方CASS9.1成图及检查。

7工作中的思

在作业过程中，从网形设计、路线设计、点位的设计到点位埋设、点之记、点位施测、点位定位等全过程，利用网络卫星地图诸如：奥维互动电子地图、91位图、WOLFMAP、天地图等，大大提高了作业效率，外业定位及实地找点可以根据点位定位的.KML文件导航至相应点位，GPS结合卫图的定位误差为±10m，可以根据定位文件利用导航快速、高效的到达各GNSS点，大大节省常规利用纸质点之记找点带来的不利因素，比如点位实地的周边环境等发生了变化，无参照方位物量取距离，或是点之记中的线路描述不详细、周边方位物不明显等情况。由于D、E级GNSS测量中技术参数非常接近，综合考虑网形、边长、观测时长等因素，建议在GNSSD、E级布网、观测及数据处理等各阶段可以统一按D级GNSS网点对待，即提高E级GNSS网点观测精度，又提高观测效率。

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作者:谢钱波 单位:安徽省核工业勘查技术总院