宝瓶河水电站施工控制网技术设计方案及数据处理.pdf

'第48卷第4期甘肃水利水电技术Vo1．48，No．42012年4月GANSUWATERRESOURCF~ANDRYDROPOWERTECHNOLOGYApr．，2012·设计与研究·宝瓶河水电站施工控制网技术设计方案及数据处理费龙(甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州730000)摘要：结合张掖市宝瓶河水电站工程施工控制网技术设计方案及数据处理方法，简述了GPS(全球定位系统)在水利水电工程测量中的应用。关键词：GPS定位系统；控制网；工程测量；宝瓶河水电站中图分类号：TU198~．6文献标志码：B文章编号：2095—0144(2012)04—0042—021GPS(全球定位系统)简介性，本次测量采用下游三道湾水电站工程区域内的GPs定位以其高精度、全天候、高效率等优点已Ⅱ19，Ⅱ28两个已知控制点作为本工程的起算点，在工程领域中得到了广泛的应用。特别是在工程测保证该工程电站尾水与下游电站库尾水位高程的衔量高等级控制网技术方面有着不可替代的优越性。接。1．1GPS构成2．2控制网施测方案GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户测区高程在2400in以上，地形复杂．山大沟设备三部分构成。深，自然条件恶劣，在三道湾水电站至宝瓶河水电站(1)GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3段的黑河左岸有一条简易公路．两电站之间没有其颗在轨备用卫星组成。他跨河桥梁，跨越两岸交通十分不便。考虑到工期(2)GPS地面监控站主要由分布在全球的1个紧张，通视困难等客观因素，结合现场踏勘和技术设主控站、3个注入站和5个监测站组成。计分析，本工程宜采用静态GPS定位测量技术建立(3)GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软施工控制网。件及其终端设备(如计算机)等组成。2．3GPS测量的技术设计1．2GPS测量的特点(1)GPS测量的技术设计主要依据DL／T5173—GPS定位主要特点有：自动化程度高：测量精度2003《水电水利工程施工测量规范》、GB／T18314—高；全天候作业；测站间无需通视；提供三维坐标。2009{全球定位系统(GPS)~4量规范》及勘测委托书2应用实例有关设计要求制定。2．1工程概况(2)根据《水电水利工程施工测量规范》中依工宝瓶河水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县和程规模确定施工控制网等级的规定。本次施测等级青海省祁连县两省交界的黑河上。距张掖市约165按二等精度实施。主要技术指标见表1。km，距上游黄藏寺水电站15．6km。距下游三道湾水表1各等级GPS控制网的主要技术指标电站厂房26．2km。该工程采用混合式开发，主要由引水枢纽、引水发电系统及发电厂区三部分建筑物组成。枢纽以上控制流域面积为7851kmz，河道多年平均径流量为40．4in／s。水库正常蓄水位2526．00In，总库容2553万m3。电站平均发电量3．948亿kW·h。工程规模为中型Ⅲ等工程，主要建筑物按3级建筑物设计，次要建筑物按4级建筑物(3)根据该网的用途和精度要求，遵照图形设设计。计的一般原则，为增加自检能力，提高网形的可靠为了保持与上下游电站高程和平面系统的一致性，构建独立观测边组成三角形闭合图形的同级收稿日期：2012—04—13作者简介：费龙(1983一)，男，甘肃临夏人，助理工程师，主要从事水利水电工程测量。·42· 第4期费龙：宝瓶河水电站施工控制网技术设计方案及数据处理第48卷GPS全面网。该网共布设平面控制点15个(BPH01～IWxl，tmyl，IWzl≤lex／-~o"1(1)BPH15)，采用3台GPS接收机进行同步观测。IWI~12、／I(2)(4)GPS测量相邻测站点之间不要求一定通重复基线的长度较差均符合下式的规定：视，图形结构比较灵活，且布网方便。但由于该测区ds~12、／I(3)地形条件复杂，遇到个别相邻控制点间边长不足式中：Wx、Wy、耽——异步坐标分量闭合差：500m时，需要对此类短边边长适当延长观测时间，——异步环边数；以提高短边基线的观测精度。0r_一基线向量的弦长中误差：2．4GPS测量的外业实施——异步环全长闭合差；(1)根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强——基线的长度较差。度(空间位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星(2)在以上各项检核符合要求后，将所有独立基多于5颗，且分布均匀，PDOP值小于5)。该测区最线组成GPS网。并在WGS一84坐标系统中进行三维佳的观测时段在15：00～24：o0。所以选择在此时间无约束平差，各基线向量的改正数(Vhx、VAy、)段内进行GPS同步观测记录。绝对值均小于3o"。在无约束平差确定有效观测量的(2)考虑到工程需要，在布设控制点时，以相互基础上，进行施工平面控制网坐标系下的二维约束通视的对点布网方式，保证每个点至少与相邻一点平差。约束平差基线向量的改正数与无约束平差同通视。依据GPS卫星定位的特点，确保选定的每个名基线相应改正数的较差(dVhx、dVAy、dVAz)均观测点周围15。以上高度角没有障碍物、远离高压小于2o"。经基线解算、质量检核和GPS网平差后。电线等电磁场对信号干扰等场所。为了便于点位保控制网中的点位中误差符合表3的规定．宝瓶河水存和观测、使用方便，点位应选在视野开阔、交通便电站GPS控制网的平差结果满足工程设计和相关利、易于保存的地方。本次选定布设的l5个控制点，均埋设了带有强制对中装置的混凝土观测墩．并按规范的要求。工程要求编好点名后填写了点之记图。表3首级平面控制网点的点位中误差(3)静态相对定位按卫星可见预报图的最佳观工程类型点位中误差／ram测时段进行，接收卫星高度角设置为15。，采样间隔大型水电水利工程±(5^．7)设置为15S，每个控制点观测2个时段。每个观测时中型水电水利工程±(7—10)段不少于120min3结语2．5GPS测量的数据处理随着科学技术的发展，GPS测量技术在实际应(1)当测区内所布设的15个控制点以及已知的2个控制点的外业数据全部采集完成后．进行了内业用中基本实现了自动化、智能化，大大降低了作业强数据处理。计算任一三边同步环的坐标分量相对闭度，使内外业工作更加快捷、高效。合差及全长相对闭合差其值均满足表2之规定。参考文献：[1]刘大杰．全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M]．上表2同步环规定坐标分量及环线全长相对闭合差的规定海：同济大学出版社，1996．等级限差类型[2]孔祥元，梅是义．控制测量学[M]．武汉：武汉大学出版社，坐标分量闭合差环线全长相对闭合差2002．二等2．0xl043．0xl0~[3]王青松．浅谈GPS在工程测量中的应用[J]．科技咨询，2006，4(28)：20-20异步环的坐标分量闭合差及全长闭合差均符合[4]徐绍铨，张华海，杨志强，等．GPS测量原理及应用[M]．武下式的规定：汉：武汉大学出版社，2006．保障饮水安全维护生命健康·43·'