长引水式水电站工程gps施工测量控制网数据处理

'第38卷第1期2012年1月水力发电长引I式水电站工程GPS施工测量控制网数据处理李祖锋1,2，张成增，刘中华(1．中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安710065；2．甘肃农业大学工学院，甘肃兰州730070)摘要：在大跨度工程中，为了提高GPS控制网数据处理质量，通过平差确定准确的基线起算点坐标以提高基线解算精度．将中央子午线设在测区中央，根据测区实测边长，采用加权尺度比算法严密确定测区精密实测边长相对GPS反算边长的尺度比，利用尺度比与椭球参数的等价转换模型，确定相应工程参考椭球参数。关键词：基线解算；尺度比；抵偿投影；工程参考椭球；全球定位系统DataProcessingofGPSControlNetworkforLong--diversion—-systemHydropowerProjectLiZufeng一，ZhangChengzeng，LiuZhonghua‘f1．HydroChinaXibeiEngineeringCorporation，Xi"an710065，Shannxi，China；2．CollegeofEngineering，GansuAgriculturalUniversity，Lanzhou730070，Gansu，China)Abstract：ForimprovingthedataprocessingqualityofGPScontrolnetworkintheconstructionoflarge—spanhydropowerproject，theexactbaselinecoordinateofstartingpointisdeterminedthroughsurveyadjustmenttoimprovetheaccuracyofbaselinecalculation．Basedontheactualsidelengthofsurveyedareaandsettingthecentralmeridianinthecentralpartofsurveyedarea，thescaleratioofaccuratesidelengthinsurveyedareatoGPSinversesidelengthcanbeaccuratelydeterminedbyweightedscaling-ratioalgorithm，andthentheparametersofprojectreferenceellipsoidwillbedeterminedbyusingtheequalconversionmodelbetweenscaleratioandellipsoidparametersanddeterminedscaleratio．KeyWords：baselinecalculation；scaleratio；compensationprojection；projectreferenceellipsoid；GPS中图分类号：P228．4；TY221．1文献标识码：A文章编号：0559—9342(2012)01-0019-03内业的数据处理一般的过程为：①GPS基线解算；0引言②在WGS一84坐标系上进行三维无约束平差；⑧在目前，全球定位系统(GPS)定位技术广泛应根据工程独立坐标系定义的测区局部椭球上，进行用于工程建设各个阶段，已成为大范围工程施工测二维约束平差，从而获得控制点坐标。量控制网建网的主要方式。随着工程控制网对精度1提高基线解算精度方法要求的不断提高及GPS技术应用范围的进一步扩大．不断提高GPS施工控制网精度是当前工程测量基线处理是GPS数据处理中的关键环节。基线领域研究的重点课题。解的质量直接决定了后续的控制网平差精度。影响本文以一长引水式水电站工程GPS施工测量控基线解算质量的因素很多，在该工程中主要采用了制网的数据处理为例，通过提高基线解算精度、优调整采样间隔、调整卫星高度截止角、改变基线解化约束平差条件提高控制网平差精度，对现有的静算参考卫星、提高基线起算点精度等措施提高基线态相对定位数据处理方法进行改进和优化，以提高GPS控制网解算精度，获取高精度的施工测量控制收稿日期：2011—07—05网坐标成果。作者简介：李祖锋(1981～)，男，甘肃靖远人，工程师，硕士GPS施工测量控制网在外业观测质量合格后．研究生，主要从事高精度控制测量研究．WaterPowerVo1．38No．，囡 zOIz-q=I同解算精度，通过均方根误差(RMS)、比率fRATIO)、或由GPS基线向量的方位作为方位基准。尺度基准相对位置误差(RDOP)和数据删除率等指标来衡由两个以上起算点间的距离确定，或由GPS基线向量基线解算质量。在影响基线解算质量的多个因素量的长度确定。当采用丁程独立坐标系时，应获得中，起始点坐标偏差对基线解算结果有着不容忽视以下参数：①T程所采用的参考椭球；②高斯投影的影响．但在数据处理中该影响因素未受到广泛重带的宽度以及坐标系的中央子午线经度；③坐标系视，特别在大跨度测区中，长基线起始点坐标偏差的投影面高程及测区平均高程异常值。对基线解算结果有着更加显著的影响。为了获取适合于工程控制网的相应参数，本T研究表明[11．基线起算点坐标偏差越大，对基线程参考文献f2—51中的计算方法。为了避免过多约束的影响越大。其对基线解的影响主要表现在尺度和条件扭曲网形，本工程约束平差采用单点起算方向上，即坐标偏差对基线解造成一定偏差，并且减小投影变形方面，采用任意带高斯正形投影，起算点不同分量相同偏差对基线解造成的偏差不同，将该测区中央子午线移到测区中央，采用精密实起算点X分量对基线、】，、z坐标影响都很大，y测边长与GPS控制网反算边长求定尺度比，利用分量对基线、坐标的影响大，Z分量对基线抵偿投影与尺度比的等价数学转换模型[63求定抵偿坐标影响大。起算点同一分量相同偏差对长基线的投影面高程。影响要大于短基线的：起算点坐标正负偏差对基线2．2测区中央子午线的确定的影响具有对称性。因此，在进行长基线解算时，为了有效限制控制网投影变形，改变测区投影必须选取高精度的起算点。带中央子午线，通过大地坐标反算确定出测区平均根据GPS测量规范．如进行C级或C级以下经度作为测区中央子午线，使其为对称投影，以减GPS网测量时．起算点的WGS一84坐标精度应不低小投影变形。于25m．其他等级的要求可参照相关规范。在目前该测区起算坐标中央子午线为102。0000”，将取消选择可用性政策(SA)的条件下，利用较长时测区中央坐标通过大地坐标反算，得到测区平均大间或多时段的单点定位结果的精度可以达到±20m。地经度为103。2330”，通过换带计算将起算点坐标因此．可以用多时段观测的单点定位结果作为一般换算到中央子午线为103。2330”的平面坐标系。工程GPS网基线解算的起算点。但对高精度GPS网2．3抵偿投影面高程的确定(如高精度大跨度施工测量控制网)，若用单点定位目前，施工单位工程放样以常规测距方式为主。结果作为基线解算的起算点，会对结果产生较大的为了与地面实测边长的尺度统一，本项目实测了15影响条高精度边长，利用实测边长进行投影归算。计算为了解决这些问题，可通过以下途径获取较高结果见表1。表1尺度比计算精度的起算点坐标(11若网中点具有较准确的国家坐标系或地方坐标系坐标，可以通过所属坐标系与WGS一84坐标系的精确转换参数，求得该点的WGS一84坐标数据．作为基线向量解算的起算点。(21当所测网附近没有高精度起算点或较难获取时，可用文献f1]介绍的方法获取起算点坐标。本案例中采用该方法进行基线解算，获得了高精度的基线解。2平差约束条件的优化二维约束平差是工程GPS控制网内业数据处理的关键环节。下面就提高二维约束平差精度的方法进行讨论。2．1二维约束平差方案的制定GPS平面控制网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。位置基准一般是由给定的起算点坐标确定。方位基准一般以给定的起算方位值确定，注：边长较差的代数和一2468．5mm，平方和=590365．6mm。圆WaterPowerVo1．38No．， 弟38吞弟1期字侣谭，寺：5I水工水电!l白上jl星t．TMb．口也上U亘币U鳅坫按照抵偿投影与尺度比的等价数学转换模型嘲表2抵偿投影后控制网反算与实测边长统计求定抵偿投影面高程。本案例，计算的尺度比，J=1．000348396．本案例使用北京1954年坐标系所采用的克拉索夫斯基(Krassovsky)1940参考椭球，参考椭球长半径=6378245in，扁~=298．3。计算得到抵偿投影面高程Hm=2221．4In。2．4基于抵偿投影面高程确定工程参考椭球长半径依据文献『61中的椭球长半径与抵偿投影面高程的数学关系，计算出工程区域选定投影面的平均地球曲率半径。保持原有的参考椭球扁率不变，通过膨胀参考椭球长轴a对高斯投影变形进行抵偿，获取基于尺度比所确定的工程参考椭球长半径。基于所确定的参考椭球计算获得一组坐标，重新计算尺度比和抵偿投影面高程值，迭代计算直到日量值收敛。解算出的坐标通过旋转、平移，将成果换算至中央子午线为102。的平面坐标系统3控制网精度评定注：投影后边长较差的代数和一0．1mm，平方和=144．23mm。而实现卫星定位测量技术在更大范围内替代常规地采用上述方法计算的施工控制网成果反算边长面测量技术。及与实测边长见表2。由表2可以看出，边长较差的算数和为-0．1mm，参考文献：平方和为144．233mm，说明该工程控制网所采用的[1]粱洪宝，吴向阳．起算点坐标偏差对GPS基线解的影响分析研数据处理方法可靠。究[J]．测绘科学，2009，34(10)：32—34．[2]李祖锋，高建军，缪志选，张明山．利用最优抵偿投影面算法4结语限制GPS边长投影变形[J]．测绘工程，2010，19(2)：75—77．通过对GPS静态测量数据处理关键技术的研[3]李祖锋，赵彦华，巨天灵．限制GPS边长综合投影变形加权尺度比算法[J]．工程勘察，2010，38(7)：76—79．究，改进和优化了基线解算方法和GPS静态相对定[4]李祖锋．限制边长投影变形最佳抵偿投影面的确定[J]．工程勘位边长投影数据处理算法，提高了基线解算精度，察，2010，38(2)：75—78．较好地解决了平差约束条件使用的难点和重点问题，[5]李祖锋，巨天力，张成增，等．基于重力场模型高程拟合残差有效提高了本案例GPS控制网精度。案例中的数据求定GPS正常高[J]．测绘工程，2010，19(8)：24—27．处理方法可推广到水电、铁路、公路等大跨度工程[6]李祖锋．基于尺度比确定工程参考椭球长半径[J]．测绘通报，中的高精度控制测量领域，为相应工程GPS控制网2010(增刊)：136—137．解算提供精度可靠、操作性强的数据处理方法，从(责任编辑杨健)七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七,xo七七七-6"七七-6"七七七七七七七七七七七七七电七七七七七电电七七七七七七七七七七七七电七七七七《水电工程混凝土生产系统设计规范》(送审稿)通过审查2011年11月8日～9日，《水电工程混凝土生产系统设计规范》(以下简称《规范》)送审稿通过能源行业水电工程勘测设计标准化技术委员会的审查。会议期间，与会专家听取了中国水电顾问集团中南勘测设计研究院关于《规范》编制工作情况和成果的汇报，并逐章逐条进行了认真的讨论和审议。会议认为，《规范》总体框架合理，结构完整，层次清晰，其主要内容和技术要求具有科学性、实用性的特点。《规范》在DL／T5086-1999基础上，增加了特大型混凝土生产系统生产规模划分标准；修改完善了混凝土生产工艺；增加了土建结构设计、给排水及废水处理、供配电及计算机监控、环境保护与节能等方面的内容。修订后的《规范》有助于提高水电工程混凝土生产系统设计技术水平，保证设计质量，符合水电工程建设的需要。会议提出了具体的修改意见。希望中南院按照审查意见和专家的建议进行修改补充，尽快提出报批稿。(中南勘测设计研究院)WaterPowerVo1．38No．，团'