1、飞仙关水电站工程施工控制网复测技术设计【摘 要】飞仙关水电站工程于 2009 年建立了首级施工控制网，施工控制点均为钢筋混凝土标墩，稳定可靠。施工控制网复测时，外业观测采用高精度仪器，观测方法合理，内业采用科学严密的方法进行数据分析，用专业平差软件进行数据处理，可作为该工程施工的测量基准。 【关键词】施工控制网；复测；数据处理 1、概述 1.1 工程概况 飞仙关水电站位于四川省雅安市，为青衣江干流梯级开发第一级电站，坝址左岸有川藏公路通过，交通较为方便。本水电站坝址位于东径102 54北纬 30 02，测区平均海拔高度 630 米。 1.2 施工控制网概况 飞仙关水电站施工控制网始建于 200
2、9 年，主要包括国家二等平面边角网和国家三等水准高程网。由于受雨季水流的冲刷、前期土石方爆破开挖、冬季低温气候等各种因素的影响，而且工程节点从开挖转入主体混凝土浇筑阶段，控制网的可靠性和精度情况需要重新复核，为此在2010 年对原施工控制网进行复测。 目前原施工控制网共有 9 个平面控制网点，分别是：FX01FX09；6 个水准高程控制网点，分别是：BM01BM06。由于前期工程开挖施工的影响，FX03 控制点被破坏，FX04 及 FX05也直接受到了工程开挖的影响。 2、新建施工控制网选点及埋设 为保证控制点的稳定可靠，新建观测墩应尽量埋设在基岩上，如果土层太厚则应作基础处理，提高承载力。观
3、测墩上安置强制对中基座，其倾斜度不得大于 4，以保证仪器的照准精度。根据工程特点，经过现场察勘，在被破坏的 FX03 点附近重新埋设新点，编号为 FX10，同时为了施工方便在大坝下游增设另一个控制点，编号为 FX11。 3、测量仪器 徕卡 TCA2003 全站仪，仪器标称精度为 0.5， （1mm+1ppm） 中海达 GPS 四台套，接收机的标称精度为 5mm+1D10-6 徕卡 DNA03 精密电子水准仪，仪器标称精度为 0.3mm/km 4、施工控制网观测 4.1 平面控制网观测 二等平面控制网采用 GPS 网与地面测边网联合观测，严格按照全球定位系统测量规程中的规定进行作业，天线两次量高
4、之差2mm，卫星高度角15 度，有效观测卫星数5，平均重复站数2，观测时间120分钟。GPS 测量各等级的点位几何图形强度因子 PDOP 值应小于 5。 观测员应严格按仪器操作手册中的要求执行，测前对卫星可见性进行预报、优选最佳观测时段。接收机在开始记录数据后应注意查看有关卫星观测数据、卫星号、相位测量残差。在观测过程中要特别注意供电情况，认真检查电池容量是否充足，作业中观测人员不要远离接收机，仪器高一定要按规定始、末各量测一次，并及时输入仪器及记录手薄中。观测中，不要靠近接收机使用对讲机，观测中要随时查看仪器内存容量，每日观测结束后应及时将数据转存至计算机中并备份，防止数据损坏。观测时按以下
5、分组进行。 观测分组如下： 第一组：（FXII01，FXII02，FXII11，FXII10） 第二组：（FXII01，FXII02，FXII04，FXII10） 第三组：（FXII01，FXII04，FXII08，FXII09） 第四组：（FXII01，FXII04，FXII07，FXII08） 第五组：（FXII04，FXII05，FXII06，FXII07） 观测时要求同步时间不少于 120 分钟，每站要重复架站一次。观测手薄是在接收机启动前及测量中由观测者随时填写的，观测记录和观测手薄都是 GPS 定位的依据，必须认真及时填写。GPS 测量步骤如下： 数据采集数据传输预处理基线解算GP
6、S 网平差 4.2 边长观测 在大气稳定和成象清晰的气象条件下进行观测，每条边均应往返观测 2 测回，观测限差为：往返较差不得大于2（a+bd） ，同时测站和镜站均应测定气象数据（温度、气压） 。天顶距采用中丝法观测 2 测回，其互差不大于 10，指标差互差不大于 10，测边与天顶距同步观测，对观测边长进行气象改正、加常数改正、乘常数改正、倾斜改正及投影改正。平均高程投影面取坝顶高程，根据边长往返测平距之差，计算出往返观测的平均值中误差。 4.3 外业观测数据处理 观测数据采用中海达 GPS 接收机随机软件进行基线解算，预处理结果的内部精度指标应满足软件使用手册中的有关规定，数据处理一般用软件
7、中应有的自动方式进行，在观测数据欠佳与特殊情况时，可采用手工分段处理方法解决。对基线结果应及时进行重复边、同步环、异步环、闭合差的检验，其中二等 GPS 点坐标分量相对闭合差不得超过2*10-6，环线全长相对闭合差不得超过 3*10-6。 在 GPS 网三维无约束平差时，要进行粗差的检验及剔出。对于不能达到精度的点、边及同步图形，应及时分析原因，并利用重算、返工等手段进行补救，以满足各项精度指标要求。GPS 网的二维平差测区独立坐标系中进行。测区中央子午线为：10254，平均纬度为：3002。边长改正所取参数如下： 测区平均曲率半径：R=6367532 米 测区平均高程面： Hm=630 米
8、大气折光系数： K=0.14 边长经过投影改正后附合到起算点上，将测距仪所测观测边，加入二维 GPS 网中平差，平差后平均边长相对中误差小于 1/25 万。平差后网中最弱点点位中误差不应大于 10mm。此次为控制网复测应采用拟稳平差方法进行，对于拟稳点选择宜采用试算方法进行点位选排，开始可使用所有以前控制点作为拟稳点。 4.4 精度估算 在图上选点后，经过现场察勘确定实地点位后，对所选控制网进行精度估算，确定测边精度和 GPS 测量精度的匹配，通过精度估算，确定GPS 重复观测系数、地面观测边条数，使整个网的结构达到稳定状态，通过优化设计解算出各控制点的误差椭圆参数和点位中误差，各点精度估算见
9、下表。 水平控制点精度估算表 点 名 点位中误差（mm） FXII01 7.5 FXII02 8.4 FXII04 5.6 FXII05 7.4 FXII06 8.8 FXII07 9.5 FXII08 6.3 FXII09 8.2 FXII10 7.7 FXII11 7.6 根据表中数据得知，点位中误差均小于 10 mm，能满足规范中独立控制网限差10 mm 的要求。 4.5 高程控制网观测 水准观测作业要求 a. 测前对仪器和标尺进行全面检定，仪器 i 角不得大于 15。 b. 在水准线路上先用水准仪、水准尺、皮尺选点定位，这样可以提高观测速度和精度。 c. 每一测段的往测与返测，其测站数
10、均应为偶数，由往测转向返测时，两支标尺应互换位置，并应重新整置仪器。 d. 水准观测中严格执行相关规范要求。 水准网的平差计算 a.水准网的概算，观测高差加尺长改正，然后计算每公里往返测高差中数偶然中误差，有关限差为高差中数偶然中误差不大于 3mm，往返测不符值不大于 12mmK， K 为路线或测段的长度，单位为公里。 b.平差拟稳方法进行平差，采用清华三维软件计算。拟稳点采用试探法。 5、结语 （1）对施工控制网的已知点，可采用 GPS 灵活地进行检核、引测，而不要求已知点全部相互通视。这可充分地发挥 GPS 技术“高效、经济、可靠”的优势。 （2）该技术方案采用的参数都是其它工程积累的数据，可靠性大，通过方案的实施，能获得可靠的观测成果。 参考文献： 1刘大杰，等.全球定位系统（GPS）的原理与数据处理M.上海：同济大学出版社，1996. 2武汉测绘学院测量教研室，同济大学大地测量教研室.控制测量（下）M.北京：测绘出版社，1988.
