浯溪口工程施工控制网的设计和应用

李俊超

（中国葛洲坝集团基础工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 概述

浯溪口水利枢纽工程位于景德镇市浮梁县蛟潭镇境内，是昌江干流中游一座以防洪为主、兼有供水、发电等综合利用的水利工程。主要建筑物有左右岸碾压混凝土非溢流坝、表孔溢流坝、低孔溢流坝、河床式厂房。本工程等别为Ⅱ等工程。电站装机容量32MW，坝轴线长度498.62m，坝顶高程65.50m。

2 控制网设计

根据规范要求，确定平面控制网为二等GPS网，最弱点的点位中误差为10mm，最弱边边长相对中误差1/120000。高程控制选择二等水准测量，应满足偶然中误差M△≤1.0mm/km，全中误差MW≤2.0mm/km。

2.1 基准设计

起算点WX01为B级GPS控制点，进行全网基线解算时，所有基线起算点的坐标由WX01衍生而来，使基线向量结果具有相同的系统偏差，通过网平差处理时引入系统参数的方法加以消除。坐标系统和规划勘测设计阶段一致，边长投影面为65.50m，中央子午线为117°。

2.2 网形设计

GPS点应尽量避开高大建筑物、大面积水域、大功率无线电发射装置和高压电线等地方。GPS 观测相邻同步环之间，应采用边连式，以确保网形结构强度，提高控制网的精度和可靠性。

3 GPS 网施测

3.1 选点布网

布设GPS控制点6个，分布于坝轴线上下游的左右岸，和3个初测点构成GPS网。GPS点建造具有强制归心装置的混凝土观测墩，在观测墩基础上埋设水准点。控制网图如图1所示。

3.2 GPS外业观测

外业观测应选择最佳观测时间。观测时段的选择主要根据卫星星历预报，避开周跳严重的时间段。观测的技术要求见表1。

3.3 GPS 数据处理及精度分析

3.3.1 基线解算的质量控制。

（1）相对指标包括单位权方差因子σ、观测值残差的均方根RMS、数据剔除率、RATIO值、RDOP。相对指标能在一定程度上反映观测值质量的优劣，但不能准确判定哪条基线合格。

（2）同步环闭合差不超限，不能说明该闭合环中所有基线合格；超限则说明该闭合环中至少有1条基线不合格。

（3）异步环闭合差满足限差要求，可判定所有基线向量合格；超限则说明基线向量中，至少有1条有问题。可通过多个相邻的异步环闭合差检验或重复观测基线较差来确定。重复观测基线较差满足限差要求时，说明基线的解算合格；超限则说明至少有一个时段的基线观测有问题，可复测多条基线来判定哪一个时段的观测有问题。

当个别卫星因为观测时间太短导致该卫星的整周未知数无法准确确定，或者个别时间段的周跳太多，影响观测质量，可删除该卫星的观测值或者出现周跳太多的时间段；当观测值出现残差偏大的情况，可以用减小残差阈值的方法，剔除残差偏大的观测值，可以删除该时间段或者卫星，以改善基线解算的质量。

3.3.2 GPS网平差及精度分析

各项基线质量检验合格后，独立基线所成GPS空间向量网，在WGS-84 坐标系统中，进行三维无约束平差。无约束平差确定有效观测量后，在施工平面控制网的坐标系下进行二维约束平差。平差成果满足要求（见表2）。

3.4 GPS基线边长和全站仪测距边比对

表1 GPS静态测量的技术要求

表2 平差成果精度分析表

表3 水准测量平差成果分析表

用 Leica TS30全站仪，测量GPS网中的4条边长。观测值经加、乘常数改正和气象改正后归算到标心的斜距，倾斜改正后，将边长投影到65.50m高程面，与GPS坐标反算边长比对，两者都经过投影改正，具有精确的可比性（最大差值为1.1mm），进一步说明了GPS测量成果的可靠性。

4 高程控制网施测

陆地水准点间高差采用DiNi 03 数字水准仪进行联测。河道的高程传递采用跨河水准测量：场地布设成四边形，使用2台N3水准仪用倾斜螺旋法进行同时对向观测。通过陆地水准联测和跨河水准测量形成3个水准闭合环，平差成果（见表3）满足二等水准测量的要求。

结语

本文介绍了浯溪口工程布设GPS平面控制网，采用跨河水准测量传递高程的方法，对其它大、中型水利枢纽工程的控制网设计和施测具有一定的借鉴意义。

[1]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.