摘要：本文首先介绍了GNSS静态测量技术的特点，其次对目前工程测量控制中存在的严峻形势进行了简要分析，并以潮州深能甘露2×100MW级燃气热电联产工程厂区E级静态控制网项目为例，进而提出了采用GNSS静态测量技术提高短基线工程测量控制成果的精度和效率，通过建立完善的GNSS短基线数据采集与处理函数模型，对原始数据进行高精度基线解算，进而为大型基础性精密性工程建设提供良好的控制测量保障。
关键词：GNSS；静态测量；短基线；工程测量；控制
引言：工程控制测量工程是为建立施工控制网进行的测量，是以整个工程范围内的某点为基准点进行延伸测量的，它必须与整个工程范围内的数据相闭合。而传统手段进行的工程测量控制工作受限于天气、地形和数据处理技术的成熟等条件的影响，不能快速及时地提供高质量的工程测量控制成果，本文重点从GNSS静态测量技术路线、段基线控制网设计与施测、基线向量解算流程、基线解算成果评价等方面进行论述。
1.GNSS静态测量技术的特点及应用
GNSS系统是以GPS/北斗/GLONASS/Galileo为代表的全球卫星导航系统，是重要的空间信息基础设施，在国民经济建设和国防安全的诸多领域发挥着重要的作用。在测量中，GNSS静态测量的具体观测模式是多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由40分钟到几十小时不等，其具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点，无需满足苛刻的生产条件，大大降低了野外工作强度，
正是由于GNSS强大的数据获取和后续数据平差与解算能力，被广泛应用于建设各种工程测量控制网、导线测量和变形测量等多个工程建设领域。
2.GNSS静态测量在短基线工程测量控制中应用
2.1当前GNSS静态测量要求与规范
我国目前现行的《卫星定位城市测量技术规范》CJJ/TC73-2010中规定城市内GNSS一、二级网最大边长可以在平均边长的基础上放宽一倍，当边长小于200米时边长误差应该小于2厘米。布设城市首级控制网时，应与CORS站和国家控制网进行联合观测，联测点数均应该不少于3个并且联测点需均匀分布。
由于城市内部施工场地的限制，大多数工程测量控制网的边长一般在1公里以内，甚至个别工程边长在200-300米左右，这些工程的基线长度属于短基线，所以广泛深入研究短基线控制测量技术对工程施工具有重要的现实意义。
2.2GNSS静态测量技术路线
在短基线工程控制测量中采用GNSS静态测量方法主要的目的就是保证测量控制点位的精度，采用GNSS静态测量得到的每个点位的误差是独立误差，在GNSS三维无约束平差中，基线向量观测值权阵一般由基线解算时得出各基线向量的方差-协方差矩阵来实现。
现以我单位完成的潮州深能甘露2×100MW级燃气热电联产工程厂区E级静态控制网项目为例。本项目位于广东省潮州市西南大约20km，G78汕昆高速西侧，场地空旷，地势较为平坦。当地相关部门提供了3个一级GNSS平面控制点：“A02”、“GL01”、“GL02”，坐标系统为1980西安坐标系，中央子午线117°。经现场踏勘，上述诸点保存完好。
针对本次研究内容，结合现场实际地形条件将两台GNSS接收机分别安置在基线的两端，并保持其静止不动，同步观测四颗相同的卫星信号，以确定基线端点的相对位置或基线向量。通常情况下我们一般利用三台以上的接收机，同步观测多条GNSS基线向量，这样不但会提高作业效率，同时可以带来基线多余观测量，作为检核条件从而提高最终观测成果的可靠性，现场GNSS基线边长检测成果如表一。
表一 平面控制点GNSS基线边长检测成果表
经检测，A02-GL01和GL01-GL02基线边长满足“规程”要求，考虑到A02-GL01边位于测区中心，本次平面控制测量选用A02—GL01作为控制基线。
2.3GNSS静态测量短基线控制设计与施测
目前GNSS静态控制测量主要采用相对定位的方法，需要多台GNSS接收机在相同的时间段内同时连续跟踪相同的卫星组，实施同步观测，由此同步观测的GNSS点组成同步图形，GNSS控制网就是由同步图形作为基本图形扩展得到的，因此GNSS控制网可布设为星形网、点连式网、边连式网、网连式网。
在GNSS控制网设计时，要求GNSS点应有一个以上通视方向，以便常规测量联测或加密，考虑到项目的实际技术条件和测区地形地貌及周边环境，本次研究采用的建网模式为网连式，布设控制网。
施测时按照规定的时间进行同步观测作业；严格执行GNSS接收机操作手册的规定进行观测作业；天线安装在脚架上直接对中整平时，对中整平精度为1毫米，GNSS接收机标称精度不低于10mm+5ppm×d（d为距离，单位：公里），同时为保障观测质量GNSS施测时段应该达到60-90分钟或以上。
2.4GNSS静态测量基线向量解算
在进行基线向量解算前需要进行数据的预处理，剔除观测值中的粗差，即进行周跳的探测与修复。由于待定测站的近似坐标相对于基站的精度较低而影响卫地距及传播时间的计算，需要逐次迭代不断提高测站近似坐标精度，以改正卫星信号发射时刻及相应的星历坐标，使得整周待定值趋近于整数以获得高质量的基线向量成果。
数据预处理后进行GNSS控制网基线解算，基线解算流程主要包括基线解算自检、读入星历数据、读入观测数据、三差解解算、周跳修复、双差浮动解解算、整周模糊度分解、双差固定解解算等处理流程完成最终基线解算工作。
2.5GNSS静态测量基线向量解算成果评价
GNSS网以观测获得数据后，即用中海达GNSS平差软件进行数据处理，投影采用高斯投影，中央子午线：117°，投影椭球长半轴a：6378140，椭球扁率：1/298.257。同一时段观测的数据剔除率小于4%，当基线解算、重复基线、同步环、异步环的检核均符合“规程”的相应要求后，再在WGS-84坐标系中进行GNSS网的三维无约束平差，在无约束平差确定的有效观测量基础上，再根据起算点进行二维约束平差，GNSS网经无约束与约束平差，网精度较好。同步环闭合差最大的环为“A02-GL03-GL04-A02”，相对误差为9.2ppm；最弱边为GL03至GL04，最弱边边长相对中误差为1/98045，最弱点为“GL03”，最弱点点位中误差为2mm，以上各项精度指标均满足“规程”中相应限差要求。
为了验证本次GNSS测量成果的精度，采用索佳SET130R全站仪，按一级导线精度要求进行了边长检测。
全站仪边长观测的同时进行气象数据的测定，以便按规定的公式对边长进行气象改正；每条边往返观测各一测回，各项读数较差均符合“规程”中相应限差要求，具体作业时，严格执行“规程”中相应条款，具体检测成果见下表二：
经检测，A02-GL01全站仪实测边长与理论边长较差满足“规程”要求，本次控制测量成果数据准确可靠。
3结束语
GNSS技术的不断发展，其技术在工程测绘中得到了广泛的应用，同时现实中存在多种多样的短基线测绘工作，本文通过开展实际工作，论证了GNSS静态测量技术下的短基线控制测量完全可以达到高精度定位的技术要求，保证工程测量中精密测量工作及整体工作的开展，可广泛应用于超高层、大型厂房等高精尖工程的控制网布设工作。
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论文作者:陈学锦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/12
标签：基线论文; 测量论文; 边长论文; 静态论文; 工程论文; 向量论文; 精度论文; 《基层建设》2018年第36期论文;