惠州港码头工程施工控制网布设与施测
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摘要： 施工控制网布设的是否合理决定了整个工程测量的精度，控制网施测成果也是工程强有利的质量保证。
关键词码头；控制网；水准测量；GPS
1．引言：
工程开工，测量先行。布设和施测施工测量控制网是任何工程开工的首要工作，施工测量控制网分为平面控制网和高程控制网；前者主要解决工程的平面位置问题，后者主要解决工程的高程问题。在传统的控制测量中，平面控制网主要采用闭（附）合导线、三角网或三边网、大地四边形等形式，高程控制网主要采用水准测量、三角高程测量和GPS测量等形式。本文主要是对平面控制网做详细的论述。
随着GPS测量定位技术的普及和发展，GPS 控制测量在港口工程中逐步取代了常采用的闭（附）合导线、三角网或三边网等并用于平面控制测量；由于GPS 具有全天候、精度高、速度快等常规测量无法比拟的优越性，但是GPS的以上特性对于GPS控制网施测就要求布设非常合理的GPS控制网和采用合理的测量方法，方可体现出的它的优势。
2．工程概况
惠州港荃湾港区国际集装箱码头工程Ⅰ标段工程包括码头主体结构工程、护岸与围堰工程、陆域形成与软基处理工程、水域疏浚工程、排洪管道工程以及码头前沿地带工程六部分。其中码头水工结构按靠泊10 万吨级集装箱船舶设计，码头段总长800m。码头采用重力式大沉箱结构。护岸与围堰总长1782m。
3．平面控制网的布设
平面控制网施测区域约5平方公里。业主移交的3个已知GPS控制点V10、V9和006H1（用于检核）基本分布在同一条直线上，而且距离较近，施工区域又比较大，基本分布在三个控制点的一侧，这给我们布设控制点增加了难度。考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时我们遵照以下原则：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。
通过我们实地踏勘和选点，利用全站仪近似测角测距，结合整个工程现场的实际状况和布点原则，我们在码头和陆域施工现场选取了HG1、HG2、HG3和HG4共4个控制点和V10、V9和006H1（用于检核）3个已知点位组成了一个较为理想的GPS控制网。
4.施工控制网施测技术和精度要求
4.1静态测量技术要求 ：
1、卫星高度角不小于15°。2、有效卫星总数不小于5颗。3、时段中任一卫星有效观测时间 (min)不少于30分钟。 4、时段长度 (min)大于45分钟。5、 观测时段数数据采样间隔为5S。6、 PDOP 或 GDOP不大于8.
4.2 精度要求
根据规范要求，本次控制网施测按以下精度施测：
1）、平面控制网按 GPS 网 C 级精度要求进行；
2）、平面控制网的施测精度控制按 GPS C级点最弱基线边相对中误差小于 1/170000 ，基线边方向中误差不得大于 1.3 ″。
4.3 坐标系统
本标段施测的坐标系统与设计相同， 采用大亚湾独立坐标系，椭球采用 1954 年北京坐标系参考椭球。中央子午线经度为 114º33′。
5. 施工控制网施测
5.1 GPS控制网施测
各项准备工作做好后，开始对所选定的控制点按设定的路线进行观测。以V10、V9二个控制点为主控点设站，采取静态相对定位，在7个点上按照施测顺序先在三个点上安置不少于3台接收机（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。
5.2 采用的仪器: 见表1
5.3测量组织及工作衔接
为加快施测速度，统一由项目部测量主管组织，按人按仪器合理分配复测点号、行进路线和迁站顺序。为了使各测量人员对控制点位置尽早熟悉以及以后测量资料的顺利交接，保证后续施工的顺利进行，要求每个成员都要理解施测程序和方法。
6. 控制网施测数据处理和平差
6.1 平面控制网施测数据处理和平差
(1)、GPS 网基线解算与网平差采用中海达2003（全球版）数据平差专业软件。
(2)、外业数据质量检查和数据预处理
对 GPS 观测数据进行同步环和异步环、重复基线进行计算检核。 及时进行观测数据的处理和质量分析，检查其是否符合规范和技术设计要求。解算出每一时段的基线 向量边后，再计算出该观测时段同步环坐标分量闭合差。
6.1.1 内业数据的平差
(1)、基线处理
GPS 平面控制网采用 GPS 商业处理软件进行基线解算和平差处理；基线处理时删除观测条件差的时段和观测条件差的卫星不让其参与平差。
(2)、GPS控制网的平差
基线解算完成后 , 首先在 WGS-84 椭球下以设计院平面控制网平差时采用的中央子午线 为 114º33′。 进行 GPS控制网的三维无约束网平差，检查 GPS 基线向量网本身的内符合精度，并剔除含有粗差的基线边。然后采用已知控制点作为已知点对施测的 GPS控制网进行二维约束网平差。约束平差后，得到GPS控制网 WGS-84 地心坐标及在中央子午线114 °33′的高斯投影平面坐标。
6.2 GPS控制网施测评定
根据 GPS控制网施测的同步环、异步环、重复基线差、坐标点位精度的统计，从 平差结果我们可以看出最弱的点是006H1,中误差为+1.6mm,最弱边（HG3-HG2）相对中误差为1：173873，依据GPS相关规范要求，其可以断定施测网精度满足 C 级 GPS 网的精度指标。
7、结束语
在港口工程控制测量中采用GPS静态定位测量与传统的全站仪定位测量相比，其具有更多的优越性，主要表现在：布设控制点灵活、测量点间无需通视、观测操作简单及减轻外业测量人员的劳动强度、提高工作效率和观测精度等。
通过本次的实际应用，笔者得出如下体会及建议：
（1）、GPS 控制网的网形布设要因地制宜，根据本工程的特点，严格符合GPS控制网的布网原则和要求,合理布网，而且野外数据采集时的各项指标及数据处理的精度要求不能低于C 级GPS控制网相应的技术要求。
（2）、GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。
（3）、随着GPS 技术和现代先进仪器的不断发展及普及，只要我们布设合理的平面控制网，结合工程的实际特点，采用适当控制网施测方法，我们相信现代测量仪器和不断发展的先进测量技术具有广阔的应用前景。
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