水利工程控制网测量设计思路及具体方案研究

兰长祥

【摘要】水利工程项目建设不仅规模大和施工周期长，而且施工环节复杂，许多要素严重影响施工质量。而测量工作作为水利工程项目建设所有环节的基础工作，加强施工控制测量，能够在一定程度上提高水利工程的整体质量。本文通过对水利工程项目施工控制网测量的必要性进行分析，重要研究了施工控制网设计思路与方案，从而加强水利工程施工质量。

【关键词】水利工程；控制网测量；设计思路

水利工程项目施工控制网的布局作为测量放线的基础，控制网的整体精度直接影响水利工程项目的测量放线质量。通常情况下，水利工程在设计时期，应该依据测图比例尺具体大小明确相应控制网等级，保证地形图精确可以满足水利工程项目设计需求。近些年来，在GPS技术快速发展与普遍应用形势下，水利工程项目设计主要应用图根级控制布局，在进行水利工程施工时，必须依据工程标准规定进行测量放线，然后根据水利工程相关特点等创建科学的控制网，从而满足水利工程项目施工精度需求。

一、GPS控制网测量设计的必要性

近些年，水利工程项目的不断发展，以往的工程测量方法已无慢慢被GPS测量技术取代。可是因为GPS控制网测量设计布局方案和以往测量存在一定差异，所以在GPS控制网测量实践设计时，必须依据GPS相关工作原理和水利工程项目具体状况，建立科学、合理的控制网测量布局方案，在一定程度上降低建网成本，并且降低室外施工相应劳动强度，从而提升水利工程项目的施工质量。

二、水利工程项目GPS控制网设计内容

GPS控制网和普通测量控制网存在一定差异，其并不需要综合分析点间同时和相邻边比值及观测角具体大小等有关要素，同时布网图形结构相对灵活。在进行水利工程控制网测量設计时，普遍应用的布网方法就是点连方式和边连方式以及边、点结合的方式。另外，在水利工程GPS控制网测量设计过程中，一定要依据GPS测量规定，加强设计内容的精确性与合理性。其一，为了能够提升GPS控制网测量总体精度，对于异步环相对邻近点要实施同步观测。其二，因为在异步环边数不断增加下，异步环闭合差相应检验能力就会不断下降。因此水利工程GPS控制网中全部最小异步环相关边数不可以超过6条。其三，尽可能确保各个测站至少和三天之上独立基线进行相连。因为GPS测量主要包含静态定位方式与实时动态定位方式，其中静态定位方式的信息处理技术比较落后，难以实时计算出定位结果，同时也难以对观测信心数据实时检核，从而无法确保观测信息数据的质量。在实践工作过程中，通常要进行返工进行重新测量，因为粗差导致不合格的观测，会在一定程度上减小工作效率。另外实时动态定位方式，能够依据实时监测待测点信息数据观测质量与基线结算结构相应收敛状况，依据待测点相应精度指标，明确具体观测时间，在一定程度上降低冗余观测，提升工作效率。

三、GPS控制网设计在水利工程项目测量中的应用

（一）点连式

点连式作为一种普遍布网方法，一般应用在相邻同步图形中仅仅存在的公共点连接方法。点连方式网形相应几何强度偏弱，同时只有少数状况下会构成异步环。同时点连方式控制网工作速度快，可是在进行实践操作时，相关检核条件偏少，甚至缺失，此种方式网形的安全性与可靠性指标偏低。在水利工程项目实践测量时，点连方式极少情况下会单独应用，通常会当作整个网形中的一部分。对于整体网形而言，应用异步环的安全性与可靠性，并且辅以点连方式的工作速度，可以在一定程度上提升水利工程项目的测量作业效率。经过对有关信息数据研究，点连式网形基线长可以满足二级标准需求，而信息数据质量也可以满足标准要求，同时在平差过后，其中最弱边误差还可以满足制网标准要求。所以，在技术角度而言，点连式网形能够满足需求。但是如果同步闭合环相应闭合差偏小，仅仅可以保证GPS基线计算满足标准，难以确保GPS边测量精度可以满足标准需求。在进行水利工程实践测量时，由于点连式几何强度偏弱，因此难以确保可靠性。

（二）边连式

边连式也是相对常见的一项布网方式，通常是利用一条公共基线实现相邻同步图形的贯穿。此种网形通常可以生成许多闭合条件和对应复测边。对此，该可靠性和点连式比较而言要强。比如说在可靠性和精度及图形几何强度等多个方面，边连式要比点连式强，此中网形在水利工程项目测量时应用比较多。依据水利工程项目有关要求和具体的地形条件等边链式GPS水利工程控制网形状比较丰富。对有关信息数据实时分析，其中异步环总数是15，而闭合环的节点数是3，另外同步环的总数是10，闭合环的总数是25。经过对有关信息数据的平差结果研究和分析，可以获取此种网形的形式，该精度通常会比点连式高，同时精度指标可以满足三等的GPS控制网有关需求。对此，若是在技术方面综合分析，此种网形可以满足标准要求。此种控制网可以建立10个测站，而接收机工作的时间是10h。对于工作量的处理大致需要相对偏长的时间，在测量工作方面消耗的成本也比较大。对此，若是在经济角度考虑，因为此种网形观测量大，且几何强度高，经济效益就比较低，不适宜应用此种网形。若是在可靠性方面考虑，此种网形可以满足标准需求。

（三）边点结合方式

边点结合方式主要是以边连式与点连式作为基础，不断发展起来的一项控制网新的设计方式，其在相邻的同步图形间具备公共基线或是公共点。而边点结合方式不仅具备边连式性能，还具备点连式的特点。对此，在进行水利工程项目实践测量普遍应用边点结合方式。此种网形比较适宜应用在水利工程项目面积偏大的GPS控制网布局中，不管是在测量质量或是测量工作效率方面，都具备一定优势。经过对有关信息数据实时平差计算和研究，此种网形的设计，在精度方面通常会比边连式与点连式强，同时精度指标也可以满足三级GPS的控制网标准需求。对此，若是在精度方面分析，此种网形能够满足标准需求。另外，此种网形通常要建立7个测站，而接收机的工作时间是7h，处理工作的时间相对适中，消耗的成本也不是很大。对此，在经济方面分析，边点结合方式也能够满足需求。因此，在水利工程项目中控制网测量设计通常选择边点结合方式。

结束语：

近些年来，社会经济的快速发展，科学技术的不断进步，居民对于水利工程功能提出了严格要求。而且水利工程规模逐渐拓展下，施工工艺变得更为复杂。对于水利工程项目控制网测量工作而言，点线面相互结合布局的特点直接影响控制网的测量。因此在水利工程控制网设计过程中，一定要综合分析水利工程具体状况，利用先进设备，并且融合GPS技术，制定科学、经济、合理的控制网设计方案，从而推动水利工程的进一步发展。

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