沈阳市有轨电车首级平面控制测量的研究

王洪义　马晶莹

摘要： 沈阳市有轨电车项目是沈阳市重大轨道交通建设项目，共四条线路。项目耗资大、时间紧、任务重、难度高，各条线路同时开工施建，为保证全部线路基准统一、快速建成、顺利衔接，项目基准控制测量技术方案尤为重要，本文针对该项目，阐述了沈阳市有轨电车首级平面控制测量的建立之关键技术。

Abstract： The tramcar project is the important orbit transportation construction project in Shenyang. There are four lines. The project has large cost， urgent construction period， heavy task and high difficulty. Each line is constructed at the same time. In order to ensure the unified benchmark， frequent construction and smooth cohesion of all the lines， the measurement technology scheme of project baseline control is particularly important. Aimed at this project， this paper expounds the key technologies of the establishment of primary plane control survey of Shenyang's tramcar.

关键词： 控制测量；GPS；点位布设；数据处理；精度指标

Key words： control survey；GPS；point position；data processing；accuracy indication

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）06-0083-02

0 引言

沈阳市有轨电车地面控制测量项目，以下简称“轻轨”项目，是沈阳市为迎接全运会重特大基础建设工作，共设计一号线、二号线、三号线和五号线四条线路，直通机场、全运村，无缝连接地铁、主要体育场馆、文化场馆、交通旅游场馆等，旨在服务全运会，方便市民、旅游参观者的顺利出行和交通换乘。

由于轻轨线路较长，设计线路区域复杂，多数地段处于动迁区、施工区，点位选择、埋设及保存难度加大，控制测量及加密测量难度增加。为满足工程建设需要，保证轻轨顺利施工，保障每一个标段，每一个控制细节统一合理，快速严谨，制定了严密合理的控制方案，最终建成了精度等级为城市二等的GPS平面控制网，并在点位布设、网形设计及数据处理方面进行了研究。

1 GPS控制方案设计

1.1 GPS点位布设原则

在综合考虑上述问题基础上，我院按照先整体，后局部，统一布网，均匀布设，分级控制的原则进行布控。首级GPS控制网按照《城市轨道交通测量规范》要求进行布设。二级导线控制网在GPS控制网下，进行布设，按四等闭合导线要求进行布设，保证各轻轨基准线路控制的有序衔接。

轻轨首级控制网在沈阳市城市网框架下布设，按二等精度指标施测。一次布网，完成1、2、3、5号线的基础控制任务，统一基准，保证轻轨不同标段衔接的一致性及稳定性。沿轻轨线路走向，每2-3 km布设一对GPS，共选择埋设18对36个GPS控制点，全方位、均匀覆盖轻轨施工范围。

选择覆盖测区，点位稳固，且内部兼容性较好好的已知城市控制点作为坐标传递基准。经内符合精度比对后，选择了6个已知城市控制点进行联测，平差时选择其中4-5个点作为约束点平常计算，其余控制点作为检核点。

1.2 GPS 点位选择

为保障轻轨控制基准点的应用即以后点位复测、监测，方便施测应用，控制点选点应满足以下要求：控制点应选在利于长久保存、施测方便和施工变形影响范围以外的地方；靠近每个车站附近，并保持在修建影响变形区域以外；保证两控制点间通视，满足卫星定位观测及导线观测的要求，易于寻找和到达，并尽量考虑轻轨施工的应用方便；所选点位应远离大功率无线电发射源，距离不小于200m，远离高压输电线，微波无线电信号传送通道，其距离不宜小于50m，附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体。

1.3 点位埋设

由于本项目时间紧迫，无法满足规范规定的控制点位一个雨季、一个冻季的埋设标准要求，为满足轻轨的短时高精度基准的应用，我院采用两种方式进行平面点位埋设，钻井深埋基准点位方式进行点位布设。即采用钻机钻探8m深，140mm直径孔，中间埋设8m长，中间0.5mm十字标识钢筋柱，现场灌注水泥，浇筑控制点位，埋设一周内，即完成点位沉降，有效控制基准控制点位的沉降影响。

1.4 GPS测量仪器选择

平面控制网采用8台天宝R8型双频GPS接收机，标称精度为：平面5mm+0.5ppm·D；垂直 10mm+0.5ppm·D， 保证观测效率的同时，保证相邻基线的相关性。在仪器使用前，对仪器进行常规检校，保证仪器的正常有效观测应用。

1.5 GPS观测要求

1.5.1 观测技术指标

以边连接的方式，以静态相对定位作业模式施测。用三角架安置天线时，其对中误差不应大于1mm；互为120°方向上量取的天线高互差小于3mm；卫星高度角≥15°；有效卫星总数≥4颗；观测时长≥90分钟，如基线较长，应适当增加观测时间；重复设站数≥2（即每测站至少上站两次）；数据采样间隔5″。

1.5.2 数据处理指标

①数据可利用率≥80%；L1、L2频率的多路径效应MP1、MP2宜小于0.5m。

②基线解算、GPS网平差处理、坐标转换和海拔高拟合均使用TBC软件进行处理，各基线向量的解算结果必须为双差固定解，GDOP 值≤6，最大异步环边数≤6。

③GPS网主要技术指标如表1。

2 网形布设

采用6台接收机进行同步静态观测，共观测了4个时段。具体观测计划如表2。

GPS观测网图如图1。

3 数据处理结果

基线解算采用软件LGO完成，GPS网平差采用COSA软件完成输出。输出项包括基线结算报告，同步环、异步环、重复基线、三维无约束平差、二维约束平差报告等。本次三维无约束平差在WGS-84系统下进行，选择位于测区BxxZ （鲍xx子）的已知WGS84坐标作为起算点；二维约束平差根据沈阳桃仙国际机场扩建GPS平面控制网计算比对结果，最终采用“烟x山”（编号YxxS）、“马x子”（编号MxxZ）、“桃xx学”（编号TxxX）三点为起算点，“鲍xx子”（编号BxxZ）作为检查点。

3.1 基线解算报告

①总基线528条，其中最大误差基线的如表3。

②最弱边长相对精度如表4。

3.2 二维约束平差报告

①边长相对精度如表5。

②点位精度统计（西安80坐标）如表6。

4 结论

GPS控制测量的精度结果表明，沈阳市有轨电车地面控制GPS控制网各项精度指标均优于《城市轨道测量交通规范》限差要求，成果质量严密可靠，有效保证了沈阳市各条轻轨线路的顺利建设与贯通，也为沈阳市的城市发展，经济建设发挥保驾护航的基石作用。

参考文献：

[1]GB50308-2008，城市轨道交通工程测量规范[S].建设部，2008.

[2]秦长利.全球定位系统（GPS）测量规范[S].建设部，2009.

[3]王天文.沈阳市有轨电车平面控制测量技术设计书[R].2013.