红沙岗供水工程施测方法初探

□ 汪志远

（甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

0.引言

红崖山水库向红沙岗工业园区供水工程位于甘肃省武威市民勤县，其中调水区位于民勤县红崖山水库，受水区位于民勤县红沙岗工业园区。红崖山水库向红沙岗工业园区供水工程的主要任务是从红崖山水库调水，满足红沙岗工业园区的工业用水，为民勤县经济社会发展创造便利条件。红沙岗供水工程初步设计阶段的勘测主要工作内容有：平面、高程控制测量，供水线路纵、横断面测量，地质断面，调蓄水池、泵站及线路穿越建筑物地形图测绘等工作内容。本项目测绘工作的重点是平高控制体系的建立以及地质、水文断面测量等。

1.坐标系、高程系的建立

项目测量坐标系建立方法。以测区黑山头为基点、周家井东为起始方向，中央子午线为102°，边长归算至水库平均高程面（Hm=1390m）上的独立坐标系，投影方法为高斯正形投影。

高程系统。采用1985国家高程基准，以甘肃省民勤县红崖山水库加高扩建工程中控制点HC08为起点，附合测量至国家水准点“周家井东”。

2.控制点选埋及数据采集方法

沿西北方向每间隔4-5km成对布设E级GPS控制点，每对点之间通视，点间距离按0.5km控制。共布设15对GPS控制点。

点位埋设土质坚硬、稳定、安全、僻静、利于长期保存、便于观测的地方，视野开阔，被测卫星的地平高度角大部分大于15°。点位附近没有强烈干扰接受卫星信号的物体，远离大功率无线电发射源200米以上，远离高压输电线。点位的通行较便利，利于以后各阶段各种测量手段扩展使用和共用。

砼桩埋设标准为底20cm×20cm、顶15cm×15cm、高40cm、中心带有圆凸点的直径大于10mm标志头。红油漆标注点名；其点名编号为HB01、HB02…,按照线路前进方向，每对GPS的编号左手为单号，右手为双号。点位埋设时进行了底层和不同高度分层夯筑的方法，点位埋设稳固，地面做宽1.5m×1.5m、高0.3m的平台，以便保存和使用。所有点实地绘制点之记。

GPS观测采用七台套南方S86接收机，高度角15°、采样间隔20″的设置，观测时间大于45分钟，仪器高观测前和观测后各量测一次，差值不超过3mm，然后取中数使用。

四等三角高程控制采用双转点双导线形式布设。路线每8-10km交叉一次形成一个双节点闭合环，最终形成的双节点高程网。高程控制点利用GPS点位，编号与GPS点编号一致，无需另行埋设点位和编号。

3.平面控制网处理方法

E级GPS平差采用南方随机平差软件进行平差计算。基线解算数据正常处理时，采用高度截止角20°、历元间隔20″，粗差容忍系数3.5、最小历元数20、双差固定解中方差比大于3、中误差小于±0.04m。个别基线处理不合格时，调整以上设置参数及适当删除周跳变化的卫星或周跳变化大的时段，直至基线解算合格为止。

GPS网平差处理时，收集到的控制点首先进行检核计算，再以黑山头、HC08、周家井东为基准，中央子午线选择102°，进行约束平差处理。

由于GPS网中，高程控制联测的点多且分布均匀，高程拟合采用曲线拟合。平差后最弱点为 周 家 井 东 ：MX=1.28cm；MY=1.00cm；MP=1.62cm。最弱边为HC08—黑山头=1/146000。优于规范1/40000精度要求。

在控制测量过程中，进行了1390m高程面GPS边长与全站仪边长比较、分析与验证，结果（如表1所示）。

表1 1390m高程面GPS边长与全站仪边长比较

综上比较分析，工程平面控制网布设合理，数据平差和精度评定中各项指标达到要求，验算项目完整、方法正确，能充分运用到工程项目中。

4.高程控制网施测

高程路线平差采用南方平差易软件进行平差计算。边长改平，高差推算及改正采用审核后的技术人员编写的Excel表格进行推算。高程路线外业计算包括外业高差和概略高程表的计算、每千米水准测量偶然中误差与附（闭）合路线闭合差的计算，计算概略高程时所用的高差加入正常水准面不平行改正和闭合差改正。

路线每8-10km交叉一次，最终形成2个双节点闭合环，双节点网采用高程网整体平差。起始点高程HA11与HA10的高差做了检核，结果（如表2所示）。

表2 HA10-HA11的高差检核结果

路线长度21.8km，高差闭合差小于限差，平差结果每公里高差中误差=±2.80mm，在限差之内。综上分析，高程控制路线设计和布设合理，起始点稳定，数据采集及处理正确，精度评定值符合规范要求。

5.地质、水文断面测量

地质纵横断面的三维坐标测量采用动态GPS-RTK测量，测量过程中遇到高一级控制点进行了校测验证，校测验证结果是ΔX=0.068m；ΔY=0.067m；ΔH=0.029m。断面数据采集精度、密度及数据处理合理，成图图面完善，各类地物的相互逻辑关系正确。同时在1∶500地形图范围内实测的水文断面，经与地形图数据比较，附和性较好。符合甲方对其勘测的精度要求。

断面数据采用Excel电子表进行桩号、高程的推算调制，并生成绘图软件使用的数据格式文件。采用计算机辅助制图，利用断面图绘图程序直接成图。

6.结束语

投影位置坐标及高程要选择在工程测绘区域内靠近测区中心的位置，之所以靠近中心区域，是为了保持整个控制网长度变形相对均匀，便于达到控制的目的。通过对此供水工程测量的技术路线探讨，对于地形复杂的狭长区域的控制测量和碎部测量以及地质、水文断面测量提供了有益思路和方法。