工程施工控制网必要精度与测量分析
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摘要：水道工程施工中控网测量需要达到必要精度，因此在采用静态、动态测量的时候影响控制观测的相应条件以此保证误差在测量的范围内，同时根据实际情况采用较为先进的动态GPS技术完成外业作业。
关键词：GPS技术 必要精度 静态技术 动态技术
一、航道工程测量技术与控网必要精度调整
1、航道GPS测量
航道工程测量中主要的工作对象就是水下地形的测量，主要包括了平面坐标和高程。在以往的测量中采用的是常规的设备或者GPS水下测定来形成水下地形的数据，而很多地形点的高程数字需要的是测深数和水面高程数据相互参考为形成的。水面高程数据由水域测区内2-3把水尺的水位通过插入法才能获得。目前随着先进的高精度测量设备和测绘技术的使用，实时化动态测量技术获得了推广，此技术可以实时化获取卫星数据，对测点进行定位，其高程测量的精度可以到达厘米级别。此种RTK技术的高精度和全球性、全天候的优势使其在水道测量中发挥了较大的作用。
2、水道测量精度的影响因素
1）精度分析
在福姜沙水道测量的过程中，分别在两岸利用GPS技术获得了多个测点的高程数据如下表1：
从前面的测绘结果来看，其中影响其测量精度的因素有以下几点：仪器的误差主要是受到GPS接收机和侧身设备的精度影响；转化误差主要是数据在通过卫星信号进行计算和转化是出现的计算保留位数的误差，如：工程采用其他测高程系统需要将大地高程转化成相应高程是需要保留的位数就会影响测量的精度；另外，吃水、风浪等造成的测量船的摇摆等，会造成接收天线与测量仪器之间存在固定值，因此会影响其测量的精度。
在实际的航道控网测量的时候，测量结果的精度需要将多个因素综合起来进行分析和计算，将船体摇摆、采样速度、同步时差和PTK高程可靠性因素造成误差的影响，和误差都会远远大于测量技术本身的误差，而导致工程施工控制网络的必要精度出现人为的误差。所以应对进行修正才能获得其必要的精度。
2、必要精度的修正
在测量时首先对船体摇摆的姿态进行修正，船体的姿态可以利用电磁姿态修正设备进行辅助控制，修正包括了位置的修正、高程的修正。姿态设备可以对测量船的航向、横摆、纵摆等参数进行软件修正，这样就可以将干扰消除。
其次，利用GPS定位输出的更新率也会影响实时化测量的精确度，现在大多数的设备所采用的输出率可达到20Hz，而测深设备输出速度所受到的是设备的厂商的制造技术，数据输出的延迟也不尽相同。所以定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差就会造成误差。此项误差可以在延迟校正的时候继续修正，修正来那个可以在斜坡上往返测量而获得最终的结果，以此保证必要精度。
最后，测量高程的可靠性调整。PTK高程用于对水深进行测量，其可信度是重要的问题。在作业之前应采用PTK测量的水位和人工观测的水位进行比对，以此来判断其精度，实践证明其精度是较为可靠的。为了保证作业施工的必要精度，通常采用从采集数据中获得高程信息绘制水位线。根据曲线的平滑程度对其进行分析，以此进行修正获得必要精度。
二、控网在水道工程中的应用
在水道测量中，控网技术分为静态和动态两种技术，二者都有其优势和特征，并可以获得较好的效果，下面就分别进行介绍。
1、静态GPS测量的应用
水道测量中，静态测量技术主要是应用在航道首级控制网络，之后在利用其它测量方法进行加密和符合导线测量而得到较为准确的测量成果。其具体的实施步骤如下：1）进入到观测区进行实地的勘测，设计GPS的观测点，查看高等级GPS点方便进行联合测量，并调整获得必要精度；2）GPS控网的布置应根据航道两岸的地形、地物、作业环境、卫星状况、必要精度等进行综合设计，以此形成密度合理布控网络；3）GPS选择测点应考虑到船舶停靠的因素，避免控制点遭到人为的破坏，并且有利于采用其它测量方法进行联合测量，以此方便精度调整和联合校验；4）GPS观测数据的处理应在外业观测完成后，将GPS数据传输至计算机，并利用相应的软件进行相应的数据处理，以此对数据进行分析和质量评估；5）最后利用全站仪测量或者水准测量方式对首级GPS控网进行加密作业，使得每个段落的导线起始都在GPS点上；6）导线点坐标和平差的计算，对每个段落附合导线测量数据传输到计算机中，对数据进行相应的角度、距离平差得到最后的结果，从而获得最终的数据。
2、动态技术的应用
前面提及的PTK技术就是动态化的测量技术，其核心就是载波相位观测值为根据的实施差分GPS技术，其从根本看是一种GPS技术的拓展，在航道维护性测量工程中获得了较好的应用效果。动态定位测量系统的基本原理是选取精度较高的首级控点为基准点，安置相应的信号接收仪，成为基站，对卫星数据进行接收，并实现连续观测，移动站上的接收机与卫星信号连接的同时通过无线设备与基站进行信息互动，并利用计算机进行计算和校正，从而获得动态化的高程和平面数据，以此可以利用实时监控的数据提高测量的质量。
动态测定在水道测量中的应用可以得到水深数据、地形数据、施工放样、监理控制、GIS数据采集等。测量前需要在控制点上进行静态观测，实时确定采用点的空间位置。目前其定位的精度已经达到了厘米级别。动态定位的模式在水道工程测量中的应用前景较为广阔，其可以完成多种数据的采集，尤其是对地形测绘、横断面测量、纵断面测量、水深测量、河床测量等工作。整个测量的工程可以不需要通视条件，测量的江河都可以到达厘米级别具备了常规的测量仪器所不能比拟的优势。PTK技术最大的优势就是其实时测绘的技术特征，可以有效的验证厘米级别的精度测量成果，从而提高了以往GPS的作业效率，每个测量点只需要停留很短的时间就可以完成测量，所以利用很少的人力就可完成较大范围的测量作业，且精确度高于以往的传统技术。GPS与测深仪器联合应用可以准确的获得水深，即完成实时化的水深采样，精度也可以到达厘米级别，从而满足了水运工程的需求。
三、结束语
综合的看，静态和动态测量技术的结合为水道测量提供了技术层面的支持，并且利用准确的网络布置可以完成高效、高精度、测量工作，水深测量、护岸定线等工作。只要在测量中合理的运用辅助设备、计算机分析等就可获得达到必要精度的观测成果。
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