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广州市城市规划勘测设计研究院
【摘 要】城市等级导线控制网作为城市规划测量中较为基础和重要的保障资料，为城市规划、管理和建设工作提供了良好的基础控制保障，得到了高度重视，然而，城市建设的飞速发展导致基础导线控制网损毁严重。本文详细介绍了广州市中心城区首级导线网的建立过程和数据处理，包括GPS控制网的建立，一级导线网的建立、四等水准网的观测，以及数据处理。
【关键词】控制网；GPS；一级导线；四等水准；数据处理
1 .引言
广州市城市等级导线控制网作为广州市城市规划测量中较为基础和重要的保障资料，得到了高度重视。长期以来，广州市在城市建设过程中建立了较为完善的城市基础导线网，为城市规划、管理和建设工作提供了良好的基础控制保障。但近几年来，城市建设的飞速发展，原有城市道路更新、重修导致基础导线控制网损毁严重，同时新的发展与建设热点区域则控制网覆盖不足。
虽然，广州市已经建立了连续运行卫星定位城市测量综合服务系统（GZCORS），然而由于GPS定位技术本身的制约，GZCORS在建筑密集与电磁波干扰强的区域可能无法直接应用，城市工程测量仍然需要导线控制网的支持。特别是建成区的大型建设工程，控制点布设困难，如有城市基础导线控制网的支持，将大大提高测量精度和效率，能及时地为规划管理、监督服务。
目前广州市中心建成区对于城市基础导线网重建的迫切需求，“广州市（中心城区）城市等级导线控制网重建”项目对广州地区的城市规划和建设提供有效的测绘基础保障，其实施也迫在眉睫。
2 .导线网的建立
2.1 建立方案
城区导线网分为一级、二级、三级导线网，分批建立，低等级网在高等级网下发展。城市道路网复杂，房屋密集高大，导线网布置成附和导线，用全站仪联测，其中一级导线网沿着城区主干道路布设，且控制点宜布置在道路交叉口，方便下一级导线网的布设。二、三级导线网沿次要道路布置。其中一级导线的起算点采用全球卫星定位系统GPS建立，布置成楼顶点，方便引测。
2.2 GPS控制网的布设
根据对城区高等级控制点普查情况，四等以上平面控制点保存较好（完好率95%），但受城市建设的影响，点位几乎没有通视方向。为满足布设等级导线的要求，拟利用我院完成的且实地保存完好的二、三等平面控制点作起算点，适当布设9点四等GPS控制点做起算点的补充。具体设计方案见图1。
根据任务的要求和作业规范，结合目前的卫星情况和接收机的类型，考虑到地形和交通情况，在精度、可靠性和经济性的总体原则下，进行优化设计。
GPS网的图形设计应遵循以下原则：
（1）GPS网应构成尽可能多的闭合环，使平差网组成的闭合环达到最大值，获得最多的图形闭合条件，以增加检核条件，提高网的可靠性。
（2）保证有一定的重复基线，相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。
（3）GPS网点应尽量与原有控制网点相重合，应与原有坐标系中的控制点联测，并联测点分布均匀。
（4）GPS网点应设在空旷开阔的地方，为便于利用常规测量方法加密控制测量，每点应有一个以上的通视方向。
2.3 一级导线网建立
（1）以四等GPS控制点作为起始点，布设等级导线控制网。
（2）用四等水准测量的方法，将一级导线点联测高程。
2.3.1 导线网的布设原则
（1）导线网中，结点与高级点或结点与结点间的导线长度不应大于附合导线规定长度的0.7倍；
（2）当附合导线长度短于规定长度的1/3时，导线的全长闭合差不应大于0.13m；
（3）特殊情况下，导线总长和平均边长可放宽至表8规定长度的1.5倍，但其全长闭合差不应大于0.26m；
（4）四等及以下各级导线网可布设成多结点无定向导线网，起算点不应少于3个，且应均匀分布；
（5）导线相邻边长之比不宜大于1：3；
（6）当附合导线的边数大于12条边时，其测角精度应提高一个等级。
3 .控制网数据处理
控制网数据处理包括GPS控制网的数据处理、一级导线的数据处理和四等水准数据处理。GPS控制网数据处理采用TBC和同济大学TGPPS后处理软件；一级导线数据处理采用自编Excel脚本进行数据整理，后续的平差计算采用院自编软件-控制网平差软件；四等水准数据处理采用自编软件进行格式转化，后续平差计算采用南方平差易2005。
3.1 GPS数据处理
基线解算采用TBC软件，剔除粗差后，所有基线均得到固定解，水平精度优于2cm，垂直精度优于5cm，表明野外观测质量良好。
平差计算采用同济大学TGPPS后处理软件，分两步进行，先在WGS-84坐标系中固定一点的WGS-84坐标进行三维无约束平差，然后在广州市平面坐标系统中进行约束平差计算。
3.2 一级导线数据处理
一级导线测量的数据采用人工记录的形式，经内业输入到EXCEL中，运行自编的EXCEL脚本程序，计算得到2C、竖盘指标差、水平角、垂直角、平距等，方便后续平差计算。如图5所示。
按照我院平差软件的格式说明，将附和导线按照要求编写文件格式，运行软件平差计算，结果如下表所示。
对导线进行精度分析，结果表明所有导线点最大点位中误差均优于5cm，方位角闭合差和导线全长相对闭合差都满足要求，表明所有导线合格。
3.3 四等水准数据处理
本项目采用DINI电子水准仪，数据量大，复杂，根据自编软件转换为南方平差易数据格式，方便后续平差。
4.结论
本文主要介绍了广州市中心城区一级导线的建立过程，重点在于四等GPS控制网的建立和数据处理、一级导线的建立和数据处理、四等水准的观测和數据处理，对类型的工程项目具有很好的借鉴作用。
参考文献
[1]朱继文，李秀海. 边角权匹配对城市大型导线网平差结果精度影响分析[J].测绘工程，1996.9（3），50-54.
[2]钱志宏. 苏州吴中相城一级导线和四等水准测量实施与分析[J].工程技术， 2010.2（1），325.
[3] CJJ 8-99.城市测量规范[S].
[4] GB/T12898-2009，国家三、四等水准测量规范[S].北京：中国标准出版社，2009.
[5]王育坚.Visual C++面向对象编程教程[M].清华大学出版社，2003.
[6]南方平差易说明书.
作者简介：
陈志光（1988-），男，汉族，助理工程师。
【摘 要】城市等级导线控制网作为城市规划测量中较为基础和重要的保障资料，为城市规划、管理和建设工作提供了良好的基础控制保障，得到了高度重视，然而，城市建设的飞速发展导致基础导线控制网损毁严重。本文详细介绍了广州市中心城区首级导线网的建立过程和数据处理，包括GPS控制网的建立，一级导线网的建立、四等水准网的观测，以及数据处理。
【关键词】控制网；GPS；一级导线；四等水准；数据处理
1 .引言
广州市城市等级导线控制网作为广州市城市规划测量中较为基础和重要的保障资料，得到了高度重视。长期以来，广州市在城市建设过程中建立了较为完善的城市基础导线网，为城市规划、管理和建设工作提供了良好的基础控制保障。但近几年来，城市建设的飞速发展，原有城市道路更新、重修导致基础导线控制网损毁严重，同时新的发展与建设热点区域则控制网覆盖不足。
虽然，广州市已经建立了连续运行卫星定位城市测量综合服务系统（GZCORS），然而由于GPS定位技术本身的制约，GZCORS在建筑密集与电磁波干扰强的区域可能无法直接应用，城市工程测量仍然需要导线控制网的支持。特别是建成区的大型建设工程，控制点布设困难，如有城市基础导线控制网的支持，将大大提高测量精度和效率，能及时地为规划管理、监督服务。
目前广州市中心建成区对于城市基础导线网重建的迫切需求，“广州市（中心城区）城市等级导线控制网重建”项目对广州地区的城市规划和建设提供有效的测绘基础保障，其实施也迫在眉睫。
2 .导线网的建立
2.1 建立方案
城区导线网分为一级、二级、三级导线网，分批建立，低等级网在高等级网下发展。城市道路网复杂，房屋密集高大，导线网布置成附和导线，用全站仪联测，其中一级导线网沿着城区主干道路布设，且控制点宜布置在道路交叉口，方便下一级导线网的布设。二、三级导线网沿次要道路布置。其中一级导线的起算点采用全球卫星定位系统GPS建立，布置成楼顶点，方便引测。
2.2 GPS控制网的布设
根据对城区高等级控制点普查情况，四等以上平面控制点保存较好（完好率95%），但受城市建设的影响，点位几乎没有通视方向。为满足布设等级导线的要求，拟利用我院完成的且实地保存完好的二、三等平面控制点作起算点，适当布设9点四等GPS控制点做起算点的补充。具体设计方案见图1。
根据任务的要求和作业规范，结合目前的卫星情况和接收机的类型，考虑到地形和交通情况，在精度、可靠性和经济性的总体原则下，进行优化设计。
GPS网的图形设计应遵循以下原则：
（1）GPS网应构成尽可能多的闭合环，使平差网组成的闭合环达到最大值，获得最多的图形闭合条件，以增加检核条件，提高网的可靠性。
（2）保证有一定的重复基线，相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。
（3）GPS网点应尽量与原有控制网点相重合，应与原有坐标系中的控制点联测，并联测点分布均匀。
（4）GPS网点应设在空旷开阔的地方，为便于利用常规测量方法加密控制测量，每点应有一个以上的通视方向。
2.3 一级导线网建立
（1）以四等GPS控制点作为起始点，布设等级导线控制网。
（2）用四等水准测量的方法，将一级导线点联测高程。
2.3.1 导线网的布设原则
（1）导线网中，结点与高级点或结点与结点间的导线长度不应大于附合导线规定长度的0.7倍；
（2）当附合导线长度短于规定长度的1/3时，导线的全长闭合差不应大于0.13m；
（3）特殊情况下，导线总长和平均边长可放宽至表8规定长度的1.5倍，但其全长闭合差不应大于0.26m；
（4）四等及以下各级导线网可布设成多结点无定向导线网，起算点不应少于3个，且应均匀分布；
（5）导线相邻边长之比不宜大于1：3；
（6）当附合导线的边数大于12条边时，其测角精度应提高一个等级。
3 .控制网数据处理
控制网数据处理包括GPS控制网的数据处理、一级导线的数据处理和四等水准数据处理。GPS控制网数据处理采用TBC和同济大学TGPPS后处理软件；一级导线数据处理采用自编Excel脚本进行数据整理，后续的平差计算采用院自编软件-控制网平差软件；四等水准数据处理采用自编软件进行格式转化，后续平差计算采用南方平差易2005。
3.1 GPS数据处理
基线解算采用TBC软件，剔除粗差后，所有基线均得到固定解，水平精度优于2cm，垂直精度优于5cm，表明野外观测质量良好。
平差计算采用同济大学TGPPS后处理软件，分两步进行，先在WGS-84坐标系中固定一点的WGS-84坐标进行三维无约束平差，然后在广州市平面坐标系统中进行约束平差计算。
3.2 一级导线数据处理
一级导线测量的数据采用人工记录的形式，经内业输入到EXCEL中，运行自编的EXCEL脚本程序，计算得到2C、竖盘指标差、水平角、垂直角、平距等，方便后续平差计算。如图5所示。
按照我院平差软件的格式说明，将附和导线按照要求编写文件格式，运行软件平差计算，结果如下表所示。
对导线进行精度分析，结果表明所有导线点最大点位中误差均优于5cm，方位角闭合差和导线全长相对闭合差都满足要求，表明所有导线合格。
3.3 四等水准数据处理
本项目采用DINI电子水准仪，数据量大，复杂，根据自编软件转换为南方平差易数据格式，方便后续平差。
4.结论
本文主要介绍了广州市中心城区一级导线的建立过程，重点在于四等GPS控制网的建立和数据处理、一级导线的建立和数据处理、四等水准的观测和數据处理，对类型的工程项目具有很好的借鉴作用。
参考文献
[1]朱继文，李秀海. 边角权匹配对城市大型导线网平差结果精度影响分析[J].测绘工程，1996.9（3），50-54.
[2]钱志宏. 苏州吴中相城一级导线和四等水准测量实施与分析[J].工程技术， 2010.2（1），325.
[3] CJJ 8-99.城市测量规范[S].
[4] GB/T12898-2009，国家三、四等水准测量规范[S].北京：中国标准出版社，2009.
[5]王育坚.Visual C++面向对象编程教程[M].清华大学出版社，2003.
[6]南方平差易说明书.
作者简介：
陈志光（1988-），男，汉族，助理工程师。