廣州白云國際機場場外航煤輸送管道工程測量

馬力，林騰輝，盧榮（廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060）

廣州白云國際機場場外航煤輸送管道工程測量

馬力?，林騰輝，盧榮
（廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060）

廣州白云國際機場場外航煤輸送管道工程項目測量任務是一宗超大型的多測量類型的綜合性項目。本文綜合運用E級GPS，三級RTK控制測量，四等水準，過河水準測量，帶狀數字化地形圖測量，線路縱斷面測量，無驗潮模式水下地形測量及線路測量等技術方法，得到 1∶500、1∶2 000帶狀數字地形圖及縱斷面圖成果。

航煤輸送管道工程；控制測量；CORS；地形圖測繪；縱斷面測量

1 引 言

為滿足廣州地區航空運輸業發展及白云機場業務量增長的需求，解決現有航空煤油的供應瓶頸、有效降低運輸成本和加強航空煤油供應保障性，擬建設廣州白云國際機場場外航煤輸送管道工程項目（以下簡稱航煤輸送管道），航煤輸送管道全線擬建總長約 93 km。管線全線埋設地下，大部分為開挖式埋設，其中經過河流、公路、鐵路的地方采用定向鉆穿越施工方法。

考慮到廣州白云國際機場場外航煤輸送管道工程項目測量任務是一宗超大型的多測量類型的綜合性項目。本項目需要進行E級GPS、四等水準、三級RTK控制測量，過河水準測量，線路 1∶2 000帶狀數字化地形圖測量，復雜地段及穿（跨）越位置 1∶500數字化地形圖測量，線路縱斷面測量（包括河道縱斷面測量）。

2 控制測量

2.1 E級GPS控制網

航煤輸送管道工程由于線路較長，部分區域遠離廣州市坐標系的中央子午線，為了使投影長度變形不大于 2.5 cm/km（相對誤差為1/40000），設置了東西兩個投影帶，其中西投影帶中央子午線經過白云山摩星嶺，東投影采用114°中央子午線［1］。本項目E級GPS控制網共布設42個點，共聯測20個四等以上GPS控制點，E級控制網基線數據處理軟件采用JAVAD隨機軟件Pinnacle軟件進行解算，將解算出來的基線用同濟大學GPS后處理軟件TGPPS for Windows進行平差計算。首先在WGS-84坐標系下進行三維無約束平差計算，然后在廣州坐標系下進行約束平差，如圖1所示。

圖1　航煤輸送管道工程E級GPS控制網

? 收稿日期:2016—02—23

作者簡介:馬力（1985—），男，工程師，主要從事城市工程測量方面工作。

基金項目：廣州市科技計劃項目（2012Y2-00035；2013Y2-00031）

平差時，以13個起算點的廣州坐標系西投影帶坐標成果作為約束，進行二維約束平差，平差得到該段控制點的廣州西帶坐標。在投影帶分界線以東范圍的8 個E級控制點獨立構成東帶E級GPS控制網，采用7個起算點的東投影帶坐標進行平差計算，輸出東投影帶坐標成果，以滿足投影帶分界線以東1∶500地形圖測圖需要。利用東西投影帶公共樣本點的兩套坐標，實現了兩投影帶的換帶計算。

E級GPS測量精度如表1所示，東西投影帶樣本點位坐標精度如表2所示。

E級GPS精度統計表 表1

東、西投影帶樣本點位坐標誤差 表2

2.2 三級CORS RTK

本項目以《全球定位系統城市測量技術規程》［2］為依據，結合已建立的廣州市連續運行衛星定位城市測量服務綜合系統（GZCORS），共布設三級CORS RTK控制點54個，共27組，精度情況如表3所示。

GZCORS-RTK檢測精度表 表3

3 高程測量

3.1 四等水準測量

四等水準測量儀器采用Leica NA2水準儀，檢校按相關規定進行，具體作業方法按照《國家三、四等水準測量規范》［3］執行。E級GPS點高程及三級RTK點高程均采用GPS測量方式，GPS高程測量工作完成后，對E級控制點及三級RTK分別進行10%的四等水準檢測。利用二、三等水準點作為已知點，布設成四等水準附合線路。檢測較差為30L 。L為附合路線長度，以千米為單位，如表4所示。

四等水準高程和RTK/GPS靜態高程對比表 表4

3.2 跨河水準測量

四等水準跨河河面大于 100 m需施測跨河水準測量，其中流溪河、增江三處河面需要進行跨河水準測量?？绾铀疁蕼y量場地的選定與布設應遵循以下要求:

（1）跨河場地應選擇在水面較窄、土質堅實、便于設站的河段。應盡可能有較高的視線高度，安置標尺和儀器點應盡量等高。

（2）跨河水準測量的場地，應使兩岸儀器及標尺點能構成平行四邊形、等腰梯形、大地四邊形、“Z”字形或類似圖形，以便保證觀測質量。

跨河水準測量儀器采用WILD N3、DiNi12水準儀，檢校按相關規定進行，具體作業方法按照《國家三、四等水準測量規范》執行?？绾铀疁蕼y量場地選擇在水面較窄、土質堅實、便于設站的河段，兩岸儀器及標尺點能構成平行四邊形。四段跨河水準測量最大每測回高差中誤差0.45 mm，最大高差中數中誤差0.23 mm，滿足技術規范的要求。

4 地形圖測繪

本項目需要沿管道中線測繪寬度為 120 m、長88.1 km的1∶2 000帶狀地形圖測繪，面積13.4 km2，復雜地段及穿越位置共15處 1∶500數字化地形圖測量，如圖2所示。

圖2　1∶2000、1∶500地形圖圖幅接合表

4.1 陸地帶狀地形圖測繪

陸地帶狀地形圖測繪采用免棱鏡全站儀，進行圖根導線和細部測量。圖根導線施測全部采用全站儀和反射棱鏡，外業觀測時采用電纜連接全站儀傳輸到PDA存儲器，采用測區成果處理系統軟件進行圖根導線平差計算。航煤輸送管道工程帶狀地形圖繪制基于EPS2008平臺軟件，數字法測圖的工作過程主要有:數據采集、數據處理、外業連線、數字化成圖、成果輸出和數據管理。

圖3　廣州市規劃基礎信息化測繪平臺數據檢查窗口

如圖3所示，采用廣州市規劃基礎信息化測繪平臺對地形圖數據進行數據檢查［4］，該平臺提供了外業數據采集記錄、內業平差計算、數據導入、地形圖繪制、數據質量檢查、數據轉換等成套的作業模塊。通過VBScript腳本批量自動執行、對檢查出的錯誤自動定位，并提供自動修復方法及交互編輯方法，對不符合要求的數據進行修改，實現測量外業、內業、入庫一體化，成果滿足《廣州市基礎地理空間數據庫數據整理工作手冊》的要求［5，6］。

4.2 水下地形圖測繪

除陸地地形測繪外，還有河道，如流溪河、增江等共4處河道需要進行水下地形測量，采用GPS與測深儀的有機組合，基于“GZCORS結合大地水準面精化成果”的三維實時定位技術在水下地形測量的應用，實現無驗潮模式水下地形測量作業。在無驗潮模式水下高程測量作業前進行已知控制點的坐標檢核，測深作業前、后按規范要求在測區對測深儀進行現場比對。

在GPS-RTK工作模式下，流動站GPS可測得其天線幾何中心的基準高程h1，再減去GPS天線到水面的高度h2，即可反算出水面基準高程。水面基準高程減去測深儀測得的水深h3，就可得到水底點的基準高程，故水底點基準高程可表示為:h=h1-h2-h3［7］。該方法能有效消除波浪、潮汐、水位落差等因素對水底高程的影響。

本項目采用廣州中海達HD-27型全數字測深儀進行水深測量，在每次測深前后都要利用比測板對測深儀測深數據進行檢測。通過調整聲速，以得到最佳測深效果。測量完成后，再通過布設測深檢查線進行檢查，將測深檢查線與主測深線相交處圖上 1 mm范圍內水深點的深度進行比對，比對互差要滿足各項精度要求［8］。經處理的數據文件（?.HTT）可以直接供中海達海洋成圖軟件調用，生成水下地形圖。

5 縱斷面測量

縱斷面測量在陸地上可采用全站儀、GZCORS RTK直接測定斷面點的坐標和高程。對于復雜的水下地形，如岸線邊緣地帶有水草、石頭、木樁、淺灘等的地方，可以采用GPS-RTK定位結合測桿測深的方法獲得。對于測量船無法到達的淺灘可采用GPS-RTK步行測深的方式來完成野外數據的采集，或者采用全站儀架設在岸上，人工拿花桿棱鏡采集散點的方式進行。圖4給出某測段繪制的縱斷面圖與地形圖的對比情況。本項目斷面測量為管道中線縱斷面測量，具體測量技術要求如下:

圖4　某測段縱斷面與地形圖對比

（1）斷面點的取舍視現場情況而定，斷面在高低有變化的拐點處均要采集平面坐標和高程，以能合理表達地形變化為原則。局部高差變化小于 0.5 m的溝坎可舍去，斷面點間距不應大于圖上 50 mm。

（2）管中線通過河流、水塘、沖溝、溝渠時應加密斷面點。

（3）管中線通過河流時，中線兩側 25 m平行線須要測量水底標高，標高僅在地形圖上表示，不需要繪制縱斷面圖。

6 結 論

本項目需要進行E級GPS、四等水準、三級RTK控制測量，過河水準測量，線路 1∶2 000帶狀數字化地形圖測量，復雜地段及穿（跨）越位置 1∶500數字化地形圖測量，線路縱斷面測量（包括河道縱斷面測量）及線路測量。測量類型多樣，要求相對復雜，對大型線路測量的控制網布設、跨帶投影、地形圖測繪等技術問題具有一定的指導意義。

［1］喻永平.投影長度變形對廣州地鐵21號線線路設計的影響［J］.測繪通報，2014（1）：77～79.

［2］CJJT73-2010.全球定位系統城市測量技術規程［S］.

［3］GBT12898-2009.國家三、四等水準測量規范［S］.

［4］廣州市城市規劃局.廣州市城市規劃基礎地理信息系統數據整理工作手冊（1∶500、1∶1000、1∶2000）［R］.

［5］秦亮軍，劉洋，歐海平等.廣州市基礎地理空間數據建庫及動態更新［J］.測繪工程，2010，19（5）：44～48.

［6］張鵬程.廣州市基礎地理空間數據庫建庫及動態更新關鍵技術研究［J］.城市勘測，2009（6）：11～14.

［7］馬小計，何義斌，趙建虎.無驗潮模式下的GPS水下地形測量技術［J］.測繪科學，2003，28（2）：29～34.

［8］封振玲，李志剛.數字測深儀與GPS RTK相結合進行無驗潮模式水下地形測量［J］.礦山測量，2006（3）：68～70.

Engineering Survey of Running Piping Outside of Guangzhou Baiyun International Airport

Ma Li，LinTengHui，Lu Rong
（Guangzhou Urban Planning&Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China）

Engineering survey of running piping outside of Guangzhou Baiyun international airport contains E GPS，ⅢRTK Control survey，fourth-grade leveling，river-crossing leveling，zoster section survey，profile survey and underwater topographic survey with tide-free mode.We obtain some useful conclusions on topographic maps of 1∶500，1∶2000 and section drawings.

engineering of running piping；control survey；cors；topographical survey；profile survey

1672-8262（2016）02-132-04中圖分類號：P258

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