摘要:結(jié)合寧德核電一期工程,通過對機組測量控制網(wǎng)的精度估算、平差方法、結(jié)果以及測設(shè)的環(huán)境條件分析，論證了布設(shè)獨立邊角網(wǎng)作為控制網(wǎng),采用全圓方向觀測法觀測水平角和電磁波往返距離,運用測量工程控制與測量內(nèi)業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理自動化系統(tǒng)的平差程序進行坐標平差計算,可以確保測量成果滿足工程的精度要求。
　　關(guān)鍵詞:控制網(wǎng)，精度估算，平差計算
　　1、工程概況
　　寧德核電位于福建省福鼎市秦嶼鎮(zhèn)的備灣村，距福鼎市區(qū)約32km，距同三高速公路秦嶼出入口約7km。地理位置為東經(jīng)120°17′06″，北緯27°2′42″。該工程規(guī)劃兩臺100萬千瓦級的壓水反應(yīng)堆。每臺核島含反應(yīng)堆廠房等10大廠房,常規(guī)島布置與核島相連,含汽輪機廠房等9大廠房,輔助設(shè)施工程含土石方、海域、前池、淡水工程等。1#、2#機組控制網(wǎng)是建立在主廠房周圍的高精度測量控制網(wǎng)，控制點均由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強制對中觀測墩（平面和高程）組成。
　　2、工程目的
　　為電廠現(xiàn)場前期構(gòu)筑物施工及后期的變形監(jiān)測提供測量基準。滿足工程各子項土建和安裝需要,所布設(shè)的相對精度高于首級控制的精密工程測量控制網(wǎng)。次級網(wǎng)布設(shè),結(jié)合施工場地負挖情況,充分考慮施工總平面圖對場地的要求進行布設(shè)。
　　3、總體思路
　　本測量工程平面坐標系統(tǒng)采用按已知起算數(shù)據(jù)建立的施工坐標系；高程系統(tǒng)采用“1985國家高程基準”。相對點位中誤差不超過±2mm；高程控制網(wǎng)的相鄰點高差中誤差不超過±0.5mm。
　　3.1設(shè)計要求
　　根據(jù)廠區(qū)總平面布置圖進行布設(shè)，使控制點在施工的全過程中起到控制作用，控制網(wǎng)應(yīng)該覆蓋整個主廠區(qū)，以利控制堆芯的平面位置和施工測量，有利于建立廠房內(nèi)部微型控制網(wǎng)測量，使設(shè)備安裝的觀測視線具有多樣性。
　　控制點應(yīng)位于施工期間不易受破壞的位置，保證良好的通視條件，即使在施工期間，也要保持良好的通視條件，應(yīng)便于實施水準測量。
　　3.2初步設(shè)計
　　邊角網(wǎng)設(shè)計應(yīng)在實地踏勘的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合廠區(qū)總平面布置圖和施工總布置圖（本初步設(shè)計方案僅依據(jù)無坐標值的jpg格式圖片設(shè)計）。將具有真坐標值的核電站設(shè)計圖調(diào)入CAD軟件，疊合原有地形圖，優(yōu)化設(shè)計邊角網(wǎng)，邊角網(wǎng)除了應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的觀測要求外，同時還須滿足3.1設(shè)計要求。
　　3.3布網(wǎng)方案
　　3.3.1邊角網(wǎng)
　　邊角網(wǎng)由備灣山至二跳島方向布設(shè)，待定控制點6個，分別為04、05、06、07、08、09。每個待定點均保證三個以上觀測方向，形成控制網(wǎng)線22條。基本控制網(wǎng)點為01、02、03用于平面基準，其中控制點01用于高程控制，布設(shè)為近似等邊三角形，其最小內(nèi)角X,整個網(wǎng)型結(jié)構(gòu)較為合理。基本控制網(wǎng)點布設(shè)在工程挖方區(qū)，觀測墩建立基巖上，控制點04、05、06、07、08、09也布設(shè)在工程挖方區(qū)。
　　
　　3.3.2精度估算
　　本控制網(wǎng)精度估算是根據(jù)間接平差評定平差值及其函數(shù)的精度的原理，按次級控制網(wǎng)設(shè)計圖1獲得觀測值的模擬數(shù)值（近似值），以待定點的坐標值為未知參數(shù)X，組成誤差方程式的系數(shù)陣A，即圖形矩陣（由于A由圖形及觀測值（角度、邊長）種類所決定，故稱圖形矩陣），按儀器的標稱精度（觀測值的精度）確定觀測值的權(quán)陣P，組成法方程式系數(shù)陣ATPA，然后求得逆矩陣（未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣）QXX，得到待定點坐標的方差—協(xié)方差陣。
　　DXX=×QXX=×(ATPA)-1
　　式中M0為先驗單位權(quán)中誤差，按次級控制網(wǎng)精度要求，這里取值1，則網(wǎng)中邊長、水平角、相對點位均為待定點坐標值的函數(shù)：
　　Y=FX
　　按協(xié)方差傳播律，函數(shù)的方差—協(xié)方差陣：
　　DYY=FDXX×FT
　　按照規(guī)范對次級平面控制網(wǎng)基本精度的規(guī)定，以所采用的儀器的標稱精度，估算最弱點（目標函數(shù)）的精度，采用四川省煤田測繪院編制的控制網(wǎng)平差軟件包進行優(yōu)化估算。
　　經(jīng)估算：次級控制網(wǎng)（圖1）的精度估算值如下：
　　MC=1.8mm,PPM=6.9
　　MR=0.8SEC
　　3.3.3控制網(wǎng)平差計算方案
　　因邊長測量和水平角測量的精度不一致，在邊角網(wǎng)平差計算采用驗后定權(quán)法較合理。
　　利用最小二乘平差軟件做邊角網(wǎng)嚴密平差計算，平差結(jié)果中包含：
　　參考點（已知點）坐標；待定點坐標；點位縱、橫向中誤差，點位中誤差、觀測值平均值、改正數(shù)、平差值；單位權(quán)中誤差。限差要求、點位坐標縱、橫向相對中誤差＜±2mm；網(wǎng)點間相對誤差。
　　計算結(jié)果取0.1mm；
　　4、平面控制
　　本工程控制網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用0.5″級的徠卡TCA2003全站儀，水平角的觀測應(yīng)在觀測墩穩(wěn)定期后實施，以保證觀測墩的安全、穩(wěn)固；水平角觀測采用全圓方向觀測法，在外業(yè)施測前，應(yīng)打開傾斜改正開關(guān)，在儀器內(nèi)輸入溫度、氣壓等參數(shù)，進行儀器加乘常數(shù)等方面改正；水平角觀測應(yīng)選擇一個距離適中、通視良好、成像清晰的方向作為零方向，不宜在日出、日落、中午前后、氣溫突變等時段進行外業(yè)觀測。
　　次級平面控制網(wǎng)主要技術(shù)要求嚴格按照核電B.T.S和測量規(guī)范執(zhí)行。
　　外業(yè)觀測時，測站上觀測與記錄由二個人分別執(zhí)行，現(xiàn)場解算測站觀測精度。陽光照射強烈時，為了保證儀器性能的穩(wěn)定，測站上應(yīng)架設(shè)測傘，以確保測站觀測精度。
　　5、高程控制
　　次級高程控制網(wǎng)，采用二等精密水準測量方法，其網(wǎng)形布設(shè)成閉合環(huán)線形式。次級控制網(wǎng)高程從選定的首級控制網(wǎng)高程基準點引測。觀測儀器使用NA2加GPM3和銦鋼水準尺。次級網(wǎng)水準測量應(yīng)按現(xiàn)行GB50026-2007《工程測量規(guī)范》二等水準測量執(zhí)行。
　　二等水準平差前，應(yīng)先進行水準測量標尺尺長、正常水準面不平行、重力異常、溫度等改正，然后計算測段往返較差，環(huán)線閉合差等，并進行了外業(yè)觀測數(shù)據(jù)驗算，計算每公里高差中數(shù)偶然中誤差。
　　外業(yè)數(shù)據(jù)驗算合格后，采用南方測繪“平差易（2005）”軟件進行二等精密水準網(wǎng)平差計算,平差計算資料輸出已知點的高程、待定點高程、待定點高程的中誤差、高差的平均值、改正數(shù)以及測量精度等數(shù)據(jù)，高程計算至0.1mm。
　　6、測量成果
　　1、平面控制網(wǎng)等級：國家二等，驗前單位權(quán)中誤差0.50(s)
　　2、[角度統(tǒng)計結(jié)果]控制網(wǎng)中最小角度：4.0729,最大角度：342.0151
　　3、控制網(wǎng)中最大誤差情況
　　最大點位誤差[AB017]=0.0019(m)
　　最大點間誤差=0.0027(m)
　　最大邊長比例誤差=146946
　　4、精度統(tǒng)計情況
　　平面網(wǎng)驗后單位權(quán)中誤差=0.87(s)
　　7、結(jié)論與建議
　　通過以上對寧德核電一期1#、2#機組測量控制網(wǎng)布控及技術(shù)分析，我們可以知道，第一，在合理組織下布置的邊角控制網(wǎng)，采用全圓方向觀測法，運用坐標平差程序，最終控制網(wǎng)數(shù)據(jù)成果符合事先精度估算的精度并完全滿足工程需要；第二，測設(shè)測量數(shù)據(jù)要選擇最佳時間，由于核電場區(qū)都在海邊，有霧氣和海風(fēng)，故大都選擇在上午9:00-10:30和下午3:00-5:00，這個時間段對測量成果有益；第三，測距時一定要做好氣溫、氣壓、濕度等氣象常數(shù)的記錄工作，以方便后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)改平。
　　參考文獻：
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　　[2]武漢測繪科技大學(xué)《測量學(xué)》編寫組[M]．測量學(xué)．北京：測繪出版社，1991．
　　[3]中華人民共和國建設(shè)部.建筑施工手冊第四冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1995.
　　
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