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摘要：通过本设计探讨了控制测量中运用GPS的优势，在工程控制中运用GPS取代全站仪进行施工控制测量，运用GPS做控制网并且通过精度分析达到设计的规范要求。但还有有待于解决的问题用全站仪的三角高程测量，是否能取代水准几何测量，这个问题在本设计中没有被提到。希望学者们共同来解决。本设计完全为了在排水管道工程的应用，这是历来设计所没有的，而且可以提高工程的进度并达到经济效益，为更好更快的建设社会做出一点贡献。管道的施工放样采用的方法与放样方法的步骤及精度分析，竣工测量的验收，工程的报价。
关键词：GPS定位系统；排水管道；控制测量；施工放样
中图分类号： S276 文献标识码： A
1管道工程的概况
本工程是本溪市内重点的发展对象，是关系到本溪市的今后发展战略。所以此次管道的布设考虑到人口的增加与社会的可持续发展，进行选择管线的路线与管径。本排水管道的布设分为两段分别为地工路与大峪沟，地工路长为4309.5568米；大峪沟长为4453.1972米，全长8762.754米。工程排水管道采用DN1000。
本工程的工期要求为63日历天，工程承包形式为施工总承包，所有材料均由施工单位自行采购，工程质量要求为合格，本工程项目资金来源为自筹。
测区已有资料：（1）1：1万地形图；（2）大峪东沟国家四等GPS点，辽宁科技学院校园1四等水准点高程均为1956年黄海高程系；（3）已知控制点如下表：
已知控制点数据
Known control point data
2 管道中线设计
2.1纵横段面设计
根据水流量设计出管道的直径要满足工程上的需要（根据《室外给排水规范》）：水力计算：排水管渠的流量，应按下列公式计算：
Q=Av
式中： Q－设计流量（m3/s）；
A－水流有效断面面积（m2）；
v－流速（m/s）。
排水管渠的流速，应按下列公式计算：
式中：V—流速（m/s）；
R—水力半径（m）；
I—水力坡度；
n—粗糙系数；
排水管道在不同条件下的最小管径与相应最小设计坡度，宜按表4.2.10采用。
最小管径与相应最小设计坡度表4.2.10
Minimum caliber and corresponding smallest design slopeTable 4.2.10
一般情况下，排水管渠宜埋设在冰冻线以下。当该地区或条件相似地区有浅埋经验或采取相应措施时，也可埋设在冰冻线以上，其浅埋数值应根据该地区经验确定。管顶最小覆土深度，应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻深度和土壤性质等条件，结合当地埋管经验确定。管顶最小覆土深度宜为：人行道下0.6m，车行道下0.7m。
根据以上的要求和规范来规划本设计：
3控制网方案设计
本章主要确定坐标系统，讨论有关管线的控制网设计必要精度，同时对平面控制网和高程网进行网形设计，平面控制网的方案分为闭合导线，动态GPS两种；高程控制网应用水准测量[5]。
3.1平面控制网设计
本设计采用2个四等控制点分别是大峪沟与水泵厂。直接布设四等导线进行控制。另一个平面控制网为动态GPS做为首级控制，直接打点做为施工控制点。
3.1.1 导线控制网的布设
根据中华人民共和国国家标准《室外给排水规范》与《工程测量规范》GB50026-93 中管道测量规定：自流管线的中线测量，可按铁路测量的有关规定执行：
导线测量的主要技术要求表2.1.5
Traverse survey major technique request Table 2.1.5
线路的平面控制 ，采用导线的方法。 选择靠近线路贯通布设 ，导線点宜选在土层良好， 便于观测 ，易保存的地方。平面控制点 应根据需要埋设标石。
管线导线测量的主要技术要求，不应超过表5.2.3 的规定
铁路，一般公路导线测量的主要技术要求表5.2.3
Railroad， average highway traverse survey major technique request Table 5.2.3
注:n为测站数
线路中线的测量应布设附合导线其测量限差应符合表 5.2.17的规定
中线测量的限差表5.2.17
Median line survey tolerance Table 5.2.17
管线测量：自流管线测量的导线相对闭合差不应大于1/1000。方位角闭合差不应超过导线的高程闭合差不应超过（mm）。
根据以上规范与施工区的面积，选取了首级为四等闭合导线的控制网。有两个已知控制点:大峪沟K1，高力坟K2；详情如表格
控制网：布设了七个点，加两个已知控制点，八个边。
3.1.2动态GPS控制网的布设
3.1.2.1选点准备
选点人员在实地选点前，应收集有关布网任务与测区的资料，包括测区1：50000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星跟踪站的资料等。
3.1.2.2点位基本要求
（1）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过；
（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等） ，其距离不小于 200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小50m ；
（3）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等） ；
（4）交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测；
（5）地面基础稳定，易于点的保存；
（6） AA、A 、B 级GPS 点，应选在能长期保存的地点；
（7）充分利用符合要求的旧有控制点；
（8）选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。
3.2控制网精度分析
3.2.1 导线控制网的精度分析
我们可以从导线优化设计分析表格可以看出他的精度完全可以满足我们的施工上的精度。
3.2.2动态GPS控制网的精度分析
3.2.2.1动态GPS定位分类
（1）实时差分动态定位
客观存它是用设安在一个运动载体上GPS信号接收机，及安设在一个基准站之间的另一台GPS接收机，联合测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的运行轨道，故差分动态定位又称相对动态定位。
（2）后处理差分动态定位
它和实时差分动态定位的主要差别在于，在运动载体和基准站之间，不必像实时动态定位那样建立实时数据传输，而是在定位观测以后，对两台GPS接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理，从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上坐标位置。
3.2.2.2单点动态定位
其中矩阵:
(6-3)
3.2.2.3单点动态定位
Ρj0——对应第j颗卫星的伪距观测值
3.2.2.4伪距差分动态定位
所谓差分动态定位（DGPS），就是用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号，用以联合测得动态用户的精密位置。其中一个测站是位于已知坐标点，设在该已知点（又称基准点）的GPS信号接收机，叫做基准接收机。它和安装在运动载体上的GPS信号接收机（简称为动态接收机）同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号。
基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进行比较，便可获得GPS定位数据的改正值。如果及时将GPS改正值发送给若干台共视卫星用户的动态接收机，而改正后者所测得的实时位置，便叫做实时差分动态定位。
4结论
通过本设计我能够进一步的掌握本专业的知识，本设计有些多的特别之处，如用动态GPS做控制网并且通过精度分析已达到本设计的规范要求;并且在施工测量中运用全站仪进行施工放样，取代了以往的光学仪器。但还有有待于解决的问题用全站仪的三角高程测量，是否能取代水准几何测量，这个问题在本设计中没有被提到。希望学者们共同来解决。本设计完全为了在排水管道工程的应用，这是历来设计所没有的，而且可以提高工程的进度并达到经济效益，为更好更快的建设社会做出一点贡献。
参考文献
[1]国家标准，工程测量规范（GB50026-93），北京：中国计划出版社，1993
[2]武汉测绘科技大学，测量学，编写组（第三版），北京：测绘出版社，1991
[3]李青岳，陈永奇主编，工程测量学，北京：人民交通出版社，1995.
关键词：GPS定位系统；排水管道；控制测量；施工放样
中图分类号： S276 文献标识码： A
1管道工程的概况
本工程是本溪市内重点的发展对象，是关系到本溪市的今后发展战略。所以此次管道的布设考虑到人口的增加与社会的可持续发展，进行选择管线的路线与管径。本排水管道的布设分为两段分别为地工路与大峪沟，地工路长为4309.5568米；大峪沟长为4453.1972米，全长8762.754米。工程排水管道采用DN1000。
本工程的工期要求为63日历天，工程承包形式为施工总承包，所有材料均由施工单位自行采购，工程质量要求为合格，本工程项目资金来源为自筹。
测区已有资料：（1）1：1万地形图；（2）大峪东沟国家四等GPS点，辽宁科技学院校园1四等水准点高程均为1956年黄海高程系；（3）已知控制点如下表：
已知控制点数据
Known control point data
2 管道中线设计
2.1纵横段面设计
根据水流量设计出管道的直径要满足工程上的需要（根据《室外给排水规范》）：水力计算：排水管渠的流量，应按下列公式计算：
Q=Av
式中： Q－设计流量（m3/s）；
A－水流有效断面面积（m2）；
v－流速（m/s）。
排水管渠的流速，应按下列公式计算：
式中：V—流速（m/s）；
R—水力半径（m）；
I—水力坡度；
n—粗糙系数；
排水管道在不同条件下的最小管径与相应最小设计坡度，宜按表4.2.10采用。
最小管径与相应最小设计坡度表4.2.10
Minimum caliber and corresponding smallest design slopeTable 4.2.10
一般情况下，排水管渠宜埋设在冰冻线以下。当该地区或条件相似地区有浅埋经验或采取相应措施时，也可埋设在冰冻线以上，其浅埋数值应根据该地区经验确定。管顶最小覆土深度，应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻深度和土壤性质等条件，结合当地埋管经验确定。管顶最小覆土深度宜为：人行道下0.6m，车行道下0.7m。
根据以上的要求和规范来规划本设计：
3控制网方案设计
本章主要确定坐标系统，讨论有关管线的控制网设计必要精度，同时对平面控制网和高程网进行网形设计，平面控制网的方案分为闭合导线，动态GPS两种；高程控制网应用水准测量[5]。
3.1平面控制网设计
本设计采用2个四等控制点分别是大峪沟与水泵厂。直接布设四等导线进行控制。另一个平面控制网为动态GPS做为首级控制，直接打点做为施工控制点。
3.1.1 导线控制网的布设
根据中华人民共和国国家标准《室外给排水规范》与《工程测量规范》GB50026-93 中管道测量规定：自流管线的中线测量，可按铁路测量的有关规定执行：
导线测量的主要技术要求表2.1.5
Traverse survey major technique request Table 2.1.5
线路的平面控制 ，采用导线的方法。 选择靠近线路贯通布设 ，导線点宜选在土层良好， 便于观测 ，易保存的地方。平面控制点 应根据需要埋设标石。
管线导线测量的主要技术要求，不应超过表5.2.3 的规定
铁路，一般公路导线测量的主要技术要求表5.2.3
Railroad， average highway traverse survey major technique request Table 5.2.3
注:n为测站数
线路中线的测量应布设附合导线其测量限差应符合表 5.2.17的规定
中线测量的限差表5.2.17
Median line survey tolerance Table 5.2.17
管线测量：自流管线测量的导线相对闭合差不应大于1/1000。方位角闭合差不应超过导线的高程闭合差不应超过（mm）。
根据以上规范与施工区的面积，选取了首级为四等闭合导线的控制网。有两个已知控制点:大峪沟K1，高力坟K2；详情如表格
控制网：布设了七个点，加两个已知控制点，八个边。
3.1.2动态GPS控制网的布设
3.1.2.1选点准备
选点人员在实地选点前，应收集有关布网任务与测区的资料，包括测区1：50000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星跟踪站的资料等。
3.1.2.2点位基本要求
（1）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过；
（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等） ，其距离不小于 200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小50m ；
（3）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等） ；
（4）交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测；
（5）地面基础稳定，易于点的保存；
（6） AA、A 、B 级GPS 点，应选在能长期保存的地点；
（7）充分利用符合要求的旧有控制点；
（8）选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。
3.2控制网精度分析
3.2.1 导线控制网的精度分析
我们可以从导线优化设计分析表格可以看出他的精度完全可以满足我们的施工上的精度。
3.2.2动态GPS控制网的精度分析
3.2.2.1动态GPS定位分类
（1）实时差分动态定位
客观存它是用设安在一个运动载体上GPS信号接收机，及安设在一个基准站之间的另一台GPS接收机，联合测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的运行轨道，故差分动态定位又称相对动态定位。
（2）后处理差分动态定位
它和实时差分动态定位的主要差别在于，在运动载体和基准站之间，不必像实时动态定位那样建立实时数据传输，而是在定位观测以后，对两台GPS接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理，从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上坐标位置。
3.2.2.2单点动态定位
其中矩阵:
(6-3)
3.2.2.3单点动态定位
Ρj0——对应第j颗卫星的伪距观测值
3.2.2.4伪距差分动态定位
所谓差分动态定位（DGPS），就是用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号，用以联合测得动态用户的精密位置。其中一个测站是位于已知坐标点，设在该已知点（又称基准点）的GPS信号接收机，叫做基准接收机。它和安装在运动载体上的GPS信号接收机（简称为动态接收机）同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号。
基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进行比较，便可获得GPS定位数据的改正值。如果及时将GPS改正值发送给若干台共视卫星用户的动态接收机，而改正后者所测得的实时位置，便叫做实时差分动态定位。
4结论
通过本设计我能够进一步的掌握本专业的知识，本设计有些多的特别之处，如用动态GPS做控制网并且通过精度分析已达到本设计的规范要求;并且在施工测量中运用全站仪进行施工放样，取代了以往的光学仪器。但还有有待于解决的问题用全站仪的三角高程测量，是否能取代水准几何测量，这个问题在本设计中没有被提到。希望学者们共同来解决。本设计完全为了在排水管道工程的应用，这是历来设计所没有的，而且可以提高工程的进度并达到经济效益，为更好更快的建设社会做出一点贡献。
参考文献
[1]国家标准，工程测量规范（GB50026-93），北京：中国计划出版社，1993
[2]武汉测绘科技大学，测量学，编写组（第三版），北京：测绘出版社，1991
[3]李青岳，陈永奇主编，工程测量学，北京：人民交通出版社，1995.