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文檔簡介

1、工程控制測量,昌樟高速公路改擴建項目AP4標項目經(jīng)理部 2013年6月,讓世界更暢通,目錄,一、平面控制測量的建網(wǎng)模式 二、常用坐標系 三、常用導(dǎo)線測量形式及坐標計算 四、導(dǎo)線測量的等級分類及要求 五、導(dǎo)線測量中邊長的改正投影計算方法 六、施工控制測量指導(dǎo)書 七、三角高程測量,目錄,一、平面控制測量的建網(wǎng)方式: 1 三角鎖(基本不用) 2導(dǎo)線測量(優(yōu)點:可以和三角高程一起施測,共同完成平面和三、四等級別的高程控制測量) 3全球定位系統(tǒng)測量(英文縮寫GPS)(只能做平面控制測量) 二、常用坐標系 1. 1 大地坐標系統(tǒng): 包括大地空間直角坐標系和極坐標系 大地空間坐標系通常按不同參考橢球建立,以

2、橢球體中心為原點,起始子午面與某個點的空間坐標用X,Y, Z表示。 大地空間極坐標系中,某點的位置用B 、L 、H表示,L為該點的經(jīng)度,B為該點緯度,H為該點的大地高(大地高=正常高+高程異常)。具體解釋為:其地面上一點的大地經(jīng)度L為大地起始子午面與該點所在的子午面所構(gòu)成的二面角,由起始子午面起算,向東為正,稱為東經(jīng)(0180),向西為負,稱為西經(jīng)(0180);大地緯度B是經(jīng)過該點作橢球面的法線與赤道面的夾角,由赤道面起算,向北為正,稱為北緯(090),向南為負,稱為南緯(090);大地高H是地面點沿橢球的法線到橢球面的距離。,平面控制測量的建網(wǎng)方式,12高斯平面坐標系統(tǒng): 適用于高斯-克呂格

3、投影的一種坐標系統(tǒng)。高斯- 克呂格投影是按分帶(3度或6度帶)方法各自進行投影,故各帶坐標成獨立系統(tǒng)。以中央經(jīng)線投影為縱軸(x), 赤道投影為橫軸(y),兩軸交點即為各帶的坐標原點。 縱坐標以赤道為零起算,赤道以北為正,以南為負。我國位于北半球,縱坐標均為正值。橫坐標如以中央經(jīng)線為零起算,中央經(jīng)線以東為正,以西為負,橫坐標出現(xiàn)負值,使用不便,故規(guī)定將坐標縱軸西移500公里當作起始軸,凡是帶內(nèi)的橫坐標值均加 500公里。 舉例:某點坐標X=3173760.226 Y=25537173.080 其中Y坐標25為帶號,坐標減去500公里,實際坐標Y=37173.080。 高速鐵路、公路、地鐵、水電工

4、程,市政工程常用高斯坐標系統(tǒng)。 13 施工獨立坐標系統(tǒng): 為了施工需要建立的一種坐標系統(tǒng),鐵路長大隧道常用的一種獨立控制網(wǎng)。 舉例:以隧道線路左線前進方向為X 軸,作為其正方向,Y軸可以取0或一固定值(比如1000,這樣是為了避免某些點的Y值出現(xiàn)負值),這樣,在直線隧道中X值就是里程,Y可以直觀的反應(yīng)出,常用坐標系,點位的偏移量或偏移方向。 比如以直線隧道的線路前進方向為X軸正向,Y軸坐標為1000。 某點坐標X=194115.4450 Y=1000.0150 可以直觀地看出該點里程為194+115.4450,點位偏移線路0.0150,向右偏。 三、常用導(dǎo)線測量形式及坐標計算: 2. 1 支導(dǎo)

5、線(無復(fù)核條件,不主張采用。應(yīng)獨立進行兩次以作比較) 2. 2 附合導(dǎo)線(已知首尾四個導(dǎo)線點,進行中間點加密布置) 2. 3 閉合導(dǎo)線(特殊形式感的附合導(dǎo)向線) 2. 4 無定向?qū)Ь€(先假定坐標系統(tǒng),求出夾角,再進行常規(guī)導(dǎo)線計算) 2. 5 坐標計算:(方位角的計算、坐標增量計算) 四、導(dǎo)線測量的等級分類及要求: 工程測量規(guī)范等級分為國家一、二、三、四等和國家一、二、三級,精度由高到底,根據(jù)工程測量規(guī)范的要求建立不同等級的導(dǎo)線控制網(wǎng)。(不同行業(yè)結(jié)合工程測量規(guī)范,制定自己的測量規(guī)范),常用坐標系,工程測量規(guī)范的要求,表1 導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求,導(dǎo)線測量的等級分類及要求,表2 水平角方向觀測法技

6、術(shù)要求,導(dǎo)線測量的等級分類及要求,表3 水平角方向觀測的測回數(shù)技術(shù)要求,導(dǎo)線測量的等級分類及要求,其中有幾個指標是考核一個控制網(wǎng)精度是否達標的主要數(shù)據(jù): 方位角閉合差: 根據(jù)導(dǎo)線形式,通過已知的起算方位角和觀測的導(dǎo)線夾角,來計算導(dǎo)線的方位角閉合差,其限差要小于規(guī)范相應(yīng)等級要求的數(shù)值,這樣該導(dǎo)線才滿足要求,方可進行下一步計算。 舉例:某導(dǎo)線按四等網(wǎng)測量,測角數(shù)位9,其角度閉合差應(yīng)小于正負5*9=15。 測角中誤差 簡易計算測角中誤差有兩種計算方法: (1)、按左、右角閉合差計算:,(2 )、按導(dǎo)線方位角閉合差計算:,導(dǎo)線測量的等級分類及要求,其中:,-附合導(dǎo)線(或閉合導(dǎo)線)的方向角閉合差;,n-

7、三角形個數(shù)或計算的測站數(shù),N-附合導(dǎo)線或閉合導(dǎo)線環(huán)的個數(shù)。,-左、右角之和360與之差,導(dǎo)線測量的等級分類及要求,舉例計算: 某導(dǎo)線網(wǎng)有N=2個閉合環(huán),環(huán)1角度閉合差為+2,35秒,測站為n=6,環(huán)2角度閉合差為-3.38秒,測站位n=4。 運用上述公式,計算測角中誤差=1.37秒 導(dǎo)線全長相對閉合差 本指標是導(dǎo)線測量中最重要的一個精度考核標準。常用K表示。 觀測手簿的記錄、檢查和觀測數(shù)據(jù)的劃改,應(yīng)遵守下列規(guī)定: (1)水平角觀測的秒值讀、記錯誤,應(yīng)重新觀測,度分讀、記錯誤可在現(xiàn)場更正。但同一方向盤左、盤右不得同時更改相關(guān)數(shù)字。 (2)天頂距觀測中,分的讀數(shù)在各測回中不得連環(huán)更改。 (3)距離

8、測量中,每測回開始要讀、記完整的數(shù)字,以后可讀、記尾數(shù)。厘米以下數(shù)字不得劃改。米和厘米部分的讀、記錯誤,在同一距離的往返測量中,只能劃。,導(dǎo)線測量的等級分類及要求,五、導(dǎo)線測量中邊長的改正投影計算方法: (1)歸化導(dǎo)測區(qū)平均高程面: D1=D測*(1+(H平-H邊)/R) 式中:D 測=測距兩點的水平距離 H平=測區(qū)的平均高程,即投影面的高程 H邊=測距邊兩點的平均高程 R=參考橢球體在測距邊方向法截弧的曲率半徑,一般近似取R=6371000。 (2)測距邊投影到高斯投影面的長度 D2=D1*(1+Y*Y/2/R/R) 式中: Y=測距邊兩點橫坐標之平均值 R=測距邊中點的平均曲率半徑,通常取

9、近似值R=6371000。 還有一種情況是,在高斯投影中,第一步投影是先投影到0平面上,及第一步計算中H平=0。,導(dǎo)線測量中邊長的改正投影計算方法,舉例計算:,假定A-B的實測舉例為356.3890 計算其高斯投影后的距離(先投影到H=0,再投影到高斯面) 第一步投影: D1=356.3890*(1-250/6371000)=356.2750 第二步投影: D2=356.2750*(1+34662*34662/206371000/6371000)=356.2803 在本例計算中,要注意的是:Y值應(yīng)先減去500公里后再計算。,這一點必須牢記!,導(dǎo)線測量中邊長的改正投影計算方法,六、施工控制測量指

10、導(dǎo)書. (一)施工控制測量工藝流程圖,技 術(shù) 設(shè) 計,踏勘、選點、建標、埋石,儀器設(shè)備檢校,外業(yè)觀測(測角、測距、水準、GPS),觀測原始記錄檢查,數(shù)據(jù)預(yù)處理、平差計算,整理成果資料,編寫技術(shù)總結(jié)報告,檢查驗收,施工控制測量指導(dǎo)書,(二)施工控制測量方法及要求 作業(yè)指導(dǎo)書是針對施工控制測量的特點和作業(yè)需要編寫的,服務(wù)范圍是二等以下施工平面控制網(wǎng)、平高控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)的建立和控制點加密。使用本指導(dǎo)書進行測量作業(yè),應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)程規(guī)范。如業(yè)主有特殊要求的,按業(yè)主要求執(zhí)行。,(三)準備工作 1收集資料: 包括:(1)控制測量資料包括成果表、點之記、展點圖、路線圖、計算說明和技術(shù)總結(jié)等。收集資料時要查

11、明施測年代、作業(yè)單位、依據(jù)規(guī)范、平高系統(tǒng)、施測等級和成果的精度評定。 (2)收集合同文件、工程設(shè)計文件、業(yè)主(監(jiān)理)文件中有關(guān)測量專業(yè)的技術(shù)要求和規(guī)定。 (3)準備相應(yīng)的規(guī)范:國家三角測量規(guī)范、工程測量規(guī)范及相應(yīng)作業(yè)的行業(yè)規(guī)范。 2.現(xiàn)場踏勘 攜帶收集到的測區(qū)地形圖、控制展點圖、點之記等資料到現(xiàn)場踏勘。踏勘主要了解以下內(nèi)容: (1)原有的三角點、導(dǎo)線點、GPS點的位置,了解覘標、標石和標志的現(xiàn)狀,其造標埋石的質(zhì)量,以便決定有無利用價值。,(2)現(xiàn)場踏勘應(yīng)作好記錄,并編寫踏勘報告。,施工控制測量指導(dǎo)書,3.技術(shù)設(shè)計 技術(shù)設(shè)計是根據(jù)工程建設(shè)項目的規(guī)模和對施工測量精度的要求,及合同、業(yè)主和監(jiān)理的要求

12、,結(jié)合測區(qū)自然地理條件的特征,選擇最佳布網(wǎng)方案和觀測方案,保證在規(guī)定期限內(nèi)多快好省地完成生產(chǎn)任務(wù),,技術(shù)設(shè)計必須包括下列主要內(nèi)容: (1)任務(wù)概述:說明工程建設(shè)項目的名稱、工程規(guī)模、來源、用途、測區(qū)范圍、地理位置、行政隸屬、任務(wù)的內(nèi)容和特點、工作量以及采用的技術(shù)依據(jù)。 (2)說明控制網(wǎng)采用的平面基準、等級劃分以及各網(wǎng)點或?qū)Ь€點的點號、位置、圖形、點的密度、已知點的利用與聯(lián)測方案;初步確定的覘標高度與類型、標石的類型與埋設(shè)要求;觀測方法及使用的儀器。 (3)內(nèi)業(yè)計算:外業(yè)成果資料的分析和評價,選定的起算數(shù)據(jù)及其評價,選用的計算數(shù)學(xué)模型,計算與檢校的方法及其精度要求,成果資料的要求等。,4.檢校儀

13、器 按規(guī)范要求在控制測量作業(yè)前對準備使用的儀器和配套的器具進行檢定和校準。,施工控制測量指導(dǎo)書,5選點埋石:選點是把圖上設(shè)計的點位落實到實地,并根據(jù)具體情況進行修改。邊角網(wǎng)點選在通視良好、交通方便、地基穩(wěn)定且能長期保存的地方。視線要避開障礙物。對于能夠長期保存、離施工區(qū)較遠的點要考慮到圖形結(jié)構(gòu)和便于加密。直接用于施工放樣的控制點要便于放樣。 GPS網(wǎng)的選點不要求相連的邊都通視,但為了使用常規(guī)儀器測量時能夠后視和檢核,每點至少有兩個點與它通視。同時要求地勢開闊,能夠接收到足夠的衛(wèi)星信號。 埋設(shè)地面標石是將灌制好的嵌有金屬中心標志的標石澆筑埋設(shè)于地面,其過程是:挖基坑,坑底要整平夯實,再填砂石搗固

14、,澆底層混凝土樹標石并澆筑混凝土。在基巖層上或堅硬的混凝土路面上,可以直接鉆孔,將刻有中心標志的脹錨螺栓打入孔內(nèi)。,6全站儀外業(yè)角度、距離、高差觀測: 全站儀用于控制測量,可以將測水平角、立角、斜距一次進行。同時還可以測量平距、高差用來檢核計算,在已知點上還可以測量各觀測點的坐標作為平差中的近似坐標。全站儀測角除讀數(shù)外,與經(jīng)緯儀測量的操作程序和限差要求一樣,全站儀測距與測距儀相同。但是全站儀測控制應(yīng)注意以下幾點要求。,施工控制測量指導(dǎo)書,1)全站儀控制測量注意事項: (1)用于控制測量的全站儀的精度要達到相應(yīng)等級控制測量的要求。 (2)測量前要對儀器按要求進行檢定、校準;出發(fā)前要檢查儀器電池的

15、電量。 (3)必須使用與儀器配套的反射棱鏡測距。 (4)在等級控制測量中,不能使用氣象、傾斜、常數(shù)的自動改正功能,應(yīng)把這些功能關(guān)閉,而在測量數(shù)據(jù)中人工逐項改正。 (5)測量前要檢查儀器參數(shù)和狀態(tài)設(shè)置,如角度、距離、氣壓、溫度的單位,最小顯示、測距模式、棱鏡常數(shù)、水平角和垂直角形式、雙軸改正等??商崆霸O(shè)置好儀器,在測量過程中不再改動。 (6)手工記錄以便檢核各項限差,內(nèi)存記錄用作對照檢查。,2)測量操作 (1)在測站上安置全站儀,對中、整平(激光對中、電子整平時要先啟動儀器),量記儀器高。 (2)在各鏡站上安置棱鏡,對中、整平,量記棱鏡高,鏡面對向測站。 (3)打開全站儀電源,上下轉(zhuǎn)動望遠鏡、水

16、平旋轉(zhuǎn)儀器進行初始化, (4)測回數(shù)必須滿足規(guī)范要求, (5)測量完畢后,量測儀器高、棱鏡高作為檢核 (6)檢查記錄,關(guān)閉儀器。本站結(jié)束。,施工控制測量指導(dǎo)書,7、控制測量內(nèi)業(yè)計算,1資料準備 (1)畫出平面控制網(wǎng)的示意圖,標上真實點名,并標出已知點、已知方向和固定邊。 (2)把已知數(shù)據(jù)、觀測等級、測距儀精度等抄記在示意圖上。 (3)從水平角觀測測站平差數(shù)據(jù)中抄取每個點各個方向的方向觀測值,寫在示意圖上。 (4)從邊長改正計算表中抄取各觀測邊的改正后的平均邊長,寫在示意圖上每邊的中間。 2平差計算 (1)按準備好的示意圖和數(shù)據(jù),以文本格式編寫數(shù)據(jù)文件。不同軟件要求的內(nèi)容、格式不一樣,計算人員一定要按照軟件使用說明進行編寫。 (2)啟動平差軟件,按程序要求輸入數(shù)據(jù)文件名和結(jié)果文件名,自動計算。 (3)根據(jù)提示的出錯信息,修改數(shù)據(jù)文件,再啟平差程序計算。這個

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