工程控制测量PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,工程控制测量,昌樟高速公路改扩建项目,AP4,标项目经理部,2013,年,6,月,让世界更畅通,目录,一、平面控制测量的建网模式,二、常用坐标系,三、常用导线测量形式及坐标计算,四、导线测量的等级分类及要求,五、导线测量中边长的改正投影计算方法,六、施工控制测量指导书,七、三角高程测量,目录,一、平面控制测量的建网方式：,1,三角锁（基本不用）,2,导线测量,(,优点：可以和三角高程一起施测，共同完成平面和三、四等级别的高程控制测量,),3,全球定位系统测量（英文缩写,GPS,）（只能做平面控制测量）,二、常用坐标系,1.1,大地坐标系统：,包括大地空间直角坐标系和极坐标系,大地空间坐标系通常按不同参考椭球建立，以椭球体中心为原点，起始子午面与某个点的空间坐标用,X,，,Y,Z,表示。,大地空间极坐标系中，某点的位置用,B,、,L,、,H,表示，,L,为该点的经度，,B,为该点纬度，,H,为该点的大地高（大地高,=,正常高,+,高程异常）。具体解释为：,其地面上一点的大地经度,L,为大地起始子午面与该点所在的子午面所构成的二面角，由起始子午面起算，向东为正，称为东经（,0180,），向西为负，称为西经（,0180,）；大地纬度,B,是经过该点作椭球面的法线与赤道面的夹角，由赤道面起算，向北为正，称为北纬（,090,），向南为负，称为南纬（,090,）；大地高,H,是地面点沿椭球的法线到椭球面的距离。,平面控制测量的建网方式,1,2,高斯平面坐标系统：,适用于高斯,-,克吕格投影的一种坐标系统。高斯,-,克吕格投影是按分带（,3,度或,6,度带）方法各自进行投影，故各带坐标成独立系统。以中央经线投影为纵轴,(x),赤道投影为横轴,(y),两轴交点即为各带的坐标原点。,纵坐标以赤道为零起算，赤道以北为正，以南为负。我国位于北半球，纵坐标均为正值。横坐标如以中央经线为零起算，中央经线以东为正，以西为负，横坐标出现负值，使用不便，故规定将坐标纵轴西移,500,公里当作起始轴，凡是带内的横坐标值均加,500,公里。,举例：某点坐标,X=3173760.226,Y=25537173.080,其中,Y,坐标,25,为带号，坐标减去,500,公里，实际坐标,Y=37173.080,。,高速铁路、公路、地铁、水电工程，市政工程常用高斯坐标系统。,1,3,施工独立坐标系统：,为了施工需要建立的一种坐标系统，铁路长大隧道常用的一种独立控制网。,举例：以隧道线路左线前进方向为,X,轴，作为其正方向，,Y,轴可以取,0,或一固定值（比如,1000,，这样是为了避免某些点的,Y,值出现负值），这样，在直线隧道中,X,值就是里程，,Y,可以直观的反应出,常用坐标系,点位的偏移量或偏移方向。,比如以直线隧道的线路前进方向为,X,轴正向，,Y,轴坐标为,1000,。,某点坐标,X=194115.4450,Y=1000.0150,可以直观地看出该点里程为,194+115.4450,，点位偏移线路,0.0150,，向右偏。,三、常用导线测量形式及坐标计算,:,2.1,支导线（无复核条件，不主张采用。应独立进行两次以作比较）,2.2,附合导线（已知首尾四个导线点，进行中间点加密布置）,2.3,闭合导线（特殊形式感的附合导向线）,2.4,无定向导线（先假定坐标系统，求出夹角，再进行常规导线计算）,2.5,坐标计算：（方位角的计算、坐标增量计算）,四、导线测量的等级分类及要求：,工程测量规范等级分为,国家一、二、三、四等,和,国家一、二、三级，,精度由高到底，根据,工程测量规范,的要求建立不同等级的导线控制网。（不同行业结合工程测量规范，制定自己的测量规范）,常用坐标系,工程测量规范,的要求,等级,导线长度,(Km),平均边长,(Km),测距中,误差,(mm),测角中误差,(,),测距相对中误差,测回数,方位角闭合差（,）,相对闭合差,DJ1,DJ2,DJ6,三等,14,3,20,1.8,1/150000,6,10,3.6,1/55000,四等,9,1.5,18,2.5,1/80000,4,6,5,1/35000,一级,4,0.5,15,5,1/30000,2,4,10,1/15000,二级,2.4,0.25,15,8,1/14000,1,3,16,1/10000,三级,1.2,0.1,15,12,1/7000,1,2,24,1/5000,表,1,导线测量的主要技术要求,导线测量的等级分类及要求,等级,经纬仪型号,光学测微器两次重合读数差（,）,半测回归零差（,）,一测回中,2c,较差（,）,同方向值各测回互差（,）,四等及以上,DJ1,1,6,9,6,DJ2,3,8,13,9,一级及以下,DJ2,12,18,9,DJ6,18,24,表,2,水平角方向观测法技术要求,导线测量的等级分类及要求,等级,测回数,二等,J1,69,J2,912,三等,J1,4,J2,6,四等,J1,2,J2,4,一级,J2,2,表,3,水平角方向观测的测回数技术要求,导线测量的等级分类及要求,其中有几个指标是考核一个控制网精度是否达标的主要数据：,方位角闭合差：,根据导线形式，通过已知的起算方位角和观测的导线夹角，来计算导线的方位角闭合差，其限差要小于规范相应等级要求的数值，这样该导线才满足要求，方可进行下一步计算。,举例：某导线按四等网测量，测角数位,9,，其角度闭合差应小于正负,5*9=15,。,测角中误差,简易计算测角中误差有两种计算方法：,（,1,）、按左、右角闭合差计算：,(2),、按导线方位角闭合差计算：,导线测量的等级分类及要求,其中：,-,附合导线（或闭合导线）的方向角闭合差；,n-,三角形个数或计算的测站数,N-,附合导线或闭合导线环的个数。,-,左、右角之和,360,与之差,导线测量的等级分类及要求,举例计算：,某导线网有,N=2,个闭合环，环,1,角度闭合差,为,+2,35,秒，,测站为,n=6,，环,2,角度闭合差为,-3.38,秒，测站位,n=4,。,运用上述公式，计算测角中误差,=1.37,秒,导线全长相对闭合差,本指标是导线测量中最重要的一个精度考核标准。常用,K,表示。,观测手簿的记录、检查和观测数据的划改，应遵守下列规定：,（,1,）水平角观测的秒值读、记错误，应重新观测，度分读、记错误可在现场更正。但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数字。,（,2,）天顶距观测中，分的读数在各测回中不得连环更改。,(3,）距离测量中，每测回开始要读、记完整的数字，以后可读、记尾数。厘米以下数字不得划改。米和厘米部分的读、记错误，在同一距离的往返测量中，只能划。,导线测量的等级分类及要求,五、导线测量中边长的改正投影计算方法：,（,1,）归化导测区平均高程面：,D1=D,测*（,1+,（,H,平,-H,边）,/R,）,式中：,D,测,=,测距两点的水平距离,H,平,=,测区的平均高程，即投影面的高程,H,边,=,测距边两点的平均高程,R=,参考椭球体在测距边方向法截弧的曲率半径，一般近似取,R=6371000,。,（,2,）测距边投影到高斯投影面的长度,D2=D1*(1+Y*Y/2/R/R),式中,:Y=,测距边两点横坐标之平均值,R=,测距边中点的平均曲率半径，通常取近似值,R=6371000,。,还有一种情况是，在高斯投影中，第一步投影是先投影到,0,平面上，及第一步计算中,H,平,=0,。,导线测量中边长的改正投影计算方法,点号,X(,米,),Y,（米）,H,（米）,A,534383.1810,300,B,534941.5800,200,举例计算：,假定,A-B,的实测举例为,356.3890,计算其高斯投影后的距离（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,在本例计算中，要注意的是：,Y,值应先减去,500,公里后再计算。，这一点必须牢记！,导线测量中边长的改正投影计算方法,六、施工控制测量指导书,.,(,一,),施工控制测量工艺流程图,技 术 设 计,踏勘、选点、建标、埋石,仪器设备检校,外业观测（测角、测距、水准、,GPS,）,观测原始记录检查,数据预处理、平差计算,整理成果资料,编写技术总结报告,检查验收,施工控制测量指导书,（二）施工控制测量方法及要求,作业指导书是针对施工控制测量的特点和作业需要编写的，服务范围是二等以下施工平面控制网、平高控制网、高程控制网的建立和控制点加密。使用本指导书进行测量作业，应满足相应规程规范。如业主有特殊要求的，按业主要求执行。,（三）准备工作,1,收集资料：,包括：（,1,）控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。,（,2,）收集合同文件、工程设计文件、业主（,监理）文件中有关测量专业的技术要求和规定。,（,3,）,准备相应的规范：,国家三角测量规范,、,工程测量规范,及相应作业的行业规范。,2.,现场踏勘,携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。踏勘主要了解以下内容：,（,1,）原有的三角点、导线点、,GPS,点的位置，了解觇标、标石和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。,（,2,）现场踏勘应作好记录，并编写踏勘报告。,施工控制测量指导书,3.,技术设计,技术设计是根据工程建设项目的规模和对施工测量精度的要求，及合同、业主和监理的要求，结合测区自然地理条件的特征，选择最佳布网方案和观测方案，保证在规定期限内多快好省地完成生产任务，,技术设计必须包括下列主要内容：,（,1,）任务概述：说明工程建设项目的名称、工程规模、来源、用途、测区范围、地理位置、行政隶属、任务的内容和特点、工作量以及采用的技术依据。,（,2,）说明控制网采用的平面基准、等级划分以及各网点或导线点的点号、位置、图形、点的密度、已知点的利用与联测方案；初步确定的觇标高度与类型、标石的类型与埋设要求；观测方法及使用的仪器。,（,3,）内业计算：外业成果资料的分析和评价，选定的起算数据及其评价，选用的计算数学模型，计算与检校的方法及其精度要求，成果资料的要求等。,4.,检校仪器,按规范要求在控制测量作业前对准备使用的仪器和配套的器具进行检定和校准。,施工控制测量指导书,5,选点埋石：选点是把图上设计的点位落实到实地，并根据具体情况进行修改。边角网点选在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。视线要避开障碍物。对于能够长期保存、离施工区较远的点要考虑到图形结构和便于加密。直接用于施工放样的控制点要便于放样。,GPS,网的选点不要求相连的边都通视，但为了使用常规仪器测量时能够后视和检核，每点至少有两个点与它通视。同时要求地势开阔，能够接收到足够的卫星信号。,埋设地面标石是将灌制好的嵌有金属中心标志的标石浇筑埋设于地面，其过程是：挖基坑，坑底要整平夯实，再填砂石捣固，浇底层混凝土树标石并浇筑混凝土。在基岩层上或坚硬的混凝土路面上，可以直接钻孔，将刻有中心标志的胀锚螺栓打入孔内。,6,全站仪外业角度、距离、高差观测：,全站仪用于控制测量，可以将测水平角、立角、斜距一次进行。同时还可以测量平距、高差用来检核计算，在已知点上还可以测量各观测点的坐标作为平差中的近似坐标。全站仪测角除读数外，与经纬仪测量的操作程序和限差要求一样，全站仪测距与测距仪相同。但是全站仪测控制应注意以下几点要求。,施工控制测量指导书,1,）全站仪控制测量注意事项：,(1),用于控制测量的全站仪的精度要达到相应等级控制测量的要求。,(2),测量前要对仪器按要求进行检定、校准；出发前要检查仪器电池的电量。,(3),必须使用与仪器配套的反射棱镜测距。,(4),在等级控制测量中，不能使用气象、倾斜、常数的自动改正功能，应把这些功能关闭，而在测量数据中人工逐项改正。,(5),测量前要检查仪器参数和状态设置，如角度、距离、气压、温度的单位，最小显示、测距模式、棱镜常数、水平角和垂直角形式、双轴改正等。可提前设置好仪器，在测量过程中不再改动。,(6),手工记录以便检核各项限差，内存记录用作对照检查。,2,）测量操作,(1),在测站上安置全站仪，对中、整平（激光对中、电子整平时要先启动仪器），量记仪器高。,(2),在各镜站上安置棱镜，对中、整平，量记棱镜高，镜面对向测站。,(3),打开全站仪电源，上下转动望远镜、水平旋转仪器进行初始化，,（,4,）测回数必须满足规范要求，,(5),测量完毕后，量测仪器高、棱镜高作为检核,(6),检查记录，关闭仪器。本站结束。,施工控制测量指导书,7,、控制测量内业计算,1,资料准备,(1),画出平面控制网的示意图，标上真实点名，并标出已知点、已知方向和固定边。,(2),把已知数据、观测等级、测距仪精度等抄记在示意图上。,(3),从水平角观测测站平差数据中抄取每个点各个方向的方向观测值，写在示意图上。,(4),从边长改正计算表中抄取各观测边的改正后的平均边长，写在示意图上每边的中间。,2,平差计算,(1),按准备好的示意图和数据，以文本格式编写数据文件。不同软件要求的内容、格式不一样，计算人员一定要按照软件使用说明进行编写。,(2),启动平差软件，按程序要求输入数据文件名和结果文件名，自动计算。,(3),根据提示的出错信息，修改数据文件，再启平差程序计算。这个过程可能要重复多次，直到完成计算。,(4),打开结果文件，检查验算结果和平差结果。,3,整理资料,整编平面控制测量的原始记录手簿、测站平差资料、边长改算资料、展点图、点之记、验算资料、精度数据、成果表以及技术设计、技术总结、验收报告。,施工控制测量指导书,七,、,三角高程测量,三角高程测量,是建立高程控制网的方法之一。这里只针对在平面控制网的基础上加测三角高程的测量过程，在实际作业中，可以把测水平角、垂直角和测距同时进行，一次性完成平高控制。,三角高程测量,欢迎大家对以上观点提出意见共同探讨,谢谢大家,让世界更畅通,