第一篇：材料成形測量與控制

第一章 材料成型過程的測量檢測與控制（1）材料成型的四大工藝分類：塑性成形

軋制成形

焊接成形

液態(tài)成形

塑性成形工藝：模型鍛壓成形

模型沖壓成形

模型擠壓成形

自由鍛造工藝； 軋制成形工藝：熱軋制成形工藝和冷軋制成形工藝；

焊接成形工藝：電弧焊接成形工藝

電阻焊接成形工藝

電子束焊接成形工藝；

激光焊接成形工藝

釬焊接成形工藝

摩擦焊接成形工藝等；

液態(tài)成形工藝：按型模的種類分——金屬型模液態(tài)成形工藝

沙型模液態(tài)成形工藝

敷層型模液態(tài)成形工藝；按液態(tài)成形過程是否加外加力分——重力澆鑄成形工藝，壓力澆鑄成形工藝，離心澆鑄成形工藝。按被焊工件的接頭類型不同，電阻焊接成形工藝可分為：點焊成形工藝

縫焊成形工藝

凸焊成形工藝

閃光對焊成形工藝 材料的熱加工工程：利用熱源對工件加熱的材料成形工藝稱為材料的熱加工或材料熱加工工程 4 材料成形設(shè)備中的電氣控制主電路的電路結(jié)構(gòu)形式主要為：晶閘管整流器，晶閘管交流調(diào)壓器，晶閘管逆變器三種。材料成形工程中的大功率設(shè)備的阻感性負載對電網(wǎng)所造成的危害有哪些？其解決措施有哪些？

電網(wǎng)沖擊：在變壓器，直流電動機及感應線圈等阻感性負載的過渡過程中的電流可以達到電路正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，過大的電流會對電網(wǎng)帶來很大的危害：輕則是配電線路中的過流繼電器經(jīng)常跳閘，重則使電網(wǎng)設(shè)備與用電設(shè)備本身的毀壞。

波形畸變與擾鄰：在材料成型的電網(wǎng)電路中使用多臺套阻感性負載晶閘管開關(guān)電路的情況，大量并聯(lián)的阻感性負載晶閘管開關(guān)電路還會使電網(wǎng)電壓的正弦波形波動變化不定，使得網(wǎng)內(nèi)設(shè)備彼此干擾，即所謂的“擾鄰”或“鄰擾”，特別是計算機做控制的設(shè)備會沒有規(guī)律的“失控”，嚴重時會使生產(chǎn)線不能工作。

解決措施：（1）加載濾波網(wǎng)絡(luò)，在每臺阻感性負載晶閘管開關(guān)電路中一般加載“濾波網(wǎng)絡(luò)”，防止本臺設(shè)備產(chǎn)生的干擾波形電流竄入電網(wǎng)，也可防止電網(wǎng)上的干擾波電流竄入本臺設(shè)備的主電路或控制電路。

（2）“軟啟動”自動開關(guān)技術(shù)，電路中的阻感性負載晶閘管開關(guān)電路的容量太大，工作方式是頻繁的“開”“關(guān)”過程，晶閘管中的交流調(diào)壓過渡過程成為主要的工作方式，為此，使用以微機為控制平臺的無過渡過程電流沖擊的所謂“軟啟動”自動開關(guān)技術(shù)。

（3）分時切入中斷管理，對連接入電網(wǎng)的多臺成型設(shè)備在切入電網(wǎng)時實行分批分時通電的電網(wǎng)負荷優(yōu)化管理，對于每一臺設(shè)備來說就像單獨切入電網(wǎng)一樣。

第二章 時間測量與控制系統(tǒng) 程序控制電路的基本結(jié)構(gòu)：

同步變壓器；50HZ時基脈沖發(fā)生器；時基脈沖計數(shù)器；置數(shù)裝置；程序轉(zhuǎn)換電路 RC延時電路的基本思想：通過調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，從而調(diào)節(jié)電容器的飽和電壓Vc的時間，達到延時的目的。電焊機程序動作的過程有：加壓 焊接 維持 休止

第三章 位移測量與控制系統(tǒng) 位移控制系統(tǒng)中常見機電傳動結(jié)構(gòu)類型： 按給定量的性質(zhì)分，位移控制系統(tǒng)的類型：位移程序控制系統(tǒng)，位移隨動控制系統(tǒng)。3 位移程序控制系統(tǒng)：動點移動軌跡實現(xiàn)事先由程序給出的位移伺服系統(tǒng)稱為位移程序控制系統(tǒng)。位移隨動控制系統(tǒng)的組成及其功能：1）位移檢測環(huán)節(jié)——隨時檢測位移執(zhí)行機構(gòu)的實際位移量，并將位移量轉(zhuǎn)換為與其成正比的電壓量。2）比較器環(huán)節(jié)——將正值給定電壓信號與位移反饋信號進行比較，得到偏差量。3）放大器與調(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)——將偏差信號進行功率放大，并進行積分微分處理，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。4）電動機驅(qū)動電路——根據(jù)控制信號來控制實際電動機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角位移。5）伺服電動機——按照控制信號的大小和正負對其驅(qū)動電路的控制而輸出角位移。6）機械傳動裝置——將角位移轉(zhuǎn)換為線位移；進行位移量的比例變換。5 按照編碼原理來分，轉(zhuǎn)角－數(shù)字編碼器可分為：絕對式和增量式 循環(huán)碼的特點：相鄰的兩個數(shù)碼之間只有一位發(fā)生變化，引起的誤差只是最低的一位數(shù)；缺點式不能直接進行二進制運算，需要將循環(huán)碼轉(zhuǎn)換為二進制碼。7 直線位移的測量方法有：間接檢測法和直接檢測法。

第四章 速度測量與控制系統(tǒng) 對于可調(diào)速的傳動系統(tǒng)，按傳動電動機的類型可以分為兩大類：直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高，維修也較麻煩，但性能優(yōu)良，具有較大的轉(zhuǎn)矩、優(yōu)良的起動和制動性能、具有較寬的平滑調(diào)速范圍。

交流調(diào)速系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，使用和維修簡便等優(yōu)點，但是調(diào)速困難。2 發(fā)電機－電動機（G－M）調(diào)速系統(tǒng)的兩種調(diào)速方式為：（1）改變電動機電樞回路內(nèi)的附加電阻RF。

（2）改變發(fā)電機的電樞電壓Us：①改變發(fā)電機的電樞轉(zhuǎn)速；②改變發(fā)電機勵磁繞組中的勵磁電流。晶閘管變流器的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分的功能及其特點（圖P65）組成結(jié)構(gòu)：1）晶閘管整流主電路－將電網(wǎng)的交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能，然后向直流電動機的電樞提供所要求的電壓Us；2）晶閘管觸發(fā)電路－向晶閘管整流器主電路中的晶閘管提供晶閘管觸發(fā)電壓；3）調(diào)節(jié)器電路－輸出隨電平隨時變化的控制電平信號電壓Uc，控制晶閘管觸發(fā)移相脈沖電壓UT的移相；4）比較器—將給定電壓信號UG與反饋電壓信號UB進行比較，得出誤差信號UE；6）反饋電路環(huán)節(jié)－檢測電動機電路中的電壓或電流信號，進行濾波或其它變換形成反饋電壓。材料成形設(shè)備中所用的直流調(diào)速系統(tǒng)的特點：使用功率跨度大、類型的多樣性； 無槽電樞直流伺服電動機的主要特點：1）動態(tài)性能好－電樞長，且轉(zhuǎn)動慣量低，具有較小的機械時間常數(shù)、較寬的動態(tài)頻率響應范圍；2）過載能力強－采用強迫風冷或更先進的制冷技術(shù)可以增大過載能力；3）力矩波動小－電樞繞組的電感量小，使其動態(tài)性能指標的力矩波動小、換向性能好，其力矩波動系數(shù)為1％～3％。繞線電樞直流伺服電動機的特點：1）時間常數(shù)?。@線電樞的電感值??；繞線電樞中的鐵心部件僅起導磁作用而不隨電樞繞組轉(zhuǎn)動，因而其轉(zhuǎn)動慣量小。2）效率高－鐵心與機殼間沒有相對運動，鐵耗小；電樞本身很輕，且機械損耗小。3）電氣噪聲低－電樞繞組的電感值小，換向性能好，產(chǎn)生的電氣噪聲低。直流電動機晶閘管調(diào)速系統(tǒng)的控制電路的組成：1）調(diào)節(jié)器－將輸入的偏差信號UE進行比例－積分－微分處理，輸出系統(tǒng)控制電壓信號Uc。2）觸發(fā)電路－將輸入的控制信號電壓Uc轉(zhuǎn)變?yōu)榕c本相電網(wǎng)同步，具有一固定頻率和脈沖波形的晶閘管觸發(fā)電壓UI。3）檢測反饋電路－對直流電動機的轉(zhuǎn)速、電樞電流和電樞電壓，并轉(zhuǎn)變?yōu)榉答侂妷盒盘枴?）比較器環(huán)節(jié)－把轉(zhuǎn)速給定電壓與檢測反饋電壓UB進行比較，得出偏差信號電壓UE。速度檢測與反饋環(huán)節(jié)的類型：1）轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)；2）電樞電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)；3）附加電樞電流正反饋的電樞電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)；4）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

第五章 溫度檢測與控制技術(shù) 溫標的分類：經(jīng)驗溫標、熱力學溫標、國際溫標 實現(xiàn)國際溫標應具有的三個條件：1）要有定義溫度的固定點，一般是水、純金屬及液態(tài)氣體的狀態(tài)變化；2）要有復現(xiàn)溫度的標準器，通常是標準鉑電阻、標準鉑銠熱電偶及標準光學高溫計；3）要有定義點之間計算溫度的內(nèi)插方程。國際溫標的內(nèi)容P90：1）規(guī)定熱力學溫度為基本溫度，單位為開爾文；2）規(guī)定了一系列高純度的可復現(xiàn)的平衡態(tài)的溫度作為固定點的溫度值；3）把最低固定點（－259.34℃）和最高固定點（1064.43℃）之間分成幾個溫度區(qū)間，對每一區(qū)間規(guī)定了基準內(nèi)插儀器和內(nèi)插公式。4）規(guī)定在標準態(tài)下，水的沸騰溫度不是100℃，而是99.974℃。4 溫度檢測的方法有－

接觸法測溫：優(yōu)點——測量方法簡單直觀，準確度和可靠性高，應用廣泛；缺點——受介質(zhì)溫度場、被測對象特性及傳熱方式的影響而出現(xiàn)誤差，腐蝕性介質(zhì)會影響感溫元件壽命。

非接觸法測溫：優(yōu)點——測量溫度響應快，測溫范圍廣，可遠距離或?qū)\動物體進行測量，具有一定的準確度；缺點——結(jié)構(gòu)復雜，使用方法嚴格。

5熱點效應P94：由兩種導體組成的閉合回路中，對期中的一個節(jié)點加熱，使得兩點的溫度不同，那么回路中就會有電流產(chǎn)生，接在回路中的電流表的指針就會偏轉(zhuǎn)，這一現(xiàn)象稱為溫差效應。6 熱電偶的冷端補償

1）冷端恒溫法：使參考端溫度處于零度或某一恒定溫度 2）冷端溫度校正法：通過計算來補正 3）補償導線法 4）補償熱電偶 5）冷端溫度補償器 熱敏電阻的種類：1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）；2）負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）；3）臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）。

8非接觸法測溫的應用范圍：條件惡劣（高溫、腐蝕）、運動物體、微小目標、熱容量小的對象。9 灰體：物體的輻射光譜是連續(xù)的，其單色輻射強度Eλ和同溫下絕對黑體的響應曲線相似，即在所有波長下都有：Eλ/E0λ＝ε（小于1的常數(shù)），則該物體稱為灰體。輻射溫度：溫度為T的全輻射能量E等于溫度為TP的絕對黑體全輻射E0時能量，則溫度TP稱為被測物體的輻射溫度。亮度溫度：在波長為λ的單色輻射中，若物體在溫度T時的亮度Bλ和絕對黑體在溫度Ts時的亮度B0λ相等。則Ts稱為被測物體在波長為λ時的亮度溫度。比色溫度：如果溫度為T的實際物體在兩個不同波長下的亮度比值與溫度為Tc的絕對黑體在同樣兩個波長下的亮度比值相等，則Tc稱為實際物體的比色溫度。

第六章 熱加工電源測量與控制系統(tǒng) 熱加工電源供電對象（負載）的種類有：電阻、電弧、激光泵浦燈或氣體放電腔、電感線圈、復合型負載。熱加工電源主電路結(jié)構(gòu)類型的種類：工頻交流電抗器類電源、磁飽和電抗器、晶閘管工頻交流調(diào)壓器類電源、晶閘管整流器類電源、晶閘管逆變器類電源、大功率晶體管逆變器類電源、大功率晶體管開關(guān)類電源、電容器（充）放電類電。電源的可控制功能有：輸出電壓控制、輸出電流控制、電源輸出伏－安特性控制、電源輸出 波形控制、脈沖調(diào)制功能輸出控制。電弧負載伏安特性的影響因素：電弧在何種氣體中放電、氣體的壓力有多大、兩電極的材料、電弧的弧長等都會影響電弧負載的伏安特性。電弧負載的特性：性質(zhì)一：電弧的伏安特性曲線是非線性函數(shù)曲線，不能用一數(shù)學函數(shù)表示；性質(zhì)二：電弧伏安特性曲線分為三段，下降段、水平段和上升段，各段具有不同的特性；性質(zhì)三：電弧伏安特性曲線上的點具有不同的靜態(tài)電阻：UFB/ISB=RGB(電阻量綱)；性質(zhì)四：電弧伏安特性曲線上的點具有不同的微分電阻，且可正、可負，可為零。電源VAC曲線的類型：恒壓VAC、恒流VAC、直線下降VAC、分段直線下降VAC、橢圓方程VAC、非規(guī)則二次曲線型VAC。材料熱加工負載對供電電源的基本要求：1）構(gòu)成的“電源－負載”系統(tǒng)由工作點；2）“電源－負載”系統(tǒng)的工作點是穩(wěn)定的；3）“電源－負載”系統(tǒng)滿足負載的功率調(diào)節(jié)要求；4）電源有電壓（電流）的波形控制功能?！半娫矗撦d”系統(tǒng)工作點定義：“電源－負載”系統(tǒng)在外界干擾因素的作用下，其系統(tǒng)工作點就會偏離原有位置，外界干擾因素一旦消失，若系統(tǒng)本身能將工作點恢復原有位置，則稱工作點是穩(wěn)定的，否則工作點不穩(wěn)定。電源內(nèi)阻對電源VAC的影響：電源的內(nèi)阻相對于負載的阻值很小時，電源的輸出電壓變化很小，電源具有恒壓輸出的特性；電源的內(nèi)阻相對于負載阻值很大時，電源的輸出電流變化很小，電源具有恒流輸出的特性。電源輸出VAC控制原理：要得到恒壓輸出VAC，必須引入輸出電壓負反饋。這時電源輸出VAC曲線是平行于橫軸的直線；要得到恒流輸出VAC，必須引入輸出電流負反饋。這時電源輸出VAC曲線是平行于縱軸的直線；要得到下降直線輸出VAC就必須引入二者復合反饋。11 在脈寬調(diào)制器的反饋類型中，電壓反饋控制的脈寬調(diào)制器與電流反饋控制的脈寬調(diào)制器有什么區(qū)別？P207電流脈寬調(diào)制器的優(yōu)點是什么？P208 區(qū)別：用誤差放大器得到的偏差信號UE不作為脈寬調(diào)節(jié)信號，而是作為門限電壓送至脈寬比較器。而電源的另一側(cè)輸入信號由電源主電路輸出的二側(cè)得到的電流負反饋信號USI，當偏差信號一定時，USI的斜率，也就是USI的變化速度改變電壓比較器的輸出方波的寬度；而不同的偏差信號也限制了USI的峰值，也能改變電壓比較器的輸出方波電壓的寬度。優(yōu)點：調(diào)節(jié)速度快。電流型PWM控制器直接在主電路中進行采樣，電源輸入電壓的變化立刻引起電流的變化，反映電流變化的電流反饋信號又立刻改變PWM控制器的脈寬。

第二篇：控制測量簡報

勘測規(guī)劃院完成呼蘭區(qū)、木蘭縣高標準基本

農(nóng)田整治項目控制測量工作

今年6月，按照市局安排，我院承擔了呼蘭區(qū)和木蘭縣高標準基本農(nóng)田整治項目工作，院領(lǐng)導十分重視，召開專題會議布置，制定工作計劃，認真抓好落實，經(jīng)過測量人員兩個多月的努力，目前已完成該項目的控制測量工作。此項目為我市重點項目，總規(guī)劃用地365平方公里，涉及哈市2個區(qū)、6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總投資達億元。為及時完成任務(wù)，我院派3個作業(yè)組駐外作業(yè)。

測量人員克服高溫多雨等困難每天肩扛儀器室外徒步作業(yè)長達9個小時，經(jīng)常不吃午飯，晚上還要及時將采集信息進行計算匯總。由于項目區(qū)內(nèi)地勢多變，水平落差不一，增加了工作量。本次測量共埋設(shè)平面控制點150個，三等水準測量140公里，四等水準測量400公里，現(xiàn)狀補測補繪150平方公里及道路、溝渠綜合斷面測量200公里。此次控制測量任務(wù)的完成，為下一步規(guī)劃設(shè)計工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

第三篇：控制測量教案

第一章 緒 論

第一節(jié) 控制測量的任務(wù)和作用

一、概述

1、控制網(wǎng)

控制測量學是研究精確測定和描繪地面控制點空間位置及其變化的學科。它是在大地測量學基本理論基礎(chǔ)上以工程建設(shè)測量為主要服務(wù)對象而發(fā)展和形成的，為人類社會活動提供有用的空間信息。

2、控制測量

測定控制點位的工作，稱為控制測量

3、國家控制網(wǎng)

在全國范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為國家控制網(wǎng)。國家平面控制網(wǎng)主要布設(shè)成三角網(wǎng)，采用三角測量的方法。國家高程控制網(wǎng)布設(shè)成水準網(wǎng)，采用精密水準測量的方法。

4、城市控制網(wǎng)

在城市地區(qū)，為測繪大比例尺地形圖、進行市政工程和建筑工程放樣、而在國家控制網(wǎng)的控制下建立的控制網(wǎng)，稱為城市控制網(wǎng)。

5、小地區(qū)控制測量

在面積小于15km2范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為小地區(qū)控制網(wǎng)。

二、工程控制測量的基本任務(wù)和作用

1、在設(shè)計階段建立用于測繪大比例尺地形圖的測圖控制網(wǎng)

在這一階段，設(shè)計人員要在大比例尺地形圖上進行建筑物的設(shè)計或區(qū)域規(guī)劃，以求得設(shè)計所依據(jù)的各項數(shù)據(jù)。因此，控制測量的任務(wù)是布設(shè)作為圖根控制依據(jù)的測圖控制網(wǎng)，以保證地形圖的精度和各幅地形圖之間的準確拼接。

2、在施工階段建立施工控制網(wǎng)

在這一階段，施工測量的主要任務(wù)是將圖紙上設(shè)計的建筑物放樣到實地上去。在施工放樣之前，需建立具有必要精度的施工控制網(wǎng)。

3、在工程竣工后的運營階段，建立以監(jiān)視建筑物變形為目的的變形觀測專用控制網(wǎng)

以上2、3階段布設(shè)的兩種控制網(wǎng)統(tǒng)稱為專用控制網(wǎng)。

三、控制測量學的主要研究內(nèi)容

控制測量學的基本科學技術(shù)內(nèi)容概括如下：

（1）研究建立和維持高科技水平的工程和國家水平控制網(wǎng)和精密水準網(wǎng)的原理和方法，以滿足國民經(jīng)濟和國防建設(shè)以及地學科學研究的需要。

（2）研究獲得高精度測量成果的精密儀器和科學的使用方法。

（3）研究地球表面測量成果向橢球及平面的數(shù)學投影變換及有關(guān)問題的測量計算。

（4）研究高精度和多類別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)及其聯(lián)合網(wǎng)的數(shù)學處理的理論和方法、控制測量數(shù)據(jù)庫的建立及應用等。

第二節(jié) 控制網(wǎng)的布設(shè)形式

一、平面控制網(wǎng)的布設(shè)形式

1、導線網(wǎng)的布設(shè)形式

導線網(wǎng)是目前工測控制網(wǎng)較常用的一種布設(shè)形式，它包括單一導線和具有一個或多個結(jié)點的導線網(wǎng)。網(wǎng)中的觀測值是角度（或方向）和邊長。獨立導線網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)是：一個起算點的 坐標和一個方向的方位角。

導線網(wǎng)與三角網(wǎng)相比，主要優(yōu)點在于：

（1）網(wǎng)中各點上的方向數(shù)較少，除結(jié)點外只有兩個方向，因而受通視要求的限制較小，易于選點和降低覘標高度，甚至無須造標。（2）導線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點時可根據(jù)具體情況隨時改變。（3）網(wǎng)中的邊長都是直接測定的，因此邊長的精度較均勻。

導線網(wǎng)的缺點主要是：導線網(wǎng)中的多余觀測數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時不易發(fā)現(xiàn)觀測值中的粗差，因而可靠性不高

2、三角網(wǎng)

在地面上選定一系列點位1，2，﹒﹒﹒﹒，使互相觀測的兩點通視，把它們按三角形的形式連接起來即構(gòu)成三角網(wǎng)。如果測區(qū)較小，可以把測區(qū)所在的一部分橢球面近似看做平面，則該三角網(wǎng)即為平面上的三角網(wǎng)（圖1-4）。三角網(wǎng)中的觀測量是網(wǎng)中的全部（或大部分）方向值（有關(guān)方向值的觀測方法見第三章），圖1-4中每條實線表示對向觀測的兩個方向。根據(jù)方向值即可算出任意兩個方向之間的夾角。

3、邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)

邊角網(wǎng)是指測角又測邊的以三角形為基本圖形的網(wǎng)。如果只測邊而不測角即為三邊網(wǎng)。實際上導線網(wǎng)也可以看做是邊角網(wǎng)的特殊情況。

4、GPS網(wǎng)

二、高程控制網(wǎng)的布設(shè)

1、幾何水準測量

用水準儀和水準尺進行水準測量的方法叫幾何水準測量。

2、三角高程測量

三角高程測量主要用于山區(qū)的高程控制和平面控制點的高程測定。

第三節(jié) 國家控制網(wǎng)的布設(shè)

一、布設(shè)原則

我國幅員遼闊，在大部分領(lǐng)域（約9 600 OOOkm)上布設(shè)國家天文大地網(wǎng)，是一項規(guī)模巨大的工程。

1、分級布網(wǎng)、逐級控制

由于我國領(lǐng)土遼闊，地形復雜，不可能用最高精度和較大密度的控制網(wǎng)一次布滿全國。為了適時地保障國家經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)用圖的需要，根據(jù)主次緩急而采用分級布網(wǎng)、逐級控制的原則是十分必要的。即先以精度高而稀疏的一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，形成統(tǒng)一的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級（或同時）布設(shè)二、三、四等控制網(wǎng)。

2、應有足夠的精度

3、應有足夠的密度

控制點的密度，主要根據(jù)測圖方法及測圖比例尺的大小而定。

4、應有統(tǒng)一的規(guī)格

由于我國三角鎖網(wǎng)的規(guī)模巨大，必須有大量的測量單位和作業(yè)人員分區(qū)同時進行作業(yè)，為此，必須由國家制定統(tǒng)一的大地測量法式和作業(yè)規(guī)范，作為建立全國統(tǒng)一技術(shù)規(guī)格的控制

二、布設(shè)方案

根據(jù)國家平面控制網(wǎng)施測時的測繪技術(shù)水平，我國決定采取傳統(tǒng)的三角網(wǎng)作為水平控制網(wǎng)的基本形式，只是在青藏高原特殊困難的地區(qū)布設(shè)了一等電磁波測距導線。

1、一等三角鎖布設(shè)方案

一等三角鎖是國家大地控制網(wǎng)的骨干，其主要作用是控制二等以下各級三角測量，并為地球科學研究提供資料。

一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向布設(shè)成縱橫交叉的網(wǎng)狀圖形。在一等鎖交叉處設(shè)置起算邊，以獲得精確的起算邊長。

一等鎖在起算邊兩端點上精密測定了天文經(jīng)緯度和天文方位角，作為起算方位角，用來控制鎖、網(wǎng)中方位角誤差的積累

2、二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案

二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設(shè)的，它是國家三角網(wǎng)的全面基礎(chǔ)，同時又是地形測圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個方面的要求。

在一等三角鎖和二等基本鎖控制下，布設(shè)平均邊長約為13km的二等補充網(wǎng)。按三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士2.5“。

為了控制邊長和角度誤差的積累，以保證二等網(wǎng)的精度，在二等網(wǎng)中央處測定了起算邊及其兩端點的天文經(jīng)緯度和方位角，測定的精度與一等點相同

3、三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案 三、四等三角網(wǎng)是在一、二等網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了加密控制點，以滿足測圖和工程建設(shè)的需要。

三、四等點以高等級三角點為基礎(chǔ)，盡可能采用插網(wǎng)方法布設(shè)，但也采用了插點方法布設(shè)，或越級布網(wǎng)。即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插人四等全面網(wǎng)，而不經(jīng)過三等網(wǎng)的加密。三等網(wǎng)的平均邊長為8km，四等網(wǎng)的邊長在2～6km范圍內(nèi)變通。由三角形閉合差計算所得的測角中誤差，三等為士1.8”，四等為士2.5"。

4、GPS網(wǎng)

1）國家GPS A級網(wǎng) 2）國家GPS B級網(wǎng) 3）全國GPS一、二級網(wǎng)

三、國家高程控制網(wǎng)

高程控制網(wǎng)主要用水準測量和三角高程測量方法建立。（1）用水準測量方法建立的高程控制網(wǎng)稱為水準網(wǎng)。高程控制網(wǎng)可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級布設(shè)。各等級水準測量都可作為測區(qū)的首級高程控制。（2）三角高程測量是根據(jù)兩點間的豎直角和水平距離計算高差而求出高程的，其精度低于水準測量。

國家高程控制網(wǎng)是用水準測量的方法建立起來的，又稱國家水準網(wǎng)，按控制等級和施測精度分為四個等級，一、二等為精密水準測量，三、四等為普通水準測量。一等水準網(wǎng)是國家高程控制網(wǎng)的骨干；二等水準網(wǎng)布設(shè)于一等水準環(huán)內(nèi)，是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)；

三、四等水準網(wǎng)為國家高程網(wǎng)的進一步加密。目前我國主要采用的是1985國家高程系統(tǒng)。

第四節(jié) 工程平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案

一、布設(shè)原則

工測控制網(wǎng)可分為兩種：一種是在各項工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計階段，為測繪大比例尺地形圖和房地產(chǎn)管理測量而建立的控制網(wǎng)，叫做測圖控制網(wǎng)；另一種是為工程建筑物的施工放樣或變形觀測等專門用途而建立的控制網(wǎng)，我們稱其為專用控制網(wǎng)。建立這兩種控制網(wǎng)時亦應遵守下列布網(wǎng)原則。

1、分級布網(wǎng)、逐級控制

對于工測控制網(wǎng)，通常先布設(shè)精度要求最高的首級控制網(wǎng)，隨后根據(jù)測圖需要，測區(qū)面積的大小再加密若干級較低精度的控制網(wǎng)

2、要有足夠的精度

以工測控制網(wǎng)為例，一般要求最低一級控制網(wǎng)（四等網(wǎng)）的點位中誤差能滿足大比例尺1:500的測圖要求。

3、要有足夠的密度

不論是工測控制網(wǎng)或?qū)Ｓ每刂凭W(wǎng)，都要求在測區(qū)內(nèi)有足夠多的控制點。

4、要有統(tǒng)一的規(guī)格

為了使不同的工測部門施測的控制網(wǎng)能夠互相利用、互相協(xié)調(diào)，也應制定統(tǒng)一的規(guī)范，如現(xiàn)行的《城市測量規(guī)范》和《工程測量規(guī)范》。

二、布設(shè)方案

工測三角網(wǎng)具有如下的特點：

② 各等級三角網(wǎng)平均邊長較相應等級的國家網(wǎng)邊長顯著地縮短； ②三角網(wǎng)的等級較多；

③ 各等級控制網(wǎng)均可作為測區(qū)的首級控制；

④三、四等三角網(wǎng)起算邊相對中誤差，按首級網(wǎng)和加密網(wǎng)分別對待。以上這些特點主要是考慮到工測控制網(wǎng)應滿足最大比例尺1:500測圖的要求而提出的。

三、專用控制網(wǎng)的布設(shè)特點

專用控制網(wǎng)是為工程建筑物的施工放樣或變形觀測等專門用途而建立的。由于專用控制網(wǎng)的用途非常明確，因此建網(wǎng)時應根據(jù)特定的要求進行控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計。

第五節(jié) 控制測量作業(yè)流程

用于工程測量的控制測量，一般作業(yè)流程是：

收集本測區(qū)的資料----測區(qū)踏勘----圖上設(shè)計---野外實地選點--造標埋石---觀測---計算

控制測量的任務(wù)是精確確定控制點的空間位置。1）選定控制點的位置

其工作步驟包括收集資料，實地踏勘，圖上設(shè)計，實地選點，造標、埋石。

2）觀測

用精密的儀器和科學的操作方法將控制網(wǎng)中的觀測元素精密測定出來。

3）計算

用嚴密的計算方法將控制點的空間位置計算出來。計算步驟包括歸算（將地面觀測結(jié)果歸算至橢球面上）；投影（將橢球面上的歸算結(jié)果投影到高斯平面上）；平差（在高斯平面上按最小二乘法進行嚴密平差）。

第二章 控制測量技術(shù)設(shè)計

第一節(jié) 概述

一、技術(shù)設(shè)計的意義和主要任務(wù)

1、技術(shù)設(shè)計的意義

2、技術(shù)設(shè)計的主要任務(wù)

（1）根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，結(jié)合測區(qū)具體情況，擬定最佳控制網(wǎng)布設(shè)方案。

（2）確定適宜的精度等級。（3）擬定建網(wǎng)計劃

二、技術(shù)設(shè)計的依據(jù)和基本原則

1、技術(shù)設(shè)計的依據(jù)

1）、上級下達任務(wù)的文件或合同書 2）有關(guān)的法規(guī)和技術(shù)標準

3）有關(guān)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)定額、成本定額和裝備標準

2、技術(shù)設(shè)計的基本原則

1）技術(shù)設(shè)計方案應先考整體，后考局部，顧及發(fā)展；要滿足用戶的要求，重視社會效益和經(jīng)濟效益。

2）要從作業(yè)區(qū)實際情況出發(fā)，考作業(yè)單位的實力，挖掘潛力，選擇最佳方案。

3）廣泛收集、認真分析和充分利用已有的測繪產(chǎn)品及資料 4）極采用適用的新技術(shù)、新方法、新工藝。

三、編寫技術(shù)設(shè)計書

1、工程名稱及任務(wù)概況。

2、作業(yè)區(qū)自然地理概況。

3、已有資料的利用情況。

4、主要作業(yè)方法 和技術(shù)規(guī)定

5、計劃安排和經(jīng)費預算

6、附件

1）可供利用的已有資料清單 2）附圖、附表 3）其他

第二節(jié) 技術(shù)設(shè)計中的幾個技術(shù)問題

一、控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

先提出多種布設(shè)方案，測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、導線網(wǎng)、邊角組合網(wǎng)以及測哪些邊、測哪角等，根據(jù)網(wǎng)形和合各點的近似坐標，利用計算程序進行精度估算，優(yōu)選出點位中誤差最小、相對點位中誤差在重要方向上的分量最小觀測工作量最小的方案

二、技術(shù)設(shè)計的內(nèi)容和步驟

1、收集和分析資料

（1）測區(qū)內(nèi)各種比例尺的地形圖。

（2）已有的控制測量成果（包括全部有關(guān)技術(shù)文件、圖表、手簿等等）。特別應注意是否有幾個單位施測的成果，如果有，則應了解各套成果間的坐標系、高程系統(tǒng)是否統(tǒng)一以及如何換算等問題。

（3）有關(guān)測區(qū)的氣象、地質(zhì)等情況，以供建標、埋石、安排作業(yè)時間等方面的參考。

（4）現(xiàn)場踏勘了解已有控制標志的保存完好情況。

（5）調(diào)查測區(qū)的行政區(qū)劃、交通便利情況和物資供應情況。若在少數(shù)民族地區(qū)，則應了解民族風俗、習慣。

對搜集到的上述資料進行分析，以確定網(wǎng)的布設(shè)形式，起始數(shù)據(jù)如何獲得，網(wǎng)的未來擴展等。

其次還應考慮網(wǎng)的坐標系投影帶和投影面的選擇。

此外還應考慮網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)，舊有標志可否利用等問題。

2、控制網(wǎng)圖上設(shè)計（1）從技術(shù)指標方面考慮

圖形結(jié)構(gòu)良好，邊長適中，對于三角網(wǎng)求距角不小于30°；便于擴展和加密低級網(wǎng)，點位要選在視野遼闊，展望良好的地方；為減弱旁折光的影響，要求視線超越（或旁離）障礙物一定的距離；點位要長期保存，宜選在土質(zhì)堅硬，易于排水的高地上。

（2）從經(jīng)濟指標方面考慮

充分利用制高點和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影響觀測精度的前提下，盡量降低覘標高度；充分利用舊點，以便節(jié)省造標埋石費用，同時可避免在同一地方不同單位建造數(shù)座覘標，出現(xiàn)既浪費國家資財，又容易造成混亂的現(xiàn)象。

（3）從安全生產(chǎn)方面考慮

點位離公路、鐵路和其他建筑物以及高壓電線等應有一定的距離。

三、平面控制測量技術(shù)設(shè)計布設(shè)

1、控制網(wǎng)布設(shè)應符合的要求 衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的布設(shè)，應符合哪些要求？

1）應根據(jù)測區(qū)的實際情況﹑精度要求﹑衛(wèi)星狀況﹑接收機的類型和數(shù)量以及測區(qū)已有的測量資料進行綜合設(shè)計。

2）首級網(wǎng)布設(shè)時，宜聯(lián)測2個以上高級國家控制點或地方坐標系的高級控制點；對控制網(wǎng)內(nèi)的邊長，宜構(gòu)成大地四邊形或中點多邊形。

3）控制網(wǎng)應由獨立觀測邊構(gòu)成一個或若干個閉合環(huán)或附合路線：各等級控制網(wǎng)中構(gòu)成閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)不宜多于6條。

4）各等級控制網(wǎng)中獨立基線的觀測總數(shù)，不宜少于必要觀測基線數(shù)的1.5倍。5）加密網(wǎng)應根據(jù)工程需要，在滿足本規(guī)范精度要求的前提下可采取比較靈活的布網(wǎng)方式。）對于采用GPS-RTK測圖的測區(qū)，在控制網(wǎng)的布設(shè)中應顧及參考站點的分布及位置。

2、實地選點

導線網(wǎng)控制點點位的選定應符合的要求

1）相鄰點之間必須通視，點位能長期保存； 2）便于加密、擴展和尋找；

3）觀測視線超越（或旁離）障礙物應在1.3m以上；

4）平面控制點位置應沿路線布設(shè)，距路中心的位置宜大于50m且小于300m，同時應便于測角、測距及地形測量和定測放線；

第三節(jié) 工程實例

一、任務(wù)概述

二、已有資料分析及利用

(1)平面控制資料：測區(qū)各地塊內(nèi)均已有D級GPS控制點，該控制點采用XX市統(tǒng)一坐標系（采用1980西安坐標系，中央子午線為116o54′，投影面為-150米），可以直接利用作為本測區(qū)的平面起算資料。

(2)高程控制資料：測區(qū)內(nèi)分布有2個四等水準點，作為本測區(qū)高程起算資料。

(3)圖件資料：測區(qū)內(nèi)有XX市國土資源檔案館提供的1:10000、1:50000地形圖，可作為本項目設(shè)計、選點、計劃用圖。

三、作業(yè)技術(shù)規(guī)范及標準

（1）《城市測量規(guī)范》CJJ/T8—2011；

（2）《國家三、四等水準測量規(guī)范》GB12898-91，國家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)；

（3）《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》GB/T 18314—2009；（4）《衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范》CJJ/T 73—2010；（5）《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)范》CJJ73—2010；

（6）《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T 2009—2010；（7）《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》GB/T20257.1-2007；（8）《測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》GB/T 24356—2009；（9）《數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》GB/T18316-2008中華人民共和國國家標準；

（10）《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T2009-2010；

四、基本技術(shù)要求

(1)平面控制系統(tǒng)：采用XX市統(tǒng)一坐標系（采用1980西安坐標系，中央子午線為116o，投影面為-150米）。(2)高程控制系統(tǒng)：釆用1985國家高程基準。(3)成圖方式：全野外數(shù)字化成圖。(4)基本等高距：0.5m

五、平面控制測量

在測區(qū)現(xiàn)有的GPS-D、E級控制點的基礎(chǔ)上，布設(shè)一定密度的5秒和8秒點，同時為滿足XX市新興產(chǎn)業(yè)園1:500數(shù)字化地形圖測繪技術(shù)設(shè)計

1：500數(shù)字化地形測圖的需要發(fā)展布設(shè)圖根點。按要求文件及1：500比例尺成圖相關(guān)技術(shù)要求則每平方公里不少于3個5秒，每平方公里不少于13個8秒點，5秒點采用先進的徠卡或拓普康GPS施測；極個別情況采用徠卡或其他型號全站儀測距導線方式施測；8秒點主要以全站儀測距導線施測，其形式可布設(shè)成導線網(wǎng)、結(jié)點導線或單導線。

1、GPS控制網(wǎng)測量

空值網(wǎng)以GPS形式施測時,其布網(wǎng)應由一個或多個獨立觀測環(huán)構(gòu)成。GPS控制網(wǎng)由非同步觀測邊構(gòu)成多邊形閉合環(huán)或附合路線,GPS網(wǎng)宜采用邊連式布網(wǎng)，不宜采用點連式布網(wǎng),GPS網(wǎng)中不得出現(xiàn)自由基線。同時GPS控制網(wǎng)與已知控制點聯(lián)測的點數(shù)應不少于3個。

表4-6 GPS方法觀測主要技術(shù)要求

GPS觀測，應在現(xiàn)場填寫觀測手薄，不得事后補記。觀測手薄的內(nèi)容如下： 點名、接收機名稱（型號）、接收機編號、觀測者、開機時間、關(guān)機時間、時段號、天線高（測前、測后、平均）、日期。

(1)GPS測量技術(shù)要求

GPSI級網(wǎng)釆用靜態(tài)定位測量，GPS網(wǎng)應布設(shè)成具有獨立檢核條件的圖形(如三角形、大地四邊形、五邊形）。GPS網(wǎng)點與高級點的聯(lián)測不少于3個。起算點外圍連線最好要包容覆蓋整個控制范圍。

GPS控制的點位應滿足GPS觀測要求，同時顧及后續(xù)使用常規(guī)儀器進行加密測量的需要，所選的GPSI級點必須保證有兩個以上方向的通視。GPSI級點密度以保證發(fā)展二級導線為原則。

GPS控制網(wǎng)相鄰點間弦長測量中誤差規(guī)定如下：(2)基線解算

基線解算可以釆用隨機軟件在微機上進行。野外觀測數(shù)據(jù)必須及時備份，并由專人保管，向甲方提供具備交換數(shù)據(jù)格式的所有原始基線數(shù)據(jù)。

1)同步環(huán)基線精度要求：坐標分量相對閉合差<9ppm;環(huán)線全長相對閉合差<15ppm;2)基線組成異步環(huán)的坐標分量閉合差和全長閉合差精度要求：

Wx≤2n δ（2--1）Wy ≤2n δ（2--2）Wz≤2n δ（2--3）Ws= Wx2+Wy2+Wz2 ≤23n δ（2--4）3)復測基線的長度較差，不宜超過下式規(guī)定：

ds ≤22δ（2--5）

(3)平差計算

GPS內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理釆用隨機軟件進行平差計算。當各項要求符合標準后，應以有效觀測最長的一個重合點的WGS-84系三維坐標作為起算數(shù)據(jù)，進行GPS網(wǎng)的無約束平差。

4)無約束平差中，基線向量的改正數(shù)絕對值應滿足下式要求：

V△x≤3δ（2--6）V△y≤3δ（2--7）V△z≤3δ（2--8）

其中：V＝異步環(huán)坐標分量閉合差（mm）； δ＝弦長標準差(mm)；

5)約束平差中，基線向量的改正數(shù)與剔除粗差后的無約束平差結(jié)果的同名基線相應改正數(shù)的較差應符合下式要求：

dV△x≤2δ（2--9）dV△y≤2δ（2--10）dV△z≤2δ（2--11）

GPSI級網(wǎng)應釆用聯(lián)測了四等水準（或等外水準）的占全網(wǎng)總點數(shù)約30%的控制點，作為GPS網(wǎng)高程擬合起算，這些聯(lián)測的控制點應均勻分布在GPS網(wǎng)的周邊和中間。

當城區(qū)不利于GPS觀測時，可釆用電磁波測距導線加密一級控制點，其主-級電磁波測距導線主要技術(shù)要求表。

2、導線平面控制測量(1)導線布設(shè)

(2)導線選點注意事項: 1)導線點選在土質(zhì)堅硬、穩(wěn)定的地方，以便于保存點的標志和安置儀器。2)導線點選在地勢較高，視野開闊的地方，以刞于進行碎部測量或加密以及施工放樣。

3)導線各邊的長度應按規(guī)范規(guī)定盡是接近平均邊長，且不同導線各邊長不應相差過大。導線點的數(shù)量要足夠，以便控制整修測區(qū)。

4)相鄰導線間要通視。

5)所選的導線間必須滿足超越（或遠離）障礙物1.3米以上。

6)路線平面控制點的位置應沿路線布設(shè)，距路中心的位置大于50M且小于300M，同時應便于測角、測距、及地形測量和定線放樣。

7)在橋梁和隧道處，應考慮橋隧布設(shè)控制網(wǎng)的要求，在大型構(gòu)造物的兩側(cè)應分別布設(shè)一對平面控制點。

(3)精度分析

設(shè)，m1、m2分別為兩個獨立觀測值(或兩獨立觀測值函數(shù))的中誤差，則其加權(quán)平均值的中誤差M為、圖根控制測量 一、二級控制點測量采用GPS RTK方式，本項目圖根控制測量仍采用GPS RTK方法。

(1)一、二級平面控制測量

平面坐標和高程記錄精確至0.001m。天線高量取精確至0.001m。RTK平面控制點測量主要技術(shù)要求應符合表4-8規(guī)定。

RTK控制點平面坐標測量時，流動站采集衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，通過坐標轉(zhuǎn)換方法將觀測得到的地心坐標轉(zhuǎn)換為指定坐標系中的平面坐標。

1)RTK平面控制點測量流動站的技術(shù)要求與操作方法 2）成果數(shù)據(jù)處理與檢查

① RTK控制測量外業(yè)采集的數(shù)據(jù)應及時進行備份和內(nèi)外業(yè)檢查。② RTK控制測量外業(yè)觀測記錄采用儀器自帶內(nèi)存卡或測量手簿，（2)圖根控制測量 1)網(wǎng)絡(luò)RTK測量

當圖根導線布設(shè)成支導線時，支導線的長度不應超過圖根導線測量主要技術(shù)要求規(guī)定長度的1/2，邊數(shù)不宜多于3條。

(1)圖根點選點

圖根控制點應選在利于保存、便于使用的地方。(2)圖根控制測量可采用測距導線方式進行測量

1)電磁波測距圖根導線的主要技術(shù)規(guī)格按下表執(zhí)行： 2)圖根點相對于起算點的點位中誤差不得超過±5cm。

3)導線長度短于上表1/3 時，其絕對閉合差不應大于±0.15m。

4)在房屋密集區(qū)作業(yè)時，導線的邊數(shù)可適當增加，但其他技術(shù)指標仍按上表執(zhí)行。5)圖根導線一般應為附合導線。但當遇到較大的廠礦、企業(yè)、學校，只有一個出入口時，允許采用閉合導線。

6)當受地形條件限制導線無法附合時，可布設(shè)不超過四條邊的支導線，支導線不得發(fā)展新點。

(3)圖根控制測量可釆用GPS實時動態(tài)（RTK)技術(shù)進行觀測

在實際工作中某些可能不適宜直接采用RTK方式測定圖根點，可以采用在合適區(qū)域布設(shè)高等級控制點，以高等級控制點為起算點采取圖根導線測量的方式布設(shè)圖根點。

根據(jù)圖根導線的布設(shè)原則，需要布設(shè)更高一級的控制點為起算點?，F(xiàn)有規(guī)范規(guī)定，RTK平面控制點按精度劃分等級為：一級控制點、二級控制點、三級控制點。根據(jù)《城市測量規(guī)范》

六、高程控制測量

根據(jù)對地形圖進行分析的結(jié)果，本地區(qū)地勢起伏不大，因此可以將導線點兼作水準點，即水準網(wǎng)的布設(shè)形式同導線網(wǎng)。

(1)水準觀測

水準測量所使用的儀器及水準尺，應符合水準儀視準軸與水準管軸的夾角i，DS1型應不超過15″，DS3型不應超過20″。補償式自動安平水準儀的補償誤差△a對于二等水準不應超過0.2″，三等不應超過0.5″。

水準尺上的米間隔平均長與名義長之差，對于因瓦水準尺，不應超過0.15mm；對于條形碼尺，不應超過0.1mm；對于木質(zhì)雙面水準尺，不應超過0.5mm。

兩次觀測高差較差超限時應重測。重測后對于二等水準應選取兩次異鄉(xiāng)觀測的合格結(jié)果，其他等級則應將重測結(jié)果與原測結(jié)果分別比較，較差不超過限值時，取三次結(jié)果的平均數(shù)。

(2)精度檢核

水準測量應達到足夠的精度，測量過程中應進行如下檢核：

每完成一條水準路線的測量，需要進行往返高差不符值和每公里高差中數(shù)的偶然中誤差?M的計算（小于100或測段數(shù)不足20個的路線，可納入相鄰路線一并計算），其公式為： ?? 七、三角高程測量

電磁波測距三角高程測量，宜在平面控制點的基礎(chǔ)上布設(shè)成三角高程網(wǎng)或者高程導線。應采用規(guī)定的手簿記錄并統(tǒng)一編號，手簿中記載項目的原始數(shù)據(jù)應字跡清晰端正、填寫齊全。外業(yè)手簿種任何原始記錄不得擦該或涂改，更不能轉(zhuǎn)抄復制。劃去不用的廢站也應注明原因。

垂直角應對向觀測，高差計算時，應考慮大氣折光差的影響，經(jīng)各項檢核合格后，取對向觀測高差中數(shù)組成附合高程路線進行平差。

內(nèi)業(yè)計算時，單向觀測時的高差根據(jù)平距按下列公式計算。

1、控制點數(shù)據(jù)取位及成果整理(1)控制測量觀測值、成果的取位按下列要求進行：水平角、垂直角取至整秒，距離、儀器高、覘標高、成果坐標、四等水準高程成果取位至醒，測距尚程成果取至cm。(2)GPSI級點要求制作點位說明，并制作一份相應的GPS控制點通視圖。

(3)地形控制點的成果，按不同的等級整理裝訂成冊。每一冊的點號從小到大按順序排列，以便查找。每一冊的首頁應附有導線略圖。

(4)計算資料中，包括計算說明、儀器檢定書、控制展點圖、已知點成果表。計算過程中的有關(guān)符號應在計算說明中用文字說明。

八、提交的成果

(1)文檔部分：技術(shù)設(shè)計書；技術(shù)總結(jié)；工作報告；自查報告；驗收報告；法定鑒定機構(gòu)對儀器的檢驗資料或儀器檢驗鑒定書；所有觀測手薄；所有平差計算資料及精度統(tǒng)計。

(2)成果部分：控制網(wǎng)展點網(wǎng)形圖、點之記、平面控制聯(lián)測圖、水準路線圖；控制點平面與高程成果表；數(shù)字地形塊圖及分幅圖；精度評定資料；塊圖及分幅圖接圖表等。

(3)圖紙部分：1：500白紙分幅地形圖一套。(4)成果資料表中，文字和表格采用word文檔或excel格式，圖形資料采用DWG文件格式，資料封面加蓋作業(yè)單位公章，所有資料配有電子光盤四套

第三章 GPS平面控制測量 第一節(jié) GPS概述

全球定位系統(tǒng)(GPS)是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。

一、GPS系統(tǒng)組成：

GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間部分---GPS星座；地面控制部分---地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分---GPS 信號接收機。

1、地面控制部分

地面控制部分由一個主控站,5 個全球監(jiān)測站和3 個地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù),計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運行至上空時,把這些導航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS 衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。

2、空間部分

GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆),軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。GPS 衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼(Coarse/ Acquisition Code11023MHz);一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz),P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,并設(shè)有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務(wù)。C/ A 碼人為采取措施而刻意降低精度后,主要開放給民間使用。

3、用戶設(shè)備部分

用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。GPS 接收機的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般采用機內(nèi)和機外兩種直流電源。設(shè)置機內(nèi)電源的目的在于更換外電源時不中斷連續(xù)觀測。在用機外電源時機內(nèi)電池自動充電。關(guān)機后，機內(nèi)電池為RAM存儲器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。

二、GPS系統(tǒng)的特點

1、定位精度高

2、觀測時間短

3、測站間無通視

4、可提供三維坐標

5、操作簡便

6、全天侯作業(yè)

7、功能多、應用廣。

三、GPS定位原理

1、偽距的概念和偽距測量

GPS衛(wèi)星能夠按照星載時鐘發(fā)射結(jié)構(gòu)為‘偽隨機噪聲碼的信號，稱為測距碼信號(即粗碼C／A碼或精碼P碼)。該信號從衛(wèi)星發(fā)射經(jīng)時間t后，到達接收機天線；衛(wèi)星至接收機的空間幾何距離ρ=C t。

實際上，由于傳播時間t中包含有衛(wèi)星時鐘與接收機時鐘不同步的誤差，測距碼在大氣中傳播的延遲誤差等等，因此求得的距離值并非真正的站星幾何距離，習慣上稱之為“偽距”，用ρ表示，與之相對應的定位方法稱為偽距法定位。

偽距測量是在用全球定位系統(tǒng)進行導航和定位時，用衛(wèi)星發(fā)播的偽隨機碼與接收機復制碼的相關(guān)技術(shù)，測定測站到衛(wèi)星之間的、含有時鐘誤差和大氣層折射延遲的距離的技術(shù)和方法。測得的距離含有時鐘誤差和大氣層折射延遲，而非“真實距離”,故稱偽距。它是為實現(xiàn)偽距定位，利用測定的偽距組成以接收機天線相位中心的三維坐標和衛(wèi)星鐘差為未知數(shù)的方程組，經(jīng)最小二乘法解算以獲得接收機天線相位中心三維坐標,并將其歸化為測站點的三維坐標。由于方程組含有4個未知數(shù)，必須有4個以上經(jīng)偽距測量而獲得的偽距。此法既能用于接收機固定在地面測站上的靜態(tài)定位，又適于接收機置于運動載體上的動態(tài)定位。但后者的絕對定位精度較低，只能用于精度要求不高的導航。

2、載波相位測量 1）原理

載波相位測量，又稱RTK技術(shù)是利用接收機測定載波相位觀測值或其差分觀測值，經(jīng)基線向量解算以獲得兩個同步觀測站之間的基線向量坐標差的技術(shù)和方法。

2）周跳與整周未知數(shù)（1）周跳 如果由于某種原因在兩個觀測歷元之間的某一段時間工作計數(shù)器中止了正常的累積工作，從而使整周計數(shù)較應有值少了n周，那么當計數(shù)器恢復正常工作后，所有的載波相位觀測值中的整周計數(shù)Int(ψ)便都會含有同一偏差值——較正常值少n周。這種整周計數(shù)Int(ψ)出現(xiàn)系統(tǒng)偏差而不足一周的部分Fr(ψ)仍然保持正確的現(xiàn)象稱為整周跳變，簡稱周跳。

（2）周跳的探測與修復（3）整周未知數(shù)

3、相對定位

在多個測站上進行同步觀測以測定測站之間相對位置的衛(wèi)星定位。是為確定測站點之間的三維或二維坐標差,采用載波相位測量可實現(xiàn)高精度的相對定位

4、單點定位

單點定位就是根據(jù)一臺接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導航定位。也稱為“絕對定位”。

5、精密單點定位

精密單點定位是利用GPS精密星歷和精密鐘差文件，以無電離層影響的載波相位和偽距組合觀測值為觀測資料，對測站的位置、接收機鐘差、對流層天頂延遲以及組合后的相位模糊度等參數(shù)進行估計

第二節(jié) GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

一、GPS控制網(wǎng)的布設(shè)的綜述

一個完整的技術(shù)設(shè)計，主要應包含如下內(nèi)容：

1、項目來源

介紹項目的來源、性質(zhì)。即項目由何單位、部門下達、發(fā)包，屬于何種性質(zhì)的項目等。

2、測區(qū)概況

介紹測區(qū)的地理位置、氣候、人文、經(jīng)濟發(fā)展狀況、交通條件、通訊條件等。這可為今后工程施測工作的開展提供必要的信息。如在施測時作業(yè)時間、交通工具的安排，電力設(shè)備使用，通訊設(shè)備的使用等。

3、工程概況

介紹工程的目的、作用、要求、GPS網(wǎng)等級（精度）、完成時間、有無特殊要求等在進行技術(shù)設(shè)計、實際作業(yè)和數(shù)據(jù)處理中所必須要了解的信息。

4、技術(shù)依據(jù)

介紹工程所依據(jù)的測量規(guī)范、工程規(guī)范、行業(yè)標準及相關(guān)的技術(shù)要求等。

5、現(xiàn)有測繪成果

介紹測區(qū)內(nèi)及與測區(qū)相關(guān)地區(qū)的現(xiàn)有測繪成果的情況。如已知點、測區(qū)地形圖等。

6、施測方案

介紹測量采用的儀器設(shè)備的種類、采取的布網(wǎng)方法等。

7、作業(yè)要求

規(guī)定選點埋石要求、外業(yè)觀測時的具體操作規(guī)程、技術(shù)要求等，包括儀器參數(shù)的設(shè)置（如采樣率、截止高度角等）、對中精度、整平精度、天線高的量測方法及精度要求等。

8、觀測質(zhì)量控制

介紹外業(yè)觀測的質(zhì)量要求，包括質(zhì)量控制方法及各項限差要求等。如數(shù)據(jù)刪除率、RMS值、RATIO值、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、相鄰點相對中誤差、點位中誤差等。

9、數(shù)據(jù)處理方案

詳細的數(shù)據(jù)處理方案，包括基線解算和網(wǎng)平差處理所采用的軟件和處理方法等內(nèi)容。

對于基線解算的數(shù)據(jù)處理方案，應包含如下內(nèi)容：基線解算軟件、參與解算的觀測值、解算時所使用的衛(wèi)星星歷類型等。

對于網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理方案，應包含如下內(nèi)容：網(wǎng)平差處理軟件、網(wǎng)平差類型、網(wǎng)平差時的坐標系、基準及投影、起算數(shù)據(jù)的選取等。

10、提交成果要求

規(guī)定提交成果的類型及形式；若國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督總局或行業(yè)發(fā)布新的技術(shù)設(shè)計規(guī)定，應據(jù)之編寫。

二、GPS控制網(wǎng)對精度和密度的要求

GPS網(wǎng)的精度指標，通常是以網(wǎng)中相鄰點之間的距離誤差來表示的，其具體形式為：

其中，：網(wǎng)中相鄰點間的距離中誤差(mm)；

：固定誤差(mm)；

分級布網(wǎng)，逐級控制；應有足夠的精度；應有足夠的密度；應有統(tǒng)一的規(guī)格。

三、GPS控制網(wǎng)的布網(wǎng)形式

GPS控制網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有跟蹤站式、戰(zhàn)式、多基準站式、同步圖形擴展式、單基準站式。

1、跟蹤站式 1）布網(wǎng)形式

若干臺接收機長期固定安放在測站上，進行常年、不間斷的觀測，即一年觀測365天，一天觀測24小時，這種觀測方式很象是跟蹤站，因此，這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式。

2）特點

接收機在各個測站上進行了不間斷的連續(xù)觀測，觀測時間長、數(shù)據(jù)量大，而且在處理采用這種方式所采集的數(shù)據(jù)時，一般采用精密星歷，因此，采用此種形式布設(shè)的GPS網(wǎng)具有很高的精度和框架基準特性

2、會戰(zhàn)式 1）布網(wǎng)形式

在布設(shè)GPS網(wǎng)時，一次組織多臺GPS接收機，集中在一段不太長的時間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時，所有接收機在若干天的時間里分別在同一批點上進行多天、長時段的同步觀測，在完成一批點的測量后，所有接收機又都遷移到另外一批點上進行相同方式的觀測，直至所有的點觀測完畢，這就是所謂的會戰(zhàn)式的布網(wǎng)。

2）特點

所布設(shè)的GPS網(wǎng)，因為各基線均進行過較長時間、多時段的觀測，因而具有特高的尺度精度。此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè)A、B級網(wǎng)。

3、多基準站式 1）布網(wǎng)形式 若干臺接收機在一段時間里長期固定在某幾個點上進行長時間的觀測，這些測站稱為基準站，在基準站進行觀測的同時，另外一些接收機則在這些基準站周圍相互之間進行同步觀測。（見圖10-6）

2）特點

所布設(shè)的GPS網(wǎng)，由于在各個基準站之間進行了長時間的觀測，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個GPS網(wǎng)的骨架，具較強的圖形結(jié)構(gòu)。

4、同步圖形擴展式 1）布網(wǎng)形式

多臺接收機在不同測站上進行同步觀測，在完成一個時段的同步觀測后，又遷移到其它的測站上進行同步觀測，每次同步觀測都可以形成一個同步圖形，在測量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個公共點相連，整個GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。

2）特點

具有擴展速度快，圖形強度較高，且作業(yè)方法簡單的優(yōu)點。同步圖形擴展式是布設(shè)GPS網(wǎng)時最常用的一種布網(wǎng)形式。

5、單基準站式 1）布網(wǎng)形式

又稱作星形網(wǎng)方式，它是以一臺接收機作為基準站，在某個測站上連續(xù)開機觀測，其余的接收機在此基準站觀測期間，在其周圍流動，每到一點就進行觀測，流動的接收機之間一般不要求同步，這樣，流動的接收機每觀測一個時段，就與基準站間測得一條同步觀測基線，所有這樣測得的同步基線就形成了一個以基準站為中心的星形。流動的接收機有時也稱為流動站。

2）特點

單基準站式的布網(wǎng)方式的效率很高，但是由于各流動站一般只與基準站之間有同步觀測基線，故圖形強度很弱，為提高圖形強度，一般需要每個測站至少進行兩次觀測。

四、GPS控制網(wǎng)布設(shè)原則

1、選點

（1）為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量，要求測站上空應盡可能的開闊，在10°~15°高度角以上不能有成片的障礙物。

（2）為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。

（3）為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。

（4）為便于觀測作業(yè)和今后的應用，測站應選在交通便利，上點方便的地方。

（5）測站應選擇在易于保存的地方。

2、提高GPS控制網(wǎng)可靠性的方法

首先，增加觀測期數(shù)。這樣測得的獨立基線數(shù)就會增加，可以提高控制網(wǎng)的可靠性精度。

其次，保證一定的重復設(shè)站次數(shù)。重復設(shè)站次數(shù)可以確保GPS網(wǎng)的可靠性，原因有二：①通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)站對中、整平、量測天線高等人為錯誤；②當同一臺接收機在同一測站上連續(xù)進行多個時段的觀察時，各個時段必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤差和錯誤。

再次，保證每個測站獨立基線相連在3條以上。3條以上的獨立基數(shù)相連，可使測站具有較高的可靠性。在布設(shè)GPS網(wǎng)時，各個點的可靠性與該點上所連接的基線數(shù)直接相關(guān)，點上所連接的基線數(shù)越多，點的可靠性則越高。

最后，在布網(wǎng)時要使網(wǎng)中所有異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設(shè)GPS網(wǎng)時，隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，其檢驗質(zhì)量的能力將逐漸下降。

3、提高GPS網(wǎng)精度的方法

首先，保證GPS網(wǎng)中各相鄰點的相對精度。在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個GPS網(wǎng)的骨架；制定一個子區(qū)和子環(huán)路的實測方案。其次，引入高精度激光測距邊。在布設(shè)GPS網(wǎng)

時，作為觀測值與GPS觀測值(基線向量)一同進行聯(lián)合平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L。最后，采用高程擬合的方法測定網(wǎng)中各點的正常高／正高。水準點的數(shù)量盡可能多，在網(wǎng)中均勻分布，網(wǎng)中的四周將整個網(wǎng)包含在其中

4、布設(shè)GPS網(wǎng)時起算點的選取與分布

首先，科學確定起算點的數(shù)量。一般來說，若要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合，則起算點數(shù)量越多越好；若沒有這樣的要求，則一般可選3~5個起算點。這樣，既可以保證新老坐標成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。其次，合理確定起算點的位置。起算點的位置與精度直接相關(guān)，為保證整網(wǎng)的點位精度均勻，起算點一般應均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍，要避免分布在網(wǎng)中一側(cè)。

5、布設(shè)GPS網(wǎng)時起算邊長的選取與分布

在布設(shè)GPS網(wǎng)時，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可在3~5條左右，可設(shè)置在GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測距邊兩端點的高差不應過分懸殊。

6、布設(shè)GPS網(wǎng)時起算方位的選取與分布

在布設(shè)GPS網(wǎng)時，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設(shè)在GPS網(wǎng)中的任意位置。

五、布設(shè)GPS控制網(wǎng)的設(shè)計指標

1、效率指標

在進行GPS網(wǎng)的設(shè)計時，應采用效率指標來衡量設(shè)計方案的效率，以及在采用布網(wǎng)方案作業(yè)中所需要的時間、消耗等問題。

2、高精度指標

GPS控制網(wǎng)的高精度性是工程測量的基石，也是其最明顯的優(yōu)勢之一。在布設(shè)時，要做到高精度性原則：先確定GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，再根據(jù)GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，得到GPS網(wǎng)的設(shè)計矩陣B，從而得到GPS網(wǎng)的協(xié)因數(shù)陣Q=(BTPB)，由此做到GPS控制網(wǎng)的高精度性原則。

3、可靠性指標

可靠性是GPS控制網(wǎng)布設(shè)的重要原則之一。在進行實際GPS網(wǎng)的設(shè)計時，一般采用一種反映GPS網(wǎng)可靠性的數(shù)量指建設(shè)項目中一項非常重要的技術(shù)進步。與傳統(tǒng)控制測量方法相比，GPS技術(shù)具有點位精度高、觀測時間短、操作簡便、可全球全天候作業(yè)等優(yōu)點，但并不等于GPS控制網(wǎng)就無需像傳統(tǒng)控制測量方法那樣進行控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計。

GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計是實施GPS測量的基礎(chǔ)性工作，在網(wǎng)的精確性、可靠性和經(jīng)濟性等方面,尋求設(shè)計的最佳方案。

1GPS控制網(wǎng)的特點

（1）網(wǎng)形與衛(wèi)星空間分布的幾何圖形相關(guān)。GPS控制網(wǎng)的精 度與網(wǎng)中的點所構(gòu)成的幾何圖形沒有關(guān)系，與觀測權(quán)相關(guān)程度不大，與邊和邊所構(gòu)成的角度無關(guān)，主要取決于網(wǎng)中個點發(fā)出基線的數(shù)目及基線的權(quán)陣。

（2）具有非層次結(jié)構(gòu)性。根據(jù)采用儀器類型和作業(yè)模式不同，得到不同精度的觀測值，這與經(jīng)典控制網(wǎng)的“逐級控制”、“分

級施測”

沒有關(guān)系，GPS網(wǎng)可用相同精度一次擴展達到所需的密度設(shè)計要求。

（3）沒有誤差積累且分布均勻。誤差積累是經(jīng)典控制網(wǎng)存在特性之一，而GPS網(wǎng)則沒有誤差的積累，而且誤差分布比較均勻，各邊的方位和邊長的相對精度基本是相同的。

（4）簡單易行的必要基準條件。GPS網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)(基線向量)中包含了尺度和方位信息，理論上只需要一個已知點的坐標即可確定GPS網(wǎng)的平移。GPS控制網(wǎng)布設(shè)應堅持的原則 2.1 效率優(yōu)先原則

在進行GPS網(wǎng)的設(shè)計時，應采用效率指標來衡量設(shè)計方案的效率，以及在采用布網(wǎng)方案作業(yè)中所需要的時間、消耗等問題。2.2高精度性原則

GPS控制網(wǎng)的高精度性是工程測量的基石，也是其最明顯的優(yōu)勢之一。在布設(shè)時，要做到高精度性原則：先確定GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，再根據(jù)GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，得到GPS網(wǎng)的設(shè)計矩陣B，從而得到GPS網(wǎng)的協(xié)因數(shù)陣Q=(BTPB)，由此做到GPS控制網(wǎng)的高精度性原則。

2.3可靠性原則

可靠性原則是GPS控制網(wǎng)布設(shè)的重要原則之一。在進行實際GPS網(wǎng)的設(shè)計時，一般采用一種反映GPS網(wǎng)可靠性的數(shù)量指標，結(jié)合各項精度指標，以達到改善網(wǎng)的質(zhì)量的目的。

第三節(jié) GPS控制測量數(shù)據(jù)采集

一、GPS外業(yè)觀測的作業(yè)方式

在設(shè)計GPS控制網(wǎng)時,因GPS同步觀測不要求通視,所以,其圖形設(shè)計具有較大的靈活性。GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計主要取決于用戶的要求、經(jīng)費、時間、人力以及所投入接收機的類型、數(shù)量和后勤保障條件等。GPS控制網(wǎng)布設(shè)通常有以下幾種方法。

1、點連式點連式是指相鄰圖形之間僅有一個公共點連接(圖1)。以這種方式布點所構(gòu)成的圖形幾何強度弱,一般不單獨使用。

2、邊連式

邊連式是指同步圖形之間由一條公共基線連接

(圖2)。這種布網(wǎng)方案,網(wǎng)的幾何強度較高,具有較多的復測邊和非同步圖形閉合條件,具有良好的自檢能力,經(jīng)平差后,網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度均勻。缺點是觀測工作量大。

3、網(wǎng)連式

（1）觀測作業(yè)方式 在作業(yè)時，相鄰的同步圖形間有3個（含3個）以上的公共點相連。這樣，當有臺儀器共同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得個新點，當這些儀器觀測了個時段后，就可以測得個點。

（2）特點

所測設(shè)的GPS網(wǎng)具有很強的圖形強度，但網(wǎng)連式觀測作業(yè)方式的作業(yè)效率很低。

4、混連式

（1）觀測作業(yè)方式

在實際的GPS作業(yè)中，一般并不是單獨采用上面所介紹的某一種觀測作業(yè)模式，而是根據(jù)具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種種觀測作業(yè)方式就是所謂的混連式。

（2）特點

實際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實際上是點連式、邊連式和網(wǎng)連式的一個結(jié)合體。

二、外業(yè)GPS調(diào)度與觀測記錄

1、調(diào)度計劃

為保證GPS外業(yè)觀測作業(yè)的順利進行，保障精度，提高效率，在進行GPS外業(yè)觀測之前，就編制好調(diào)度計劃。

（1）GPS衛(wèi)星可見性預報圖表 GPS定位的精度與衛(wèi)星的幾何分布密切相關(guān)。從GPS可見性預報圖表中可以了解衛(wèi)星的分布狀況。

1）星歷預報表 2）星歷預報圖形)連

2、外業(yè)調(diào)度

按照技術(shù)設(shè)計與實地踏勘所得結(jié)果，對需測GPS點分布的情況，交通路線等因素加以綜合考慮，顧及星歷預報，制定合理的外業(yè)調(diào)度計劃。根據(jù)測量規(guī)范，確定觀測段數(shù)及每時段觀測時間，在保證結(jié)果精度的基礎(chǔ)上，盡量提高作業(yè)效率。

3、觀測作業(yè)

目前接收機的自動化程度較高，操作人員只需作好以下工作即可： 1）各測站的觀測員應按計劃規(guī)定的時間作業(yè)，確保同步觀測。2）確保接收機存儲器（目前常用CF卡）有足夠存儲空間。3）開始觀測后，正確輸入高度角，天線高及天線高量取方式。4）觀測過程中應注意查看測站信息、接收到的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結(jié)果及其變化和存儲介質(zhì)記錄等情況。一般來講，主要注意DOP值的變化，如DOP值偏高（GDOP一般不應高于6），應及時與其他測站觀測員取得聯(lián)系，適當延長觀測時間。

5）同一觀測時段中，接收機不得關(guān)閉或重啟；將每測段信息如實記錄在GPS測量手簿上。6）進行長距離高等級GPS測量時，要將氣象元素，空氣濕度等如實記錄，每隔一小時或兩小時記錄一次。

三、GPS定位中的誤差源

GPS定位中出現(xiàn)的各種誤差從誤差源來講大體可分為下列三類：

1、衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星星歷誤差

由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星定軌系統(tǒng)的質(zhì)量，如定軌站的數(shù)量及其地理分布，觀測值的數(shù)量及精度，定軌時所有的數(shù)學力學模型和定軌軟件的完善程度等。此外與星歷的外推時間間隔（實測星歷的外推時間間隔可視為零）也有直接關(guān)系。

（2）衛(wèi)星鐘的鐘誤差

衛(wèi)星上雖然使用了高精度的原子鐘，但它們也不可避免地存在誤差，這種誤差既包含著系統(tǒng)性的誤差（如鐘差、鐘速、頻漂等偏差），也包含著隨機誤差。系統(tǒng)誤差遠較隨機誤差的值大，而且可以通過檢驗和比對來確定并通過模型來加以改正；而隨機誤差只能通過鐘的穩(wěn)定度來描述其統(tǒng)計特性，無法確定其符號和大小。

2、與信號傳播有關(guān)的誤差

與GPS信號傳播有關(guān)的誤差主要是大氣折射誤差和多路徑效應。（1）電離層延遲 電離層（含平流層）是高度在先60～1000km間的大氣層。在太陽紫外線X射線、射線和高能粒子的作用下，該區(qū)域內(nèi)的氣體分子和原子將產(chǎn)生電離，形成自由電子和正離子。帶電粒子的存在將影響無線電信號的傳播，使傳播速度發(fā)生變化，傳播路徑產(chǎn)生彎曲，從而使信號傳播時間 t 與真空中光速c的乘積不等于衛(wèi)星至接收機的幾何距離，產(chǎn)生所謂的電離層延遲。

（2）對流層延遲

對流層是高度在50km以下的大氣層。整個大氣中的絕大部分質(zhì)量集中在對流層中。GPS衛(wèi)星信號在對流層中的傳播速度V=c/n。以為真空中的光速，n為大氣折射率，其值取決于氣溫、氣壓和相對濕度等因子。此外，信號的傳播路徑也會產(chǎn)生彎曲。由于上述原因使距離測量值產(chǎn)生的系統(tǒng)性偏差稱為對流層延遲。對流層對測距碼偽距和載波相位觀測值的影響是相同的。

（3）多路徑誤差

多路徑誤差:經(jīng)某些物體表面反射后到達接收機的信號如果與直接來自衛(wèi)星的信號疊加干擾后進入接收機，就將使測量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

多路徑誤差對測距碼偽距觀測值的影響要比對載波相位觀測值的影響大得多。多路徑誤差取決于測站周圍的環(huán)境、接收機的性能以及觀測時間的長短。

3、與接收機有關(guān)的誤差（1）接收機的鐘誤差（2）接收機的位置誤差（3）接收機的測量噪聲

4、相對論效應（1）狹義相對論

由于衛(wèi)星鐘被安置在高速運動的衛(wèi)星中，按照狹義相對論的觀點會產(chǎn)生時間膨脹的現(xiàn)象，對GPS衛(wèi)星鐘的影響。

（2）廣義相對論

原理：由廣義相對論可知，若衛(wèi)星所處的重力位為，地面測站處的重力位為，那么同一臺鐘放在衛(wèi)星上和放在地面上時鐘頻率將相差：

5、其它因素

GPS控制部分人為或計算機造成的影響；

由于GPS控制部分的問題或用戶在進行數(shù)據(jù)處理時引入的誤差等； 數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對定位結(jié)果的影響。第四節(jié) GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

一、基線解算

1、觀測值的處理

GPS基線向量表示了各測站間的一種位置關(guān)系，即測站與測站間的坐標增量。GPS基線向量與常規(guī)測量中的基線是有區(qū)別的，常規(guī)測量中的基線只有長度屬性，而GPS基線向量則具有長度、水平方位和垂直方位等三項屬性。GPS基線向量是GPS同步觀測的直接結(jié)果，也是進行GPS網(wǎng)平差，獲取最終點位的觀測值。

若在某一歷元中，對k顆衛(wèi)星數(shù)進行了同步觀測，則可以得到k-1個雙差觀測值；若在整個同步觀測時段內(nèi)同步觀測衛(wèi)星的總數(shù)為l則整周未知數(shù)的數(shù)量為l-1。

在進行基線解算時，電離層延遲和對流層延遲一般并不作為未知參數(shù)，而是通過模型改正或差分處理等方法將它們消除。因此，基線解算時一般只有兩類參數(shù)，一類是測站的坐標參數(shù)，數(shù)量為3；另一類是整周未知數(shù)參數(shù)（m為同步觀測的衛(wèi)星數(shù)），數(shù)量為。

2、基線解算

基線解算的過程實際上主要是一個平差的過程，平差所采用的觀測值主要是雙差觀測值。在基線解算時，平差要分三個階段進行，第一階段進行初始平差，解算出整周未知數(shù)參數(shù)的和基線向量的實數(shù)解（浮動解）；在第二階段，將整周未知數(shù)固定成整數(shù)；在第三階段，將確定了的整周未知數(shù)作為已知值，僅將待定的測站坐標作為未知參數(shù)，再次進行平差解算，解求出基線向量的最終解-整數(shù)解（固定解）。

（1）初始平差

根據(jù)雙差觀測值的觀測方程（需要進行線性化），組成誤差方程后，然后組成法方程后，求解待定的未知參數(shù)其精度信息，通過初始平差，所解算出的整周未知數(shù)參數(shù)本應為整數(shù)，但由于觀測值誤差、隨機模型和函數(shù)模型不完善等原因，使得其結(jié)果為實數(shù)，因此，此時與實數(shù)的整周未知數(shù)參數(shù)對應的基線解被稱作基線向量的實數(shù)解或浮動解。

（2）整周未知數(shù)的確定（3）確定基線向量的固定解

當確定了整周未知數(shù)的整數(shù)值后，與之相對應的基線向量就是基線向量的整數(shù)解。

二、基線解算的分類

1、單基線解算（1）定義

當有臺GPS接收機進行了一個時段的同步觀測后，每兩臺接收機之間就可以形成一條基線向量，共有條同步觀測基線，其中可以選出相互獨立的條同步觀測基線，至于這條獨立基線如何選取，只要保證所選的條獨立基線不構(gòu)成閉合環(huán)就可以了。這也是說，凡是構(gòu)成了閉合環(huán)的同步基線是函數(shù)相關(guān)的，同步觀測所獲得的獨立基線雖然不具有函數(shù)相關(guān)的特性，但它們卻是誤差相關(guān)的，實際上所有的同步觀測基線間都是誤差相關(guān)的。所謂單基線解算，就是在基線解算時不顧及同步觀測基線間的誤差相關(guān)性，對每條基線單獨進行解算。

（2）特點

單基線解算的算法簡單，但由于其解算結(jié)果無法反映同步基線間的誤差相關(guān)的特性，不利于后面的網(wǎng)平差處理，一般只用在較低級別GPS網(wǎng)的測量中。

2、多基線解算（1）定義

與單基線解算不同的是，多基線解算顧及了同步觀測基線間的誤差相關(guān)性，在基線解算時對所有同步觀測的獨立基線一并解算。

（2）特點

多基線解由于在基線解算時顧及了同步觀測基線間的誤差相關(guān)特性，因此，在理論上是嚴密的。

三、基線解算的質(zhì)量控制

1、質(zhì)量控制指標

2、數(shù)據(jù)刪除率

在基線解算時，如果觀測值的改正數(shù)大于某一個閾值時，則認為該觀測值含有粗差，則需要將其刪除。被刪除觀測值的數(shù)量與觀測值的總數(shù)的比值，就是所謂的數(shù)據(jù)刪除率。

數(shù)據(jù)刪除率從某一方面反映出了GPS原始觀測值的質(zhì)量。數(shù)據(jù)刪除率越高，說明觀測值的質(zhì)量越差。

3、RATIO值

4、RDOP

5、RMS

6、同步環(huán)閉合差

7、異步環(huán)閉合差

8、重復基線較差

四、GPS基線向量網(wǎng)平差

1、網(wǎng)平差的分類

GPS網(wǎng)平差的類型有多種，根據(jù)平差所進行的坐標空間，可將GPS網(wǎng)平差分為三維平差和二維平差，根據(jù)平差時所采用的觀測值和起算數(shù)據(jù)的數(shù)量和類型，可將平差分為無約束平差、約束平差和聯(lián)合平差等。

（1）三維平差與二維平差

三維平差：平差在三維空間坐標系中進行，觀測值為三維空間中的觀測值，解算出的結(jié)果為點的三維空間坐標。GPS網(wǎng)的三維平差，一般在三維空間直角坐標系或三維空間大地坐標系下進行。

二維平差：平差在二維平面坐標系下進行，觀測值為二維觀測值，解算出的結(jié)果為點的二維平面坐標。二維平差一般適合于小范圍GPS網(wǎng)的平差。

（2）無約束平差、約束平差和聯(lián)合平差

無約束平差：在平差時不引入會造成GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。常見的GPS網(wǎng)的無約束平差，一般是在平差時沒有起算數(shù)據(jù)或沒有多余的起算數(shù)據(jù)。

約束平差：平差時所采用的觀測值完全是GPS觀測值（即GPS基線向量），而且，在平差時引入了使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。

聯(lián)合平差：平差時所采用的觀測值除了GPS觀測值以外，還采用了地面常規(guī)觀測值，這些地面常規(guī)觀測值包括邊長、方向、角度等觀測值等。

2、平差過程

（1）取基線向量，構(gòu)建GPS基線向量網(wǎng)（2）三維無約束平差

在構(gòu)成了GPS基線向量網(wǎng)后，需要進行GPS網(wǎng)的三維無約束平差，通過無約束平差主要達到以下幾個目的：

約束平差的具體步驟是：

1）指定進行平差的基準和坐標系統(tǒng)。2）指定起算數(shù)據(jù)。3）檢驗約束條件的質(zhì)量。4）進行平差解算。

3、質(zhì)量分析與控制

五、GPS數(shù)據(jù)處理過程 GPS基線解算的過程是：

1、原始觀測數(shù)據(jù)的讀入

2、外業(yè)輸入數(shù)據(jù)的檢查與修改

3、基線解算的控制參數(shù)

4、基線解算

5、基線質(zhì)量的檢驗

6、平差

進行精度評定，得到各測站平差后坐標。

7、成果轉(zhuǎn)化

根據(jù)實際生產(chǎn)需要，轉(zhuǎn)化為當?shù)刈鴺耍话闵逃密浖性摴δ堋?/p>

8、結(jié)束

第四章平面控制測量

第一節(jié)

精密測角測量

一、精密電子測角儀器的基本原理

1、編碼度盤測角原理 1)編碼度盤測角原理(絕對法)編碼度盤類似于普通光學度盤的玻璃碼盤，在此平面上分著若干寬度相同的同心圓環(huán)，而每一圓環(huán)又被刻制成若干等長的透光和不透光區(qū)，這種圓環(huán)稱為編碼度盤的“碼道”。每條碼道代表一個二進制的數(shù)位，有里到外，位數(shù)由高到低。在碼道數(shù)目一定的條件下，整個編碼盤可以分成數(shù)目一定，面積相等的扇形區(qū)，稱為編碼盤碼區(qū)。處于同一碼區(qū)內(nèi)的各碼道的透光區(qū)與不透光區(qū)的排列，構(gòu)成編碼盤的一個編碼,這一碼區(qū)所顯示的角度范圍，稱為編碼度盤的角度分辨率。為了讀取各碼區(qū)的編碼數(shù)，需要編碼度盤的碼道一測設(shè)置光源，而在對應的碼盤另一側(cè)設(shè)置光電探測器，每一檢測器對應一個光源。碼盤上的發(fā)光二極管和碼盤下的光敏二極管組成測角的讀定標志，把碼盤的透光和不透光，由光電二極管轉(zhuǎn)換成電信號，以透光表示“1”，不透光表示“0”，這樣碼盤上每一格就對應一個二進制數(shù)，經(jīng)過譯碼即成十進制數(shù)，從而能顯示一個度盤上讀出的方位或角度數(shù)值。因此，編碼度盤的測角方式為絕對法測角。

2)光柵度盤測角原理(增量法)光柵就是具有刻制成許多寬度和間隔都相等的直線條紋的光學器件，即它是由許多等間隔的透光的縫隙和不透光的刻畫線所組成。光通過光柵時會產(chǎn)生光的衍射效應。用于透射衍射的光柵稱為透射光柵，用于反射光衍射的光柵稱為反射光柵。光柵有兩個基本參數(shù)，一是毫米長度范圍內(nèi)的條紋數(shù)，稱為條紋密度:二是相鄰條紋之間的距離，稱為間距。根據(jù)測量對象不同，有長度測量用的光柵刻在一直尺上稱為直線光柵。另一種是用于角度測量的光柵，是在度盤徑向按等角距離刻制的輻射狀的徑向光柵。

3）動態(tài)測角原理

二、精密測角方法

1、方向觀測法的觀測程序

如圖，若測站上有5個待測方向：A、B、C、D、E，選擇其中的一個方向（如A）作為起始方向（亦稱零方向），在盤左位置，從起始方向A開始，按順時針方向依次照準A、B、C、D、E，并讀取度盤讀數(shù)，稱為上半測回；然后縱轉(zhuǎn)望遠鏡，在盤右位置按逆時針方向旋轉(zhuǎn)照準部，從最后一個方向E開始，依次照準E、D、C、B、A并讀數(shù)，稱為下半測回。上下半測回合為一測回。這種觀測方法就叫做方向觀測法（又叫方向法）。

如果在上半測回照準最后一個方向E之后繼續(xù)按順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部，重新照準零方向A并讀數(shù)；下半測回也從零方向A開始，依次照準A、E、D、C、B、A，并進行讀數(shù)。這樣，在每半測回中，都從零方向開始照準部旋轉(zhuǎn)一整周，再閉合到零方向上的操作，就叫“歸零”。通常把這種“歸零”的方向觀測法稱為全圓方向法。習慣上把方向觀測法和全圓方向法統(tǒng)稱為方向觀測法或方向法。當觀測方向多于3個時，采用全圓方向法。

“歸零”的作用是：當應觀測的方向較多時，半測回的觀測時間也較長，這樣在半測回中很難保持儀器底座及儀器本身不發(fā)生變動。由于“歸零”，便可以從零方向的兩次方向值之差（即歸零差）的大小，判明這種變動對觀測精度影響的程度以及觀測結(jié)果是否可以采用。

采用方向觀測法時，選擇理想的方向作為零方向是最重要的。如果零方向選擇的不理想，不僅是觀測工作無法順利進行，而且還會影響方向值的精度。選擇的零方向應滿足以下的條件：

第一，邊長適中。就是說，與本點其他方向比較，其邊長既不是太長，又不是最短。

第二，成像清晰，目標背景最好是天空。若本點所有目標的背景均不是天空時，可選擇背景為遠山的目標作為零方向。另外，零方向的相位差影響要小。

第三，視線超越或旁離障礙物較遠，不易受水平折光影響，視線最好從覘標的兩櫓柱中

間通過。

有些方向雖能滿足上述要求，但經(jīng)常處在云霧中，也不宜選作零方向。

2、方向觀測法的要求 1）觀測度盤表 2）一測回操作程序

（1）照準零方向標的，按觀測度盤表配置測微盤和度盤。

（2）按順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部1～2周后，精確照準零方向標的，讀取水平度盤和測微盤讀數(shù)（重合對徑分劃線兩次，讀取水平度盤讀數(shù)一次，讀取測微盤讀數(shù)兩次）。

（3）順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部，精確照準2方向標的，按（2）款方法進行讀數(shù)，繼續(xù)按順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部，依次精確照準3，4，?，n方向標的并讀數(shù)，最后閉合至零方向(當觀測的方向數(shù)小于3時，可以不“歸零”)。

（4）縱轉(zhuǎn)望遠鏡，按逆時針方向旋轉(zhuǎn)照準部1~2周后，依次精確照準1，n，?3，2，1方向標的，并按（2）款讀數(shù)方法進行讀數(shù)。

3）觀測手簿的記錄與計算

3、方向觀測法的規(guī)則

（1）一測回中不得變動望遠鏡焦距。觀測前要認真調(diào)整望遠鏡焦距，消除視差，一測回中不得變動焦距。轉(zhuǎn)動望遠鏡時，不要握住調(diào)焦環(huán)，以免碰動焦距。

（2）在各測回中，應將起始方向的讀數(shù)均勻分配在度盤和測微盤上。這是為了消除或減弱度盤、測微盤分劃誤差的影響。

（3）上、下半測回間縱轉(zhuǎn)望遠鏡，使一測回的觀測在盤左和盤右進行。

一般上半測回在盤左位置進行，下半測回在盤右位置進行。作用在于消除視準軸誤差及水平軸傾斜誤差的影響，并可獲得二倍照準差的數(shù)值，借以判斷觀測質(zhì)量。

（4）下半測回與上半測回照準目標的順序相反，并保持對每一觀測目標的操作時間大致相等。

其作用在于減弱覘標內(nèi)架或腳架扭轉(zhuǎn)的影響以及視準軸隨時間、溫度變化的影響等，就是說，在一測回觀測中要連續(xù)均勻，不要由于某一目標成像不佳或其他原因而停留過久，在高標上觀測更應注意此問題。

（5）半測回中照準部的旋轉(zhuǎn)方向應保持不變。這樣可以減弱度盤帶動和空隙帶

第四篇：隧道控制測量

淺 談 隧 道 控 制 測 量

摘要：在隧道施工中，采用兩個和多個同向的掘進工作面分段掘進隧道，使其按設(shè)計要求在預定地點彼此接通。為實施貫通而進行的有關(guān)測量工作，稱之為貫通測量。貫通測量設(shè)計大多數(shù)的隧道測量內(nèi)容，由于各項測量工作中都存在誤差，從而使貫通長生偏差。因此在隧道測量中為了保證貫通誤差的設(shè)計要求，這就要求在隧道有關(guān)測量中要盡量的避免或減少誤差，控制的方法有精確測量還有一定的測量方法和技巧。

關(guān)鍵詞：貫通測量，控制，控制測量，導線布設(shè)，高程測量，超欠挖，路線定線

1.1隧道施工測量的內(nèi)容和作用

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，我國地下隧道工程日益增加。如公路隧道、鐵路隧道、水利工程輸水隧道、地下鐵道、礦山通道等。地下隧道工程施工需要進行的主要測量工作主要包括:(1)地面控制測量：在地面上建立平面和高程控制網(wǎng)；(2)聯(lián)系測量：將地面上得坐標方向和高程傳遞到地下，建設(shè)地面下統(tǒng)一坐標系統(tǒng)；(3)地下控制測量：包括地下平面與高程控制；(4)隧道施工測量：根據(jù)隧道的設(shè)計進行放樣、指導及襯砌的中線及高程測量。根據(jù)工作地點劃分，隧道施工測量可以分為地面測量和地下測量兩大部分。

1.2 地面控制測量

地面控制測量主要是對施工隧道進行定位、定向和控制，一般根據(jù)實際情況不成網(wǎng)狀或?qū)Ь€。

1、控制網(wǎng)布設(shè)步驟 ①

收集資料

主要包括施工地區(qū)的比例尺地形圖；隧道所在地段的路線平面圖；隧道的縱、橫斷面圖；隧道平面圖；隧道施工技術(shù)設(shè)計；周圍以后控制點資料；該地區(qū)的水文、氣象、地質(zhì)及交通等方面的資料。

②

現(xiàn)場勘查與交樁

在對收集到的資料進行初步的分析之后，為了進一步判定已有資料的正確性和了解實地情況，需對隧道穿越的地區(qū)進行實地勘查。一般沿隧道線路中線，從洞口一端向另一端進行，觀察隧道兩側(cè)地形，應特別注意洞口路線的走向、地形與施工設(shè)施的布設(shè)情況?？辈檫^程中有設(shè)計人員向測量人員現(xiàn)場交樁。

③

選點布網(wǎng)

一般直接到現(xiàn)場勘查先點，要注意利用已有控制點，選點時應考慮一下因素：

(1):在隧道的進出口，斜井與平洞等的標樁位置，豎井的附近，曲線的起點、終點及交點等處應選點。（2）：三角網(wǎng)的基線應選在平坦的地方，三角性的邊長應大致相等，求距角應不小于30°。（3）：控制點要選在穩(wěn)定、牢靠的地方，不受施工的影響。（4）：在每個洞口至少有三個控制點，確保洞內(nèi)導線測量有足夠的起始和檢測數(shù)據(jù)。（5）：相鄰兩點要通視，避免造高標。

三角網(wǎng)的形式一般采用單三角鎖，當隧道出口附近有精度可靠的高級三角點時，可考慮布設(shè)三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)。

2、地面導線測量 ① 選點要求

（1）在直線隧道中，為了減少導線距離誤差對隧道橫向貫通誤差的影響，應盡量將導線沿著隧道中線布設(shè)，導線點數(shù)應盡可能的少，以減少測角誤差對橫向貫通誤差的影響。

（2）對于曲線隧道，應沿曲線的切線方向布設(shè)，最好能把曲線的起、終點也作為導線點。這樣曲線轉(zhuǎn)折點上的總偏角就可以根據(jù)導線測量結(jié)果計算出來。

（3）導線點應考慮橫洞、斜井、豎井的位置

（4）為了增加校驗條件，提高導向測量精度，應盡量布設(shè)成閉合導。

3、地面水準測量

水準測量的等級，取決與隧道的長度、隧道地段的地形情況等。水準測量施測，一般可利用路線基平水準點高程作為起始高程，沿水準路線在每個洞口至少應埋設(shè)三個水準點。水準路線應構(gòu)成環(huán)，或者布設(shè)成兩條相互獨立的水準路線。

1.3 豎井聯(lián)系測量

為了使井上、井下采用統(tǒng)一坐標系統(tǒng)所進行的測量工作，稱坐聯(lián)系測量。聯(lián)系測量的任務(wù)在于確定：

①井下導線中一條邊的方位角；

②井下導線中一個點的平面坐標x和y； ③井下起始點的高程；

定向分為幾何定向和物理定向兩大類。

1.4 地下控制測量

1、地下導線測量

地下導線測量的目的是以必要的精度，按照與地面控制測量統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，建立地下的控制系統(tǒng)。根據(jù)地下的導線坐標，就可以標定隧道中線及其襯砌位置，保證貫通等施工。地下導線的起始點通常設(shè)在隧道的洞口、洞口、斜井口。起始點坐標和方位角有地面控制測量或聯(lián)系測量確定。

這種在隧道施工過程中所進行的地下導線測量與一般地面導線測量相比較有以下特點：

（1）地下導線隨隧道的開挖而向前延伸，所以只能逐段布設(shè)支導線。而支導線采用重復觀測的方法進行校核。

（2）導線在地下開挖的坑道內(nèi)布設(shè)，因此其導線形狀完全取決于坑道形狀，導線點選擇余地小。

（3）地下導線是先布設(shè)精度較低的施工導線，然后在布設(shè)精度較高的基本控制導線。

設(shè)地下導線是應考慮貫通是所需要的精度要求，另外還應考慮到導線點的位置，以保證在隧道內(nèi)以必要的精度放樣。在隧道建設(shè)中，導線一般采用分級布設(shè)。

（1）施工導線：在開挖面向前推進時，用以進行放樣且指導開挖的導線測量。施工導線的邊長一般為25——50米。

（2）基本控制導線：當掘進長度達100——300米以后，為了檢查隧道的方向是否與設(shè)計的相符合，并提高導線精度，選擇一部分施工導線點布設(shè)邊長較長，精度較高的基本控制導線。

（3）主要導線：當隧道掘進大于2千米時，可選擇一部分基本導線點布設(shè)主要導線，主要導線的邊長一般可選在150——800米。

在隧道施工中，一般只布設(shè)施工導線與基本控制導線。當隧道過長時才考慮布設(shè)主要導線。導線點一般設(shè)在巖石堅固的地方。隧道的交叉處須設(shè)點?？紤]到使用方便，便于尋找，導線點的編號盡可能做到簡單，那次序排列。

由于地下導線布設(shè)成支導線，而且測一個新點后，中間要間斷一段時間，所以當導線繼續(xù)向前測量時，需先進行原點檢測。在直線隧道中，檢核測量可只進行角度觀測，在曲線隧道中還需檢核邊長，在有條件是盡可能構(gòu)成閉合導線。

由于地下導線的邊長較短，儀器對中誤差和目標偏心誤差對測角精度影響較大，因此應根據(jù)施測導線等級，增加對中次數(shù)。

2、地下水準測量

下水準測量以洞口水準點的高程為起始數(shù)據(jù)，經(jīng)導入高程傳遞到地下水準基點，然后有地下水準基點出發(fā)，測定隧道內(nèi)個水準點的高程，作為施工放樣依據(jù)。

地下水準測量的特點：（1）水準線路與地下導線相同，在隧道貫通之前，地下水準線路均為支線，因而需要往返測。

（2）通常利用地下導線點作為水準點.（3）在隧道施工中，地下水準支線隨開挖面的緊張而向前延伸。為滿足施工要求，一般可先測設(shè)精度較低的臨時水準點，其后在測設(shè)精度較高的永久水準點。

1.5 施工測量

在隧道施工測量中，對隧道走向的控制極為重要，而控制隧道走向的控制條件就是控制隧道中線，以此來控制隧道的走向。

隧道中線的控制，是根據(jù)設(shè)計圖紙所給的參數(shù)來控制的。根據(jù)設(shè)計圖紙所給的設(shè)計參數(shù)，計算出有關(guān)樁號的坐標，準確放樣中線里程樁號。在隧道施工中，隧道中線基本控制隧道的開挖的前進方向，再由設(shè)計參數(shù)控制隧道的開挖輪廓線。

其中現(xiàn)在應用最廣泛，最簡單的操作方法就是將所給的設(shè)計參數(shù)和設(shè)計路線編寫成一個計算程序，根據(jù)里程算出坐標稱之為正算，根據(jù)坐標推算里程稱之為反算，再加上高程計算，這樣就可以把一條隧道立體的控制。同樣，只要把路線中線確定，我們就可以確定任意一點距相對應的同一里程中線的偏移量，從而達到控制隧道走向的目的。在隧道的施工過程中，最主要的就是控制超欠挖、控制路線的走線、控制二襯厚度、隧道的標高。

超欠挖控制：超欠挖控制的核心理念就是開挖半徑必須大于等于設(shè)計開挖半徑，從而給初期支護和二次襯砌留有做夠的空間，從而保證初期支護厚度和二次襯砌厚度，最終符合凈空設(shè)計要求。超欠挖計算就是根據(jù)所測點的三維坐標，計算出該點的實際半徑，在于設(shè)計半徑相比較。

路線走向控制：；路線走向控制就是要控制隧道中線的控制，同時也要控制隧道兩邊墻距中線的距離，從而達到控制路線走向。中線控制主要是利用兩坐標點的距離來計算的，計算距離的前提就是計算出這一點同一里程的中線坐標，從而計算出該點與中線的距離，而該點的中線坐標計算就要知道該點的里程，此時應用坐標反算里程得出該點的里程。計算出該點距中線的距離，從而控制隧道兩邊墻的走向，最終控制隧道走向。

控制而成厚度：控制二襯厚度在整個隧道施工中都是核心，二襯承載者整個隧道的受力，保證隧道的正常通行，所以二襯厚度必須保證，按照設(shè)計要求，給二襯提前預留空間，這就要控制好開挖，必能出現(xiàn)欠挖這樣才能保證二襯厚度，同樣二襯臺車定位也要做到準確，而二襯臺車定位依據(jù)就是隧道中線點，從而對準確放樣隧道中線點要求極高。

隧道標高控制：隧道標高控制主要是根據(jù)路線設(shè)計中線高程，控制隧道標高。通過對路面的標高控制來決定隧道底部的開挖。在四級以上圍巖級別帶仰拱的開挖，要根據(jù)路面高度和仰拱設(shè)計高度準確控制仰拱的開挖輪廓線。

隧道是一個三維的立體結(jié)構(gòu)，從而要想控制隧道施工符合設(shè)計要求，必須從三維來控制，從而達到設(shè)計貫通誤差要求。

參考文獻

《測量學》 人民交通出版社 《公路與城市道路、橋梁、隧道工程專用

人民交通出版社 》

第五篇：控制網(wǎng)測量報告

徐州港區(qū)順堤河作業(yè)區(qū)疏港公路二期工程橋梁二標

控制網(wǎng)測量報告

一，概述

徐州州港區(qū)順堤河作業(yè)區(qū)疏港公路二期工程按一級公路標準建設(shè)，設(shè)計速度100公里/小時，起點樁號K8+403.5，終點樁號K28+220，全線總長19.817KM。路基寬度26米，路面寬2×11.5米。橋梁設(shè)計荷載采用公路-I級。

本標段為新建跨徐濟高速大橋，樁號K8+780.9至K9+389.1，上部結(jié)構(gòu)為4×30×5部分預應力混凝土組合箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，肋式臺，樁基礎(chǔ)，主橋全長608米。因本標段測量施工放樣及現(xiàn)場控制的需要，本項目部結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行平面及高程控制測量。在原有控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密控制點，以滿足對整個施工過程中的控制測量，本次對已有控制點加密控制點進行聯(lián)測，通過聯(lián)測三個已知點（G063,G064，G065），加密測定兩個附和導線，同時對兩個已知點（G063,G064）進行高程復核測量。因GPS點(G062)損壞，（G060至G061）（G061至G063）不通視，以及（G063）在高速中間分隔帶上。加密點(G064-1);（G064-2）;（JX2);(JX-3);整個過程與監(jiān)理組測量工程師同時參與，平行觀測記錄與計算。

實測過程如下：對測區(qū)現(xiàn)場踏勘，布設(shè)導線加密控制點，埋設(shè)導線加密控制點。按一級導線控制測量和三等水準控制測量要求對整個施工標段進行聯(lián)測。

二，作業(yè)依據(jù)

1．采用基準：

使用平面坐標系為1954北京坐標系，中央子午線119°18′。高程基準為吳淞高程基準。

起算平面控制數(shù)據(jù)由設(shè)計院提供G063,G064,G065。

2.執(zhí)行規(guī)范

《工程測量規(guī)范》GB50026-2007,.《城市橋梁施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ-2-2008，《公路勘測規(guī)范》GTGC-10-2007.3.儀器設(shè)備

常州瑞得RTS-862R全站儀1臺，全站儀品配套設(shè)備一套，蘇一光DSZ2水準儀一臺，雙面尺一對，儀器檢定證書見附頁。

4．人員配置

馬金虎測量工程師工作3年

吳康逸測量員工作3年

歐陽俊勇測量員工作1年

蔣鑫磊測量員工作2年

編制：復核人：項目技術(shù)負責人：