高程控制测量.ppt
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1、,学习情境3,高程控制测量,控制测量的技术设计、选点、埋石、组网、外业观测、检核、概算、平差、技术总结,控制测量主要作业流程:,主要任务:,选点、埋石、组网、做点之记 选择仪器、检校仪器 高差测量 概算 平差 技术总结,学习子情境3.1 水准测量,水准测量技术设计的方法,技术设计是根据工程建设对测量的要求,结合测区的情况、作业单位技术力量,拟定科学、经济、合理的最佳布设方案,制定正确的技术路线,解决水准测量全过程的一系列生产技术问题。设计前需要通过网络、现场调研等方式,在踏勘、调查研究的基础上收集资料,分析资料的利用价值,为下一步方案设计提供基础。,水准测量方案设计,水准测量技术设计是根据工程
2、建设要求,结合测区的具体情况,设计水准点的位置和水准网的布设形式,选用适当的作业方法和仪器、制定水准测量作业计划,解决生产组织、实施和成果验收等一系列生产管理和技术管理问题,从经济、技术等方面制定的重要技术文件。技术设计是关系水准测量全局的重要环节,对多、快、好、省完成水准测量任务具有重要的指导作用。 进行水准测量技术设计必须严格依据测量技术规范,结合测区自然地理、人文经济状况,综合应用水准测量知识,制定具有针对性的指导水准测量实施的技术路线、技术方案及人、财、物保障措施。,(一)搜集资料,(1)测区内1:1万1:10万地形图及其它大比例尺地形图、交通图、影像图。 (2)有关测区的气象、地质、
3、水文等资料。 (3)已有的控制测量成果,包括水准网图、水准点点之记、成果表、技术总结等,需要联测的其它固定点。 (4)现场踏勘了解已有控制点标志的保存完好情况。 (5)调查测区交通便利、物资供应等经济状况。若在少数民族地区,则应了解民族的风俗习惯。,(二)设计要求,从经济、技术、安全生产等方面进行设计,做到方便使用,安全稳定,长期保存等基本要求。 (1)水准路线应尽量沿公路、铁路及其它坡度小的道路布设,以减弱前后视折光误差的影响。 (2)水准路线应尽量避免跨越大河、湖泊,沙滩、草地等。 (3)水准路线若与高压输电线或地下电缆平行,则应使水准路线在输电线或电缆50m以外布设,以避免电磁场对水准测
4、量的影响。 (4)布设水准网时,应考虑日后水准测量进一步加密,并应注意已有水准测量成果的充分利用。 (5)水准环线或附合路线长度、水准点间距要求符合规范规定。 (6)由于工程急用建立的假定高程系统,应与国家水准点进行联测,以求得高程系统的统一。,(三)图上设计及技术设计书编写,根据测区的规模大小,水准网的设计应在适当比例尺地形图上进行。图上设计的主要程序如下: (1)将主要居民地、铁路、公路与较大河流,以不同的颜色在地形图上标出来。 (2)将已知的水准路线和水准点,按等级以不同颜色分别标绘在地形图上。 (3)按照逐级布设的原则,先进行高等级水准路线的设计,后进行低等级水准路线的设计。 (4)水
5、准路线确定后,根据水准点密度、测段长度、线路总长的要求,按“下棋”方式在图上概略确定水准点的位置。 (5)进行设计方案的精度估算。精度估算不符合要求,需要通过路线增删、图形改变等试验修正,使其在经济合理的条件下,布设较为合理的控制网。 (6)编写技术设计书。,技术设计书的编写要点,技术设计书是技术设计需要上交的重要成果,主要包括以下几方面的内容:作业目的、任务范围及来源;测区的自然、地理条件;测区已有测量成果情况,标志保存情况,对已有成果的评价、分析利用情况;高程基准和起算点情况;布网依据的规范;与高等级水准点的联测方案;水准网精度估算或优化设计;现场踏勘报告;标石类型;人员组织、作业安排、工
6、作量及进度计划;质量保证措施;提交成果;各种设计图表;专家审核及主管部门的审批意见。,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,1、 水准网布设必须布设原则的要求,根据需要及测区实际情况,明确水准网等级,按等级要求进行设计、精度估算和优化设计,从经济、技术、安全等方面提出人力资源安排,技术路线、技术方法和安全、质量技术保证措施,为后续工作干什么、怎么干,工作达到的标准和目标提出详尽、全面,有针对性和指导作用的技术设计文件。技术设计不仅具有重要的现实意义,而且对今后成果的利用具有参考借鉴作用。,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,一、水准网布设的要求,2、水准网布设采用由高级到低级、从整体到局部逐级控
7、制、逐级加密的原则,按照统一的技术标准,为满足测图、工程建设及特殊工程需要,高程控制点必须有足够的精度和合适的密度。 3、国家水准网分一、二、三、四等进行布设,城市测量规范、工程测量规范将水准测量依次分为二、三、四等3个等级,水电测量规范还有五等水准测量。,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,我国一等水准网由289条路线组成,其中284条路线构成100个闭合环,共计埋设各类标石近2万余座。,国家一等水准网布设略图,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,二、水准点布设的密度,水准路线上,每隔一定距离应埋设稳固的水准点。水准点分为基岩水准点、基本水准点、普通水准点等类型,在城镇和建筑区还有墙角水准标
8、志。各种水准点的间距及布设要求,应符合国家一、二等水准测量规范规定,见表1。,表1 水准点布设密度,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,二、水准点布设的密度,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,三、水准路线命名及水准点编号,水准路线以起止地名的简称定为线名,起止地名的顺序为“起西止东”、“起北止南”,环线名称,取环线内最大的地名后加“环”字命名。一、二、三、四等等水准路线的等级,各以罗马字、书于线名之前表示。 路线上的水准点应自该线起始水准点起,取数字l、2、3按序编号,环线上点号顺序取顺时针方向,点号书于线名之后。 基岩水准点除了按以上规定编号外,并应在名号前加写地名和“基岩点”三字。基本水
9、准点须在点号后右下角书写“基”字,上、下标分别再书以“上”和“下”字。 水准支线以所测高程点名称后加“支”字命名。支线上的水准点,接起始水准点到所测高程点方向,以数字l、2、3顺序编号。 利用旧水准点时,可使用旧名号。若重新编定时,应在新名号后以括号注明该点埋设时的旧名称。 水准点“郑徐19基”表示该点为郑州至徐州一等水准路线,从西到东第19个基本水准点,该点埋设基本水准标石。 图根点在生产中常采用边选点、边编号的方法进行,一般由作业组按流水线编号,在数字前冠字母(是作业组设定的代码)的形式进行编号,如“A128”、“B038”,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,四、水准测量的精度,每公里水
10、准测量的偶然中误差,和每公里水准测量的全中误差,一般不得超过表12规定的数值。,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,五、实地选点与设立标志,图上设计完成后,即可根据设计图到实地选定水准路线和水准点位置,并将选定的水准点位置用水准标石或其它标记在实地固定下来。选点与设立标志是非常重要的一项工作,选点、埋石结束后,要编写选点报告,并进行质量评价。选点质量评价标准见表3. 水准点位置的选定除满足设计要求外,要确保选定的水准点稳定安全、长期保存、便于使用。为此,水准点要避免设在沙滩、沼泽、沙土、滑坡、地下水位较高等有变形、土质松软、易被淹没、易受震动、隐蔽陡峭的地区。,任务一、选点、埋石、组网、做点之
11、记,表3 选点质量评价标准,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,六、埋标造石绘制点之记,水准点选定之后,即可进行水准标石或标记的埋设工作。水准标石是永久保存水准测量成果的固定标志,供控制测量和地形测量使用。 对工程建设的需要临时增设的水准点,由于没有长期保存的价值,通常以木桩、铁钉及其它标记作为临时性水准点。,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,点之记是记载控制点位置和标石结构情况的资料,包括点名、等级、点位略图、交通图、与方位物之间的关系和点位说明等内容。 点之记作为日后寻找水准点的簿册,一定要做到方位物选择恰当,点位略图、点位说明与实地一致。方位物应选取三个永久性固定地物,与方位物距离量取
12、至厘米,点位略图如图1所示;点位说明先叙述概略位置,再详细叙述控制点与三个方位物的关系,距离要说明量至方位物的部位。点之记按规定格式填制。,六、埋标造石绘制点之记,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,埋标造石绘制点之记,图1,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,埋标造石绘制点之记,图1,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,要求用二等水准联测七号楼、竞赛场,布设水准路线?,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,其它GNSS点用四点水准联测,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,任务一、选点、埋石、组网、做点之记,任务二、选择仪器
13、、检校仪器,一、选择仪器,任务二、选择仪器、检校仪器,任务二、选择仪器、检校仪器,任务二、选择仪器、检校仪器,任务二、选择仪器、检校仪器,任务二、选择仪器、检校仪器,二、检校仪器 i角的检查与校正,D1,D1,D2,i,i,a1,a2,b1,b2,a1,a2,b1,b2,J1,J2,A,B,2、在J2站测量高差:,3、在消除误差的情况下:,经整理得:,任务二、选择仪器、检校仪器,1、在J1站测量高差:,考虑到球差:,任务二、选择仪器、检校仪器 (数字水准检校),三、 一对水准尺 名义米真长测定,任务二、选择仪器、检校仪器,其它检校,四、精密水准仪、水准标尺的认识与使用,一、精密水准仪的构造特点
14、 1、高质量的望远镜光学系统(放大倍率40X;孔径50mm) 2、坚固稳定的仪器结构 (合金钢材料;重量较大) 3、高精度的测微装置 (直读0.1mm,估读0.01mm) 4、高灵敏度的管水准器 (格值为10/2mm) 5、高性能的补偿装置* (“自动安平”精度高、时间短) 我国水准仪按精度可分为DS05 、 DS1 、 DS3 和DS10四个系列型号(后两种只能用于三、四等水准)。 “D”、“S”是“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母;后面的数字指仪器每公里往返观测高差中数的偶然中误差(mm)。 跟经纬仪类似,习惯上常简称为S05 、 S1 、 S3 和S10。 我国水准仪系列及基本
15、技术参数列于下表。,任务二、选择仪器、检校仪器,任务二、选择仪器、检校仪器,二、精密水准尺的构造特点 伸缩变形小 将变形非常小的因瓦合金条(带)嵌入木尺的沟槽内,分划线漆(刻)在因瓦合金条上,数字则注记在两侧的木尺尺身上,如右图。 标尺分划精度高 分划刻度工艺足以使精密水准标尺分划的偶然中误差在811um以内。 标尺直线度高 木质尺身是用经过特殊处理的优质木料制作的,弯曲度、扭曲度均很小。此外,标尺底部钉有坚固耐磨的金属底板,尺身长度不会改变。 4. 尺垫(或尺桩)稳固,精密水准标尺的分划注记有两种形式。 1)基辅分划形式 它有左右两排分划,分格值都是10mm,如右图所示。 左边一排分划注记从
16、0300cm,称为基本分划; 右边一排分划注记从300600cm,称为辅助分划。 同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数,称为基辅差(又称尺常数)。(左右错开4.5mm) 这种分划形式跟普通双面标尺相类似。 尺面注记双数厘米数。单数厘米分划线无数字注记,读数时需判断。,任务二、选择仪器、检校仪器,306-4-0.45=301.55cm,2)左右组合分划形式 它也有两排分划,每排分划的分格值也都是10mm,但两排分划线上下刚好错开5mm ,如右图(b)。 设想将左右两排分划线相向并拢,便可得到一组分格值为5mm的分划线。 因分格值为5mm时不便注记和读数,所以,计量时将实际值扩大一倍,即将
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