平面控制测量

平面控制测量（精选9篇）

平面控制测量 篇1

1 简述我国工程测量中GPS技术的应用现状

目前我国的项目工程中的工程测量中的GPS技术应用, 有着许多的优势, 比如:测量工作的时间比较短, 测量定位非常快, 测量的准确性非常高等等, 现在在我国得到了一致的肯定与广泛的应用。尤其是在进行野外勘查测量的工作时, 那些大型的测量用的机械设备没有办法进入到测量现场, 那么便携式的GPS测量设备就可以发挥非常打的作用了, 这些设备携带方便给测量工作带来了非常打的方便。一般来说GPS测量技术是运用先进的卫星定位技术与遥感技术来当作基础技术来支撑的, 在进行测量工作的时候, 我们还要考虑到卫星的轨迹, 大气层以及接收设施等这些因素的影响, 这个方法子测量高程的时候有着很大的问题, 尤其是大气层中的那些对流层中如果反射的物质比较多的话, 那么就一定会对卫星的信号产生相应的干扰, 那么测量出来的高程的准确性就会大打折扣, 对工程测量结果的准确性产生了非常大的影响。

2 在工程测量中运用GPS技术测量出现误差的一些原因

我们在运行GPS技术进行工程测量的时候, 会利用卫星信号来对测量工作进行导航定位, 我们只需要在进行测量的现场设置一个GPS接收机, 在相同的时间段来同时接受三颗以上卫星所发出的信号就行了, 我们再对接受到的这些卫星信号运用一定的换算方法进行数据处理, 最后我们的到的这个测量点在这个时间段内和这些卫星的距离。由于在某一个特定的时间段GPS卫星的空间坐标是一定的, 我们通过数据的换算便可以得出该接收机在该时间点相对于空间的三维坐标点。在经过换算之后, 便得到了这个测量点在该时间点的相对地球的三维坐标点, 从而达到了工程测量的目的。

一般情况下, 其测量的步骤为:GPS接收机接收卫星信号、卫星信号数据参数换算、输出坐标值。我们在对项目工程进行测量的过程中, 由于大气层中含有大量的信号干扰物质, 尤其是在阴雨天等这些恶劣的气象条件, 天气状况不是特别理想的情况下, 大气对流层中较多的反射性物质会干扰卫星信号的传输与接收, 进而使得GPS接收机接收到的卫星信号产生偏差或者失真的状况, 从而造成精度误差;或者在具有强磁场的地质条件下进行的工程测量, 也会由于信号的干扰造成精度有误差。一般情况下, GPS技术在工程测量中的误差大多集中在某测量点的高程上, 也就是说在进行工程测量的过程中常常存在着大量的不精准的高程异常。高程异常通常说的是地下物质及其密度分布不均匀产生的重力异常导致的测量中出现的正常值与大地值的差异。一般情况下, 我们在对项目工程进行工程测量的时候, 对不精准的高程异常值来进行测量的时候, 常常会采用GPS技术来测量大地高, 而利用水准测量出正常高, 由二者差异拟合出似大地水准面, 然后通过解算得出测量点的高程异常, 这种方法被称为GPS高程拟合。我们在日常的工作中, 利用高程拟合方式来进行高程测量的时候, 由于水准测量的精确度与测量点的选择及测量周期相关, 这个工作量就会比较打, 在水准测量精度等级不高的情况下, 经常会导致高程精度出现误差的问题。

3 在工程测量中高程精度控制的具体措施

在实际的工作中, 我们在利用GPS技术对项目工程进行工程测量的高程精度控制的时候, 一定要考虑到其工作原理以及高程拟合要求等等, 一般情况下, 我们可以采取以下具体的技术措施来对高程精度来进行控制。

3.1 选用高精度的GPS接收仪

我们在用GPS技术进行工程测量的时候, 卫星信号的接收质量是测量精度控制的重点, 对于那些精度比较低的GPS接收仪来说, 往往由于对卫星信号的不敏感性导致其测量出现较大的偏差, 尤其是在信号干扰比较多、地质条件比较复杂的野外进行工程测量的时候, 非常容易受到测量现场周围复杂地形构成的磁场对信号的干扰造成测量误差。与此同时, 高精度的GPS接收仪在进行工程测量的时候, 所采用的是高精度的计算方式, 对卫星信号的相对信号变化产生的参数偏差有着较大的敏感性, 能够准确分辨干扰信号与正常工作信号的差别, 进行合理的计算选择。

3.2 选择合适的天气状况

在实际的工作中, 大气对流层常常含有大量的信号干扰物质, 特别是空气对流强烈的自然天气条件下, 一般会影响到GPS接收仪对卫星信号的接收或者接收的信号相对失真, 造成高程计算出现偏差。因此我们在进行工程测量的时候, 一般要选择那些天气状况比较好的天气来进行工程测量, 尽量避免不良天气给工程测量带来的误差.。

3.3 对电离层误差进行修正

大气电离层对卫星信号存在着干扰与折射、反射作用, 使得卫星信号在穿透电离层到达地球表面GPS接收仪的时候, 往往会出现非常大的偏差, 因此我们需要对其进行适当的修正。主要采用多频观测、电离层模型、同步观测等这些方式。

(1) 多频观测。多频观测主要指的是在某一测量点对多个伪距进行测量, 根据不同频率测得的伪距测量值在电离层中的折射率差异推算出电离层的折射改正数值, 以此提高GPS测量精度。

(2) 电离层模型。我们在用单频GPS接收仪来进行工程测量的时候, 一般情况下, 可以选用导航电文提供的电离层模型进行参数修正。通过测量我们可以得出的参数放置于导航电文提供的电离层模型中来进行参数比对, 进而对参数进行精度修正。

(3) 同步观测。我们在某一测量点设置多台GPS接收测量仪, 通过二者基线两端观测差值来对电离层测量精度进行计算, 修正测量数据。

3.4 在进行工程测量的时候测量基站与测量点的选择

我们在用GPS技术进行工程测量的时候, 测量基站及测量点的选择是非常重要的。尤其是在一些地形情况比较复杂的情况下, 地下介质密度分布不是很均匀, 测量现场的周边存在比较强磁场的地区, 非常容易在进行工程测量中对卫星接收信号形成干扰。因此, 我们在进行工程测量的时候, 可以选取周边较为空旷、相对基站间距稳定、符合实际工程需要的地点进行测量基站和测量点的选择, 以保证工程测量的准确性。

3.5 天线测量精度

我们在利用GPS技术进行工程测量的时候, 测量人员对天线测量精度要求一般不够重视, 尤其是野外作业天线以发散状斜向上设置的时候, 由于天线高程测量不准造成了测量基站对该点测量高程的测量出现一定偏差, 然而以该基站为基准进行的其他测量点的高程测量的过程中, 常常会因为误差累计造成最终测量高程误差结果较大。

3.6 合适的高程拟合数学模型

我们在进行高程拟合的时候, 由于数据换算是在数学曲面模拟大地水准面的模型中进行的, 会经常受到数学计算精度的影响, 使得正常点与待测点高程差值误差比较大。一般在进行计算的时候采用平面拟合法、二次曲面拟合法、样条函数法以及多面函数法等。其中二次曲面拟合法计算精度相对较高, 能够将数据参数误差有效降低, 但是, 在地质地形条件较为复杂的地区进行的拟合计算相对复杂, 其工作量也相对比较大。

4 结束语

综上所述, 把GPS技术应用到工程测量中, 我们可以可以从技术、测量方式、数学模型计算、基础设施设备等多个方面完成对测量高程精度的控制。随着我国科学技术的进一步发展, GPS接收测量仪的不断改进特别是结合GIS、遥感、计算机等多种技术而推动的测量技术改进, 将大大提高工程测量的精度和测量质量, 为现代工程设计、施工提供非常好的便利条件, 确保了项目工程的质量。

参考文献

[1]赵小兰, 王鸣飞.浅谈工程测量GPS技术的应用研究[J].中国科苑, 2014, 24 (14) :162-164.

[2]肖宝玉, 魏秀英.当前我国工程测量中GPS技术的精度控制分析[J].哈尔滨科学信息, 2014, 27 (24) :231-233.

平面控制测量 篇2

【关键词】RTK；可靠性；测量精度

1.RTK技术的原理与应用

实时动态（RTK）差分定位原理是在基准站上设置GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测。根据基准站的已知三维坐标求出各观测值的校正值（坐标改正数、距离改正数或载波相位），并通过无线电通讯传输设备将校正值实时发送给各流动站，流动站将接收的GPS卫星信号与基准站传来的校正值进行差分计算，从而实时高精度地解算流动站的三维坐标。其工作原理它的系统由GPS接收设备，无线电通讯设备，电子手簿，蓄电池，基站和流动站天线及连线配套设备组成。目前，双频GPS接收机使用RTK技术，在10km范围内，实时定位精度可达到厘米级，已广泛应用于地形测量、地籍测量及各种工程测量等碎部点的数据采集及工程放样中。实时动态差分定位是GPS技术发展的一个新突破，它即克服了常规测量要求点间通视，费工费时而且点位精度不均匀，同时又避免了GPS静态及快速静态定位需要进行后处理。如果采取适当的测量措施，使其满足一、二级控制测量精度要求，将大大减轻测量作业的劳动强度，提高作业效率。

2.RTK定位精度及可靠性因素分析

RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，主要有以下几个因素。

2.1初始整周模糊度(初始化)

在RTK测量的作业模式中，OTF法（即on the fly,属运动中解算整周模糊度，即在流动站运动状态通过观测至少5个历元，按一定算法求出整周模糊度之差）已有多种算法，是一种有前途的方法。

在OTF解算未知的模糊值时，至少需要有5颗共同卫星，卫星数越多，解算模糊值时的速度越快，越可靠。研究表明，卫星数增加太多对提高RTK点位精度不显著，但可提高观测成果的可靠性。

2.2基准站与流动站间的数据传输

由于RTK技术是在两台GPS接收机间加一套无线电通讯系统来完成，在流动站完成初始化后，将基准站传送来的载波观测信号和流动站接收到的载波观测信号进行差分处理，实时求解出两点间的基线值，进而由基准站的坐标求得流动站的WGS-84坐标，通过坐标转换，即可实时求得流动站的坐标并给出其点位精度。因此，基准站和流动站的观测质量好坏以及无线电信号传播质量好坏对定位精度影响很大，主要包括卫星星数、大气状况等。

2.3GPS的测量误差

对流层和电离层都会对GPS信号传播造成影响，基线越长，影响越大。当基线较短时，其影响能够模拟，残差可通过观测值的差分处理得到削弱或消除。环境对RTK影响的主要因素有地形、基准站与流动站之间的障碍物、覆盖物、多路径效应误差、电波干扰等。观测方案和观测者的操作对RTK结果的质量和可靠性影响也很大，如：基准站位置的选择、校正点的选取、对中误差、天线姿态、观测次数等。

3.RTK精度可靠性试验方法

3.1用静态测量结果进行试验

作为RTK测量起算数据的高级控制网,一般用GPS静态获得,具有很高的可靠性。为检核坐标转换参数、已已知点纳入到测量链中的方式进行检查,这是一种十分有效的方法,可在任何情况下时使用。即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，批量作业前用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。

3.2双基站或多基站试验检测

在测区内同时建立两个以上基准站,每个基准站采用不同的頻率发送改正数据,流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据,从而得到两个以上解算结果,比较这些结果就可检验其质量状况。这种方法的变通是在不同时段两次架站,但缺点是工作效率较低,所以使用不多。

为保证RTK测量精度的可靠,在同一地区,可以建立多个固定的基准站点,并统一求解转换参数和基准站点的WGS-84坐标。在RTK测量过程中,对同一待测点,用不同基准站点分别测量坐标,在限差范围内求均值。有条件的单位或地区,即具有多套相同型号GPS-RTK仪器的单位或地区,可分别同时在多个基准站点架基准站,同一台流动站只需改变每个基准站发射电台的频道,就可分别测出对应不同基准站的同一点的坐标,不但起检验的作用,而且能提高RTK精度。

3.3不同时段测量试验

对于缺少其他检验条件的待测点,还可以用同一基准站在不同时段(如隔几天)测量,若结果不同,则必有一个是错误的,需再次测量;若结果在限差范围内,则说明测量值正确,可取中数。

3.4测前测后的控制点检验

为保证RTK测量的可靠性,建议在每个基准站点附近设立几个检验控制点,每次RTK作业前,在架好基准站，流动站初始化后,就测试检验控制点,以判断卫星信号的正测试检验控制点,再次检测卫星信号的正常情况,来判断前面所测点位的可靠性。有条件的话,在作业中,检测一下附近控制点,可随时判断卫星信号的正常情况。特别注意,在同一地区若有相同型号的GPS接收机,如果转换参数不同,容易发生在公共频道(或相同频道)接收了其他单位参考站发出的数据链而导致测量数据错误。因此,有必要对本单位的GPS接收机设置特殊的识别码,以防止接收错误的数据链,同时加强对控制点或相关地物点的检测判断。

4.试验分析

从上述那些问题可以看出

4.1应用GPSRTK实时定位技术进行城市低等级平面控制测量，平面点位精度一般优于±5cm，其高效率、灵活、误差不积累、厘米级的高精度越来越受到测绘人员的青睐。在满足CJJ/T73—2010相应技术要求下，可代替相应等级的常规导线测量。

4.2与静态、快速静态GPS测量相比较，RTK无足够的几何检核条件，笔者认为不宜用来作首级控制。在使用RTK布设加密控制点时要加强检核，若代替一、二级点时可以采取在不同的基准站上分别独立施测或设立双基站的方式施测，取中数使用，这样不但避免了粗差，而且使点位精度得到提高。

4.3RTK定位的数据处理主要是基准站和流动站间的单基线处理，而基准站和流动站的观测数据质量及无线电信号的传播质量对定位精度的影响极大。因此，把基准站设立在要进行RTK测量区域的较高点上，提高基准站和流动站天线的架设高度。基准站与流动站应同步锁定5颗以上的卫星，且PDOP值应小于6。

4.4RTK测点必须在求取WGS-84坐标到地方坐标系转换参数的高级控制点的范围内，同时尽量均匀分布，最高、最低点也尽可能选点。点校正应选择4个（含4个）以上精度较高、分布均匀的控制点进行，对校正值较差的控制点应舍弃。

5.结束

综上所述，应用RTK技术进行平面控制测量是可行的，主要得益于RTK自身定位理论的优良性，并在作业时注意基准站位置的选择、控制流动站到基准站之间的距离、为求转换参数（点校正）而选择具有控制和代表测区范围及高度的数量足够的公共点。这样，RTK完全可以满足低等级控制测量，且各点间不存在误差积累。RTK测量与GPS静态测量相比，较易出错，必须进行质量控制，尤其在控制测量中更要进行内部和外部的可靠检验。■

【参考文献】

［１］徐绍铨等.GPS测量原理及应用.[M].武汉大学出版社.2003.

［２］李本玉,高伟,胡晓.GPS实时动态定位技术的发展与应用研究[J]．矿山测量，2009.

贯通测量中平面控制的方案设计 篇3

在矿区的开发中, 矿区控制网的建设有一个较为复杂的过程。在矿区, 开发前内蒙古煤田地质勘探公司已做过四等网和五秒网。大部分矿井建井期间使用的是该网的成果。神华地测公司自己组织力量重新布设了该矿区的四等三角控制网, 作为今后各矿井的坐标依据。补连塔煤矿在主井副井及中央风井的建井时, 是采用内蒙古煤田地质勘探公司提供的南北联测的5秒控制点作为近井点。而该矿在南风井建井时, 采用的是神华地测公司布设的苏家梁四等控制点作为南风井近井点的起算点。两个近井点的布设都采用了测距支导线。从整个资料分析这两个近井点没有进行过联测。该次贯通测量应重新布置南北两个井口的近井点, 使其等级达到5秒级三角点, 并对南北两个近井点进行连测。原南北两近井点不能满足该次贯通测量的精度要求。原因如下:

(1) 两近井点距井口距离太近, 北近井点距主副井井口在20米左右, 南风井近井点距井口的距离也不会超过50米。后视方向的距离较近, 会影响井下方位的精度。

(2) 两个近井点没有连测, 是不符合贯通测量要求的。

2、地面联测方案

为了保证该次贯通测量的精度及以后井下导线的布设, 内蒙古煤矿设计院勘测队重新布设矿井的5秒级的近井点, 并对其进行联测。在煤矿井田范围内, 有神华地测公司自己布设的四等三角点三个, 即苏家梁、补连滩、白石头。在此基础上布置5秒近井点。这三个点中, 我们选定白石头点为起算点, 以白石头与苏家梁这条边为方位起算边。同时加测白石头、苏家梁这条边的边长, 并与原成果进行检核。新网的布设方案共有三个。

第一方案:在三个四等点间布设一个内插三角网 (图1) 。

第二方案:在苏家梁和白石头二点间布设一网, (图2) 。

第三方案:以白石头和苏家梁二点布设一条测距闭合导线 (图3) 。

在以上三个方案中, 通过分析对比, 选择第三方案作为地面5秒控制导线连测方案。该方案的优点是:

(1) 以白石头和苏家梁作为定向边使两近井点的起算方位形成统一的方位。

(2) 以白石头为起算点, 使两近井点形成统一的起算点。坐标形成统一。

(3) 省时省力, 精度也可保证。而第一、二方案最大缺点是主井近井点的精度达不到5秒级。有自由网的特点。

3、测量方法

根据国家《三角测量和精度导线测量规范》所要求的进行。水平角的测量使用T2仪器, 一次对中6个测回。每个方向上光学测微器两次重合读数, 两次读数互差不能超过3秒。一测回内2C互差不能超过9秒。每个角度值6个测回, 互差不超过6秒。取6测回平均值作为实测角度值。导线边长的测量, 使用红外测距仪施测。每条边进行对向观测, 每站边长四次读数, 四次读数的互差不超过2毫米。对向观测值:改换成平距后较差不大于边长的1/40000。外业施测时, 每站应记录当时温度、气压等。内业计算时应加入温度、气压等各项改正。以上各项工作, 应分别单独进行二次, 即进行二次单独的施测。并对二次成果进行分析, 取其平均值作为最终成果。最终成果要求测角中误差不超过±5秒, 坐标相对闭合差小于1/20000。达不到精度要求, 要进行整个导线的重测。

4、定向测量方案

(1) 地面定向边的选择:

地面联系导线定向边选择白石头和苏家梁这条边为定向边。在地面联系导线完成后, 南风井的定向是以南风井近井点为基点, 后视苏家梁为定向点。主、副井是以主副井近井点为基点, 后视方向标为定向边。以10号点为定向检查边。

(2) 井下导线的导入:

井下导线的导入, 主副井及南风井分别以各自的近井点为后视定向点。为了保证定向的精度, 除选择合适的定向点外, 还应考虑定向边的长度。且在定向施测时, 使用T2仪器三次独立定向。三次定向互差不能超过2秒。

5、井下联测方案

(1) 主副井及北风井导线的导入

目前主副井及北风井井筒已建成, 且主井段胶运大巷已部分形成, 副井水平辅运大巷与主井胶运大巷已贯通, 北风井水平回风巷也与胶运大巷贯通。在此情况下, 我们在主副井及北风井间布设一井下I级导线网, 作为二大巷北端的井下导线控制网。在此控制导线网的基础上, 在胶运大巷的延伸方向及水平辅运大巷的延伸方向布设支导线, 作为贯通测量的控制导线。随着二条大巷掘进的延伸及二大巷间联络巷的巷道中支导线进行联测, 即进行闭合, 作为对延伸支导线的检核。对已形成的闭合导线进行平差计算, 平差的计算成果作为井下I级控制导线的成果。

(2) 南风井导线导入

南风井进风井和回风井, 井筒目前正在掘进当中, 在井筒及井底车场形成后, 从进风和回风井分别导入I级井下控制导线, 并通过两风井间的联络巷进行闭合。

(3) 测量方法

按井下Ⅰ级导线的测量方法施测。使用T2仪器, 一次对中两个测回, 两个测回的角度差小于6秒。边长采用井下防爆测距仪测量, 每条边往返测量, 每次测量读数三次, 三次读数互差不应超过3毫米, 且记录温度、气压, 进行温度、气压改正。往返测量平距差不得超过边长的1/20000。要求导线最后角度闭合小于$5^{″}\sqrt{\text{Ν}}(\text{Ν}$表示测站数) 。坐标相对闭合差小于1/20000。以上过程必须使用不同的仪器或更换主测人单独进行二次。二次成果进行比较, 评价。满足各项精度要求后, 取二次成果的平均值。如各项精度达不到要求, 应复测进行检核。

6、贯通测量误差预计所需基本误差参数的确定

根据过去测量的实际资料和《规程》的有关规定, 取各基本误差参数如下:

(1) 地面精密导线的测角误差, 使用T2仪器6个测回, 测角中误差最大值:Mβ上=±5″

(2) :地面精密导线的量边误差。红外测距施测取:

a=0.0005 b=0.00005

(3) 井下导线测角误差。T2仪器一次对中两个测回, 测角中误差取Mβ下=±5″

(4) 井下导线量边误差取:a=0.0005 b=0.00005

7、贯通测量误差预计

测绘一张比例尺为1:2000的误差预计图。根据我们所选定的地面联测方案及井下导线导入方案, 二导线都已形成闭合和部分闭合。在预计中把各闭合导线仍按支导线进行误差预计。预计结果比实际闭合导线要大。取支导线的预计结果, 作为贯通测量误差预计的最大值。其目的是保证贯通精度预计的可靠性。

胶运大巷贯通误差在预计图上根据巷道两端的掘进速度估计出相遇点K点。过K点以垂直于巷道的方向作为假定坐标X方向, 求相遇点K点在水平重要方向上的误差, 即求此K点在X轴方向的误差:

a、地面导线测量误差引起K点在X方向上的误差测角误差的影响:$\text{Μ}{}_{\text{χ}\text{β}\text{上}}=\pm \frac{1}{\text{Ρ}\text{n}}\text{Μ}{}_{\text{β}}\sqrt{{\displaystyle \sum \text{R}}\text{γ}{}^2}$

已知测角中误差Mβ为±5″;而∑Rγ2由预计图上求得:∑Rγ2=1265×104代入上式求得:

$\text{Μ}=\pm \frac{1}{206265}\times 5^{″}\times \sqrt{1265\times 10{}^4}=\pm 0.086\text{m}$

量边误差的影响:

$\text{Μ}{}_{\text{X}\text{L}\text{上}}=\pm \sqrt{\text{a}{}^2{\displaystyle \sum \text{L}}\text{C}\text{Ο}\text{S}{}^2\text{a}+\text{b}{}^2\text{L}{}_{\text{x}}{}^2}$

以知a=0.0005 b=0.00005。从设计图上求得Lx=310m (主井近井点与南风井近井点连线在X轴上的投影) ;∑LCOS2a=250 (由图上用图解法求得) 代入上式得:

$\begin{array}{l}\text{Μ}=\pm \sqrt{0.0005{}^2\times 250+0.00005{}^2\times 310{}^2}\\ =\pm 0.017\text{m}\end{array}$

b、井下导线测量误差引起K点在X轴方向上的误差, 测角误差的影响:$\text{Μ}{}_{\text{x}\text{β}\text{下}}=\pm \frac{1}{\text{p}\text{n}}\times \text{Μ}{}_{{\text{β}}^{″}}\times \sqrt{{\displaystyle \sum \text{R}}\text{γ}{}^2}$

已知井下两个测回平均值测角中误差Mβ=±5″;由误差预计图上量出∑Rγ2=44421100, 代入上式得:$\text{Μ}{}_{\text{x}\text{β}\text{下}}=\pm \frac{1}{206265}\times 5^{″}\times \sqrt{44421100}$

=±0.162m

因系独立两次测量的平均值, 故$\text{Μ}{}_{\text{x}\text{β}\text{下}}=\pm \frac{0.162}{\sqrt{2}}=\pm 0.114\text{m}$

量边误差的影响

$\text{Μ}{}_{\text{X}\text{L}\text{下}}=\pm \sqrt{\text{a}{}^2{\displaystyle \sum \text{L}}\text{C}\text{Ο}\text{S}{}^2\text{a}+\text{b}{}^2\text{L}\text{x}{}^2}$:

已知井下导线量边误差系数a=0.0 005 b=0.0 0 005, ∑LCOS2α=350 m, (由图上图解法求出后相加得) , 而井下导线起点, 副井近井点南风井近井点连线在X轴上的投影长L${}_{\text{χ}}^2$=310m。将上述各值代入公式后得:

$\text{Μ}{}_{\text{X}\text{L}\text{下}}=\pm \sqrt{0.0005{}^2\times 350+0.00005{}^2\times 310{}^2}=\pm 0.018$米, 因取独立测量两次的平均值。故:$\text{Μ}{}_{\text{X}\text{L}\text{下}}=\pm \frac{0.018}{\sqrt{2}}=\pm 0.013\text{m}$

c、贯通在水平重要方向上的预计误差为

$\begin{array}{l}\text{Μ}{}_{\text{X}}=\pm \sqrt{\text{Μ}{}_{\text{χ}\text{β}\text{上}}^2+\text{Μ}{}_{\text{χ}\text{L}\text{上}}^2+\text{Μ}{}_{\text{χ}\text{β}\text{下}}^2+\text{Μ}{}_{\text{χ}\text{L}\text{下}}^2}\\ =\sqrt{0.086{}^2+0.017{}^2+0.114{}^2+0.0132{}^2}=\pm 0.114\text{m}\end{array}$

8、 水平辅运大项贯通测量误差预计

由于水平辅运大巷的贯通相遇点与胶运大巷的贯通相遇点接近, 二大巷的地面及井下的贯通测量方法相同, 故在此测量误差重新进行预计, 取胶运大巷的贯通测量预计误差的$\sqrt{2}\text{Μ}\text{χ}$, 作为辅运大巷的预计误差, 即为$\sqrt{2}\text{Μ}\text{χ}=\pm 0.204\text{m}$。

从上述误差预计结果看出, 在水平重要方向上二条大巷均未超过允许偏差, 精度较高, 故我们所选定的测量方案和方法是可行的, 也是可靠的。

摘要：井下贯通结果好坏, 决定于我们所选择的贯通方案和测量方法是否正确, 更重要的还是实际测量工作中的方法和质量。

平面控制测量 篇4

GPS在隧道平面控制测量中的应用与精度分析

结合铁背山隧道的工程实例,介绍采用GPS技术进行隧道平面控制测量的有关经验,并对其控制测量精度进行分析.

作 者：高小六 李永泉 Gao XiaoLiu Li YongQuan 作者单位：辽宁省交通高等专科学校,辽宁,沈阳,110012刊 名：城市勘测英文刊名：URBAN GEOTECHNICAL INVESTIGATION & SURVEYING年，卷(期)：“”(4)分类号：P228关键词：GPS 隧道 控制测量

平面控制测量 篇5

平面控制测量原理是运用三角函数理论, 依据已知的点的坐标计算出未知点或要求点的坐标以及点与点之间相互关系 (距离和角度) 最后利用测量仪器 (全站仪、或者测距仪加经纬仪) 根据计算出的距离和角度找出要求的点。

二、测放已知坐标的点

以西辽河河道近期治理中段工程为例

工程复堤段给出征地点, 征地点向堤轴线方向5m为堤脚线, 清基合格后, 从堤脚线向上按1:3边坡填筑, 即为复堤堤身。工程BS73~BS75段有5个征地点, 即LD67、LD68、LD69、LD70、LD71。

现以征地点LD67的测放为例, 其他点按照相同的方法测放即可。施工放样时以设计单位给出的两个已知点HWH35点 (38630554.353, 3606813.743) 和HWH36点 (38630800.700, 3606596.011) 为基准, 以HWH35点为测站, 后视HWH36点, 并将仪器在该方向上归零, 然后转动仪器到计算的角度, 固定方向, 再调整距离, 当测出的距离和计算值相等时, 该点即为前视点LD67 (38630844.133, 3606659.728) , 按常规方法, 先计算出三点间各自距离:HWH35-HWH36=328.777m, HWH36-LD67=77.112m, HWH35-LD67=328.166m;再利用三角函数计算出直线HWH35-LD67和直线HWH35-HWH36之间的夹角的余弦值为0.972445, 转化为角度即13o28′53″, 整个计算过程相当复杂繁琐。

利用“Auto CAD的绘图和计算功能, 只须以绘图的形式, 点击直线图标 (或输入命令line) , 按提示输入”HWH35、HWH36、LD67三点的坐标, 即可自动建成相应的坐标系。接着点击对齐标注图标 (或输入命令dimaligned) , 按提示先后选择点HWH35、LD67, 即可得出距离为328.166m;再点击角度标注图标 (或输入命令dimangular) , 按提示先后选择直线HWH35-LD67和HWH35-HWH36, 即可得出角度为13o28′53″。

三、增设过渡点

测量现场往往两点之间距离太远或根本不通视, 这样就需要增设一个或多个过渡点, 还以上述征地点LD67的测放为例。首先, 在一个视线开阔的地方钉设一个过渡桩点A;然后以HWH35点为测站, 后视HWH36点, 用仪器测出A点到HWH35点的距离 (201.842) 和直线HWH35-A、HWH35-HWH36之间的夹角 (329 o35′18″, 两条直线之间的夹角锐角值是30o24′42″) ;接着按测出的距离和角度计算出点A的坐标 (38630617.116, 3606621.907) ;再接着根据各点的坐标, 计算出A点到LD67点的距离 (230.145) 和直线A-HWH35、A-LD67之间的夹角 (98 o39′29″) ;最后以A点为测站, 后视HWH35点, 根据计算的距离和角度测放出征地点LD67。如同上述所言, 这个计算过程如果用常规的方法, 将更加复杂繁琐。

使用Auto CAD则方便得多, 只须先在图上标出A点的位置, 然后用和上述相同的方法即可。首先点击圆图标 (或输入命令circle) , 按提示输入半径值为201.842, 得到一个半径为201.842的圆, 过渡点A就在这个圆上;然后点击圆弧图标 (或输入命令arc) , 按提示输入C选圆心, 再按提示选圆与直线HWH35-HWH36的交点作为圆弧的起点, 再输入A选角度, 最后在提示的包含角中输入角度329.58833 o (即329o35′18″) , 则该圆弧的终点就是A点。用鼠标选中直线A-HWH35, 点击特性图标 (或输入命令properties) , 弹出的特性对话框中显示出了A点的坐标 (38630617.116, 3606621.907) 。再就是和上述相同, 用标注的方式, 得出A点到LD67点的距离 (230.145) 和直线A-HWH35、A-LD67之间的夹角 (98o39′29″) 。

在增设了一个过渡点后仍无法通视或者需要测放的点离基准点特别远, 增设一个过渡点无法满足条件的情况下, 就需要增设多个过渡点, 道理和做法跟增设一个过渡点一样, 只是每次将前一个过渡点作为基准点, 后视前一个过渡点, 前视下一个过渡点或要测放的点即可, 不再赘述。

四、结语

Auto CAD是一个有着强大绘图和计算功能的实用工具, 在平面控制测量中充分体现了这点, 给现场测量人员节省了大量的计算时间和精力, 加快了工程进度, 为工程建设作出了很大贡献。

摘要：以西辽河河道治理工程为例, 运用三角函数理论, 利用“AutoCAD”的绘图和计算功能, 计算点和点之间的距离和角度关系, 降低了测绘人员的劳动强度。

平面控制测量 篇6

其作业方法:采用两台 (或两台以上) 接收机, 分别安置在一条 (或数条) 基线的端点, 根据基线长度和要求的精度, 按GPS测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段, 时段长度根据测量等级确定。基线测量的精度可达± (5 mm+1 ppm×D) , D为基线长度, 以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边, 应构成闭合图形 (如三角形、多边形) , 以利于观测成果的检核, 增强网的强度, 提高成果的可靠性和精确性。适用范围:

建立国家大地控制网 (二等或二等以下) ;建立精密工程控制网, 如桥梁测量、隧道测量等;建立各种加密控制网, 如城市测量、工程点测量、道路测量、勘界测量等;观测中至少跟踪四颗卫星, 同时基线边一般不要超过15 km。

注意事项:所有已观测基线应组成一系列封闭图形, 已利于外业检核, 提高成果可靠度。G P S测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作, 对这项工作总的原则是, 在满足用户要求的情况下, 尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。因此, 对其各阶段的工作都要精心设计和实施。

1 任务概述

(1) 测区范围。

测区分为新测区与补测区, 新测区域包括:某市建国路、柳荫路、胜利大街三个街道的南西北侧15.71平方千米, 东侧2.89平方千米;常胜路中心区域5.50平方千米, 东南侧0.36平方千米, 共计24.46平方千米。修补测区域包括:三条道路中心区域21.37平方千米;创新路中心区域3.28平方千米, 共计24.65平方千米。

(2) 测绘内容。

调查内容主要包括:控制测量、地形图测绘、权属调 (核) 查、资源勘查图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作:包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。地形图测绘工作:对于新测区采用全解析 (即全野外数字化) 方法测制地形图;对于修补测区采用全解析方法对发生变化的地物进行测绘, 确保新测区域、修补测区域地形图现势性相一致。新测区域:无地形图区域, 则开展全要素地形图测绘, 同时开展界址点测绘, 确保其数学精度完全满足资源权属调查界址点的精度要求。修补测区域:本项目补测区域内已有2003年完成的资源测量成果资料, 整个测区内有部分2003年后宗地测量成果, 供修补测使用。修补测区域地形图的数学精度应与已有地形图的精度相一致, 新老地物之间空间关系合理。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的资源测量工作流程都是一致的, 需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、资源要素采集等工作。基础控制测量是以国土局提供的已有GPS三、四等控制测量成果为基础, 加密控制网布设为GPS一级网, 满足资源勘查测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计如 (图1) 所示。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取, 与以往的控制点的点位选取方法不完全一致, GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视, 但是对资源勘查测量而言, 考虑到进行资源勘查测量时全站仪对控制点的使用要求, 在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于资源勘查测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋, 还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行, 实地选埋时应注意以下几点。

(1) 点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方, 并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定, 并易于长期保存的地点。 (2) 点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物, 远离大片平静水面, 避开大面积幕墙玻璃的反射和折射, 以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。 (3) 点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源 (如电视台、微波站等) 的距离不应小于400 m;距220 k V以上电力线的距离不应小于50 m。 (4) 实地点号标绘时须注意维护城市景观, 不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时, 应该首先编写外业调度表, 明确每一个测量员的任务, 严格按照调度表中规定的任务进行测量, 同时要遵守以下要求。

(1) 外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机, 接收机应在检定有效期内, 并提交检定合格的仪器检定资料。 (2) GPS观测采用快速静态定位模式进行作业, 观测要求应满足 (表1) 规定。观测时, 应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响, 必要时适当延长观测时间。 (3) 观测过程中, 人员应尽量不靠近天线, 且不要在天线附近走动和使用对讲机, 使用对讲机应离天线10米以上;雷雨天气应停止观测, 关闭仪器。 (4) 正确量取并记录天线高, 并要求测前、测后量取两次, 取平均值为天线高, 两次量取差值不得超过3 mm, 否则应重新设站观测。

2.3 GPS静态数据的处理

(1) 新建项目。

静态数据处理使用的是中海达H D S2003后处理软件, 在进行数据解算之前, 首先要新建一个项目, 确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置, 本项目控制网的等级为一级, 规范依据是《全球定位系统 (GPS) 测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置, 设置坐标系的原椭球为W G S 8 4坐标系椭球, 目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影, 中央子午线输入120度, 同时对新建坐标系进行命名。

(2) 静态基线解算。

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换, 须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先导入外业静态观测数据, 对每个数据文件分别输入点名和仪器高度, 然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度, 若有不合格的则显示出不合格基线的条数, 在主界面的网图里, 算合的基线显示为黑色, 不合的基线显示为灰色。在主界面的列表区, 显示所有基线的观测时间、长度、精度等信息, 若有不合的基线则在前面显示红色的叹号, Ratio值小于3, 整数解误差过大达到厘米级或更大, 是基线不合的主要原因。

(3) GPS网平差计算。

在进行网平差之前, 对网图的连通性进行检查, 保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差, 将出现网平差无法收敛的情况, 对于网图没有连通, 要逐步检查, 先检查网图是否被分割成几部分, 是否有孤立的测站点或基线, 若有则必须删除孤点或分块进行平差。再检查是否有关键基线没有解算成功或被禁止参与网平差, 若有则必须进行重新处理, 甚至重测。再次, 检查网图中是否有相同的测站而用了不同的测站名, 在网图上的反应就是统一测站点上在非常接近的位置有另一个测站点, 这两点由于是同一点在不同时段观测的, 故他们之间不构成任何基线, 使网图不连续, 解决方法是在观测数据属性中将错误的站名修改正确。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后, 应进行控制网精度评定、统计计算, 精度统计包括以下内容:

(1) 控制网中同级相邻点间最小、最大距离如 (表1) , 满足一级网最小距离大于150米, 最大距离小于1200米的要求。

(2) 最大非同步观测基线向量边独立闭合环或附合路线边数如 (表2) , 满足小于10条的要求。

(3) 独立基线构成的独立环坐标分量闭合差和全长闭合差及限差如 (表3) 和 (表4) , 满足限差的要求。

3 结论

GPS技术的迅速发展, 给测绘工作带来了革命性变化, 也对资源勘查测量工作, 特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析, 证明了基于GPS技术的资源勘查测量精度达到了一级控制网的精度要求。

摘要：本文以某城镇资源勘查数字测量为研究背景, 论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素, 进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程, 包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS,资源勘查测量,平差精度,分析

参考文献

[1]詹长根.资源勘查测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2001.

[2]金逸民.资源勘查测量与国外资源勘查测量发展现状[J].北京测绘, 2009 (10) :15-19.

中长型隧道洞内平面控制测量方法 篇7

1. 工程概况

该隧道位于巴山山脉南部，为深埋隧道，属于中长隧道，里程为YD1K441+752～YD1K444+426，全长2674m。隧道进口在直线段，出口里程在左偏曲线上 (R=4000m, L=70m) ，曲线在隧道内长134m。

2. 洞内平面控制测量

(1）洞内导线的长度确定。

导线边长需根据洞内的通视情况、施工现场情况、施工方法和工序情况选择，原则上隧道愈长，导线边长也应尽可能长一些，相应能减少导线环的个数[3]。在隧道施工控制过程中，直线隧道布设导线时最长边长控制在500m内;曲线地段，导线设计边长按下式计算[4]：

式中：R———曲线设计半径，m;

f———断面宽度，m;

f=b-0.7 (b为断面开挖宽度，单位为m) 。

该隧道的开挖宽度为6.8m，根据上式计算：

计算结果可以得出在曲线段，控制网的理论边长控制在441m内。

(2）洞内导线网布设。

隧道洞内测量由于环境条件的限制，一般布置成若干个彼此相连的带状闭合导线环所组成的导线网[5]，如图1所示。图中导线点基本上是成对布设，每对点相距2m左右，一般设置最远端点(如 (a) 图中D5的和(b)图中的D9)为隧道的中线点，以便检查放样过的中线精度;每个环中控制点数不宜过多，以3～5点为宜。该隧道采用一级导线布设洞内控制网。

在隧道实际施工过程中，根据施工进度的安排设计布设6个导线环，每400m左右布设一个导线环，由于进口掘进速度快计划布设4个导线环，出口布设2个;实际施工过程中，由于洞内的通视条件和施工环境影响，导线边布设最长为230m。

(3）控制点位的检查。

在隧道内，由于影响放样的因素比较多，测量人员在寻找控制点和仪器对中出错的几率比在洞外大，所以在仪器完成后视后，使用全站仪的坐标测量功能，观测后视点的坐标，并检查仪器附近另外一个控制点或中线点，检查控制点是否有位移;同时，由于各类机械都在控制点周围来往，控制点难免存在位移，因此，在隧道内布控和放样时，每次的检查是很有必要的[2]。如果在检测过程中发现点位异常，应按下面公式计算是否超限[6]：

根据实践经验，如果md叟10mm，则要考虑使用其他控制点对该两点进行检核，检查其是否发生位移。

(4）控制网的观测。

洞内导线网的观测采用三联脚架法[7]，水平角观测采用方向观测法观测，观测时应充分通风，保证视线清晰，尽量避开洞内施工的影响，如果是由洞外向洞内引测时，因为洞内和洞口外的温差影响比较大，宜在夜晚或阴天进行。

对于角度和距离的观测测回数，应根据仪器精度及导线等级来确定[8]。仪器使用日本拓扑康TC602型全站仪，其标称精度为±2″，测距2mm+2ppm。实际观测中一级导线水平角观测2个测回，因为隧道是一个狭长的带状，导线闭合环中存在一个比较小的角度，为了确保测角精度，在观测此角度时取4个测回的平均值作为最终结果;边长采用对向观测的平均值作为最终值。根据《铁路工程测量规范》，一级导线的技术要求见表1[3]。

(1) 导线环的测角中误差可按下列公式计算：

式中，mβ为测角中误差，以秒为单位;fβ为导线环的角度闭合差;N为导线环的个数;n为导线环内角的个数。

(2) 导线环角度闭合差的限差可按下列公式计算：

ω限=2mβ姨n (4)

根据图1第二次布设的导线网，由实际观测得到的角度闭合差﹣6.0″和左角观测个数7，依据以上公式计算得到其测角中误差为2.2″，导线环闭合差的限差为11.6″。则明显有6.0″≤11.6″, 测角没有超限。根据以往控制测量的经验，对于闭合导线其全长相对闭合差一般都能达到1/70000, 如果精度太低(比如小于1/40000)，建议重测, 以便提高内控网的精度。

3. 结论与建议

为了提高隧道控制网的精度，保证隧道施工的质量，本文主要利用了2km多的中长型隧道，对其洞内平面控制测量的方法进行了分析探讨。从实践结果来看, 可得出以下结论和建议：

(1) 导线点控制正式中线点、正式中线点控制小边墙和二衬、支导线点控制开挖。隧道每开挖400m左右时要及时布设导线网，尽量在浇注完仰拱或底板时布设控制网，这时制作的点位不易松动，也易于保护。隧道每开挖到一定阶段或一定长度时要及时对原有控制点进行复测。

(2) 在测转点(支导线)时，前视距离尽量不要大于后视距离，确保放样精度，观测已知点作为对此次支导线检核。

(3) 导线要尽量布设成直伸型导线，在通视条件允许的情况下尽可能延长边长，相邻两导线边长不要相差过大。每次布设控制网时将一个中线点纳入导线网中，可检验中线点的放样精度。

(4) 适当增加测回数，提高观测精度。为了保证对点精度，必须保证隧道内的照明设备，测站、前后视配有探照灯式手电。

参考文献

[1]韩静玉.隧道工程洞内测量控制方法及精度控制方法分析[J].铁道勘察, 2011 (2) :4-5.

[2]苑立峰, 王世杰, 段会岳, 等.长距离隧道洞内平面控制测量[J].测绘工程, 2010 (5) :55-57.

[3]中铁二院工程集团有限责任公司.铁路工程测量规范[S].北京:中国铁道出版社, 2010.

[4]徐辉.长大隧道控制测量方法综述[J].隧道建设, 2008 (5) :43-45.

[5]尚小琦, 薛贵东, 黄爱华, 等.隧道工程控制测量主要方法与误差分析[J].测绘技术装备, 2008 (4) :10-12.

[6]张凤举, 张华海, 赵长胜, 等.控制测量学[M].北京:煤炭工业出版社, 1999.

[7]王兆祥.铁道工程测量[M].北京:中国铁道出版社, 1998.

平面控制测量 篇8

关键词：精度高,隧道,GPS,控制测量

0 引言

GPS是全球定位系统 (Global Positioning System) 的英文缩写, 是以卫星为基础的无线电定位系统, 是目前世界上最先进、最完善的卫星导航与定位系统, 它不仅具有全球性、全天候、实时精密三维导航与定位能力, 而且具有良好的抗干扰性和保密性。在测量领域, GPS测量系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。隧道一般在山区, 地形复杂, 常规方法难以施测, 而GPS静态定位技术拥有不受通视条件限制和网形要求较低等优势, 因此目前在隧道测量中采用GPS静态定位技术是一种通用方法。

1 工程概况

羊角隧道地处重庆至长沙公路武隆至水江段工程内, 是国家重点干线公路宁波至樟木公路的重要组成部分, 也是重庆市“二环八射”, 主骨架公路网中的重要射线之一, 位于重庆市东南部武隆县白马镇境内, 该隧道为特长双洞单向行车隧道, 右线全长6676m, 起止里程为YK21+500-YK27+835, 左线全长6655m, 起止里程为ZK21+068-ZK27+723。隧道穿越山脉呈脊状, 受构造控制多沿南北向展布, 一般地面标高为500-1200m, 相对高差多在200-800m。山上树木茂盛, 地形复杂, 植被丰富, 行走不便, 常规测量布网困难, 通视条件极差。经必选, 决定采用GPS测量系统进行控制测量。

2 GPS测量

2.1 作业依据和设备

作业依据和执行技术标准为: (1) 《全球定位系统 (GPS) 测量规范》GB/T 18314-2001。 (2) 《公路全球定位系统 (GPS) 测量规范》JTJ/T066-98 (简称《公路 (GPS) 规范》。 (3) 《公路勘测规范》JTJ061-99。 (4) 羊角隧道平面图, 进出口场地布置图。

采用设备:四台套Smart2001AS GPS单频接收机, 笔记本电脑1台, 对讲机4部。GPS接收机在作业前均在仪器检查中心进行了检测, 其性能和精度均符合标称精度 (平面5mm+1ppm, 高程10mm+1ppm) 和规范要求。

2.2 布网方案

根据羊角隧道的走向及隧道洞口投点的要求和实际情况, 先在已有平面图上进行选点并作优化设计, 经实地踏勘, 最终确定点位 (羊角隧道GPS控制网布设图见图1) 。

根据JTJ/T066-98的规定和实际情况: (1) 每个洞口至少布设3个控制点, 各三点控制点的间距不少于500m, 并且至少有个通视方向, 以便检核。 (2) 控制点应尽量沿洞口连线方向布设, 以减少横向贯通误差。

根据GB/T 18314-2001的规定和实际情况: (1) 应远离大功率的无线电发射装置, 其距离不应小于200米, 以避免电磁场对GPS信号的干扰。 (2) 附近不应有大面积水或者强烈干扰卫星信号接收的物体, 已减弱多路径效应的影响。 (3) 点位应设在便于安装接收设备, 视野开阔的较高点上。目标要显著, 视线周围15度以上不应有障碍物的遮挡, 以减少信号被遮挡或者障碍物吸收。故控制网布设如图1所示大地四边形网内插三角形网。

2.3 具体施测

根据GPS卫星星历预报制定GPS外业观测计划, 进而进行作业调度。以外业观测计划。测区的近似纬度, 作业日期为依据分别计算出各时段内的可见卫星直方图和精度因子图, 选择最佳的观测时段, 避开不利的观测时段。采用四台套Smart2100AS单频接受机进行同步静态观测, 观测历元间隔15°卫星高度截止角>15°PDOP值<4.0, 有效观测卫星个数≥5, 信噪比 (SNR) 在80左右, 越大越好, 同步时段观测时间骨架网为90分钟, 其余时段为60分钟。

野外观测时, 天线安置严格整平、对中、在天线板上互隔120°的三处量取天线高, 互差少于3mm, 并在观测前后各量一次取中数。同步观测时确保接收机开机和关机时间的同步, 及时的填写观测手簿。观测过程中, 注意数据的接收情况, 如卫星个数、信噪比、精度因子变化等。

每天测量完成后, 应及时的将观测数据传输到笔记本电脑里, 并进行基线的平差计算和同步环闭合差的检查, 以确保数据的安全性。

3 GPS数据处理

羊角隧道GPS观测共搜索到最小独立同步环15个, 最小独立异步环16个, 重复基线7条。

3.1 基线向量的质量检核

3.1.1 同步环闭合差检核

其中, n—同步环的边数;σ—相应等级规定的精度即弦长标准差 (mm) , ;a—固定误差 (mm) ;b—比例误差 (ppm) ;d—相邻点间的距离 (km) 。

经分析计算15个同步环中最大相对闭合差为2.87ppm, 即1/348432。该同步环由:G4─GPS17─G5─G4基线边组成, 总长10872.7647m。经计算该同步环Wx、Wy、Wz均小于, 全长坐标闭合差W=10.40mm, 小于限差12.42mm。

3.1.2 异步环闭合检核

共组成16个异步环, 各闭合环X、Y、Z方向和全长绝对闭合差和相对闭合差均小于相应的限差要求。异步环各分量闭合差, 全长标闭合差

经分析计算, 16个异步环中, 最大相对闭合差为6.96ppm即1/143678。该异步环由G5─GPS16─G4─G5基线边组成, 总环长为6360.7967m, 经计算该异步环全长坐标闭合差V=14.76mm, 小于限差131.13mm。

3.1.3 重复边较差检核

全网共有6条重复基线, 重复基线长度较差ds均小于相应允许较差, 即条重复基线中相对误差最大值为8.18ppm, SW409-SW408边长为759.557m。

经计算SW409-SW408重复边长较差允许值, 即ds=6.21mm<30.26mm限差要求。

从以上几次检核可知, GPS外业数据质量可靠, 同步环, 异步环坐标闭合差, 重复边较差均满足《公路GPS规定》规定的限差要求。

3.2 GPS控制网平差及精度分析

在各项质量检查符合技术要求后, 进行WGS-84坐标系中的三维无约束平差。在无约束平差中, 应先检验观测值中误差, 单位权中误差, 观测值改正数, 确定异常观测值, 并对其进行检查和分析, 决定弃舍。

以三维无约束平差确定的有效测量值为基础, 以GPS14, GPS16, GPS17等3点作为基准点, 进行二位约束平差, 平差结果统计见表1。

单位:米 (m)

从表1知:GPS网二维约束平差结果, 说明GPS网复测精度达到二级以上GPS网的精度要求, 满足《规范》要求。

4 贯通误差初步分析

隧道总的贯通误差主要有两个方面, 即洞外控制测量和洞内导线测量引起的误差, 在工程实践中, 常常将地下两相向开挖的导线测量误差及洞外GPS测量误差均作为独立因素。

由于GPS定位技术能够直接测定控制点的相对位置, 而不是依靠传统的测量角度和边长来算坐标, 所以采用GPS定位技术做隧道的洞外控制测量, 其隧道的贯通误差主要是定位点坐标引起的测角误差和测边误差。

因为设计的隧道长为6676m, 所以横向贯通误差为45mm, 另外边长相对中误差为1/3500, 因此由公式:

可得到mβ=±3.39″>2.0″, 结果表明按精度指标进行施测可满足贯通要求。其中, mq为隧道洞外贯通误差, l为隧道长度, mβ为洞外测角精度, ml为测边误差, ρ为206265 (表2) 。

5 结束语

GPS具有很高的相对定位精度, 观测速度快, 功能齐全, 操作简便, 全天候、全球性作业等显著特点。另外GPS控制网选点灵活, 布网方便, 对GPS网的几何图形也没有严格要求, 基本不受通视、网形的限制, 特别是在地形复杂、通视困难的测区, 更显其优越性。应用于隧道控制测量具有较大的经济效益和社会效益, 特别是在长达隧道平面控制测量中用GPS代替常规测量方法是必然趋势。

羊角隧道洞外控制测量采用GPS静态等位技术, 从踏勘选点、布网埋石、野外观测到内业计算仅历时4天。与常规控制网测量方法相比较, 效果显著, 精度可靠, 为隧道的提前进洞提供了有力的保障, 为GPS在等级隧道控制测量的推广运用累积了经验。

参考文献

[1]聂让.高等级公路控制测量[M].人民交通出版社, 2001 (10) .

[2]聂让, 许金良, 邓云潮.公路施工测量手册[M].人民交通出版社, 2003 (4) .

[3]胡伍生, 高成发.GPS测量原理及其应用[M].人民交通出版社, 2004 (7) .

[4]中华人民共和国交通部发布.JTJ 061-99, 公路勘测规范[S].2003 (8) .

[5]中华人民共和国交通部发布.JTJ/T 066-98, 公路全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].2001 (2) .

[6]臧军强, 李明伟.中天山特长隧道施工GPS控制网的建立及横向贯通误差预计分析[J].洛阳理工学院学报, 2011, 21 (1) .

平面控制测量 篇9

1 水平角观测

1.1 安置仪器

利用垂球进行点下对中及整平的步骤。先在测站点上挂垂球, 将三脚架安在下面, 调节架腿使架头大致水平和大致对中, 采牢脚架, 然后把垂球放在一旁或将垂球线缩短。将仪器安置在脚架上, 先调节脚螺旋使度盘水平, 再将望远镜调平。放下垂球进行对中, 平移仪器使镜上中心对准垂球尖, 然后反复进行, 直至照准部转到任何位置均满足条件为止。

1.2 测回法观测水平角

(1) 置镜于点2 (图1) , 上半测回, 以盘左依次照准1、3点的垂球线, 并分别读取水平度盘读数a左及b左。

(2) 下半测回, 纵转望远镜, 以盘右依次照准3、1点的垂球线, 并分别读取水平度盘读数a右及b右。

一测回的水平角值, 按下式计算 (记录和计算见表1) 。

测角精度要求:同一测回中半测回互差小于20"。

距离测量采用棱镜红外线测量。

2 惠阳煤矿井下导线闭合测量实例

2.1 惠阳煤业基本情况及测量目的

惠阳煤业位于晋城市阳城县, 矿区面积6.1km2, 批准开采15号煤层, 生产能力0.45Mt/a。该矿为基建矿, 接受测量任务时主斜井、副斜井、回风斜井均贯通, 主运输大巷、轨道大巷、回风大巷已开拓到位, 计划开掘9101工作面进、回风顺槽。

测量目的:测定井下两个永久控制点 (15″导线精度) 坐标及高程, 并按照设计对9101工作面进、回风顺槽开掘放线。

2.2 惠阳煤矿提供的两个地面永久GPS控制点

2.3 测量仪器及测量要求

测量仪器使用尼康DTM-452C电子全站仪, 测量方法采用三脚架法复测导线测量 (测回法) 。导线测量:导线长度一般边长为40m-150m, 测角中误差15″, 测回数为一测回, 复测两次。在测距时, 现场进行大气压力及温度的改正, 仪器已顾及大气折光和地球曲率改正。高程测量:采用三角高程测量, 中丝法对向观测, 对向观测高差误差均小于10mm±0.3×L (导线水平边长, 以m为单位) , 量取仪器高、反射镜高度均进行两次, 不大于4mm, 取平均数作为最终仪器高、觇标高, 复测两次。

2.4 测量精度要求

根据《煤矿测量规程》的规定, 15″级复测闭合导线的相对中误差不得大于1/4000, 方位角闭合差不得大于, 高差闭合差不得大于±100mm L (L为导线长度, 以km为单位) 。

2.5 测量成果

本次测量井下共计65个导线控制点。

其中:主斜井、副斜井附合导线测量点23个, 主运输大巷、轨道大巷、总回风巷支导线测量点38个, 9101工作面进、回风顺槽各2个放样测量点。

2.6 实测精度及误差评定

主斜井、副斜井高程测:∑h理=±100mm L=±100×1.983=±0.198m, ∑h实=+0.163m。

2.7 成图及编制报告

采掘工程平面图和井上下对照图的成图, 采用南方CASS软件电脑数字化成图, 并编制井下测量报告。

3 测量过程中注意事项

3.1 气象改正

尼康DTM-452C电子全站仪初始设定气温=20℃, 气压P=1013k Pa为标准状态, 气象改正值为0。测量时在仪器中输入环境当前的温度和气压, 仪器对距离观察值自动进行改正。

3.2 观测准备

尼康DTM-452C电子全站仪在度盘标定后出现错误信息“倾斜超限”, 说明仪器置平中纵轴倾角大于3″, 应重新用脚螺旋精确置平仪器。

3.3 电子全站仪维护

在点下安置仪器时, 应特别注意点上所挂的垂球不要碰坏仪器。仪器安好后, 应及时将垂球线缩短或取下垂球, 再进行观测。

井下作业时, 若仪器上凝结有水珠, 切忌用手或毛巾擦拭物镜、目镜, 必须用擦镜纸将水珠擦干, 也可稍等片刻。待水珠蒸发, 再开始工作。

4 结束语

(1) 在矿山测量中采用测回法测量时, 测回法观测水平角的限差应小于24″。当测回角值限差大于要求时, 应重新观测。

(2) 井下测角误差主要来源于仪器误差、测角方法误差和对中误差。其中, 对中误差是测角误差的主要来源。工作中应酌情提高测角精度, 力求增大边长以减少点数, 尽量布设成闭合导线, 这是提高导线精度的主要措施。

摘要：本文探讨了运用全站仪在矿山井下平面控制测量中测量方法。

关键词：全站仪矿山测量,测量方法

参考文献

[1]胡海峰, 等.煤矿测量[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2007.

[2]高井祥, 等.矿山测量新技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2007.