测绘工程专业论文43049.doc

毕 业 设 计 题目：现代工程测量在风力发电场建设当中的应用 以国华（河口）二期风力发电工程为例 目 录摘要1英文摘要21 绪论31.1 研究的目的与意义31.2 研究的主要内容及技术路线42 现代工程测量技术简介52.1 工程测量学52.1.1 工程测量学的主要内容52.1.2 现代工程测量技术的现状与发展方向52.2 GPS-RTK技术与仪器使用方法62.2.1 GPS-RTK技术52.2.2 RTK联合全站仪测图使用方法52.3 变形监测理论与仪器使用方法62.3.1 变形监测理论52.3.2 电子水准仪53 工程实例83.1 工程概况83.1.1 测区概况93.1.2 工程投入及作业依据93.2 工作内容及工作完成情况83.2.1 控制测量93.2.2 地形图测绘93.2.3 风机中心桩施工放样93.2.4 风机塔变形观测93.1 提交资料83.4 工程中出现问题与技术革新103.4.1 质量保证措施93.4.2 RTK联合全站仪测图93.4.3 极坐标放样误差处理方法93.4.4 电子水准仪进行变形观测94 心得体会11参考文献22致谢24CONTENTSAbstract .1English summary .2 1 Introduction31.1 The purpose and significance of the study31.2 Research and technology roadmap42 Modern engineering measurement technology Introduction52.1 Engineering Surveying52.1.1 the main content of Engineering Surveying52.1.2 Status and development trends of modern engineering measurement technology52.2 GPS-RTK technology and equipment use62.2.1 GPS-RTK technology52.2.2 RTK Joint Total Station mapping method52.3 Deformation monitoring theory and instrument use62.3.1 Deformation monitoring theory52.3.2 Electronic level53 engineering examples83.1 Project Overview83.1.1 Survey area profiles93.1.2 Engineering investment and operating basis93.2 Job content and work completion83.2.1 control measurement93.2.2 Topographic mapping93.2.3 Fan center pile construction stakeout93.2.4 Fan tower deformation observations93.1 To submit information83.4 Engineering and technological innovation103.4.1 Quality assurance measures93.4.2 Joint RTK Total Station mapping93.4.3 Polar setting error approach93.4.4 Electronic level deformation observation94 Feelings and experiences11References22Thanks .24现代工程测量在风力发电场建设当中的应用 以国华（河口）二期风力发电工程为例 【摘要】风力发电行业近年来发展迅猛，工程测量在其建设中扮演重要角色，现代工程测量在不断发展中涌现出大量的新技术新设备，文章通过工程实践对风电场建设的流程及测量技术仪器在其中应用做阐述性介绍，并对其中所发现的问题提出简单的解决方案。【关键词】风力发电；现代工程测量；控制测量；地形图测绘；施工放样；变形观测Modern engineering measurement applications in the construction of wind farms which- Two to Guohua (Hekou) wind power project【Abstract】 Wind power generation industry in recent years the rapid development, engineering measurements play an important role in their construction, modern engineering measurements in the growing emergence of a large number of new technologies and equipment, paper engineering practice processes and measurement of the wind farm constructiontechnical apparatus in which the application to do with expository introduction, and found a simple solution.【Keywords】 wind power; modern engineering measurement; control measurement; topographic mapping; construction stakeout; deformation observation1 绪论1.1 研究的目的与意义随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了风力12报告，报告中指出到2020年，世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%，我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出，中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。目前，在全国风能资源丰富的地区，几乎都能看到风电基础设施的建设。工程测量在风力发电场的建设中贯穿整个工程，发挥基础性的作用，是风电工程的眼睛、尖刀兵，为工程建设规划、施工，保证工程安全顺利进行提供保障。风电工程涉及工程测量内容广，可实践性强。 本文在工作实践基础上进行理论升华，形成一本较为完整的设计书，希望能直接指导工程测量实践，对从事相关工作的同行提供一些的参考价值和借鉴意义。1.2研究的主要内容及技术路线1.2.1 主要内容风力发电基础设施建设的理论在国内外均已相当成熟并付诸实践。工程测量在其各个阶段中的应用也有简单介绍，但没有系统的贯穿始终的针对性的详细论述。测绘技术在飞速发展，随着国内外测绘仪器随着科技与技术的发展与进步，工程测量常规仪器已经由全站仪主导，发展为GPS-RTK结合全站仪进行各类工程测量工作，与其他工程相比较，风力发电场往往占地面积较大，而且迫切的需要高精度的基础测绘资料来满足风力发电设计的需要，传统的测量在大面积控制、测图、施工放样精度和效率往往比较低，这就为目前应用日渐成熟的GPS技术在风电场建设中发挥了不可替代的作用。先进仪器的使用在保证工程质量的前提下极大地缩短了工期，提高了经济效益。风力发电场建设工程浩大，涉及面广。本文结合工程实例选取其中比较具有代表性的控制测量、施工放样、辅助道路测量、输电线路测量、变形观测几个代表性的方面结合现代测量仪器的使用对整个工程的进展及工程测量理论在其中发挥的重要作用进行论述性的介绍，形成一本较为完整的设计书。1.2.2 技术路线工程测量设计书作为一项实践性较强的工作，需要大量的工程实践作为基础，同时又需要大量的理论知识及工程资料作为依据，本文主要通过以下三个方面的工作完成了对实践、理论、资料的搜集。1、经过两个多月的工程实践，笔者基本完成国华（河口）二期风电工程的施工控制测量、地形图测绘、施工放样及变形观测等工作，熟悉风电工程建设中所涉及的各项工程测量工作，并参考河口二期风电测量方案，技术依据以及质量保证措施介绍工程中现代化测量方法的应用。2、结合其他风电工程组织设计资料以及测量方案，并与其他工程测量相对比。收集了工程测量在风力发电场建设当中应用的各种资料，搜寻各种已有的风电工程建设中测量方法，并对各方法的侧重点，优点，缺点进行类比，归纳各个方法适用范围。归纳总结全站仪、GPS-RTK技术、电子水准仪的使用方法。3、查阅有关文献，特别是近些年工程测量发展现状相关的资料，对纯理论性的基础知识进行了归纳总结，作为本文的理论依据。2 现代工程测量技术简介2.1 工程测量学2.1.1 工程测量学主要内容工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门，其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结果的分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授指出：“一切不属于地球测量，不属于国家地图集的陆地测量，和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”，所谓“四化”是：工程测量内外业作业的一体化，数据获取及其处理的自动化，测量过程控制和系统行为的智能化，测量成果和产品的数字化。“十六字”是：连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。 如果按工程测量服务的对象来讲，包括工业建设测量、铁路公路测量、桥梁测量、隧道及地下工程测量，水利工程建设测量、输电线路及输油管道测量及城市建设测量。一般的工程建设基本上可以分为三个阶段，即规划设计阶段、建筑施工阶段与经营管理阶段。 1、工程建设规划设计阶段的测量工作。在本阶段中，主要是提供各种比例尺的地形图与地形数字资料，另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探及水文测验进行测量。对于重要的工程或地质条件不良的地区进行建设则还要对地层的稳定性进行观测。 2、工程建设施工阶段的测量工作。每项工程建设的设计经过讨论审查和批准之后即进入施工阶段，这时首先要将所设计的建（构）筑物，按施工要求在现场标定出来，作为实地建设的依据。为此，根据工程现场的地形、工程的性质，建立不同的施工控制网，作为定线放样的基础，然后采用不同的放样方法，逐一将设计图纸转化为地上实物3、工程建设经营管理阶段的测量工作，在工程建筑物运营期间，为了监视其安全和鉴定情况，了解其设计是否合理，验证设计理论是否正确，需定期地对建筑物、构筑物进行位稳、沉陷、倾斜以及摆动进行观测，并及时反馈测量数据、图表等工作。 由此可见，在工程施工过程中，从工程开工一直到工程结束，均离不开工程测量工作。工程测量学就是研究各项工程建设在勘测，设计，施工和管理阶段所进行的各种测量工作的学科，它是直接为工程建设服务的，而且具有极其重要的作用。2.1.2 工程测量技术的现状与发展方向80年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代；光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量；具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量；无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作；电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器；精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。我国工程测量科技进步很大，发展很快，取得了显著成绩，但是发展还很不平衡，尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。我们正在大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，充分利用GPS技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS技术、“3S”集成技术及地面测量先进技术设备，把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展。2.2 GPS-RTK技术与仪器使用方法2.2.1 GPS-RTK技术GPS就是全球定位系统,它是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代紧密卫星导航定位系统。GPS卫星定位测量是研究利用GPS系统解决大地测量问题的一项空间技术。随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。通过RTK技术能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。 RTK(Real Time Kinematic)实时动态测量系统，它是集计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS测量定位技术为一体的组合系统；它是GPS测量技术发展中的一个新突破。RTK定位精度高，可以全天侯作业，每个点的误差均为不累积的随机偶然误差。如：华测X90系统，外业操作十分简单，只需一人，属于真正的一人操作系统。其水平标称精度为10 mm+2 ppm，垂直标称精度为20 mm+2 ppm。能够满足地形测量的精度要求。RTK为实时动态测量技术，利用卫星发射的两个载波L1(1575.42MHZ)和L2(1227.60MHZ)，以载波相位测量为根据的实时差分测量技术。一般情况下，有一个基准站和一个以上的流动站。基准站可设在已知点也可在未知点上，利用求测的WGS-84坐标和已知的地方坐标可求出坐标转换的参数，在求得转换参数后，利用基准站时时测得站点坐标信息于流动站测得的时时坐标信息，两站之间的基线向量来求出流动站的时时坐标。在后续测量中，求未知点时可直接得到地方坐标系中的坐标。在不同的RTK设备中求解的要求略有不同。2.2.1.1 RTK系统的组成GPS-RTK系统由基准站、若干个流动站及无线电通讯系统三部分组成。基准站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射系统、供GPS接收机和无线电台使用的电源(12伏蓄电瓶)及基准站控制器等部分。流动站由以下几个部分组成：GPS接收机、GPS天线、无线电通讯接收系统、供GPS接收机和无线电使用的电源及流动站控制器等部分。用框图表示参见图2.1。图2.1 RTK系统结构图2.2.1.2 RTK的基本原理RTK实时相对定位原理如图2.2所示：基准站把接收到的所有卫星信息(包括伪距和载波相位观测值)和基准站的一些信息(如基站坐标天线高等)都通过无线电通讯系统传递到流动站，流动站在接收卫星数据的同时也接受基准站传递的卫星数据。在流动站完成初始化后，把接收到的基准站信息传送到控制器内并将基准站的载波观测信号与本身接受到的载波观测信号进行差分处理，即可实时求得未知点的坐标。数据流程如图2.3所示。图2.2 RTK实时相对定位示意图图2.3 RTK数据流程2.2.1.3总结RTK 技术的优点1、工作效率高。在一般的地形地势下, 高质量的RTK 设站一次即可测量完4km 半径的测区, 大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数, 移动站一人操作即可, 劳动强度底, 作业速度快, 提高了工作效率。2、定位精度高。只要满足RTK 的基本工作条件, 在一定的作业半径范围内( 一般为4km) , RTK 的平面精度和高程精度都能达到cm级。3、全天候作业。RTK 测量不要求基准站、移动站间光学通视, 只要求满足“电磁波”通视, 因此和传统测量相比,RTK 测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制小, 在传统测量看来难于开展作业的地区, 只要能满足RTK 的基本工作条件, 它也能进行快速高精度定位, 使测量工作变得更容易更轻松。4、 RTK 测量自动化、集成化程度高, 数据处理能力强。RTK 可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统, 无需人工干预便可自动实现多种测绘功能, 减少了辅助测量工作和人为误差, 保证了作业精度。2.2.1.3影响RTK 成果精度的因素一般来说, 影响RTK 成果精度的因素主要是GPS 观测其有误差源, 除此之外, 还有受基线解算精度、基准站点位精度、坐标系转换精度的影响, 但是在RTK 作业中, 基线解算精度可以达到10cm+1mD; 基准站点位精度平均在3cm 之内; 坐标系转换精度, 对于10km 基线亦在3cm以内, 动态作业由于测距偏心, 天线高误差等, 一般也在3cm 以内, 至于正常高拟合与内插精度取决于连测点数目与分布、拟合模型等, 一般在5cm10cm内是能够做到的。2.2.2 RTK联合全站仪测图的使用方法随着测绘科学技术的发展,传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。 RTK 与全站仪联合进行数字化测绘地形图就是一种行之有效的新方法。RTK与全站仪联合测绘地形图,可以优劣互补。如果仅用全站仪进行数字化测图,就必须建立图根控制网,这样须投入大量的时间、人力、财力；如仅用RTK测图,可以省去建立图根控制这个中间环节,节省大量的时间、人力和财力,同时还可以全天侯地观测。由于卫星的截止高度角必须大于13°- 15°，它在遇到高大建筑物或在树下时,就很难接收到卫星和无线电信号,也就无法进行测量。如果用RTK与全站仪联合测图,上述弊端就可以克服。即在进行地形测量时，空旷地区的地形、地物用RTK测之；村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标，然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。随着GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善，GPS 得到越来越广泛的应用。同时,全站仪也因其数据采集自动化程度高、大大释放劳动力等优势,成为勘测、设计、施工和管理不可或缺的测量工具。但随着工程质量要求的不断提高，测量用户已不再局限于只使用GPS 或全站仪中的一种,在实际测量工作中,同样一个工程中GPS 的测量成果常为全站仪所用,全站仪测量值又常作为检校GPS 作业的依据。用GPS 完成控制比用常规仪器要快得多。它不要站间通视,也无需庞大的作业队伍,精度高、作业快、费用省、应用灵活。一些先进的接收机和天线技术把外业观测时间压缩到最短的同时,仍能获得最优的数据,在灵敏度、可靠性、抗干扰能力方面都有优异的表现。静态、快速静态通过载波相位差分可以达到很高的精度(10-6D10-8D) 。RTK技术能实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的精度。它的普及极大地拓展了GPS 的使用空间,使GPS 从只能做控制测量的局面中摆脱出来,而开始广泛运用于工程测量。在地形测量中, 传统的方法是经纬仪配合小平板仪的方法, 在小平板仪上进行展点, 再通过手摇数字化仪得到数字化图, 由于受到人为操作误差的影响, 误差可达到0.12 mm 以上, 对大比例尺的地形图的精度影响比较大。随着GPS（RTK）系统的不断改进, 已经达到了比较满意的精度要求, 可以满足常规测量的要求, 尤其对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RTK) 测量模式进行全数字野外数据采集。对于树木较多或房屋密集的村庄等, 采用RTK 测定图根点, 通过全站仪的采集碎部点。基于此，我们在实践中尝试利用RTK 配合全站仪进行野外数据采集, 然后在CASS7.1 环境下进行数字化成图。利用RTK+全站仪的方法可以很好的解决这些问题。在测区范围内利用RTK布设控制点、在RTK不容易到达或局限性较大的地方可在附近布设控制点在利用全站仪进行测量，这样可以快速完成各种测量任务切精度也可保证。2.3 变形观测理论与仪器使用方法2.3.1 变形监测理论变形监测是对监测对象或物体（简称变形体）进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征。变形监测又称为变形测量或变形观测，它包括全球性的变形监测、区域性的变形监测和工程的变形监测。变形体用一定数量的有代表性的位于变形体的离散点（或监测点或目标点）来代表。监测点的变化可以描述变形体的变形。变形又分为两类：变形体自身的形变和变形体的刚体位移。变形体自身的形变包括：伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形，而刚体位移则含整体平移、整体运动、整体升降和整体倾斜四种变形。变形监测分为静态变形监测和动态变形监测，静态变形通过周期测量得到，动态变形通过持续监测得到。2.3.1.1变形监测内容变形监测主要包括水平位移、垂直位移监测，偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、振动、裂缝等的测量，主要是对描述变形体自身形变和刚体位移的几何量的监测。水平位移是监测点在平面上的变动，它可分解到某一特定的方向，垂直位移是监测点在铅直面或大地水准面法线方向上的变动。偏距、倾斜、挠度等也可归结为水平和垂直位移监测。偏距或挠度也可归结为某一特定的方向上的水平位移；倾斜也可换算成水平或垂直位移。也可通过水平或垂直位移测量和距离测量得到。除上述监测内容外，还包括与变形有关的物理量的监测，如应力、应变、温度、气压、水位、渗流、渗压、扬压力等的监测。2.3.1.2变形监测特点1、 精度要求高：与其他测量工作相比，变形观测要求的精度高。用于实用目的，一般要求达到1mm的精度。这对于垂直变形还很容易达到，对于水平位移变形有点偏高。用于科研目的的还要高些。这个精度比地形测图以及一般工程放样都要高。2、重复观测：众所周知，一般城市测量控制网改造或补充一些点时，一般不再重复观测。而用于变形监测的网则必须相隔一定的时间进行重复观测。只有重复观测才能从坐标或高程值的变形中发现变形。3、严密的进行数据处理：一些变形体的变形大小大都较小，有的与测量误差有相同的数量级，故要采取一些方法从还有观测误差的观测值中分离出变形信息。4、多学科的配合：变形测量工作不仅需要测绘学，尚需要土木工程和土力学及岩石力学等方面的知识。5、责任重大：变形监测责任重大，它需要一丝不苟的认真工作。由于变形量都是微观变化，更应从带有观测误差的观测值中，找出变形规律的蛛丝马迹，及时正确预报危害变形，使人们避免灾害，减少损失。2.3.4 电子水准仪电子水准仪具有测量速度快、读数客观、能减轻作业劳动强度、精度高、测量数据便于输入计算机和容易实现水准测量内外业一体化的特点，因此它投放市场后很快受到用户青睐。国外的低精度高程测量盛行使用各种类型的激光定线仪和激光扫平仪。因此电子水准 仪定位在中精度和高精度水准测量范围，分为两个精度等级，中等精度的标准差为：1.0-1.5mm/Km,高精度的为：0.3-0.4mm/Km。2.3.4.1 电子水准仪的基本原理电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。它采用条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。目前照准标尺和调焦仍需目视进行。人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成象在光电传感器（又称探测器）上，即线阵CCD器件上，供电子读数。因此，如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。不过这时的测量精度低于电子测量的精度。特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法：1）相关法（徕卡NA3002/3003）2) 几何法（蔡司DiNi10/20）3) 相位法（拓普康DL101C/102C） 2.3.4.2 电子水准仪的特点电子水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD),并采用条码标尺和图象处理电子系统二构成的光机电测一体化的高科技产品。采用普通标尺时，又可象一般自动安平水准仪一样使用。 它与传统仪器相比有以下共同特点：1) 读数客观。不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。2) 精度高。 视线高和视距读数都是采用大量条码分划图象经处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件影响。不熟练的作业人员业也能进行高精度测量。3) 速度快。由于省去了报数、听记、现场计算的时间以及人为出错的重测数量，测量时间与传统仪器相比可以节省1/3左右。4) 效率高。只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。视距还能自动记录，检核，处理并能输入电子计算机进行后处理，可实线内外业一体化。3 工程实例3.1 工程概况3.1.1 测区概况河口区位于我省最北部，拥有海岸线长214公里，-10米等深线浅海面积2400平方公里，滩涂面积97万亩，这些天然优势为当地发展风能、太阳能等新型产业提供了条件。为实现高效生态项目的落户聚集，该区重点建设的总面积50平方公里山东河口蓝色经济开发区，园区内一批“高门槛、低投入，高产出”的绿色产业相继落户。其中，风力产业发展尤为突出，国华、华锐风机、华能等风电巨头纷纷抢滩河口，目前，全区风电装机总容量达30万千瓦。2011年12月，国家发展改革委批准国华（东营河口）新能源有限公司的国华河口（二期）风力发电工程作为清洁发展机制项目。该项目位于河口区新户乡，本期工程占地10平方公里，架设风力发电机塔33座，升压站一座，预计铺设道路50公里，架设110万千伏输电线35公里。该区域地貌主要是晒盐场、养虾池以及荒芜的芦苇地，地形平坦，无遮挡物，观测条件较好。测区内有东营市市国土局2005年施测C级GPS控制点, 据此山东华英地矿工程勘察有限公司布设两个一级控制点，和一个四等水准点。标志保存完好，精度满足要求，分别作为作为本测区平面控制测量的起算数据。，作为测区水准高程起算点。根据工程设计要求，工程采用1980西安坐标系，高程采用1956年黄海高程系。测区范围如图3.1。图3.1 测区范围图3.1.2 工程投入及作业依据3.1.2.1 工程投入本工程共投入南方GPS接收机4台，拓普康5800全站仪2台，南方S-86RTK5台（套），计算机5台，leica 数字水准仪一台，配GPCL2M条码玻璃纤维标尺2支，以及计算器，钢尺等小仪器。工程车2辆。人员配置为高级工程师1名，工程师3名，技术员若干。控制组1个，测图组5个，放样组2个，变形观测组1个。3.1.2.2 作业依据（1）水利水电工程测量规范(规划设计阶段) SL197-97（2）工程测量规范 GB 50026-2007（3）水电水利工程施工测量规范 DL/T5173-2003（4）全球定位系统(GPS)测量规范 GB/T 18314-2009（5）国家三、四等水准测量规范 GB1289891（6）数字水准仪检校及一、二等水准测量规程GB 12897-2009（7）建筑物变形测量规范 JTJ/T8-2007（8）1：5000、1：10000地形图图式 GB/T20257.2-2006（9）1：500、1：1000、1：2000地形图图式 GB/T20257.1-2007（10）测绘技术总结编写规定 CH 1001-91（11）1：500 1：1000 1：2000地形图要素分类与代码 GB 14804-93（12）国华（河口）二期工程1:1000地形图测量工作大纲山东华英地矿工程勘察有限公司。2011年8月。3.2 工作内容及工作完成情况主要工作内容包括四部分：GPS E级控制点的埋设和观测计算，用连续三角高程测量测控制点高程；1:1000地形图数字测图；风机中心桩施工放样；风机塔的变形观测以及成果整理及检查。经过4个月的实践工作，已经完成施工区前三部分工作，以及所有33座风机塔的第4次沉降观测。3.2.1控制测量3.2.1.1平面控制网布设本次平面控制网按国家E级GPS网要求进行施测，形成边连式构网。各级GPS网精度指标见下表3.1。表3.1 GPS网测量的精度指标级别BCDEa（mm）8101010b（mm/km）151020注：a固定误差（mm）；b比例误差系数。平面控制网布设沿线路布设，由技术负责人会同相关人员在线路平面图上进行控制网的方案设计、图上选布点位、编号，选点埋石人员按设计好的点位进行现场选点埋石工作，部分点位根据现场实际情况按布网设计原则灵活确定点位，并在图上修改标示。使用GPS观测的点位均便于安置仪器，周围视野开阔，对天通视良好，高度角15°以上无障碍物阻挡卫星信号；点位远离大功率无线电发射源，其距离大于200m，远离高压输电线，其距离大于50m，避免了电磁场对卫星信号的干扰；点位附近没有大面积水域，避免了多路径效应的影响；点位都布设于交通方便，基础稳定，易于保存，有利于导线联测的地方。平面控制点在标石上注记控制点编号，自F1开始至F12。平面控制点均采用混凝土预制标石，标石规格：截面为10cm×10cm，高60cm，中间镶嵌直径1.2cm钢筋，标石顶面有十字标记。埋设深度为50cm，标石顶面露出地面约10cm。在埋设标石时现场绘制草图，然后绘制成CAD形式的电子图，绘制点之记时严格按照点之记要求进行绘制。3.2.1.2 平面控制外业测量（1）作业方法平面控制网按E级GPS控制测量要求进行施测；作业前按规范要求进行相关仪器检校，经常对光学对中器进行检校，作业过程中保持接收机设备工作状态正常。在观测前，预报星历预报，按卫星星历预报表、GPS接收机数量及交通情况编制观测计划；按设计控制网网形进行观测。（2） 技术要求观测时GPS天线统一指北定向，GPS测量作业满足表2中的基本技术要求。表3.2 GPS测量作业的基本技术要求级别截止高度角有效卫星数时段长度观测时段数PDOP值采样间隔E级15º440分钟1.6815秒作业中，仪器对中误差小于1mm，每个时段观测前、后各量天线高1次，两次较差值小于2mm，取均值作为最后成果；观测时用电子手簿进行自动记录点号、天线高，同时认真填写GPS静态观测手簿。观测过程中不应在天线附近50m以内使用电台，10m以内不能使用对讲机；在1时段观测过程中不能出现以下操作：接收机关闭又重新启动，进行自测试，改变卫星仰角限，改变数据采样间隔，按动关闭文件和删除文件等功能键。迁站方式如图3.2。图3.2 GPS迁站示意图（3） 注意事项用专用钢尺量取接收机天线外边缘至桩面标志顶部距离（斜距）。量取斜距时，要分别在脚架空档互成120°的位置各量1次，且三次斜距差不超过2mm，取中数作为斜距。GPS接收机接收信息期间，在天线上方严禁有人为的障碍物出现。作业员不能远离接收机，要时刻注意接收机卫星信号接收情况，当发现接收机接收的卫星数目少于规定数目或接收机停机时，应详细记录其起、止时间（准确至1分钟），并立即通知其它接收机观测人员，以便采取措施，协调并统一观测时间。当天接收的数据应当天传输至计算机中，并以年积日作为子目录建立观测数据库。（4）平面控制网数据处理内业计算采用Trimble的TGO软件包进行解算，首先解算基线，保留合格的固定双差解(FIX)基线，对不合格基线剔除或重测。三维无约束平差和约束平差后，点位中误差不得大于5cm，边长相对中误差应小于1/60000。输出成果应有基线向量解算结果、平差后边长相对闭合差、控制点成果等。首先将原始观测文件均转换为RINEX文件，并对点号、天线量高方式、天线高复核后进行基线解算。基线解算采用广播星历和商用软件TGO进行基线解算。解算设置一般采用软件系统推荐的系统缺省值，均解算出整周未知数。GPS观测值按软件缺省设置加入对流层改正、电离层改正。对流层改正一般选用系统缺省的Hopfield模型；电离层改正用缺省双频改正模型。GPS基线解算指标符合下表3要求。表3.3 基线质量检验限差表检验项目限 差 要 求X坐标分量闭合差Y坐标分量闭合差Z坐标分量闭合差环线全长闭合差同步环独立环（附合路线）重复观测基线较差 相应等级基线规定的精度。（5）、平差计算1、无约束平差全部重复基线及异步环满足要求后，采用TGO软件进行整网平差计算。2、约束平差约束平差将F5坐标固定为（1000.00，1000.000）将无约束平差成果由WGS-84坐标系平移后得到独立坐标系坐标。3.2.1.3 高程控制测量高程控制网的观测按照国家四等水准测量技术要求施测。开工前，对所使用的全站仪的各项指标按ZB A 76002要求进行检验。观测时，保证每个测段均为偶数站。每个测段均进行往返测。往返测安排在不同的时间段进行。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射。对本次布设的GPS E级网控制点施测采用全站仪测距三角高程测量方法。高程控制网的埋石点采用平面控制点F1F12。三角高程每边对向观测。三角高程路线的边长不多于10条。垂直角用2全站仪中丝法2测回测定，垂直角互差、指标差互差不大于15。仪器高、觇标高各量2次，互差不大于2mm，取中数作为观测值。边长取用相应GPS网基线边长。对向观测高差互差不大于0.1S(