《施工控制测量 》PPT课件.ppt

第七章 施工控制测量,第一节 施工控制网概述施工控制网是专门为工程建设施工而建立的，是工程施工放样的基础，其有别于勘测设计阶段所布设的测图控制网，一般而言，测图控制网不能代替专用施工控制网。,一、布设施工控制网的必要性,测图控制网和施工控制网的比较：点位分布：测图控制网点位均匀，施工控制网根据工程的要求疏密有别且针对性强。精度：测图网的精度与测图比例尺有关系，施工控制网则根据工程的性质和具体要求来决定，一般工程控制网精度高。点位的安全性：测图控制网的点位损失率高，而施工控制网保管的要好一些。,二、施工控制网的特点,（一）控制网点位置应考虑到施工放样的方便控制范围小，密度大，精度要求高 面积一般在1Km2内，主轴线要求2cm，4Km以内的隧道相对开挖横向误差 5cm；,（二）施工控制网精度较高且具有较强的方向性和非均匀性 桥梁长度 隧道贯通,（三）采用施工坐标系坐标轴与建筑主轴线重合或平行的坐标系。尽量使这些轴线包括在控制网内，使其成为控制网中的一条边。建筑物独立高程系统 0.000,（四）投影面选择大地控制和测图控制一般选择参考椭球面、高斯投影面，有长度变形产生。而施工控制网则选择施工区的平均高程面，以作为数据处理的基准面。,三、施工控制网的布设原则,施工控制网一般分两级布设一级主要为了放样建筑物的主轴线二级主要为了放样建筑物的细部（水利工程的首级网称为基本网，二级网称为定线网）根据规模的大小施工控制网的网形也不相同。,四、平面施工控制网布设形式,A B,C DA B E F,五、高程控制网,六、选点埋石、点之记,第二节水平角测量,特点：水平方向值的归算 地面水平方向-椭球面 椭球面-高斯平面方向,第三节导线测量,特点：距离归算 施工投影面 参考椭球面 高斯投影面,距离归算,第四节导线平差计算,略,第五节GPS测量,GPS定位测量特点：无需通视精度高速度快自动化全天侯,1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星。从此之后，世界各国争相利用人造卫星为军事、经济和科学文化等服务，大地测量学也取得了惊人的发展，迅速跨入了一个崭新的时代。,全球定位系统的产生、发展及前景,因为GPS定位技术，与美国的国防现代化发展密切相关，所以为了保障美国的利益与安全，限制非经美国特许的用户利用GPS定位的精度，该系统除在设计方面采取了许多保密性措施外，还自1989年11月开始试验。,并于1991年7月正式实施所谓选择可用性(Selective Availability)政策，简称SA政策，即人为地施加误差以降低GPS卫星的星历精度和卫星钟频率精度，以限制广大民间用户利用GPS进行实时(或快速)和较高精度的定位。,1.3 美国政府的GPS政策,AS政策是美国国防部为防止敌对方对GPS卫星信号进行电子欺骗和电子干扰而采取的一种措施。,其他卫星导航定位系统的概况,全球导航卫星系统GLONASS(Global Navigation Satellite System)是前苏联研制的。GLONASS卫星星座如图1.2所示，共有24颗工作卫星(包含3颗备用卫星)，均匀分布在三个轨道面上，轨道面的倾角为64.8，运行周期为11小时15分；卫星信号采用了两种载波，其频率分别为1.6GHz和1.2GHz。该系统已于1995年全部完成，投入运行。目前该系统导航的精度，平面位置约为100m，速度为15cm/s，时间为1s。,全球导航卫星系统GLONASS,欧洲空间局(European Space Agency-ESA)也正在发展一种以民用为主的卫星定位系统,伽利略卫星导航定位系统,中国北斗卫星导航定位系统,一、GPS网选点的原则1.便于保存2.便于使用3.避免干扰（距源信号400m，220kv高压电50m）4.点位适宜、便于发展（距放样的中线50300m）,二、GPS点的埋设,不同等级的GPS点位有不同的要求，可参考相关的规范。点位埋设后应绘制“GPS点之记”,三、外业观测工作,1.作业的指标2.天线的安置（高度量测）3.观测作业（过程）4.观测成果的记录,GPS网的精度和密度设计,根据国家测绘局2001年颁布实施的全球定位系统（GPS）测量规范，GPS网按其精度可分成了AA、A、B、C、D、E六级。,各级GPS网相邻点间基线长度精度用下式表示：,四、GPS外业观测成果的计算和检查,1、观测时段：测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。2、同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。3、同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称同步环，如图所示，当N大于2时，即可构成不同边数的同步环。,独立基线：由N台GPS接收机同步观测可得到基线边条数：,其中相互独立的边为：DJ=N-1。这DJ条边间相互不能构成任何检核条件，称为独立基线。在J条基线边中，DJ条独立基线的选择有一定的任意性，参加同步观测的接收机的数量越多，选择的方式也越多。,1.基线解算及其检查 固定解的可靠性 单位权中误差（Rms）模糊度检验倍率（Ratio）,理论上，同步环中各GPS边的坐标差分量之和应等于0，但由于各GPS接收机间不严格同步，以及模型误差和处理软件的内在缺陷，该量不等于0（称为同步环闭合差），其值应小于下列规定：,网中相邻点间的距离中误差（mm）,同步环中的边数,2.同步闭合环检核,重复基线：同一条GPS边若观测了多个时段，可得到多个基线结果，这种边称为重复基线。B级以下各级GPS网要求，同一条边任意两个时段的边长差应满足：,异步图形闭合条件和重复基线坐标闭合条件是衡量精度、检验粗差和系统差的重要指标！,3.重复观测边的检核,独立观测环（异步环）：由非同步观测获得的独立基线向量构成的闭合环，简称独立环或异步环。为了确保GPS成果的精度与可靠性，有效发现粗差，GPS网中的独立基线必须构成构成一些独立环或附合路线，从而形成一些几何检核条件，如构成三角形网、多边形网或附合路线网。不同时段独立基线连在一起即构成GPS网。对于各级GPS网独立环或附合路线的边数应符合表中的规定。,4.异步闭合环检核,独立环或附合路线的坐标闭合差（环中或路线中各GPS边的坐标差分量之和与理论值之差）根据规范规定应满足：（2009规范),5.GPS测量的外部检查,形式：在实际的GPS作业中，一般并不是单独采用上面所介绍的某一种观测作业模式，而是根据具体情况，有选择地灵活采用这几种方式作业，这样一种种观测作业方式就是所谓的混连式。特点：混连式观测作业方式是我们实际作业中最常用的作业方式，它实际上是点连式、边连式和网连式的一个结合体。,混连式,n个点、设站m次、N台接收机,观测的时段数C,一个时段中用N 台接收机来进行同步观测时可组成非独立的基线向量,GPS 网中共有非独立的基线向量数,每个时段中可测定的独立基线向量,GPS 网中独立基线向量的总数,GPS 网的必要基线向量数,网中实际测定的独立基线向量数,网中的多余基线向量数,C=nm/N,N(N-1)/2,J 总=CN(N-1)/2,N-1,J 独=C(N-1),J 必=n-1,C(N-1),J 多=J 独-J 必=C(N-1)-(n-1),五、GPS网平差处理,在WGS-84下进行无约束平差，主要是内部检验；在地方坐标系下进行约束平差，实现坐标转换。平差前要弄清楚以下参数：（1）椭球体；（2）中央子午线；（3）坐标加常数；（4）投影面、高程异常值；（5）起算点坐标。,六、GPS控制网技术总结,（1）测区情况；（2）任务来源；（3）单位、时间、依据；（4）仪器情况；（5）选点情况；（6）观测方法；（7）数据分析；（8）起算数据、坐标系；（9）GPS平差方法、软件；（10）工作量、定额；（11）各种附表，图；（12）需要说明的其他问题。,第六节高程施工控制测量,工测中的水准点一般用BM表示，测量的方法一般几何水准或者是电磁波测距三角高程测量。其他的工作程序和步骤同以前所学的高程控制测量的要求是一致的。,第七节施工控制测量成果的验收,一、选点埋石的检查与验收二、控制测量成果的检查与验收1.验收前需要提供的资料2.验收的内容与方式,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,