【摘要】本文分析了工程測(cè)量控制網(wǎng)的特點(diǎn)，并根據(jù)這些特點(diǎn)對(duì)控制網(wǎng)建設(shè)提出了一些建議。筆者對(duì)目前常用兩種控制網(wǎng)技術(shù)做了探析，說(shuō)明了目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的技術(shù)概況，以供參考。

【關(guān)鍵詞】工程測(cè)量;控制網(wǎng)技術(shù);特點(diǎn);導(dǎo)線測(cè)量

1 引言

工程測(cè)量在一個(gè)工程的施工建設(shè)中起著舉足輕重的作用，它不僅是整個(gè)工程建設(shè)的基礎(chǔ)，而且對(duì)工程的質(zhì)量還有著巨大的影響。工程測(cè)量學(xué)是一門(mén)擁有悠久歷史的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的高新技術(shù)都應(yīng)用到了工程測(cè)量中來(lái)。

然而，工程測(cè)量會(huì)受到地形地貌和測(cè)區(qū)周?chē)�環(huán)境的影響，因此需要有系統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)和不同的測(cè)量方法。測(cè)量方法概括有如下幾種：GPS控制測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量與GPS控制測(cè)量二者相結(jié)合的方法。系統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)就要通過(guò)工程建網(wǎng)的方法實(shí)現(xiàn)，本文從這個(gè)角度出發(fā)探討了建網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)和技術(shù)要求。

2 工程測(cè)量建網(wǎng)的特點(diǎn)和質(zhì)量要求

工程建網(wǎng)是現(xiàn)代工程測(cè)量中必須具備的技術(shù)手段之一，建網(wǎng)指的是控制網(wǎng)的建設(shè)。工程測(cè)量控制網(wǎng)一般可以包含精密工程控制網(wǎng)，施工控制網(wǎng)，工程測(cè)圖控制網(wǎng)，工程攝影基礎(chǔ)測(cè)量控制網(wǎng)，變形和位移監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)等部分。在工程中，占有主導(dǎo)地位的則是施工控制網(wǎng)的布設(shè)和施測(cè)。

工程測(cè)量控制網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：控制點(diǎn)便于經(jīng)常性的恢復(fù)因施工而被破壞的放樣點(diǎn)，且點(diǎn)位非常穩(wěn)定;控制網(wǎng)點(diǎn)位精度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是根據(jù)放樣點(diǎn)之間要求的相對(duì)點(diǎn)位精度來(lái)確定具體的位置;施工控制點(diǎn)的點(diǎn)位選擇前提是要同施工步驟、施工總圖以及施工方法配合完好;控制網(wǎng)樣點(diǎn)能夠作為變形監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)，這個(gè)可能性無(wú)論是在施工過(guò)程中還是在竣工后都要存在;控制網(wǎng)還要提供在工程完工之后的設(shè)備安裝、運(yùn)營(yíng)管理以及工程改造而不引起工程損壞的保證。

從對(duì)控制網(wǎng)特點(diǎn)的要求來(lái)看，全面保證工程控制網(wǎng)的質(zhì)量安全要求是必須要做到的。具體的工程施工不能僅僅要求一般的可靠性、精度、監(jiān)測(cè)網(wǎng)的靈敏度、費(fèi)用等，還要對(duì)滿足工程測(cè)量控制網(wǎng)的特定的條件提出特殊的要求。

3 導(dǎo)線測(cè)量

3.1 導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)設(shè)計(jì)中心選定的位置，在施工現(xiàn)場(chǎng)用插紅白旗的方式來(lái)標(biāo)定其大概位置，具體操作應(yīng)滿足以下要求[3]：

(1)為了方便實(shí)用，所選點(diǎn)位應(yīng)該距離大旗線路的位置較近。

(2)在出現(xiàn)地貌形態(tài)變化的位置應(yīng)設(shè)點(diǎn)，比如橋梁及隧道端口附近等位置。

(3)為保證測(cè)量點(diǎn)位的前后通視以及能夠更方便的便于地形測(cè)量，地勢(shì)較高、易于保存、視野開(kāi)闊的地方時(shí)最好的點(diǎn)位選擇。

(4)導(dǎo)線間距應(yīng)適中，從而避免因過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)而降低了精度，這個(gè)間距的最佳距離是400米左右。當(dāng)用全站儀時(shí)是一種特殊情況，這時(shí)候的導(dǎo)線間距可以增加到1000米。

3.2 導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)量

在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前，要保證測(cè)量?jī)x器已經(jīng)過(guò)校正，各種指標(biāo)都要符合規(guī)定的要求。

(1)邊長(zhǎng)測(cè)量。采用全站儀測(cè)量導(dǎo)線的邊長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)合理的布置，讀取儀器上的水平距離，并對(duì)觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行多次觀測(cè)，確定數(shù)據(jù)符合要求，取平均數(shù)。

(2)水平角觀測(cè)。用水平角觀測(cè)法從線路一端已知點(diǎn)開(kāi)始測(cè)到另一端已知點(diǎn)，全站儀這是的功能就是對(duì)右角的測(cè)定，導(dǎo)線等級(jí)的不同以及儀器的精度不同，則要求測(cè)量的次數(shù)也不盡相同。但是都會(huì)有一點(diǎn)，就是對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)取平均值。

3.3 導(dǎo)線聯(lián)測(cè)

這個(gè)過(guò)程需要用到平差軟件，設(shè)置好平差參數(shù)后將測(cè)量記錄和已知點(diǎn)坐標(biāo)輸入其中，運(yùn)行軟件進(jìn)行平差，所得結(jié)果應(yīng)和等級(jí)測(cè)量精度要求相對(duì)應(yīng)，如果結(jié)果不符合相應(yīng)的規(guī)范要求，則要重新觀測(cè)，直到達(dá)到精度要求。

對(duì)于一些線路較長(zhǎng)的校核，需要使用的措施就是利用國(guó)家控制點(diǎn)。檢核用的控制點(diǎn)同導(dǎo)線所用的起算點(diǎn)必須要出在同一高斯投影帶以內(nèi)，如相異，則需進(jìn)行換帶計(jì)算。

高斯平面上的坐標(biāo)包含著國(guó)家控制點(diǎn)的所有坐標(biāo)，因此，在進(jìn)行校核前，要將所要處理的坐標(biāo)換到高斯投影面上。其公式如下：

上式中，均為換算后的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)增量，單位是米，這兩個(gè)坐標(biāo)的參考系是橢球面。Hm為導(dǎo)線平均高程，單位是千米，R是地球平均曲率半徑，單位千米。運(yùn)用上述兩個(gè)公式，再橢球參考系換算至高斯投影面上可得下列公式：

上式中，同樣是改化后的物理量，其定義是高斯平面上橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的增量總和，單位是米，Ym定義為導(dǎo)線兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)的平均值，單位為千米。經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟的改進(jìn)后，其最終的測(cè)量同導(dǎo)線全場(chǎng)的誤差不能大于1/2000。

3.4 高程測(cè)量

(1)水準(zhǔn)測(cè)量。沿線路一般每隔2公里左右設(shè)立一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)遇到地形比較復(fù)雜的路段時(shí)，水準(zhǔn)點(diǎn)間距可適當(dāng)縮短。在進(jìn)行工程的測(cè)量時(shí)，采用DS3級(jí)以上的水準(zhǔn)儀是必須地要求，并且測(cè)量時(shí)盡量保持前后視距相當(dāng)，并且按兩組或多組單程的測(cè)量方法施測(cè)。這樣做的目的就是保證測(cè)量的最高精度。

(2)全站儀法，又稱三角高程法。這種方法可以在觀測(cè)導(dǎo)線水平角的過(guò)程中進(jìn)行，在對(duì)垂直角的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄時(shí)，儀器望遠(yuǎn)鏡十字中心必須要對(duì)準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)的中心點(diǎn)，即棱鏡的中心處。每次測(cè)量得到的指標(biāo)的誤差都不能超過(guò)所使用儀器的限定范圍。這個(gè)過(guò)程需要用到平差軟件，設(shè)置好平差參數(shù)后將測(cè)量記錄和已知點(diǎn)高程輸入其中，運(yùn)行軟件進(jìn)行平差，所得結(jié)果應(yīng)和等級(jí)測(cè)量精度要求相對(duì)應(yīng)，如果不符合相應(yīng)規(guī)范要求，則要重新觀測(cè)，直到達(dá)到精度要求的標(biāo)準(zhǔn)。

4 GPS測(cè)量

4.1 GPS測(cè)量特點(diǎn)[4]

(1)定位精度高。紅外儀標(biāo)稱精度是5mm+5ppm，而一般的雙頻GPS收受機(jī)的基線解算精度則為5mm+1ppm，由此可見(jiàn)，在一定范圍內(nèi)，紅外線的精度同GPS測(cè)量的精度相當(dāng)，隨著測(cè)量距離的增大，GPS的優(yōu)點(diǎn)更加突出。

(2)測(cè)點(diǎn)之間無(wú)需通視。這個(gè)特點(diǎn)也保證了更加靈活的選點(diǎn)和更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。雖然如此，但仍需保持測(cè)站上空的開(kāi)闊，保證信號(hào)不被干擾。

(3)觀測(cè)時(shí)間短，操作方便。對(duì)小于20公里的距離內(nèi)，5min的觀測(cè)即能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。GPS測(cè)量很高的自動(dòng)化程度也保證了簡(jiǎn)便的操作。

(4)全天候作業(yè)。只要衛(wèi)星信號(hào)能接收到，任何時(shí)間的作業(yè)都可持續(xù)進(jìn)行。

4.2 GPS測(cè)量控制網(wǎng)模式

(1)靜態(tài)定位模式[5]。這個(gè)模式需要兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)，對(duì)不同的控制點(diǎn)設(shè)置而后構(gòu)成基線，同步觀測(cè)四顆以上的同一時(shí)段的衛(wèi)星，每個(gè)時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間約為45~90分鐘，這樣就會(huì)獲得比較完整的載波相位的整周位知數(shù)，通過(guò)已經(jīng)測(cè)到的基線組成系列的閉合圖形，讓外業(yè)檢核更加方便，也獲得成果的可靠度得到大大提高。

(2)快速靜態(tài)模式。在待測(cè)區(qū)中首先選擇兩個(gè)基準(zhǔn)站，而后安置一臺(tái)接收機(jī)，并通過(guò)可見(jiàn)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)跟蹤�；鶞�(zhǔn)站的選擇應(yīng)遵循一個(gè)原則：地勢(shì)高，位置開(kāi)闊，上方無(wú)雜物遮攔，且基準(zhǔn)站周?chē)鸁o(wú)信號(hào)干擾源。另一臺(tái)接收機(jī)的作用是在各個(gè)未定點(diǎn)上設(shè)站。這樣設(shè)置的會(huì)出現(xiàn)一些去點(diǎn)，比如兩個(gè)接收機(jī)不能進(jìn)行閉合差檢驗(yàn)，不能形成閉合圖形，最終導(dǎo)致了模式的可靠性較差，對(duì)于觀測(cè)精度有特殊要求的橋梁、隧道等構(gòu)造物不適宜用此方法建設(shè)測(cè)量控制網(wǎng)。

5 結(jié)論

對(duì)工程測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)要考慮多方面的因素和影響，對(duì)控制網(wǎng)的選擇要特別注意對(duì)工程完成后以及后續(xù)施工有利的位置�？刂泣c(diǎn)的施測(cè)方法要現(xiàn)場(chǎng)的具體情況具體分析，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)選用適宜的策略，確保滿足精度和施工效率。

參考文獻(xiàn)

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[2] 葉達(dá)忠. 利用GPS建議水利工程測(cè)量控制網(wǎng)[J]. 廣西水利水電,2003,(6).

[3] 潘國(guó)盛. 工程控制網(wǎng)的投影變形分析與計(jì)算[J]. 大眾科技,2009,(6).

[4] 趙永華. GPS技術(shù)在工程測(cè)量中得應(yīng)用[J]. 煤炭科技,2004,(3).

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