港口灣水庫(kù)變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)計(jì)與精度分析

1、目 錄第一章 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展11.1 傳感器和光纖傳感技術(shù)11.2 激光技術(shù)31.3 GPS技術(shù)4第二章 控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)52.1 工程概況52.2 工作內(nèi)容52.3 平面控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)62.3.1 布設(shè)原則62.3.2 布設(shè)方案62.3.3 坐標(biāo)系的確立72.3.4 平面網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)72.4 高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)82.4.1 高程網(wǎng)的布設(shè)82.4.2 精度估算8第三章 控制網(wǎng)的施測(cè)103.1 控制點(diǎn)選取與埋設(shè)103.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集103.2.1 角度測(cè)量103.2.2 邊長(zhǎng)測(cè)量103.2.3 水準(zhǔn)測(cè)量11第四章 數(shù)據(jù)分析與平差計(jì)算124.1 數(shù)據(jù)分析124.1.1 角的圖形條件檢驗(yàn)124.1

2、.2 邊長(zhǎng)的檢驗(yàn)124.1.3 高程測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)124.2 平差計(jì)算134.2.1 平面網(wǎng)的計(jì)算134.2.2 水準(zhǔn)網(wǎng)平差15第五章 結(jié)論16參考文獻(xiàn)17附圖18第一章 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展【摘要】：在山區(qū)水庫(kù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)觀測(cè)，由于受地形條件的限制，常規(guī)大地測(cè)量法仍然是目前變形監(jiān)測(cè)的主要方法。本文詳細(xì)介紹了港口灣水庫(kù)大壩變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)測(cè)和數(shù)據(jù)處理的全過程。經(jīng)按預(yù)定方案實(shí)施，其精度達(dá)到了預(yù)期的效果，為下一步大壩的變形觀測(cè)提供了可靠的依據(jù)。【關(guān)鍵詞】：港口灣水庫(kù)，變形監(jiān)測(cè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，精度分析隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種重大的工程建設(shè)正在不斷地涌現(xiàn)。例如，數(shù)百米壩高的特大型水電工程、特大

3、跨距的斜拉橋、懸索橋、地鐵工程、安全監(jiān)測(cè)、核電站、大型工業(yè)和民用建筑群體等，正逐步構(gòu)成我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的體系。大型工程建筑物的運(yùn)行安全，滑坡和高邊坡的穩(wěn)定以及一些對(duì)環(huán)境和人民生命財(cái)產(chǎn)有嚴(yán)重傷害隱患的工程，它們的安全及災(zāi)病的防治在國(guó)內(nèi)外都受到極大重視。在水電建設(shè)事業(yè)中，主要水工建筑物的安危，不僅影響工程效益的發(fā)揮，而且直接威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)，一旦失事，將產(chǎn)生無法估量的損失和影響。我國(guó)的大壩變形監(jiān)測(cè)始于20世紀(jì)50年代初，到80年代末實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，90年代后大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)飛速發(fā)展，許多老壩完成了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的更新改造，新建大壩具有功能更全的高水平監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其發(fā)展過程見表1.1.1，目前

4、大壩變形監(jiān)測(cè)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行變量的數(shù)據(jù)采集、傳輸，數(shù)據(jù)管理，在線分析，綜合成圖，成果預(yù)警的計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)化，并向一體化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。1.1 傳感器和光纖傳感技術(shù)近十幾年來，隨著我國(guó)大型水壩的增多，對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不斷提出新任務(wù)、新課題和新要求，同時(shí)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新科技的發(fā)展與應(yīng)用，有力地促進(jìn)了大壩觀測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化發(fā)展。測(cè)量自動(dòng)化的初級(jí)實(shí)現(xiàn)是近十幾年發(fā)展起來的傳感器，推動(dòng)了連續(xù)觀測(cè)方法的興起。它根據(jù)自動(dòng)控制原理，把被觀測(cè)的幾何量（長(zhǎng)度、角度）轉(zhuǎn)換成電量，再與一些必要的測(cè)量電路、附件裝置相配合，即組成自動(dòng)測(cè)量裝置。所以傳感器是自動(dòng)化觀測(cè)必不可缺的重要部件

5、。從外部觀測(cè)的靜力水準(zhǔn)、正倒錘、激光準(zhǔn)直到內(nèi)部觀測(cè)的滲壓計(jì)、沉降計(jì)、測(cè)斜儀、土體應(yīng)變計(jì)、土壓計(jì)，其自動(dòng)化遙測(cè)都建立在傳感器的基礎(chǔ)上。由于用途不同，傳感器的形式和精度也不相同。它可以分為機(jī)械式、光敏式、磁式、電式傳感器（又分為電壓式、電容式、電感式），目前運(yùn)用最多的是電式和磁式傳感器。例如：廣西大化大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用的變形遙測(cè)儀器均為差動(dòng)電容感應(yīng)式，精度在0.10.2 mm，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在高濕度環(huán)境下長(zhǎng)期可靠地工作；新豐江大壩變形監(jiān)測(cè)設(shè)備采用地震研究所研制的EMD-S型遙測(cè)垂線儀、EMD-T型引張線遙測(cè)儀，是用磁場(chǎng)差動(dòng)法測(cè)量位移的2-D傳感器，它獨(dú)到的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使儀器具有良好的線性度、極小的

6、橫向位移影響，且抗磁、防雷、耐潮，有極好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。光纖傳感技術(shù)，光導(dǎo)纖維是以不同折射率的石英玻璃包層及石英玻璃細(xì)芯組合而成的一種新型纖維。它使光線的傳播以全反射的形式進(jìn)行，能將光和圖像曲折傳遞到所需要的任意空間。它是近20年才發(fā)展起來的一種光傳輸?shù)奶厥獠牧?，主要用于郵電通信、醫(yī)療衛(wèi)生、國(guó)防建設(shè)等方面。而光纖傳感技術(shù)是以激光作載波，光導(dǎo)纖維作傳輸路徑來感應(yīng)、傳輸各種信息。80年代中后期國(guó)外開始了應(yīng)用于測(cè)量領(lǐng)域的理論研究，在美國(guó)、德國(guó)、加拿大、奧地利、日本等國(guó)已應(yīng)用于裂縫、應(yīng)力、應(yīng)變、振動(dòng)等觀測(cè)上。凡是電子儀器能測(cè)量的物理量，它幾乎都能測(cè)量，如位移、壓力、流量、液面、溫度等。其靈敏度對(duì)

7、位移達(dá)10-3 cm，對(duì)溫度達(dá)0.01 。國(guó)內(nèi)從1990年開始在應(yīng)用理論研究上有了較快發(fā)展，針對(duì)大壩監(jiān)測(cè)研究的幾種光纖傳感系統(tǒng)已獲得專利權(quán)。其具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）傳感和數(shù)據(jù)通道集為一體、便于組成遙測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線分布式監(jiān)測(cè)；（2）測(cè)量對(duì)象廣泛，適于各種物理量的觀測(cè)；（3）體積小、質(zhì)量輕、非電連接、無機(jī)械活動(dòng)件，不影響埋設(shè)點(diǎn)物性；（4）通信容量大，速度快，靈敏度高，可遠(yuǎn)距測(cè)量；（5）耐水性、電絕緣好，耐腐蝕，抗電磁干擾；（6）頻帶寬，有利于超高速測(cè)量；（7）自動(dòng)化程度高，儀器利用率高，性能價(jià)格比優(yōu)。所以適用于壩體的溫度、裂縫、應(yīng)力變、水平、垂直位移的測(cè)量，監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部位的壩體形變。尤其可以替代高雷

8、區(qū)、強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)或潮濕地帶的電子儀器。同時(shí)注意，此方法不適合瀝青混凝土裂縫的測(cè)試，由于瀝青混凝土以流變和蠕變?yōu)橹?，難以出現(xiàn)脆性斷裂開縫，且它與裸光纖之間摩擦系數(shù)小，光衰減變化與瀝青混凝土變形不同步，要選擇利用。隨著工程應(yīng)用和不斷改進(jìn)，光纖傳感技術(shù)在大壩監(jiān)測(cè)以至其它土木工程中將推廣應(yīng)用。表1.1.1發(fā)展階段(20世紀(jì))數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)方式數(shù)據(jù)處理及成圖方式?jīng)Q策分析5060年代光學(xué)、機(jī)械儀器采集數(shù)據(jù)；手工記錄方式手算及簡(jiǎn)單編程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；手繪圖形以專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)判斷7080年代光電機(jī)械化，激光類儀器開始使用；小型計(jì)算器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)由程序處理限量的數(shù)據(jù)及成圖人機(jī)結(jié)合90年代傳感器、電子、激光類設(shè)備、3S的應(yīng)

9、用；數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)一步優(yōu)化，GIS數(shù)字化成圖發(fā)展到3-D圖像由人機(jī)結(jié)合向大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)發(fā)展1.2 激光技術(shù)近年來，激光技術(shù)作為一種簡(jiǎn)便、高效的測(cè)量方式成功地用于大壩壩體和廊道。它提高了探測(cè)的靈敏度范圍，減少了作業(yè)條件限制，克服了一定的外界干擾。激光用于水準(zhǔn)儀，減少了讀數(shù)和照準(zhǔn)誤差，提高了精度。試驗(yàn)表明，當(dāng)視線長(zhǎng)度為50 m時(shí)，測(cè)站高差中誤差為0.02 mm。而真空管道波帶板激光準(zhǔn)直可進(jìn)行3-D測(cè)量，能在惡劣環(huán)境下進(jìn)行，相對(duì)精度達(dá)10-7左右。已在太平哨、豐滿、葛洲壩等電站使用，并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化觀測(cè)。它滿足了大壩變形監(jiān)測(cè)的及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確的要求,同時(shí)也有自身的局限性,即激光設(shè)備要求

10、用于直線型、可通視環(huán)境,一般安裝在直線壩的壩面或水平廊道,而對(duì)于拱壩、曲線壩則無能為力,所以實(shí)現(xiàn)激光轉(zhuǎn)角將極大地拓展其使用范圍。1.3 GPS技術(shù)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域,尤其對(duì)測(cè)量界產(chǎn)生了深刻影響。隨著研究和改善GPS定位的工作模式和數(shù)據(jù)處理方法,并開發(fā)的相應(yīng)軟件已日趨成熟，隔河巖大壩首次在國(guó)內(nèi)將GPS應(yīng)用于大壩變形監(jiān)測(cè)上。值得一提的是，在1998年8月大壩蓄水至150年一遇的洪水水位期間，GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一直安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)，監(jiān)測(cè)精度高，1 h GPS觀測(cè)資料解算的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位水平精度優(yōu)于1 mm，垂直精度優(yōu)于1.5 mm，6 h GPS觀測(cè)資料解算水平精度

11、優(yōu)于0.5 mm，垂直精度優(yōu)于1 mm。數(shù)據(jù)處理分析及時(shí)，反應(yīng)時(shí)間小于15 min，能夠快速反映大壩在超高蓄水下的3-D變形，不僅確保了大壩的安全，也成功地實(shí)現(xiàn)了洪水錯(cuò)峰，為防洪減災(zāi)起到重大作用。實(shí)踐證明，由于具有“全天候、實(shí)時(shí)、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)”等優(yōu)點(diǎn)，GPS可用于大壩的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)位移監(jiān)測(cè)、振動(dòng)頻率測(cè)試和安全運(yùn)營(yíng)報(bào)警系統(tǒng)。為了繼續(xù)提高精度、擴(kuò)大量程，不僅要求硬件的改進(jìn)更新，還需要軟件設(shè)計(jì)中解算功能進(jìn)一步優(yōu)化，這是專業(yè)技術(shù)人員發(fā)揮潛力之地。第二章 控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)2.1 工程概況港口灣水庫(kù)是以防洪為主，結(jié)合發(fā)電、灌溉等綜合利用的大（2）型水利水電樞紐工程。水庫(kù)大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高68米，壩

12、頂高程146米，壩長(zhǎng)252米。2000年10月大壩施工基本完工，為滿足大壩變形監(jiān)測(cè)的需要，建立港口灣水庫(kù)大壩變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)。由于受地形條件的限制，基點(diǎn)大部分在山坡上，山上樹林茂密，不利于GPS信號(hào)的接收。因此，只能采用常規(guī)邊角網(wǎng)布設(shè)變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)。2.2 工作內(nèi)容建立大壩變形監(jiān)測(cè)平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng),滿足水平位移和豎向位移觀測(cè)的需要。主要包括控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制網(wǎng)的施測(cè)、數(shù)據(jù)處理。變形監(jiān)測(cè)平面控制網(wǎng)分布在大壩及下游兩側(cè)，主網(wǎng)設(shè)計(jì)由7點(diǎn)組成，最小邊長(zhǎng)267米，最大邊長(zhǎng)428米，平均邊長(zhǎng)355米。另外，需對(duì)五條大壩外部變形觀測(cè)視準(zhǔn)線上的工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn)（約20點(diǎn)）進(jìn)行聯(lián)測(cè)。所有控制點(diǎn)均直接埋設(shè)在基巖

13、上，且每點(diǎn)均建立觀測(cè)墩和強(qiáng)制對(duì)中裝置，在觀測(cè)墩的下（側(cè)）面嵌有不銹鋼標(biāo)志，供高程測(cè)量使用。高程控制網(wǎng)設(shè)計(jì)在大壩下游約1.6公里處右岸埋設(shè)一組（3個(gè)）水準(zhǔn)基點(diǎn)，并對(duì)豎向位移的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行接測(cè)。所有水準(zhǔn)點(diǎn)均埋設(shè)在基巖完整、穩(wěn)定的位置。2.3 平面控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)2.3.1 布設(shè)原則（1）點(diǎn)位應(yīng)布設(shè)在不易破壞的穩(wěn)定地區(qū)。（2）與大壩變形觀測(cè)建立必要的聯(lián)系。（3）組成的網(wǎng)形要有足夠的圖形強(qiáng)度。（4）方案應(yīng)便于實(shí)施。2.3.2 布設(shè)方案根據(jù)變形點(diǎn)的數(shù)量、性質(zhì)和位置環(huán)境狀況，確定控制網(wǎng)的層次和布設(shè)方案。由于變形觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量較多，并且相對(duì)比較集中（主要集中在大壩兩頭）、地形情況比較復(fù)雜，難以全部在基本控制網(wǎng)上進(jìn)行。

14、根據(jù)變形精度要求，計(jì)劃分兩個(gè)層次進(jìn)行設(shè)計(jì)。港口灣水庫(kù)面板堆石壩變形點(diǎn)精度要求：即：控制網(wǎng)的精度級(jí)差T選為1.7，確定分為兩個(gè)等級(jí)： 基本網(wǎng)按二等精度： 加密網(wǎng)按三等精度： 變形點(diǎn): 根據(jù)控制網(wǎng)的層次，我們計(jì)劃采用常規(guī)的測(cè)量手段布設(shè)二等邊角網(wǎng)和三等邊角網(wǎng)（控制網(wǎng)圖見附圖）。2.3.3 坐標(biāo)系的確立采用大壩獨(dú)立坐標(biāo)系，以此直觀反映壩體的水平位移。由于施工坐標(biāo)系也采用大壩獨(dú)立坐標(biāo)系，即以大壩軸線為X軸，以與大壩垂直向下游為Y軸，所以監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)與施工控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)，以施工控制網(wǎng)控制點(diǎn)為起算數(shù)據(jù)。2.3.4 平面網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)顧及本單位現(xiàn)有的儀器設(shè)備和實(shí)際操作的可行性，我們對(duì)比四套設(shè)計(jì)方案，決定對(duì)于基本網(wǎng)采用

15、測(cè)角精度1”與測(cè)邊精度2mm+2ppm的邊角網(wǎng)（三條短邊不測(cè)距）。對(duì)于加密網(wǎng)，以視準(zhǔn)線為單元將兩端各點(diǎn)同時(shí)插入基本網(wǎng)中，使視準(zhǔn)線兩端間組成圖形，進(jìn)行測(cè)邊，組成邊角網(wǎng)平差。按三等三角精度施測(cè)，即測(cè)角精度為1.8”,測(cè)邊精度仍以2mm+2ppm。精度估算和可靠性計(jì)算結(jié)果如下表2.3.4.1：表2.3.4.1項(xiàng) 目 名 稱二等三等最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差(mm)1.32.2最大點(diǎn)間中誤差(mm)1.42.5最弱兩點(diǎn)相對(duì)橫向中誤差(mm)0.81.9最大邊長(zhǎng)相對(duì)誤差1/1/多余觀測(cè)分量ri最小值0.310.32內(nèi)可靠性指標(biāo)R i最大值7.47.3外可靠性指標(biāo)R i 最大值5.76.1 滿足水利水電測(cè)量規(guī)范要求

16、。2.4 高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)2.4.1 高程網(wǎng)的布設(shè)根據(jù)港口灣水庫(kù)工程主壩外部變形觀測(cè)技術(shù)要求之規(guī)定，水準(zhǔn)網(wǎng)布置在主壩至下游2號(hào)橋約1.6公里的范圍之內(nèi)，在2號(hào)橋附近西津河右岸布設(shè)一組三個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)組成一個(gè)閉合環(huán)。在河兩岸上下施工公路交叉處各布設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)工作點(diǎn)，在每條視準(zhǔn)線兩端的左、右岸各設(shè)一個(gè)與平面工作基點(diǎn)重合的水準(zhǔn)起測(cè)基點(diǎn)(AL1-AL10)。將上述各點(diǎn)以及壩體表面豎向位移的26個(gè)(LT4-LT29)測(cè)點(diǎn)共同組成精密高程控制網(wǎng)，同時(shí)聯(lián)測(cè)施工控制網(wǎng)的兩個(gè)高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)，選擇一個(gè)作為本水準(zhǔn)網(wǎng)的起算點(diǎn)，另一點(diǎn)作校核。由于在岸坡及壩坡上觀測(cè)時(shí)帶來的誤差影響很大，組網(wǎng)時(shí)充分考慮該因素所造成的影響，盡量減少

17、該方向水準(zhǔn)點(diǎn)的連接，經(jīng)過多種組合比較，選擇如附圖所示的五個(gè)閉合環(huán)組成高程控制網(wǎng)。水準(zhǔn)網(wǎng)路線長(zhǎng)度約7km，全部水準(zhǔn)點(diǎn)均選設(shè)在較完整的基巖上，以保證它們能代表壩區(qū)基巖的變形。2.4.2 精度估算根據(jù)技術(shù)要求，水準(zhǔn)網(wǎng)中擬設(shè)高程最大誤差允許3mm，而距水準(zhǔn)基點(diǎn)最遠(yuǎn)處的測(cè)點(diǎn)AL4約1.8公里，兩點(diǎn)間根據(jù)地形起伏估算出兩點(diǎn)所需要站數(shù)。見下表2.4.2.1：表2.4.2.1高差距離站數(shù)總站數(shù)101100226647460301616014那么最弱點(diǎn)AL4的權(quán)為1/66，權(quán)倒數(shù)，測(cè)站高差中誤差按下式計(jì)算:- 擬設(shè)高程控制網(wǎng)的測(cè)點(diǎn)高差中誤差； - 測(cè)量對(duì)象F的容許誤差； - 測(cè)量對(duì)象的權(quán)倒數(shù)；，因此選定精密工程

18、高程控制網(wǎng)的三級(jí)作為精度指標(biāo)，各項(xiàng)觀測(cè)按照國(guó)家一二水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的二等水準(zhǔn)要求進(jìn)行觀測(cè)。第三章 控制網(wǎng)的施測(cè)3.1 控制點(diǎn)選取與埋設(shè)根據(jù)水利樞扭總平面圖進(jìn)行布網(wǎng)設(shè)計(jì)，點(diǎn)位必須在施工期間不受到破壞，并且有利于永久保存和使用，確保點(diǎn)位的穩(wěn)定性。觀測(cè)墩的埋設(shè)，觀測(cè)墩的尺寸按港口灣水庫(kù)工程主壩外部變形觀測(cè)技術(shù)要求執(zhí)行，當(dāng)基礎(chǔ)巖堅(jiān)穩(wěn)無風(fēng)化時(shí)，可不必深挖，但必須開挖出一近似平臺(tái)，基盤厚度不得小于0.3m，基盤如全露出地面無回填土?xí)r，基礎(chǔ)應(yīng)打孔4個(gè)埋入鋼筋進(jìn)行錨固，觀測(cè)墩分基礎(chǔ)、墩身和標(biāo)盤埋設(shè)三個(gè)階段由混凝土澆灌。觀測(cè)墩頂裝有不銹鋼標(biāo)強(qiáng)制對(duì)中裝置且澆灌時(shí)由水準(zhǔn)器進(jìn)行置平校正。觀測(cè)墩下部裝有水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志。3.2

19、外業(yè)數(shù)據(jù)采集3.2.1 角度測(cè)量基本網(wǎng)采用T3經(jīng)緯儀施測(cè)，儀器標(biāo)稱精度為1 。水平角觀測(cè)按國(guó)家三角測(cè)量規(guī)范中二等三角全組合法執(zhí)行。加密網(wǎng)采用SET2110全站儀施測(cè)，儀器測(cè)角標(biāo)稱精度為2 。3.2.2 邊長(zhǎng)測(cè)量(1)邊長(zhǎng)測(cè)量采用SET2110全站儀施測(cè)，儀器的標(biāo)稱精度為2mm+2ppm?？刂凭W(wǎng)共測(cè)邊26條。 (2)邊長(zhǎng)成果的處理 各測(cè)距邊長(zhǎng)都進(jìn)行加乘常數(shù)改正、氣象改正、傾斜改正 ，并將邊長(zhǎng)投影到140米高程面上改正。(3) 提高測(cè)距精度的措施由于本網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)僅355米，對(duì)于標(biāo)稱精度為2mm+2ppm的測(cè)距儀器來說，測(cè)邊誤差主要來自加常數(shù)的測(cè)定。 我們利用視準(zhǔn)線上的觀測(cè)墩，對(duì)加常數(shù)作了精確的測(cè)

20、定。由于測(cè)定的環(huán)境、操作都于網(wǎng)的實(shí)際施測(cè)相當(dāng)，數(shù)據(jù)更可靠。3.2.3 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測(cè)采用WILD N3水準(zhǔn)儀施測(cè)，標(biāo)稱精度為0.5mm。觀測(cè)要求按國(guó)家一二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的二等水準(zhǔn)要求進(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)大壩的施工及地形條件將所有水準(zhǔn)點(diǎn)及變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成7個(gè)環(huán)進(jìn)行觀測(cè)。第四章 數(shù)據(jù)分析與平差計(jì)算4.1 數(shù)據(jù)分析4.1.1 角的圖形條件檢驗(yàn) 二等網(wǎng)中共觀測(cè)獨(dú)立三角形16 個(gè)，最大閉合差為2.48，三角形閉合差69%小于1/2限差，角度中誤差為0.77。 三等網(wǎng)中共觀測(cè)獨(dú)立三角形21個(gè)，最大閉合差為4.4，三角形閉合差90%小于1/2限差，角度中誤差為1.4。對(duì)二等網(wǎng)和三等網(wǎng)進(jìn)行極條件檢驗(yàn)，閉合差均小

21、于限差。4.1.2 邊長(zhǎng)的檢驗(yàn)邊長(zhǎng)往返較差最大為2.2mm，利用邊長(zhǎng)往返差不符值計(jì)算中誤差為0.9mm 。4.1.3 高程測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)測(cè)段往返不符值負(fù)值數(shù)段占45%，正值數(shù)占55%,小于1/3限差的占75%，1/3至1/2限差的占20%，其余占5%。環(huán)線往返測(cè)不符值小于1/3限差的占86%，其余占14%。每公里偶然中誤差=0.34mm，每公里全中誤差=0.57mm，每測(cè)站高差中誤差=0.06mm。4.2 平差計(jì)算4.2.1 平面網(wǎng)的計(jì)算4.2.1.1 二等網(wǎng)平差平差前先進(jìn)行聯(lián)接網(wǎng)平差，算出K1、K2兩坐標(biāo)值（大壩體坐標(biāo)系）再以K1點(diǎn)為起始坐標(biāo)，K1、K2方向作起始方向進(jìn)行經(jīng)典網(wǎng)平差，將平差結(jié)果

22、作為未知點(diǎn)近似坐標(biāo)值，再平差一次，因此計(jì)算結(jié)果中的坐標(biāo)改正值均為0，然后進(jìn)行自由網(wǎng)（秩虧網(wǎng)）平差和擬穩(wěn)平差，由于近似坐標(biāo)值都是以經(jīng)典網(wǎng)平差后的成果所有的坐標(biāo)改正數(shù)都為0，自由網(wǎng)擬穩(wěn)網(wǎng)完全相等，精度評(píng)定時(shí)三種平差均列出以供以后觀測(cè)參考，我們認(rèn)為采用擬穩(wěn)平差精度估算較好，此外成果中還列出三種平差的 Qxx陣及擬穩(wěn)平差的QM陣。平差后的各項(xiàng)精度見各項(xiàng)主要精度統(tǒng)計(jì)表4.2.1.1.1角度中誤差設(shè)計(jì)中誤差最大點(diǎn)位誤差mm設(shè)計(jì)最大點(diǎn)位誤差mm測(cè)邊精度設(shè)計(jì)測(cè)邊精度最弱邊相對(duì)中誤差設(shè)計(jì)最弱邊相對(duì)中誤差0.6410.861.31.3mm+1.3ppm2mm+2ppm1:1:4.2.1.2 三等網(wǎng)平差全部三等點(diǎn)在

23、一個(gè)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行經(jīng)典平差，其精度指標(biāo)見下表4.2.1.2.1 平差后角度中誤差設(shè)計(jì)測(cè)角中誤差最弱點(diǎn)點(diǎn)位誤差mm設(shè)計(jì)最弱點(diǎn)點(diǎn)位誤差mm最弱邊相對(duì)中誤差設(shè)計(jì)最弱邊相對(duì)中誤差1.171.81.422.21:1:二、三等平面網(wǎng)精度統(tǒng)計(jì)如下表4.2.1.2.2-表4.2.1.2.4表4.2.1.2.2* 角度觀測(cè)精度統(tǒng)計(jì) *等級(jí)測(cè) 站 平 差角度中誤差最大三角形閉合差角 度中誤差平 差 后方向(角度)中 誤 差設(shè)計(jì)規(guī)定角 度中 誤 差最大平均( )( )( )( )( )( )20.630.362.480.770.46(0.65)1.0030.790.424.401.400.83(1.17)1.80(與施工

24、網(wǎng)聯(lián)測(cè)四邊形)40.74-3.201.10 (1.56)2.5表4.2.1.2.3 * 邊長(zhǎng)觀測(cè)精度統(tǒng)計(jì): *等級(jí)正反方向觀測(cè)平差后最大中誤差最大改正值中誤差最大邊長(zhǎng)相對(duì)誤差22.00.92.001.3+1.3ppm1:最弱邊 (K2-K4)32.20.92.31.3+1.3ppm1:最弱邊(AS10-k5) 表4.2.1.2.4* 最大點(diǎn)位誤差與點(diǎn)間誤差統(tǒng)計(jì) *等級(jí)點(diǎn)號(hào)相對(duì)位置Mx(mm)My(mm)Ms(mm)長(zhǎng)半軸(mm)短半軸(mm)長(zhǎng)軸方向角(D.mmss)2K7K11.0061.1171.5031.1570.96062.2007K7自由網(wǎng)重心0.4900.3920.6280.584

25、0.229143.4704K7擬穩(wěn)網(wǎng)重心0.6310.5860.8610.7260.463140.0507K6K7(擬穩(wěn)網(wǎng))0.7420.613151.0342K6K10.8590.7811.1610.8680.771161.2720K6自由網(wǎng)重心0.3380.3650.4980.4120.279129.0246K6擬穩(wěn)網(wǎng)重心0.4940.4680.6800.5760.361138.31483AS6K5 K6 K31.0980.8991.4201.1070.89912.1050AS3AS41.7031.3131.08597.47294.2.2 水準(zhǔn)網(wǎng)平差 先從XGK7高程推算至最近點(diǎn)BM1(1

26、站)再推至LG3，作為起始高程，先平差一次，算出BM1平差前，平差后差值，改正LG3高程再平差一次，算出BM1高程與XGK7推算的相一致，再用測(cè)邊時(shí)以XGK7、GK6兩點(diǎn)推算的近擬高度相對(duì)比，一般僅差1-3mm，以此作為最終值，以此高程值作近似值再進(jìn)行自由網(wǎng)（秩虧網(wǎng)）擬穩(wěn)網(wǎng)平差三者高程完全一致。僅計(jì)算末位差個(gè)別為0.01mm以擬穩(wěn)平差作為終值。在平差自由網(wǎng)與擬穩(wěn)網(wǎng)時(shí)考慮LG3至K6線路內(nèi)L4水準(zhǔn)點(diǎn)比較穩(wěn)定應(yīng)作擬穩(wěn)點(diǎn)來考慮，因此在平差時(shí)將L4改作結(jié)點(diǎn)將LG3至K6線路分為L(zhǎng)G3至L4，L4至K6兩條線路，以LG3、K1、L4、L5四點(diǎn)為擬穩(wěn)點(diǎn)進(jìn)行擬穩(wěn)平差，平差求出的每站中誤差為0.09mm，每公里中誤差為0.52mm，最弱點(diǎn)中誤差相對(duì)于基點(diǎn)為0.41mm，相對(duì)于擬穩(wěn)重心0.31mm。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)規(guī)定的精度。第五章 結(jié)論常規(guī)大地測(cè)量仍然是目前精密控制網(wǎng)的主要手段。港口灣水