軌道交通測量專題講座

1、Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座軌道交通Nanjing University of Technology返回目錄測量專題講座目錄：目錄：一、測量于設(shè)計中的應(yīng)用一、測量于設(shè)計中的應(yīng)用二、測量基礎(chǔ)知識二、測量基礎(chǔ)知識三、精密測量三、精密測量四、工程測量四、工程測量Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量于設(shè)計中的應(yīng)用測量作為工程設(shè)計施工的基礎(chǔ)一直貫穿著工程的始終，在工程設(shè)計施工階段測量可根據(jù)作業(yè)性質(zhì)分為：精密測量和工程測量兩種。精密測量是工程初期為滿足設(shè)計、施

2、工建立的控制網(wǎng)的測量工作。工程測量根據(jù)作業(yè)性質(zhì)可分為三個階段：l 勘測設(shè)計階段l 施工階段l 工程竣工后運營管理階段Nanjing University of Technology返回目錄測量于設(shè)計中的應(yīng)用 勘測設(shè)計階段需做的工作：各種比例尺地形圖的測繪、縱橫斷面圖及一定點位的各種樣本數(shù)據(jù)； 施工階段需做的工作：設(shè)計好的工程在經(jīng)過各項審批后，即可進(jìn)入施工階段。這就需要 將設(shè)計的工程位置標(biāo)定在現(xiàn)場，作為實際施工的依據(jù)。在施工過程中還需對工程進(jìn)行各種監(jiān)測，確保工程質(zhì)量； 工程竣工后運營管理階段需做的工作：需測繪工程竣工圖或進(jìn)行工程最終定位測量，作為工程驗收和移交的依據(jù)。測量專題知識講座測量專題知識

3、講座Nanjing University of Technology返回目錄測量于設(shè)計中的應(yīng)用測量專題知識講座測量專題知識講座線路工程測量在各個階段需要做的工作：u勘測設(shè)計階段：線路初測：根據(jù)計劃任務(wù)書確定的修改原測和線路 的基本走向，通過對幾條友比較價值的線路進(jìn)行實地勘測，從中確定最佳方案，為編制初步設(shè)計文件提供資料。測量的主要內(nèi)容：控制測量、高程測量、橫斷面測量和地形測量。線路定測：根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計文件和確定的最佳線路方向及有關(guān)構(gòu)造建筑物的布設(shè)方案將圖紙上初步設(shè)計的線路和構(gòu)筑物位置測設(shè)到實地，并根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，對不能按原設(shè)計之處作為局部線路調(diào)整，為施工圖提供資料；包括中線測量、高程測

4、量、縱橫斷面測量。Nanjing University of Technology返回目錄線路工程測量在各個階段需要做的工作：u施工設(shè)計階段：檢測設(shè)計階段所建立的平面、高程控制樁位；檢測基礎(chǔ)上進(jìn)行線路中線的恢復(fù)，另要進(jìn)行路基放樣、邊坡放養(yǎng)、建構(gòu)物的定位放樣等工作。u竣工驗收和運營管理階段：在控制測量和高程測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行中線位置和里程樁的標(biāo)定；測繪線路中心線縱斷面和路基橫斷面；大型構(gòu)筑物附近設(shè)置平面和高程點，供以后養(yǎng)護(hù)管理使用；運營過程中需對路面、構(gòu)筑物、護(hù)坡進(jìn)行沉降、位移監(jiān)測。測量于設(shè)計中的應(yīng)用測量專題知識講座測量專題知識講座Nanjing University of Technology返

5、回目錄測量基礎(chǔ)知識測量專題知識講座測量專題知識講座u地物：地面上天然或人工形成的物體，包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、橋梁等。u地貌：地表高低起伏的狀態(tài)，包括山地、丘陵和平原等。 地物和地貌的總稱為地形。測量的主要任務(wù)分為測定和測設(shè)。u測定：又稱地形測繪，使用測量儀器和工具，用一定的測繪程序和方法對地表或其上局部地區(qū)地形進(jìn)行量測，計算出地物和地貌的位置，按一定比例尺、規(guī)定的符號將其縮小并繪制成地形。u測設(shè)：使用測量儀器和工具，按照設(shè)計要求，采用一定的方法，將地形圖上設(shè)計出的建筑物和構(gòu)筑物的位置實地標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。一、地形：Nanjing University of Techn

6、ology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識二、坐標(biāo)系1、基準(zhǔn)線：重力的方向線（也就是鉛垂線）。2、水準(zhǔn)面：設(shè)想有一靜止的海水面像陸地延伸，通過大陸與島嶼形成一個包圍地球的封閉曲面。由于潮汐的影響海水有高有低，所以水準(zhǔn)面由無數(shù)個。其中與平均海水面相吻合的水準(zhǔn)面成為大地水準(zhǔn)面。3、大地水準(zhǔn)面：是一個假定面；假定無風(fēng)浪無潮汐，靜止的平均海水面延伸到陸地下面的封閉曲面。這個面是唯一的，是測量工作的基準(zhǔn)面。4、旋轉(zhuǎn)橢球體：由一橢圓繞其短半軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體，橢球的長半軸a、短半軸b、扁率a是決定旋轉(zhuǎn)橢球體的形狀和大小的元素。5、采用橢球體定位得到的坐標(biāo)系稱為國家大地坐標(biāo)系。我國大地坐

7、標(biāo)系的原點在陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。 Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識6、測量坐標(biāo)系： 6.1地理坐標(biāo)系 6.1.1大地地理坐標(biāo)系 Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座 以地球橢球面為基準(zhǔn)面，以通過地面點的地球橢球法線與赤道面的交角確定唯獨的球面坐標(biāo)稱為大地地理坐標(biāo)（簡稱大地坐標(biāo)）。 地面點的大地地理坐標(biāo)用大地精度L（0360）和大地緯度B（090）表示。 圖上表示的P點的大地精度是過P點的子午面與起始子午面的夾角L，P點的大地緯度是通過該點的法線

8、（與托球面相垂直的線）與赤道面的夾角B。 我國曾采用1954年北京坐標(biāo)系，并于1987年廢止，現(xiàn)以陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)某點為國家大地原點，由此建立新的統(tǒng)一坐標(biāo)系，稱為1980年國家大地坐標(biāo)系。（xian80） beijing54與xian80測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識 1954年北京坐標(biāo)系：建國初，采用前蘇聯(lián)建立的橢球（克拉索夫斯基橢球）建立； 1980年國家坐標(biāo)系：1975年，引用國際大地測量協(xié)會建立的橢球建立； 6.1.2 天文地理坐標(biāo)系 以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面

9、，以通過地面點位的鉛垂線與赤道平面的交角確定唯獨的球面坐標(biāo)系。 此處不做介紹。Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識6.2 平面直角坐標(biāo)系 XY（北）（東）YX（北）（東）0012341423測量上采用的平面直角坐標(biāo)系又叫高斯平面直角坐標(biāo)系是左手系。數(shù)學(xué)上采用的坐標(biāo)系又叫迪卡爾坐標(biāo)系，是右手系。Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座6.3 高斯平面直角坐標(biāo)系 我國現(xiàn)采用的是高斯-克呂格投影方法，它是由德國測量學(xué)家高斯于1825年至1830年首先提出來的

10、，1912年由德國測量學(xué)家克呂格推導(dǎo)出實用的坐標(biāo)投影公式以經(jīng)投影后的中央子午線和赤道這兩條相互正交的直線為坐標(biāo)軸而建立的平面直角坐標(biāo)系。高斯高斯-克呂格投影的條件：克呂格投影的條件： 1. 是正形投影 2. 中央子午線不變形測量基礎(chǔ)知識Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座高斯投影原理圖 將地球視為一個圓球，設(shè)想用一個橫圓柱體套在地球外面，并使橫圓柱體的軸心通過地球的中心，讓圓柱面與圓球面上的某一子午線（中央子午線）相切，然后按照一定的數(shù)學(xué)法則，將中央子午線東西兩側(cè)球面上的圖形投影到圓柱面上，再將圓柱面沿其母線剪開，展成平面。測

11、量基礎(chǔ)知識Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座高斯投影的性質(zhì)： 1. 投影后角度不變 2. 長度比與點位有關(guān)，與方向無關(guān) 3. 離中央子午線越遠(yuǎn)變形越大 為控制投影后的長度變形，采用分帶投影的方法。常用3度帶或6度帶劃分投影帶，城市或工程控制網(wǎng)坐標(biāo)可采用不按3度帶中央子午線的任意帶。測量基礎(chǔ)知識Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識33)3(61360000LnnLLnnL或為或為l 6帶是從0子午線起每隔經(jīng)差6，自西向東將征地地球分成60個投影帶；

12、l 3帶是在6帶的基礎(chǔ)上分成的，從東經(jīng)1.5子午線起，每隔經(jīng)差3將地球分成120個投影帶。Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識 中央子午線在平面上的投影是 x 軸，赤道的投影是 y 軸，其交點是坐標(biāo)原點。 x 坐標(biāo)是點至赤道的垂直距離； y 坐標(biāo)是點至中央子午線的垂直距離，有正負(fù)。 為了避免 y 坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，其名義坐標(biāo)加上 500 公里。為了區(qū)分不同投影帶中的點，在點的Y坐標(biāo)值上加帶號N 所以點的橫坐標(biāo)的名義值為 y = N1000000+500000+y 通常將未加500km和帶號的橫坐標(biāo)值叫作自然值；加上50

13、0km并冠以帶號的叫作通用值。Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識7 、測量高程系 7.1 絕對高程 地面上某點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，又稱海拔，用H表示（珠峰：8844.43m） 由于受海潮、風(fēng)浪等影響，海水面的高低時刻在變化，我國的高程是以青島驗潮站歷年紀(jì)錄的黃海平均海水面為基準(zhǔn)，應(yīng)在青島建立了國家水準(zhǔn)原點。 我國最初使用“1956年黃海高程系”，其青島國家水準(zhǔn)原點高程為72.289m，該高程系于1987年廢止，并啟用“1985年國家高程基準(zhǔn)”，原點高程為72.260mNanjing Uni

14、versity of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座 7.2 相對高程 地面上某點到任意水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點的假定高程或相對高程。 7.3 高差 兩點的高程之差稱為高差，用h表示。 如圖：A點的絕對高程為HA,相對高程為HA；B點的絕對高程為HB,相對高程為HB；高差hAB=HB-HA= HB- HA測量基礎(chǔ)知識Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識三、測量工作的基本原則 測量學(xué)的主要任務(wù)是測繪地形圖和施工放樣。u 測繪地形圖的過程是先進(jìn)行測區(qū)范圍內(nèi)的控制測量工作，然后采用碎部測量

15、方法（或全站儀野外數(shù)據(jù)采集方法），以控制點為基礎(chǔ)，測量出這些地物、地貌特征點的坐標(biāo)，再按一定的比例尺、規(guī)定的符號縮小展繪在圖紙上。u 要測繪地形圖，首先要在測區(qū)內(nèi)均勻布置一些點，并測量計算出它們的x、y、H坐標(biāo)，這就是所謂的控制點。測量與計算控制點坐標(biāo)的方法與過程就是控制測量。u 施工放樣原理和測繪地形圖是一樣的。Nanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識ABCDEABCDENanjing University of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座測量基礎(chǔ)知識四、地形圖的認(rèn)識 1、地形圖、平

16、面圖、地圖 地形圖：將地面上的地物、地貌沿鉛垂線方向正射投影到水平面上，并按一定的比例和規(guī)定的符號縮繪到圖紙上，既表示了地物的平面位置，又反映了地勢的高低起伏形態(tài)。 平面圖：只表示地物的平面位置而不反映地表起伏形態(tài)。 地圖：將地球上的自然、社會、經(jīng)濟(jì)等若干現(xiàn)象，按一定的數(shù)學(xué)法則并采用制圖的綜合原則繪制成的圖。 2、地形圖的比例尺 比例尺愈大，比例尺的精度就愈高，表示的地物和地貌就愈詳細(xì)、準(zhǔn)確，但測量工作量也愈大。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座一、GPS衛(wèi)星定位測量基礎(chǔ) 1、GPS:全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global

17、Positioning System），是20世紀(jì)70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實時、 全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。 2、GPS系統(tǒng)的組成：空間部分 、地面監(jiān)控 部分和 用戶接收設(shè)備部分 ； Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 1）空間部分空間部分GPS衛(wèi)星星

18、座衛(wèi)星星座 GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成，它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55。其中21顆工作衛(wèi)星，3 顆有源備份衛(wèi)星。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息。GPS的衛(wèi)星因為大氣摩擦等問題，隨著時間的推移，導(dǎo)航精度會逐漸降低。 2）地面監(jiān)控部分地面監(jiān)控部分 地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站、主控制站、地面天線站（3個）所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計算衛(wèi)星星歷、相對距離，大氣校正等數(shù)據(jù)。Nanjing University of Tech

19、nology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座精密測量 3）用戶接收設(shè)備部分用戶接收設(shè)備部分 用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。當(dāng)接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進(jìn)行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。 3、GPS定位原理 GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。Nanjing Uni

20、versity of Technology返回目錄測量專題知識講座測量專題知識講座精密測量 如圖所示，假設(shè)t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達(dá)接收機的時間t，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個方程式。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 4、GPS定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系 1）坐標(biāo)系統(tǒng)是由坐標(biāo)原點位置、坐標(biāo)軸的指向和尺度三個要素決定的。一般有三種定義方式：理論坐標(biāo)系、協(xié)定坐標(biāo)系、協(xié)議坐標(biāo)系。 2） GPS定位測量涉及兩類坐標(biāo)系，即天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系。天球坐標(biāo)系是一種慣性坐標(biāo)系，

21、其坐標(biāo)原點和各坐標(biāo)軸的指向在空間保持不動，可較方便地描述衛(wèi)星的運行位置和狀態(tài)。而地球坐標(biāo)系則是與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)，用于描述地面測站位置。 （1）地球坐標(biāo)系u 地方獨立坐標(biāo)系：在許多城市測量和工程測量中，若直接采用國家坐標(biāo)系，可能會因為遠(yuǎn)離中央子午線或測區(qū)平均高程較大，從而導(dǎo)致長度投影變形較大，難以滿足工程或?qū)嵱蒙系木纫?。所以常常會建立適合本地區(qū)或本工程的坐標(biāo)系統(tǒng)，這些坐標(biāo)系就成為地方獨立坐標(biāo)系或工程坐標(biāo)系。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 工程坐標(biāo)系和地方獨立坐標(biāo)系是建立在當(dāng)?shù)仄骄０胃叱堂嫔?，并且?dāng)?shù)販y

22、區(qū)中心子午線作為中央子午線進(jìn)行高斯投影計算求得平面坐標(biāo)系統(tǒng)。這些工程坐標(biāo)系隱含著一個與當(dāng)?shù)仄骄０胃叱滔鄬?yīng)的“參考橢球”，我們稱之為地方參考橢球。 地方參考橢球與國家參考橢球的關(guān)系是：中心一致、軸向一致、扁率相等、僅長半徑有一增量da。u 國家大地坐標(biāo)系與世界大地坐標(biāo)系： 1954年北京坐標(biāo)系：1954年我國決定采用的國家大地坐標(biāo)系，實質(zhì)上是由原蘇聯(lián)普爾科沃為原點的1942年坐標(biāo)系的延伸。 （詳細(xì)介紹） 建國初期，為了迅速開展我國的測繪事業(yè)，鑒于當(dāng)時的實際情況，將我國一等鎖與原蘇聯(lián)遠(yuǎn)東一等鎖相連接，然后以連接處呼瑪、吉拉寧、東寧基線網(wǎng)擴(kuò)大邊端點的原蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標(biāo)系的坐標(biāo)為起算數(shù)據(jù)

23、，Nanjing University of Technology返回目錄平差我國東北及東部區(qū)一等鎖，這樣傳算過來的坐標(biāo)系就定名為1954年北京坐標(biāo)系。因此，54系可歸結(jié)為：a屬參心大地坐標(biāo)系；b采用克拉索夫斯基橢球的兩個幾何參數(shù)；c. 大地原點在原蘇聯(lián)的普爾科沃； d采用多點定位法進(jìn)行橢球定位； e高程基準(zhǔn)為 1956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面； f高程異常以原蘇聯(lián) 1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)。按我國天文水準(zhǔn)路線推算而得 。 自54系建立以來，在該坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行了許多地區(qū)的局部平差，其成果得到了廣泛的應(yīng)用 。 另：1954年北京坐標(biāo)系（國內(nèi)）原點是位于河北省石家莊市柳辛莊

24、的一等天文點。精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 1980年西安坐標(biāo)系：為了彌補1954年北京坐標(biāo)系的不足，1978年1982年間我國在進(jìn)行國家天文大地網(wǎng)整體平差的同時，建立了1980年國家大地坐標(biāo)系。 （詳細(xì)介紹）1978年4月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會議，確定重新定位，建立我國新的坐標(biāo)系。 1980年國家大地坐標(biāo)系采用地球橢球基本參數(shù)為1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會推薦的數(shù)據(jù)。該坐標(biāo)系的大地原點設(shè)在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)洪流村，位于西安市西北方

25、向約60公里，故稱1980年西安坐標(biāo)系，又簡稱西安大地原點?；鶞?zhǔn)面采用青島大港驗潮站19521979年確定的黃海平均海水面（即1985國家高程基準(zhǔn)）。 根據(jù)橢球定位的基本原理，在建立西安80坐標(biāo)系時有以下先決條件： Nanjing University of Technology返回目錄a. 大地原點在我國中部； b. 西安80坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系，橢球短軸Z軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點JYD1968.0的軸方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺子午面；X軸在大地起始子午面內(nèi)與 Z軸垂直指向經(jīng)度 0方向；Y軸與 Z、X軸成右手坐標(biāo)系； c. 橢球參數(shù)采用IUG 1975年大會推薦的參數(shù)，因

26、而可得西安80橢球兩個最常用的幾何參數(shù)為： 長軸：63781405（m）； 扁率：1：298.257 橢球定位時按我國范圍內(nèi)高程異常值平方和最小為原則求解參數(shù)。 d. 多點定位； e. 大地高程以1956年青島驗潮站求出的黃海平均水面為基準(zhǔn)。精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 新1954年北京坐標(biāo)系：將1980年國家大地坐標(biāo)系下的全國天文大地網(wǎng)整體平差成果，以克拉索夫斯基橢球體面為參考面，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換整體換算至1954年北京坐標(biāo)系下而形成的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。精度與80西安系的精度一

27、樣。由此， 新54系可歸納為：a.采用了克拉索夫斯基橢球參數(shù)；b.采用了多點定位，參考頭球中心與原54系參心不相一致，但十分接近；c.定向明確，橢球短軸平行于由地球質(zhì)心指向我國地級原點方向，起始2大地子午面平行于我國定義的起始天文子午面；d.大地原點亦是西安原點，但和80系大地原點的大地起始數(shù)據(jù)不同；e.大地高程是以1956年青海驗潮站求出的黃海平均海水面為基準(zhǔn)；f.該系統(tǒng)提供的是1980年國家大地坐標(biāo)系整體平差轉(zhuǎn)換值，二者的坐標(biāo)精度完全一致。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 WGS-84世界大地坐標(biāo)系：美國國防部

28、1984年研制確定的大地坐標(biāo)系，國際唯一通用坐標(biāo)系。 坐標(biāo)原點為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH （國際時間）1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系。 GPS導(dǎo)航定位全面采用了WGS-84，由此可以獲得更高精度的WGS-84地心坐標(biāo)值，也可以通過轉(zhuǎn)換獲得較高精度的參心大地坐標(biāo)值。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座 3）坐標(biāo)系統(tǒng)的類型 這里只介紹按坐標(biāo)系的原點位置分類； （1）參心坐標(biāo)系：建立在參考橢球上，坐

29、標(biāo)原點位于參考橢球中心的坐標(biāo)系。（例如：北京54坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系、新北京54坐標(biāo)系） （2）地心坐標(biāo)系：建立在總地球橢球上，坐標(biāo)原點位于總地球橢球中心（地球質(zhì)心）。（例如：WGS-84坐標(biāo)系、2000坐標(biāo)系） （3）站心坐標(biāo)系：坐標(biāo)原點位于地面觀測站而建立的坐標(biāo)系稱為站心坐標(biāo)系。 Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座二、精密測量在軌道交通工程中的應(yīng)用城市軌道交通一般分期建設(shè)，屬線狀工程，且相鄰點相對精度要求高，現(xiàn)有城市控制點無論數(shù)量和精度上都難于滿足城市軌道交通建設(shè)的需要，必須獨立布設(shè)平面控制網(wǎng)。將城市軌道交通工

30、程地面控制網(wǎng)分為兩個等級布設(shè)，一等為衛(wèi)星定位控制網(wǎng)（簡稱GPS網(wǎng)），二等為精密導(dǎo)線網(wǎng)。1、地面平面控制網(wǎng)：GPS網(wǎng)點較少，起到整體骨架的作用，是后續(xù)測量的基礎(chǔ)；導(dǎo)線網(wǎng)則在GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上布設(shè)成附和導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線或多個節(jié)點的導(dǎo)線網(wǎng)，邊長較短，可直接為地面施工測量服務(wù)，對地下施工起到地下傳遞坐標(biāo)、方向的作用。由于城市軌道建設(shè)周期較長，工程建設(shè)期間平面控制點難免發(fā)生變化，因此需要在一定周期內(nèi)對地面平面控制網(wǎng)進(jìn)行檢測，評價原網(wǎng)穩(wěn)定狀況和可靠程度，確保地面平面控制網(wǎng)滿足工程建設(shè)需要。 Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座平面控制

31、網(wǎng)的測量步驟：l收集資料：根據(jù)擬建線路的設(shè)計資料，收集和了解沿線現(xiàn)有城市收集控制網(wǎng)、軌道交通控制網(wǎng)以及巖土工程條件等資料；l現(xiàn)場踏勘：在擬建線路附近普查現(xiàn)有手機平面控制點的保存情況與車站、車輛段以及沿線周圍建（構(gòu)）筑物情況和擬埋設(shè)控制點的位置條件情況等；l選點：根據(jù)城市軌道交通工程測量規(guī)范中控制網(wǎng)布設(shè)原則以及觀測條件選點。一般：GPS點平均邊長2km，且應(yīng)選在利于保存、施測方便和施工變形影響范圍以外的地方，點間有兩個以上方向通視；精密導(dǎo)線點平均邊長350m，點位宜選在施工變形影響范圍以外穩(wěn)定的地方，并應(yīng)避開地下構(gòu)筑物、地下管線等，樓頂上的導(dǎo)線點宜選在靠近并能俯視線路、車站、車輛段一側(cè)穩(wěn)固的建筑

32、上。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座l埋石：根據(jù)控制點的位置條件，選擇埋設(shè)不同類型的標(biāo)石。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座l控制網(wǎng)測量：制定觀測計劃、接收設(shè)備檢驗、接收機參數(shù)設(shè)置、外業(yè)觀測。l數(shù)據(jù)平差處理。2、地面高程控制網(wǎng) 城市軌道交通工程控制網(wǎng)為水準(zhǔn)網(wǎng)，應(yīng)分兩個等級布設(shè)：一等水準(zhǔn)網(wǎng)和二等水準(zhǔn)網(wǎng)，當(dāng)現(xiàn)有城市一、而等水準(zhǔn)點間距小于4km時，應(yīng)一次布設(shè)城市軌道交通工程二等水準(zhǔn)網(wǎng)。二等水準(zhǔn)點間距平均800m，聯(lián)測城市一、二等水準(zhǔn)點的總數(shù)不少

33、于3個，應(yīng)均勻布設(shè)。 高程控制網(wǎng)的布設(shè)原測與平面基本一致，這里不再贅述。 Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座點之計模板Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座三、精密測量在高速鐵路中的應(yīng)用u為了滿足高速鐵路平面 GPS控制測量三維約束平差的要求，在平面控制測量工作開展前，應(yīng)首先采用 GPS測量方法建立高速鐵路框架控制網(wǎng)（ CP0）。 u高速鐵路工程測量平面控制網(wǎng)應(yīng)在框架控制網(wǎng)（ CP0）基礎(chǔ)上分三級布設(shè)，第一級為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI），主要為勘

34、測、施工、運營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)；第二級為線路平面控制網(wǎng)（CPII），主要為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)；第三級為為軌道控制網(wǎng)(CPIII），主要為軌道鋪設(shè)和運營維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。 u高速鐵路工程測量高程控制網(wǎng)分二級布設(shè)，第一級線路水準(zhǔn)基點控制網(wǎng)，為高速鐵路工程勘測設(shè)計、施工提供高程基準(zhǔn)；第二級軌道控制網(wǎng)（ CPIII），為高速鐵路軌道施工、維護(hù)提供高程基準(zhǔn)。 Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座框架控制網(wǎng)(CP0)：采用衛(wèi)星定位測量方法建立的三維控制網(wǎng)，作為全線（段）的坐標(biāo)起算基準(zhǔn)。 基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)：在框架控制網(wǎng)(

35、CP0)的基礎(chǔ)上，沿線路走向布設(shè)，按 GPS靜態(tài)相對定位原理建立，為線路平面控制網(wǎng)(CPII)提供起閉的基準(zhǔn)。 線路平面控制網(wǎng)(CPII)：在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)上沿線路附近布設(shè)，為勘測、施工階段的線路平面測量和軌道控制網(wǎng)測量提供平面起閉的基準(zhǔn)。 軌道控制網(wǎng)(CPIII)：沿線路布設(shè)的平面、高程控制網(wǎng)，平面起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)或線路平面控制網(wǎng)(CPII)、高程起閉于線路水準(zhǔn)基點，一般在線下工程施工完成后進(jìn)行施測，為軌道鋪設(shè)和運營維護(hù)的基準(zhǔn)。 定義性內(nèi)容Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座加密基標(biāo)：在軌道控

36、制網(wǎng)(CPIII)基礎(chǔ)上加密的軌道控制點，為軌道鋪設(shè)所建立的基準(zhǔn)點，一般沿線路中線布設(shè)。 維護(hù)基標(biāo)：在軌道控制網(wǎng)(CPIII)基礎(chǔ)上測設(shè)，為無砟軌道養(yǎng)護(hù)維修時所需的永久性基準(zhǔn)點，應(yīng)根據(jù)運營養(yǎng)護(hù)維修方法確定其設(shè)置位置。 以上是對高鐵平面控制網(wǎng)各種控制網(wǎng)的簡單介紹下面詳細(xì)介紹下基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPI和線路平面控制網(wǎng)CPIINanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座l CPI主要為勘測、施工、運營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)，采用GPS B級（無碴）/ GPS C級（有碴）網(wǎng)精度要求施測; CPI控制網(wǎng)一般在初測階段施測，當(dāng)初測階段比較反感多，

37、線路還不穩(wěn)定時，可先按初測精度要求建立初測平面控制網(wǎng)。初測穩(wěn)定后，在定測前需完成CPI控制網(wǎng)測量。為了便于勘測階段CPI控制點的選點布網(wǎng)，把CPI控制點的布設(shè)范圍定位距線路中心501000m范圍內(nèi)。在線路勘測設(shè)計起點、終點或與其他線路平面網(wǎng)銜接地段，與相銜接線路的2個或2對以上的CPI控制點相重合，是為了求得兩條線路的平面坐標(biāo)系的關(guān)系(例如晉寧線與首期工程1號線）。CPI按4000m間隔布設(shè)一對通視點，通視點點間距控制在800米左右。為兼顧GPS網(wǎng)形，在實地條件允許時，CPI可在線路中心線兩側(cè)錯開布點。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識

38、講座測量專題知識講座l CPII主要為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)，采用GPS C級（無碴）/ GPS D級（有碴）級網(wǎng)精度要求施測或采用四等導(dǎo)線精度要求施測；CPII是線路定測放線和線下工程施工測量的基礎(chǔ)，一般在線路方案穩(wěn)定后的定測階段施測，并利用其進(jìn)行定測放線，使定測放線和線下工程施工測量都能以CPII控制網(wǎng)為基準(zhǔn)。為了確定線路與其他線路平面控制網(wǎng)的銜接關(guān)系，規(guī)定在線路起、終點及不同單位測量銜接地段，聯(lián)測2個以上CPII控制點。通過CPI測量時聯(lián)測的2個點和CPII測量聯(lián)測的2個以上CPII控制點求出兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，便于接頭處的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。CPII點在線路設(shè)計中線兩側(cè)50m至200m范圍，

39、按600m-800m間隔布設(shè)一個點，且相互通視，困難地段至少有一個通視點。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座lCPI、CPII的選點要求CPI、CPII控制點首先在設(shè)計圖紙上設(shè)計，設(shè)計時考慮點的位置，高程面應(yīng)盡量在線路平均高程面上。外業(yè)選點時依據(jù)點位設(shè)計，選在地質(zhì)情況穩(wěn)定、地基堅實，且地下水位較低，利于GPS觀測，不易被施工等因素破壞，能長期保存的穩(wěn)定區(qū)域。點位必須選擇在四周開闊的區(qū)域，在地面高度角15度內(nèi)不應(yīng)有成片的障礙物。點位選取時必須與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門協(xié)調(diào)，保證點位不被破壞。點位應(yīng)選擇在交通方便，且利于安全作業(yè)的地

40、方。點位附近不應(yīng)有大面積水域或其它強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體（如金屬廣告牌等）。點位須遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不宜小于200m，并遠(yuǎn)離高壓輸電線其距離不宜小于50m。Nanjing University of Technology返回目錄精密測量測量專題知識講座測量專題知識講座lCPI、CPII的埋石要求標(biāo)石坑以選點所確定的位置為中心挖掘，標(biāo)石坑大小以方便作業(yè)為準(zhǔn)，其深度要求：CPI不小于1.4m，CPII不小于1m。埋石時必須先在標(biāo)石坑底部鋪設(shè)貧混凝土，回填時標(biāo)石四周分別采用貧混凝土和素土回填，并夯實。在保護(hù)措施上采用加保護(hù)井和加保護(hù)蓋。Nanjing Un

41、iversity of Technology返回目錄工程測量測量專題知識講座測量專題知識講座一、工程測量的分類：1.建筑工程測量2.水下地形測繪3.電力工程測量：選定線測量、樁位間測量及斷面測量、桿塔定位測量、桿塔基坑放樣、拉線放樣4.道路工程測量：道路的初測、定測；圓曲線、緩和曲線、綜合曲線、復(fù)曲線、豎曲線的測設(shè)；道路施工測量、管道測量5.橋梁工程測量：橋梁施工控制網(wǎng)、橋梁墩、臺定位測量，墩臺縱、橫軸線的測設(shè)，橋梁施工測量6.地下工程測量：地下工程控制網(wǎng)、豎井聯(lián)系測量、隧道施工測量7.工程建筑物變形觀測：垂直位移觀測、水平位移觀測、裂縫觀測、傾斜觀測8.精密工程測量9.地質(zhì)勘探工程測量Nanjing University of Technology返回目錄工程測量測量專題知識講座測量專題知識講座u 道路工程測量時貫穿道路施工過程中的一項重要工作，包括道路勘測設(shè)計測量、施工測量（曲線放樣測量、中線測量、橫縱斷面測量）、管線工程測量。初測初步測量，包括導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量和地形測量。定測包括定線測量、中線測量、橫縱斷面測量。定線測量：將批準(zhǔn)了的初步設(shè)計的中線移設(shè)于實地上的測量工作，也稱