cA水利水電工程質(zhì)量檢測人員從業(yè)資格培訓(xùn)課件

1、水利水電工程質(zhì)量檢測人員從業(yè)資格培訓(xùn)（量測類測量）二OO七年十二月 北京1第二章 控制測量第一節(jié) 控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 第七節(jié) 施工過程中控制網(wǎng)的復(fù)測、擴(kuò)建與加密 2第一節(jié) 控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用一、水利工程控制測量的特點(diǎn) 水利工程建設(shè)的三個階段勘測設(shè)計階段施工階段運(yùn)營管理階段 勘測設(shè)計又可分為規(guī)劃設(shè)計、初步設(shè)計和施工設(shè)計 3水利工程施工控制測量特點(diǎn)：1/6施工控制測量相對于測圖控制而言，控制范圍相對

2、較小，布點(diǎn)較密，精度要求較高。2/6點(diǎn)位的布設(shè)主要根據(jù)放樣的聯(lián)測方便，并能達(dá)到放樣的精度要求，布點(diǎn)不一定均勻，主要布設(shè)在放樣的工作區(qū)附近。3/6相對點(diǎn)位精度是最主要的精度指標(biāo)，而不是絕對點(diǎn)位精度。另外，施工控制網(wǎng)的精度具有針對性的非均勻性，其二級網(wǎng)的精度不一定比首級控制控制網(wǎng)的相對精度低。 第一節(jié) 控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用4水利工程施工控制測量特點(diǎn)：4/6施工控制網(wǎng)常根據(jù)施工程序的先后、施工區(qū)的不同、施工放樣的精度要求不同，而分期或分層建立。5/6控制點(diǎn)使用周期長，使用頻率高，易受施工影響，因此保護(hù)和維護(hù)的要求較高。 6/6控制網(wǎng)邊長的投影面高程應(yīng)以主要建筑物所在的高程面(如大壩

3、頂面或發(fā)電廠房高程)確定，以保證關(guān)鍵建筑物的施工放樣精度。 第一節(jié) 控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用5二、控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用水利工程測量檢測的內(nèi)容：對施工單位加密控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核測量建筑物的重要點(diǎn)線進(jìn)行復(fù)核測量水利工程的重要點(diǎn)線（主要的）： 建筑物的定位軸線、標(biāo)高、水平樁、主體建筑物基礎(chǔ)塊和預(yù)埋件的立模點(diǎn)、大型金屬結(jié)構(gòu)安裝定位點(diǎn)、管網(wǎng)配線定位點(diǎn)等。第一節(jié) 控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用6控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用：1控制測量是各項(xiàng)測量工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。 在水利工程測量中，控制點(diǎn)能提供滿足施工定位精度并便于放樣的依據(jù)，利用控制點(diǎn)進(jìn)行水工建筑物的放樣，

4、保證建筑物的準(zhǔn)確位置，并保證各建筑物的整體聯(lián)結(jié)。2為檢查水利工程建筑物的竣工精度，提供基點(diǎn)和基線，以及測繪竣工圖的基礎(chǔ)控制。提供施工過程中監(jiān)測建筑物變形或位移、設(shè)備安裝以及營運(yùn)管理的控制點(diǎn)和參考基準(zhǔn)。3控制測量具有控制全局的作用，限制誤差的傳遞和累積。 任何測量都會由于儀器、人為因素、天氣狀況等諸多因素產(chǎn)生測量誤差，控制測量可以使工程的待測點(diǎn)或放樣點(diǎn)附近有控制點(diǎn)，無需通過遠(yuǎn)距離引測而產(chǎn)生誤差的積累。第一節(jié) 控制測量在水利工程測量檢測工作中的作用7第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 一、測量坐標(biāo)系(一) 大地坐標(biāo)系以參考橢球體表面為基準(zhǔn)面，以其法線為基準(zhǔn)線建立起來的坐標(biāo)系稱為大地坐標(biāo)系，地面上的一點(diǎn)可

5、用大地經(jīng)度(L)、大地緯度(B)及大地高(H)來表示，它是利用地面上實(shí)測數(shù)據(jù)推算出來的。地形圖上的經(jīng)緯度一般是用大地坐標(biāo)來表示。在水利工程測量中，一般不使用大地坐標(biāo)系，原因是工程的范圍相對較小，利用經(jīng)緯度換算距離不方便，也沒有直角坐標(biāo)系能更直觀表示點(diǎn)的位置。(二) 平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系是由兩條相互垂直的直線構(gòu)成，南北方向的線為坐標(biāo)的縱軸，即X軸，東西方向的線為坐標(biāo)的橫軸，即Y軸。測量上采用的平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上定義的坐標(biāo)系不同，其象限順序是：從坐標(biāo)軸的東北象限開始，以順時針方向依次為、象限，與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系的象限順序相反。8(三) 我國的國家坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系 參考橢球-克拉索夫

6、斯基橢球。長半徑a = 6378245m，扁率為= 1：298.3。1980年國家大地坐標(biāo)系（1980西安坐標(biāo)系） 參考橢球- 1975年國際第三推薦值。長半徑a=6378140m，扁率為=1：298.257。 大地原點(diǎn)定在西安附近(陜西省陘陽縣永樂鎮(zhèn)) 。 第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 9 邊長投影改正 根據(jù)我國有關(guān)測量規(guī)范的要求，國家大地測量控制網(wǎng)依高斯投影方法按6帶或3帶進(jìn)行分帶計算，并把觀測成果歸算到參考橢球體面上。這樣的規(guī)定，不但符合高斯投影的分帶原則和計算方法，而且也便于大地測量成果的統(tǒng)一、使用和互算。(1)把水平距離歸算到參考橢球面上的測距邊長度式中：D1-歸算到參考橢球面上的測

7、距邊長度，m； hm-測區(qū)大地水準(zhǔn)面高出參考橢球面的高差，m。 Hm-測距邊高出大地水準(zhǔn)面的平均高程 ，m。第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 10(2)把參考橢球面上的測距邊長度歸算到高斯面上式中：y-測距邊兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)之差，m； ym -測距邊兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)的平均值，m； Rm -參考橢球面上測距邊中點(diǎn)的平均曲率半徑，m。 測距邊距中央子午線越遠(yuǎn)，長度的投影變形越大。11(四)工程測量坐標(biāo)系 施工控制網(wǎng)必須滿足施工放樣的準(zhǔn)確性，要求由控制點(diǎn)坐標(biāo)直接反算的邊長與實(shí)地量測的邊長，在長度上應(yīng)該相等，也就是說邊長經(jīng)過投影改正而帶來的長度變形，不應(yīng)大于相應(yīng)工程所要求的精度。 選擇水利工程的平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系主

8、要考慮因素，是觀測邊長的投影改正的變形值的大小。 第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 12 獨(dú)立坐標(biāo)系 以一個國家的坐標(biāo)為控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，以該點(diǎn)至另外的一個國家點(diǎn)的方位為己知的起始方位，建立坐標(biāo)系統(tǒng)。 邊長不進(jìn)行高斯投影改正，僅歸算到某一高程面上。高程面一般以工程的主要建筑物所在的高程來確定。為了與國家的坐標(biāo)系進(jìn)行區(qū)別，稱為獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。 水利工程的施工控制網(wǎng)通常采用此種方法建立坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系一般與國家三角點(diǎn)進(jìn)行了掛靠，建立了聯(lián)系。第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 13二、高程系統(tǒng) 為了布設(shè)全國統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，首先必須建立一個統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面，以使所有的水準(zhǔn)測量測定的高程都以這個面為零起算點(diǎn)，來推

9、算地面點(diǎn)的高程。11956年黃海高程系 以青島驗(yàn)潮站19501956年連續(xù)驗(yàn)潮的結(jié)果求得的平均海水面作為全國統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面，以此基準(zhǔn)面所建立的高程系統(tǒng)，即為1956年黃海高程系。 為了穩(wěn)固地表示基準(zhǔn)面的位置，在山東省青島市建立了一個與該平均海水相聯(lián)系的水準(zhǔn)點(diǎn)，該水準(zhǔn)點(diǎn)叫作國家水準(zhǔn)原點(diǎn)。21985國家高程基準(zhǔn) 1987年5月經(jīng)國務(wù)院同意，啟用1985年國家高程基準(zhǔn)，其起算點(diǎn)仍為1956年所用的青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，1985年的新高程值比1956年的舊高程值小0.0289米。 1985年國家高程基準(zhǔn)與1956年黃海高程系比較，驗(yàn)潮站和水準(zhǔn)原點(diǎn)未變，只是更加精確。 第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 14三、平

10、面控制網(wǎng)布設(shè)原則 1分級布網(wǎng)、逐級控制。 2要有足夠的精度和密度。 3要有統(tǒng)一的規(guī)格。四、高程控制網(wǎng)布設(shè)原則 1分級布網(wǎng)、逐級控制。 2高程控制網(wǎng)的點(diǎn)位要求穩(wěn)定 。 3有條件時高程控制點(diǎn)盡量與平面控制網(wǎng)點(diǎn)共標(biāo) 。第二節(jié) 測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則 15第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計一、控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計的概念 控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，是在限定精度、可靠性和費(fèi)用等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下，尋求網(wǎng)的最佳極值（精度高、可靠性強(qiáng)、靈敏度高 ）。1 、 控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計問題的分類零類設(shè)計問題（基準(zhǔn)選擇問題）類設(shè)計問題（結(jié)構(gòu)圖形設(shè)計問題）類設(shè)計問題（觀測權(quán)分配問題）類設(shè)計問題（網(wǎng)的改造或加密方案設(shè)計問題）162. 控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)

11、量標(biāo)準(zhǔn)變形監(jiān)測控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般有四類指標(biāo)：精度描述誤差分布離散程度的一種度量；可靠性發(fā)現(xiàn)和抵抗模型誤差能力大小的一種度量；靈敏度控制網(wǎng)在使用中發(fā)現(xiàn)某一變形能力大小的一種度量；經(jīng)濟(jì)建網(wǎng)費(fèi)用。 控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的理想目標(biāo)是，用合理的建網(wǎng)費(fèi)用，建成精度高、可靠性強(qiáng)、靈敏度高的控制網(wǎng)。17二、控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的方法1）解析設(shè)計法 通過建立優(yōu)化設(shè)計的數(shù)據(jù)模型，包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，選擇一種合適的尋優(yōu)算法求出問題的最優(yōu)解。優(yōu)點(diǎn)：理論比較嚴(yán)密，最終結(jié)果嚴(yán)格最優(yōu)，使用計算時間較少。缺點(diǎn)：數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，難以建立，最終結(jié)果有可能是理想化的。 2）機(jī)助設(shè)計法 機(jī)助設(shè)計法是充分利用計算機(jī)的計算能力和判斷能力

12、，同時結(jié)合已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，通過對一個根據(jù)已有知識和經(jīng)驗(yàn)擬定的初始設(shè)計方案，進(jìn)行分析，計算并求出質(zhì)量指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上對方案進(jìn)行反復(fù)修改，直到形成一個符合設(shè)計要求的方案。優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)計結(jié)果合理、具有可行性、計算模型相對簡單、便于操作與使用的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：有時計算機(jī)時間較長、結(jié)果可能是一種近似最優(yōu)解。第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計 18三、GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(一)GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計原則1GPS網(wǎng)中不存在自由基線。2GPS網(wǎng)中的閉合條件中基線數(shù)不可過多。網(wǎng)中各點(diǎn)最好有3條或更多的基線分支，以保證檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性，使網(wǎng)的精度、可靠性均勻。3GPS網(wǎng)至少與地面網(wǎng)有2個重合點(diǎn)，以便GPS網(wǎng)的

13、成果較好地轉(zhuǎn)換至地面網(wǎng)中。4GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)選擇在交通便利、視野開闊的地方。第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計 19(二)GPS網(wǎng)的精度設(shè)計1GPS網(wǎng)的精度要求GPS網(wǎng)的精度要求，通常是用網(wǎng)中點(diǎn)之間的距離誤差來表示：第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計 對于水利工程的控制網(wǎng)而言，相對國家GPS網(wǎng)，邊長相對較短，因此，僅有點(diǎn)之間的距離相對精度還不能足以評價網(wǎng)的精度，還需要以網(wǎng)中各點(diǎn)的點(diǎn)位精度，或網(wǎng)的平均點(diǎn)位精度等指標(biāo)反映GPS網(wǎng)的精度情況。 ：網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離中誤差(mm)；a：固定誤差(mm)；b：比例誤差(ppm)；D：相鄰點(diǎn)間的距離(km)。202GPS網(wǎng)的精度設(shè)計（1）首先根據(jù)布網(wǎng)的目的，在圖上

14、進(jìn)行選點(diǎn)，然后進(jìn)行實(shí) 地踏勘選定，以保證滿足本次任務(wù)的測量要求和觀測條件，并在圖上獲取點(diǎn)位的概略坐標(biāo)。（2）根據(jù)準(zhǔn)備投入的GPS接收機(jī)的臺數(shù)m，依據(jù)上述的GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的一般原則，選取(m-1)條獨(dú)立基線設(shè)計網(wǎng)的觀測圖形，并選擇網(wǎng)中可能追加施測的基線。（3）根據(jù)控制測量的精度要求，依據(jù)精度設(shè)計模型，計算GPS網(wǎng)可達(dá)到的精度值。（4）逐步增減網(wǎng)中的獨(dú)立觀測基線，直至達(dá)到網(wǎng)的精度指標(biāo)，并獲得最終網(wǎng)形和觀測方案。第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計 213提高GPS網(wǎng)精度的措施（1）進(jìn)行控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，增加必要的多余觀測；（2）采用高精度的GPS接收機(jī)和性能好的GPS天線觀測；（3）改進(jìn)測量對中標(biāo)志

15、，減少對中和目標(biāo)偏心誤差的影響。如采用混凝土觀測墩，并安裝強(qiáng)制對中標(biāo)盤。（4）選擇有利的觀測時間。事先應(yīng)作好衛(wèi)星的預(yù)報和觀測計劃。（5）嚴(yán)格的數(shù)據(jù)預(yù)處理和平差計算。進(jìn)行GPS基線處理時，引進(jìn)高精度坐標(biāo)基準(zhǔn)的。 第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計 22(三)GPS網(wǎng)的可靠性設(shè)計 控制網(wǎng)的可靠性是用于衡量控制網(wǎng)辨別粗差、抵抗粗差影響能力的度量指標(biāo) 。內(nèi)可靠性指標(biāo)是指在一定的置信水平和檢驗(yàn)功效下，可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)中存在的粗差最小值，即當(dāng)粗差達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時，可以被發(fā)現(xiàn)。外可靠性指標(biāo)是指不可發(fā)現(xiàn)的粗差對網(wǎng)的坐標(biāo)未知參數(shù)的影響，即未能發(fā)現(xiàn)的粗差對測量成果的影響。 一般網(wǎng)中的多余觀測分量愈多，則網(wǎng)的可靠性愈高 。在

16、實(shí)際的工程中，為避免復(fù)雜的可靠性指標(biāo)的計算，往往以增加觀測時段數(shù)來提高GPS網(wǎng)的可靠性。 第三節(jié) 測量控制網(wǎng)方案的優(yōu)化設(shè)計23第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 常規(guī)的平面控制測量:三角測量導(dǎo)線測量測邊網(wǎng)邊角網(wǎng)前(后)方交會常規(guī)的高程控制測量: 水準(zhǔn)測量 三角高程測量 現(xiàn)代控制測量主要是GPS平面控制測量和GPS高程測量。控制測量：平面控制測量和高程控制測量。24一、控制測量作業(yè)程序1收集有關(guān)資料進(jìn)行分析2技術(shù)設(shè)計3組織與實(shí)施4數(shù)據(jù)預(yù)處理及平差計算5質(zhì)量控制6資料整理以及歸檔第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 251收集有關(guān)資料進(jìn)行分析 需收集的資料包括：工程區(qū)域有關(guān)的地形圖和必要的地質(zhì)資料；平面和高

17、程控制測量成果；工程建筑物的總平面布置圖； 有關(guān)的規(guī)范和招投標(biāo)文件。 必要時，進(jìn)行現(xiàn)場查勘，了解交通、水系分布情況，植被覆蓋情況，控制點(diǎn)的分布、點(diǎn)位間的通視及保存狀況等。2技術(shù)設(shè)計 通過查勘以及分析收集的資料，制定滿足控制網(wǎng)測量要求的技術(shù)方案。在制定技術(shù)方案時，應(yīng)進(jìn)行控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，選定最優(yōu)方案，并編制技術(shù)設(shè)計報告，審查通過的技術(shù)設(shè)計報告與有關(guān)的規(guī)范、測量合同等一起作為測量工作的依據(jù)。 技術(shù)設(shè)計報告的內(nèi)容：任務(wù)概述、測區(qū)情況、已有資料情況、詳細(xì)的技術(shù)設(shè)計方案（作業(yè)依據(jù)、作業(yè)方法、主要技術(shù)要求、計劃的精度和質(zhì)量目標(biāo)）、資源配置、進(jìn)度計劃安排、質(zhì)量和安全管理、提交資料的內(nèi)容和格式等 。第四節(jié) 控

18、制測量方法與設(shè)備要求 263組織與實(shí)施 根據(jù)技術(shù)設(shè)計方案制定詳細(xì)的實(shí)施細(xì)則，然后組織實(shí)施。實(shí)施細(xì)則應(yīng)包括的內(nèi)容：人員組織，確定項(xiàng)目的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人（大型項(xiàng)目設(shè)置質(zhì)量工程師和計劃工程師崗位），明確各崗位職責(zé)。進(jìn)行資源配置，合理安排作業(yè)人員、測量儀器設(shè)備等，制定詳細(xì)的觀測、記錄、數(shù)據(jù)處理和平差計算、成果資料整理等工序的技術(shù)要求，并按要求進(jìn)行實(shí)施。4數(shù)據(jù)預(yù)處理及平差計算 平差計算前，一般需要對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，為平差計算打下基礎(chǔ)，以確保觀測成果質(zhì)量。 如三、四等水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理，應(yīng)進(jìn)行水準(zhǔn)標(biāo)尺長度誤差的改正和正常水準(zhǔn)面不平行的改正。一、二等水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理除了上述的兩項(xiàng)改正外，必要時，

19、還進(jìn)行重力異常改正和日月引力改正。 GPS網(wǎng)預(yù)處理的工作內(nèi)容：將數(shù)據(jù)文件的格式標(biāo)準(zhǔn)化；剔除含有粗差的數(shù)據(jù)；找出整周調(diào)換變位置并修復(fù)觀測值；對觀測值進(jìn)行模型改正。 數(shù)據(jù)預(yù)處理及平差計算一般采用數(shù)據(jù)處理軟件，所使用的軟件必須是隨機(jī)的軟件或經(jīng)過國家權(quán)威部門正式鑒定的合格軟件。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 27二、平面控制測量方法 平面控制測量的方法：GPS測量、導(dǎo)線測量、三角網(wǎng)測量、測邊網(wǎng)測量、邊角網(wǎng)測量等 。(一)GPS測量 GPS是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）的英文縮寫，是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展而建立起來的新一代精密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。(1) WGS-

20、84坐標(biāo)系 GPS定位測量中所采用的協(xié)議地球坐標(biāo)系，稱為WGS-84世界大地坐標(biāo)系。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 28GPS測量定位的分類依定位時的狀態(tài)動態(tài)定位靜態(tài)定位依定位模式絕對定位（單點(diǎn)定位）相對定位差分定位依確定整周模糊度的方法及觀測時段的長短常規(guī)靜態(tài)定位快速靜態(tài)定位第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 29(2)GPS定位作業(yè)模式 隨著GPS定位后處理軟件的發(fā)展和完善，為確定兩點(diǎn)間的基線向量，已有多種定位方案可以選擇，這些不同的定位方案，稱為GPS作業(yè)模式。 作業(yè)模式：相對靜態(tài)定位測量、快速靜態(tài)定位測量、動態(tài)相對定位測量等。 GPS測量包括靜態(tài)定位測量和動態(tài)定位測量。靜態(tài)定位測量又分為絕

21、對靜態(tài)定位測量和相對靜態(tài)定位測量。 絕對靜態(tài)定位測量是使用一臺接收機(jī)，在保持GPS接收機(jī)天線靜止的狀態(tài)下，確定測站的三維地心坐標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)是速度快，靈活方便，一般應(yīng)用于低精度的導(dǎo)航。絕對靜態(tài)定位測量由于受到衛(wèi)星軌道誤差、接收機(jī)鐘不同步誤差，以及信號傳播誤差等多種干擾因素的影響，其絕對定位精度為20m左右，遠(yuǎn)不能滿足控制測量的精度要求。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 30(3)相對靜態(tài)定位測量 使用2臺或以上的GPS接收機(jī)在保持GPS接收機(jī)天線靜止，同步觀測4顆以上的GPS衛(wèi)星，確定基線兩端的相對位置，這種定位模式稱為相對靜態(tài)定位測量。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 31 相對靜態(tài)定位測量采用載

22、波相位觀測量為基本觀測量，并且采用載波相位觀測量采用的線性組合可以有效地削弱衛(wèi)星星歷誤差、信號傳播誤差等對定位結(jié)果的影響，可以保證獲對足夠多的觀測數(shù)據(jù)，從而可以準(zhǔn)確確定整周未知數(shù)。 相對靜態(tài)定位測量可以達(dá)到很高的精度：采用廣播星歷，定位精度可以達(dá)到10-610-7采用精密星歷，定位精度可以達(dá)到10-810-9 工程控制網(wǎng)采用的是相對靜態(tài)定位測量。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 32(4)實(shí)時動態(tài)定位測量（RTK技術(shù)） 實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)，是以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時差分GPS定位技術(shù)，是GPS發(fā)展的一個里程碑，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在工程測量中。RTK的基本原理 在基準(zhǔn)站上安置1臺GPS接收機(jī)，對所有可

23、見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測，并將其數(shù)據(jù)通過無線電設(shè)備，實(shí)時地發(fā)送給用戶觀測站（流動站）。流動站的GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電設(shè)備，接收基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)，然后利用相對定位的原理，實(shí)時計算并顯示流動站的三維坐標(biāo)及精度。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 3334(5)GPS測量誤差及減弱措施GPS測量誤差： GPS衛(wèi)星的誤差 GPS衛(wèi)星信號傳播誤差 GPS接收機(jī)的誤差第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 35GPS衛(wèi)星的誤差GPS衛(wèi)星的誤差主要是衛(wèi)星星歷誤差，衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星空間值與衛(wèi)星實(shí)際位置的偏差，也稱為衛(wèi)星軌道誤差。通過精密星歷來減弱該項(xiàng)誤差的對定位精度的影響。GPS衛(wèi)星信號傳

24、播誤差是指信號穿過地球上空電離層和對流層所產(chǎn)生的誤差，以及信號到達(dá)地面和時產(chǎn)生反射信號而引起的多路徑干擾誤差。 利用雙頻GPS接收機(jī)觀測可有效削弱電離層的傳播誤差。 點(diǎn)位選擇時避開較強(qiáng)的反射面，觀測時選擇性能好的GPS天線，可以減弱多路徑干擾。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 36多路徑效應(yīng)示意圖第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 37GPS接收機(jī)的誤差GPS觀測誤差接收機(jī)鐘差天線相位中心偏移誤差 安置天線時，天線的指示標(biāo)志向北，可以減弱天線相位中心偏移誤差。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 38(二)導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量就是用測距儀測量各條導(dǎo)線的邊長，用經(jīng)緯儀在各導(dǎo)線點(diǎn)上測量相鄰導(dǎo)線邊的水平夾角，并至少

25、在導(dǎo)線的一端測定出一條邊長的方位角。然后根據(jù)起算點(diǎn)的坐標(biāo)和己知方位，逐點(diǎn)推算出導(dǎo)線各點(diǎn)的坐標(biāo)。導(dǎo)線測量的外業(yè)工作選點(diǎn)、埋石外業(yè)觀測（導(dǎo)線水平觀測、天頂距觀測、導(dǎo)線邊長觀測、儀器高和覘標(biāo)高量測、氣象數(shù)據(jù)測量）。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 39(1)導(dǎo)線的類型-單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)單一導(dǎo)線可以分成閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線和支導(dǎo)線三種。閉合導(dǎo)線：導(dǎo)線起閉于同一點(diǎn)，形成閉合多邊形。此種導(dǎo)線存在著幾何條件，具有檢核條件。附合導(dǎo)線：布設(shè)于兩己知點(diǎn)之間的導(dǎo)線稱為附合導(dǎo)線。此種導(dǎo)線從一己知點(diǎn)和己知的方位開始，經(jīng)過導(dǎo)線的連接，附合于另一己知點(diǎn)和方位。支導(dǎo)線：此種導(dǎo)線從一己知點(diǎn)和己知的方位開始，但沒有附合到另一己知點(diǎn)，

26、也沒有回到原起點(diǎn)。支導(dǎo)線缺乏檢核條件，故其邊數(shù)一般不超過3條，只在控制精度要求不高的條件下使用。導(dǎo)線網(wǎng)是將單導(dǎo)線連接起來，構(gòu)成有結(jié)點(diǎn)的圖形，一般由數(shù)個閉合的環(huán)線組成。導(dǎo)線網(wǎng)的檢核條件較多，能有效避免測量錯誤，提高控制網(wǎng)的精度。 在實(shí)際工程測量中，一般首選導(dǎo)線網(wǎng)，其次是附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線。首級平面控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成導(dǎo)線網(wǎng)。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 40(2)導(dǎo)線的布設(shè)要求 根據(jù)水利水電工程施工測量規(guī)范(SL52-93)的規(guī)定，三、四、五等平面控制網(wǎng)可以用相應(yīng)等級的導(dǎo)線網(wǎng)來代替，導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)符合以下規(guī)定：當(dāng)導(dǎo)線網(wǎng)作為首級平面控制時，應(yīng)布設(shè)成環(huán)形結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，導(dǎo)線環(huán)的長度應(yīng)不大于導(dǎo)線總長的0.7倍。

27、加密導(dǎo)線宜以直伸形狀布設(shè)，附合于首級導(dǎo)成網(wǎng)點(diǎn)上，各導(dǎo)線點(diǎn)相鄰邊長不應(yīng)相差過大。導(dǎo)線網(wǎng)的精度和技術(shù)要求，應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 41三、高程控制測量方法 水準(zhǔn)測量 光電測距三角高程測量 GPS高程測量 在水利工程施工的高程控制網(wǎng)布設(shè)時，首選的方法是水準(zhǔn)測量，它可以滿足各種等級的高程控制測量的精度要求。 (一)水準(zhǔn)測量 利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，分別在地面上兩點(diǎn)垂直豎立的水準(zhǔn)標(biāo)尺上讀取標(biāo)尺讀數(shù)，推算兩點(diǎn)間的高差，進(jìn)而求出待定點(diǎn)的高程，這種方法稱為水準(zhǔn)測量。 水準(zhǔn)測量的目的，是測定地面各點(diǎn)的高差，根據(jù)高差和起點(diǎn)的高程，來可求出沿線其它點(diǎn)的高程。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求

28、 42水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式：單一水準(zhǔn)路線（包括附合水準(zhǔn)路線、閉合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線。 ）水準(zhǔn)網(wǎng) （由若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接，形成網(wǎng)狀的水準(zhǔn)路線）水準(zhǔn)測量的主要工作： 現(xiàn)場查勘、技術(shù)方案設(shè)計、水準(zhǔn)路線選定、選點(diǎn)、埋標(biāo)、儀器檢校、外業(yè)觀測、數(shù)據(jù)檢查及預(yù)處理、平差計算、檢查驗(yàn)收及資料整理。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 43(二)光電測距三角高程測量 可以代替三、四、五等水準(zhǔn)測量。 基本原理是：根據(jù)由測站向目標(biāo)點(diǎn)所測定的垂直角(或天頂距)和它們間的距離，計算測站和目標(biāo)點(diǎn)間的高差。S0為AB兩點(diǎn)間的水平距離，a12為兩點(diǎn)間的垂直角，i、l分別為儀器高和覘標(biāo)高，K為大氣折光系數(shù)，R為參考橢球的曲率

29、半徑。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 44兩差改正（球差改正和氣差改正）:公式中（1-K）S02/2R稱為球氣差(兩差)改正。球差改正就是地球彎曲對高差的影響所進(jìn)行的改正;氣差改正是對大氣折光對高差的影響所進(jìn)行的改正。根據(jù)水利水電工程施工測量規(guī)范(SL52-93)的規(guī)定，代替三、四、五等水準(zhǔn)測量的光電測距三角高程測量，可以采用單向、對向和隔點(diǎn)設(shè)站法進(jìn)行。為了提高三角高程測量的精度，防止觀測錯誤產(chǎn)生，通常采用往返測，甚至采用同時對向觀測的作業(yè)方式，以抵消大氣折光系數(shù)等因素變化的影響。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 45高程異常的概念 在水利工程中使用的高程采用的是正常高系統(tǒng)，正常高Hr是測點(diǎn)

30、沿鉛垂線至似大地水準(zhǔn)面的距離。 GPS測量獲得的是WGS-84橢球大地坐標(biāo)系上的成果，即GPS測量的高程是相對于WGS-84橢球的大地高H84。正常高Hr與大地高H84間的差異稱為高程異常。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 (三)GPS高程測量=H84Hr46 Hr = H84 采用GPS定位要獲得高精度的正常高Hr，需要知道高精度的H84和高程異常值，但在一般地區(qū)高程異常值很難求得。 由GPS相對定位可以對得到基線向量，通過GPS網(wǎng)平差，可以得到高精度的大地高高差。若GPS網(wǎng)中有一點(diǎn)或多點(diǎn)具有精密的水準(zhǔn)高程，則在一定的區(qū)域，可由大地高高差得到各GPS點(diǎn)的高程。 為了求得各GPS點(diǎn)的正常高，通

31、常采用GPS水準(zhǔn)高程或GPS重力高程等方法測定。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 471GPS水準(zhǔn)高程GPS水準(zhǔn)高程是利用GPS和水準(zhǔn)高程測量成果確定似大地水準(zhǔn)面的方法，是目前確定GPS高程的主要方法。其計算方法主要有：繪等值線圖法、解析內(nèi)插法、曲面擬合法等。繪等值線圖法：假設(shè)有m個GPS點(diǎn)，用水準(zhǔn)聯(lián)測了其中的n個點(diǎn)的正常高，根據(jù)GPS測量的大地高，因此，可以根據(jù)公式=H84Hr求出n個點(diǎn)的高程異常。然后，根據(jù)GPS點(diǎn)的坐標(biāo)和己知高程異常值，依據(jù)一定的比例繪制高程異常圖，在圖上內(nèi)插求出未測水準(zhǔn)的其它點(diǎn)的高程異常值，從而求出這些點(diǎn)的正常高。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 48解析內(nèi)插法：根據(jù)測

32、點(diǎn)的己知平面坐標(biāo)和高程異常，用數(shù)值擬合的方法（多項(xiàng)式曲線擬合法、三次樣條曲線擬合法、曲面擬合法等），擬合出似大地水準(zhǔn)面曲線，再內(nèi)插求出待定點(diǎn)的高程異常，從而求出點(diǎn)的正常高。 由于所求的高程異常值是通過內(nèi)插或擬合得到的，因此，在聯(lián)測GPS點(diǎn)的水準(zhǔn)高程時，應(yīng)盡量均勻選擇GPS網(wǎng)周邊的點(diǎn)，以保證聯(lián)測了水準(zhǔn)高程的GPS點(diǎn)能控制整個GPS網(wǎng)，提高GPS高程的擬合精度 。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 492GPS重力高程 GPS重力高程是利用重力資料求定點(diǎn)的高程異常，結(jié)合GPS測定的大地高，據(jù)此求出點(diǎn)的正常高。 我國的似大地水準(zhǔn)面主要采用天文重力方法測定的，其精度為1m左右。利用地球重力場模型場的計算方

33、法，通過地面重力數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測高場數(shù)據(jù)等，由地球擾動位的球諧函數(shù)求出高程異常。 目前，在我國的沿海平原地區(qū)計算的高程異?？梢赃_(dá)到厘米級精度，山區(qū)為02米精度，沿海以外的其它地區(qū)高程異常精度為10米左右。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 503GPS高程精度影響因素：GPS大地高的測量精度、幾何水準(zhǔn)點(diǎn)的精度、水準(zhǔn)點(diǎn)分布和密度情況、GPS高程的擬合方法。針對措施：提高GPS大地高的測量精度。采取的措施包括改善GPS星歷的精度、提高GPS基線解算的起算點(diǎn)坐標(biāo)的精度、減弱電離層、對流層、多路徑誤差的影響等。提供足夠的且滿足精度要求的幾何水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)須分布均勻。根據(jù)不同地區(qū)，選擇合適的擬合模型（方法）。

34、GPS高程的絕對精度可以達(dá)到厘米級精度。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 51四、控制測量的設(shè)備要求(一)主要測量儀器類別1光學(xué)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀是一種最普通的測角儀器，按角度的精度將光學(xué)經(jīng)緯儀劃分為DJ1、DJ2、DJ6型號。2電磁波測距儀（EDM） 電磁波測距儀是利用電磁波作為載波和調(diào)制波進(jìn)行距離測量的儀器。 測距原理以公式表示如下：D = Vt / 2 測距儀標(biāo)稱精度以固定誤差和比例誤差b表示，通常表示為a+bD。 按測距精度，分、級（有的分3級）。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 523電子全站儀電子全站儀集成了經(jīng)緯儀和測距儀的功能，通過照裝棱鏡，能同時進(jìn)行水平角、垂直角和距離的觀測。

35、4測量機(jī)器人測量機(jī)器人（Georobot，或稱測地機(jī)器人）是能自動尋找測量目標(biāo)并進(jìn)行觀測、記錄的電子全站儀的俗稱。增加了兩個步進(jìn)馬達(dá)和自動跟蹤尋找目標(biāo)的傳感裝置（CCD陣列傳感器），配備智能化的多功能軟件包。5普通光學(xué)水準(zhǔn)儀按每公里往返平均高差中誤差的大小劃分為S05、S1、S3、S10四個系列 。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 536電子水準(zhǔn)儀 電子水準(zhǔn)儀（或俗稱數(shù)字水準(zhǔn)儀）與光學(xué)水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)有許多相同之處，區(qū)別在于：儀器內(nèi)安裝了CCD陣列傳感器，增加了顯示器和操作面板、數(shù)據(jù)記錄存儲器。電子水準(zhǔn)儀的出現(xiàn)，不僅取代了人工目視讀數(shù)，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動記錄、檢查、傳輸?shù)?，有利于?shù)據(jù)處理的自動化，提高

36、水準(zhǔn)測量效率。 配套使用：電子水準(zhǔn)儀+條碼影像標(biāo)尺。 第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 54(二)控制測量儀器選用儀器的選用根據(jù)：精度要求：控制觀測所要達(dá)到的精度以及儀器的標(biāo)稱精度來決定的。規(guī)范的規(guī)定：針對控制測量的等級，對儀器的選用有明確的規(guī)定。如:水準(zhǔn)測量的儀器要求一等二等三等四等五等DS05DS05、DS1DS05、DS1、DS3DS05、DS1、DS3DS10第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 55(三)儀器檢驗(yàn)儀器使用前必須經(jīng)過檢驗(yàn)，并經(jīng)國家技術(shù)監(jiān)督局授權(quán)的儀器鑒定單位檢定合格。有些檢驗(yàn)項(xiàng)目除了送儀器鑒定單位檢定外，在作業(yè)過程中需按規(guī)定檢驗(yàn)，如水準(zhǔn)儀i角的檢驗(yàn)。新儀器必須全面檢驗(yàn)。具體的檢

37、查項(xiàng)目和限差要求，見相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定。第四節(jié) 控制測量方法與設(shè)備要求 56第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算一、GPS控制測量網(wǎng)的觀測與計算二、導(dǎo)線測量網(wǎng)的觀測與計算三、水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測與計算 四、三角高程測量的觀測與計算五、控制測量實(shí)例 57一、GPS控制測量網(wǎng)的觀測與計算(一)GPS網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)要求 GPS網(wǎng)的擴(kuò)展和延伸是通過同步圖形之間的連接進(jìn)行的，其構(gòu)網(wǎng)方式包括：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式，不同的連接方式將有不同的圖形結(jié)構(gòu)。 布設(shè)施工控制網(wǎng)時，只采用邊連式或網(wǎng)連式。 若以n臺GPS接收機(jī)進(jìn)行同步圖形觀測，則共有n（n-1）/ 2條基線向量觀測值，但其中只有（n-1）條是獨(dú)立基線，其余為多余觀測基線。 第

38、五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 58GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)要求：除了滿足工程測量的一般要求以外，還要特別注意以下方面：點(diǎn)位周圍垂直角15以上天空無障礙物；點(diǎn)周圍無強(qiáng)烈反射無線電波的金屬或大范圍的水面；點(diǎn)位遠(yuǎn)離大功率的電臺、電視發(fā)射塔、微波站，也應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電線、變電所等。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 59(二)GPS網(wǎng)的觀測與記錄1GPS天線的定向標(biāo)志應(yīng)指向北，以減弱相位中心偏差的問題。2 在天線圓盤間隔120的三個方向分別量取天線高，三次測量結(jié)果之差不益超過3mm，取平均結(jié)果記入測量記錄手簿。3在高精度的GPS測量中，要求測量氣象參數(shù)。每時段氣象觀測時，應(yīng)在時段的開始、中間、結(jié)束的三個時間閣測量一次

39、。氣壓讀至100Pa，溫度讀至01。4接收機(jī)開始記錄數(shù)據(jù)后，注意觀察接收機(jī)的工作狀況以及數(shù)據(jù)存儲情況。5在一時段的觀測過程中，不允許以下操作：關(guān)機(jī)又重新啟動，改變天線位置，改變采樣間隔，重新設(shè)置儀器參數(shù)等。6觀測過程中，不得在儀器附近使用對講機(jī)；雷雨天氣時，停止觀測。7觀測記錄應(yīng)在現(xiàn)場填寫，記錄格式按照規(guī)范的要求。8每日觀測結(jié)束后，將GPS數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 60(三)GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理預(yù)處理：對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式文件、探測周跳及修復(fù)載波相位觀測值、對觀測值進(jìn)行對流層改正（單頻機(jī)加入電離層改正）、基線向量解算。1基線向量解算可以采用廣

40、播星歷，對于高精度的GPS網(wǎng)，應(yīng)采用精密星歷。2基線向量解算中所需的起點(diǎn)坐標(biāo)，應(yīng)按以下優(yōu)先順序采用：國家A、B級GPS網(wǎng)控制點(diǎn)或其它高級點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)系的坐標(biāo)；不少于30分鐘的單點(diǎn)定位結(jié)果的平差值提供的WGS84坐標(biāo)系的坐標(biāo)。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 3基線處理軟件可以采用隨機(jī)軟件或經(jīng)正規(guī)鑒定的軟件，高精度的GPS網(wǎng)的基線處理可以采用GAMIT軟件。s為對基線的影響D為基線的長度X為起算坐標(biāo)的誤差。 61(四)GPS網(wǎng)的平差計算GPS網(wǎng)的平差計算分為兩個步驟：1三維無約束平差以所有獨(dú)立基線組成閉合圖形，以一個WGS84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)作為起算點(diǎn)，進(jìn)行GPS網(wǎng)的無約束平差。進(jìn)行粗差分析

41、，以發(fā)現(xiàn)觀測量中的粗差并消除其影響；調(diào)整觀測量的協(xié)方差分量因子，使其與實(shí)際精度相匹配；對整體網(wǎng)的內(nèi)部精度進(jìn)行檢驗(yàn)和評估。 2三維或二維約束平差在無約束平差的基礎(chǔ)上，在國家坐標(biāo)系下進(jìn)行三維約束平差或二維約束平差。約束的己知點(diǎn)、己知距離或己知方位可以作為強(qiáng)制約束的固定值。約束平差的結(jié)果為國家坐標(biāo)系下的各GPS點(diǎn)的二維或三維坐標(biāo)、基線向量改正數(shù)、基線邊長、方位及精度情況。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 62二、導(dǎo)線測量網(wǎng)的觀測與計算水平角的觀測、邊長測距、天頂距觀測和儀器高、覘標(biāo)高的量取、氣象數(shù)據(jù)的測量等。(一)導(dǎo)線水平角的觀測1觀測四等以上導(dǎo)線水平角時，應(yīng)按奇數(shù)測回和偶數(shù)測回分別觀測導(dǎo)線前進(jìn)方向的

42、左角和右角。2在短邊的情況下，應(yīng)采用三聯(lián)腳架觀測法，以減弱儀器對中產(chǎn)生的誤差。3觀測應(yīng)在成像清晰、目標(biāo)穩(wěn)定的條件下進(jìn)行。4觀測前，應(yīng)晾置儀器，讓儀器與外界溫度一致后開始觀測。觀測過程中，儀器不得受日光直接照射。5儀器照準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)時，應(yīng)平穩(wěn)勻速，微動螺旋應(yīng)盡量使用中間位置，精確照準(zhǔn)目標(biāo)時，微動螺旋最后應(yīng)為前進(jìn)方向。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 63(二)距離測量與天頂距的觀測 觀測天頂距的目的，主要是為了對所觀測的斜距邊進(jìn)行水平距離的改正計算。觀測應(yīng)遵守下列規(guī)定：1測距儀應(yīng)與反射棱鏡配套。未經(jīng)驗(yàn)證，不對與其它型號的設(shè)備互換使用。2測距應(yīng)在成像清晰、穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，雨、雪天氣不應(yīng)作業(yè)。3測量氣象的

43、氣壓表、溫度計應(yīng)經(jīng)過檢驗(yàn)，讀取的氣象數(shù)據(jù)的最小讀數(shù)應(yīng)符合規(guī)范的要求。4測距邊及天頂距觀測的測回數(shù)、測回差應(yīng)滿足相應(yīng)等級導(dǎo)線的技術(shù)要求。進(jìn)行往返測距時，距離往返測較差應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。5觀測記錄應(yīng)完整、齊全，原始觀測記錄及記錄的計算數(shù)字取位符合要求。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 64(三)導(dǎo)線的平差計算1計算的準(zhǔn)備工作 檢查觀測記錄是否遺漏、記錯或算錯；檢查起算數(shù)據(jù)的來源及正確性；檢查各項(xiàng)觀測限差是否符合規(guī)范要求。2測距邊的改正計算 測距邊的氣象改正、測距儀的加乘常數(shù)改正、斜距的改正、平距投影到測區(qū)某一高程面上的歸化改正等。 往返測邊時，檢查距離往返測是否滿足規(guī)范要求。 測距邊的氣象改正數(shù)學(xué)模

44、型，一般不同的儀器生產(chǎn)廠家的儀器其氣象改正數(shù)學(xué)模型不同，因此，應(yīng)根據(jù)儀器廠家提供的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行改正計算。3平差計算-利用計算軟件或程序 檢查方位角閉合差、坐標(biāo)閉合差和導(dǎo)線全長相對閉合差是否滿足規(guī)范的要求 第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 65三、水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測與計算(一)水準(zhǔn)外業(yè)觀測 (二)水準(zhǔn)觀測數(shù)據(jù)處理 （1）外業(yè)手簿的計算和檢查。 （2）高差和概略高程表的編制，由兩人獨(dú)立完成，并互相校核無誤。計算概略高程時，對高差進(jìn)行下列改正： 水準(zhǔn)標(biāo)尺長度誤差的改正 水準(zhǔn)標(biāo)尺溫度改正（一、二等）； 正常水準(zhǔn)面不平行的改正； 重力異常改正（一、二等）； 日月引力改正（一、二等） ； 環(huán)線閉合差改正。第五節(jié)

45、控制測量網(wǎng)的觀測與計算 66（3）每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差M的計算。 測段往返高差不符值，mmR測段長度，kmn測段數(shù)，n應(yīng)不小于20。 （4）附合路線與環(huán)閉合差的計算。附合路線與環(huán)閉合差應(yīng)滿足規(guī)范的規(guī)定。（5）每千米水準(zhǔn)測量全中誤差MW的計算。W水準(zhǔn)環(huán)線閉合差，mmR水準(zhǔn)環(huán)線周長，kmN水準(zhǔn)環(huán)數(shù)，N應(yīng)不小于20。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 67四、三角高程測量的觀測與計算1三角高程測量的觀測 垂直角的觀測、邊長測距、儀器高和覘標(biāo)高的量測、氣象數(shù)據(jù)的測量等。 三角高程測量的精度，在很大程度上取決于大氣垂直折光的影響。 為了提高垂直角的觀測精度，可采取如下措施：在大氣垂直折光系數(shù)變化較小的時

46、間段內(nèi)觀測垂直角；或者進(jìn)行同步對向觀測，盡量減小大氣垂直折光系數(shù)變化對垂直角觀測的影響。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 682三角高程導(dǎo)線測量的計算測距邊的改正計算。 斜距邊須經(jīng)氣象改正、測距儀的加常數(shù)和乘常改正和水平距離改正。不同類型的測距儀其氣象改正公式可能不同。計算導(dǎo)線各邊兩端點(diǎn)的高差。 分別計算單向的往測、返測高差，求出往高差返測較差，檢查是否滿足規(guī)范的要求。然后取往測、返測高差的平均值作為兩端點(diǎn)的高差。計算高程閉合差，并檢查閉合差是否滿足規(guī)范要求。將高程閉合差按導(dǎo)線長度進(jìn)行配賦，求配賦后的高差。推算導(dǎo)線各點(diǎn)的的高程，編制成果表。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 69五、控制測量實(shí)例1工

47、程概述 南水北調(diào)中線一期工程干線從陶岔至北京，渠線全長1427km（含天津干渠），共布置各類建筑物1841座。建筑物不僅數(shù)量多，且類型也多。 南水北調(diào)中線一期工程路線長，建筑物多，坡比小，一般為1/25000，部分地區(qū)達(dá)到1/30000，這就要求需有相應(yīng)精度的統(tǒng)一的平面和高程基準(zhǔn)，才能滿足南水北調(diào)中線一期工程的順利實(shí)施和干渠的正常運(yùn)行。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 70遵循了測量控制網(wǎng)的布設(shè)原則： 先布設(shè)整體的B級GPS骨干網(wǎng)，再發(fā)展首級平面和高程施工控制網(wǎng)，然后根據(jù)單個工程所在部位進(jìn)行局部的建筑物施工控制網(wǎng)的布設(shè)。達(dá)到了分級布網(wǎng)，逐級控制的目的。骨干網(wǎng)（ B級GPS ）首級平面和高程施工控

48、制網(wǎng)（C級GPS和一、二等水準(zhǔn)）建筑物施工控制網(wǎng)（C級GPS和二等水準(zhǔn)）2控制網(wǎng)布設(shè)層次第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 711) 總干渠全線GPS骨干網(wǎng)（GPS B級） 由18點(diǎn)組成(新埋標(biāo)石點(diǎn)12點(diǎn)，聯(lián)測國家一等控制點(diǎn)6點(diǎn) )，另利用北京、武漢、西安、泰安4個中國地震局網(wǎng)絡(luò)工程的框架點(diǎn)的長期GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合數(shù)據(jù)處理。 B級網(wǎng)全部采用觀測墩，并安裝了強(qiáng)制對中標(biāo)志。 2) 干線首級平面和高程施工控制網(wǎng) 沿干線布設(shè)二等水準(zhǔn)，平均4km一座二等普通水準(zhǔn)點(diǎn)，平均40km一座基本水準(zhǔn)點(diǎn)。由于鄭州至陶岔間長距離沒有國家一等點(diǎn)，所以該段水準(zhǔn)按一等水準(zhǔn)精度要求施測。 在干渠GPS骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用C級

49、GPS網(wǎng)布設(shè)全線的平面施工控制網(wǎng)，在已有高程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，平均每隔8km選取一座水準(zhǔn)點(diǎn)作為GPS點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)與GPS共點(diǎn)），在距該點(diǎn)約1000m左右再設(shè)置一個互相通視的GPS點(diǎn)，以便于采用常規(guī)方法測量時使用。 C級網(wǎng)控制點(diǎn)采用地面普通混凝土標(biāo)石。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 723) 建筑物施工控制網(wǎng) 平面按C級GPS網(wǎng)精度施測，高程按二等水準(zhǔn)精度施測。除穿黃工程、陶岔渠首外，根據(jù)建筑物規(guī)模和重要性，選擇162座河渠交叉建筑物、7座其它建筑物、8座左岸排水建筑物，建立首級施工控制網(wǎng)。3投入的儀器設(shè)備情況4控制網(wǎng)的觀測及數(shù)據(jù)處理(1)GPS網(wǎng)的觀測 B級GPS骨干網(wǎng)18個點(diǎn)采用18臺Trimb

50、le 5700 GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測，每個時段4個小時。為了保證成果觀測質(zhì)量，提高觀測數(shù)據(jù)的可靠性，將規(guī)范要求的4個時段增加倒6個。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 73(2)GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理B級基線處理軟件采用美國麻省理工學(xué)院和Scripps研究所(SIO)共同研制的GAMIT（Ver 10.06）軟件。該軟件采用雙差觀測值解算，在利用精密星歷的情況下，基線解的相對精度能夠達(dá)到10-9左右。C級基線處理采用TGO1.6軟件，在WGS-84系統(tǒng)下進(jìn)行基線處理。B級GPS網(wǎng)平差采用武漢大學(xué)（原武漢測繪科技大學(xué)）研制的PowerNet科研分析版軟件，該軟件曾用于國家A、B GPS級網(wǎng)的整體平差。

51、C級GPS網(wǎng)平差處理軟件采用TGO1.6和武漢大學(xué)開發(fā)的PowerAdj4.0。 第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 74GPS網(wǎng)平差步驟：WGS-84坐標(biāo)系下的三維無約束平差 三維無約束平差的目的主要是進(jìn)行粗差分析，以發(fā)現(xiàn)觀測量中的粗差并消除其影響。GPS三維無約束平差是在WGS-84坐標(biāo)系下進(jìn)行的，其平差結(jié)果客觀地反映了整個GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度。WGS-84坐標(biāo)系下的三維約束平差 利用B級網(wǎng)成果對全網(wǎng)進(jìn)行三維約束平差，獲得各點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)。1954年北京坐標(biāo)系3帶二維約束平差 以多個國家三角點(diǎn)的3帶成果為起算數(shù)據(jù)，平差計算求出1954年北京坐標(biāo)系的3帶GPS網(wǎng)成果。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀

52、測與計算 75(3)高程網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對觀測高差進(jìn)行尺長改正、重力異常改正、正常水準(zhǔn)面不平行改正、日月引力改正等四項(xiàng)改正。 高程網(wǎng)平差采用國家一等水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn)。(4)建筑物施工控制網(wǎng) 建筑物施工控制網(wǎng)是為建筑物提供控制基礎(chǔ)，根據(jù)建筑物布置圖進(jìn)行布設(shè)。根據(jù)控制網(wǎng)的布設(shè)層次來劃分，建筑物施工控制網(wǎng)屬于C級網(wǎng)的加密網(wǎng)。在全線C級GPS網(wǎng)和二等水準(zhǔn)高程網(wǎng)的基礎(chǔ)上布設(shè)的。 控制網(wǎng)的平面坐標(biāo)采用獨(dú)立坐標(biāo)，聯(lián)測干線C級GPS點(diǎn)為掛靠點(diǎn)，至另一點(diǎn)的方位角為掛靠方向進(jìn)行二維平差，邊長投影至建筑物區(qū)平均高程面上。 第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 765質(zhì)量管理及檢查驗(yàn)收 在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，作業(yè)單

53、位進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量管理，并在現(xiàn)場組建了項(xiàng)目部，下設(shè)專職檢查人員，對每環(huán)節(jié)每工序進(jìn)行質(zhì)量控制。項(xiàng)目成果在內(nèi)部檢查驗(yàn)收的基礎(chǔ)上，通過了由業(yè)主單位組織的專家組的成果鑒定，獲一致好評。 南水北調(diào)中線干線工程首級施工控制網(wǎng)的建立，統(tǒng)一了工程全線的平面和高程基準(zhǔn)，為工程的順利實(shí)施打下了良好的基礎(chǔ)。第五節(jié) 控制測量網(wǎng)的觀測與計算 77第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 質(zhì)量檢查和評定的依據(jù)包括：有關(guān)的合同及協(xié)議；采用的規(guī)范和和標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)設(shè)計文件；工程有關(guān)的設(shè)計文件和報告；78評價控制網(wǎng)的質(zhì)量檢查：控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計方案控制點(diǎn)位的合理性標(biāo)石建造質(zhì)量儀器檢驗(yàn)情況觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量平差計算結(jié)果資料整理等。因此，評價控制網(wǎng)

54、的質(zhì)量應(yīng)該是綜合評價，按測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定（ZB A75002）和測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)（ZB A75003）的有關(guān)規(guī)定，根據(jù)不同的類型的控制網(wǎng)按相應(yīng)的規(guī)范要求，進(jìn)行控制網(wǎng)的質(zhì)量檢查和評價。 第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 79GPS控制網(wǎng)測量的質(zhì)量檢查與評定導(dǎo)線測量的質(zhì)量檢查與評定水準(zhǔn)測量的質(zhì)量檢查與評定一、GPS控制網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定(一)GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1測站環(huán)境好，無干擾GPS觀測的因素； 2觀測過程中大氣狀況穩(wěn)定； 3能觀測到所預(yù)報的衛(wèi)星； 4接收機(jī)運(yùn)行正常，沒有發(fā)生短暫失鎖或故障報警； 5測站上的所有操作過程都符合規(guī)定，記錄資料齊全。第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定

55、 80(二)觀測成果檢核 每個時段同步邊觀測數(shù)據(jù)檢查、重復(fù)基線檢核、同步觀測環(huán)和異步環(huán)檢核等。 1每個時段同步邊觀測數(shù)據(jù)檢查 每個時段同步邊觀測數(shù)據(jù)檢查應(yīng)控制數(shù)據(jù)的剔除率應(yīng)小于10%。 2重復(fù)基線檢核（重復(fù)基線的長度較差ds ）第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 為相應(yīng)級別規(guī)定的精度(按網(wǎng)的實(shí)際平均邊長計算)。 813同步觀測環(huán)檢核第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 對于四站以上同步觀測時段，在處理完各邊觀測值后，應(yīng)檢查一切可能的三邊環(huán)閉合差。4異步觀測環(huán)檢核式中：n為閉合環(huán)邊數(shù)； 為相應(yīng)級別規(guī)定的精度(按網(wǎng)的實(shí)際平均邊長計算)。 82(三)平差計算成果的質(zhì)量檢核起算數(shù)據(jù)的來源及其正確性；使用

56、的數(shù)據(jù)處理軟件；平差計算的過程及方法是否正確。檢查平差計算結(jié)果。是否滿足規(guī)范或技術(shù)設(shè)計的要求，重點(diǎn)檢查點(diǎn)位中誤差、邊長相對精度、基線向量殘差等。第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 83二、導(dǎo)線測量的質(zhì)量檢查與評定(一)點(diǎn)位質(zhì)量檢查 點(diǎn)位是否合理，標(biāo)石是否穩(wěn)定，點(diǎn)之記略圖繪制是否正確、點(diǎn)位說明是否詳細(xì)、清楚等。(二)外業(yè)觀測的質(zhì)量檢核 觀測所用的儀器及氣象工具是否檢驗(yàn)合格； 觀測的方法及限差是否滿足相應(yīng)規(guī)范的要求； 觀測記錄齊全，符合規(guī)范要求； 測站數(shù)、導(dǎo)線長度應(yīng)符合規(guī)范對相應(yīng)等級導(dǎo)線的規(guī)定要求。第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 84(三)數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量檢核是否進(jìn)行測距邊的儀器的加常數(shù)和乘常改

57、正，測距邊的氣象改正公式是否正確；氣壓、溫度單位是否正確；起算數(shù)據(jù)的來源及其正確性； 平差計算是否正確，若使用程序計算，程序應(yīng)經(jīng)過檢驗(yàn)，數(shù)字模型確保正確無誤； 三項(xiàng)主要誤差：方位角閉合差、邊長相對誤差、點(diǎn)位中誤差應(yīng)滿足規(guī)范要求；資料整理及資料的完整性檢查 。根據(jù)上述檢查的內(nèi)容，按照測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)中劃分的缺陷的嚴(yán)重程度進(jìn)行質(zhì)量評定。第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 85三、水準(zhǔn)測量的質(zhì)量檢查與評定(一)選點(diǎn)埋石的質(zhì)量檢核1水準(zhǔn)路線的選擇。水準(zhǔn)路線應(yīng)沿利于施測的公路、大路及坡度變化小的路線布設(shè)，盡量避免跨越大的湖泊、河流等障礙物，避免通過土質(zhì)松軟的地段、高速公路等。2位選擇是否合理，點(diǎn)位間

58、距是否滿足規(guī)范要求。3檢查標(biāo)石的類型及造埋質(zhì)量。標(biāo)石是否穩(wěn)定，點(diǎn)之記略圖繪制是否正確、點(diǎn)位說明是否詳細(xì)、交通路線是否清楚等。4檢查水準(zhǔn)路線圖的繪制情況。 第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 86(二)外業(yè)觀測的質(zhì)量檢核1觀測所用的儀器及氣象工具應(yīng)檢驗(yàn)合格。觀測過程中，水準(zhǔn)儀的i角是否按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行了檢查，i角大小是否在限差以內(nèi)；2觀測條件應(yīng)嚴(yán)格掌握，觀測時應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程；觀測的方法及限差須滿足規(guī)范對相應(yīng)等級水準(zhǔn)的要求；3外業(yè)觀測首選電子記錄，記錄應(yīng)按BG/T 2006水準(zhǔn)記錄電子記錄規(guī)定的要求進(jìn)行。手簿記錄時，應(yīng)檢查觀測記錄、計算的正確性，記錄的完整性，記錄數(shù)字的劃改是否符合規(guī)范要求； 4

59、使用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測時，應(yīng)檢查儀器的有關(guān)參數(shù)設(shè)置是否正確。如記錄的取位、視距限差、視線高限差、前后距累積差限差、讀數(shù)限差等必須滿足規(guī)范的要求。5檢查觀測成果的重測和取舍情況是否合理；6檢查往返測高差不符值與環(huán)線閉合差等指標(biāo)是否滿足規(guī)范的規(guī)定。 7每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差M的計算和檢查。 第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 87(三)數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量檢核1檢查觀測高差的改正計算是否正確和漏項(xiàng)。2每千米水準(zhǔn)測量全中誤差MW應(yīng)符合規(guī)范的要求。3水準(zhǔn)路線起算數(shù)據(jù)的來源及其正確性檢查。4檢查計算過程及最終結(jié)果的數(shù)值取位是否符合要求。5平差計算是否正確，若使用程序計算，程序應(yīng)經(jīng)過檢驗(yàn)，數(shù)字模型應(yīng)正確無誤； 6資料整理及資料的完整性檢查根據(jù)上述檢查的內(nèi)容，按照測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)中劃分的缺陷的嚴(yán)重程度進(jìn)行質(zhì)量評定。第六節(jié) 控制測量網(wǎng)的質(zhì)量檢查與評定 88第七節(jié) 施工過程中控制網(wǎng)