控制測(cè)量的作用和應(yīng)用

控制測(cè)量的作用和應(yīng)用摘要：工程測(cè)量中的控制測(cè)量在今后的工程中將得到更廣泛的應(yīng)用，其在建筑施工中的作用，以及在公路工程控制測(cè)量、GPS施工控制測(cè)量和在小型水電站中的控制測(cè)量的應(yīng)用就可以發(fā)現(xiàn)其重要意義。關(guān)鍵詞：控制測(cè)量測(cè)量施工GPS工程隨著社會(huì)的進(jìn)步，城市建設(shè)的飛速發(fā)展，測(cè)量日益成為城市工程的主題。工程測(cè)量學(xué)是研究是工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工和管理各階段中進(jìn)行測(cè)量工作的理論、方法和技術(shù)。工程測(cè)量是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)在國(guó)民緊急和國(guó)防建設(shè)中的直接應(yīng)用，是綜合性的應(yīng)用測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)。工程建設(shè)離不開控制測(cè)量，控制測(cè)量為城市工程建設(shè)的各個(gè)階段服務(wù)，是實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃、保證工程質(zhì)量的重要手段。在大型特殊鋼結(jié)構(gòu)工程的控制測(cè)量中，由于場(chǎng)地條件限制，加上控制網(wǎng)點(diǎn)位相對(duì)精度和內(nèi)部符合精度要求高，使得精密工程控制網(wǎng)與其他控制網(wǎng)相比較具有明顯的技術(shù)特性。比如在根據(jù)工程特點(diǎn)和需要建立獨(dú)立坐標(biāo)系、選擇適宜的投影平面、確定工程中央子午線；控制網(wǎng)圖形的優(yōu)化，高精度控制網(wǎng)有時(shí)需要附合在低精度控制網(wǎng)上，整個(gè)工程各個(gè)階段對(duì)測(cè)量精度要求不一致；工程控制網(wǎng)還要考慮與城市已有控制系統(tǒng)的銜接等，所以大型特殊鋼結(jié)構(gòu)工程的控制測(cè)量結(jié)合工程特點(diǎn)有一些特殊方法。建筑施工中的工程測(cè)量1.1施工控制測(cè)量建筑物平面控制網(wǎng)通常是根據(jù)依已經(jīng)建立的場(chǎng)區(qū)平面控制點(diǎn)為起算點(diǎn)，依據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，布設(shè)成建筑方格網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、建筑基線和十字軸線等形式。對(duì)于大型復(fù)雜建筑工程，在其周圍又存在著復(fù)雜的環(huán)境，建設(shè)工程要求快速建立高精度加密控制網(wǎng)，從而直接滿足復(fù)雜條件的定位需要，對(duì)于傳統(tǒng)建筑物平面控制網(wǎng)擴(kuò)展程序以及方法不能及時(shí)滿足施工要求，應(yīng)利用埋設(shè)具有強(qiáng)制對(duì)中的控制點(diǎn)，采用高精度加密控制測(cè)量，直接進(jìn)行三維空間定位，這在工程建設(shè)中將會(huì)越來越廣泛，并能確保定位精度和相鄰點(diǎn)點(diǎn)位誤差達(dá)到±3mm以內(nèi)。1.2場(chǎng)區(qū)控制測(cè)量在建筑場(chǎng)區(qū)的平面控制網(wǎng)測(cè)量中，目前控制測(cè)量主要手段是導(dǎo)線或邊角測(cè)量等傳統(tǒng)測(cè)量方法。由于在建筑施工中，堆積物多，一般施工場(chǎng)地狹小，采用傳統(tǒng)測(cè)量方法需要布設(shè)控制網(wǎng)，但控制點(diǎn)間的通視要求高，不容易在建設(shè)全過程保證使用。全球衛(wèi)星定位技術(shù)克服了這一劣勢(shì)，采用精密控制測(cè)量，也使精度得到保障，控制網(wǎng)復(fù)測(cè)和使用靈活。例如國(guó)家體育場(chǎng)即俗稱的'鳥巢”，它采用鋼結(jié)構(gòu)和中央電視臺(tái)新址都布設(shè)了首級(jí)的GPS精密控制網(wǎng)，設(shè)置了強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志，按C級(jí)網(wǎng)技術(shù)要求，基線平均邊長(zhǎng)小于200m,數(shù)據(jù)處理中采用高精度解算軟件選擇多種方案進(jìn)行優(yōu)化，使用雙頻高精度GPS接受機(jī)多時(shí)段長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)，并與GPS綜合服務(wù)系統(tǒng)的基準(zhǔn)站進(jìn)行聯(lián)測(cè)，建立了優(yōu)于±3mm的高精度場(chǎng)區(qū)工程控制網(wǎng)，提高了網(wǎng)的相對(duì)精度和成果的可靠性。1.3高程控制測(cè)量在現(xiàn)代工程中水準(zhǔn)測(cè)量仍是當(dāng)前工程建設(shè)高程測(cè)量主要方法。大型特殊鋼結(jié)構(gòu)工程一般布設(shè)一、二等獨(dú)立水準(zhǔn)控制網(wǎng)，水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)起算點(diǎn)于建筑場(chǎng)地周圍變形區(qū)以外的城市已有水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)形式可為單一附和、閉合網(wǎng)或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。建筑場(chǎng)地比較大時(shí)，水準(zhǔn)網(wǎng)可在建筑場(chǎng)地較小時(shí)可一次布設(shè)。工程測(cè)量的應(yīng)用2.1公路工程控制測(cè)量現(xiàn)狀探討公路工程中首先引入GPS的是公路控制測(cè)量。公路控制測(cè)量是路線勘測(cè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，隨著對(duì)路線勘測(cè)提出了更高的要求，高等級(jí)道路的興建，又由于線路長(zhǎng)且己知點(diǎn)少，所以，采用常規(guī)手段不僅使布網(wǎng)困難并且很難滿足高精度的要求，然而GPS高精度的特點(diǎn)正好可以滿足這一要求。從上個(gè)世紀(jì)以來,很多公路工程部門便開始GPS定位技術(shù)在公路控制測(cè)量中的應(yīng)用。如應(yīng)用GPS進(jìn)行了控制測(cè)量的技術(shù)并在江蘇徐連高速公路、云南元磨公路、江蘇寧通公路等進(jìn)行了有益的實(shí)踐。目前國(guó)內(nèi)己逐步采用GPS技術(shù)建立線路首級(jí)高精度控制網(wǎng),如在廣惠高速公路，青銀高速公路,滬寧高速公路等公路控制測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。此外，在特大橋梁、隧道外控制的施工，也特別需要高精度控制測(cè)量°GPS技術(shù)也同樣應(yīng)用于特大橋梁和隧道貫通的控制測(cè)量中,由于無需通視，可構(gòu)成較強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)特別是對(duì)常規(guī)測(cè)量中無檢核的支點(diǎn)的量測(cè)提供了方便。2.2GPS施工控制測(cè)量由于超高層的建筑高度記錄隨著時(shí)間在不斷被刷新，而傳統(tǒng)的施工測(cè)量方法已經(jīng)很難滿足高層建筑施工的高精度測(cè)量要求，如何在風(fēng)振、結(jié)構(gòu)柔性、日照和焊接變形、建筑結(jié)構(gòu)壓縮變形等因素影響下準(zhǔn)確、迅速地完成高程傳遞、平面軸線控制,已成為現(xiàn)代影響超高層建筑施工的重要因素。世界最高建筑物應(yīng)該是阿聯(lián)酋迪拜大廈，它采用的是施控制測(cè)量方法很值得我們借鑒。該施工控制測(cè)量是由傾斜測(cè)量子系統(tǒng)和GPS定位測(cè)量子系統(tǒng)組成，并通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制測(cè)量功能。定位測(cè)量子系統(tǒng)由GPS接收機(jī)、GPS基準(zhǔn)站及全站儀組成。3臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在建筑施工頂層固定高桿上，作為施工控制點(diǎn)。GPS定位采用的是靜態(tài)模式接收衛(wèi)星信號(hào)，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。在它觀測(cè)完成以后，數(shù)據(jù)反饋到辦公室里來進(jìn)行處理，從而計(jì)算出所有測(cè)量控制點(diǎn)的坐標(biāo)。傾斜測(cè)量的子系統(tǒng)使用NIVEL200雙軸精密傾斜儀來進(jìn)行精確確定高塔在垂軸方向的偏差，通過連續(xù)的、實(shí)時(shí)的測(cè)量，測(cè)出結(jié)構(gòu)在垂軸方向的偏差，由于每20層安置一臺(tái)傾斜儀，總共8臺(tái)傾斜儀連成網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格控制誤差。同時(shí)根據(jù)在不同高度的不同傾斜儀數(shù)據(jù)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)傾斜改正。超高層建筑施工控制測(cè)量在應(yīng)用GPS定位技術(shù)這個(gè)新方法以后，確實(shí)比傳統(tǒng)方法有無法比擬的優(yōu)越性，很值得進(jìn)一步研究和應(yīng)用。2.3小型水電站中的控制測(cè)量對(duì)于附近流域的綜合開發(fā)，則經(jīng)常使用的是國(guó)家統(tǒng)一的平面直角坐標(biāo)系；對(duì)于引水式小型水電站，工程的核心是輸水隧洞的建設(shè)；對(duì)于測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，經(jīng)常采用的是任意直角坐標(biāo)系，這些對(duì)于測(cè)量的精度都有較高的要求，所以，在進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)應(yīng)該以隧洞的長(zhǎng)度為主要考慮因素，并且依據(jù)其長(zhǎng)度來確定布設(shè)的規(guī)格以及所選用的精準(zhǔn)度。水電站的分類里，常常將裝機(jī)容量在5000kw以下的稱為小型水電站，小型水電站施工建設(shè)主要包括引水洞（支洞）、壓力管、攔水壩以及廠房等?；旌鲜胶鸵叫∷娬境＝ㄔO(shè)在山地地區(qū)，因?yàn)檫@些地方出入不方便，在山上樹林茂盛，阻擋視線的物體很多，這給電站的地面控制測(cè)量工作帶來了特別大的困難。這類水電站的水頭一般都在30m以上，洞內(nèi)的橫向坡度在0.2%左右，所需建設(shè)的引水涵洞包括一個(gè)或一個(gè)以上，每個(gè)洞的長(zhǎng)度都小于2km，高程貫通所允許的偏差不能超過5cm，橫向貫通所允許的偏差不能超過10cm。在小型水電站測(cè)量工作中，主要有建立高層控制網(wǎng)以及平面控制網(wǎng)，對(duì)工程包括的地方要進(jìn)行繪制數(shù)字化地形圖。高水頭的小型水電站建設(shè)中，采用GPS與EDM導(dǎo)線相結(jié)合的測(cè)量方法是非常適用的。因?yàn)樾∷姷牡乩砦恢檬巧降鬲M谷地區(qū)，比較特殊，所以使用GPS測(cè)量的方法常要受地形地勢(shì)的影響，很難對(duì)水電站的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量而不能施工，最常的做法是在附近山脊等一些相對(duì)開闊的地方選擇合適控制點(diǎn)，然后使用EDM導(dǎo)線的方法進(jìn)行延伸，進(jìn)而把控制網(wǎng)布設(shè)到所需測(cè)量的所有地方；GPS觀測(cè)的時(shí)間對(duì)不同的地方，根據(jù)精度要求的不同而不同，一般在25min左右即可，檢驗(yàn)測(cè)量準(zhǔn)確性的方法主要有以下幾種：1）使用GPS方法，在不同的時(shí)間進(jìn)行重新測(cè)量，反復(fù)比對(duì)多次測(cè)量結(jié)果；2）使用全站儀測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的平距，將測(cè)量結(jié)果與GPS二維約束邊長(zhǎng)進(jìn)行比較；3）使用全站儀測(cè)量單角，將測(cè)量的角度值與GPS坐標(biāo)反算出來的值進(jìn)行對(duì)比。GPS在進(jìn)行二維測(cè)量時(shí)具有一定的精確度，但由于高程測(cè)量的效果差，誤差也常在10cm左右，這就不能滿足測(cè)量精度的要求。相對(duì)過去的方法，現(xiàn)代使用GPS與EDM導(dǎo)線相結(jié)合的方法進(jìn)行小水電站的地面控制測(cè)量，不光是精度好、效率高而且又省力，然而使用這種方法使用的作業(yè)儀器較多，需要的投入也相對(duì)較大。當(dāng)對(duì)高程測(cè)量精度要求低時(shí)，可以考慮使用高程測(cè)量的結(jié)果，而不必進(jìn)行其它的高程測(cè)量。EDM三維導(dǎo)線是進(jìn)行小水電站控制測(cè)量的一種非常好的方法，但布置控制點(diǎn)時(shí)，要盡量使導(dǎo)線成真伸狀，以便減少橫向貫通差，提高測(cè)量精度?？刂茰y(cè)量在今后工程建設(shè)中將會(huì)發(fā)揮越來越大的作用。