小區(qū)域控制測(cè)量-控制測(cè)量及等級(jí)（工程測(cè)量課件）

工程測(cè)量小區(qū)域控制測(cè)量GPS平面控制測(cè)量§5-5GPS平面控制測(cè)量

高等級(jí)公路建設(shè)中，采用了電子全站儀等先進(jìn)的設(shè)備，但傳統(tǒng)的測(cè)量方法受橫向通視條件的限制，加上方法的局限性，作業(yè)效率不高等，已不能滿(mǎn)足新的要求。迫切需要高精度、快速度、低費(fèi)用、不受地形通視等條件限制、布設(shè)靈活的控制測(cè)量方法。GPS在這些方面充分顯示了它的優(yōu)越性，因此在公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

一、GPS控制網(wǎng)的分級(jí)對(duì)于GPS網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用途。精度指標(biāo)通常以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)差表示，其精度按下式計(jì)算：

利用GPS技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)，由于其平面定位精度較高，所以用GPS技術(shù)建立測(cè)區(qū)的相應(yīng)等級(jí)的平面控制網(wǎng)是完全可行的。

根據(jù)公路及特殊橋梁、隧道等構(gòu)造物的特點(diǎn)及不同要求，GPS控制網(wǎng)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)共4個(gè)等級(jí)。各級(jí)GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)級(jí)別每對(duì)控制點(diǎn)平均距離(km)固定誤差a(mm)比例誤差a(mm)最弱相鄰點(diǎn)點(diǎn)位中誤差路線(xiàn)特殊構(gòu)筑物路線(xiàn)特殊構(gòu)筑物路線(xiàn)特殊構(gòu)筑物一級(jí)4.0≤105≤215010二級(jí)2.0≤105≤1025010三級(jí)1.0≤105≤1525010四級(jí)0.5≤10－≤20－50GPS控制網(wǎng)公路平面控制測(cè)量一級(jí)二等三角二級(jí)三等三角(導(dǎo)線(xiàn))三級(jí)四等三角(導(dǎo)線(xiàn))四級(jí)一級(jí)小三角(導(dǎo)線(xiàn))GPS控制網(wǎng)與常規(guī)平面控制測(cè)量等級(jí)關(guān)系表GPS測(cè)量的作業(yè)實(shí)施:(1)外業(yè)工作主要包括：①踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志。②野外觀(guān)測(cè)。③外業(yè)成果質(zhì)量檢核等。(2)內(nèi)業(yè)工作主要包括：①GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)。②GP測(cè)量數(shù)據(jù)處理。③技術(shù)總結(jié)等。二、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)在公路測(cè)量中，GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、沿線(xiàn)地形地物、作業(yè)時(shí)衛(wèi)星狀況、精度要求等因素進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，并編制技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)(或大綱)。

GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)必須顧及測(cè)站選址、衛(wèi)星選擇、用戶(hù)接收機(jī)設(shè)備裝置和后勤保障等因素。當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)位置和接收機(jī)臺(tái)數(shù)確定后，網(wǎng)的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在觀(guān)測(cè)時(shí)間的確定、圖形的構(gòu)造及每個(gè)測(cè)站點(diǎn)觀(guān)測(cè)的次數(shù)等方面。1．網(wǎng)形設(shè)計(jì)的一般原則(1)GPS網(wǎng)布設(shè)成由獨(dú)立觀(guān)測(cè)邊構(gòu)成的閉合圖形，如三角形、多邊形或附合路線(xiàn)，以增加檢核條件。(2)GPS控制網(wǎng)作為公路首級(jí)控制網(wǎng)，每隔5km設(shè)置一對(duì)相互通視的GPS點(diǎn)。當(dāng)作為施工控制網(wǎng)時(shí)，每個(gè)GPS點(diǎn)至少應(yīng)與一個(gè)相鄰點(diǎn)通視。(3)網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線(xiàn)向量的精度應(yīng)分布均勻。(4)GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)與已知高級(jí)控制點(diǎn)相重合。重合點(diǎn)一般不應(yīng)少于3個(gè)，重合點(diǎn)在網(wǎng)中的分布要均勻。

(5)GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合，平原、微丘地形聯(lián)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量不宜少于6個(gè)，但必須多于3個(gè)。；重丘、山嶺地形聯(lián)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量不宜少于10個(gè)。(6)GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在視野開(kāi)闊和交通便利的地方。(7)GPS測(cè)量不要求GPS網(wǎng)點(diǎn)之間相互通視，但須布設(shè)通視良好的方位點(diǎn)。方位點(diǎn)和GPS網(wǎng)點(diǎn)之間的距離不小于300m。2．GPS網(wǎng)的基本圖形的選擇(1)三角形網(wǎng)(2)環(huán)形網(wǎng)(3)星形網(wǎng)三、選點(diǎn)與埋石1．選點(diǎn)在選點(diǎn)之前，應(yīng)收集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況，以及原有測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的分布及保存情況，以便確定適宜的觀(guān)測(cè)站位置。GPS選點(diǎn)的原則(1)選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行踏勘，并實(shí)地核對(duì)、調(diào)整、確定點(diǎn)位。便于測(cè)量方法擴(kuò)展和聯(lián)測(cè)，還應(yīng)踏勘水準(zhǔn)路線(xiàn)。(2)點(diǎn)位便于長(zhǎng)期保存,交通方便，基礎(chǔ)穩(wěn)定，便于接收機(jī)的安置和操作，視野開(kāi)闊，視場(chǎng)內(nèi)不應(yīng)有高度角大于15°的成片障礙物的地方，便于用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展。(3)點(diǎn)位必須避開(kāi)對(duì)電磁波接收有強(qiáng)烈吸收、反射等干擾影響的金屬及其它障礙物，如高壓線(xiàn)、電臺(tái)、電視臺(tái)、高層建筑及大面積水域等。

(4)點(diǎn)位應(yīng)有利于公路勘測(cè)放樣與施工放樣，且距路線(xiàn)中心線(xiàn)的距離50m～300m。對(duì)于大型橋梁、互通式立交、隧道等還應(yīng)考慮加密布設(shè)控制網(wǎng)的要求。(5)對(duì)于基線(xiàn)較長(zhǎng)的GPS網(wǎng)，還應(yīng)考慮觀(guān)測(cè)站附近應(yīng)具有良好的通訊設(shè)施和電力供應(yīng)，以供觀(guān)測(cè)站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。(6)GPS控制點(diǎn)需要設(shè)方位點(diǎn)時(shí)，其目標(biāo)應(yīng)明顯、便于觀(guān)測(cè)，與GPS點(diǎn)的距離不宜小于500m，且與線(xiàn)路垂直。(7)點(diǎn)位選定以后，應(yīng)按公路前進(jìn)方向順序編號(hào)，并在編號(hào)前冠以“GPS”字樣和等級(jí)。當(dāng)新點(diǎn)與原有點(diǎn)重合時(shí)，應(yīng)采用原有點(diǎn)名。同一個(gè)GPS控制網(wǎng)中嚴(yán)禁有相同的點(diǎn)名。(8)選定的點(diǎn)位應(yīng)標(biāo)注于地形圖上，同時(shí)填寫(xiě)GPS"點(diǎn)之記”，繪制測(cè)站環(huán)視圖和GPS網(wǎng)選點(diǎn)圖。2．埋石(1)各級(jí)GPS點(diǎn)的標(biāo)石設(shè)有中心標(biāo)志。標(biāo)石表面應(yīng)有GPS點(diǎn)名及施測(cè)單位名稱(chēng)。(2)GPS點(diǎn)的標(biāo)石預(yù)制，亦可現(xiàn)場(chǎng)澆制。應(yīng)待沉降穩(wěn)定后方可使用。(3)GPS點(diǎn)位可利用基巖鑿成坑穴，埋人中心標(biāo)志并澆灌混凝土。(4)GPS點(diǎn)位于耕作地區(qū)時(shí)，應(yīng)埋設(shè)于非耕種地上，并露出地面少許；當(dāng)必須埋設(shè)于耕地時(shí)，標(biāo)石頂面應(yīng)埋設(shè)于耕種表土層以下。對(duì)冰凍地區(qū)，其埋設(shè)深度應(yīng)大于該地區(qū)的冰凍深度。(5)GPS點(diǎn)位于沙丘或土層疏松地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)增大標(biāo)石尺寸和基坑底層現(xiàn)澆混凝土的面積與厚度。(6)當(dāng)有牢固永久性建筑物可用以設(shè)置標(biāo)石時(shí)，可在建筑物上鑿孔埋人中心標(biāo)志并澆灌混凝土，其頂端外形尺寸為5mm。(7)利用原有平面控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)確認(rèn)該點(diǎn)標(biāo)石完好，并符合同級(jí)GPS點(diǎn)觀(guān)測(cè)與埋石要求，且能長(zhǎng)期保存。四、GPS測(cè)量的觀(guān)測(cè)工作1．天線(xiàn)安置(1)靜態(tài)相對(duì)定位時(shí)，天線(xiàn)安置應(yīng)盡可能利用三腳架，并安置在標(biāo)志中心的上方直接對(duì)中觀(guān)測(cè)。(2)天線(xiàn)底板上的圓水準(zhǔn)器氣泡必須嚴(yán)格居中。(3)天線(xiàn)的定向標(biāo)志線(xiàn)應(yīng)指向正北。(4)雷雨天氣安置天線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意將其底盤(pán)接地，以防止雷擊。(5)量取天線(xiàn)高。2．觀(guān)測(cè)作業(yè)

觀(guān)測(cè)作業(yè)的主要內(nèi)容是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤、處理和量測(cè)，以獲取所需的定位信息和觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。GPS外業(yè)觀(guān)測(cè)注意事項(xiàng)：(1)當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線(xiàn)等各項(xiàng)連接無(wú)誤后，方可接通電源，啟動(dòng)接收機(jī)。(2)開(kāi)機(jī)后，接收機(jī)的有關(guān)指示和儀表數(shù)據(jù)顯示正常時(shí)，方可進(jìn)行自測(cè)試和輸入有關(guān)測(cè)站和時(shí)段控制信息。(3)接收機(jī)在開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)后，用戶(hù)應(yīng)注意查看有關(guān)觀(guān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)、衛(wèi)星號(hào)、相位測(cè)量殘差、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及其變化、存儲(chǔ)介質(zhì)記錄等情況。(4)在觀(guān)測(cè)過(guò)程中，接收機(jī)不得關(guān)閉并重新啟動(dòng)；不準(zhǔn)改變衛(wèi)星高度角的限值；不準(zhǔn)改變天線(xiàn)高。

(5)每一觀(guān)測(cè)時(shí)段中，氣象資料一般應(yīng)在時(shí)段始末及中間各觀(guān)測(cè)記錄一次。當(dāng)時(shí)段較長(zhǎng)，應(yīng)適當(dāng)增加觀(guān)測(cè)次數(shù)

(6)觀(guān)測(cè)站的全部預(yù)定作業(yè)項(xiàng)目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料均完整無(wú)誤后，方可遷站。3．觀(guān)測(cè)記錄→自動(dòng)記錄①載波相位觀(guān)測(cè)值和相應(yīng)的觀(guān)測(cè)歷元。②同一歷元的測(cè)碼偽距觀(guān)測(cè)值。③GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)。④實(shí)時(shí)絕對(duì)定位結(jié)果。⑤測(cè)站控制信息及接收機(jī)工作狀態(tài)信息。五、GPS數(shù)據(jù)處理1．?dāng)?shù)據(jù)傳輸2．?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理3．基線(xiàn)解算4．網(wǎng)平差5．輸出打印工程測(cè)量小區(qū)域控制測(cè)量控制測(cè)量及其等級(jí)§5-1控制測(cè)量及其等級(jí)一．控制測(cè)量的定義在測(cè)量工作中，為了防止誤差的累積和傳播，滿(mǎn)足測(cè)圖和施工的要求，要進(jìn)行控制測(cè)量。

控制測(cè)量：測(cè)區(qū)→選擇控制點(diǎn)→控制網(wǎng)→外業(yè)觀(guān)測(cè)→外業(yè)資料→內(nèi)業(yè)計(jì)算→控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)（Xi、Yi、Hi）→統(tǒng)一全測(cè)區(qū)工作

二．控制測(cè)量的分類(lèi)

1．平面控制測(cè)量：測(cè)定控制點(diǎn)平面位置（X、Y）的工作。（1）導(dǎo)線(xiàn)（控制）測(cè)量（2）三角（控制）測(cè)量

2．高程控制測(cè)量：測(cè)定控制點(diǎn)高程H的工作。（1）水準(zhǔn)測(cè)量（2）三角高程測(cè)量三．控制測(cè)量的等級(jí)1．平面控制測(cè)量（1）國(guó)家平面控制網(wǎng)：導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)和三角網(wǎng)：一、二、三和四等、慣性大地測(cè)量、GPS控制測(cè)量。圖８－１三角網(wǎng)的布設(shè)圖８－２導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)的布設(shè)（2）小區(qū)域平面控制網(wǎng)（工程建設(shè)）→公路工程平面控制網(wǎng)

等級(jí)公路路線(xiàn)控制測(cè)量橋梁橋位控制測(cè)量隧道洞外控制測(cè)量二等三角——＞5000m特大橋＞6000m特長(zhǎng)隧道三等三角（導(dǎo)線(xiàn)）——2000m～5000m特大橋4000m～6000m特長(zhǎng)隧道四等三角（導(dǎo)線(xiàn)）——1000m～2000m特大橋2000m～4000m特長(zhǎng)隧道一級(jí)小三角（導(dǎo)線(xiàn)）高速公路、一級(jí)公路500m～1000m特大橋1000m～2000m特長(zhǎng)隧道二級(jí)小三角（導(dǎo)線(xiàn)）二級(jí)及二級(jí)以下公路＜500m中大橋＜1000m中長(zhǎng)隧道三級(jí)導(dǎo)線(xiàn)三級(jí)及三級(jí)以下公路————測(cè)圖比例尺1：50001：20001：10001：500圖根點(diǎn)密度（點(diǎn)/M2）51550150（3）圖根控制測(cè)量圖根控制點(diǎn)：一級(jí)圖根點(diǎn)、二級(jí)圖根點(diǎn)圖根點(diǎn)密度

2．高程控制測(cè)量（1）國(guó)家高程控制網(wǎng)水準(zhǔn)測(cè)量：一、二、三、四和五等（2）小區(qū)域高程控制網(wǎng)（工程施工）→三、四等水準(zhǔn)測(cè)量圖８－３：水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)公路及構(gòu)筑物水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)測(cè)量項(xiàng)目等級(jí)水準(zhǔn)路線(xiàn)最大長(zhǎng)度（km）4000m以上的特長(zhǎng)隧道2000m以上的特大橋三等50高速公路、一級(jí)公路1000m～2000m特大橋2000m4000m以上的特長(zhǎng)隧道四等16二級(jí)及二級(jí)以下公路2000m以下的隧道1000m以下的橋梁五等10工程測(cè)量項(xiàng)目五小區(qū)域控制測(cè)量任務(wù)二控制點(diǎn)的選擇與造標(biāo)埋石§5-2控制點(diǎn)的選擇與造標(biāo)埋石一．控制點(diǎn)的選擇

1．平面控制點(diǎn)的選擇與埋設(shè)測(cè)區(qū)→搜集資料（地形圖和控制點(diǎn)）→控制網(wǎng)設(shè)計(jì)（圖上設(shè)計(jì)）→精度設(shè)計(jì)與估算→野外踏勘、核對(duì)、修改和落實(shí)點(diǎn)位。①相鄰兩導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)間要互相通視，地面平坦，便于量距和測(cè)角：②導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)點(diǎn)位土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定的地方，便于保存和安置儀器；③導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)點(diǎn)位地勢(shì)較高、視野開(kāi)闊的地點(diǎn)，便于施測(cè)周?chē)匦危虎軐?dǎo)線(xiàn)邊長(zhǎng)要選得大致相等，相鄰邊長(zhǎng)不應(yīng)懸殊過(guò)大；⑤導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)滿(mǎn)足視線(xiàn)超過(guò)障礙物1.3米以上。⑥路線(xiàn)平面控制導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)應(yīng)盡量沿路線(xiàn)布設(shè)（50m～300m），便于測(cè)角、測(cè)距、地形測(cè)量和施工放樣等。⑦在橋梁和隧道兩端應(yīng)布設(shè)至少兩個(gè)控制點(diǎn)。（1）導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量：導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)選擇要求導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的技術(shù)要求等級(jí)附合導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度(km)平均邊長(zhǎng)(km)每邊測(cè)距中誤差(mm)測(cè)角中誤差(

)導(dǎo)線(xiàn)全長(zhǎng)相對(duì)閉合差方位角閉合差

(

)測(cè)回?cái)?shù)DJ1DJ2DJ6三等302.0131.81/55000610—四等201.0132.51/3500046—一級(jí)100.5175.01/15000—24二級(jí)60.3308.01/10000—13三級(jí)———20.01/2000—12（2）三角測(cè)量：三角點(diǎn)選擇要求三角鎖：①各三角形邊長(zhǎng)接近相等（符合相應(yīng)等級(jí)規(guī)定），各內(nèi)角：30°～120°②點(diǎn)位土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，視野開(kāi)闊，通視良好，便于保存和施測(cè)。③在橋梁和隧道兩端應(yīng)布設(shè)至少兩個(gè)三角點(diǎn)④起始邊（基線(xiàn)）須進(jìn)行精密量距，地面要平坦。三邊網(wǎng)：①各三角形邊長(zhǎng)接近相等（等邊三角形），各內(nèi)角：30°～120°②盡量考慮中點(diǎn)多邊形和大地四邊形，以增加檢核條件。（1）水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固，便于保存、便于施測(cè)。（2）水準(zhǔn)路線(xiàn)盡量沿坡度小的路線(xiàn)布設(shè)，盡量避免跨河。（3）水準(zhǔn)點(diǎn)選擇要考慮高程控制網(wǎng)的加密和聯(lián)測(cè)。（4）水準(zhǔn)路線(xiàn)盡量布設(shè)為附合路線(xiàn)、結(jié)點(diǎn)網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)。（5）公路工程：水準(zhǔn)點(diǎn)距路中線(xiàn)：50m～300m，水準(zhǔn)點(diǎn)間距：1～1.5km。（6）在橋梁、隧道兩端、埡口及其他大型構(gòu)筑物附近應(yīng)布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。2．高程控制點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)）的選擇與埋設(shè)二、造標(biāo)、埋石1．造標(biāo)（1）普通標(biāo)石（2）尋常標(biāo)（覘標(biāo)）2．埋石控制點(diǎn)位置選好后，應(yīng)在地面上標(biāo)定下來(lái)，打一木樁并在樁頂中心釘一小鐵釘。對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的控制點(diǎn)，則應(yīng)埋入混凝土標(biāo)石或石樁，樁頂刻鑿十字或澆入鋸有十字的鋼筋作標(biāo)志。為了便于尋找，對(duì)每個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)并且繪“點(diǎn)之記”，即繪制點(diǎn)位草圖，注明尺寸。工程測(cè)量小區(qū)域控制測(cè)量全站儀導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量§5-4全站儀導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量一、外業(yè)觀(guān)測(cè)工作