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1、第七章 施工控制测量,第一节 施工控制网概述 施工控制网是专门为工程建设施工而建立的，是工程施工放样的基础，其有别于勘测设计阶段所布设的测图控制网，一般而言，测图控制网不能代替专用施工控制网。,一、布设施工控制网的必要性,测图控制网和施工控制网的比较： 点位分布：测图控制网点位均匀，施工控制网根据工程的要求疏密有别且针对性强。 精度：测图网的精度与测图比例尺有关系，施工控制网则根据工程的性质和具体要求来决定，一般工程控制网精度高。 点位的安全性：测图控制网的点位损失率高，而施工控制网保管的要好一些。,二、施工控制网的特点,（一）控制网点位置应考虑到施工放样的方便控制范围小，密度大，精度要求高
2、面积一般在1Km2内，主轴线要求2cm，4Km以内的隧道相对开挖横向误差 5cm；,（二）施工控制网精度较高且具有较强的方向性和非均匀性 桥梁长度 隧道贯通,（四）投影面选择 大地控制和测图控制一般选择参考椭球面、高斯投影面，有长度变形产生。而施工控制网则选择施工区的平均高程面，以作为数据处理的基准面。,三、施工控制网的布设原则,施工控制网一般分两级布设 一级主要为了放样建筑物的主轴线 二级主要为了放样建筑物的细部 （水利工程的首级网称为基本网，二级网称为定线网） 根据规模的大小施工控制网的网形也不相同。,四、平面施工控制网布设形式,A B,C D A B E F, , , ,五、高程控制网,
3、六、选点埋石、点之记,第二节水平角测量,特点： 水平方向值的归算 地面水平方向-椭球面 椭球面-高斯平面方向,第三节导线测量,特点：距离归算 施工投影面 参考椭球面 高斯投影面,距离归算,第四节导线平差计算,略,第五节GPS测量,GPS定位测量特点： 无需通视 精度高 速度快 自动化 全天侯,1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星。从此之后，世界各国争相利用人造卫星为军事、经济和科学文化等服务，大地测量学也取得了惊人的发展，迅速跨入了一个崭新的时代。,全球定位系统的产生、发展及前景,因为GPS定位技术，与美国的国防现代化发展密切相关，所以为了保障美国的利益与安全，限制
4、非经美国特许的用户利用GPS定位的精度，该系统除在设计方面采取了许多保密性措施外，还自1989年11月开始试验。,并于1991年7月正式实施所谓选择可用性(Selective Availability)政策，简称SA政策，即人为地施加误差以降低GPS卫星的星历精度和卫星钟频率精度，以限制广大民间用户利用GPS进行实时(或快速)和较高精度的定位。,1.3 美国政府的GPS政策,AS政策是美国国防部为防止敌对方对GPS卫星信号进行电子欺骗和电子干扰而采取的一种措施。,其他卫星导航定位系统的概况,全球导航卫星系统GLONASS (Global Navigation Satellite System)
5、是前苏联研制的。 GLONASS卫星星座如图1.2所示，共有24颗工作卫星(包含3颗备用卫星)，均匀分布在三个轨道面上，轨道面的倾角为64.8，运行周期为11小时15分；卫星信号采用了两种载波，其频率分别为1.6GHz和1.2GHz。该系统已于1995年全部完成，投入运行。目前该系统导航的精度，平面位置约为100m，速度为15cm/s，时间为1s。,全球导航卫星系统GLONASS,欧洲空间局(European Space Agency-ESA)也正在发展一种以民用为主的卫星定位系统,伽利略卫星导航定位系统,中国北斗卫星导航定位系统,一、GPS网选点的原则 1.便于保存 2.便于使用 3.避免干
6、扰（距源信号400m，220kv高压电50m） 4.点位适宜、便于发展（距放样的中线50300m）,二、GPS点的埋设,不同等级的GPS点位有不同的要求，可参考相关的规范。 点位埋设后应绘制“GPS点之记”,三、外业观测工作,1.作业的指标 2.天线的安置（高度量测） 3.观测作业（过程） 4.观测成果的记录,GPS网的精度和密度设计,根据国家测绘局2001年颁布实施的全球定位系统（GPS）测量规范，GPS网按其精度可分成了AA、A、B、C、D、E六级。,各级GPS网相邻点间基线长度精度用下式表示：,四、GPS外业观测成果的计算和检查,1、观测时段：测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的
7、时间间隔称为观测时段，简称时段。 2、同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。 3、同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称同步环，如图所示，当N大于2时，即可构成不同边数的同步环。,独立基线：由N台GPS接收机同步观测可得到基线边条数：,其中相互独立的边为：DJ=N-1 。这DJ条边间相互不能构成任何检核条件，称为独立基线。在J条基线边中，DJ条独立基线的选择有一定的任意性，参加同步观测的接收机的数量越多，选择的方式也越多。,1.基线解算及其检查 固定解的可靠性 单位权中误差（Rms） 模糊度检验倍率（Ratio）,理论上，同步环中各GPS
8、边的坐标差分量之和应等于0，但由于各GPS接收机间不严格同步，以及模型误差和处理软件的内在缺陷，该量不等于0（称为同步环闭合差），其值应小于下列规定：,网中相邻点间的距离中误差（mm）,同步环中的边数,2.同步闭合环检核,重复基线：同一条GPS边若观测了多个时段，可得到多个基线结果，这种边称为重复基线。B级以下各级GPS网要求，同一条边任意两个时段的边长差应满足：,异步图形闭合条件和重复基线坐标闭合条件是衡量精度、检验粗差和系统差的重要指标！,3.重复观测边的检核,独立观测环（异步环）：由非同步观测获得的独立基线向量构成的闭合环，简称独立环或异步环。 为了确保GPS成果的精度与可靠性，有效发现
9、粗差，GPS网中的独立基线必须构成构成一些独立环或附合路线，从而形成一些几何检核条件，如构成三角形网、多边形网或附合路线网。不同时段独立基线连在一起即构成GPS网。对于各级GPS网独立环或附合路线的边数应符合表中的规定。,4.异步闭合环检核,独立环或附合路线的坐标闭合差（环中或路线中各GPS边的坐标差分量之和与理论值之差）根据规范规定应满足： （2009规范),5.GPS测量的外部检查,形式：在实际的GPS作业中，一般并不是单独采用上面所介绍的某一种观测作业模式，而是根据具体情况，有选择地灵活采用这几种方式作业，这样一种种观测作业方式就是所谓的混连式。 特点：混连式观测作业方式是我们实际作业中
10、最常用的作业方式，它实际上是点连式、边连式和网连式的一个结合体。,混连式,n个点、设站m次、N台接收机,观测的时段数C,一个时段中用N 台接收机来进行同步观测时可组成非独立的基线向量,GPS 网中共有非独立的基线向量数,每个时段中可测定的独立基线向量,GPS 网中独立基线向量的总数,GPS 网的必要基线向量数,网中实际测定的独立基线向量数,网中的多余基线向量数,C = nm/N,N( N - 1 ) /2,J 总= CN( N - 1 ) /2,N - 1,J 独= C( N - 1),J 必= n - 1,C( N - 1),J 多= J 独- J 必= C( N - 1) - ( n -
11、1),五、GPS网平差处理,在WGS-84下进行无约束平差，主要是内部检验； 在地方坐标系下进行约束平差，实现坐标转换。 平差前要弄清楚以下参数： （1）椭球体； （2）中央子午线； （3）坐标加常数； （4）投影面、高程异常值； （5）起算点坐标。,六、GPS控制网技术总结,（1）测区情况； （2）任务来源； （3）单位、时间、依据； （4）仪器情况； （5）选点情况； （6）观测方法； （7）数据分析； （8）起算数据、坐标系； （9）GPS平差方法、软件； （10）工作量、定额； （11）各种附表，图； （12）需要说明的其他问题。,第六节高程施工控制测量,工测中的水准点一般用BM表示，
12、测量的方法一般几何水准或者是电磁波测距三角高程测量。 其他的工作程序和步骤同以前所学的高程控制测量的要求是一致的。,第七节施工控制测量成果的验收,一、选点埋石的检查与验收 二、控制测量成果的检查与验收 1.验收前需要提供的资料 2.验收的内容与方式,人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。,
