测量与控制范文（精选12篇）
测量与控制 第1篇
目前随着测绘科学的迅速发展和测绘技术的日新月异,有许多新型仪器被应用到测量工作中。测绘业在20世纪90年代以前大地测量和地形测量主要采用经纬仪、测距仪、平板仪等光学和机械仪器。而进入90年代,随着计算机技术和通信技术的发展,测绘业也得到了全面的发展。随着GPS技术的出现和快速发展,GPS定位技术被广泛应用于各种测绘工作当中。尤其是在各种等级的控制测量方面,GPS技术已经基本取代了常规控制测量而成为主要测量手段。
本文通过常规控制测量方法及GPS控制测量为例,对精度分别进行比较分析,说明二者在平面控制测量方面以及在高程控制测量方面的精度高低。提出建议,在控制测量中,应该应用哪种方法进行测量才能得到更高精度的三维坐标。
1 控制测量概述
1.1 常规控制测量
首先在全测区范围内选定一些控制点,构成一定的几何图形,用精密的测量仪器和精确的测算方法,在统一的坐标系统中,确定它们的平面位置和高程,再以这些控制点为基础,测算其他碎部点的位置,这就将控制测量工作分为平面控制测量和高程控制测量两种。具体控制测量的过程是首先在实地选点埋石、外业观测、平差计算中获得数据。
1.2 GPS控制网的布设
由GPS测量的误差源可以看出:GPS网的设计已免除了测角、边角同测和测边网等的传统要求,它不需要点间通视,也不需要考虑布设什么样的图形,更不需要考虑图形强度,不需要设置在制高点上,所以,GPS网的设计是非常灵活的,只要在测区内的适当位置上安置GPS,就可以进行同步观测。但也应该注意:1)GPS基线长度不要过长;2)应构成封闭式闭合环和子环路;3)应尽量消除多路径影响,防止GPS信号通过其他物体。
在一个平差问题中,当所选的独立参数X的个数等于必要观测数t时,可将每个观测值表达成这t个参数的函数,组成观测方程,这种以观测方程为函数模型的平差方法,就是间接平差。间接平差是通过选定t个独立的参数,将每个观测值分别表示成这t个独立的参数的函数,建立函数模型,按照最小二乘原理,用求自由极值的方法解出参数的最或然值,从而求得各观测值的平差值。
1)间接平差的函数模型是:
令
2)间接平差的随机模型是:
D=σ02Q=σ02P-1 (3)
在实际应用中,是以平差值(最或然值)代替真值,残差代替真误差,即:
称之为误差方程。由于误差方程的个数是n,待求量
3)间接平差的基础方程及其解。
误差方程:
按照求函数自由极值的方法,得:
转置后得:BTPV=0。
把误差方程代入上式,则误差方程的法方程:
令
那么,
得到
2 实例分析
2.1 常规控制测量平差
2.1.1 导线网平差
运用全站仪进行边和角度的三等导线测量。其中已知点坐标:LC01(-1 974 638.734 0,4 590 014.819 0,3 953 144.923 5),已知方位:LC0104的方位角为118°15′17″。
观测数据见表1,表2。
将数据输入到平差易软件经导线网平差后得中误差(精度),见表3。
2.1.2 水准网平差
采用水准仪进行三等水准测量。
观测数据见表4。
将数据输入到平差易软件经水准网平差后得中误差(即精度),见表5。
2.2 GPS控制测量的平差
测量时间为25 min一测站,采用3台GPS接收机同时观测。并将观测数据导入GPS平差软件经平差后得到中误差(即精度),见表6。
对上述算得平面坐标及高程的中误差(即精度)做差,如表7所示。
3 结语
通过对上述实例的比较分析,可以看出,常规平面控制测量的精度与GPS的测量精度相当,但在高程控制测量中,其精度却高于应用GPS的精度,因此,无论应用哪种方法进行控制测量都无法达到最精确,建议在控制测量中,运用GPS定位技术与常规控制测量技术联合测量的方法,以便得到高精度的控制点三维坐标成果。
摘要：应用测量误差的基本理论,通过实际观测对常规控制测量和GPS控制测量进行精度比较与分析,得出二者在平面控制测量方面精度相当,而在高程控制测量方面水准测量的精度略高于GPS高程控制测量的结论。
关键词：控制测量,GPS控制网,平差,精度
参考文献
[1]王金龙.误差理论与测量平差基础[M].武汉:武汉大学出版社,2005.
[2]卞正富.测量学(一)[M].徐州:中国农业出版社,2002.
[3]刘大杰.控制网测量平差[M].北京:测绘出版社,1985.
[4]张凤举,张华海.控制测量学[M].北京:煤炭工业出版社,1999.
[5]武汉测绘科技大学测量平差教研室.测量平差基础[M].第3版.北京:测绘出版社,1996.
控制测量与GPS实习大纲 第2篇
一、课程简介
【课程编号】：051358
【开课对象】：四年制本科：测绘工程专业
【学分】：3
【总学时】：48
【先修课程】：测量学、误差理论与测量平差基础、控制测量、GPS测量原理与应用等。
二、教学目标
通过本次实习，使学生理解和消化《控制测量》、《GPS测量原理与应用》课堂教学的内容，巩固和加深课堂所学的理论知识；熟练掌握GPS仪器设备的使用方法，学会使用GPS仪器进行控制测量的基本方法，培养学生的实际动手能力；培养学生GPS数据处理能力；培养学生GPS控制测量的组织能力、独立分析问题和解决问题的能力；培养学生的团队协作、吃苦耐劳的精神，养成严格按照测量规范进行测量作业的工作作风。
三、实习任务
每个作业班级（分4个作业小组）按要求完成10个点左右的E级GPS控制网的选点、组网、观测及数据处理的测量工作。
四、实习组织
实习组织工作由任课教师全面负责，每班配备1名教师担任实习指导工作。每班分4个实习小组，每组6～8人，小组设小组长一人，组长负责组内的实习分工和仪器管理。
五、实习地点
实习基地
六、仪器设备
每组仪器：
1．GPS接收机一台
2．脚架一个
3．电池四块
4．基座一个
5．天线一个
6．天线电缆一根
7．供电电缆一根
8．天线连接套杆一个
9．2米钢卷尺一把
10．工具箱一个
11．记录板一块
12．记录表格若干
13．小测伞一把
七、实习内容
1．编写《E级GPS控制网技术设计书》；
2．实地踏勘、选点、埋桩；
3．GPS野外数据采集；
4．GPS数据处理；
5．编写《GPS-E级控制网实习总结报告》。
八、实习计划
实习三周，共进行十五天，实习安排如下：
1．实习动员，踏勘、选点、埋桩一天；
2．编写《E级GPS控制网技术设计书》二天；
3．GPS野外数据采集六天；
4．GPS数据处理（基线解算、网平差）四天；
5.编写GPS控制网实习报告，上交资料二天。
九、实习总结编写要求
总结报告编写格式如下：
(一)封面：实习名称、时间、班级、小组号、编写人及指导教师姓名。
(二)目录。
(三)前言：说明实习的目的、任务和要求。
(四)GPS控制网技术总结。包括：
第一部分 概述
(1)、测区概况
(2)、作业依据
(3)、实习作业安排情况
(4)、实际完成工作量
第二部分平面坐标系统、高程系统、起算数据及资料应用情况
第三部分 作业方法、质量和有关技术数据
(1)、用仪器设备及软件应用情况
(2)、作业方法
(3)、成果完成情况，包括：
A．GPS控制部分:
基线处理情况
网平差情况
高程拟合精度分析
B．提交成果中需要说明的其它问题
C．GPS-E级控制点成果表
第四部分 结论
第五部分 提交成果资料清单
(五)实习心得总结：主要是实习心得，对实习的意见及建议。
十、提交实习成果
1、《GPS-E级控制网技术设计书》一份；
2、《GPS-E级控制网实习总结》一份；
3、GPS-E级控制点成果表一份；
4、GPS-E级控制点展点及通视图；
5、GPS点点之记；
6、GPS野外观测原始数据及平差计算资料；
7、GPS野外测量作业调度表；
8、GPS外业观测记录手簿；
十一、实习成绩评定
实习成绩评定依据：实习中学生的表现，仪器操作的熟练程度，数据处理时分析问题和解决问题的能力，仪器设备是否完好无损，所提交GPS控制网成果资料的质量，《GPS控制网技术设计书》和《GPS控制网实习总结》的编写水平等。
实习成绩评定等级：根据以上实习成绩评定依据，实习成绩分为优、良、中、及格和不及格五个等级，其中凡违反实习纪律，缺勤3天以上，实习中发生打架事件，发生重大仪器事故，未提交成果资料和实习总结等，成绩均记为不及格。
执笔者： 杨敏
审核者：
测量与控制 第3篇
摘要:简要介绍了地铁施工测量精度要求与施工测量工作特点,提出了施工过程测量控制要点,同时也提出了一些新的施工测量技术,供相关人员参考,从而在测量重要环节进行有效的控制,确保工程质量。
关键词:地铁施工 精度要求 测量要点 新技术
1 地铁施工测量精度要求
地下铁道测量工程的测量精度设计是根据工程的特征、施工方法、施工精度、设备安装精度和贯通距离等诸多因素确定的,它不仅要保证隧道和线路贯通,而且要满足线路定线和放样的精度要求。地下铁道测量的首要任务是保证隧道贯通,因此在地下铁道工程测量精度设计中,合理地规定隧道贯通误差及其允许值,是地下铁道测量的一项重要研究任务。目前在地下铁道测量中使用的测量贯通误差要求,大都来自铁道部《新建铁路工程测量规范》,它是根据山岭隧道贯通误差测量的实际统计资料计算出来的。该指标应用在主要采用盾构和喷锚构筑法进行隧道施工的地下铁道中,广泛应用于城市地铁,是否科学值得商榷。
一般认为地下铁道贯通测量误差应根据设计所给定的限界裕量(安全空隙)和隧道结构联结处的允许偏差两个主要因素来确定,当然还要考虑测量仪器设备的精度状况。如设计一般给定的隧道结构限界裕量每侧为100mm,则这100mm的限界裕量中应主要包括施工误差、测量误差、变形误差等。
2 地铁施工测量工作特点
①地铁工程建设期长,投资大,测量工作贯穿始终。②地铁工程有严格限界规定,为降低工程成本,施工误差裕量已很小 ,设计采用三维坐标解析法,所以对施工测量精度有较高的要求。③地铁联系测量是质量控制过程中的关键环节。④地铁隧道内轨道结构采用整体道床,铺轨基标测量精度要求高。⑤隧道及车站内的控制点数量多、使用频繁,应做好标志,加强维护,为地铁不同阶段施工及后期测量工作提供基础点位及资料。
3 地铁施工阶段测量控制要点
3.1 竖井联系测量
3.1.1 竖井联系测量方法与步骤 ①铅锤仪、陀螺仪经纬联合定向法。适用于各种平面联系测量,具有定向精度高、占用竖井时间少、劳动量和强度小,是一种先进的方法,应用广泛。②联系三角形定向法。该法对竖井的大小有要求,作业时占用竖井时间长,劳动量和劳动强度大。③导线定向测量法。采用全站仪进行导线测量的方法进行定向,垂直角不大于30°。对使用的仪器、设备等均有较高的要求,因盾构井较大,比较适用于盾构法施工的隧道。④两井定向钻孔投点法:具有定向精度高,操作简便,占用井口时间少、劳动量和强度小的特点,非常适合矿山法施工的隧道。但需要在地面钻孔,审批手续繁杂,钻孔成本较高。
3.1.2 竖井联系测量建议 ①在趋近导线测量中,尽量使用高等级控制点起算,有条件时宜采用多条起算边,布设的导线点应组成闭合或附合导线形式。尽量减少地面控制测量对横向贯通误差的影响。②作业前需对使用的设备仪器进行一次严格的常规检查,作业过程中最好采用三联脚架、增加测回数、测量时停工等方法提高测角精度。③严格按照规范要求进行竖井联系测量,隧道施工中,贯通面一侧的隧道长度约1000m时联系测量应做3次,一般应在隧道掘进50 m、100～150m、距贯通面150～200m时分别进行一次,取三次的加权平均值指导隧道施工。贯通面一侧的隧道长度大于1000m时可以采取在距离贯通面1/2处通过钻孔投点或加测陀螺方位角的方法来提高定向精度。
3.2 地下平面控制网平差
3.2.1 以两站一区间为单位进行原则上以区间两端车站的施工控制导线点为依据,通过区间施工控制中线点或导线点组成附合导线,即车站控制边一区间控制中线点或导线点一车站控制边。当区间很长,有条件可分段进行。区间控制点间的距离在满足通视的条件下应尽量长,直线段如条件允许可达200m,曲线段导线点间距不宜小于60m。平差的新成果将作为断面测量、调整中线、测设铺轨基标及进行变形监测的起始数据。
3.2.2 导线联测时超限处理 ①首先对导线重新测量,导线联测不宜出现短边,直线段导线点间距约150m,曲线地段宜大于60m。确认导线联测无误后闭合差超限。②可以合理改变起算点坐标,即起算边的方位,使导线闭合差满足规范要求。基本思路是通过比较由此引起区间内导线点坐标值和施工期间坐标差值,以差值尽量小为原则。
4 地铁施工测量中新技术的应用
4.1 定向测量 在地铁中,采用全站仪、垂准仪和陀螺经纬仅组成的联合作业方法进行竖井定向,该方法摆脱了传统悬吊钢丝的联系三角形法,不仅克服了受城市地铁施工场地狭窄制约,图形强度不易提高,占用井筒时间过长等缺点,而且采用双投点,双定向的方法,大大增加了测量检核条件,又提高了定向精度。在地铁复八线测量中所使用的GAK-1陀螺经纬仪标称精度为一次定向中误差为20mm”,实际作业时定向边的陀螺方位角和其改正数的测定误差,则定向边陀螺方位角误差可达到8”。在实际工作中我们又引进GAOS自动陀螺经纬仪定向系统,不仅操作方便,定向成果可靠,提高了定向精度。当隧道埋深较浅时,则采用导线测量方法和向地下传统坐标和方向,同样布设双导线加强检核和提高精度。当隧道贯通距离较长时,还可采用在隧道上钻孔,通过钻孔投测坐标或测定投测点陀螺方位角的方法提高定向精度。
4.2 地下铁道GPS控制网测量 早在1990年5月北京地铁复八线就采用GPS:行首级控制测量,控制网由10个点组成,布设成单三角锁形式,该网采用两台WH100单频接收机观测,异环闭合差为1.7 3ppm~2.89ppm,边长中误差为2.1mm,点位中误差为3.5mm。1994年由于城市建设的影响,原有GPS控制点有的被破坏,有的发生变形,需要对原控制网进行扩充,并对原控制点的稳定性进行评价。为此,在原GPS控制网的基础上进行扩充,新网共选设了13个点,其中3个点为一等点,7个点为旧点,新增6个点。考虑到地铁测量误差分配到GPS测量的误差精度要求(相邻点位中误差小于10mm),为加强控制网整体强度,1994年采用一次布设,两级观测、整体平差的原则设计和布设GPS网。一级网由两个重叠的大地四边形组成,二级网为一级网下加密的三角锁。
矿井测量中测量精度控制与优化 第4篇
1 制定与优化联系测量的具体方案
要做好矿井测量过程中对测量精度控制与优化, 首要的工作就是做好将矿区地面平面坐标和高程系统传递到井下的测量工作, 此工作在矿井测量中称作联系测量。这样才会对将来测量出的数据精度进行有效的、有目的的控制。在此情况下对于矿井测量工作中的联系测量的开始阶段, 必须编制与优化联系测量技术方案。从而解决矿山的联系测量出现精度差、效率低等不良现象。现阶段矿井联系测量阶段施工中常会用到一井定向测量。此方法通常分为地面测量和井下测量两个部分, 具体做法为在待测量井筒内悬挂两根钢丝绳, 将钢丝的首端牢牢的固定在井口的上方, 末端自由悬挂一个重锤自至定向水平。带此项工作完成后, 进行地面测量工作。在近井点部位按照导线测量的方式通过经纬仪测量两根钢丝所在的地面坐标的位置以及两个钢丝的确定点连线的方位角。通过在井下选定一个定向水平结合两钢丝测量坐标以及对应点连线的方位角、连接三角形角度和距离等观测值, 按照导线测量的计算方法, 求出由井下起始的导线点的地面标和起始导线边的方位角。由此可以通过测量事先井筒上下一致的目的。其量边误差为, 其中ma代表量边误差;φ为每边丈量次数;υ为算术平均数与实际值之差[2]。可见通过精度计算, 这种方法的误差相对较大。经过现代科技的发展, 在工程实践中可以运用激光的特性来优化与控制测量的精度。部分矿山已经在竖井施工中运用了激光铅垂仪。这个仪器是专门为垂直定向而设计的, 其基本工作原理与钢丝法一井定向相似。但是这种方法可以改变由于井下通风致使钢丝摆动而引起定向测量过程中的较大误差, 并且可以改善在钢丝较长的情况下钢丝不停地摆动需要增设很多附属设备的缺点。
此仪器的测量偷点步骤为: (1) 将激光仪的接收板放置在距离井筒壁3-10m处的临时支撑架上; (2) 将两个激光铅垂仪置置于井底中, 向井上的接收板发射激光进行投点。 (3) 将激光铅垂仪定时的旋转120°, 并且记录每旋转120°时在接收板上的投点位置。记录投点后取其中较精确的三点, 将其组成的三角形的内切圆中心确定为投点最终位置。 (4) 利用投点连接所形成的三角形进行坐标与起始方位的计算。当这种技术进行测量时激光铅垂仪必须要事先进行水准管整平工作, 否则会导致仪器不平整, 从而导致测量出现较大的误差。目前我国矿山常用的激光铅垂仪的长水准器角值大多数是20″/2m m, 根据这个指标我们可以准确的求出弧形水准管对应的半径R:, 其中l与θ为水准管分划l毫米所对应的圆心角θ。有此公式求得弧形水准管对应的半径R。由于在整平仪器时人眼会出现最小分辨率为0.1mm的误差, 所水准管的误差最小也为0.1mm, 则圆心角θ可以求出:θ= (0.1/1000) /R, 从而就可以求出由于整平工作所引起的误差为:m激=θ (R+H+h) , 其中H为井筒深度;h为接收板到地面的距离。根据工程实际中的运算这种方法的测量误差一般为0.006~0.009之间, 远远小于传统测量方案。
2 井下测量的控制与优化方法
井下测量的控制与优化方案主要包括平面和高程控制测量两部分的内容。平面测量控制主要是对经纬仪导线的误差控制, 高程测量误差控制主要是对水准和三角高程的误差进行有效控制。井下经纬仪导线的误差是由于在利用经纬仪测量过程中测角和量边存在着一定的误差, 从而导致了井下经纬仪导线测量的误差产生。这些情况所导致的误差可以分为测角误差和量边误差, 但是在实际的测量工作中引起测量精度误差的主要因素是测角误差。所以准确的控制测角误差就可以对误差精度进行有效的控制与优化。
其误差来源是[3]: (1) 仪器误差, 也就是由于仪器本身在制造过程中所造成的不可避免的误差; (2) 测角方法误差, 这种情况是由于瞄准和读数方法不正确所导致的误差; (3) 外界条件所引起的误差。
由于井下的条件相对较恶劣通风、照明、矿尘、井下温度等因素都有可能会导致测量精度相对较低的后果。通过工程经验计算可以求得井下经纬仪测垂直角的误差通常为:, 其中mc为瞄准所产生的误差;me为读数估算所产生的误差;mr为竖盘水准管居中所产生的误差;n为测回观测垂直角的次数。由此可以看出测角误差影响范围广因素多。为了更好的优化与控制测量精度, 就需要不断的将经纬仪替更新为全站仪, 这种仪器除了要人工进行瞄准工作以外, 其他工作都可以用仪器自行完成。这大大的减少了测量误差, 调高了测量精度。实践证明当利用测距精度为± (3+9qqms) mm、测角精度在±2级以上的全站仪进行单程测量的情况下, 测量精度可以达到4级水准, 从而满足了井下水准测量精度要求。
3 计算机辅助对矿井测量精度优化
随着计算机辅助运用到工程的每一个角落, 矿井测量精度的控制与优化也离不开计算机辅助。现阶段主要运用CAD强大的绘图功能来辅助井下巷道测量中的导线、施工放样线的设计与标定工作。利用传统方法反算导线点的坐标, 逐个求出导线点与设计中心线的距离, 然后再将其进行井下的标定, 此方法在工作当中不可避免的会产生偶然误差, 所以通过测量各个点位的控制坐标将其输入CAD图形中[4]测量距离。这样会大大减少工作强度, 同时优化了测量的精度。
参考文献
[1]罗志清.《测量学》经纬仪的测量方法和精度[M].云南大学出版社, 2009.
[2]李宏森.联系三角形测量在隧道竖井中的应用[J].工程建设与管理, 2009, 3 (6) :21-33.
[3]张国良.《矿山测量学》井下经纬仪的测角精度分析和测量方法, 中国矿业大学出版社发行科..
测量与控制 第5篇
南宁大桥拱肋吊装线形控制与测量技术
文章通过介绍南宁大桥在拱肋吊装安装定位过程中的`测量技术以及线形调整措施的工程实例,阐述了在非对称、大跨度、大吨位钢箱拱桥施工过程中拱肋的线形测量控制技术.
作 者：朱雄飞 李刚 方志刚 金鑫 ZHU Xiong-fei LI Gang FANG Zhi-gang JIN Xin 作者单位：中铁二局股份有限公司,四川,成都,610032刊 名：西部交通科技英文刊名：WESTERN CHINA COMMUNICATION SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(3)分类号：U448.22+2关键词：南宁大桥 外倾不对称 钢箱拱 线形控制 测量技术
测量与控制 第6篇
关键词：工程测量 质量 结构 建筑施工 分析
1 概述
随着现代测量技术的不断发展，数字测量技术在现代建筑工程测量工作中的应用不断增加。科学地使用数字测量技术能够提高建筑工程测量工作效率、降低测量工作的工作强度。通过数字化测量技术还有助于测量精准度的提高，保障建筑工程的施工质量。在我国建筑工程施工的过程中，工程测量不仅是工程施工的基本前提，同时还是工程质量的基本保障。因此，建筑企业要想建造出质量合格、实用性高的工程，就必须在测量的过程中打下坚实的基础。由此可见，在建筑企业施工的过程中，工程测量有着极其重要的作用。在测绘界，人们把建筑工程中的所有测绘工作统称为建筑工程测量。实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。可以这样说，没有测量工作为工程做铺垫，建筑工程就无法启动。建筑工程测量涉及到建筑工程的建筑设计、实地勘测、工程施工等各个环节，其质量将对整个建筑工程质量产生重要影响。只有精准、周密的工程测量工作才能保障工程的建设质量及建筑的交付使用。
2 高层建筑工程测量范围和技术
建筑工程的设计、施工、竣工、扩建维修及变形监测均要进行测量工作。建筑工程施工測量服务于建筑工程的每一个阶段，贯穿于建筑工程的始终。
建筑工程测量作用：在工程建设的各个阶段都离不开测量工作，都要以测量工作为先导。而且测量工作的精度和速度直接影响到整个工程的质量和进度。
建筑工程测量重要性：施工测量是影响施工质量的重要一环。测量放线为工程施工开辟了道路，提供方向。准确、周密的测量工作不但关系到一个工程是否能顺利按图施工，而且还给施工质量提供重要的技术保证，为质量检查等工作提供方法和手段。因此可以这样说：如果没有施工测量，工程施工将寸步难行，施工质量也将无从谈起。
复杂建筑工程测量技术应用越来越广泛， 用全站仪进行观测时，必要的观测数据，如：斜距、天顶距、水平角均能自动显示，而且几乎在同时得到平距、高差和点的坐标。因此全站仪的应用将越来越广泛。同时，由于建设规模日益增长，建设工程日趋复杂，造型独特的建筑物越来越多，导致工程测量的数据计算量增加。因此，应用AUTOCAD制图软件进行图纸分析，加快了处理测量数据的速度；减少了内业计算的工作量；加强了数据处理的准确性；避免了人工计算中的错误；提高了数据精度；尤其提升了曲线较多的工程的测量精度；高质量地满足了施工测量的需要。
3 建筑工程测量技术应用特点
3.1 建筑工程的沉降测量方法
建筑物在自重、施工人员、机械及其他荷载的影响下，势必会产生程度不同的沉降问题，为建筑施工与竣工应用造成了重大影响。测量人员必须使用精准的仪器设备进行观测，将建筑物沉降始终控制于可允许的范围内，才能保证建筑的安全性。因此，测量人员必须应对当前测量工作需求与现状，努力做好对于沉降测量的优化。其测量优化方法如：合理布设水准基点、优化设计沉降观测点、严格规范实际观测工作。
3.2 建筑工程的边坡测量措施
近几年来，我国建筑工程高度不断上升，地下室、地下停车场、购物、娱乐场所等的建设也不断完善，使得基坑开挖、边坡维护以及建筑自身沉降设计观测等工作均步入了全新的时代。测量人员必须在进行基坑开挖、工程施工之前，及基坑边坡支护结构支设完成之后，对坡顶的水平位移状况进行全方位精准动态的观察与测量，才能够避免基坑开挖时，出现坡面坍塌问题，对工程造成损失，以保证工程的顺利建设。具体来讲，建筑物边坡坡顶的水平位移测量可以通过以下几点方法来组织开展，比如：布置有效工作基点、合理地布置建设观测点、做好后期测量控制。测量人员在做好对于基础控制点以及观测点的布设之后，还要努力做好对于水平位移实际测量工作的控制，以保证测量工作的最终全面完成。
4 建筑工程测量技术应用的重要性和测量要点
建筑工程规划设计阶段的测量工作非常重要，分析建筑工程规划设计阶段的测量工作主要是为工程建设提供大比例尺地形图，通过地面人工测图与摄影测量成图方式完成建筑工程规划设计阶段的测量工作内容。地面人工测图是根据建筑工程总体到局部的原则，在测区内建立平面和高程控制网点，根据控制点测绘地形、地貌。现代测量技术的发展使得该项工作强度大大降低，通过具有电子速测仪与机助制图系统的多功能速测系统是需将地形和地貌特点整点的三维坐标数据输入制图系统即可完成系统的自动成图。建筑工程施工阶段测量工作是按照设计和施工要求建立施工控制网点，并以此为基础在实地上以要求的精度放样出建筑物与生产设备位置的工作，其是建筑工程施工与安装的基础依据，对建筑工程的施工有着重要的指导意义。
复杂建筑工程测量要点主要有以下几点：①复杂平面图形放线前，首先应充分学习图纸，熟悉图纸设计意图，弄清各种曲线图形的性质。在有多种曲线图形组成的平面图形中，应弄清不同曲线圆弧的分界点、各自的圆心、半径，有关的角度及相互之间的关系等各种因素。②对复杂平面图形的施工放线，应确定几根基准控制线及基准控制点，并由该基本控制线和基本控制点逐步导出其他各点、线的位置。③对各种不同性质的曲线图形，应建立合适的计算坐标体系，运用相应的数学公式，对施工放线测设时所需的数据进行计算，将复杂的图形、众多的数字进行计算、整理、简化，最终绘制成放线测设简图和有关数据表格，供实地放线测设时使用。④复杂平面图形的施工放线检查和校核工作十分重要。在计算放线测设所需的有关数据时，应同时计算检查、校核所需要的相应数据，以便实地放线测设时随时进行检查、校核之用。应注意的是，检查、校核所用的数据应用不同计算方法取得。⑤复杂平面图形的施工放线，应尽可能地使用高精度仪器进行测设，并定期检验，保持测设仪器的高精度。测设仪器的高精度是获得高质量放线测设的基础和保证。同时，测量人员应有专人负责，并建立完整的测设资料。
5 建筑工程测量质量控制
加强建筑工程施工测量各项管理制度的制定与实施。在测量成果交接、复测、施工过程检查等各个工程测量管理环节上必须执行有关管理制度、办法，以规范测量作业行为，保证测量成果质量，主要有：测量仪器的配置、调拨、使用、保养、标定管理制度；测量仪器的开箱、入箱及安置管理制度；测量仪器奖惩管理办法；桩橛复测、资料复核管理制度；构筑物关键阶段部位控制复核检查制度；施工过程放样测量的检查复核交底管理制度；原始测量资料的整理、归档管理制度；施工企业（项目经理部）工程测量管理办法；测量成果审核和批准制度；工程测量人员培训考核管理制度；工程测量人员考核办法及奖罚办法。
加大测量仪器的投入力度。当前建筑工程规模日益扩大，施工技术精度要求越来越高。因而在土建建筑工程的施工测量中，采用原有的测量方法和手段受到巨大冲击，有些必将被淘汰。建筑企业的管理者要有发展的眼光，结合自身发展需要，尽早引进实用的新仪器，以提高建筑施工测量质量，适应现代建筑工程快速、高效、优质的施工需要。
6 结束语
我国工程测量科技进步很大，发展很快，取得了显著成绩。随着经济全球化的发展，市场竞争的激烈程度不断加剧，而质量则是一个企业生存和发展的核心竞争力，质量管理在工程测量中的重要作用，最终明确了加强质量管理对工程测量具有毋庸置疑的重要作用，对整个工程项目减少事故发生所起的关键作用。
参考文献：
[1]石金峰，张振利，吴志伟.工程测量新观念及其若干发展[J].阜新矿业学院学报（自然科学版），1997（03）.
[2]杨重瑄.建工测量中的几个基本误差[J].江汉大学学报，1995（03）.
[3]张宝宏.建筑工程测量常见错误及应对措施探讨[J].科技风，2011（15）.
[4]黄玉婷.论建筑工程测量中存在的问题及对策[J].科学之友，2011（12）.
[5]龚逸.论现代建筑工程测量技术的应用[J].价值工程，2010
测量与控制 第7篇
随着测绘技术的发展,GPS测量技术的应用更加广泛,从常规的静态(快速静态)测量在高等级控制网到采用RTK技术应用于工程测量领域。但如何代替常规导线施测一级导线点,一直是一个有争议的问题。本文结合某测区采用静态GPS和RTK测量技术施测一级导线点的结果对比,认为通过采取一定的观测措施,采用RTK测量技术施测一级导线点,其结果完全可以满足城市测量规范中一级导线的精度要求,与传统导线测量相比能够极大提高工作效率。
2 RTK测量原理
RTK技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的,基准站通过数据链实时将采集的载波相位观测量及测站坐标信息一同发送给流动站,流动站在接收GPS卫星载波相位的同时,接收来自基准站的载波位置信息,并组成相位差分观测值进行实时处理,实时给出厘米级的定位结果。
3 RTK测量技术施测一级导线点
在已知点设置GPS接收机作为基准站,输入基准站坐标和转换参数等信息,启动基准站,其他GPS接收机作为流动站架设在若干待测点上,输入和基准站一样的转换参数等数据,开始RTK测量。流动站接收到来自基准站一样的转换参数等数据,开始RTK测量。流动站接收到来自基准站和GPS卫星的信息后,流动站自动求解整周模糊度进行初始化,初始化成功后可实时求解出流动站的厘米级坐标。
4 坐标转换参数的解算
GPS卫星观测采用的坐标系统为世界大地坐标系(WGS-84),而城市测量一般采用地方平面直角坐标系,需要求解两套坐标系统的转换参数。解算坐标转换参数的方法有两种:第一种是若测区已进行过静态GPS测量,可以直接将控制点的WGS-84坐标和地方坐标直接输入RTK手簿求解转换参数。第二种方法是流动站逐一到各个已知点上先采集WGS-84坐标,再输入对应的地方坐标,通过点校正拟合出转换参数。本测区我院刚布设过静态GPS测量,故此采用第一种办法直接求解转换参数。
本测区共布设了20个静态GPS点,从中选择分布均匀的12个点作为求解参数使用,其余8个点作为检校点位精度使用。
5 RTK测量技术要求
为保证作业精度提高成果可靠性在作业过程中注意了以下几个方面:
1)基准站位置选择。用电台进行数据传输时,基准站应选在测区相对较高的位置,用移动通信进行数据传输时,基准站必须选择在测区移动通信信号接收良好的位置。
2)流动站技术要求。RTK流动站观测时应采用三角架或强制对中杆,确保定位瞬间处于水平静止状态,每次观测历元数不小于15个,采样间隔为1 s,有效观测卫星数不少于5个,PDOP值不大于6。
3)数据采集技术要求。每个流动站要求初始化二次观测,水平残差和垂直残差小于2 cm,取两次中数作为最终结果。
6 RTK测量精度分析
1)检查测区内参与坐标参数转换的控制点残差。水平残差值在0.004～0.015之间,垂直残差值在0.01～0.021之间,表明坐标转换参数拟合精度较高。8个未参与求参的已知点坐标与RTK测量坐标相比,最大误差Δx=0.017 m,Δy=0.012 m,精度良好。
2)采用不同测量手段取得的坐标比较。为分析RTK测量点的真实精度,本测区随机抽取了24个RTK点采用静态GPS观测组成静态GPS网,坐标平差结果和RTK成果比较,最大误差Δx=0.019 m,Δy=0.016 m,大部分点位误差在1 cm内。
3)RTK高程与四等水准高程比较。为分析RTK测量点的高程精度,本测区随机布设了四条四等水准附合线路,共联测RTK测量点52个,其高程互差呈现偶然性,最大偏差0.024 m,最小为0.007 m。
4)分析结果。从以上数据可以看出,RTK测量点的平面坐标精度完全可以满足一级导线点的精度要求,高程精度只要高程点分布均匀,密度适中,可以达到四等水准的精度要求。
7 结语
RTK技术施测一级导线与传统导线方式、GPS静态测量方式相比,作业效率高,精度符合要求。只要在作业过程中采取有效措施,严格按操作规程作业,加强成果复检,完全可以替代常规导线或静态方式施测一级导线点
摘要：结合某测区GPS静态测量和GPS-RTK代替一级导线的对比,对提高GPS-RTK定位的精度、可靠性进行分析,认为只要采取一定的措施,GPS-RTK技术代替一级导线测量时能够满足点位精度和可靠性要求。
关键词：RTK,导线测量,精度
参考文献
[1]周忠漠.GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,2000.
数字化控制测量与碎部测量方法探讨 第8篇
数字化测图作为一种全解析机助测图技术, 与模拟测图相比具有显著优势和发展前景。目前许多测绘部门已经形成了数字测图的生产规模。作为测绘技术现代化水平的标志之一, 数字测图技术已逐步取代人工模拟测图, 成为地形测图的主流。数字测图技术的应用与发展, 极大地促进了测绘行业的自动化和现代化进程, 使测量成果不仅有绘在纸上的地形图, 还有方便传输、处理、共享的基础信息, 即数字地图, 它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。
1 数字化测图的特点
1.1 点位精度高
传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法, 其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差、测定地物点的视距误差和方向误差、地形图上地物点的刺点误差等影响, 图上误差可达±0.45mm。经纬仪视距法测定地形点高程时, 即使在较平坦地区 (0°~6°) 视距为150m, 地形点高程测定误差也达±0.06m, 而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。
1.2 改进了作业方式
由传统的手工操作, 变为自动记录、自动解算处理并自动成图。
1.3 便于图件的更新
城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化, 采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困难, 房屋的改建扩建、变更地籍或房产时, 只需输入有关信息, 经过数据处理后就能方便地做到更新和修改, 始终保持图面整体的可靠性和现势性。
1.4 方便成果的深加工利用
数字化测图的成果是按地物地貌属性信息分层存放的, 不受图面负载量的限制, 从而便于成果的加工和利用。比如, 房屋、管线、铁路、道路、水系、地貌等存于不同的层中, 通过打开或关闭不同的层得到所需的各类专题图, 如管线图、水系图、道路图、房屋图等。
2 数字化测图的一般过程
2.1 控制测量
控制测量分为基础控制测量和图根控制测量。
(1) 基础控制测量。
对于面积较大的地区平面控制测量是在国家三等以上大地点的基础上布设D级GPS网, 发展E级GPS网;高程控制测量是在国家三等以上水准点的基础上, 对D级GPS网和E级GPS网进行四等水准连测。
(2) 图根控制测量。
在城区一般不满足CPS观测条件, 所以一般采用二级导线和图根导线加密控制点以满足测图的需要;图根控制点的高程是在二级导线和图根导线施测的同时, 用测距高程导线方法获得。
2.2 碎部测量
野外数据采集使用全站仪用极坐标法进行碎部点测量, 使用全站仪内存自动记录, 记录结果以电子数据形式保存;仪器对中误差小于5mm, 测定向边长和定向点高程, 相邻测站要测1~2个同名地物点作为检查, 以防用错点或高程。测站要在测前、测中、结束时做好定向和定向检查。高程注记点采用三角高程方法测定, 仪器高、规标高量至毫米。使用全站仪进行碎部点测量, 每一个点的坐标都是3维坐标, 但高程可以根据需要取舍。、对于隐蔽地方的地形要素测绘可以利用全站仪支站和钢尺丈量距离交会等方法, 但要有必要的检核。
3 数据编码
野外数据采集仅用全站仪测定碎部点的位置 (坐标) 是不能满足计算机自动成图要求的, 还必须将地物点的连接关系和地物属性信息 (地物类别等) 记录下来。一般按一定规则构成的符号串来表示地物属性信息和连接信息, 这种有一定规则的符号串称为数据编码。数据编码的基本内容包括:地物要素编码 (或称地物特征码、地物属性码、地物代码) 、连接关系码 (或连接点号、连接序号、连接线型) 、面状地物填充码等。
3.1 连接信息
连接信息可分解为连接点和连接线型。当测点是独立地物时, 只要用地物编码来表明它的属性, 即知道这个地物是什么, 应该用什么样的符号来表示。如果测的是一个线状地物, 这时需要明确本测点与哪个点相连, 以什么线型相连, 才能形成一个地物。所谓线型是指直线、曲线或圆弧等。一般规定:1为直线;2为曲线;3为圆弧;0为独立点。
3.2 地形要素类别
地形图的地形要素很多, 一般将它们总结归类为10大类。
(1) 测量控制点; (2) 居民地和垣栅; (3) 工矿企业建筑物和公共设施; (4) 独立地物; (5) 交通及附属设施; (6) 管线及附属设施; (7) 水系及附属设施; (8) 境界; (9) 地貌与土质; (10) 植被。
一般地形图包括:
(1) 点状地物:控制点、独立符号、工矿符号等。 (2) 线状地物:管线、道路、水系、境界等。 (3) 面状地物:居民地、植被、水塘等。
3.3 数据编码
数据编码的目的是让计算机对野外采集数据进行自动处理。计算机根据编码判断地物类型和连接信息, 如果是点状地物则直接生成相应的符号;线状地物则根据连接信息自动画线并生成相应的线型;如果是面状地物则填充相应的符号。数据编码一般为8位数字。第1~2位表示地形要素的类别, 第3~5位表示连接信息, 第5~8位表示顺序码。
4 图形编辑
4.1 图形编辑的软件平台
图形编辑一般是在AutoCADR14以上软件平台进行。国内二次开发比较好的软件有:广州开思SCS2000、南方CASS6.0和清华山维等, 这些软件有较丰富的符号库和自动绘图功能, 再加上自己开发的补充软件, 基本上满足了各类测图的需要。
4.2 图形编辑的方法
图形编辑可以分为现场编辑和内业编辑。
(1) 现场编辑:是将全站仪和笔记本电脑相连, 把全站仪每一个数据直接进入电脑, 一边测一边编辑。现场编辑的优点是直观、不易错漏、一次性完成。现场编辑的缺点是外业投入的人员多、时间长, 易受笔记本电脑电池续航能力的影响。
(2) 内业编辑:是在内业将全站仪采集的数据传入计算机自动生成图形, 再进行必要的编辑, 然后用绘图仪喷绘地形图, 到外业进行核实、补充。内业编辑的优点是外业投入的人员少 (2~3人即可) ;缺点是错漏的可能性大, 需要反复外业核实。
4.3 编辑原则
(1) 避让原则:采用次要地物避让重要地物的编辑方法。
(2) 重复采集原则:凡不同性质 (或不同符号) 表示的地物边线重合且不可移位时, 一般应重复采集编辑 (在图形上) 。
(3) 面状地物封闭原则:面状地物的范围均应封闭。
5 结语
全野外数字化测图是大比例尺地形图、地籍图和工程图等的必要手段, 它将完全取代人工模拟测图, 具有精度高、速度快、更新方便等特点, 数字化图可以直接用于工程图的电脑设计, 也可以作为GIS的信息源。
参考文献
[1]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2002:182～184.
测量与控制 第9篇
GPS技术的优势在于测量的准确性较高、定位较快、测量时间较短, 尤其适用于野外勘察测量, 具有较强的便携性。GPS控制测量技术的基础技术是遥感技术和卫星定位技术。因此在开展测量时应该对接收设施、大气层、卫星轨迹等因素进行充分的考虑。
2 GPS测量出现高程精度误差的具体原因
一般情况下, 测量人员主要是运用卫星信号来进行导航定位。此时应该设置一个GPS接收机, 接收3 颗以上的卫星发出的信号, 然后再用一定的换算方法, 对卫星信号进行处理, 从而得到这些卫星与测量点在该时间段内的距离。在特定的时间段内, GPS卫星具有一定的空间坐标, 经过换算之后, 能够将该时间段内该测量点相对地球的三维坐标得出来。一般的测量步骤是接收卫星信号、进行参数转换、输出坐标值。然而如果遇到阴雨天等不理想的天气状况, 或者大气层中具有过多的干扰物质, 就可能对卫星信号的传输和接收造成干扰, 导致卫星信号的接收出现失真或者偏差, 这也是运用GPS控制测量技术进行工程测量时, 出现精度误差的主要原因。与此同时地质条件也会对测量精度造成一定的影响, 如果测量现场的地质条件具有强磁场, 也会干扰卫星信号。在工程测量中, 高程异常情况出现的比较频繁。就是密度分布不均匀的地下物质产生的异常重力影响了高程测量的结果。在工程测量中往往会进行GPS高程拟合, 就是用GPS对大地高进行测量, 再用水准对正常高进行测量, 对二者差异进行拟合, 得出似大地水准面, 然后经过一定的结算, 能够出高程异常。
图1 和图2 为某矿区使用不同已知点进行测量的E级GPS网, C级GPS点是C1-C4, 属于二等水准高程, 将其作为起算结果。E级GPS点为E1-E4, C2、C1 高程为200 多米, E2 和E1 共点, C4 的高程是572 米, C3 的高程是441 米, 矿区高程为700-900 米。对比图1 和图2 的测量结构发现, 在网形结构较差的情况下, 平面位置受到的影响不大。该测量实例中平面坐标的最大较差是31 米, 没有超出精度允许范围。但是E2 的高程较差为0.601 米, E1 的高程较差为0.448 米, 具有较大的高程误差。
3 控制工程测量中高程精度的具体途径
在工程测量中, GPS技术仍然具有较大的优势, 然而如何应对GPS控制测量中的高程精度问题关系到工程测量的准确性。在运用GPS进行工程测量时, 应该对其高程拟合要求和工作原理予以充分的考虑, 采取有效的措施来控制高程精度。
3.1 提高GPS接收仪的精度控制测量精度的要点在于控制卫星信号的接收质量。如果GPS接收仪的精度较低, 对卫星信号不敏感, 容易出现测量偏差。特别是野外工程测量往往会遇到比较复杂的地质条件或气象条件, 信号干扰较多。由于测量周围的地形复杂, 容易构成磁场, 干扰信号。因此应该进一步提高GPS接收仪的精度, 选择精度更高的GPS接收仪。高精度的GPS接收仪对信号变化的参数偏差更为敏感, 能够更加准确地分辨正常工作信号和干扰信号, 保障计算选择的合理性和科学性。
3.2 尽量避免不良天气的干扰在野外测量中如果遇到不良天气, 大气对流层中的信号干扰物质较多, 对流较为强烈, 很容易对GPS接收仪的信号接收工作造成影响, 影响高程计算的准确性。在开展工程测量时尽量避开不良天气, 选择天气状况较好的时间来开展工程测量工作, 以免高程计算出现误差。
3.3 进一步修正电离层误差卫星信号会受到大气电离层的折射、反射和干扰作用, 导致GPS接收到的卫星信号出现较大的偏差, 因此应该采取适当技术措施进行修正, 主要的修正方式包括同步观测、电离层模型、多频观测。 (1) 同步观测。两个观测站的距离在20 千米之内, 进行同步观测, 以二者机械两端的观测差值为依据, 计算电离层测量精度, 对测量数据进行纠正。 (2) 电离层模型。使用电离层模型来对参数进行修正, 将得出的参数放置在电离层模型之中进行参数对比, 修正参数精度。 (3) 多频观测。在一个测量点上测量多个伪距, 然后对不同频率测量得到的伪距测量值的折射率差异进行计算, 得出折射改正数值, 对GPS测量精度进行提高。
3.4 选择测量点和测量基站测量点测量基站的选择也会对测量的精度造成影响。在选择测量点时要尽量避开比较复杂的地质情况, 避免分布不均匀的地下介质密度造成测量现场周围的较强磁场, 影响和干扰卫星信号的接收。
3.5 提高对天线测量精度的重视天线测量精度往往没有得到测量人员的足够重视, 事实上如果将野外作业天线设置成斜向上的发散状, 由于天线高程出现误差, 测量基站在测量该点的高程时也会出现误差。因此应该提高天线测量的精度, 避免较大的高程测量误差。
3.6 选择科学的高程拟合数学模型高程拟合必须在数学曲面模拟大地水准面模型中进行数据换算, 数学计算的精度也会影响高程精度, 造成待测点高程和正常点高程具有较大的差值误差。因此应该选择科学的高程拟合数学模型, 可以使用多面函数法、样条函数法、二次曲面拟合法、平面拟合法, 特别是二次曲面拟合法能够有效地降低数据参数误差, 具有较高的计算精度。
4 结语
测量与控制 第10篇
1 全球卫星导航定位系统 ( GNSS) 的发展情况
GNSS已经研制发展了很多年, 目前世界上已经投入运行, 技术发展得比较成熟的全球卫星导航定位系统有: 美国开发的GPS导航系统、俄罗斯研制的GLONASS导航系统、欧盟共同搞的Galileo导航系统以及中国自主研制的Compass导航系统。美国开发的全球卫星定位系统 ( GPS) 是所有导航系统中时间最久, 技术最成熟的。在进行控制测量的时候GPS导航系统可以进行较高精确程度的测量, 测量的相邻两点之间不需要再进行通视, 系统的测量反应速度相比起其他定位系统也要快很多, GPS这套导航系统的维护成本较低, 系统的操作方式简单方便, 目前已经被全球很多的公司应用于各种行业的控制测量工作中。
2 GNSS导航系统在控制测量技术上的操作解析
2. 1 GNSS在控制测量技术上的操作流程
GNSS通过测量点的资料收集、测量点选择与布网、测量点周围的外景观测、收集到的数据传输平差、测量修补作业、结果汇总。 ( 1) 测量点资料的收集和校对。在确定好要测量的地区后, 就要将这片区域的测算点、地区的地图收集起来。 ( 2) 选择合适的测算点以及布网。选点布网就是在收集到的地图上进行绘图作业。 ( 3) 测算点周围的外景观测。测算点周围的外景观测是指: 获取、接收、跟踪、处理由全球卫星导航系统发来的卫星信号, 通过信号进一步的获取周围环境的数据, 确定方位。测算点周围的外景观测作业需要考虑到数据的接收和卫星的供电。 ( 4) 数据传输和平差。数据接收完成后要几时的进行备份作业, 将需要更正的数据用特殊的传输格式进行传输和存储工作。 ( 5) 测量修补作业。如果在数据的传输、平差作业中没有达到测量标准, 就要进行平差作业。 ( 6) 结果汇总作业。按照相关的要求总结成果, 绘制相应的测算点图表。
2. 2 GNSS在控制测量布网作业的建议
GNSS导航系统在控制测量布网的设计依据是GNSS测量规范和测量任务书。GNSS控制测量布网设计应当符合相关的设计基准, 采用起算数据与坐标系统明确GNSS控制测量的成果, 具体包括位置基准、尺度基准以及方位基准等内容。也就是说, GNSS网的基准设计就是明确标记好GNSS控制测量网的起始位置。通常GNSS网形设计需要遵循以下原则: GNSS网中不可以有自由基线; 在每个观测站独立进行两次以上的观测活动; 基线类型不应当超过一定的数量; GNSS网和原地面网的重合点应当多于两个, 以便于两网之间的坐标转换; 尽量降低路径的影响, 在视野开阔、交通便利的地方选择GNSS点。为了确保GNSS控制测量结果的有效性, 就应当使GNSS控制测量的地理边缘线条能够组成图形, 例如三角形或五边形等。
3 提高全球导航系统的高程测量精度的措施
3. 1 全球卫导航系统高程精度测量出现偏差的原因
全球卫星导航系统在进行高程测量精度测量时会遇到很多的外部因素的干扰, 这些因素主要有: NGSS的大地高测量精度、公共点几何水准测量精度、NGSS高程拟合方法、公共点的分布状况和密度等。
( 1) 全球卫导航系统的大地高测量精度。要提高全球卫导航系统的高程测量精度就要获取精度高、准确性好的全球卫导航系统大地高程观测数据。采用大地高程测量精度的方法测量全球卫星导航系统出现偏差的原因有: 大气层中对流层的气流影响, 多路径效应, 电离层的电子影响, 天线高问题, 全球卫星导航系统信号衍射误差以及全球卫导航系统网图形结构绘制等。 ( 2) 公共点几何水准测量精度。一般情况下, 计算GNSS正常高的值是通过大地高减去高程异常值所得的差。而几何水准测量进度对高程异常值有显著地影响。即是否有足够精度的几何水准起算点, 直接影响着高程约束平差的精度。在实际的测量中, 水准测量的进度应当符合GNSS控制测量等级要求, 必须严格地检核测量起算水准点的高程, 避免出现差错, 影响到GNSS测量的高程精度。 ( 3) GNSS高程拟合方法。现今使用的几何水准高程测量方法对获得较高的精度有很大的帮助, 然而, 在测量时具有卫星的观测时间较长、测量消耗费用高、整个测量工作的量大等缺点。在进行GNSS测量时, 可以对一些GNSS点的高程进行水准测量, 再运用GNSS高程拟合的方法算出余下的GNSS点的高程。 ( 4) 公共点的分布状况和密度。高程控制点是否均匀分布在测区范围内, 高程控制点是否具有足够的数量, 也是影响GNSS高程测量精度的因素之一。
3. 2 提高GNSS高程测量精度的技术方法
由上述内容可分析得知, 影响全球卫星导航系统的高程测量精度的因素较多, 为了有效地降低这些因素对全球卫星导航系统高程控制测量的影响, 就应当正确运用相应的全球卫星导航系统高程测量技术方法。
首先, 利用与测量点同步的观测量进行求差。通常降低大气层内电离层、对流层、卫星星历的误差对全球卫星导航系统的高程测量精度影响的方法较多, 不过最为经常运用的方法就是同步求差法。同步求差法依据的是: 如果两个观测点之间的距离小于或等于20km, 而电离层、卫星星历的误差效果对两个同步观测站的影响基本一样, 同步求差的方法能够将两个同步观测站的误差基本消除。其次, 选择恰当的观测站站址。GNSS观测站的站址选择上应当符合相关的观测规定要求。如果观测站在城区, 那么还应当留意尽量降低多路径效应对GNSS高程精度的影响。GNSS观测站站址需要远离高层建筑物, 远离面积较大的水面。第三, 准确的量取天线高度。通常, 在野外作业时量取的是天线的斜高。量取时注意选择恰当的方法。如果使用的天线类型不同, 就应当注意天线相位中心的变化。第四, 简化全球卫星导航系统的图形结构设计。控制网的图形结构影响着GNSS控制测量的精度, 其中控制网中的基线数目和权阵对测量精度有着重要的影响。因此, 在GNSS控制测量中, 必须简化GNSS网的图形结构设计方式。控制网的图形结构设计应当综合考虑全球卫星导航系统测区的实际情况、绘图的进度要求、接收机的实时情况、卫星的工作情况等。第五, 选用恰当的高程拟合数学模型。目前, GNSS高程精度在拟合通常采用的是二次曲面拟合法。
4 结束语
总而言之, 全球卫星导航系统在控制测量方面有操作简单、系统对信息的处理上反应快、系统的导航精度高的特点。在全球通信, 精度测绘等等方面都发挥这重要的促进作用, 各个导航系统的科研部门应当将新开发出的科学技术, 应用于导航系统中, 让全球卫星导航系统能达到更高的高程精度。
参考文献
[1]薛志宏.GNSS动态变形测量关键技术研究.解放军信息工程大学, 2012 (04) .
[2]牛虎林, 罗永贤.GNSS-RTK测量精度分析与质量控制.甘肃科技, 2014 (09) .
测量与控制 第11篇
【关键词】RTK；可靠性；测量精度
1.RTK技术的原理与应用
实时动态（RTK）差分定位原理是在基准站上设置GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测。根据基准站的已知三维坐标求出各观测值的校正值（坐标改正数、距离改正数或载波相位），并通过无线电通讯传输设备将校正值实时发送给各流动站，流动站将接收的GPS卫星信号与基准站传来的校正值进行差分计算，从而实时高精度地解算流动站的三维坐标。其工作原理它的系统由GPS接收设备，无线电通讯设备，电子手簿，蓄电池，基站和流动站天线及连线配套设备组成。目前，双频GPS接收机使用RTK技术，在10km范围内，实时定位精度可达到厘米级，已广泛应用于地形测量、地籍测量及各种工程测量等碎部点的数据采集及工程放样中。实时动态差分定位是GPS技术发展的一个新突破，它即克服了常规测量要求点间通视，费工费时而且点位精度不均匀，同时又避免了GPS静态及快速静态定位需要进行后处理。如果采取适当的测量措施，使其满足一、二级控制测量精度要求，将大大减轻测量作业的劳动强度，提高作业效率。
2.RTK定位精度及可靠性因素分析
RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，主要有以下几个因素。
2.1初始整周模糊度(初始化)
在RTK测量的作业模式中，OTF法（即on the fly,属运动中解算整周模糊度，即在流动站运动状态通过观测至少5个历元，按一定算法求出整周模糊度之差）已有多种算法，是一种有前途的方法。
在OTF解算未知的模糊值时，至少需要有5颗共同卫星，卫星数越多，解算模糊值时的速度越快，越可靠。研究表明，卫星数增加太多对提高RTK点位精度不显著，但可提高观测成果的可靠性。
2.2基准站与流动站间的数据传输
由于RTK技术是在两台GPS接收机间加一套无线电通讯系统来完成，在流动站完成初始化后，将基准站传送来的载波观测信号和流动站接收到的载波观测信号进行差分处理，实时求解出两点间的基线值，进而由基准站的坐标求得流动站的WGS-84坐标，通过坐标转换，即可实时求得流动站的坐标并给出其点位精度。因此，基准站和流动站的观测质量好坏以及无线电信号传播质量好坏对定位精度影响很大，主要包括卫星星数、大气状况等。
2.3GPS的测量误差
对流层和电离层都会对GPS信号传播造成影响，基线越长，影响越大。当基线较短时，其影响能够模拟，残差可通过观测值的差分处理得到削弱或消除。环境对RTK影响的主要因素有地形、基准站与流动站之间的障碍物、覆盖物、多路径效应误差、电波干扰等。观测方案和观测者的操作对RTK结果的质量和可靠性影响也很大，如：基准站位置的选择、校正点的选取、对中误差、天线姿态、观测次数等。
3.RTK精度可靠性试验方法
3.1用静态测量结果进行试验
作为RTK测量起算数据的高级控制网,一般用GPS静态获得,具有很高的可靠性。为检核坐标转换参数、已已知点纳入到测量链中的方式进行检查,这是一种十分有效的方法,可在任何情况下时使用。即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，批量作业前用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。
3.2双基站或多基站试验检测
在测区内同时建立两个以上基准站,每个基准站采用不同的頻率发送改正数据,流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据,从而得到两个以上解算结果,比较这些结果就可检验其质量状况。这种方法的变通是在不同时段两次架站,但缺点是工作效率较低,所以使用不多。
为保证RTK测量精度的可靠,在同一地区,可以建立多个固定的基准站点,并统一求解转换参数和基准站点的WGS-84坐标。在RTK测量过程中,对同一待测点,用不同基准站点分别测量坐标,在限差范围内求均值。有条件的单位或地区,即具有多套相同型号GPS-RTK仪器的单位或地区,可分别同时在多个基准站点架基准站,同一台流动站只需改变每个基准站发射电台的频道,就可分别测出对应不同基准站的同一点的坐标,不但起检验的作用,而且能提高RTK精度。
3.3不同时段测量试验
对于缺少其他检验条件的待测点,还可以用同一基准站在不同时段(如隔几天)测量,若结果不同,则必有一个是错误的,需再次测量;若结果在限差范围内,则说明测量值正确,可取中数。
3.4测前测后的控制点检验
为保证RTK测量的可靠性,建议在每个基准站点附近设立几个检验控制点,每次RTK作业前,在架好基准站，流动站初始化后,就测试检验控制点,以判断卫星信号的正测试检验控制点,再次检测卫星信号的正常情况,来判断前面所测点位的可靠性。有条件的话,在作业中,检测一下附近控制点,可随时判断卫星信号的正常情况。特别注意,在同一地区若有相同型号的GPS接收机,如果转换参数不同,容易发生在公共频道(或相同频道)接收了其他单位参考站发出的数据链而导致测量数据错误。因此,有必要对本单位的GPS接收机设置特殊的识别码,以防止接收错误的数据链,同时加强对控制点或相关地物点的检测判断。
4.试验分析
从上述那些问题可以看出
4.1应用GPSRTK实时定位技术进行城市低等级平面控制测量，平面点位精度一般优于±5cm，其高效率、灵活、误差不积累、厘米级的高精度越来越受到测绘人员的青睐。在满足CJJ/T73—2010相应技术要求下，可代替相应等级的常规导线测量。
4.2与静态、快速静态GPS测量相比较，RTK无足够的几何检核条件，笔者认为不宜用来作首级控制。在使用RTK布设加密控制点时要加强检核，若代替一、二级点时可以采取在不同的基准站上分别独立施测或设立双基站的方式施测，取中数使用，这样不但避免了粗差，而且使点位精度得到提高。
4.3RTK定位的数据处理主要是基准站和流动站间的单基线处理，而基准站和流动站的观测数据质量及无线电信号的传播质量对定位精度的影响极大。因此，把基准站设立在要进行RTK测量区域的较高点上，提高基准站和流动站天线的架设高度。基准站与流动站应同步锁定5颗以上的卫星，且PDOP值应小于6。
4.4RTK测点必须在求取WGS-84坐标到地方坐标系转换参数的高级控制点的范围内，同时尽量均匀分布，最高、最低点也尽可能选点。点校正应选择4个（含4个）以上精度较高、分布均匀的控制点进行，对校正值较差的控制点应舍弃。
5.结束
综上所述，应用RTK技术进行平面控制测量是可行的，主要得益于RTK自身定位理论的优良性，并在作业时注意基准站位置的选择、控制流动站到基准站之间的距离、为求转换参数（点校正）而选择具有控制和代表测区范围及高度的数量足够的公共点。这样，RTK完全可以满足低等级控制测量，且各点间不存在误差积累。RTK测量与GPS静态测量相比，较易出错，必须进行质量控制，尤其在控制测量中更要进行内部和外部的可靠检验。■
【参考文献】
［１］徐绍铨等.GPS测量原理及应用.[M].武汉大学出版社.2003.
［２］李本玉,高伟,胡晓.GPS实时动态定位技术的发展与应用研究[J]．矿山测量，2009.
测量与控制 第12篇
全球定位系统 (Global Positioning System, GPS) 是上世纪七十年代研究用于军事活动的新一代卫星导航定位系统。其观测特性具有全球适应性、全天候性以及实时精准性, 能够在全球范围内进行较高精度的三维导航以及目标定位, 且数据保密与信号稳定性较强。因此, 在野外工程测量、工程地质勘探以及远洋测量等方面得到了广泛的应用, 并取得了良好的效果。GPS系统主要包括空间卫星、地面监控站以及用户设备三个构成部分。
2 煤炭勘查中GPS在控制测量中的应用
建立施工控制网是煤炭勘察工作中测量控制工作的一个重要途径, 其主要是为煤炭矿区的工程建设与施工过程中的放样、竣工测量提供技术支持。其中, 施工控制网的布置是所有其他施工工作的基础, 其质量直接影响到整个工程的建设水平。所以, 工程建设施工之前要对工程建设规模和施工过程中的具体环境特点来详细分析, 并确定最终的施工控制方案, 保证后续的工程项目建设能够得到有效开展。在施工控制网布置过程中利用GPS技术能够显著减轻劳动强度、减少环境因素对工程建设的影响, 在煤炭矿山勘查过程中具有明显优势。在控制测量工程中利用GPS技术主要包括如下步骤。
2.1 勘查选点及埋石
由于施工控制网的主要作用在于为所有的工程勘查工作提供测量定位服务, 所以首级施工控制网应该布置在整个施工区域当中, 这样才能保证在后续的测量过程中能够为任一的测量控制点提供服务与支持, 或者通过可以在后续工作中通过加密对应的控制网定位点的方式来进行控制测量。同时, 在实际的工程勘查选点过程中, 要综合考虑建设项目的具体功能以及构筑物对定位精度的需要, 尤其是在一些建筑密集区域或者关键建筑物周围适当增加控制点数目, 并在考虑对应的施工控制网强度的基础上, 尽量避免网格所成锐角小于30°、钝角超过120°, 以确保工程测量控制网的强度达到勘查技术要求。
另外, 当采用GPS技术进行施工网的建立时, 要确保测点附近上访天空开阔, 尽量避开高压天线、发射塔或者接收天线密集区域, 以免GPS信号传输受阻。由于当前的工程测量中大多以采用全站仪技能型测量为主, 因此在控制网的布置过程中, 要保证有两个以上的通视控制点, 以免由于施工中出现控制点被人为移动或者被破坏而影响勘查精度。因此, 通常在选点的过程中必须根据施工场地的具体布置情况合理选择控制点, 避开人群活动的高密度区域, 减少控制点被移动或者被破坏的状况发生。最后, 还需要依照工程具体情况对控制网的合理程度以及方便性进行论证。总的来讲, 采用GPS进行控制网布局时, 需要考虑的因素包括: (1) 工程的具体布局; (2) 控制网布置过程总所采用的整体测量方法; (3) 施工工艺中所采用的工艺流程; (4) 施工区域范围内的地质状况; (5) 后续施工给工程测量控制点带来的具体影响。
2.2 坐标系的合理选择
为了保证施工控制工程的应用施工能够得到顺利的开展, 在施工控制网的布置与设计过程中应该确保设计工作中采用的坐标系相一致 (设计工作中一般采用国家坐标系) 。但是, 由于工程建设的需求呈现出复杂性, 勘查过程中不能仅仅只采用国家坐标系, 否则将使得长度变形较大, 影响工程勘察的精度, 尤其是在一些特大型煤矿勘查工程中, 这种问题十分明显。所以, 在煤矿勘察的控制网布置与设计工作中, 一般会要求施工过程中使用的坐标系与设计工作所采用的坐标系一致, 并使得局部施工控制网的变形程度最低。为了达到适应当前工程设计的实际应用目标, 通常需要在适当的时候采用局部独立坐标系来进行网格的布置, 通过形成局部控制网的方式来保证工程勘查精度。在实际的布置过程中, 要选择一个点位固定的控制点作为原点, 同时将其国家坐标系下的坐标值作为局部独立坐标系的计算坐标参考, 将国家坐标系的控制点连线方位角作为计算方位角, 将控制点的均高作为坐标的基准面, 通过观测边在基准面投影的方式来进行测量。通过这种局部独立坐标系的测量方法减少网格长度方向的变形, 满足工程实际测量以及设计过程中对局部精度的应用需求。
2.3 合理选择投影面
施工控制网的投影问题是施工控制网建设过程中经常会遇到的问题之一, 这主要是考虑到地球为非正圆, 在不同的高程面, 计算得到的边长长度会有所差别。但是, 这种差别在小规模的工程测量当中并不明显, 随着高程的增加而使得计算投影之后得到的边长变形增大。通常, 在确定施工控制网的投影面之前, 首先要确认工程设计投影面。尤其是对那些特大型煤矿工程而言, 这种影响就显得比较明显。因此, 在特大型煤矿勘查工作中要考虑地球曲率变化因素, 同时在实施施工控制网平差之前要确认设计过程中在长度设计时选择的具体为哪一个高程。
2.4 施工控制网的加密
施工控制网加密的工作一般是由后续的施工单位开展的, 所以若工程勘查获得的控制网格精度不能达到工程测量实际需要的精度时, 施工单位将通过控制点加密的方式对网格精度和密度进行提高。但是, 在加密之前要明确对应控制点的实际需要, 可以通过适当增加控制点的位置和功能等方式来进行。
2.5 施工控制网的维护
因为煤炭工程勘查工作的施工周期都较长, 而且作业队伍的种类以及来源都相对复杂, 但是勘查工作的精度要求却较高。因此, 为了确保工程测量得以顺利进行, 在整个勘查施工周期当中, 必须对施工控制网进行实时地维护。一般, 在施工过程中, 各种大型机械设备的应用比较多, 会对施工场地设置的控制点形成破坏。所以, 可以通过在施工控制网点周围设置对应保护措施的方式, 使得控制点尽量少地受到周围活动车辆以及人员的影响, 确保控制点的位置不受影响。当所选择的控制点设置在较松软的地基上, 或者在施工过程中需要将地下水排出, 这时将客观上使得控制点的位置精度受到影响。为了确保整个工程勘查的精度, 因此要对施工控制网进行周期性的复查, 确保每次复查的相关数据紧固一致, 而每次复查所采用的观测方式以及测量手段可以适当地进行改变。
3 GPS在工程测量中的应用
3.1 GPS在工程测量中的应用优势
GPS在工程测量中的应用较广, 尤其是在工程施工放样中得到了广泛的应用。在具体的实施过程中, 一般是使用全站仪等测量方法开展测量施工的, 当遇到测量障碍而不能开展测量工作时, 则需要使用载波相位动态实时差分 (GPS RTK) 技术进行测量定位。与传统的全站仪测量或者其他测量方式相比, RTK测量技术具有如下特点:
(1) 定位精度较高, RTK测量的理论精度可以达到1cm+Ippm (平面) , 2cm+1ppm (高程) ; (2) 能够进行快速的三维坐标测量, 理论上通过RTK能够在2s得到三维坐标; (3) 能进行远距离勘查作业, 且操作便捷, 具有较高的作业效率, 通常作业半径可以达到。同时, 其自动化程度较高, 在实际的勘查过程中, 观测人员只需要设置好基准站之后, 就可以在流动站上进行后续的操作, 诸如卫星捕获、跟踪观测等相关工作都可以由设备自动完成; (4) 测量站之间不需要进行通视, 而且各个观测值都采用独立观测的方式, 没有误差累积的影响, 可以获得很高的定位精度, 有效的提高了测量工作的效率。
3.2 利用GPS RTK技术的工程测量步骤
(1) 环境预测的观测。为了使得勘查数据数据更加科学、完整, 可以采用卫星预报的方式来获得最佳观测时间段, 从而使得所观测得到的数据更精确、观测卫星的几何分布更好, 定位精度自然更高。若需要获得准确的卫星分布情况时, 可以使用Planning进行查看, 同时根据预测结果对工作进行合理计划。
(2) RTK放样施工。首先, 需要设置基准站, 在野外作业过程中可以将控制点作为基准站。但是, 当所设置的基准站位置有差别时, 则相对应的设备操作步骤也有对应的差别, 诸如坐标系、设备高、中央子午线等参数都需要进行对应的重新设置。其次, 流动站设置方法较多, 通常可以采用结合已知观测点参数进行计算矫正的方式以及在设备中进行四参数、七参数转换的方式进行设置。再次, RTK放样是要将电台频率与基准站电台的调谐至一致, 并确认电台接收通道与接收卫星的数目一致之后, 在进行精度测量的评定。最后, 进行后续的内业处理工作, 主要是对相应周期内完成的放样点在计算机的外业数据进行处理。
参考文献
[1]朱国顺.李建科.浅谈GPS在工程测量中的应用[J].城市建设, 2010 (30) .
[2]王红兵.谈GPS在现代工程测量中的应用[J].科技信息, 2010 (32) .
