工程测量控制网

工程测量控制网测量控制网1、平面控制网2、高程控制网平面控制网的基本任务•在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网又称图根控制网•在施工阶段建立施工控制网•在工程竣工前后，建立以监控建筑物变形为目的变形监测网测图控制网控制测量目的与作用•为测图或工程建设的测区建立统一的控制网•控制误差的累积和传播•作为进行各种碎步测量的基准图根控制测量•图根平面控制常采用图根导线、GPS-RTK等方法施测•图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应超过图上0.1mm•常用比例尺地形图1平方公里图根点数比例尺1:5001:10001:2000数字成图法图根数64164图根导线布设形式•闭合导线•附和导线•支导线GPS—RTK图根平面控制测量•GPS-RTK即实时定位技术，是基于载波相位观测值、实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法，能够实时提供测站点的三维定位结果，并达到厘米级的精度。•可采用参考站RTK测量和网络RTK测量两种测量方法施工平面控制网•定义:为工程建设施工而布设的测量(主要指坐标)控制网。•该网通常分二级布设，第一级作为整体控制，第二级直接用于施工放样•布网形式:GPS网、导线网、三角形网、方格网等常规形式。•精度：施工控制网的精度由工程性质决定，一般要求精度不必具有均匀性，而应具有方向性，有时次级网的相对精度不低于首级网。•施工控制网的特点•（1）控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高。•（2）使用频繁•（3）受施工干扰大•（4）控制网的坐标是与施工坐标系一致•（5）投影面与工程的平均高程面一致•（6）有时分两级布网，次级网可能比首级网的相对精度高施工控制网建网步骤•(1)确定控制网等级•(2)确定布网形式•(3)确定测量仪器和操作规程•(4)在图上选点构网，到实地踏勘•(5)埋设标石、标志•(6)外业观测•(7)内业数据处理•(8)提交成果•施工控制网等级：GPS网、三角形网精度等级划分为二、三、四等和一、二级；导线和导线网精度等级划分为三、四等和一、二、三级。GPS测量主要技术指标平均距离（KM）固定误差（mm）比例误差系数（mm/km）最弱边相对中误差二等9≤10≤21/120000三等4.5≤10≤51/70000四等2≤10≤101/40000一级1≤10≤201/20000二级0.5≤10≤401/10000GPS控制网•布网形式：以三角形网为例优点：图形几何结构强，具有较多的检核条件，平差后网中相邻点间基线向量的精度比较均匀。缺点：观测工作量大一般只有在网的精度和可靠性要求较高使才单独采用这种图形GPS静态相对定位•作业方法：将两台或多台GPS接收机安装在基线的两端，同步观测4颗以上的卫星，观测时间45分钟以上•精度：基线相对定位精度可达5mm+1ppm*D•特点：观测精度和可靠性较高，主要用于国家级大地控制网的建立、地壳运动或工程变形监测网、精密工程控制网。GPS数据处理过程•原始观测数据的读入•外业输入数据的检查与修改：点名、天线高•基线解算的控制参数•基线解算•无约束平差：设置平差参数、平差分析、计算闭合环、平差•约束平差：新建椭球投影坐标系、导入控制点、控制点匹配、平差•成果检查•导出成果报告导线网•闭合导线：导线从已知控制点和已知方向出发，经过数点最后回到起点，形成一个闭合多边形•附和导线：由一个已知点出发开始测量，经过若干未知点，到达另一个已知点，然后通过平差计算得到未知点平面坐标的导线测量闭合导线•选点•外业观测•内业数据处理以御景湾为例外业选点注意事项：(1)相邻导线点间通视良好(2)点位应选在土质坚实并便于保存之处(3)在点位上，视野应开阔，便于进行施工放样(4)导线点在测区内要布点均匀，便于控制整个测区外业数据观测•导线从已知点B1点出发，沿着B1-A1-A2-A3-A4-A5-B1利用全站仪或水准仪采用测回法测出内角•利用钢尺、测距仪等仪器往返各测一次，求平均值内业数据计算1、角度闭合差的计算和调整（1）计算角度闭合差fβ（2）计算角度闭合差允许值fβ允（3）判断精度：当fβ≤fβ允时，满足精度要求，超过则重测。（4）计算角度改正数的方法：闭合差按相反符号平均分配到各角上；当fβ不能整除时，余数分在短边两侧的角上。2、导线方位角的计算可根据第一条边的方位角和调整后的内角（左角），推算其他各边的方位角。3、坐标增量计算及坐标增量闭合差的调整按坐标正算公式计算各边的坐标增，计算坐标增量闭合差、导线全长闭合差、导线相对闭合差及坐标增量改正值。4、计算导线点的坐标根据起点的已知坐标及调整之后的坐标增量，逐一推求。算完最后一点，再推算起点坐标以验核。附和导线和支导线附和导线：1、导线转折角的测量一般采用测回法观测。在附合导线中一般测左角。2、附和导线计算方式基本跟闭合导线一致。3、附和导线主要用于带状区域的平面控制。支导线：1、应分别观测左、右角，求平均值。2、它是由一个已知点出发，既不回到原出发点又不附合到另外已知点上。如果测量发生粗差，这种导线无法检核。因此，布设时一般不得超过二条边。方格网控制测量•由正方形或矩形组成的施工平面控制网，称为建筑方格网，或称矩形网。•方格网主要用于小区域方格网的布设原则：1、平面控制应先从整体考虑，遵循先整体后局部，高精度控制低精度的原则。2、方格网的主轴线应尽可能选择在场区的中心线或主要建筑物的中心线上，横轴线的端点应尽量延伸至场地的边缘。3、轴线控制桩应尽量投测在方格网的边上。4、通视良好，且不受施工的影响，以利于长期使用。方格网控制点测量方法依据场内的控制网利于极坐标或直角坐标的方法测量出主轴线，利用全站仪或经纬仪配合钢尺或测距仪加密形成方格网。平差计算点位优化变形监测网•为监测建筑物、构筑物和地表的位移及沉降等变形而建立的控制网。•变形监测网分为平面监测网和沉降监测网。•平面监测网可采用三角形网、导线网、GPS网（用于大型建筑物、滑坡等）和视准轴线（用于分散、单独的小型建筑物）等形式。•变形监测网设计原则1、变形监测网应为独立控制网，以避免起始数据误差的影响。2、变形监测控制点应埋设在沉降范围外，同时又不能将基准本布设在网的边缘。3、布网图形的选择。高程控制网•高程控制网主要是指国家一、二、三、四等水准网。•布设原则：从高级到低级、从整体到局部，逐级控制、逐级加密。•不同等级的水准网络需要的测量方法跟仪器、水准线路长度等均不同。•工程测量主要使用的为三四等水准控制网。•水准测量的基本原理利用水准仪器提供的一条水平视线，分别读出地面上两个点上所立水准尺上的读数，由此计算两点的高差，根据测得的高差再由已知点的高程推求出未知点的高程。水准路线•闭合水准路线：从一个已知水准点出发经过各待测水准点后又回到该已知水准点上的路线。•附和水准路线：从一个已知水准点出发经过各待测水准点付合另一个已知水准点上的路线。•支水准路线：从一个已知水准点出发到某个待测点结束的路线。要往返观测比较往返观测高差。三四等与等外高程控制测量•工程高程控制测量主要有两种方法：直接高程测量、间接高程测量•直接高程测量：利用水准仪、全站仪、GPS高程拟合等直接读取高程•间接高程测量：利用经纬仪、全站仪等仪器读取角度跟距离计算出待测点的高程值，主要用于山区高程控制测量，精度可达到四等水准三四等高程测量观测方法•1、双面水准尺•后视水准尺黑面，读取上、下、中丝读数；前视水准尺黑面，读取上、下、中丝读数。前视水准尺红面，读取中丝读数；后视水准尺红面，读取中丝读数。顺序为后前前后，黑黑红红。•2、三角高程测量原理•根据由测站向目标点观测的竖直角和他们之间的斜距或平距，以及量取的仪器高、目标高，计算出两点间的高差•三角高程测量一般采用对向观测，消除地球曲率和大气折光的影响变形监测变形监测的用途•变形监测指利用测量仪器或专用仪器对变形体的变化状况进行监视、监测的测量工作。•变形监测的目的：获得变形体的空间位置随时间变化的特征•变形监测分为动态变形监测和静态变形监测•变形监测的特点：重复观测、精度要求高、测量方法综合应用、数据处理要求严密。变形监测控制网的建立变形监测网要兼顾精度、灵敏性、可靠性、费用优化的原则变形监测网分为基准网、监测网两级。基准网由基准点和工作基点构成。监测网由部分基准点、工作基点和变形观测点构成。变形控制网•变形平面控制网采用三角形网、导线网、GPS网等构成，对于分散的建筑物可采用基线网的形式布设。•垂直位移监测网一般布设为环形水准网建筑物变形监测1、沉降监测2、水平位移监测