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大壩及巖土工程安全監測儀器生產公司

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工程測量知識交流
來源:四川葛南儀器有限公司 | 作者:葛南儀器 張主任 | 發布時間: 2018-01-18 | 2719 次瀏覽 | 分享到:
工程測量知識交流,直接供測圖使用的測圖控制點。圖根控制在基本控制網下加密,一般不超過2次附合。
  圖根平面控制常采用圖根導線、GPS RTK等方法施測;圖根高程控制常采用圖根水準、圖根三角高程導線等方法施測。
  圖根點相對于基本控制點的點位中誤差不應超過圖上±0.1 mm,高程中誤差不應超過基本等高距的1/10。
  圖根控制點的密度根據地形復雜、破碎程度或隱蔽情況來決定。平坦、開闊地區每平方公里圖根點的密度一般不低于下表規定。
知識點一、工程測量含義與分類:

知識點 工程測量含義與分類
  (一)含義
  是為各種工程在規劃(設計)、建設(施工或生產)、運營(管理或使用)階段,應用測繪學理論和方法,提供目標位置、形狀和大小保障和服務的活動。
  (二)分類
  (1)按測量精度:普通和精密工程測量。
  (2)按工程對象:建筑、水利、線路、橋隧、地下、海洋、軍事、工業、礦山、城市測量等。
  (3)按測繪資質分級標準:控制、地形、規劃、建筑工程、變形形變與精密測量、市政工程、水利工程、線路與橋隧、地下管線、礦山、工程測量監理。

知識點二、工程測量任務與內容:

知識點 工程測量任務與內容
  (一)工程測量任務
  主要任務是工程勘測,即為工程設計用圖需要而測繪各種比例尺地形圖,開展測圖控制網建立、地形圖測繪工作;并為工程地質勘探、水文地質勘探以及水文測驗等進行輔助測量。
  工程建設階段主要任務是施工測量和工程檢測。工程運營階段主要任務是安全監測。
  (二)工程測量內容
  主要包括控制網建立、地形圖測繪、施工放樣、工程檢測、變形監測等。
 
知識點三、工程測量的發展特點:
目前,工程測量的發展特點可以歸納為:
  1、 測量方案追求科學化和合理化;
  2、 測量過程趨向自動化、智能化、集成化、動態化和(準)實時化;
  3、 測繪成果呈現數字化、可視化和多樣化;
  4、 應用領域更加廣泛化。

知識點四、概述:


知識點 概述
  (一)控制測量與控制網
  控制測量指為建立測量控制網而進行的測量工作,包括平面控制測量、高程控制測量和三維控制測量。工程控制網指針對某項具體工程建設的測圖、施工或管理需要,在一定區域內布設的平面控制網和高程控制網,工程控制網建立一般采用gb50026-2007《工程測量規范》及相關專業測量規范作為技術標準。
  (二)工程控制網分類
  1.按用途劃分
  按照用途,工程控制網可分為測圖控制網、施工控制網、安裝控制網和變形監測網。
  2.按其他標準劃分
  (1)按照網點性質,可分為一維網(水準網、高程控制網)、二維網(平面控制網)、三維網。
  (2)按照網形,可分為三角網、導線網、混合網、方格網等。
  (3)按照施測方法,可分為測角網、測邊網、邊角網、gps網等。
  ……
  (三)工程控制網特點
  1.測圖控制網
  測圖控制網具有控制范圍較大,點位分布盡量均勻,點位選擇取決于地形條件,精度取決于測圖比例尺等特點。
  2.施工控制網
  具有控制范圍較小,點位密度較大,精度要求較高,點位使用頻繁,受施工干擾大等特點。具體而言,施工控制網的特點如下:
  (1)控制網大小、形狀、點位分布應與工程范圍、建筑物形狀相適應,點位布設要便于施工放樣,如隧道控制網的點位布設要保證隧道兩端都有控制點;
  (2)控制網不要求精度均勻,但要保證某方向或某幾點的相對精度較高,如橋梁控制網要求縱向精度高于其他方向精度;
  (3)投影面的選擇應滿足“控制點坐標反算的兩點間長度與實地兩點間長度之差應盡可能小”的要求;
  (4)平面坐標系可采用獨立坐標系,其坐標軸與建筑物的主軸線平行或垂直。
  3.變形監測網
  變形監測網除具有施工控制網的特點外,還具有重復觀測等特點。
  (四)工程控制網建立過程
  設計----選點埋石----觀測----平差計算。

知識點五、工程控制網方案設計:

知識點 工程控制網方案設計
  (一)設計步驟
  (1)根據控制網建立目的、要求和控制范圍,經過圖上規劃和野外踏勘,確定控制網的圖形和參考基準(起算數據);
  (2)根據測量儀器條件,擬定觀測方法和觀測值先驗精度;
  (3)根據觀測所需的人力、物力,預算控制網建設成本;
  (4)根據控制網圖形和觀測值先驗精度,估算控制網成果精度,改進布設方案;
  (5)根據需要,進行控制網優化設計。
  (二)坐標系選擇
  工程控制網一般采用國家統一的30帶高斯平面直角坐標系。如下五種平面直角坐標系可供工程控制網選用:
  (1)國家統一的3°帶高斯平面直角坐標系;(2)抵償投影面的3°帶高斯平面直角坐標系;(3)任意帶的高斯平面直角坐標系;(4)選擇通過測區中心的子午線作為中央子午線,測區平均高程面作為投影面,按高斯投影計算的平面直角坐標系;(5)假定平面直角坐標系。
  (三)工程控制網布設原則
  包括:①要有足夠的精度和可靠性;②要有足夠的點位密度;③分級布網,逐級控制;④要有統一的規格。
  (四)工程控制網布設
  1.測圖控制網
  測圖控制網一般基于國家坐標系布設成附合網,小型或局部工程也可布設成獨立網。通常該網先布設覆蓋全測區的首級網,再根據測圖需要分區布設若干級加密網,gps網可以越級布設或一次布網;
  平面控制網通常采用gps網的形式一次布網,也可首級網采用gps網的形式布設,加密網采用導線等常規形式布設。高程控制網一般采用水準網、三角高程網的形式布設;
  平面控制網的精度要能滿足1:500比例尺地形圖測圖要求,四等以下(含四等)平面控制網最弱點的點位中誤差不得超過圖上0.1mm,即實地5cm,這一數值可作為平面控制網精度設計的依據。
  2.施工控制網
  施工控制網一般基于施工坐標系(假定坐標系)布設成獨立網。該網通常分二級布設,第一級作為總體控制,第二級直接用于施工放樣;
  平面控制網通常采用gps網的形式布設,也可采用導線網、三角形網(含三角網、三邊網、邊角網)、方格網等常規形式布設;高精度的平面控制網可采用gps網與三角形網構成的混合網形式布設。高程控制網通常采用水準網形式布設。地下施工控制網通常采用微型邊角網、測距導線、水準路線形式布設;
  施工控制網的精度由工程性質決定,一般要求精度不必具有均勻性,而應具有方向性,有時次級網的相對精度不低于首級網。大型工程的施工控制網還要具有一定的可靠性。
  3.變形監測網
  變形體的范圍較大且形狀不規則時,可基于國家坐標系布設成附合網或獨立網;對于具有明顯結構性特征的變形體,最好基于獨立坐標系布設成獨立網;
  平面控制網通常采用gps網、導線網、三角形網形式布設。高程控制網采用水準網形式布設。
  變形監測網的精度由變形體的允許變形值決定,一般要求變形測定中誤差不超過允許變形值的1/10~1/20或1~2mm。變形監測網還要求有高可靠性和高靈敏度。

知識點六、控制網優化設計:



知識點 控制網優化設計
  (一)含義
  控制網優化設計指在一定的人力、物力、財力等條件下,設計出精度高、可靠性強、靈敏度最高(對變形監測網而言)、經費最省的控制網布設方案。
  (二)分類
  根據固定參數和待定參數的不同,控制網優化設計分為如下四類:
  (1)零類設計(基準設計)。是在控制網的圖形和觀測值的先驗精度已定的情況下,選擇合適的參考基準(起始數據)使網的精度最高;
  (2)一類設計(網形設計)。是在控制網成果要求精度和觀測手段可能達到的精度已定的情況下,選擇最佳的點位布設和最合理的觀測值數量;
  (3)二類設計(權設計)。是在控制網的網形和控制網成果要求精度已定的情況下,設計各觀測值的精度(權),使觀測工作量最佳分配;
  (4)三類設計(改進設計)。是對現有網或現有設計進行改進,從而改善控制網成果精度。
  (三)方法
  (1)解析法。解析法是通過數學方程的表達,用最優化方法解算。該法適用于各類設計。
  (2)模擬法。模擬法是根據經驗和準則,通過計算、比較和修改得到最優方案。該法適用于一、二、三類設計。
  一)施測方法
  1.平面控制測量
  平面控制測量通常采用gps測量方法,也可采用三角形網測量、導線測量等常規方法。
  gps網、三角形網精度等級劃分為二、三、四等和一、二級,導線和導線網精度等級劃分為三、四等和一、二、三級。
2.高程控制測量
高程控制測量精度等級劃分為二、三、四、五等。高程控制測量一般采用水準測量方法,四等及以下等級可采用三角高程測量方法,五等也可采用gps水準測量方法。
  二)工程控制網選點埋石
  1.選點
  控制點的點位一般應選在基礎穩定,視野開闊,環境影響小,便于埋石、觀測和保存處。對于施工控制網,點位應選在方便施工放樣處,并應有足夠的密度,保證使用時有較大的選擇余地;對于變形監測網,參考點應選在變形區外的穩定處,目標點選在變形體上能充分反映變形狀況處。
  2.埋石
  平面控制點標石有普通標石、深埋式標志、帶強制對中裝置的觀測墩等類型。深埋式標志用于施工控制網和變形監測網;帶強制對中裝置的觀測墩用于施工控制網、安裝控制網和變形監測網。 高程控制點標石有平面點標石、混凝土水準標石、地表巖石標、平硐巖石標、深埋式鋼管標等類型。地表巖石標宜作變形監測網的工作基點或低等級水準點;平硐巖石標用于變形監測網的基準點。
  三)工程控制網觀測
  觀測方法和要求同大地測量。
  四)工程控制網數據處理
  數據檢查、平差、精度評價。
  知識點四、質量控制與成果歸檔[熟悉]:
知識點 質量控制與成果歸檔

知識點七、工程控制網布設:

       1、測圖控制網
  平面控制網的精度要能滿足1:500比例尺地形圖測圖要求,四等以下(含四等)平面控制網最弱點的點位中誤差不得超過圖上±o.1 mm,即實地±5 cm,這一數值可作為平面控制網精度設計的依據。
  2、施工控制網
  3、安裝控制網
  安裝控制網通常布設為數米至百余米邊長的微型邊角網形式,全網由形狀相同、大小相等的基本圖形組成。根據設備形狀或分布,網形可布設成直線形、環形、輻射狀。
  安裝控制網的精度由設備關鍵部位安裝定位的容許誤差決定,通常精度、可靠性要求很高,有時精度要達到計量級。部分工程的安裝控制網也要求精度具有方向性。
  4、變形監測網
  變形監測網的精度由變形體的允許變形值決定,一般要求中誤差不超過允許變形值的1/10~1/20或1~2 mm。變形監測網還要求有高可靠性和高靈敏度。

知識點八、工程控制網質量準則:

       1、精度準則
  控制網的精度主要分為總體精度、點位精度和相對點位精度、未知數函數的精度、主分量和準則矩陣5類。
  2、可靠性準則
  控制網的可靠性是指發現或探測觀測值粗差的能力(內部可靠性)和抵抗觀測值粗差對平差結果影響的能力(外部可靠性)。
  一般情況下,觀測值的多余觀測分量大于o.3~0.5表明網的內部可靠性較好。
  3、靈敏度準則
  4、費用準則

知識點九、工程控制網的分類:

控制測量包括平面控制測量、高程控制測量、三維控制測量;
  按照用途,工程控制網可分為測圖控制網、施工控制網、安裝控制網和變形監測網。
  (1)按照網點性質,可分為一維網(水準網、高程控制網)、二維網(平面控制網)、三維網;
  (2)按照網形,可分為三角網、導線網、混合網、方格網等;
  (3)按照施測方法,可分為測角網、測邊網、邊角網、GPS網等;
  (4)按照坐標系和基準,可分為附合網(約束網)、獨立網、經典自由網、自由網等;
  (5)按照其他標準,還可分為首級網、加密網、特殊網、專用網(如隧道控制網、橋梁控制網、建筑方格網)等。
 
知識點十、工程控制網的特點:
      1. 隧道控制網的點位布設要保證隧道兩端都有控制點;
  2. 橋梁控制網要求縱向精度高干其他方向精度;
  3. 控制點坐標反算的兩點間長度與實地兩點間長度之差應盡可能小;隧道控制網的投影面一般選在貫通平面上,或選在放樣精度要求最高的平面上;

知識點十一、工程控制網建立過程:

工程控制網建立過程如下:
  (1)設計。 (2)選點埋石。 (3)觀測。 (4)平差計算?!?/span>

知識點十二、工程控制網的坐標系選擇:

在滿足工程精度的前提下,工程控制網一般采用國家統一的3。帶高斯平面直角坐標系。(去年考題)當不能滿足工程對高斯投影長度變形的要求(通常不大于2.5 cm/km)時,可以自定義中央子午線和投影基準面,建立任意帶的獨立高斯平面直角坐標系,但應與國家坐標系銜接,建立雙向的坐標轉換關系。如下5種平面直角坐標系可供工程控制網選用:
  (1)國家統一的3。帶高斯平面直角坐標系;
  (2)抵償投影面的3。帶高斯平面直角坐標系;
  (3)任意帶的高斯平面直角坐標系;
  (4)選擇通過測區中心的子午線作為中央子午線,測區平均高程面作為投影面,按高斯投影計算的平面直角坐標系;
  (5)假定平面直角坐標系

知識點十三、地形測量與地形圖概述:

概述
  (一)地形測量與地形圖
  地形測量指按一定程序和方法,將地物、地貌及其他地理要素記錄在載體上的測量工作。其主要任務是測繪地形圖。地形圖指按一定程序和方法,用符號、注記及等高線表示地物、地貌及其他地理要素平面位置和高程的正射投影圖。
  工程地形圖測繪一般采用gb50026-2007《工程測量規范》、cjj/t8-2011《城市測量規范》、gb/t20257.1-2007《國家基本比例尺地圖圖式第1部分:1:500 1:1000 1:2000地形圖圖式》等作為技術標準。
  (二)地形測量工程應用
  1.線劃地形圖應用
  量測點的坐標、高程,量測點與點間的距離、方位角、坡度,按一定方向繪制斷面圖、剖面圖,圖上設計坡度線,確定匯水面積,計算水庫容量,根據等高線平整場地,計算挖、填土石方量等。
  2.數字高程模型應用
  (三)工程地形圖測繪過程
  (1)踏勘與設計。在踏勘的基礎上編制技術設計書、生產實施方案。
  (2)圖根控制測量。在基本控制網的基礎上布設、聯測圖根控制點(簡稱圖根點)。
  (3)地形碎部測量。利用圖根點測量地形碎部點(簡稱碎部點)的位置、高程及其屬性數據。
  (4)地形圖繪制。根據碎部測量獲得的地形數據編繪地形圖。

知識點十四、工程地形圖測繪方案設計:

知識點 工程地形圖測繪方案設計
  (一)測圖比例尺選擇
  (二)基本等高距選擇
  (三)地形圖精度指標
  1.平面精度
  工程地形圖上,地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差,城鎮建筑區和工礦區不應超過圖上0.6mm,一般地區不應超過圖上0.8mm,水域不應超過圖上1.5mm.隱蔽或施測困難的一般地區可放寬50%。
  2.高程精度
  工程地形圖上,等高線插求點相對于鄰近圖根點的高程中誤差根據地形類別確定,具體要求見表。隱蔽或施測困難的一般地區可放寬50%。當作業困難、水深大于20m或工程精度要求不高時,水域測圖可放寬一倍。

知識點十五、工程地形圖測繪:
知識點 工程地形圖測繪
  (一)地形圖測繪方法
  地形圖的測繪方法可分為模擬法和數字法兩種,每種方法又包括地面測圖方法和攝影測量與遙感測圖方法。傳統地形圖測繪主要采用模擬法,如平板儀測圖、小平板儀測圖、經緯儀測圖等地面測圖方法,以及綜合法測圖、微分法測圖、全能法測圖等航空攝影測量方法。目前,地形圖測繪主要采用數字法,常用全站儀測圖、gps實時動態(gps-rtk)測圖的數字地面測圖(亦稱全野外數字測圖)方法,以及數字攝影測量與遙感測圖方法等。
  (二)圖根控制測量
  圖根點是直接供測圖使用的測圖控制點。圖根控制在基本控制網下加密,一般不超過兩次附合。圖根平面控制常采用圖根導線、gps-rtk等方法施測;圖根高程控制通常采用圖根水準、圖根三角高程導線等方法施測。圖根點相對于鄰近等級控制點的點位中誤差不應超過圖上0.1mm,高程中誤差不應超過所選基本等高距的1/10。
  (三)碎部測量與繪圖

知識點十六、數據采集(碎部測量):
       (1)儀器設置。儀器對中、整平、定向完成后,須通過測定另一已知點來校核,平面位置較差不得超過圖上0.2 mm,高程較差不得超過1/6基本等高距。
  (2)數據采集。按照地形圖圖式要求的內容,一般采用解算法直接采集碎部點三維坐標(x,y,h)數據。
  (3)數據記錄。使用電子手簿記錄碎部點三維坐標數據及其編碼、點號、連接點和連接線型等繪圖信息,同時繪制工作草圖。

知識點十七、水下地形圖測繪:
知識點 水下地形圖測繪
  (一)水下地形測量及其特點
  與陸地地形測量相比,水下地形測量具有如下特點:
  (1)水下地形的平面位置與高程一般使用不同的儀器,采用不同的方法分別測定;
  (2)測量工作一般在運動載體上進行,重復觀測幾乎不可能;
  (3)水下地形不可見,難以找到地形特征點,只能用測深線法或散點法均勻布設測點;
  (4)水下地形要素比較單一,一般只用等高線表示水底地貌即可。
  (二)水下地形圖測繪方法
  水下地形圖與海圖的測繪方法基本一致,二者的主要區別為:水下地形圖的豎向基準為高程基準面,采用等高線表示水體底面地形;而海圖的豎向基準為深度基準面,采用等深線表示水體底面地形;
  水下地形圖測繪的工作內容主要包括定位、測深、繪圖等。
  定位方法主要包括無線電定位、全站儀定位、gps定位、水下聲學定位等。目前,主要采用gps定位方法。
  測深方法主要包括測深桿和測深錘測深、回聲測深儀測深、多波束測深系統測深、機載激光測深系統測深等。目前,主要采用回聲測深儀或多波束測深系統測深方法。

知識點十八、圖根點控制測量:
圖根點是直接供測圖使用的測圖控制點。圖根控制在基本控制網下加密,一般不超過2次附合。
  圖根平面控制常采用圖根導線、GPS RTK等方法施測;圖根高程控制常采用圖根水準、圖根三角高程導線等方法施測。
  圖根點相對于基本控制點的點位中誤差不應超過圖上±0.1 mm,高程中誤差不應超過基本等高距的1/10。
  圖根控制點的密度根據地形復雜、破碎程度或隱蔽情況來決定。平坦、開闊地區每平方公里圖根點的密度一般不低于下表規定。

知識點十九、質量控制與成果歸檔:
知識點 質量控制與成果歸檔
  (一)地形圖質量檢驗
  (1)檢驗樣本以幅為單位,采用簡單隨機抽樣或分層隨機抽樣方式抽取;
  (2)成果質量元素包括數學精度、數據及結構正確性、地理精度、整飾質量、附件質量。其中,數學精度包括數學基礎、平面精度、高程精度三個質量子元素;
  (3)成果檢驗方法包括比對分析、核查分析、實地檢查、實地檢測等方法。
  (二)地形圖成果歸檔
  工程地形圖成果的整理歸檔一般應包括:①技術設計書(有項目設計書的也應包括項目設計書);②測圖控制點展點圖、水準路線圖、埋石點點之記、控制點平差計算成果表;③地形圖數據文件、元數據文件等各種數據文件;④輸出的地形圖;⑤產品檢查報告、產品驗收報告、技術總結報告









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