测量毕业设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流测量毕业设计.精品文档.*学院毕业论文题目: 道路工程测量方案 系部名称: 道桥工程系 专业: 道桥工程系 班级: 姓名: 学号: 河南交通职业技术交院目录摘 要3绪论4正文5一 GPS公路勘测首级控制网的建立51.1 用 GPS建立公路勘测首级控制网的主要特点及作业流程51.2 GPS布网基本原则及网形结构51.3内业平差的优化处理61.4 GPS布网方案7二 一二级导线测量82.1 导线形状选择及测量作业程序92.2测设导线网应注意的原则122.3交会法12三 施工放样133.1程放样法143.2全仪坐标放样153.3 GPS RTK 技
2、术中线放样16结论18致 谢19参考文献19摘 要随着社会经济的发展,科学技术水平的提高,我国公路建设得到迅猛发展。本文以新建道路为例,比较详细的介绍了道路建设中所涉及的测量原理、测量方法以及应该注意的问题,如初期GPS公路勘测首级控制网的建立、施工放样方法及作业流程等。针对公路测量的特点论述了测量新技术在公路勘察设计中的应用方法,提出了线路施工测量的设计方案和几种实用的放样方法,并简要介绍了新型测量仪器。在工程项目与日俱增的今天,对测量工作的要求也日益增高。本文周密细致的编写了道路测量方案,并对此类测量工作做了更加系统的整理,为道路测量工作提供参考。关键词:GPS; 控制网; 公路勘测; 导
3、线测量; 施工放样 绪论随着社会经济的发展,交通量急剧增加。我国根据社会发展的需要加强了公路事业的发展。在道路建设工程中,运用高新技术信息化建设进行城建项目前期可行性分析,运用文化的、生态的、科学的观点进行道路建设,是非常必要的。本文就道路工程的测量方案进行设计,论述道路建设工程测量的整个作业流程、各个作业环节的技术要点与要求。为指导实际测量作业提供技术依据。1 道路建设工程测量概述随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展,公路设计已实现 CAD 化,有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持;建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链,减少数据转抄、输入等中间环节,是公路勘测设计“内外
4、业一体化”的要求,也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈” 所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受通视条件和作业条件的限制,作业强度大,且效率低,大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造,在目前的技术条件下引入 GPS 技术应当是首选。自20 世纪90 年代以来,GPS在导航、定位和精密授时等领域得到了极其广泛的应用。测量是施工的依据,因此,施工测量的主要工作发生在施工开始以前,包括熟悉施工要求、补中线桩、测设施工控制桩、加密水准点和路基放线等。一 GPS公路勘测首级控制网的建立1.1 用 GPS建立公路勘测首级控制网的主要特点及作业流程与传统的
5、三角测量和导线测量相比,用 GPS 建立公路勘测首级控制网有以下主要特点: 相对平面定位精度较高 。作业速度较快 ,经济效益好,特别是国产 GPS 接收机的生产上市价格进一步降低,加之外业投入的人员较少、又无需建立觇标,因而用 GPS 建立公路勘测首级控制网的费相当低。与 GPS 建立一般大地控制网相比,用 GPS 建立公路勘测首级控制网又有以下特点:GPS点位一般选定在施工区域之外。为防止施工阶段对 GPS 点位的损坏 ,GPS点位一般应选在施工影响范围以外中线以外50m, 以便长期保存;GPS点间至少要有一个通视方向。按照公路 GPS测量规范的要求,为了便于后续导线测量附合导线 的顺利进行
6、, 在 GPS点布设时,应每隔3km左右设置一对相互通视的 GPS点两点间距应在 300m 以上;数据处理时要严格控制投影变形。在将 GPS的WGS-84 大地坐标系统转换到所选定的平面坐标时,若测区内投影长度变形大于2.5cm/km,为了减少投影变形 , 方便设计与施工放样 , 一般采用测区平均子午线为中央子午线独立坐标系 。技 术 设 计技术设计 仪器检验与维护 选点与埋石 外业观测 基线解算与检核 坐标转换 网平差 技术总结 图 2.1建立GPS公路勘测首级控制网的流程图技术设计 仪器检验与维护 选点与埋石 外业观测 基线解算与检核 坐标转换 网平差 技术总结 图 2.1建立GPS公路勘
7、测首级控制网的流程图技术设计 仪器检验与维护 选点与埋石 外业观测 基线解算与检核 坐标转换 网平差 技术总结 图 2.1建立GPS公路勘测首级控制网的流程图技术设计 仪器检验与维护 选点与埋石 外业观测 基线解算与检核 坐标转换 网平差 技术总结 图 2.1建立GPS公路勘测首级控制网的流程图技术设计 仪器检验与维护 选点与埋石 外业观测 基线解算与检核 坐标转换 网平差 技术总结 图 2.1建立GPS公路勘测首级控制网的流程图基 线 解 算 与 检 核仪 器 检 验 与 维 护外 业 观 测选 点 与 埋 石网 评 差坐 标 转 换技术设计 仪器检验与维护 选点与埋石 外业观测 基线解算与
8、检核 坐标转换 网平差 技术总结 图 2.1建立GPS公路勘测首级控制网的流程图 图 1.1建立GPS公路勘测首级控制网的流程图1.2 GPS布网基本原则及网形结构1、考虑常规测量对GPS测量成果的使用 ,任一 GPS点上至少需有一个通视方向。2、尽量利用旧标石 ,减少埋石费用 ,且旧标石一般较稳固3、一般网形中应有非同步观测边组成异步环或附和路线,附和路线是两端闭合于已知点,中间经过若干独立基线边相连形成。并且异步环或附和路线的边数不得超过规定,因边数太多,其评价基线质量的能力将显著降低。在实际工作中对比发现,超过 5条边后,异步环闭合差经常随边数的增加而降低,因此过多独立基线构成的环路,反
9、失去评价网形、基线可靠性的能力。同时利用其平差后,间接基线边的精度会降低。4、条件许可时,可将网点选在交通便利,易于到达的位置。以节省搬站时间。5、各基线边长尽可能相等,若工程网中点位条件受限,边长差异太大,可增加过渡点,降低过大边长比。网形结构: GPS网形结构可以分为星行网,点连接,导线式,边连式,点边混连式等。控制网中控制点的坐标或高程是由起算数据和观测数据经平差计算得到的。控制网中只有一套必要起算数据的控制网称为独立网。图1.3 点连式网图1.2 星型网1.3内业平差的优化处理在公路勘测中 GPS 主要用于布设首级平面控制网, 其网形一般布设成如图2.8所示的图形 , 即每隔 3km
10、左右布设一对相互通视、边长为300m左右并埋设标石的 GPS点。这样的布设虽然有利于后续用全站仪来加密布设附合导线 , 但是 , 由于控制点间的边长过于悬殊 , 导致内业数据处理过程中存在一些较为明显的不合理成份。如为了有效检验外业基线成果的质量 , 必须在网中形成一定数量的异步闭合环 , 由于异步环中边长较为悬殊, 虽然其满足上述基线检核的各项限差条件 , 但若不加区别地将全部基线纳入网中进行平差计算 , 由于长边的系统误差比短边系统误差明显要大 , 因而长边绝对精度要比短边低很多 , 若将它们一同平差 , 势必将长边误差传递到短边中 , 大大削弱短边的精度 , 影响整个控制网的点位精度。图
11、1.4 公路勘测首级GPS控制网示意图为了较为合理地处理上述问题 , 根据公路勘测GPS控制网点位布设特点 ,文献3 中 , 提出了一种行之有效的优化处理方法 , 较好地解决了这一问题。此法的实质就是在内业平差处理时将形成异步环的较长边(10km以上如图 4 中的AE、EJ 和AJ 边) , 仅用于基线成果的检核 , 不纳入网平差计算的范畴 , 以提高整个 GPS 网的点位精度。具体运用时应在常规内业平差处理的基础上按以下两方面进行优化处理: 首先 , 按常规进行基线解算和观测成果的检验。在经过四项检验特别是经过异步环闭合差检验合格后 , 进入下一步的网平差计算。其次 , 在保证所有待定点均能
12、坐标解算的前提下 , 将 GPS 控制网中用于形成异步环的较长基线边删除 , 再进行三维自由网平差和二维约束平差。虽然此时 GPS 控制网的网形类似支导线的形式 , 但由于已经经过基线检核 , 因而其解算成果也是可靠的。用GPS 建立公路勘测首级控制网不但精度高、速度快 , 而且布点灵活 , 目前已被广泛使用。但在使用过程中 , 应根据公路勘测自身特点和要求 , 妥善处理好平面重合点的偏心观测、投影变形、网平差和坐标转换等主要技术问题。1.4 GPS布网方案1.4.1 GPS网略图 由8个GPS点(4组,组内两点互相通视),2个已知点组1.4.2 观测方法GPS RTK采集数据前的准备工作对讲
13、机:4部,电池:六块并充满电,笔记本,笔,手表。(1)实际观测中,有效观测卫星数一般大于4颗,PDOP值一般小于5。(2)外业作业调度安排(3)GPS接收机的检验:一般检视;通电检验。在接电源的时候,正、负一定接对,否则GPS的电瓶或基准站会别烧坏。(4)观测组严格按调度表规定的时间进行作业,保证同步观测同一卫星组。(5)每时段开机前,要量取天线高,并及时输入测站名、年月日时段号等信息。关机后再量取一次天线高作校核,两次量天线高互差不得大于3mm,取平均值作为最后结果,记录在手簿中。若互差超限,应查明原因,提出处理意见记入测量手簿备注栏中。(6)接收机工作正常后,作业员及时逐项填写测量手簿中各
14、项内容。当时段观测时间超过60min以上,应每隔30min记录一次。(7)一个时段观测过程中不得进行以下操作:关闭接收机又重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变卫星高度角;改变数据采样间隔;改变天线位置;按动关闭文件和删除文件等功能键。(8)观测员在作业期间不得擅自离开测站,并应防止仪器受震动和被移动,防止人和其他物体靠近天线,遮挡卫星信号。(9)接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机;雷雨过境时应关机停测,并卸下天线以防雷击。(10)每日观测结束后,应及时将数据转存至计算机硬、软盘上,确保观测数据不丢失(11)记录雨、晴、阴、云等天气状况。1.4.3 平差1、GPS网平差的目的:消
15、除由观测量和已知条件中所存在的误差而引起的GPS网在几何上的不一致。改善GPS网的质量评定GPS网的精度。确定GPS网中点在指定参照系下的坐标以及其他所需参数的估值。2、GPS网平差的类型:根据进行网平差时采用观测量和已知条件的类型和数量,可将网平差分为最小约束平差/自由网平差、约束平差和联合平差三种类型。二 一二级导线测量导线测量为平面控制测量之一种,应用于带状之狭长地区,或街市、森林、平坦、荫蔽等展望不良,不便实施三角测量之地区,以作为地形测量、地籍测量、路线测量、工程测量及摄影测量等之控制,或应于地下,作为隧道测量或矿坑测量之控制。2.1 导线形状选择及测量作业程序2.1.1导线形状选择
16、:1、闭合导线(Closed Traverse,or Loop Traverse):导线之起终点合1,形成一闭合多边形,如下图1、2、3、4、5、6。其角度闭合差可以多边形之几何条件改正。图2.1闭合导线2、附合导线(Connecting Traverse):起点与终点连接于已知点(三角点或导线点)者称之,可直接附合于已知三角点,或闭合导线之辅助控制点。如上图2、7、8、9、6附合于2、6,附合导线具有角度和坐标之闭合条件。此等导线用于道路或狭长地形图测图或中心桩控制测量用。图2. 2 附和导线3、支导线(Open Traverse):由起点自由伸展之导线称为展开导线,此等导线无检核条件,作业
17、时要求观测左右角,且要求不超过3个点。图2. 3 支导线2.1.2导线测量作业程序1、导线点选择及标志埋设选点:(1)先根据现有地图或勘察测区,依测区之大小、形状及导线之用途,拟定导线(或导线网)之大略形状及行经路线。(2)导线点应择于视野广阔处,发挥其功能,使测得较多之地形地物,如此可减少导线点,提高精度。(3)相邻导线点间应互相通视且适合于设置所应用之测量仪器施测。(4)导线边长宜均匀,边长太短测角误差大,影响精度,应尽量避免。(5)为避免导线点遗失,应尽量利用不易变动之地物,每一点位应绘成草图,并详加注记,并注明每一测站应观测之点,点位选定后即刻竖立旗帜,以便施测者寻找。(6)永久性之导
18、线点应于施测前埋桩设标。标志埋设:(7)临时性导线点标志:用木桩为标志,桩顶钉小铁钉为中心,桩侧编写点号。柏油路面上钉道钉为标志,点号用白色或红色油漆写于近侧,木桩中心 或道钉中心为导线点位。(8)半永性导线点标志:用混凝土制成柱状水泥桩,桩顶有凹形十字。十字中心为导线点点位,柱侧分别刻有点号、等级、测设机关名称。桩位埋设后,加侧参考桩,并绘制位置略图。(9)永久性标志:一、二级导线点用花岗石刻制标石为标志,刻制式样与半永久性水泥桩标志相同,埋设方法与水平点标石埋设规定相同。选点时应满足下列要求:(1)相邻点间必须通视良好,地势平坦、便于测角和测距。(2)点位应选在土质坚实处,便于保存标志和安
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