水利水电工程质量检测人员.ppt

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1、水利水电工程质量检测人员从业资格培训（量测类测量）二OO七年十二月 北京第二章第二章 控制测量控制测量第一节第一节 控制测量在水利工程测量检测工作中的作用控制测量在水利工程测量检测工作中的作用第二节第二节 测量控制网的布设原则测量控制网的布设原则 第三节第三节 测量控制网方案的优化设计测量控制网方案的优化设计 第四节第四节 控制测量方法与设备要求控制测量方法与设备要求 第五节第五节 控制测量网的观测与计算控制测量网的观测与计算 第六节第六节 控制测量网的质量检查与评定控制测量网的质量检查与评定 第七节第七节 施工过程中控制网的复测、扩建与加密施工过程中控制网的复测、扩建与加密 第一节 控制测量

2、在水利工程测量检测工作中的作用一、水利工程控制测量的特点一、水利工程控制测量的特点一、水利工程控制测量的特点一、水利工程控制测量的特点 水利工程建设的三个阶段水利工程建设的三个阶段n n勘测设计阶段勘测设计阶段n n施工阶段施工阶段n n运营管理阶段运营管理阶段 勘测设计又可分为规划设计、初步设计和施工设计勘测设计又可分为规划设计、初步设计和施工设计 水利工程施工控制测量特点：水利工程施工控制测量特点：1/61/6施工控制测量相对于测图控制而言，控制范围相对较施工控制测量相对于测图控制而言，控制范围相对较小，布点较密，精度要求较高。小，布点较密，精度要求较高。2/62/6点位的布设主要根据放样

3、的联测方便，并能达到放样点位的布设主要根据放样的联测方便，并能达到放样的精度要求，布点不一定均匀，主要布设在放样的工作区的精度要求，布点不一定均匀，主要布设在放样的工作区附近。附近。3/63/6相对点位精度是最主要的精度指标，而不是绝对点位相对点位精度是最主要的精度指标，而不是绝对点位精度。另外，施工控制网的精度具有针对性的非均匀性，精度。另外，施工控制网的精度具有针对性的非均匀性，其二级网的精度不一定比首级控制控制网的相对精度低。其二级网的精度不一定比首级控制控制网的相对精度低。第一节 控制测量在水利工程测量检测工作中的作用控制测量在水利工程测量检测工作中的作用水利工程施工控制测量特点：水利

4、工程施工控制测量特点：4/64/6施工控制网常根据施工程序的先后、施工区的不同、施工控制网常根据施工程序的先后、施工区的不同、施工放样的精度要求不同，而分期或分层建立。施工放样的精度要求不同，而分期或分层建立。5/65/6控制点使用周期长，使用频率高，易受施工影响，因控制点使用周期长，使用频率高，易受施工影响，因此保护和维护的要求较高。此保护和维护的要求较高。6/66/6控制网边长的投影面高程应以主要建筑物所在的高程控制网边长的投影面高程应以主要建筑物所在的高程面面(如大坝顶面或发电厂房高程如大坝顶面或发电厂房高程)确定，以保证关键建筑物确定，以保证关键建筑物的施工放样精度。的施工放样精度。第

5、一节 控制测量在水利工程测量检测工作中的作用控制测量在水利工程测量检测工作中的作用二、控制测量在水利工程测量检测工作中的作用二、控制测量在水利工程测量检测工作中的作用二、控制测量在水利工程测量检测工作中的作用二、控制测量在水利工程测量检测工作中的作用水利工程测量检测的内容：水利工程测量检测的内容：pp对施工单位加密控制网点进行复核测量对施工单位加密控制网点进行复核测量pp建筑物的重要点线进行复核测量建筑物的重要点线进行复核测量水利工程的重要点线（主要的）：水利工程的重要点线（主要的）：建筑物的定位轴线、标高、水平桩、主体建筑建筑物的定位轴线、标高、水平桩、主体建筑物基础块和预埋件的立模点、大型

6、金属结构安装物基础块和预埋件的立模点、大型金属结构安装定位点、管网配线定位点等。定位点、管网配线定位点等。第一节 控制测量在水利工程测量检测工作中的作用控制测量在水利工程测量检测工作中的作用控制测量在水利工程测量检测工作中的作用：控制测量在水利工程测量检测工作中的作用：1 1控制测量是各项测量工作的基础和依据。控制测量是各项测量工作的基础和依据。在水利工程测量中，控制点能提供满足施工定位精度并在水利工程测量中，控制点能提供满足施工定位精度并便于放样的依据，利用控制点进行水工建筑物的放样，保便于放样的依据，利用控制点进行水工建筑物的放样，保证建筑物的准确位置，并保证各建筑物的整体联结。证建筑物的

7、准确位置，并保证各建筑物的整体联结。2 2为检查水利工程建筑物的竣工精度，提供基点和基线，以为检查水利工程建筑物的竣工精度，提供基点和基线，以及测绘竣工图的基础控制。提供施工过程中监测建筑物变及测绘竣工图的基础控制。提供施工过程中监测建筑物变形或位移、设备安装以及营运管理的控制点和参考基准。形或位移、设备安装以及营运管理的控制点和参考基准。3 3控制测量具有控制全局的作用，限制误差的传递和累积。控制测量具有控制全局的作用，限制误差的传递和累积。任何测量都会由于仪器、人为因素、天气状况等诸多因任何测量都会由于仪器、人为因素、天气状况等诸多因素产生测量误差，控制测量可以使工程的待测点或放样点素产生

8、测量误差，控制测量可以使工程的待测点或放样点附近有控制点，无需通过远距离引测而产生误差的积累。附近有控制点，无需通过远距离引测而产生误差的积累。第一节 控制测量在水利工程测量检测工作中的作用控制测量在水利工程测量检测工作中的作用第二节 测量控制网的布设原则 一、测量坐标系一、测量坐标系一、测量坐标系一、测量坐标系(一一)大地坐标系大地坐标系以参考椭球体表面为基准面，以其法线为基准线建立起来的坐标系称为以参考椭球体表面为基准面，以其法线为基准线建立起来的坐标系称为大地坐标系，地面上的一点可用大地经度大地坐标系，地面上的一点可用大地经度(L)(L)、大地纬度、大地纬度(B)(B)及大地高及大地高(

9、H)(H)来表示，它是利用地面上实测数据推算出来的。来表示，它是利用地面上实测数据推算出来的。地形图上的经纬度一般是用大地坐标来表示。在水利工程测量中，一般地形图上的经纬度一般是用大地坐标来表示。在水利工程测量中，一般不使用大地坐标系，原因是工程的范围相对较小，利用经纬度换算距不使用大地坐标系，原因是工程的范围相对较小，利用经纬度换算距离不方便，也没有直角坐标系能更直观表示点的位置。离不方便，也没有直角坐标系能更直观表示点的位置。(二二)平面直角坐标系平面直角坐标系平面直角坐标系是由两条相互垂直的直线构成，南北方向的线为坐标的平面直角坐标系是由两条相互垂直的直线构成，南北方向的线为坐标的纵轴，

10、即纵轴，即X X轴，东西方向的线为坐标的横轴，即轴，东西方向的线为坐标的横轴，即Y Y轴。轴。测量上采用的平面直角坐标系与数学上定义的坐标系不同，其象限顺序测量上采用的平面直角坐标系与数学上定义的坐标系不同，其象限顺序是：从坐标轴的东北象限开始，以顺时针方向依次为是：从坐标轴的东北象限开始，以顺时针方向依次为、象限，与数学坐标系的象限顺序相反。象限，与数学坐标系的象限顺序相反。(三三)我国的国家坐标系我国的国家坐标系19541954年北京坐标系年北京坐标系 参考椭球参考椭球-克拉索夫斯基椭球克拉索夫斯基椭球。长半径。长半径a=a=6378245m6378245m，扁率为，扁率为=1=1：298

11、.3298.3。19801980年国家大地坐标系（年国家大地坐标系（19801980西安坐标系）西安坐标系）参考椭球参考椭球-19751975年国际第三推荐值年国际第三推荐值。长半径。长半径a=6378140ma=6378140m，扁率为，扁率为=1=1：298.257298.257。大地原点定在西安附近大地原点定在西安附近(陕西省陉阳县永乐镇陕西省陉阳县永乐镇)。第二节 测量控制网的布设原则 l l 边长投影改正边长投影改正 根据我国有关测量规范的要求，国家大地测量控制网依根据我国有关测量规范的要求，国家大地测量控制网依高斯投影方法按高斯投影方法按66带或带或33带进行分带计算，并把观测成果

12、带进行分带计算，并把观测成果归算到参考椭球体面上。这样的规定，不但符合高斯投影归算到参考椭球体面上。这样的规定，不但符合高斯投影的分带原则和计算方法，而且也便于大地测量成果的统一、的分带原则和计算方法，而且也便于大地测量成果的统一、使用和互算。使用和互算。(1)(1)把水平距离归算到参考椭球面上的测距边长度把水平距离归算到参考椭球面上的测距边长度式中：式中：D1-D1-归算到参考椭球面上的测距边长度，归算到参考椭球面上的测距边长度，mm；hmhm-测区大地水准面高出参考椭球面的高差，测区大地水准面高出参考椭球面的高差，mm。HmHm-测距边高出大地水准面的平均高程测距边高出大地水准面的平均高程

13、 ，mm。第二节 测量控制网的布设原则(2)(2)把参考椭球面上的测距边长度归算到高斯面上把参考椭球面上的测距边长度归算到高斯面上式中：式中：y-y-测距边两端点横坐标之差，测距边两端点横坐标之差，mm；y ymm -测距边两端点横坐标的平均值，测距边两端点横坐标的平均值，mm；R Rmm -参考椭球面上测距边中点的平均曲率半径，参考椭球面上测距边中点的平均曲率半径，mm。测距边距中央子午线越远，长度的投影变形越大。测距边距中央子午线越远，长度的投影变形越大。(四四)工程测量坐标系工程测量坐标系 施工控制网必须满足施工放样的准确性，要施工控制网必须满足施工放样的准确性，要求由控制点坐标直接反算

14、的边长与实地量测的边求由控制点坐标直接反算的边长与实地量测的边长，在长度上应该相等，也就是说边长经过投影长，在长度上应该相等，也就是说边长经过投影改正而带来的长度变形，不应大于相应工程所要改正而带来的长度变形，不应大于相应工程所要求的精度。求的精度。选择水利工程的平面控制网坐标系主要考虑选择水利工程的平面控制网坐标系主要考虑因素，是观测边长的投影改正的变形值的大小。因素，是观测边长的投影改正的变形值的大小。第二节 测量控制网的布设原则 独立坐标系独立坐标系 以一个国家的坐标为控制网的起算点，以该点至另外以一个国家的坐标为控制网的起算点，以该点至另外的一个国家点的方位为己知的起始方位，建立坐标系

15、统。的一个国家点的方位为己知的起始方位，建立坐标系统。边长不进行高斯投影改正，仅归算到某一高程面上。边长不进行高斯投影改正，仅归算到某一高程面上。高程面一般以工程的主要建筑物所在的高程来确定。为了高程面一般以工程的主要建筑物所在的高程来确定。为了与国家的坐标系进行区别，称为独立坐标系统。与国家的坐标系进行区别，称为独立坐标系统。水利工程的施工控制网通常采用此种方法建立坐标系，水利工程的施工控制网通常采用此种方法建立坐标系，这种坐标系一般与国家三角点进行了挂靠，建立了联系。这种坐标系一般与国家三角点进行了挂靠，建立了联系。第二节 测量控制网的布设原则 二、高程系统二、高程系统二、高程系统二、高程

16、系统 为了布设全国统一的高程控制网，首先必须建立一个统一的高程为了布设全国统一的高程控制网，首先必须建立一个统一的高程基准面，以使所有的水准测量测定的高程都以这个面为零起算点，来基准面，以使所有的水准测量测定的高程都以这个面为零起算点，来推算地面点的高程。推算地面点的高程。1 119561956年黄海高程系年黄海高程系 以青岛验潮站以青岛验潮站1950195019561956年连续验潮的结果求得的平均海水面年连续验潮的结果求得的平均海水面作为全国统一的高程基准面，以此基准面所建立的高程系统，即为作为全国统一的高程基准面，以此基准面所建立的高程系统，即为19561956年黄海高程系。年黄海高程系

17、。为了稳固地表示基准面的位置，在山东省青岛市建立了一个与该为了稳固地表示基准面的位置，在山东省青岛市建立了一个与该平均海水相联系的水准点，该水准点叫作平均海水相联系的水准点，该水准点叫作国家水准原点国家水准原点。2 219851985国家高程基准国家高程基准 19871987年年5 5月经国务院同意，启用月经国务院同意，启用19851985年国家高程基准，其起算年国家高程基准，其起算点仍为点仍为19561956年所用的青岛水准原点，年所用的青岛水准原点，19851985年的新高程值比年的新高程值比19561956年年的旧高程值小的旧高程值小0.02890.0289米。米。19851985年国家

18、高程基准与年国家高程基准与19561956年黄海高程系比较，验潮站和年黄海高程系比较，验潮站和水准原点未变，只是更加精确。水准原点未变，只是更加精确。第二节 测量控制网的布设原则 三、平面控制网布设原则三、平面控制网布设原则三、平面控制网布设原则三、平面控制网布设原则 1 1分级布网、逐级控制。分级布网、逐级控制。2 2要有足够的精度和密度。要有足够的精度和密度。3 3要有统一的规格。要有统一的规格。四、高程控制网布设原则四、高程控制网布设原则四、高程控制网布设原则四、高程控制网布设原则 1 1分级布网、逐级控制。分级布网、逐级控制。2 2高程控制网的点位要求稳定高程控制网的点位要求稳定 。3

19、 3有条件时高程控制点尽量与平面控制网点共有条件时高程控制点尽量与平面控制网点共标标 。第二节 测量控制网的布设原则 第三节 测量控制网方案的优化设计一、控制网的优化设计的概念一、控制网的优化设计的概念一、控制网的优化设计的概念一、控制网的优化设计的概念 控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量标准下，寻求网的最佳极值（精度高、费用等质量标准下，寻求网的最佳极值（精度高、可靠性强、灵敏度高可靠性强、灵敏度高 ）。）。1 1、控制网优化设计问题的分类控制网优化设计问题的分类零类设计问题（基准选择问题）零类设计问题（基准选择问题）类设计问题（结构图

20、形设计问题）类设计问题（结构图形设计问题）类设计问题（观测权分配问题）类设计问题（观测权分配问题）类设计问题（网的改造或加密方案设计问题）类设计问题（网的改造或加密方案设计问题）2.2.控制网优化设计的质量标准控制网优化设计的质量标准变形监测控制网优化设计的质量标准一般有四类指标：变形监测控制网优化设计的质量标准一般有四类指标：n n精度精度描述误差分布离散程度的一种度量；描述误差分布离散程度的一种度量；n n可靠性可靠性发现和抵抗模型误差能力大小的一种度量；发现和抵抗模型误差能力大小的一种度量；n n灵敏度灵敏度控制网在使用中发现某一变形能力大小的一种控制网在使用中发现某一变形能力大小的一种

21、度量；度量；n n经济经济建网费用。建网费用。控制网优化设计的理想目标是，用合理的建网费控制网优化设计的理想目标是，用合理的建网费用，建成精度高、可靠性强、灵敏度高的控制网。用，建成精度高、可靠性强、灵敏度高的控制网。二、控制网优化设计的方法二、控制网优化设计的方法二、控制网优化设计的方法二、控制网优化设计的方法1 1）解析设计法）解析设计法 通过建立优化设计的数据模型，包括目标函数和约束条件，选择通过建立优化设计的数据模型，包括目标函数和约束条件，选择一种合适的寻优算法求出问题的最优解。一种合适的寻优算法求出问题的最优解。l l优点：理论比较严密，最终结果严格最优，使用计算时间较少。优点：理

22、论比较严密，最终结果严格最优，使用计算时间较少。l l缺点：数学模型复杂，难以建立，最终结果有可能是理想化的。缺点：数学模型复杂，难以建立，最终结果有可能是理想化的。2 2）机助设计法）机助设计法 机助设计法是充分利用计算机的计算能力和判断能力，同时结合机助设计法是充分利用计算机的计算能力和判断能力，同时结合已有的知识和经验，通过对一个根据已有知识和经验拟定的初始设计已有的知识和经验，通过对一个根据已有知识和经验拟定的初始设计方案，进行分析，计算并求出质量指标，在此基础上对方案进行反复方案，进行分析，计算并求出质量指标，在此基础上对方案进行反复修改，直到形成一个符合设计要求的方案。修改，直到形

23、成一个符合设计要求的方案。l l优点：适应性强、设计结果合理、具有可行性、计算模型相对简优点：适应性强、设计结果合理、具有可行性、计算模型相对简单、便于操作与使用的优点；单、便于操作与使用的优点；l l缺点：有时计算机时间较长、结果可能是一种近似最优解。缺点：有时计算机时间较长、结果可能是一种近似最优解。第三节 测量控制网方案的优化设计 三、三、三、三、GPSGPS网的优化设计网的优化设计网的优化设计网的优化设计(一一一一)GPS)GPS)GPS)GPS网的优化设计原则网的优化设计原则网的优化设计原则网的优化设计原则1 1GPSGPS网中不存在自由基线。网中不存在自由基线。2 2GPSGPS网

24、中的闭合条件中基线数不可过多。网中各点最好网中的闭合条件中基线数不可过多。网中各点最好有有3 3条或更多的基线分支，以保证检核条件，提高网的可条或更多的基线分支，以保证检核条件，提高网的可靠性，使网的精度、可靠性均匀。靠性，使网的精度、可靠性均匀。3 3GPSGPS网至少与地面网有网至少与地面网有2 2个重合点，以便个重合点，以便GPSGPS网的成果较网的成果较好地转换至地面网中。好地转换至地面网中。4 4GPSGPS网点应选择在交通便利、视野开阔的地方。网点应选择在交通便利、视野开阔的地方。第三节 测量控制网方案的优化设计(二)GPS网的精度设计1GPS网的精度要求GPS网的精度要求，通常是

25、用网中点之间的距离误差来表示：第三节 测量控制网方案的优化设计 对于水利工程的控制网而言，相对国家GPS网，边长相对较短，因此，仅有点之间的距离相对精度还不能足以评价网的精度，还需要以网中各点的点位精度，或网的平均点位精度等指标反映GPS网的精度情况。：网中相邻点间的距离中误差：网中相邻点间的距离中误差(mm)(mm)；a a：固定误差固定误差(mm)(mm)；b b：比例误差比例误差(ppmppm)；DD：相邻点间的距离相邻点间的距离(km)(km)。2GPS网的精度设计（1 1）首先根据布网的目的，在图上进行选点，然后进行实）首先根据布网的目的，在图上进行选点，然后进行实 地踏勘选定，以保

26、证满足本次任务的测量要求和观测条件，地踏勘选定，以保证满足本次任务的测量要求和观测条件，并在图上获取点位的概略坐标。并在图上获取点位的概略坐标。（2 2）根据准备投入的）根据准备投入的GPSGPS接收机的台数接收机的台数mm，依据上述的，依据上述的GPSGPS网优化设计的一般原则，选取网优化设计的一般原则，选取(m-1)(m-1)条独立基线设计条独立基线设计网的观测图形，并选择网中可能追加施测的基线。网的观测图形，并选择网中可能追加施测的基线。（3 3）根据控制测量的精度要求，依据精度设计模型，计算）根据控制测量的精度要求，依据精度设计模型，计算GPSGPS网可达到的精度值。网可达到的精度值。

27、（4 4）逐步增减网中的独立观测基线，直至达到网的精度指）逐步增减网中的独立观测基线，直至达到网的精度指标，并获得最终网形和观测方案。标，并获得最终网形和观测方案。第三节 测量控制网方案的优化设计 3 3提高提高GPSGPS网精度的措施网精度的措施（1 1）进行控制网的优化设计，增加必要的多余观测；）进行控制网的优化设计，增加必要的多余观测；（2 2）采用高精度的）采用高精度的GPSGPS接收机和性能好的接收机和性能好的GPSGPS天线观测；天线观测；（3 3）改进测量对中标志，减少对中和目标偏心误差的影响。）改进测量对中标志，减少对中和目标偏心误差的影响。如采用混凝土观测墩，并安装强制对中标

28、盘。如采用混凝土观测墩，并安装强制对中标盘。（4 4）选择有利的观测时间。事先应作好卫星的预报和观测）选择有利的观测时间。事先应作好卫星的预报和观测计划。计划。（5 5）严格的数据预处理和平差计算。进行）严格的数据预处理和平差计算。进行GPSGPS基线处理时，基线处理时，引进高精度坐标基准的。引进高精度坐标基准的。第三节 测量控制网方案的优化设计(三三)GPS)GPS网的可靠性设计网的可靠性设计 控制网的可靠性是用于衡量控制网辨别粗差、抵抗粗控制网的可靠性是用于衡量控制网辨别粗差、抵抗粗差影响能力的度量指标差影响能力的度量指标 。内可靠性指标是指在一定的置信水平和检验功效下，内可靠性指标是指在

29、一定的置信水平和检验功效下，可以发现网中存在的粗差最小值，即当粗差达到一定可以发现网中存在的粗差最小值，即当粗差达到一定标准时，可以被发现。标准时，可以被发现。外可靠性指标是指不可发现的粗差对网的坐标未知参外可靠性指标是指不可发现的粗差对网的坐标未知参数的影响，即未能发现的粗差对测量成果的影响。数的影响，即未能发现的粗差对测量成果的影响。一般网中的多余观测分量愈多，则网的可靠性愈高一般网中的多余观测分量愈多，则网的可靠性愈高 。在实际的工程中，为避免复杂的可靠性指标的计算，往。在实际的工程中，为避免复杂的可靠性指标的计算，往往以增加观测时段数来提高往以增加观测时段数来提高GPSGPS网的可靠性

30、。网的可靠性。第三节 测量控制网方案的优化设计第四节 控制测量方法与设备要求 常规的平面控制测量常规的平面控制测量:n n三角测量三角测量n n导线测量导线测量n n测边网测边网n n边角网边角网n n前前(后后)方交会方交会常规的高程控制测量常规的高程控制测量:l l 水准测量水准测量l l 三角高程测量三角高程测量 现代控制测量主要是现代控制测量主要是GPSGPS平面控制测量和平面控制测量和GPSGPS高程测量。高程测量。控制测量：平面控制测量和高程控制测量。控制测量：平面控制测量和高程控制测量。一、控制测量作业程序一、控制测量作业程序一、控制测量作业程序一、控制测量作业程序1 1收集有关

31、资料进行分析收集有关资料进行分析2 2技术设计技术设计3 3组织与实施组织与实施4 4数据预处理及平差计算数据预处理及平差计算5 5质量控制质量控制6 6资料整理以及归档资料整理以及归档第四节 控制测量方法与设备要求 1 1收集有关资料进行分析收集有关资料进行分析 需收集的资料包括：工程区域有关的地形图和必要的地质资料；需收集的资料包括：工程区域有关的地形图和必要的地质资料；平面和高程控制测量成果；工程建筑物的总平面布置图；平面和高程控制测量成果；工程建筑物的总平面布置图；有关的规有关的规范和招投标文件。范和招投标文件。必要时，进行现场查勘，了解交通、水系分布情况，植被覆盖情必要时，进行现场查

32、勘，了解交通、水系分布情况，植被覆盖情况，控制点的分布、点位间的通视及保存状况等。况，控制点的分布、点位间的通视及保存状况等。2 2技术设计技术设计 通过查勘以及分析收集的资料，制定满足控制网测量要求的技术通过查勘以及分析收集的资料，制定满足控制网测量要求的技术方案。在制定技术方案时，应进行控制网的优化设计，选定最优方案，方案。在制定技术方案时，应进行控制网的优化设计，选定最优方案，并编制技术设计报告，审查通过的技术设计报告与有关的规范、测量并编制技术设计报告，审查通过的技术设计报告与有关的规范、测量合同等一起作为测量工作的依据。合同等一起作为测量工作的依据。技术设计报告的内容：任务概述、测区

33、情况、已有资料情况、详技术设计报告的内容：任务概述、测区情况、已有资料情况、详细的技术设计方案（作业依据、作业方法、主要技术要求、计划的精细的技术设计方案（作业依据、作业方法、主要技术要求、计划的精度和质量目标）、资源配置、进度计划安排、质量和安全管理、提交度和质量目标）、资源配置、进度计划安排、质量和安全管理、提交资料的内容和格式等资料的内容和格式等 。第四节 控制测量方法与设备要求 3 3组织与实施组织与实施 根据技术设计方案制定详细的实施细则，然后组织实施。实施细根据技术设计方案制定详细的实施细则，然后组织实施。实施细则应包括的内容：人员组织，确定项目的项目负责人、技术负责人则应包括的内

34、容：人员组织，确定项目的项目负责人、技术负责人（大型项目设置质量工程师和计划工程师岗位），明确各岗位职责。（大型项目设置质量工程师和计划工程师岗位），明确各岗位职责。进行资源配置，合理安排作业人员、测量仪器设备等，制定详细的观进行资源配置，合理安排作业人员、测量仪器设备等，制定详细的观测、记录、数据处理和平差计算、成果资料整理等工序的技术要求，测、记录、数据处理和平差计算、成果资料整理等工序的技术要求，并按要求进行实施。并按要求进行实施。4 4数据预处理及平差计算数据预处理及平差计算 平差计算前，一般需要对观测数据进行预处理，为平差计算打下平差计算前，一般需要对观测数据进行预处理，为平差计算打

35、下基础，以确保观测成果质量。基础，以确保观测成果质量。如三、四等水准测量数据预处理，应进行水准标尺长度误差的改如三、四等水准测量数据预处理，应进行水准标尺长度误差的改正和正常水准面不平行的改正。一、二等水准测量数据预处理除了上正和正常水准面不平行的改正。一、二等水准测量数据预处理除了上述的两项改正外，必要时，还进行重力异常改正和日月引力改正。述的两项改正外，必要时，还进行重力异常改正和日月引力改正。GPSGPS网预处理的工作内容：将数据文件的格式标准化；剔除含有网预处理的工作内容：将数据文件的格式标准化；剔除含有粗差的数据；找出整周调换变位置并修复观测值；对观测值进行模型粗差的数据；找出整周调

36、换变位置并修复观测值；对观测值进行模型改正。改正。数据预处理及平差计算一般采用数据处理软件，所使用的软件必数据预处理及平差计算一般采用数据处理软件，所使用的软件必须是随机的软件或经过国家权威部门正式鉴定的合格软件。须是随机的软件或经过国家权威部门正式鉴定的合格软件。第四节 控制测量方法与设备要求 二、平面控制测量方法二、平面控制测量方法二、平面控制测量方法二、平面控制测量方法 平面控制测量的方法：平面控制测量的方法：GPSGPS测量、导线测量、三角网测测量、导线测量、三角网测量、测边网测量、边角网测量量、测边网测量、边角网测量等等 。(一一)GPS)GPS测量测量 GPSGPS是全球定位系统（

37、是全球定位系统（Global Positioning SystemGlobal Positioning System）的英文缩写，是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的英文缩写，是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航定位系统。的新一代精密卫星导航定位系统。(1)WGS-84(1)WGS-84坐标系坐标系 GPSGPS定位测量中所采用的协议地球坐标系，称为定位测量中所采用的协议地球坐标系，称为WGS-WGS-8484世界大地坐标系。世界大地坐标系。第四节 控制测量方法与设备要求 GPSGPS测量定位的分类测量定位的分类测量定位的分类测量定位的分类 依定位时的状态依定位时的状

38、态依定位时的状态依定位时的状态n n动态定位动态定位动态定位动态定位n n静态定位静态定位静态定位静态定位 依定位模式依定位模式依定位模式依定位模式n n绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位）n n相对定位相对定位相对定位相对定位n n差分定位差分定位差分定位差分定位依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短n常规静态定位常规静态定位n快速静态定位快速静态定位第四节 控制测量方法与设备要求(2)GPS(2)GPS定位作业模式定位作业模式 随着随着GPSGPS定位后处理软件的发展和完善，为确定两点定位后处理软件的发展和完

39、善，为确定两点间的基线向量，已有多种定位方案可以选择，这些不同的间的基线向量，已有多种定位方案可以选择，这些不同的定位方案，称为定位方案，称为GPSGPS作业模式。作业模式。作业模式：相对静态定位测量、快速静态定位测量、作业模式：相对静态定位测量、快速静态定位测量、动态相对定位测量等。动态相对定位测量等。GPSGPS测量包括测量包括静态定位测量静态定位测量和和动态定位测量动态定位测量。静态定。静态定位测量又分为位测量又分为绝对静态定位测量绝对静态定位测量和和相对静态定位测量相对静态定位测量。绝对静态定位测量是使用一台接收机，在保持绝对静态定位测量是使用一台接收机，在保持GPSGPS接接收机天线

40、静止的状态下，确定测站的三维地心坐标。其优收机天线静止的状态下，确定测站的三维地心坐标。其优点是速度快，灵活方便，一般应用于低精度的导航。绝对点是速度快，灵活方便，一般应用于低精度的导航。绝对静态定位测量由于受到卫星轨道误差、接收机钟不同步误静态定位测量由于受到卫星轨道误差、接收机钟不同步误差，以及信号传播误差等多种干扰因素的影响，其绝对定差，以及信号传播误差等多种干扰因素的影响，其绝对定位精度为位精度为20m20m左右，远不能满足控制测量的精度要求。左右，远不能满足控制测量的精度要求。第四节 控制测量方法与设备要求(3)(3)相对静态定位测量相对静态定位测量 使用使用2 2台或以上的台或以上

41、的GPSGPS接收机在保持接收机在保持GPSGPS接收机天线接收机天线静止，同步观测静止，同步观测4 4颗以上的颗以上的GPSGPS卫星，确定基线两端的相卫星，确定基线两端的相对位置，这种定位模式称为相对静态定位测量。对位置，这种定位模式称为相对静态定位测量。第四节 控制测量方法与设备要求 相对静态定位测量采用载波相位观测量为基相对静态定位测量采用载波相位观测量为基本观测量，并且采用载波相位观测量采用的线性本观测量，并且采用载波相位观测量采用的线性组合可以有效地削弱卫星星历误差、信号传播误组合可以有效地削弱卫星星历误差、信号传播误差等对定位结果的影响，可以保证获对足够多的差等对定位结果的影响，

42、可以保证获对足够多的观测数据，从而可以准确确定整周未知数。观测数据，从而可以准确确定整周未知数。相对静态定位测量可以达到很高的精度：相对静态定位测量可以达到很高的精度：采用广播星历，定位精度可以达到采用广播星历，定位精度可以达到1010-6-61010-7-7采用精密星历，定位精度可以达到采用精密星历，定位精度可以达到1010-8-81010-9-9 工程控制网采用的是相对静态定位测量。工程控制网采用的是相对静态定位测量。第四节 控制测量方法与设备要求(4)(4)实时动态定位测量（实时动态定位测量（RTKRTK技术）技术）实时动态定位技术，是以载波相位观测量为根据的实实时动态定位技术，是以载波

43、相位观测量为根据的实时差分时差分GPSGPS定位技术，是定位技术，是GPSGPS发展的一个里程碑，现在广发展的一个里程碑，现在广泛应用在工程测量中。泛应用在工程测量中。RTKRTK的基本原理的基本原理 在在基准站基准站上安置上安置1 1台台GPSGPS接收机，对所有可见接收机，对所有可见GPSGPS卫星卫星进行连续地观测，并将其数据通过无线电设备，实时地发进行连续地观测，并将其数据通过无线电设备，实时地发送给用户观测站（送给用户观测站（流动站流动站）。流动站的）。流动站的GPSGPS接收机在接收接收机在接收GPSGPS卫星信号的同时，通过无线电设备，接收基准站的观卫星信号的同时，通过无线电设备

44、，接收基准站的观测数据，然后利用相对定位的原理，实时计算并显示流动测数据，然后利用相对定位的原理，实时计算并显示流动站的三维坐标及精度。站的三维坐标及精度。第四节 控制测量方法与设备要求(5)GPS(5)GPS测量误差及减弱措施测量误差及减弱措施GPSGPS测量误差：测量误差：n n GPSGPS卫星的误差卫星的误差n n GPSGPS卫星信号传播误差卫星信号传播误差n n GPSGPS接收机的误差接收机的误差第四节 控制测量方法与设备要求 n nGPSGPS卫星的误差卫星的误差GPSGPS卫星的误差主要是卫星星历误差，卫星星历给出的卫星空卫星的误差主要是卫星星历误差，卫星星历给出的卫星空间值

45、与卫星实际位置的偏差，也称为卫星轨道误差。间值与卫星实际位置的偏差，也称为卫星轨道误差。通过精密星历来减弱该项误差的对定位精度的影响。通过精密星历来减弱该项误差的对定位精度的影响。n nGPSGPS卫星信号传播误差卫星信号传播误差是指信号穿过地球上空电离层和对流层所产生的误差，以及信是指信号穿过地球上空电离层和对流层所产生的误差，以及信号到达地面和时产生反射信号而引起的多路径干扰误差。号到达地面和时产生反射信号而引起的多路径干扰误差。利用双频利用双频GPSGPS接收机观测可有效削弱电离层的传播误差。接收机观测可有效削弱电离层的传播误差。点位选择时避开较强的反射面，观测时选择性能好的点位选择时避

46、开较强的反射面，观测时选择性能好的GPSGPS天线，可以减弱多路径干扰。天线，可以减弱多路径干扰。第四节 控制测量方法与设备要求 多路径效应示意图多路径效应示意图第四节 控制测量方法与设备要求 n nGPSGPS接收机的误差接收机的误差GPSGPS观测误差观测误差接收机钟差接收机钟差天线相位中心偏移误差天线相位中心偏移误差 安置天线时，天线的指示标志向北安置天线时，天线的指示标志向北，可以减弱可以减弱天线相位中心偏移误差。天线相位中心偏移误差。第四节 控制测量方法与设备要求(二二)导线测量导线测量导线测量就是用测距仪测量各条导线的边长，用经导线测量就是用测距仪测量各条导线的边长，用经纬仪在各导

47、线点上测量相邻导线边的水平夹角，纬仪在各导线点上测量相邻导线边的水平夹角，并至少在导线的一端测定出一条边长的方位角。并至少在导线的一端测定出一条边长的方位角。然后根据起算点的坐标和己知方位，逐点推算出然后根据起算点的坐标和己知方位，逐点推算出导线各点的坐标。导线各点的坐标。导线测量的外业工作导线测量的外业工作选点、埋石选点、埋石外业观测（导线水平观测、天顶距观测、导线外业观测（导线水平观测、天顶距观测、导线边长观测、仪器高和觇标高量测、气象数据测边长观测、仪器高和觇标高量测、气象数据测量）。量）。第四节 控制测量方法与设备要求(1)(1)导线的类型导线的类型-单一导线和导线网单一导线和导线网n

48、 n单一导线可以分成单一导线可以分成闭合导线、附合导线和支导线闭合导线、附合导线和支导线三种。三种。闭合导线闭合导线闭合导线闭合导线：导线起闭于同一点，形成闭合多边形。此：导线起闭于同一点，形成闭合多边形。此种导线存在着几何条件，具有检核条件。种导线存在着几何条件，具有检核条件。附合导线附合导线附合导线附合导线：布设于两己知点之间的导线称为附合导线。：布设于两己知点之间的导线称为附合导线。此种导线从一己知点和己知的方位开始，经过导线的此种导线从一己知点和己知的方位开始，经过导线的连接，附合于另一己知点和方位。连接，附合于另一己知点和方位。支导线支导线支导线支导线：此种导线从一己知点和己知的方位

49、开始，但：此种导线从一己知点和己知的方位开始，但没有附合到另一己知点，也没有回到原起点。支导线没有附合到另一己知点，也没有回到原起点。支导线缺乏检核条件，故其边数一般不超过缺乏检核条件，故其边数一般不超过3 3条，只在控制精条，只在控制精度要求不高的条件下使用。度要求不高的条件下使用。n n导线网是将单导线连接起来，构成有结点的图形，一般由导线网是将单导线连接起来，构成有结点的图形，一般由数个闭合的环线组成。导线网的检核条件较多，能有效避数个闭合的环线组成。导线网的检核条件较多，能有效避免测量错误，提高控制网的精度。免测量错误，提高控制网的精度。在实际工程测量中，一般首选导线网，其次是附合导在

50、实际工程测量中，一般首选导线网，其次是附合导线、闭合导线。首级平面控制网应布设成导线网。线、闭合导线。首级平面控制网应布设成导线网。第四节 控制测量方法与设备要求(2)(2)导线的布设要求导线的布设要求 根据根据水利水电工程施工测量规范水利水电工程施工测量规范(SL52-93)(SL52-93)的规定，三、四、五等平面控制网可以用相应等级的规定，三、四、五等平面控制网可以用相应等级的导线网来代替，导线网的布设，应符合以下规定：的导线网来代替，导线网的布设，应符合以下规定：当导线网作为首级平面控制时，应布设成环形结当导线网作为首级平面控制时，应布设成环形结点网，导线环的长度应不大于导线总长的点网