测绘工程专业论文

测绘工程专业论文内容摘要：

随着测绘科学技术的发展 ,传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。 RTK 与全站仪联合 进行数字化测绘地形图就是一种行之有效的新方法。 RTK 与全站仪联合测绘地形图 ,可以优劣互补。 如果仅用全站仪进行数字化测图 ,就必须建立图根控制网 ,这样须投入大量的时间、人力、财力 ； 如仅用 RTK 测图 ,可以省去建立图根控制这个中间环节 ,节省大量的时间、人力和财力 ,同时还可以全天侯地观测。 由于卫星的截止高度角必须大于 13176。 15176。 ， 它在遇到高大建筑物或在树下时 ,就很难接收到卫星和无线电信号 ,也就无法进行测量。 如果用 RTK 与全站仪联合测图 ,上述弊端就可以克服。 即在进行地形测量时 ， 空旷地区的地形、地物用RTK 测之 ； 村 庄、城市内的建筑物、构筑物用 RTK 实时给出图根点的三维坐标 ， 然后用全站仪测之。 这样可以大大加快测量速度 ， 提高工作效率。 随着 GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善 ， GPS 得到越来越广泛的应用。 同时 ,全站仪也因其数据采集自动化程度高、大大释放劳动力等优势 ,成为勘测、设计、施工和管理不可或缺的测量工具。 但随着工程质量要求的不断提高 ， 测量用户已不 再局限于只使用 GPS 或全站仪中的一种 ,在实际测量工作中 ,同样一个工程中 GPS 的测量成果常为全站仪所用 ,全站仪测量值又常作为检校 GPS 作业的依据。 用 GPS 完成控制 比用常规仪器要快得多。 它不要站间通视 ,也无需庞大的作业队伍 ,精度高、作业快、费用省、应用灵活。 一些先进的接收机和天线技术把外业观测时间压缩到最短的同时 ,仍能获得最优的数据 ,在灵敏度、可靠性、抗干扰能力方面都有优异的表现。 静态、快速静态通过载波相位差分可以达到很高的精度 (106D～108D)。 RTK 技术能实时提供观测点的三维坐标 ,并达到厘米级的精度。 它的普及极大地拓展了 GPS 的使用空间 ,使 GPS 从只能做控制测量的局面中摆脱出来 ,而开始广泛运用于工程测量。 在地形测量中 , 传统的方法是经纬仪配合小平板仪 的方法 , 在小平板仪上进行展点 , 再通过手摇数字化仪得到数字化图 , 由于受到人为操作误差的影响 , 误差可达到 mm 以上 , 对大比例尺的地形图的精度影响比较大。 随着 GPS（ RTK）系统的不断改进 , 已经达到了比较满意的精度要求 , 可以满足常规测量的要求 , 尤其对于开阔的地段 (主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等 ) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位 (RTK) 测量模式进行全数字野外数据采集。 对于树木较多或房屋密集的村庄等 , 采用 RTK 测定图根点 , 通过全站仪的采集碎部点。 基于此 ， 我们在实践 中尝试利用 RTK 配合全站仪进行野外数据采集 , 然后在 环境下进行数字化成图。 利用 RTK+全站仪的方法可以很好的解决这些问题。 在测区范围内利用 RTK 布设控制点、在 RTK 不容易到达或局限性较大的地方可在附近布设控制点在利用全站仪进行测量，这样可以快速完成各种测量任务切精度也可保证。 变形观测理论与仪器使用方法 变形监测 理论 变形监测是对监测对象或物体（简称变形体）进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征。 变形监测又称为变形测量或变形观测，它包括全球性的变形监测、区域性的变形监 测和工程的变形监测。 变形体用一定数量的有代表性的位于变形体的离散点（或监测点或目标点）来代表。 监测点的变化可以描述变形体的变形。 变形又分为两类：变形体自身的形变和变形体的刚体位移。 变形体自身的形变包括：伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形，而刚体位移则含整体平移、整体运动、整体升降和整体倾斜四种变形。 变形监测分为静态变形监测和动态变形监测，静态变形通过周期测量得到，动态变形通过持续监测得到。 变形监测主要包括水平位移、垂直位移监测，偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、振动、裂缝等的测量，主要 是对描述变形体自身形变和刚体位移的几何量的监测。 水平位移是监测点在平面上的变动，它可分解到某一特定的方向，垂直位移是监测点在铅直面或大地水准面法线方向上的变动。 偏距、倾斜、挠度等也可归结为水平和垂直位移监测。 偏距或挠度也可归结为某一特定的方向上的水平位移；倾斜也可换算成水平或垂直位移。 也可通过水平或垂直位移测量和距离测量得到。 除上述监测内容外，还包括与变形有关的物理量的监测，如应力、应变、温度、气压、水位、渗流、渗压、扬压力等的监测。 精度要求高：与其他测量工作相比，变形 观测要求的精度高。 用于实用目的，一般要求达到 1mm 的精度。 这对于垂直变形还很容易达到，对于水平位移变形有点偏高。 用于科研目的的还要高些。 这个精度比地形测图以及一般工程放样都要高。 重复观测：众所周知，一般城市测量控制网改造或补充一些点时，一般不再重复观测。 而用于变形监测的网则必须相隔一定的时间进行重复观测。 只有重复观测才能从坐标或高程值的变形中发现变形。 严密的进行数据处理：一些变形体的变形大小大都较小，有的与测量误差有相同的数量级，故要采取一些方法从还有观测误差的观测值中分离出变形信息。 多学 科的配合：变形测量工作不仅需要测绘学，尚需要土木工程和土力学及岩石力学等方面的知识。 责任重大：变形监测责任重大，它需要一丝不苟的认真工作。 由于变形量都是微观变化，更应从带有观测误差的观测值中，找出变形规律的蛛丝马迹，及时正确预报危害变形，使人们避免灾害，减少损失。 电子水准仪 电子水准仪具有测量速度快、读数客观、能减轻作业劳动强度、精度高、测量数据便于输入计算机和容易实现水准测量内外业一体化的特点，因此它投放市场后很快受到用户青睐。 国外的低精度高程测量盛行使用各种类型的激光定线仪和激光扫平 仪。 因此电子水准 仪定位在中精度和高精度水准测量范围，分为两个精度 等级，中等精度的标准差为： ,高精度的为：。 电子水准仪的基本原理 电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。 它采用条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。 目前照准标尺和调焦仍需目视进行。 人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成象在光电传感器（又称探测器）上，即线阵 CCD 器件上，供电子读数。 因此，如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。 不过这时的测量精度低于电子测量的精度。 特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。 当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法： 1）相关法（徕卡 NA3002/3003） 2) 几何法（蔡司 DiNi10/20） 3) 相位法（拓普康 DL101C/102C） 电子水准仪的特点 电子水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路 中增加了分光镜和探测器 (CCD),并采用条码标尺和图象处理电子系统二构成的光机电测一体化的高科技产品。 采用普通标尺时，又可象一般自动安平水准仪一样使用。 它与传统仪器相比有以下共同特点： 1) 读数客观。 不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。 2) 精度高。 视线高和视距读数都是采用大量条码分划图象经处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。 多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件影响。 不熟练的作业人员业也能进行高精度测量。 3) 速度快。 由于省去了报数、听记、现场计算 的时间以及人为出错的重测数量，测量时间与传统仪器相比可以节省 1/3 左右。 4) 效率高。 只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。 视距还能自动记录，检核，处理并能输入电子计算机进行后处理，可实线内外业一体化。 3 工程实例 工程概况 测区概况 河口区位于我省最北部，拥有海岸线长 214 公里， 10 米等深线浅海面积 2400平方公里，滩涂面积 97 万亩，这些天然优势为当地发展风能、太阳能等新型产业提供了条件。 为实现高效生态项目的落户聚集，该区重点建设的总面积 50 平方公里山东河口蓝色经济开 发区，园区内一批“高门槛、低投入，高产出”的绿色产业相继落户。 其中，风力产业发展尤为突出，国华、华锐风机、华能等风电巨头纷纷抢滩河口，目前，全区风电装机总容量达 30 万千瓦。 2020 年 12 月，国家发展改革委批准国华（东营河口）新能源有限公司的国华河口（二期）风力发电工程作为清洁发展机制项目。 该项目位于河口区新户乡，本期工程 占地 10 平方公里， 架设风力发电机塔 33 座，升压站一座，预计铺设道路 50公里，架设 110 万千伏输电线 35 公里。 该区域地貌主要是晒盐场、养虾池以及荒芜的芦苇地，地形平坦，无遮挡物，观测条件较好。 测区内有东营市市国土局 2020年施测 C 级 GPS 控制点 , 据此山东华英地矿工程勘察有限公司布设两个一级控制点，和一个四等水准点。 标志保存完好，精度满足要求，分别作为作为本测区平面控制测量的起算数据。 ，作为测区水准高程起算点。 根据工程设计要求，工程采用1980 西安坐标系，高程采用 1956 年黄海高程系。 测区范围如图。 图 测区范围图 工程投入及作业依据 工程投入 本工程共 投入 南方 GPS 接收机 4 台， 拓普康 5800 全站仪 2台， 南方 S86RTK5台（套）， 计算机 5台 ， leica 数字水准仪 一台 ，配 GPCL2M 条码玻璃纤维标尺 2 支 ，以及计算器，钢尺等小仪器。 工程车 2 辆。 人员配置为 高级工程师 1 名，工程师 3名 ，技术员若干。 控制组 1个，测图组 5个， 放样组 2个，变形观测组 1个。 作业依据 （ 1） 《水利水电工程测量规范 (规划设计阶段 )》 SL19797 （ 2） 《工程测量规范》 GB 500262020 （ 3） 《水电水利工程施工测量规范》 DL/T51732020 （ 4） 《全球定位系统 (GPS)测 量规范》 GB/T 183142020 （ 5） 《国家三、四等水准测量规范》 GB12898— 91 （ 6） 《数字水准仪检校及一、二等水准测量规程》 GB 128972020 （ 7） 《建筑物变形测量规范》 JTJ/T82020 （ 8） 《 1： 5000、 1： 10000地形图图式》 GB/ （ 9） 《 1： 500、 1： 1000、 1： 2020 地形图图式》 GB/ （ 10）《测 绘技术总结编写规定》 CH 100191 （ 11） 《 1： 500 1： 1000 1： 2020 地形图要素分类与代码》 GB 1480493 （ 12） 《 国华（河口）二期 工程 1:1000 地形图测量工作大纲 》 山东华英地矿工程勘察有限公司。 2020年 8月。 工作内容及工作完成情况 主要工作内容包括 四部分 ： GPS E 级控制点的埋设和观测计算，用 连续三角高程测量 测控制点高程； 1:1000 地形图数字 测图； 风机中心桩施工放样；风机塔的变形观测以及 成果整理及检查。 经过 4 个月的实践 工作，已经完成施工区前三部分工作，以及 所有 33 座 风机塔的第 4 次沉降观测。 控制 测量 平面控制网布设 本次平面控制网按国家 E级 GPS 网要求进行施测，形成边连式构网。 各级 GPS 网精度指标见下表。 表 GPS 网测量的精度指标 级别 B C D E a（ mm） ≤8 ≤10 ≤10 ≤10 b（ mm/km） ≤1 ≤5 ≤10 ≤20 注： a—— 固定误差（ mm）； b—— 比例误差系数。 平面控制网布设沿线路布设，由技术负责人会同相关人员在线路平面图上进行控制网的方案设计、 图上选布点位、编号，选点埋石人员按设计好的点位进行现场选点埋石工作，部分点位根据现场实际情况按布网设计原则灵活确定点位，并在图 上修改标示。 使用 GPS 观测的点位均便于安置仪器，周围视野开阔，对天通视良好，高度角15176。 以上无障碍物阻挡卫星信号；点位远离大功率无线电发射源，其距离 大 于 200m，远离高压输电线，其距离 大 于 50m， 避免 了 电磁场对卫星信号的干扰；点位附近 没有大面积水域，避免 了 多路径效应的影响；点位 都 布设于交通方便，基础稳定，易于保存，有利于导线联测的地方。 平面控制点在标石上注记控制点编号，自 F1 开始至 F12。 平面控制点均采用混凝土预制标石，标石规格：截面为 10cm 10cm，高60cm，中间镶嵌直径 钢筋，标石顶面有十字标记。 埋设深度为 50cm，标石顶面露出地面约 10cm。 在埋 设 标 石 时现场绘制草图，然后绘制成 CAD 形式的电子图，绘制点之记时严格按照点之记要求进行绘制。 平面控制 外业测量 （ 1） 作业方法 平面 控制网按 E级 GPS 控制测量要求进行施测；作业前按规范要求进行相关仪器检校，经常对光学对中器进行检校。