第一篇：材料成形測(cè)量與控制

第一章 材料成型過(guò)程的測(cè)量檢測(cè)與控制（1）材料成型的四大工藝分類：塑性成形

軋制成形

焊接成形

液態(tài)成形

塑性成形工藝：模型鍛壓成形

模型沖壓成形

模型擠壓成形

自由鍛造工藝； 軋制成形工藝：熱軋制成形工藝和冷軋制成形工藝；

焊接成形工藝：電弧焊接成形工藝

電阻焊接成形工藝

電子束焊接成形工藝；

激光焊接成形工藝

釬焊接成形工藝

摩擦焊接成形工藝等；

液態(tài)成形工藝：按型模的種類分——金屬型模液態(tài)成形工藝

沙型模液態(tài)成形工藝

敷層型模液態(tài)成形工藝；按液態(tài)成形過(guò)程是否加外加力分——重力澆鑄成形工藝，壓力澆鑄成形工藝，離心澆鑄成形工藝。按被焊工件的接頭類型不同，電阻焊接成形工藝可分為：點(diǎn)焊成形工藝

縫焊成形工藝

凸焊成形工藝

閃光對(duì)焊成形工藝 材料的熱加工工程：利用熱源對(duì)工件加熱的材料成形工藝稱為材料的熱加工或材料熱加工工程 4 材料成形設(shè)備中的電氣控制主電路的電路結(jié)構(gòu)形式主要為：晶閘管整流器，晶閘管交流調(diào)壓器，晶閘管逆變器三種。材料成形工程中的大功率設(shè)備的阻感性負(fù)載對(duì)電網(wǎng)所造成的危害有哪些？其解決措施有哪些？

電網(wǎng)沖擊：在變壓器，直流電動(dòng)機(jī)及感應(yīng)線圈等阻感性負(fù)載的過(guò)渡過(guò)程中的電流可以達(dá)到電路正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，過(guò)大的電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)很大的危害：輕則是配電線路中的過(guò)流繼電器經(jīng)常跳閘，重則使電網(wǎng)設(shè)備與用電設(shè)備本身的毀壞。

波形畸變與擾鄰：在材料成型的電網(wǎng)電路中使用多臺(tái)套阻感性負(fù)載晶閘管開(kāi)關(guān)電路的情況，大量并聯(lián)的阻感性負(fù)載晶閘管開(kāi)關(guān)電路還會(huì)使電網(wǎng)電壓的正弦波形波動(dòng)變化不定，使得網(wǎng)內(nèi)設(shè)備彼此干擾，即所謂的“擾鄰”或“鄰擾”，特別是計(jì)算機(jī)做控制的設(shè)備會(huì)沒(méi)有規(guī)律的“失控”，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生產(chǎn)線不能工作。

解決措施：（1）加載濾波網(wǎng)絡(luò)，在每臺(tái)阻感性負(fù)載晶閘管開(kāi)關(guān)電路中一般加載“濾波網(wǎng)絡(luò)”，防止本臺(tái)設(shè)備產(chǎn)生的干擾波形電流竄入電網(wǎng)，也可防止電網(wǎng)上的干擾波電流竄入本臺(tái)設(shè)備的主電路或控制電路。

（2）“軟啟動(dòng)”自動(dòng)開(kāi)關(guān)技術(shù)，電路中的阻感性負(fù)載晶閘管開(kāi)關(guān)電路的容量太大，工作方式是頻繁的“開(kāi)”“關(guān)”過(guò)程，晶閘管中的交流調(diào)壓過(guò)渡過(guò)程成為主要的工作方式，為此，使用以微機(jī)為控制平臺(tái)的無(wú)過(guò)渡過(guò)程電流沖擊的所謂“軟啟動(dòng)”自動(dòng)開(kāi)關(guān)技術(shù)。

（3）分時(shí)切入中斷管理，對(duì)連接入電網(wǎng)的多臺(tái)成型設(shè)備在切入電網(wǎng)時(shí)實(shí)行分批分時(shí)通電的電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化管理，對(duì)于每一臺(tái)設(shè)備來(lái)說(shuō)就像單獨(dú)切入電網(wǎng)一樣。

第二章 時(shí)間測(cè)量與控制系統(tǒng) 程序控制電路的基本結(jié)構(gòu)：

同步變壓器；50HZ時(shí)基脈沖發(fā)生器；時(shí)基脈沖計(jì)數(shù)器；置數(shù)裝置；程序轉(zhuǎn)換電路 RC延時(shí)電路的基本思想：通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，從而調(diào)節(jié)電容器的飽和電壓Vc的時(shí)間，達(dá)到延時(shí)的目的。電焊機(jī)程序動(dòng)作的過(guò)程有：加壓 焊接 維持 休止

第三章 位移測(cè)量與控制系統(tǒng) 位移控制系統(tǒng)中常見(jiàn)機(jī)電傳動(dòng)結(jié)構(gòu)類型： 按給定量的性質(zhì)分，位移控制系統(tǒng)的類型：位移程序控制系統(tǒng)，位移隨動(dòng)控制系統(tǒng)。3 位移程序控制系統(tǒng)：動(dòng)點(diǎn)移動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)事先由程序給出的位移伺服系統(tǒng)稱為位移程序控制系統(tǒng)。位移隨動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其功能：1）位移檢測(cè)環(huán)節(jié)——隨時(shí)檢測(cè)位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位移量，并將位移量轉(zhuǎn)換為與其成正比的電壓量。2）比較器環(huán)節(jié)——將正值給定電壓信號(hào)與位移反饋信號(hào)進(jìn)行比較，得到偏差量。3）放大器與調(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)——將偏差信號(hào)進(jìn)行功率放大，并進(jìn)行積分微分處理，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。4）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路——根據(jù)控制信號(hào)來(lái)控制實(shí)際電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角位移。5）伺服電動(dòng)機(jī)——按照控制信號(hào)的大小和正負(fù)對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路的控制而輸出角位移。6）機(jī)械傳動(dòng)裝置——將角位移轉(zhuǎn)換為線位移；進(jìn)行位移量的比例變換。5 按照編碼原理來(lái)分，轉(zhuǎn)角－數(shù)字編碼器可分為：絕對(duì)式和增量式 循環(huán)碼的特點(diǎn)：相鄰的兩個(gè)數(shù)碼之間只有一位發(fā)生變化，引起的誤差只是最低的一位數(shù)；缺點(diǎn)式不能直接進(jìn)行二進(jìn)制運(yùn)算，需要將循環(huán)碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。7 直線位移的測(cè)量方法有：間接檢測(cè)法和直接檢測(cè)法。

第四章 速度測(cè)量與控制系統(tǒng) 對(duì)于可調(diào)速的傳動(dòng)系統(tǒng)，按傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型可以分為兩大類：直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修也較麻煩，但性能優(yōu)良，具有較大的轉(zhuǎn)矩、優(yōu)良的起動(dòng)和制動(dòng)性能、具有較寬的平滑調(diào)速范圍。

交流調(diào)速系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，使用和維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但是調(diào)速困難。2 發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)（G－M）調(diào)速系統(tǒng)的兩種調(diào)速方式為：（1）改變電動(dòng)機(jī)電樞回路內(nèi)的附加電阻RF。

（2）改變發(fā)電機(jī)的電樞電壓Us：①改變發(fā)電機(jī)的電樞轉(zhuǎn)速；②改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的勵(lì)磁電流。晶閘管變流器的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分的功能及其特點(diǎn)（圖P65）組成結(jié)構(gòu)：1）晶閘管整流主電路－將電網(wǎng)的交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能，然后向直流電動(dòng)機(jī)的電樞提供所要求的電壓Us；2）晶閘管觸發(fā)電路－向晶閘管整流器主電路中的晶閘管提供晶閘管觸發(fā)電壓；3）調(diào)節(jié)器電路－輸出隨電平隨時(shí)變化的控制電平信號(hào)電壓Uc，控制晶閘管觸發(fā)移相脈沖電壓UT的移相；4）比較器—將給定電壓信號(hào)UG與反饋電壓信號(hào)UB進(jìn)行比較，得出誤差信號(hào)UE；6）反饋電路環(huán)節(jié)－檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電路中的電壓或電流信號(hào)，進(jìn)行濾波或其它變換形成反饋電壓。材料成形設(shè)備中所用的直流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)：使用功率跨度大、類型的多樣性； 無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)：1）動(dòng)態(tài)性能好－電樞長(zhǎng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低，具有較小的機(jī)械時(shí)間常數(shù)、較寬的動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)范圍；2）過(guò)載能力強(qiáng)－采用強(qiáng)迫風(fēng)冷或更先進(jìn)的制冷技術(shù)可以增大過(guò)載能力；3）力矩波動(dòng)小－電樞繞組的電感量小，使其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的力矩波動(dòng)小、換向性能好，其力矩波動(dòng)系數(shù)為1％～3％。繞線電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：1）時(shí)間常數(shù)小－繞線電樞的電感值小；繞線電樞中的鐵心部件僅起導(dǎo)磁作用而不隨電樞繞組轉(zhuǎn)動(dòng)，因而其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。2）效率高－鐵心與機(jī)殼間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鐵耗小；電樞本身很輕，且機(jī)械損耗小。3）電氣噪聲低－電樞繞組的電感值小，換向性能好，產(chǎn)生的電氣噪聲低。直流電動(dòng)機(jī)晶閘管調(diào)速系統(tǒng)的控制電路的組成：1）調(diào)節(jié)器－將輸入的偏差信號(hào)UE進(jìn)行比例－積分－微分處理，輸出系統(tǒng)控制電壓信號(hào)Uc。2）觸發(fā)電路－將輸入的控制信號(hào)電壓Uc轉(zhuǎn)變?yōu)榕c本相電網(wǎng)同步，具有一固定頻率和脈沖波形的晶閘管觸發(fā)電壓UI。3）檢測(cè)反饋電路－對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電樞電流和電樞電壓，并轉(zhuǎn)變?yōu)榉答侂妷盒盘?hào)。4）比較器環(huán)節(jié)－把轉(zhuǎn)速給定電壓與檢測(cè)反饋電壓UB進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)電壓UE。速度檢測(cè)與反饋環(huán)節(jié)的類型：1）轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)；2）電樞電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)；3）附加電樞電流正反饋的電樞電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)；4）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

第五章 溫度檢測(cè)與控制技術(shù) 溫標(biāo)的分類：經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際溫標(biāo) 實(shí)現(xiàn)國(guó)際溫標(biāo)應(yīng)具有的三個(gè)條件：1）要有定義溫度的固定點(diǎn)，一般是水、純金屬及液態(tài)氣體的狀態(tài)變化；2）要有復(fù)現(xiàn)溫度的標(biāo)準(zhǔn)器，通常是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻、標(biāo)準(zhǔn)鉑銠熱電偶及標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)高溫計(jì)；3）要有定義點(diǎn)之間計(jì)算溫度的內(nèi)插方程。國(guó)際溫標(biāo)的內(nèi)容P90：1）規(guī)定熱力學(xué)溫度為基本溫度，單位為開(kāi)爾文；2）規(guī)定了一系列高純度的可復(fù)現(xiàn)的平衡態(tài)的溫度作為固定點(diǎn)的溫度值；3）把最低固定點(diǎn)（－259.34℃）和最高固定點(diǎn)（1064.43℃）之間分成幾個(gè)溫度區(qū)間，對(duì)每一區(qū)間規(guī)定了基準(zhǔn)內(nèi)插儀器和內(nèi)插公式。4）規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，水的沸騰溫度不是100℃，而是99.974℃。4 溫度檢測(cè)的方法有－

接觸法測(cè)溫：優(yōu)點(diǎn)——測(cè)量方法簡(jiǎn)單直觀，準(zhǔn)確度和可靠性高，應(yīng)用廣泛；缺點(diǎn)——受介質(zhì)溫度場(chǎng)、被測(cè)對(duì)象特性及傳熱方式的影響而出現(xiàn)誤差，腐蝕性介質(zhì)會(huì)影響感溫元件壽命。

非接觸法測(cè)溫：優(yōu)點(diǎn)——測(cè)量溫度響應(yīng)快，測(cè)溫范圍廣，可遠(yuǎn)距離或?qū)\(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行測(cè)量，具有一定的準(zhǔn)確度；缺點(diǎn)——結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用方法嚴(yán)格。

5熱點(diǎn)效應(yīng)P94：由兩種導(dǎo)體組成的閉合回路中，對(duì)期中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)加熱，使得兩點(diǎn)的溫度不同，那么回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，接在回路中的電流表的指針就會(huì)偏轉(zhuǎn)，這一現(xiàn)象稱為溫差效應(yīng)。6 熱電偶的冷端補(bǔ)償

1）冷端恒溫法：使參考端溫度處于零度或某一恒定溫度 2）冷端溫度校正法：通過(guò)計(jì)算來(lái)補(bǔ)正 3）補(bǔ)償導(dǎo)線法 4）補(bǔ)償熱電偶 5）冷端溫度補(bǔ)償器 熱敏電阻的種類：1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）；2）負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）；3）臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）。

8非接觸法測(cè)溫的應(yīng)用范圍：條件惡劣（高溫、腐蝕）、運(yùn)動(dòng)物體、微小目標(biāo)、熱容量小的對(duì)象。9 灰體：物體的輻射光譜是連續(xù)的，其單色輻射強(qiáng)度Eλ和同溫下絕對(duì)黑體的響應(yīng)曲線相似，即在所有波長(zhǎng)下都有：Eλ/E0λ＝ε（小于1的常數(shù)），則該物體稱為灰體。輻射溫度：溫度為T(mén)的全輻射能量E等于溫度為T(mén)P的絕對(duì)黑體全輻射E0時(shí)能量，則溫度TP稱為被測(cè)物體的輻射溫度。亮度溫度：在波長(zhǎng)為λ的單色輻射中，若物體在溫度T時(shí)的亮度Bλ和絕對(duì)黑體在溫度Ts時(shí)的亮度B0λ相等。則Ts稱為被測(cè)物體在波長(zhǎng)為λ時(shí)的亮度溫度。比色溫度：如果溫度為T(mén)的實(shí)際物體在兩個(gè)不同波長(zhǎng)下的亮度比值與溫度為T(mén)c的絕對(duì)黑體在同樣兩個(gè)波長(zhǎng)下的亮度比值相等，則Tc稱為實(shí)際物體的比色溫度。

第六章 熱加工電源測(cè)量與控制系統(tǒng) 熱加工電源供電對(duì)象（負(fù)載）的種類有：電阻、電弧、激光泵浦燈或氣體放電腔、電感線圈、復(fù)合型負(fù)載。熱加工電源主電路結(jié)構(gòu)類型的種類：工頻交流電抗器類電源、磁飽和電抗器、晶閘管工頻交流調(diào)壓器類電源、晶閘管整流器類電源、晶閘管逆變器類電源、大功率晶體管逆變器類電源、大功率晶體管開(kāi)關(guān)類電源、電容器（充）放電類電。電源的可控制功能有：輸出電壓控制、輸出電流控制、電源輸出伏－安特性控制、電源輸出 波形控制、脈沖調(diào)制功能輸出控制。電弧負(fù)載伏安特性的影響因素：電弧在何種氣體中放電、氣體的壓力有多大、兩電極的材料、電弧的弧長(zhǎng)等都會(huì)影響電弧負(fù)載的伏安特性。電弧負(fù)載的特性：性質(zhì)一：電弧的伏安特性曲線是非線性函數(shù)曲線，不能用一數(shù)學(xué)函數(shù)表示；性質(zhì)二：電弧伏安特性曲線分為三段，下降段、水平段和上升段，各段具有不同的特性；性質(zhì)三：電弧伏安特性曲線上的點(diǎn)具有不同的靜態(tài)電阻：UFB/ISB=RGB(電阻量綱)；性質(zhì)四：電弧伏安特性曲線上的點(diǎn)具有不同的微分電阻，且可正、可負(fù)，可為零。電源VAC曲線的類型：恒壓VAC、恒流VAC、直線下降VAC、分段直線下降VAC、橢圓方程VAC、非規(guī)則二次曲線型VAC。材料熱加工負(fù)載對(duì)供電電源的基本要求：1）構(gòu)成的“電源－負(fù)載”系統(tǒng)由工作點(diǎn)；2）“電源－負(fù)載”系統(tǒng)的工作點(diǎn)是穩(wěn)定的；3）“電源－負(fù)載”系統(tǒng)滿足負(fù)載的功率調(diào)節(jié)要求；4）電源有電壓（電流）的波形控制功能。“電源－負(fù)載”系統(tǒng)工作點(diǎn)定義：“電源－負(fù)載”系統(tǒng)在外界干擾因素的作用下，其系統(tǒng)工作點(diǎn)就會(huì)偏離原有位置，外界干擾因素一旦消失，若系統(tǒng)本身能將工作點(diǎn)恢復(fù)原有位置，則稱工作點(diǎn)是穩(wěn)定的，否則工作點(diǎn)不穩(wěn)定。電源內(nèi)阻對(duì)電源VAC的影響：電源的內(nèi)阻相對(duì)于負(fù)載的阻值很小時(shí)，電源的輸出電壓變化很小，電源具有恒壓輸出的特性；電源的內(nèi)阻相對(duì)于負(fù)載阻值很大時(shí)，電源的輸出電流變化很小，電源具有恒流輸出的特性。電源輸出VAC控制原理：要得到恒壓輸出VAC，必須引入輸出電壓負(fù)反饋。這時(shí)電源輸出VAC曲線是平行于橫軸的直線；要得到恒流輸出VAC，必須引入輸出電流負(fù)反饋。這時(shí)電源輸出VAC曲線是平行于縱軸的直線；要得到下降直線輸出VAC就必須引入二者復(fù)合反饋。11 在脈寬調(diào)制器的反饋類型中，電壓反饋控制的脈寬調(diào)制器與電流反饋控制的脈寬調(diào)制器有什么區(qū)別？P207電流脈寬調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)是什么？P208 區(qū)別：用誤差放大器得到的偏差信號(hào)UE不作為脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)，而是作為門(mén)限電壓送至脈寬比較器。而電源的另一側(cè)輸入信號(hào)由電源主電路輸出的二側(cè)得到的電流負(fù)反饋信號(hào)USI，當(dāng)偏差信號(hào)一定時(shí)，USI的斜率，也就是USI的變化速度改變電壓比較器的輸出方波的寬度；而不同的偏差信號(hào)也限制了USI的峰值，也能改變電壓比較器的輸出方波電壓的寬度。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度快。電流型PWM控制器直接在主電路中進(jìn)行采樣，電源輸入電壓的變化立刻引起電流的變化，反映電流變化的電流反饋信號(hào)又立刻改變PWM控制器的脈寬。

第二篇：控制測(cè)量簡(jiǎn)報(bào)

勘測(cè)規(guī)劃院完成呼蘭區(qū)、木蘭縣高標(biāo)準(zhǔn)基本

農(nóng)田整治項(xiàng)目控制測(cè)量工作

今年6月，按照市局安排，我院承擔(dān)了呼蘭區(qū)和木蘭縣高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田整治項(xiàng)目工作，院領(lǐng)導(dǎo)十分重視，召開(kāi)專題會(huì)議布置，制定工作計(jì)劃，認(rèn)真抓好落實(shí)，經(jīng)過(guò)測(cè)量人員兩個(gè)多月的努力，目前已完成該項(xiàng)目的控制測(cè)量工作。此項(xiàng)目為我市重點(diǎn)項(xiàng)目，總規(guī)劃用地365平方公里，涉及哈市2個(gè)區(qū)、6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總投資達(dá)億元。為及時(shí)完成任務(wù)，我院派3個(gè)作業(yè)組駐外作業(yè)。

測(cè)量人員克服高溫多雨等困難每天肩扛儀器室外徒步作業(yè)長(zhǎng)達(dá)9個(gè)小時(shí)，經(jīng)常不吃午飯，晚上還要及時(shí)將采集信息進(jìn)行計(jì)算匯總。由于項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地勢(shì)多變，水平落差不一，增加了工作量。本次測(cè)量共埋設(shè)平面控制點(diǎn)150個(gè)，三等水準(zhǔn)測(cè)量140公里，四等水準(zhǔn)測(cè)量400公里，現(xiàn)狀補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪150平方公里及道路、溝渠綜合斷面測(cè)量200公里。此次控制測(cè)量任務(wù)的完成，為下一步規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

第三篇：控制測(cè)量教案

第一章 緒 論

第一節(jié) 控制測(cè)量的任務(wù)和作用

一、概述

1、控制網(wǎng)

控制測(cè)量學(xué)是研究精確測(cè)定和描繪地面控制點(diǎn)空間位置及其變化的學(xué)科。它是在大地測(cè)量學(xué)基本理論基礎(chǔ)上以工程建設(shè)測(cè)量為主要服務(wù)對(duì)象而發(fā)展和形成的，為人類社會(huì)活動(dòng)提供有用的空間信息。

2、控制測(cè)量

測(cè)定控制點(diǎn)位的工作，稱為控制測(cè)量

3、國(guó)家控制網(wǎng)

在全國(guó)范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為國(guó)家控制網(wǎng)。國(guó)家平面控制網(wǎng)主要布設(shè)成三角網(wǎng)，采用三角測(cè)量的方法。國(guó)家高程控制網(wǎng)布設(shè)成水準(zhǔn)網(wǎng)，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法。

4、城市控制網(wǎng)

在城市地區(qū)，為測(cè)繪大比例尺地形圖、進(jìn)行市政工程和建筑工程放樣、而在國(guó)家控制網(wǎng)的控制下建立的控制網(wǎng)，稱為城市控制網(wǎng)。

5、小地區(qū)控制測(cè)量

在面積小于15km2范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為小地區(qū)控制網(wǎng)。

二、工程控制測(cè)量的基本任務(wù)和作用

1、在設(shè)計(jì)階段建立用于測(cè)繪大比例尺地形圖的測(cè)圖控制網(wǎng)

在這一階段，設(shè)計(jì)人員要在大比例尺地形圖上進(jìn)行建筑物的設(shè)計(jì)或區(qū)域規(guī)劃，以求得設(shè)計(jì)所依據(jù)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。因此，控制測(cè)量的任務(wù)是布設(shè)作為圖根控制依據(jù)的測(cè)圖控制網(wǎng)，以保證地形圖的精度和各幅地形圖之間的準(zhǔn)確拼接。

2、在施工階段建立施工控制網(wǎng)

在這一階段，施工測(cè)量的主要任務(wù)是將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物放樣到實(shí)地上去。在施工放樣之前，需建立具有必要精度的施工控制網(wǎng)。

3、在工程竣工后的運(yùn)營(yíng)階段，建立以監(jiān)視建筑物變形為目的的變形觀測(cè)專用控制網(wǎng)

以上2、3階段布設(shè)的兩種控制網(wǎng)統(tǒng)稱為專用控制網(wǎng)。

三、控制測(cè)量學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容

控制測(cè)量學(xué)的基本科學(xué)技術(shù)內(nèi)容概括如下：

（1）研究建立和維持高科技水平的工程和國(guó)家水平控制網(wǎng)和精密水準(zhǔn)網(wǎng)的原理和方法，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)以及地學(xué)科學(xué)研究的需要。

（2）研究獲得高精度測(cè)量成果的精密儀器和科學(xué)的使用方法。

（3）研究地球表面測(cè)量成果向橢球及平面的數(shù)學(xué)投影變換及有關(guān)問(wèn)題的測(cè)量計(jì)算。

（4）研究高精度和多類別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)及其聯(lián)合網(wǎng)的數(shù)學(xué)處理的理論和方法、控制測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)的建立及應(yīng)用等。

第二節(jié) 控制網(wǎng)的布設(shè)形式

一、平面控制網(wǎng)的布設(shè)形式

1、導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)形式

導(dǎo)線網(wǎng)是目前工測(cè)控制網(wǎng)較常用的一種布設(shè)形式，它包括單一導(dǎo)線和具有一個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線網(wǎng)。網(wǎng)中的觀測(cè)值是角度（或方向）和邊長(zhǎng)。獨(dú)立導(dǎo)線網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)是：一個(gè)起算點(diǎn)的 坐標(biāo)和一個(gè)方向的方位角。

導(dǎo)線網(wǎng)與三角網(wǎng)相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）網(wǎng)中各點(diǎn)上的方向數(shù)較少，除結(jié)點(diǎn)外只有兩個(gè)方向，因而受通視要求的限制較小，易于選點(diǎn)和降低覘標(biāo)高度，甚至無(wú)須造標(biāo)。（2）導(dǎo)線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點(diǎn)時(shí)可根據(jù)具體情況隨時(shí)改變。（3）網(wǎng)中的邊長(zhǎng)都是直接測(cè)定的，因此邊長(zhǎng)的精度較均勻。

導(dǎo)線網(wǎng)的缺點(diǎn)主要是：導(dǎo)線網(wǎng)中的多余觀測(cè)數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時(shí)不易發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中的粗差，因而可靠性不高

2、三角網(wǎng)

在地面上選定一系列點(diǎn)位1，2，﹒﹒﹒﹒，使互相觀測(cè)的兩點(diǎn)通視，把它們按三角形的形式連接起來(lái)即構(gòu)成三角網(wǎng)。如果測(cè)區(qū)較小，可以把測(cè)區(qū)所在的一部分橢球面近似看做平面，則該三角網(wǎng)即為平面上的三角網(wǎng)（圖1-4）。三角網(wǎng)中的觀測(cè)量是網(wǎng)中的全部（或大部分）方向值（有關(guān)方向值的觀測(cè)方法見(jiàn)第三章），圖1-4中每條實(shí)線表示對(duì)向觀測(cè)的兩個(gè)方向。根據(jù)方向值即可算出任意兩個(gè)方向之間的夾角。

3、邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)

邊角網(wǎng)是指測(cè)角又測(cè)邊的以三角形為基本圖形的網(wǎng)。如果只測(cè)邊而不測(cè)角即為三邊網(wǎng)。實(shí)際上導(dǎo)線網(wǎng)也可以看做是邊角網(wǎng)的特殊情況。

4、GPS網(wǎng)

二、高程控制網(wǎng)的布設(shè)

1、幾何水準(zhǔn)測(cè)量

用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的方法叫幾何水準(zhǔn)測(cè)量。

2、三角高程測(cè)量

三角高程測(cè)量主要用于山區(qū)的高程控制和平面控制點(diǎn)的高程測(cè)定。

第三節(jié) 國(guó)家控制網(wǎng)的布設(shè)

一、布設(shè)原則

我國(guó)幅員遼闊，在大部分領(lǐng)域（約9 600 OOOkm)上布設(shè)國(guó)家天文大地網(wǎng)，是一項(xiàng)規(guī)模巨大的工程。

1、分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制

由于我國(guó)領(lǐng)土遼闊，地形復(fù)雜，不可能用最高精度和較大密度的控制網(wǎng)一次布滿全國(guó)。為了適時(shí)地保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)用圖的需要，根據(jù)主次緩急而采用分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制的原則是十分必要的。即先以精度高而稀疏的一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國(guó)，形成統(tǒng)一的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級(jí)（或同時(shí)）布設(shè)二、三、四等控制網(wǎng)。

2、應(yīng)有足夠的精度

3、應(yīng)有足夠的密度

控制點(diǎn)的密度，主要根據(jù)測(cè)圖方法及測(cè)圖比例尺的大小而定。

4、應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格

由于我國(guó)三角鎖網(wǎng)的規(guī)模巨大，必須有大量的測(cè)量單位和作業(yè)人員分區(qū)同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，為此，必須由國(guó)家制定統(tǒng)一的大地測(cè)量法式和作業(yè)規(guī)范，作為建立全國(guó)統(tǒng)一技術(shù)規(guī)格的控制

二、布設(shè)方案

根據(jù)國(guó)家平面控制網(wǎng)施測(cè)時(shí)的測(cè)繪技術(shù)水平，我國(guó)決定采取傳統(tǒng)的三角網(wǎng)作為水平控制網(wǎng)的基本形式，只是在青藏高原特殊困難的地區(qū)布設(shè)了一等電磁波測(cè)距導(dǎo)線。

1、一等三角鎖布設(shè)方案

一等三角鎖是國(guó)家大地控制網(wǎng)的骨干，其主要作用是控制二等以下各級(jí)三角測(cè)量，并為地球科學(xué)研究提供資料。

一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向布設(shè)成縱橫交叉的網(wǎng)狀圖形。在一等鎖交叉處設(shè)置起算邊，以獲得精確的起算邊長(zhǎng)。

一等鎖在起算邊兩端點(diǎn)上精密測(cè)定了天文經(jīng)緯度和天文方位角，作為起算方位角，用來(lái)控制鎖、網(wǎng)中方位角誤差的積累

2、二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案

二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設(shè)的，它是國(guó)家三角網(wǎng)的全面基礎(chǔ)，同時(shí)又是地形測(cè)圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個(gè)方面的要求。

在一等三角鎖和二等基本鎖控制下，布設(shè)平均邊長(zhǎng)約為13km的二等補(bǔ)充網(wǎng)。按三角形閉合差計(jì)算所得的測(cè)角中誤差小于士2.5“。

為了控制邊長(zhǎng)和角度誤差的積累，以保證二等網(wǎng)的精度，在二等網(wǎng)中央處測(cè)定了起算邊及其兩端點(diǎn)的天文經(jīng)緯度和方位角，測(cè)定的精度與一等點(diǎn)相同

3、三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案 三、四等三角網(wǎng)是在一、二等網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了加密控制點(diǎn)，以滿足測(cè)圖和工程建設(shè)的需要。

三、四等點(diǎn)以高等級(jí)三角點(diǎn)為基礎(chǔ)，盡可能采用插網(wǎng)方法布設(shè)，但也采用了插點(diǎn)方法布設(shè)，或越級(jí)布網(wǎng)。即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插人四等全面網(wǎng)，而不經(jīng)過(guò)三等網(wǎng)的加密。三等網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)為8km，四等網(wǎng)的邊長(zhǎng)在2～6km范圍內(nèi)變通。由三角形閉合差計(jì)算所得的測(cè)角中誤差，三等為士1.8”，四等為士2.5"。

4、GPS網(wǎng)

1）國(guó)家GPS A級(jí)網(wǎng) 2）國(guó)家GPS B級(jí)網(wǎng) 3）全國(guó)GPS一、二級(jí)網(wǎng)

三、國(guó)家高程控制網(wǎng)

高程控制網(wǎng)主要用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法建立。（1）用水準(zhǔn)測(cè)量方法建立的高程控制網(wǎng)稱為水準(zhǔn)網(wǎng)。高程控制網(wǎng)可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級(jí)布設(shè)。各等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量都可作為測(cè)區(qū)的首級(jí)高程控制。（2）三角高程測(cè)量是根據(jù)兩點(diǎn)間的豎直角和水平距離計(jì)算高差而求出高程的，其精度低于水準(zhǔn)測(cè)量。

國(guó)家高程控制網(wǎng)是用水準(zhǔn)測(cè)量的方法建立起來(lái)的，又稱國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)，按控制等級(jí)和施測(cè)精度分為四個(gè)等級(jí)，一、二等為精密水準(zhǔn)測(cè)量，三、四等為普通水準(zhǔn)測(cè)量。一等水準(zhǔn)網(wǎng)是國(guó)家高程控制網(wǎng)的骨干；二等水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)于一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)，是國(guó)家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)；

三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)為國(guó)家高程網(wǎng)的進(jìn)一步加密。目前我國(guó)主要采用的是1985國(guó)家高程系統(tǒng)。

第四節(jié) 工程平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案

一、布設(shè)原則

工測(cè)控制網(wǎng)可分為兩種：一種是在各項(xiàng)工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，為測(cè)繪大比例尺地形圖和房地產(chǎn)管理測(cè)量而建立的控制網(wǎng)，叫做測(cè)圖控制網(wǎng)；另一種是為工程建筑物的施工放樣或變形觀測(cè)等專門(mén)用途而建立的控制網(wǎng)，我們稱其為專用控制網(wǎng)。建立這兩種控制網(wǎng)時(shí)亦應(yīng)遵守下列布網(wǎng)原則。

1、分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制

對(duì)于工測(cè)控制網(wǎng)，通常先布設(shè)精度要求最高的首級(jí)控制網(wǎng)，隨后根據(jù)測(cè)圖需要，測(cè)區(qū)面積的大小再加密若干級(jí)較低精度的控制網(wǎng)

2、要有足夠的精度

以工測(cè)控制網(wǎng)為例，一般要求最低一級(jí)控制網(wǎng)（四等網(wǎng)）的點(diǎn)位中誤差能滿足大比例尺1:500的測(cè)圖要求。

3、要有足夠的密度

不論是工測(cè)控制網(wǎng)或?qū)Ｓ每刂凭W(wǎng)，都要求在測(cè)區(qū)內(nèi)有足夠多的控制點(diǎn)。

4、要有統(tǒng)一的規(guī)格

為了使不同的工測(cè)部門(mén)施測(cè)的控制網(wǎng)能夠互相利用、互相協(xié)調(diào)，也應(yīng)制定統(tǒng)一的規(guī)范，如現(xiàn)行的《城市測(cè)量規(guī)范》和《工程測(cè)量規(guī)范》。

二、布設(shè)方案

工測(cè)三角網(wǎng)具有如下的特點(diǎn)：

② 各等級(jí)三角網(wǎng)平均邊長(zhǎng)較相應(yīng)等級(jí)的國(guó)家網(wǎng)邊長(zhǎng)顯著地縮短； ②三角網(wǎng)的等級(jí)較多；

③ 各等級(jí)控制網(wǎng)均可作為測(cè)區(qū)的首級(jí)控制；

④三、四等三角網(wǎng)起算邊相對(duì)中誤差，按首級(jí)網(wǎng)和加密網(wǎng)分別對(duì)待。以上這些特點(diǎn)主要是考慮到工測(cè)控制網(wǎng)應(yīng)滿足最大比例尺1:500測(cè)圖的要求而提出的。

三、專用控制網(wǎng)的布設(shè)特點(diǎn)

專用控制網(wǎng)是為工程建筑物的施工放樣或變形觀測(cè)等專門(mén)用途而建立的。由于專用控制網(wǎng)的用途非常明確，因此建網(wǎng)時(shí)應(yīng)根據(jù)特定的要求進(jìn)行控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)。

第五節(jié) 控制測(cè)量作業(yè)流程

用于工程測(cè)量的控制測(cè)量，一般作業(yè)流程是：

收集本測(cè)區(qū)的資料----測(cè)區(qū)踏勘----圖上設(shè)計(jì)---野外實(shí)地選點(diǎn)--造標(biāo)埋石---觀測(cè)---計(jì)算

控制測(cè)量的任務(wù)是精確確定控制點(diǎn)的空間位置。1）選定控制點(diǎn)的位置

其工作步驟包括收集資料，實(shí)地踏勘，圖上設(shè)計(jì)，實(shí)地選點(diǎn)，造標(biāo)、埋石。

2）觀測(cè)

用精密的儀器和科學(xué)的操作方法將控制網(wǎng)中的觀測(cè)元素精密測(cè)定出來(lái)。

3）計(jì)算

用嚴(yán)密的計(jì)算方法將控制點(diǎn)的空間位置計(jì)算出來(lái)。計(jì)算步驟包括歸算（將地面觀測(cè)結(jié)果歸算至橢球面上）；投影（將橢球面上的歸算結(jié)果投影到高斯平面上）；平差（在高斯平面上按最小二乘法進(jìn)行嚴(yán)密平差）。

第二章 控制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)

第一節(jié) 概述

一、技術(shù)設(shè)計(jì)的意義和主要任務(wù)

1、技術(shù)設(shè)計(jì)的意義

2、技術(shù)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)

（1）根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，結(jié)合測(cè)區(qū)具體情況，擬定最佳控制網(wǎng)布設(shè)方案。

（2）確定適宜的精度等級(jí)。（3）擬定建網(wǎng)計(jì)劃

二、技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)和基本原則

1、技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)

1）、上級(jí)下達(dá)任務(wù)的文件或合同書(shū) 2）有關(guān)的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3）有關(guān)測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)定額、成本定額和裝備標(biāo)準(zhǔn)

2、技術(shù)設(shè)計(jì)的基本原則

1）技術(shù)設(shè)計(jì)方案應(yīng)先考整體，后考局部，顧及發(fā)展；要滿足用戶的要求，重視社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2）要從作業(yè)區(qū)實(shí)際情況出發(fā)，考作業(yè)單位的實(shí)力，挖掘潛力，選擇最佳方案。

3）廣泛收集、認(rèn)真分析和充分利用已有的測(cè)繪產(chǎn)品及資料 4）極采用適用的新技術(shù)、新方法、新工藝。

三、編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)

1、工程名稱及任務(wù)概況。

2、作業(yè)區(qū)自然地理概況。

3、已有資料的利用情況。

4、主要作業(yè)方法 和技術(shù)規(guī)定

5、計(jì)劃安排和經(jīng)費(fèi)預(yù)算

6、附件

1）可供利用的已有資料清單 2）附圖、附表 3）其他

第二節(jié) 技術(shù)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題

一、控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

先提出多種布設(shè)方案，測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、邊角組合網(wǎng)以及測(cè)哪些邊、測(cè)哪角等，根據(jù)網(wǎng)形和合各點(diǎn)的近似坐標(biāo)，利用計(jì)算程序進(jìn)行精度估算，優(yōu)選出點(diǎn)位中誤差最小、相對(duì)點(diǎn)位中誤差在重要方向上的分量最小觀測(cè)工作量最小的方案

二、技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟

1、收集和分析資料

（1）測(cè)區(qū)內(nèi)各種比例尺的地形圖。

（2）已有的控制測(cè)量成果（包括全部有關(guān)技術(shù)文件、圖表、手簿等等）。特別應(yīng)注意是否有幾個(gè)單位施測(cè)的成果，如果有，則應(yīng)了解各套成果間的坐標(biāo)系、高程系統(tǒng)是否統(tǒng)一以及如何換算等問(wèn)題。

（3）有關(guān)測(cè)區(qū)的氣象、地質(zhì)等情況，以供建標(biāo)、埋石、安排作業(yè)時(shí)間等方面的參考。

（4）現(xiàn)場(chǎng)踏勘了解已有控制標(biāo)志的保存完好情況。

（5）調(diào)查測(cè)區(qū)的行政區(qū)劃、交通便利情況和物資供應(yīng)情況。若在少數(shù)民族地區(qū)，則應(yīng)了解民族風(fēng)俗、習(xí)慣。

對(duì)搜集到的上述資料進(jìn)行分析，以確定網(wǎng)的布設(shè)形式，起始數(shù)據(jù)如何獲得，網(wǎng)的未來(lái)擴(kuò)展等。

其次還應(yīng)考慮網(wǎng)的坐標(biāo)系投影帶和投影面的選擇。

此外還應(yīng)考慮網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)，舊有標(biāo)志可否利用等問(wèn)題。

2、控制網(wǎng)圖上設(shè)計(jì)（1）從技術(shù)指標(biāo)方面考慮

圖形結(jié)構(gòu)良好，邊長(zhǎng)適中，對(duì)于三角網(wǎng)求距角不小于30°；便于擴(kuò)展和加密低級(jí)網(wǎng)，點(diǎn)位要選在視野遼闊，展望良好的地方；為減弱旁折光的影響，要求視線超越（或旁離）障礙物一定的距離；點(diǎn)位要長(zhǎng)期保存，宜選在土質(zhì)堅(jiān)硬，易于排水的高地上。

（2）從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面考慮

充分利用制高點(diǎn)和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影響觀測(cè)精度的前提下，盡量降低覘標(biāo)高度；充分利用舊點(diǎn)，以便節(jié)省造標(biāo)埋石費(fèi)用，同時(shí)可避免在同一地方不同單位建造數(shù)座覘標(biāo)，出現(xiàn)既浪費(fèi)國(guó)家資財(cái)，又容易造成混亂的現(xiàn)象。

（3）從安全生產(chǎn)方面考慮

點(diǎn)位離公路、鐵路和其他建筑物以及高壓電線等應(yīng)有一定的距離。

三、平面控制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)布設(shè)

1、控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)符合的要求 衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)符合哪些要求？

1）應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)的實(shí)際情況﹑精度要求﹑衛(wèi)星狀況﹑接收機(jī)的類型和數(shù)量以及測(cè)區(qū)已有的測(cè)量資料進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

2）首級(jí)網(wǎng)布設(shè)時(shí)，宜聯(lián)測(cè)2個(gè)以上高級(jí)國(guó)家控制點(diǎn)或地方坐標(biāo)系的高級(jí)控制點(diǎn)；對(duì)控制網(wǎng)內(nèi)的邊長(zhǎng)，宜構(gòu)成大地四邊形或中點(diǎn)多邊形。

3）控制網(wǎng)應(yīng)由獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成一個(gè)或若干個(gè)閉合環(huán)或附合路線：各等級(jí)控制網(wǎng)中構(gòu)成閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)不宜多于6條。

4）各等級(jí)控制網(wǎng)中獨(dú)立基線的觀測(cè)總數(shù)，不宜少于必要觀測(cè)基線數(shù)的1.5倍。5）加密網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工程需要，在滿足本規(guī)范精度要求的前提下可采取比較靈活的布網(wǎng)方式。）對(duì)于采用GPS-RTK測(cè)圖的測(cè)區(qū)，在控制網(wǎng)的布設(shè)中應(yīng)顧及參考站點(diǎn)的分布及位置。

2、實(shí)地選點(diǎn)

導(dǎo)線網(wǎng)控制點(diǎn)點(diǎn)位的選定應(yīng)符合的要求

1）相鄰點(diǎn)之間必須通視，點(diǎn)位能長(zhǎng)期保存； 2）便于加密、擴(kuò)展和尋找；

3）觀測(cè)視線超越（或旁離）障礙物應(yīng)在1.3m以上；

4）平面控制點(diǎn)位置應(yīng)沿路線布設(shè)，距路中心的位置宜大于50m且小于300m，同時(shí)應(yīng)便于測(cè)角、測(cè)距及地形測(cè)量和定測(cè)放線；

第三節(jié) 工程實(shí)例

一、任務(wù)概述

二、已有資料分析及利用

(1)平面控制資料：測(cè)區(qū)各地塊內(nèi)均已有D級(jí)GPS控制點(diǎn)，該控制點(diǎn)采用XX市統(tǒng)一坐標(biāo)系（采用1980西安坐標(biāo)系，中央子午線為116o54′，投影面為-150米），可以直接利用作為本測(cè)區(qū)的平面起算資料。

(2)高程控制資料：測(cè)區(qū)內(nèi)分布有2個(gè)四等水準(zhǔn)點(diǎn)，作為本測(cè)區(qū)高程起算資料。

(3)圖件資料：測(cè)區(qū)內(nèi)有XX市國(guó)土資源檔案館提供的1:10000、1:50000地形圖，可作為本項(xiàng)目設(shè)計(jì)、選點(diǎn)、計(jì)劃用圖。

三、作業(yè)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

（1）《城市測(cè)量規(guī)范》CJJ/T8—2011；

（2）《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12898-91，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)；

（3）《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》GB/T 18314—2009；（4）《衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》CJJ/T 73—2010；（5）《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》CJJ73—2010；

（6）《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T 2009—2010；（7）《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》GB/T20257.1-2007；（8）《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》GB/T 24356—2009；（9）《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》GB/T18316-2008中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

（10）《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T2009-2010；

四、基本技術(shù)要求

(1)平面控制系統(tǒng)：采用XX市統(tǒng)一坐標(biāo)系（采用1980西安坐標(biāo)系，中央子午線為116o，投影面為-150米）。(2)高程控制系統(tǒng)：釆用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。(3)成圖方式：全野外數(shù)字化成圖。(4)基本等高距：0.5m

五、平面控制測(cè)量

在測(cè)區(qū)現(xiàn)有的GPS-D、E級(jí)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，布設(shè)一定密度的5秒和8秒點(diǎn)，同時(shí)為滿足XX市新興產(chǎn)業(yè)園1:500數(shù)字化地形圖測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)

1：500數(shù)字化地形測(cè)圖的需要發(fā)展布設(shè)圖根點(diǎn)。按要求文件及1：500比例尺成圖相關(guān)技術(shù)要求則每平方公里不少于3個(gè)5秒，每平方公里不少于13個(gè)8秒點(diǎn)，5秒點(diǎn)采用先進(jìn)的徠卡或拓普康GPS施測(cè)；極個(gè)別情況采用徠卡或其他型號(hào)全站儀測(cè)距導(dǎo)線方式施測(cè)；8秒點(diǎn)主要以全站儀測(cè)距導(dǎo)線施測(cè)，其形式可布設(shè)成導(dǎo)線網(wǎng)、結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線或單導(dǎo)線。

1、GPS控制網(wǎng)測(cè)量

空值網(wǎng)以GPS形式施測(cè)時(shí),其布網(wǎng)應(yīng)由一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)環(huán)構(gòu)成。GPS控制網(wǎng)由非同步觀測(cè)邊構(gòu)成多邊形閉合環(huán)或附合路線,GPS網(wǎng)宜采用邊連式布網(wǎng)，不宜采用點(diǎn)連式布網(wǎng),GPS網(wǎng)中不得出現(xiàn)自由基線。同時(shí)GPS控制網(wǎng)與已知控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)的點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于3個(gè)。

表4-6 GPS方法觀測(cè)主要技術(shù)要求

GPS觀測(cè)，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)觀測(cè)手薄，不得事后補(bǔ)記。觀測(cè)手薄的內(nèi)容如下： 點(diǎn)名、接收機(jī)名稱（型號(hào)）、接收機(jī)編號(hào)、觀測(cè)者、開(kāi)機(jī)時(shí)間、關(guān)機(jī)時(shí)間、時(shí)段號(hào)、天線高（測(cè)前、測(cè)后、平均）、日期。

(1)GPS測(cè)量技術(shù)要求

GPSI級(jí)網(wǎng)釆用靜態(tài)定位測(cè)量，GPS網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成具有獨(dú)立檢核條件的圖形(如三角形、大地四邊形、五邊形）。GPS網(wǎng)點(diǎn)與高級(jí)點(diǎn)的聯(lián)測(cè)不少于3個(gè)。起算點(diǎn)外圍連線最好要包容覆蓋整個(gè)控制范圍。

GPS控制的點(diǎn)位應(yīng)滿足GPS觀測(cè)要求，同時(shí)顧及后續(xù)使用常規(guī)儀器進(jìn)行加密測(cè)量的需要，所選的GPSI級(jí)點(diǎn)必須保證有兩個(gè)以上方向的通視。GPSI級(jí)點(diǎn)密度以保證發(fā)展二級(jí)導(dǎo)線為原則。

GPS控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)間弦長(zhǎng)測(cè)量中誤差規(guī)定如下：(2)基線解算

基線解算可以釆用隨機(jī)軟件在微機(jī)上進(jìn)行。野外觀測(cè)數(shù)據(jù)必須及時(shí)備份，并由專人保管，向甲方提供具備交換數(shù)據(jù)格式的所有原始基線數(shù)據(jù)。

1)同步環(huán)基線精度要求：坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差<9ppm;環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差<15ppm;2)基線組成異步環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差和全長(zhǎng)閉合差精度要求：

Wx≤2n δ（2--1）Wy ≤2n δ（2--2）Wz≤2n δ（2--3）Ws= Wx2+Wy2+Wz2 ≤23n δ（2--4）3)復(fù)測(cè)基線的長(zhǎng)度較差，不宜超過(guò)下式規(guī)定：

ds ≤22δ（2--5）

(3)平差計(jì)算

GPS內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理釆用隨機(jī)軟件進(jìn)行平差計(jì)算。當(dāng)各項(xiàng)要求符合標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)以有效觀測(cè)最長(zhǎng)的一個(gè)重合點(diǎn)的WGS-84系三維坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行GPS網(wǎng)的無(wú)約束平差。

4)無(wú)約束平差中，基線向量的改正數(shù)絕對(duì)值應(yīng)滿足下式要求：

V△x≤3δ（2--6）V△y≤3δ（2--7）V△z≤3δ（2--8）

其中：V＝異步環(huán)坐標(biāo)分量閉合差（mm）； δ＝弦長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)差(mm)；

5)約束平差中，基線向量的改正數(shù)與剔除粗差后的無(wú)約束平差結(jié)果的同名基線相應(yīng)改正數(shù)的較差應(yīng)符合下式要求：

dV△x≤2δ（2--9）dV△y≤2δ（2--10）dV△z≤2δ（2--11）

GPSI級(jí)網(wǎng)應(yīng)釆用聯(lián)測(cè)了四等水準(zhǔn)（或等外水準(zhǔn)）的占全網(wǎng)總點(diǎn)數(shù)約30%的控制點(diǎn)，作為GPS網(wǎng)高程擬合起算，這些聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)應(yīng)均勻分布在GPS網(wǎng)的周邊和中間。

當(dāng)城區(qū)不利于GPS觀測(cè)時(shí)，可釆用電磁波測(cè)距導(dǎo)線加密一級(jí)控制點(diǎn)，其主-級(jí)電磁波測(cè)距導(dǎo)線主要技術(shù)要求表。

2、導(dǎo)線平面控制測(cè)量(1)導(dǎo)線布設(shè)

(2)導(dǎo)線選點(diǎn)注意事項(xiàng): 1)導(dǎo)線點(diǎn)選在土質(zhì)堅(jiān)硬、穩(wěn)定的地方，以便于保存點(diǎn)的標(biāo)志和安置儀器。2)導(dǎo)線點(diǎn)選在地勢(shì)較高，視野開(kāi)闊的地方，以刞于進(jìn)行碎部測(cè)量或加密以及施工放樣。

3)導(dǎo)線各邊的長(zhǎng)度應(yīng)按規(guī)范規(guī)定盡是接近平均邊長(zhǎng)，且不同導(dǎo)線各邊長(zhǎng)不應(yīng)相差過(guò)大。導(dǎo)線點(diǎn)的數(shù)量要足夠，以便控制整修測(cè)區(qū)。

4)相鄰導(dǎo)線間要通視。

5)所選的導(dǎo)線間必須滿足超越（或遠(yuǎn)離）障礙物1.3米以上。

6)路線平面控制點(diǎn)的位置應(yīng)沿路線布設(shè)，距路中心的位置大于50M且小于300M，同時(shí)應(yīng)便于測(cè)角、測(cè)距、及地形測(cè)量和定線放樣。

7)在橋梁和隧道處，應(yīng)考慮橋隧布設(shè)控制網(wǎng)的要求，在大型構(gòu)造物的兩側(cè)應(yīng)分別布設(shè)一對(duì)平面控制點(diǎn)。

(3)精度分析

設(shè)，m1、m2分別為兩個(gè)獨(dú)立觀測(cè)值(或兩獨(dú)立觀測(cè)值函數(shù))的中誤差，則其加權(quán)平均值的中誤差M為、圖根控制測(cè)量 一、二級(jí)控制點(diǎn)測(cè)量采用GPS RTK方式，本項(xiàng)目圖根控制測(cè)量仍采用GPS RTK方法。

(1)一、二級(jí)平面控制測(cè)量

平面坐標(biāo)和高程記錄精確至0.001m。天線高量取精確至0.001m。RTK平面控制點(diǎn)測(cè)量主要技術(shù)要求應(yīng)符合表4-8規(guī)定。

RTK控制點(diǎn)平面坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，流動(dòng)站采集衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法將觀測(cè)得到的地心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為指定坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)。

1)RTK平面控制點(diǎn)測(cè)量流動(dòng)站的技術(shù)要求與操作方法 2）成果數(shù)據(jù)處理與檢查

① RTK控制測(cè)量外業(yè)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行備份和內(nèi)外業(yè)檢查。② RTK控制測(cè)量外業(yè)觀測(cè)記錄采用儀器自帶內(nèi)存卡或測(cè)量手簿，（2)圖根控制測(cè)量 1)網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量

當(dāng)圖根導(dǎo)線布設(shè)成支導(dǎo)線時(shí)，支導(dǎo)線的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)圖根導(dǎo)線測(cè)量主要技術(shù)要求規(guī)定長(zhǎng)度的1/2，邊數(shù)不宜多于3條。

(1)圖根點(diǎn)選點(diǎn)

圖根控制點(diǎn)應(yīng)選在利于保存、便于使用的地方。(2)圖根控制測(cè)量可采用測(cè)距導(dǎo)線方式進(jìn)行測(cè)量

1)電磁波測(cè)距圖根導(dǎo)線的主要技術(shù)規(guī)格按下表執(zhí)行： 2)圖根點(diǎn)相對(duì)于起算點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不得超過(guò)±5cm。

3)導(dǎo)線長(zhǎng)度短于上表1/3 時(shí)，其絕對(duì)閉合差不應(yīng)大于±0.15m。

4)在房屋密集區(qū)作業(yè)時(shí)，導(dǎo)線的邊數(shù)可適當(dāng)增加，但其他技術(shù)指標(biāo)仍按上表執(zhí)行。5)圖根導(dǎo)線一般應(yīng)為附合導(dǎo)線。但當(dāng)遇到較大的廠礦、企業(yè)、學(xué)校，只有一個(gè)出入口時(shí)，允許采用閉合導(dǎo)線。

6)當(dāng)受地形條件限制導(dǎo)線無(wú)法附合時(shí)，可布設(shè)不超過(guò)四條邊的支導(dǎo)線，支導(dǎo)線不得發(fā)展新點(diǎn)。

(3)圖根控制測(cè)量可釆用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK)技術(shù)進(jìn)行觀測(cè)

在實(shí)際工作中某些可能不適宜直接采用RTK方式測(cè)定圖根點(diǎn)，可以采用在合適區(qū)域布設(shè)高等級(jí)控制點(diǎn)，以高等級(jí)控制點(diǎn)為起算點(diǎn)采取圖根導(dǎo)線測(cè)量的方式布設(shè)圖根點(diǎn)。

根據(jù)圖根導(dǎo)線的布設(shè)原則，需要布設(shè)更高一級(jí)的控制點(diǎn)為起算點(diǎn)。現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定，RTK平面控制點(diǎn)按精度劃分等級(jí)為：一級(jí)控制點(diǎn)、二級(jí)控制點(diǎn)、三級(jí)控制點(diǎn)。根據(jù)《城市測(cè)量規(guī)范》

六、高程控制測(cè)量

根據(jù)對(duì)地形圖進(jìn)行分析的結(jié)果，本地區(qū)地勢(shì)起伏不大，因此可以將導(dǎo)線點(diǎn)兼作水準(zhǔn)點(diǎn)，即水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)形式同導(dǎo)線網(wǎng)。

(1)水準(zhǔn)觀測(cè)

水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器及水準(zhǔn)尺，應(yīng)符合水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的夾角i，DS1型應(yīng)不超過(guò)15″，DS3型不應(yīng)超過(guò)20″。補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償誤差△a對(duì)于二等水準(zhǔn)不應(yīng)超過(guò)0.2″，三等不應(yīng)超過(guò)0.5″。

水準(zhǔn)尺上的米間隔平均長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差，對(duì)于因瓦水準(zhǔn)尺，不應(yīng)超過(guò)0.15mm；對(duì)于條形碼尺，不應(yīng)超過(guò)0.1mm；對(duì)于木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺，不應(yīng)超過(guò)0.5mm。

兩次觀測(cè)高差較差超限時(shí)應(yīng)重測(cè)。重測(cè)后對(duì)于二等水準(zhǔn)應(yīng)選取兩次異鄉(xiāng)觀測(cè)的合格結(jié)果，其他等級(jí)則應(yīng)將重測(cè)結(jié)果與原測(cè)結(jié)果分別比較，較差不超過(guò)限值時(shí)，取三次結(jié)果的平均數(shù)。

(2)精度檢核

水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)達(dá)到足夠的精度，測(cè)量過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行如下檢核：

每完成一條水準(zhǔn)路線的測(cè)量，需要進(jìn)行往返高差不符值和每公里高差中數(shù)的偶然中誤差?M的計(jì)算（小于100或測(cè)段數(shù)不足20個(gè)的路線，可納入相鄰路線一并計(jì)算），其公式為： ?? 七、三角高程測(cè)量

電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量，宜在平面控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上布設(shè)成三角高程網(wǎng)或者高程導(dǎo)線。應(yīng)采用規(guī)定的手簿記錄并統(tǒng)一編號(hào)，手簿中記載項(xiàng)目的原始數(shù)據(jù)應(yīng)字跡清晰端正、填寫(xiě)齊全。外業(yè)手簿種任何原始記錄不得擦該或涂改，更不能轉(zhuǎn)抄復(fù)制。劃去不用的廢站也應(yīng)注明原因。

垂直角應(yīng)對(duì)向觀測(cè)，高差計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮大氣折光差的影響，經(jīng)各項(xiàng)檢核合格后，取對(duì)向觀測(cè)高差中數(shù)組成附合高程路線進(jìn)行平差。

內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)，單向觀測(cè)時(shí)的高差根據(jù)平距按下列公式計(jì)算。

1、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)取位及成果整理(1)控制測(cè)量觀測(cè)值、成果的取位按下列要求進(jìn)行：水平角、垂直角取至整秒，距離、儀器高、覘標(biāo)高、成果坐標(biāo)、四等水準(zhǔn)高程成果取位至醒，測(cè)距尚程成果取至cm。(2)GPSI級(jí)點(diǎn)要求制作點(diǎn)位說(shuō)明，并制作一份相應(yīng)的GPS控制點(diǎn)通視圖。

(3)地形控制點(diǎn)的成果，按不同的等級(jí)整理裝訂成冊(cè)。每一冊(cè)的點(diǎn)號(hào)從小到大按順序排列，以便查找。每一冊(cè)的首頁(yè)應(yīng)附有導(dǎo)線略圖。

(4)計(jì)算資料中，包括計(jì)算說(shuō)明、儀器檢定書(shū)、控制展點(diǎn)圖、已知點(diǎn)成果表。計(jì)算過(guò)程中的有關(guān)符號(hào)應(yīng)在計(jì)算說(shuō)明中用文字說(shuō)明。

八、提交的成果

(1)文檔部分：技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)；技術(shù)總結(jié)；工作報(bào)告；自查報(bào)告；驗(yàn)收?qǐng)?bào)告；法定鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)儀器的檢驗(yàn)資料或儀器檢驗(yàn)鑒定書(shū)；所有觀測(cè)手薄；所有平差計(jì)算資料及精度統(tǒng)計(jì)。

(2)成果部分：控制網(wǎng)展點(diǎn)網(wǎng)形圖、點(diǎn)之記、平面控制聯(lián)測(cè)圖、水準(zhǔn)路線圖；控制點(diǎn)平面與高程成果表；數(shù)字地形塊圖及分幅圖；精度評(píng)定資料；塊圖及分幅圖接圖表等。

(3)圖紙部分：1：500白紙分幅地形圖一套。(4)成果資料表中，文字和表格采用word文檔或excel格式，圖形資料采用DWG文件格式，資料封面加蓋作業(yè)單位公章，所有資料配有電子光盤(pán)四套

第三章 GPS平面控制測(cè)量 第一節(jié) GPS概述

全球定位系統(tǒng)(GPS)是20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過(guò)20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。

一、GPS系統(tǒng)組成：

GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間部分---GPS星座；地面控制部分---地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分---GPS 信號(hào)接收機(jī)。

1、地面控制部分

地面控制部分由一個(gè)主控站,5 個(gè)全球監(jiān)測(cè)站和3 個(gè)地面控制站組成。監(jiān)測(cè)站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測(cè)量到所有可見(jiàn)衛(wèi)星的接受機(jī)。監(jiān)測(cè)站將取得的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測(cè)站收集跟蹤數(shù)據(jù),計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到3 個(gè)地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí),把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對(duì)每顆GPS 衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開(kāi)注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間,但導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。

2、空間部分

GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆),軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS 衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼(Coarse/ Acquisition Code11023MHz);一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz),P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國(guó)軍方管制,并設(shè)有密碼,一般民間無(wú)法解讀,主要為美國(guó)軍方服務(wù)。C/ A 碼人為采取措施而刻意降低精度后,主要開(kāi)放給民間使用。

3、用戶設(shè)備部分

用戶設(shè)備部分即GPS 信號(hào)接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)后，即可測(cè)量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算，計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲(chǔ)器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類型的接受機(jī)體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，便于野外觀測(cè)使用。

二、GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)

1、定位精度高

2、觀測(cè)時(shí)間短

3、測(cè)站間無(wú)通視

4、可提供三維坐標(biāo)

5、操作簡(jiǎn)便

6、全天侯作業(yè)

7、功能多、應(yīng)用廣。

三、GPS定位原理

1、偽距的概念和偽距測(cè)量

GPS衛(wèi)星能夠按照星載時(shí)鐘發(fā)射結(jié)構(gòu)為‘偽隨機(jī)噪聲碼的信號(hào)，稱為測(cè)距碼信號(hào)(即粗碼C／A碼或精碼P碼)。該信號(hào)從衛(wèi)星發(fā)射經(jīng)時(shí)間t后，到達(dá)接收機(jī)天線；衛(wèi)星至接收機(jī)的空間幾何距離ρ=C t。

實(shí)際上，由于傳播時(shí)間t中包含有衛(wèi)星時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘不同步的誤差，測(cè)距碼在大氣中傳播的延遲誤差等等，因此求得的距離值并非真正的站星幾何距離，習(xí)慣上稱之為“偽距”，用ρ表示，與之相對(duì)應(yīng)的定位方法稱為偽距法定位。

偽距測(cè)量是在用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航和定位時(shí)，用衛(wèi)星發(fā)播的偽隨機(jī)碼與接收機(jī)復(fù)制碼的相關(guān)技術(shù)，測(cè)定測(cè)站到衛(wèi)星之間的、含有時(shí)鐘誤差和大氣層折射延遲的距離的技術(shù)和方法。測(cè)得的距離含有時(shí)鐘誤差和大氣層折射延遲，而非“真實(shí)距離”,故稱偽距。它是為實(shí)現(xiàn)偽距定位，利用測(cè)定的偽距組成以接收機(jī)天線相位中心的三維坐標(biāo)和衛(wèi)星鐘差為未知數(shù)的方程組，經(jīng)最小二乘法解算以獲得接收機(jī)天線相位中心三維坐標(biāo),并將其歸化為測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。由于方程組含有4個(gè)未知數(shù)，必須有4個(gè)以上經(jīng)偽距測(cè)量而獲得的偽距。此法既能用于接收機(jī)固定在地面測(cè)站上的靜態(tài)定位，又適于接收機(jī)置于運(yùn)動(dòng)載體上的動(dòng)態(tài)定位。但后者的絕對(duì)定位精度較低，只能用于精度要求不高的導(dǎo)航。

2、載波相位測(cè)量 1）原理

載波相位測(cè)量，又稱RTK技術(shù)是利用接收機(jī)測(cè)定載波相位觀測(cè)值或其差分觀測(cè)值，經(jīng)基線向量解算以獲得兩個(gè)同步觀測(cè)站之間的基線向量坐標(biāo)差的技術(shù)和方法。

2）周跳與整周未知數(shù)（1）周跳 如果由于某種原因在兩個(gè)觀測(cè)歷元之間的某一段時(shí)間工作計(jì)數(shù)器中止了正常的累積工作，從而使整周計(jì)數(shù)較應(yīng)有值少了n周，那么當(dāng)計(jì)數(shù)器恢復(fù)正常工作后，所有的載波相位觀測(cè)值中的整周計(jì)數(shù)Int(ψ)便都會(huì)含有同一偏差值——較正常值少n周。這種整周計(jì)數(shù)Int(ψ)出現(xiàn)系統(tǒng)偏差而不足一周的部分Fr(ψ)仍然保持正確的現(xiàn)象稱為整周跳變，簡(jiǎn)稱周跳。

（2）周跳的探測(cè)與修復(fù)（3）整周未知數(shù)

3、相對(duì)定位

在多個(gè)測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)以測(cè)定測(cè)站之間相對(duì)位置的衛(wèi)星定位。是為確定測(cè)站點(diǎn)之間的三維或二維坐標(biāo)差,采用載波相位測(cè)量可實(shí)現(xiàn)高精度的相對(duì)定位

4、單點(diǎn)定位

單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用偽距觀測(cè)量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。也稱為“絕對(duì)定位”。

5、精密單點(diǎn)定位

精密單點(diǎn)定位是利用GPS精密星歷和精密鐘差文件，以無(wú)電離層影響的載波相位和偽距組合觀測(cè)值為觀測(cè)資料，對(duì)測(cè)站的位置、接收機(jī)鐘差、對(duì)流層天頂延遲以及組合后的相位模糊度等參數(shù)進(jìn)行估計(jì)

第二節(jié) GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

一、GPS控制網(wǎng)的布設(shè)的綜述

一個(gè)完整的技術(shù)設(shè)計(jì)，主要應(yīng)包含如下內(nèi)容：

1、項(xiàng)目來(lái)源

介紹項(xiàng)目的來(lái)源、性質(zhì)。即項(xiàng)目由何單位、部門(mén)下達(dá)、發(fā)包，屬于何種性質(zhì)的項(xiàng)目等。

2、測(cè)區(qū)概況

介紹測(cè)區(qū)的地理位置、氣候、人文、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、交通條件、通訊條件等。這可為今后工程施測(cè)工作的開(kāi)展提供必要的信息。如在施測(cè)時(shí)作業(yè)時(shí)間、交通工具的安排，電力設(shè)備使用，通訊設(shè)備的使用等。

3、工程概況

介紹工程的目的、作用、要求、GPS網(wǎng)等級(jí)（精度）、完成時(shí)間、有無(wú)特殊要求等在進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、實(shí)際作業(yè)和數(shù)據(jù)處理中所必須要了解的信息。

4、技術(shù)依據(jù)

介紹工程所依據(jù)的測(cè)量規(guī)范、工程規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的技術(shù)要求等。

5、現(xiàn)有測(cè)繪成果

介紹測(cè)區(qū)內(nèi)及與測(cè)區(qū)相關(guān)地區(qū)的現(xiàn)有測(cè)繪成果的情況。如已知點(diǎn)、測(cè)區(qū)地形圖等。

6、施測(cè)方案

介紹測(cè)量采用的儀器設(shè)備的種類、采取的布網(wǎng)方法等。

7、作業(yè)要求

規(guī)定選點(diǎn)埋石要求、外業(yè)觀測(cè)時(shí)的具體操作規(guī)程、技術(shù)要求等，包括儀器參數(shù)的設(shè)置（如采樣率、截止高度角等）、對(duì)中精度、整平精度、天線高的量測(cè)方法及精度要求等。

8、觀測(cè)質(zhì)量控制

介紹外業(yè)觀測(cè)的質(zhì)量要求，包括質(zhì)量控制方法及各項(xiàng)限差要求等。如數(shù)據(jù)刪除率、RMS值、RATIO值、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、相鄰點(diǎn)相對(duì)中誤差、點(diǎn)位中誤差等。

9、數(shù)據(jù)處理方案

詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理方案，包括基線解算和網(wǎng)平差處理所采用的軟件和處理方法等內(nèi)容。

對(duì)于基線解算的數(shù)據(jù)處理方案，應(yīng)包含如下內(nèi)容：基線解算軟件、參與解算的觀測(cè)值、解算時(shí)所使用的衛(wèi)星星歷類型等。

對(duì)于網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理方案，應(yīng)包含如下內(nèi)容：網(wǎng)平差處理軟件、網(wǎng)平差類型、網(wǎng)平差時(shí)的坐標(biāo)系、基準(zhǔn)及投影、起算數(shù)據(jù)的選取等。

10、提交成果要求

規(guī)定提交成果的類型及形式；若國(guó)家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督總局或行業(yè)發(fā)布新的技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定，應(yīng)據(jù)之編寫(xiě)。

二、GPS控制網(wǎng)對(duì)精度和密度的要求

GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)，通常是以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差來(lái)表示的，其具體形式為：

其中，：網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離中誤差(mm)；

：固定誤差(mm)；

分級(jí)布網(wǎng)，逐級(jí)控制；應(yīng)有足夠的精度；應(yīng)有足夠的密度；應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格。

三、GPS控制網(wǎng)的布網(wǎng)形式

GPS控制網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有跟蹤站式、戰(zhàn)式、多基準(zhǔn)站式、同步圖形擴(kuò)展式、單基準(zhǔn)站式。

1、跟蹤站式 1）布網(wǎng)形式

若干臺(tái)接收機(jī)長(zhǎng)期固定安放在測(cè)站上，進(jìn)行常年、不間斷的觀測(cè)，即一年觀測(cè)365天，一天觀測(cè)24小時(shí)，這種觀測(cè)方式很象是跟蹤站，因此，這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式。

2）特點(diǎn)

接收機(jī)在各個(gè)測(cè)站上進(jìn)行了不間斷的連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大，而且在處理采用這種方式所采集的數(shù)據(jù)時(shí)，一般采用精密星歷，因此，采用此種形式布設(shè)的GPS網(wǎng)具有很高的精度和框架基準(zhǔn)特性

2、會(huì)戰(zhàn)式 1）布網(wǎng)形式

在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺(tái)GPS接收機(jī)，集中在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，所有接收機(jī)在若干天的時(shí)間里分別在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天、長(zhǎng)時(shí)段的同步觀測(cè)，在完成一批點(diǎn)的測(cè)量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同方式的觀測(cè)，直至所有的點(diǎn)觀測(cè)完畢，這就是所謂的會(huì)戰(zhàn)式的布網(wǎng)。

2）特點(diǎn)

所布設(shè)的GPS網(wǎng)，因?yàn)楦骰€均進(jìn)行過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間、多時(shí)段的觀測(cè)，因而具有特高的尺度精度。此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè)A、B級(jí)網(wǎng)。

3、多基準(zhǔn)站式 1）布網(wǎng)形式 若干臺(tái)接收機(jī)在一段時(shí)間里長(zhǎng)期固定在某幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，這些測(cè)站稱為基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)的同時(shí)，另外一些接收機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周圍相互之間進(jìn)行同步觀測(cè)。（見(jiàn)圖10-6）

2）特點(diǎn)

所布設(shè)的GPS網(wǎng)，由于在各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架，具較強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)。

4、同步圖形擴(kuò)展式 1）布網(wǎng)形式

多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后，又遷移到其它的測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形，在測(cè)量過(guò)程中，不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連，整個(gè)GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。

2）特點(diǎn)

具有擴(kuò)展速度快，圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。同步圖形擴(kuò)展式是布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)最常用的一種布網(wǎng)形式。

5、單基準(zhǔn)站式 1）布網(wǎng)形式

又稱作星形網(wǎng)方式，它是以一臺(tái)接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，在某個(gè)測(cè)站上連續(xù)開(kāi)機(jī)觀測(cè)，其余的接收機(jī)在此基準(zhǔn)站觀測(cè)期間，在其周圍流動(dòng)，每到一點(diǎn)就進(jìn)行觀測(cè)，流動(dòng)的接收機(jī)之間一般不要求同步，這樣，流動(dòng)的接收機(jī)每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，就與基準(zhǔn)站間測(cè)得一條同步觀測(cè)基線，所有這樣測(cè)得的同步基線就形成了一個(gè)以基準(zhǔn)站為中心的星形。流動(dòng)的接收機(jī)有時(shí)也稱為流動(dòng)站。

2）特點(diǎn)

單基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)方式的效率很高，但是由于各流動(dòng)站一般只與基準(zhǔn)站之間有同步觀測(cè)基線，故圖形強(qiáng)度很弱，為提高圖形強(qiáng)度，一般需要每個(gè)測(cè)站至少進(jìn)行兩次觀測(cè)。

四、GPS控制網(wǎng)布設(shè)原則

1、選點(diǎn)

（1）為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量，要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開(kāi)闊，在10°~15°高度角以上不能有成片的障礙物。

（2）為減少各種電磁波對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾，在測(cè)站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。

（3）為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。

（4）為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用，測(cè)站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方。

（5）測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方。

2、提高GPS控制網(wǎng)可靠性的方法

首先，增加觀測(cè)期數(shù)。這樣測(cè)得的獨(dú)立基線數(shù)就會(huì)增加，可以提高控制網(wǎng)的可靠性精度。

其次，保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。重復(fù)設(shè)站次數(shù)可以確保GPS網(wǎng)的可靠性，原因有二：①通過(guò)在同一測(cè)站上的多次觀測(cè)，可有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)站對(duì)中、整平、量測(cè)天線高等人為錯(cuò)誤；②當(dāng)同一臺(tái)接收機(jī)在同一測(cè)站上連續(xù)進(jìn)行多個(gè)時(shí)段的觀察時(shí)，各個(gè)時(shí)段必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤差和錯(cuò)誤。

再次，保證每個(gè)測(cè)站獨(dú)立基線相連在3條以上。3條以上的獨(dú)立基數(shù)相連，可使測(cè)站具有較高的可靠性。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，各個(gè)點(diǎn)的可靠性與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù)直接相關(guān)，點(diǎn)上所連接的基線數(shù)越多，點(diǎn)的可靠性則越高。

最后，在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，其檢驗(yàn)質(zhì)量的能力將逐漸下降。

3、提高GPS網(wǎng)精度的方法

首先，保證GPS網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)的相對(duì)精度。在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架；制定一個(gè)子區(qū)和子環(huán)路的實(shí)測(cè)方案。其次，引入高精度激光測(cè)距邊。在布設(shè)GPS網(wǎng)

時(shí)，作為觀測(cè)值與GPS觀測(cè)值(基線向量)一同進(jìn)行聯(lián)合平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L(zhǎng)。最后，采用高程擬合的方法測(cè)定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高／正高。水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量盡可能多，在網(wǎng)中均勻分布，網(wǎng)中的四周將整個(gè)網(wǎng)包含在其中

4、布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布

首先，科學(xué)確定起算點(diǎn)的數(shù)量。一般來(lái)說(shuō)，若要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合，則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好；若沒(méi)有這樣的要求，則一般可選3~5個(gè)起算點(diǎn)。這樣，既可以保證新老坐標(biāo)成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。其次，合理確定起算點(diǎn)的位置。起算點(diǎn)的位置與精度直接相關(guān)，為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍，要避免分布在網(wǎng)中一側(cè)。

5、布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算邊長(zhǎng)的選取與分布

在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以采用高精度激光測(cè)距邊作為起算邊長(zhǎng)，激光測(cè)距邊的數(shù)量可在3~5條左右，可設(shè)置在GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測(cè)距邊兩端點(diǎn)的高差不應(yīng)過(guò)分懸殊。

6、布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算方位的選取與分布

在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設(shè)在GPS網(wǎng)中的任意位置。

五、布設(shè)GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)

1、效率指標(biāo)

在進(jìn)行GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用效率指標(biāo)來(lái)衡量設(shè)計(jì)方案的效率，以及在采用布網(wǎng)方案作業(yè)中所需要的時(shí)間、消耗等問(wèn)題。

2、高精度指標(biāo)

GPS控制網(wǎng)的高精度性是工程測(cè)量的基石，也是其最明顯的優(yōu)勢(shì)之一。在布設(shè)時(shí)，要做到高精度性原則：先確定GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，再根據(jù)GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，得到GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)矩陣B，從而得到GPS網(wǎng)的協(xié)因數(shù)陣Q=(BTPB)，由此做到GPS控制網(wǎng)的高精度性原則。

3、可靠性指標(biāo)

可靠性是GPS控制網(wǎng)布設(shè)的重要原則之一。在進(jìn)行實(shí)際GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用一種反映GPS網(wǎng)可靠性的數(shù)量指建設(shè)項(xiàng)目中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)進(jìn)步。與傳統(tǒng)控制測(cè)量方法相比，GPS技術(shù)具有點(diǎn)位精度高、觀測(cè)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便、可全球全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，但并不等于GPS控制網(wǎng)就無(wú)需像傳統(tǒng)控制測(cè)量方法那樣進(jìn)行控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是實(shí)施GPS測(cè)量的基礎(chǔ)性工作，在網(wǎng)的精確性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面,尋求設(shè)計(jì)的最佳方案。

1GPS控制網(wǎng)的特點(diǎn)

（1）網(wǎng)形與衛(wèi)星空間分布的幾何圖形相關(guān)。GPS控制網(wǎng)的精 度與網(wǎng)中的點(diǎn)所構(gòu)成的幾何圖形沒(méi)有關(guān)系，與觀測(cè)權(quán)相關(guān)程度不大，與邊和邊所構(gòu)成的角度無(wú)關(guān)，主要取決于網(wǎng)中個(gè)點(diǎn)發(fā)出基線的數(shù)目及基線的權(quán)陣。

（2）具有非層次結(jié)構(gòu)性。根據(jù)采用儀器類型和作業(yè)模式不同，得到不同精度的觀測(cè)值，這與經(jīng)典控制網(wǎng)的“逐級(jí)控制”、“分

級(jí)施測(cè)”

沒(méi)有關(guān)系，GPS網(wǎng)可用相同精度一次擴(kuò)展達(dá)到所需的密度設(shè)計(jì)要求。

（3）沒(méi)有誤差積累且分布均勻。誤差積累是經(jīng)典控制網(wǎng)存在特性之一，而GPS網(wǎng)則沒(méi)有誤差的積累，而且誤差分布比較均勻，各邊的方位和邊長(zhǎng)的相對(duì)精度基本是相同的。

（4）簡(jiǎn)單易行的必要基準(zhǔn)條件。GPS網(wǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)(基線向量)中包含了尺度和方位信息，理論上只需要一個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)即可確定GPS網(wǎng)的平移。GPS控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)堅(jiān)持的原則 2.1 效率優(yōu)先原則

在進(jìn)行GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用效率指標(biāo)來(lái)衡量設(shè)計(jì)方案的效率，以及在采用布網(wǎng)方案作業(yè)中所需要的時(shí)間、消耗等問(wèn)題。2.2高精度性原則

GPS控制網(wǎng)的高精度性是工程測(cè)量的基石，也是其最明顯的優(yōu)勢(shì)之一。在布設(shè)時(shí)，要做到高精度性原則：先確定GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，再根據(jù)GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，得到GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)矩陣B，從而得到GPS網(wǎng)的協(xié)因數(shù)陣Q=(BTPB)，由此做到GPS控制網(wǎng)的高精度性原則。

2.3可靠性原則

可靠性原則是GPS控制網(wǎng)布設(shè)的重要原則之一。在進(jìn)行實(shí)際GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用一種反映GPS網(wǎng)可靠性的數(shù)量指標(biāo)，結(jié)合各項(xiàng)精度指標(biāo)，以達(dá)到改善網(wǎng)的質(zhì)量的目的。

第三節(jié) GPS控制測(cè)量數(shù)據(jù)采集

一、GPS外業(yè)觀測(cè)的作業(yè)方式

在設(shè)計(jì)GPS控制網(wǎng)時(shí),因GPS同步觀測(cè)不要求通視,所以,其圖形設(shè)計(jì)具有較大的靈活性。GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)主要取決于用戶的要求、經(jīng)費(fèi)、時(shí)間、人力以及所投入接收機(jī)的類型、數(shù)量和后勤保障條件等。GPS控制網(wǎng)布設(shè)通常有以下幾種方法。

1、點(diǎn)連式點(diǎn)連式是指相鄰圖形之間僅有一個(gè)公共點(diǎn)連接(圖1)。以這種方式布點(diǎn)所構(gòu)成的圖形幾何強(qiáng)度弱,一般不單獨(dú)使用。

2、邊連式

邊連式是指同步圖形之間由一條公共基線連接

(圖2)。這種布網(wǎng)方案,網(wǎng)的幾何強(qiáng)度較高,具有較多的復(fù)測(cè)邊和非同步圖形閉合條件,具有良好的自檢能力,經(jīng)平差后,網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度均勻。缺點(diǎn)是觀測(cè)工作量大。

3、網(wǎng)連式

（1）觀測(cè)作業(yè)方式 在作業(yè)時(shí)，相鄰的同步圖形間有3個(gè)（含3個(gè)）以上的公共點(diǎn)相連。這樣，當(dāng)有臺(tái)儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，就可以測(cè)得個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測(cè)了個(gè)時(shí)段后，就可以測(cè)得個(gè)點(diǎn)。

（2）特點(diǎn)

所測(cè)設(shè)的GPS網(wǎng)具有很強(qiáng)的圖形強(qiáng)度，但網(wǎng)連式觀測(cè)作業(yè)方式的作業(yè)效率很低。

4、混連式

（1）觀測(cè)作業(yè)方式

在實(shí)際的GPS作業(yè)中，一般并不是單獨(dú)采用上面所介紹的某一種觀測(cè)作業(yè)模式，而是根據(jù)具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種種觀測(cè)作業(yè)方式就是所謂的混連式。

（2）特點(diǎn)

實(shí)際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實(shí)際上是點(diǎn)連式、邊連式和網(wǎng)連式的一個(gè)結(jié)合體。

二、外業(yè)GPS調(diào)度與觀測(cè)記錄

1、調(diào)度計(jì)劃

為保證GPS外業(yè)觀測(cè)作業(yè)的順利進(jìn)行，保障精度，提高效率，在進(jìn)行GPS外業(yè)觀測(cè)之前，就編制好調(diào)度計(jì)劃。

（1）GPS衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖表 GPS定位的精度與衛(wèi)星的幾何分布密切相關(guān)。從GPS可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖表中可以了解衛(wèi)星的分布狀況。

1）星歷預(yù)報(bào)表 2）星歷預(yù)報(bào)圖形)連

2、外業(yè)調(diào)度

按照技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)地踏勘所得結(jié)果，對(duì)需測(cè)GPS點(diǎn)分布的情況，交通路線等因素加以綜合考慮，顧及星歷預(yù)報(bào)，制定合理的外業(yè)調(diào)度計(jì)劃。根據(jù)測(cè)量規(guī)范，確定觀測(cè)段數(shù)及每時(shí)段觀測(cè)時(shí)間，在保證結(jié)果精度的基礎(chǔ)上，盡量提高作業(yè)效率。

3、觀測(cè)作業(yè)

目前接收機(jī)的自動(dòng)化程度較高，操作人員只需作好以下工作即可： 1）各測(cè)站的觀測(cè)員應(yīng)按計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間作業(yè)，確保同步觀測(cè)。2）確保接收機(jī)存儲(chǔ)器（目前常用CF卡）有足夠存儲(chǔ)空間。3）開(kāi)始觀測(cè)后，正確輸入高度角，天線高及天線高量取方式。4）觀測(cè)過(guò)程中應(yīng)注意查看測(cè)站信息、接收到的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號(hào)、各通道信噪比、相位測(cè)量殘差、實(shí)時(shí)定位的結(jié)果及其變化和存儲(chǔ)介質(zhì)記錄等情況。一般來(lái)講，主要注意DOP值的變化，如DOP值偏高（GDOP一般不應(yīng)高于6），應(yīng)及時(shí)與其他測(cè)站觀測(cè)員取得聯(lián)系，適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間。

5）同一觀測(cè)時(shí)段中，接收機(jī)不得關(guān)閉或重啟；將每測(cè)段信息如實(shí)記錄在GPS測(cè)量手簿上。6）進(jìn)行長(zhǎng)距離高等級(jí)GPS測(cè)量時(shí)，要將氣象元素，空氣濕度等如實(shí)記錄，每隔一小時(shí)或兩小時(shí)記錄一次。

三、GPS定位中的誤差源

GPS定位中出現(xiàn)的各種誤差從誤差源來(lái)講大體可分為下列三類：

1、衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星星歷誤差

由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實(shí)際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星定軌系統(tǒng)的質(zhì)量，如定軌站的數(shù)量及其地理分布，觀測(cè)值的數(shù)量及精度，定軌時(shí)所有的數(shù)學(xué)力學(xué)模型和定軌軟件的完善程度等。此外與星歷的外推時(shí)間間隔（實(shí)測(cè)星歷的外推時(shí)間間隔可視為零）也有直接關(guān)系。

（2）衛(wèi)星鐘的鐘誤差

衛(wèi)星上雖然使用了高精度的原子鐘，但它們也不可避免地存在誤差，這種誤差既包含著系統(tǒng)性的誤差（如鐘差、鐘速、頻漂等偏差），也包含著隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差遠(yuǎn)較隨機(jī)誤差的值大，而且可以通過(guò)檢驗(yàn)和比對(duì)來(lái)確定并通過(guò)模型來(lái)加以改正；而隨機(jī)誤差只能通過(guò)鐘的穩(wěn)定度來(lái)描述其統(tǒng)計(jì)特性，無(wú)法確定其符號(hào)和大小。

2、與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差

與GPS信號(hào)傳播有關(guān)的誤差主要是大氣折射誤差和多路徑效應(yīng)。（1）電離層延遲 電離層（含平流層）是高度在先60～1000km間的大氣層。在太陽(yáng)紫外線X射線、射線和高能粒子的作用下，該區(qū)域內(nèi)的氣體分子和原子將產(chǎn)生電離，形成自由電子和正離子。帶電粒子的存在將影響無(wú)線電信號(hào)的傳播，使傳播速度發(fā)生變化，傳播路徑產(chǎn)生彎曲，從而使信號(hào)傳播時(shí)間 t 與真空中光速c的乘積不等于衛(wèi)星至接收機(jī)的幾何距離，產(chǎn)生所謂的電離層延遲。

（2）對(duì)流層延遲

對(duì)流層是高度在50km以下的大氣層。整個(gè)大氣中的絕大部分質(zhì)量集中在對(duì)流層中。GPS衛(wèi)星信號(hào)在對(duì)流層中的傳播速度V=c/n。以為真空中的光速，n為大氣折射率，其值取決于氣溫、氣壓和相對(duì)濕度等因子。此外，信號(hào)的傳播路徑也會(huì)產(chǎn)生彎曲。由于上述原因使距離測(cè)量值產(chǎn)生的系統(tǒng)性偏差稱為對(duì)流層延遲。對(duì)流層對(duì)測(cè)距碼偽距和載波相位觀測(cè)值的影響是相同的。

（3）多路徑誤差

多路徑誤差:經(jīng)某些物體表面反射后到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)如果與直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)疊加干擾后進(jìn)入接收機(jī)，就將使測(cè)量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

多路徑誤差對(duì)測(cè)距碼偽距觀測(cè)值的影響要比對(duì)載波相位觀測(cè)值的影響大得多。多路徑誤差取決于測(cè)站周圍的環(huán)境、接收機(jī)的性能以及觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短。

3、與接收機(jī)有關(guān)的誤差（1）接收機(jī)的鐘誤差（2）接收機(jī)的位置誤差（3）接收機(jī)的測(cè)量噪聲

4、相對(duì)論效應(yīng)（1）狹義相對(duì)論

由于衛(wèi)星鐘被安置在高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星中，按照狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生時(shí)間膨脹的現(xiàn)象，對(duì)GPS衛(wèi)星鐘的影響。

（2）廣義相對(duì)論

原理：由廣義相對(duì)論可知，若衛(wèi)星所處的重力位為，地面測(cè)站處的重力位為，那么同一臺(tái)鐘放在衛(wèi)星上和放在地面上時(shí)鐘頻率將相差：

5、其它因素

GPS控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響；

由于GPS控制部分的問(wèn)題或用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)引入的誤差等； 數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對(duì)定位結(jié)果的影響。第四節(jié) GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

一、基線解算

1、觀測(cè)值的處理

GPS基線向量表示了各測(cè)站間的一種位置關(guān)系，即測(cè)站與測(cè)站間的坐標(biāo)增量。GPS基線向量與常規(guī)測(cè)量中的基線是有區(qū)別的，常規(guī)測(cè)量中的基線只有長(zhǎng)度屬性，而GPS基線向量則具有長(zhǎng)度、水平方位和垂直方位等三項(xiàng)屬性。GPS基線向量是GPS同步觀測(cè)的直接結(jié)果，也是進(jìn)行GPS網(wǎng)平差，獲取最終點(diǎn)位的觀測(cè)值。

若在某一歷元中，對(duì)k顆衛(wèi)星數(shù)進(jìn)行了同步觀測(cè)，則可以得到k-1個(gè)雙差觀測(cè)值；若在整個(gè)同步觀測(cè)時(shí)段內(nèi)同步觀測(cè)衛(wèi)星的總數(shù)為l則整周未知數(shù)的數(shù)量為l-1。

在進(jìn)行基線解算時(shí)，電離層延遲和對(duì)流層延遲一般并不作為未知參數(shù)，而是通過(guò)模型改正或差分處理等方法將它們消除。因此，基線解算時(shí)一般只有兩類參數(shù)，一類是測(cè)站的坐標(biāo)參數(shù)，數(shù)量為3；另一類是整周未知數(shù)參數(shù)（m為同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)），數(shù)量為。

2、基線解算

基線解算的過(guò)程實(shí)際上主要是一個(gè)平差的過(guò)程，平差所采用的觀測(cè)值主要是雙差觀測(cè)值。在基線解算時(shí)，平差要分三個(gè)階段進(jìn)行，第一階段進(jìn)行初始平差，解算出整周未知數(shù)參數(shù)的和基線向量的實(shí)數(shù)解（浮動(dòng)解）；在第二階段，將整周未知數(shù)固定成整數(shù)；在第三階段，將確定了的整周未知數(shù)作為已知值，僅將待定的測(cè)站坐標(biāo)作為未知參數(shù)，再次進(jìn)行平差解算，解求出基線向量的最終解-整數(shù)解（固定解）。

（1）初始平差

根據(jù)雙差觀測(cè)值的觀測(cè)方程（需要進(jìn)行線性化），組成誤差方程后，然后組成法方程后，求解待定的未知參數(shù)其精度信息，通過(guò)初始平差，所解算出的整周未知數(shù)參數(shù)本應(yīng)為整數(shù)，但由于觀測(cè)值誤差、隨機(jī)模型和函數(shù)模型不完善等原因，使得其結(jié)果為實(shí)數(shù)，因此，此時(shí)與實(shí)數(shù)的整周未知數(shù)參數(shù)對(duì)應(yīng)的基線解被稱作基線向量的實(shí)數(shù)解或浮動(dòng)解。

（2）整周未知數(shù)的確定（3）確定基線向量的固定解

當(dāng)確定了整周未知數(shù)的整數(shù)值后，與之相對(duì)應(yīng)的基線向量就是基線向量的整數(shù)解。

二、基線解算的分類

1、單基線解算（1）定義

當(dāng)有臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行了一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后，每?jī)膳_(tái)接收機(jī)之間就可以形成一條基線向量，共有條同步觀測(cè)基線，其中可以選出相互獨(dú)立的條同步觀測(cè)基線，至于這條獨(dú)立基線如何選取，只要保證所選的條獨(dú)立基線不構(gòu)成閉合環(huán)就可以了。這也是說(shuō)，凡是構(gòu)成了閉合環(huán)的同步基線是函數(shù)相關(guān)的，同步觀測(cè)所獲得的獨(dú)立基線雖然不具有函數(shù)相關(guān)的特性，但它們卻是誤差相關(guān)的，實(shí)際上所有的同步觀測(cè)基線間都是誤差相關(guān)的。所謂單基線解算，就是在基線解算時(shí)不顧及同步觀測(cè)基線間的誤差相關(guān)性，對(duì)每條基線單獨(dú)進(jìn)行解算。

（2）特點(diǎn)

單基線解算的算法簡(jiǎn)單，但由于其解算結(jié)果無(wú)法反映同步基線間的誤差相關(guān)的特性，不利于后面的網(wǎng)平差處理，一般只用在較低級(jí)別GPS網(wǎng)的測(cè)量中。

2、多基線解算（1）定義

與單基線解算不同的是，多基線解算顧及了同步觀測(cè)基線間的誤差相關(guān)性，在基線解算時(shí)對(duì)所有同步觀測(cè)的獨(dú)立基線一并解算。

（2）特點(diǎn)

多基線解由于在基線解算時(shí)顧及了同步觀測(cè)基線間的誤差相關(guān)特性，因此，在理論上是嚴(yán)密的。

三、基線解算的質(zhì)量控制

1、質(zhì)量控制指標(biāo)

2、數(shù)據(jù)刪除率

在基線解算時(shí)，如果觀測(cè)值的改正數(shù)大于某一個(gè)閾值時(shí)，則認(rèn)為該觀測(cè)值含有粗差，則需要將其刪除。被刪除觀測(cè)值的數(shù)量與觀測(cè)值的總數(shù)的比值，就是所謂的數(shù)據(jù)刪除率。

數(shù)據(jù)刪除率從某一方面反映出了GPS原始觀測(cè)值的質(zhì)量。數(shù)據(jù)刪除率越高，說(shuō)明觀測(cè)值的質(zhì)量越差。

3、RATIO值

4、RDOP

5、RMS

6、同步環(huán)閉合差

7、異步環(huán)閉合差

8、重復(fù)基線較差

四、GPS基線向量網(wǎng)平差

1、網(wǎng)平差的分類

GPS網(wǎng)平差的類型有多種，根據(jù)平差所進(jìn)行的坐標(biāo)空間，可將GPS網(wǎng)平差分為三維平差和二維平差，根據(jù)平差時(shí)所采用的觀測(cè)值和起算數(shù)據(jù)的數(shù)量和類型，可將平差分為無(wú)約束平差、約束平差和聯(lián)合平差等。

（1）三維平差與二維平差

三維平差：平差在三維空間坐標(biāo)系中進(jìn)行，觀測(cè)值為三維空間中的觀測(cè)值，解算出的結(jié)果為點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。GPS網(wǎng)的三維平差，一般在三維空間直角坐標(biāo)系或三維空間大地坐標(biāo)系下進(jìn)行。

二維平差：平差在二維平面坐標(biāo)系下進(jìn)行，觀測(cè)值為二維觀測(cè)值，解算出的結(jié)果為點(diǎn)的二維平面坐標(biāo)。二維平差一般適合于小范圍GPS網(wǎng)的平差。

（2）無(wú)約束平差、約束平差和聯(lián)合平差

無(wú)約束平差：在平差時(shí)不引入會(huì)造成GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。常見(jiàn)的GPS網(wǎng)的無(wú)約束平差，一般是在平差時(shí)沒(méi)有起算數(shù)據(jù)或沒(méi)有多余的起算數(shù)據(jù)。

約束平差：平差時(shí)所采用的觀測(cè)值完全是GPS觀測(cè)值（即GPS基線向量），而且，在平差時(shí)引入了使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。

聯(lián)合平差：平差時(shí)所采用的觀測(cè)值除了GPS觀測(cè)值以外，還采用了地面常規(guī)觀測(cè)值，這些地面常規(guī)觀測(cè)值包括邊長(zhǎng)、方向、角度等觀測(cè)值等。

2、平差過(guò)程

（1）取基線向量，構(gòu)建GPS基線向量網(wǎng)（2）三維無(wú)約束平差

在構(gòu)成了GPS基線向量網(wǎng)后，需要進(jìn)行GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差，通過(guò)無(wú)約束平差主要達(dá)到以下幾個(gè)目的：

約束平差的具體步驟是：

1）指定進(jìn)行平差的基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng)。2）指定起算數(shù)據(jù)。3）檢驗(yàn)約束條件的質(zhì)量。4）進(jìn)行平差解算。

3、質(zhì)量分析與控制

五、GPS數(shù)據(jù)處理過(guò)程 GPS基線解算的過(guò)程是：

1、原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的讀入

2、外業(yè)輸入數(shù)據(jù)的檢查與修改

3、基線解算的控制參數(shù)

4、基線解算

5、基線質(zhì)量的檢驗(yàn)

6、平差

進(jìn)行精度評(píng)定，得到各測(cè)站平差后坐標(biāo)。

7、成果轉(zhuǎn)化

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，轉(zhuǎn)化為當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，一般商用軟件均有該功能。

8、結(jié)束

第四章平面控制測(cè)量

第一節(jié)

精密測(cè)角測(cè)量

一、精密電子測(cè)角儀器的基本原理

1、編碼度盤(pán)測(cè)角原理 1)編碼度盤(pán)測(cè)角原理(絕對(duì)法)編碼度盤(pán)類似于普通光學(xué)度盤(pán)的玻璃碼盤(pán)，在此平面上分著若干寬度相同的同心圓環(huán)，而每一圓環(huán)又被刻制成若干等長(zhǎng)的透光和不透光區(qū)，這種圓環(huán)稱為編碼度盤(pán)的“碼道”。每條碼道代表一個(gè)二進(jìn)制的數(shù)位，有里到外，位數(shù)由高到低。在碼道數(shù)目一定的條件下，整個(gè)編碼盤(pán)可以分成數(shù)目一定，面積相等的扇形區(qū)，稱為編碼盤(pán)碼區(qū)。處于同一碼區(qū)內(nèi)的各碼道的透光區(qū)與不透光區(qū)的排列，構(gòu)成編碼盤(pán)的一個(gè)編碼,這一碼區(qū)所顯示的角度范圍，稱為編碼度盤(pán)的角度分辨率。為了讀取各碼區(qū)的編碼數(shù)，需要編碼度盤(pán)的碼道一測(cè)設(shè)置光源，而在對(duì)應(yīng)的碼盤(pán)另一側(cè)設(shè)置光電探測(cè)器，每一檢測(cè)器對(duì)應(yīng)一個(gè)光源。碼盤(pán)上的發(fā)光二極管和碼盤(pán)下的光敏二極管組成測(cè)角的讀定標(biāo)志，把碼盤(pán)的透光和不透光，由光電二極管轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以透光表示“1”，不透光表示“0”，這樣碼盤(pán)上每一格就對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，經(jīng)過(guò)譯碼即成十進(jìn)制數(shù)，從而能顯示一個(gè)度盤(pán)上讀出的方位或角度數(shù)值。因此，編碼度盤(pán)的測(cè)角方式為絕對(duì)法測(cè)角。

2)光柵度盤(pán)測(cè)角原理(增量法)光柵就是具有刻制成許多寬度和間隔都相等的直線條紋的光學(xué)器件，即它是由許多等間隔的透光的縫隙和不透光的刻畫(huà)線所組成。光通過(guò)光柵時(shí)會(huì)產(chǎn)生光的衍射效應(yīng)。用于透射衍射的光柵稱為透射光柵，用于反射光衍射的光柵稱為反射光柵。光柵有兩個(gè)基本參數(shù)，一是毫米長(zhǎng)度范圍內(nèi)的條紋數(shù)，稱為條紋密度:二是相鄰條紋之間的距離，稱為間距。根據(jù)測(cè)量對(duì)象不同，有長(zhǎng)度測(cè)量用的光柵刻在一直尺上稱為直線光柵。另一種是用于角度測(cè)量的光柵，是在度盤(pán)徑向按等角距離刻制的輻射狀的徑向光柵。

3）動(dòng)態(tài)測(cè)角原理

二、精密測(cè)角方法

1、方向觀測(cè)法的觀測(cè)程序

如圖，若測(cè)站上有5個(gè)待測(cè)方向：A、B、C、D、E，選擇其中的一個(gè)方向（如A）作為起始方向（亦稱零方向），在盤(pán)左位置，從起始方向A開(kāi)始，按順時(shí)針?lè)较蛞来握諟?zhǔn)A、B、C、D、E，并讀取度盤(pán)讀數(shù)，稱為上半測(cè)回；然后縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在盤(pán)右位置按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，從最后一個(gè)方向E開(kāi)始，依次照準(zhǔn)E、D、C、B、A并讀數(shù)，稱為下半測(cè)回。上下半測(cè)回合為一測(cè)回。這種觀測(cè)方法就叫做方向觀測(cè)法（又叫方向法）。

如果在上半測(cè)回照準(zhǔn)最后一個(gè)方向E之后繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，重新照準(zhǔn)零方向A并讀數(shù)；下半測(cè)回也從零方向A開(kāi)始，依次照準(zhǔn)A、E、D、C、B、A，并進(jìn)行讀數(shù)。這樣，在每半測(cè)回中，都從零方向開(kāi)始照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)一整周，再閉合到零方向上的操作，就叫“歸零”。通常把這種“歸零”的方向觀測(cè)法稱為全圓方向法。習(xí)慣上把方向觀測(cè)法和全圓方向法統(tǒng)稱為方向觀測(cè)法或方向法。當(dāng)觀測(cè)方向多于3個(gè)時(shí)，采用全圓方向法。

“歸零”的作用是：當(dāng)應(yīng)觀測(cè)的方向較多時(shí)，半測(cè)回的觀測(cè)時(shí)間也較長(zhǎng)，這樣在半測(cè)回中很難保持儀器底座及儀器本身不發(fā)生變動(dòng)。由于“歸零”，便可以從零方向的兩次方向值之差（即歸零差）的大小，判明這種變動(dòng)對(duì)觀測(cè)精度影響的程度以及觀測(cè)結(jié)果是否可以采用。

采用方向觀測(cè)法時(shí)，選擇理想的方向作為零方向是最重要的。如果零方向選擇的不理想，不僅是觀測(cè)工作無(wú)法順利進(jìn)行，而且還會(huì)影響方向值的精度。選擇的零方向應(yīng)滿足以下的條件：

第一，邊長(zhǎng)適中。就是說(shuō)，與本點(diǎn)其他方向比較，其邊長(zhǎng)既不是太長(zhǎng)，又不是最短。

第二，成像清晰，目標(biāo)背景最好是天空。若本點(diǎn)所有目標(biāo)的背景均不是天空時(shí)，可選擇背景為遠(yuǎn)山的目標(biāo)作為零方向。另外，零方向的相位差影響要小。

第三，視線超越或旁離障礙物較遠(yuǎn)，不易受水平折光影響，視線最好從覘標(biāo)的兩櫓柱中

間通過(guò)。

有些方向雖能滿足上述要求，但經(jīng)常處在云霧中，也不宜選作零方向。

2、方向觀測(cè)法的要求 1）觀測(cè)度盤(pán)表 2）一測(cè)回操作程序

（1）照準(zhǔn)零方向標(biāo)的，按觀測(cè)度盤(pán)表配置測(cè)微盤(pán)和度盤(pán)。

（2）按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部1～2周后，精確照準(zhǔn)零方向標(biāo)的，讀取水平度盤(pán)和測(cè)微盤(pán)讀數(shù)（重合對(duì)徑分劃線兩次，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)一次，讀取測(cè)微盤(pán)讀數(shù)兩次）。

（3）順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)2方向標(biāo)的，按（2）款方法進(jìn)行讀數(shù)，繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次精確照準(zhǔn)3，4，?，n方向標(biāo)的并讀數(shù)，最后閉合至零方向(當(dāng)觀測(cè)的方向數(shù)小于3時(shí)，可以不“歸零”)。

（4）縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部1~2周后，依次精確照準(zhǔn)1，n，?3，2，1方向標(biāo)的，并按（2）款讀數(shù)方法進(jìn)行讀數(shù)。

3）觀測(cè)手簿的記錄與計(jì)算

3、方向觀測(cè)法的規(guī)則

（1）一測(cè)回中不得變動(dòng)望遠(yuǎn)鏡焦距。觀測(cè)前要認(rèn)真調(diào)整望遠(yuǎn)鏡焦距，消除視差，一測(cè)回中不得變動(dòng)焦距。轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡時(shí)，不要握住調(diào)焦環(huán)，以免碰動(dòng)焦距。

（2）在各測(cè)回中，應(yīng)將起始方向的讀數(shù)均勻分配在度盤(pán)和測(cè)微盤(pán)上。這是為了消除或減弱度盤(pán)、測(cè)微盤(pán)分劃誤差的影響。

（3）上、下半測(cè)回間縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使一測(cè)回的觀測(cè)在盤(pán)左和盤(pán)右進(jìn)行。

一般上半測(cè)回在盤(pán)左位置進(jìn)行，下半測(cè)回在盤(pán)右位置進(jìn)行。作用在于消除視準(zhǔn)軸誤差及水平軸傾斜誤差的影響，并可獲得二倍照準(zhǔn)差的數(shù)值，借以判斷觀測(cè)質(zhì)量。

（4）下半測(cè)回與上半測(cè)回照準(zhǔn)目標(biāo)的順序相反，并保持對(duì)每一觀測(cè)目標(biāo)的操作時(shí)間大致相等。

其作用在于減弱覘標(biāo)內(nèi)架或腳架扭轉(zhuǎn)的影響以及視準(zhǔn)軸隨時(shí)間、溫度變化的影響等，就是說(shuō)，在一測(cè)回觀測(cè)中要連續(xù)均勻，不要由于某一目標(biāo)成像不佳或其他原因而停留過(guò)久，在高標(biāo)上觀測(cè)更應(yīng)注意此問(wèn)題。

（5）半測(cè)回中照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)保持不變。這樣可以減弱度盤(pán)帶動(dòng)和空隙帶

第四篇：隧道控制測(cè)量

淺 談 隧 道 控 制 測(cè) 量

摘要：在隧道施工中，采用兩個(gè)和多個(gè)同向的掘進(jìn)工作面分段掘進(jìn)隧道，使其按設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)彼此接通。為實(shí)施貫通而進(jìn)行的有關(guān)測(cè)量工作，稱之為貫通測(cè)量。貫通測(cè)量設(shè)計(jì)大多數(shù)的隧道測(cè)量?jī)?nèi)容，由于各項(xiàng)測(cè)量工作中都存在誤差，從而使貫通長(zhǎng)生偏差。因此在隧道測(cè)量中為了保證貫通誤差的設(shè)計(jì)要求，這就要求在隧道有關(guān)測(cè)量中要盡量的避免或減少誤差，控制的方法有精確測(cè)量還有一定的測(cè)量方法和技巧。

關(guān)鍵詞：貫通測(cè)量，控制，控制測(cè)量，導(dǎo)線布設(shè)，高程測(cè)量，超欠挖，路線定線

1.1隧道施工測(cè)量的內(nèi)容和作用

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)地下隧道工程日益增加。如公路隧道、鐵路隧道、水利工程輸水隧道、地下鐵道、礦山通道等。地下隧道工程施工需要進(jìn)行的主要測(cè)量工作主要包括:(1)地面控制測(cè)量：在地面上建立平面和高程控制網(wǎng)；(2)聯(lián)系測(cè)量：將地面上得坐標(biāo)方向和高程傳遞到地下，建設(shè)地面下統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)；(3)地下控制測(cè)量：包括地下平面與高程控制；(4)隧道施工測(cè)量：根據(jù)隧道的設(shè)計(jì)進(jìn)行放樣、指導(dǎo)及襯砌的中線及高程測(cè)量。根據(jù)工作地點(diǎn)劃分，隧道施工測(cè)量可以分為地面測(cè)量和地下測(cè)量?jī)纱蟛糠帧?/p>

1.2 地面控制測(cè)量

地面控制測(cè)量主要是對(duì)施工隧道進(jìn)行定位、定向和控制，一般根據(jù)實(shí)際情況不成網(wǎng)狀或?qū)Ь€。

1、控制網(wǎng)布設(shè)步驟 ①

收集資料

主要包括施工地區(qū)的比例尺地形圖；隧道所在地段的路線平面圖；隧道的縱、橫斷面圖；隧道平面圖；隧道施工技術(shù)設(shè)計(jì)；周圍以后控制點(diǎn)資料；該地區(qū)的水文、氣象、地質(zhì)及交通等方面的資料。

②

現(xiàn)場(chǎng)勘查與交樁

在對(duì)收集到的資料進(jìn)行初步的分析之后，為了進(jìn)一步判定已有資料的正確性和了解實(shí)地情況，需對(duì)隧道穿越的地區(qū)進(jìn)行實(shí)地勘查。一般沿隧道線路中線，從洞口一端向另一端進(jìn)行，觀察隧道兩側(cè)地形，應(yīng)特別注意洞口路線的走向、地形與施工設(shè)施的布設(shè)情況。勘查過(guò)程中有設(shè)計(jì)人員向測(cè)量人員現(xiàn)場(chǎng)交樁。

③

選點(diǎn)布網(wǎng)

一般直接到現(xiàn)場(chǎng)勘查先點(diǎn)，要注意利用已有控制點(diǎn)，選點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮一下因素：

(1):在隧道的進(jìn)出口，斜井與平洞等的標(biāo)樁位置，豎井的附近，曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)及交點(diǎn)等處應(yīng)選點(diǎn)。（2）：三角網(wǎng)的基線應(yīng)選在平坦的地方，三角性的邊長(zhǎng)應(yīng)大致相等，求距角應(yīng)不小于30°。（3）：控制點(diǎn)要選在穩(wěn)定、牢靠的地方，不受施工的影響。（4）：在每個(gè)洞口至少有三個(gè)控制點(diǎn)，確保洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量有足夠的起始和檢測(cè)數(shù)據(jù)。（5）：相鄰兩點(diǎn)要通視，避免造高標(biāo)。

三角網(wǎng)的形式一般采用單三角鎖，當(dāng)隧道出口附近有精度可靠的高級(jí)三角點(diǎn)時(shí)，可考慮布設(shè)三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)。

2、地面導(dǎo)線測(cè)量 ① 選點(diǎn)要求

（1）在直線隧道中，為了減少導(dǎo)線距離誤差對(duì)隧道橫向貫通誤差的影響，應(yīng)盡量將導(dǎo)線沿著隧道中線布設(shè)，導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)應(yīng)盡可能的少，以減少測(cè)角誤差對(duì)橫向貫通誤差的影響。

（2）對(duì)于曲線隧道，應(yīng)沿曲線的切線方向布設(shè)，最好能把曲線的起、終點(diǎn)也作為導(dǎo)線點(diǎn)。這樣曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)上的總偏角就可以根據(jù)導(dǎo)線測(cè)量結(jié)果計(jì)算出來(lái)。

（3）導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)考慮橫洞、斜井、豎井的位置

（4）為了增加校驗(yàn)條件，提高導(dǎo)向測(cè)量精度，應(yīng)盡量布設(shè)成閉合導(dǎo)。

3、地面水準(zhǔn)測(cè)量

水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)，取決與隧道的長(zhǎng)度、隧道地段的地形情況等。水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，一般可利用路線基平水準(zhǔn)點(diǎn)高程作為起始高程，沿水準(zhǔn)路線在每個(gè)洞口至少應(yīng)埋設(shè)三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)路線應(yīng)構(gòu)成環(huán)，或者布設(shè)成兩條相互獨(dú)立的水準(zhǔn)路線。

1.3 豎井聯(lián)系測(cè)量

為了使井上、井下采用統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)所進(jìn)行的測(cè)量工作，稱坐聯(lián)系測(cè)量。聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)在于確定：

①井下導(dǎo)線中一條邊的方位角；

②井下導(dǎo)線中一個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)x和y； ③井下起始點(diǎn)的高程；

定向分為幾何定向和物理定向兩大類。

1.4 地下控制測(cè)量

1、地下導(dǎo)線測(cè)量

地下導(dǎo)線測(cè)量的目的是以必要的精度，按照與地面控制測(cè)量統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，建立地下的控制系統(tǒng)。根據(jù)地下的導(dǎo)線坐標(biāo)，就可以標(biāo)定隧道中線及其襯砌位置，保證貫通等施工。地下導(dǎo)線的起始點(diǎn)通常設(shè)在隧道的洞口、洞口、斜井口。起始點(diǎn)坐標(biāo)和方位角有地面控制測(cè)量或聯(lián)系測(cè)量確定。

這種在隧道施工過(guò)程中所進(jìn)行的地下導(dǎo)線測(cè)量與一般地面導(dǎo)線測(cè)量相比較有以下特點(diǎn)：

（1）地下導(dǎo)線隨隧道的開(kāi)挖而向前延伸，所以只能逐段布設(shè)支導(dǎo)線。而支導(dǎo)線采用重復(fù)觀測(cè)的方法進(jìn)行校核。

（2）導(dǎo)線在地下開(kāi)挖的坑道內(nèi)布設(shè)，因此其導(dǎo)線形狀完全取決于坑道形狀，導(dǎo)線點(diǎn)選擇余地小。

（3）地下導(dǎo)線是先布設(shè)精度較低的施工導(dǎo)線，然后在布設(shè)精度較高的基本控制導(dǎo)線。

設(shè)地下導(dǎo)線是應(yīng)考慮貫通是所需要的精度要求，另外還應(yīng)考慮到導(dǎo)線點(diǎn)的位置，以保證在隧道內(nèi)以必要的精度放樣。在隧道建設(shè)中，導(dǎo)線一般采用分級(jí)布設(shè)。

（1）施工導(dǎo)線：在開(kāi)挖面向前推進(jìn)時(shí)，用以進(jìn)行放樣且指導(dǎo)開(kāi)挖的導(dǎo)線測(cè)量。施工導(dǎo)線的邊長(zhǎng)一般為25——50米。

（2）基本控制導(dǎo)線：當(dāng)掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)100——300米以后，為了檢查隧道的方向是否與設(shè)計(jì)的相符合，并提高導(dǎo)線精度，選擇一部分施工導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，精度較高的基本控制導(dǎo)線。

（3）主要導(dǎo)線：當(dāng)隧道掘進(jìn)大于2千米時(shí)，可選擇一部分基本導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)主要導(dǎo)線，主要導(dǎo)線的邊長(zhǎng)一般可選在150——800米。

在隧道施工中，一般只布設(shè)施工導(dǎo)線與基本控制導(dǎo)線。當(dāng)隧道過(guò)長(zhǎng)時(shí)才考慮布設(shè)主要導(dǎo)線。導(dǎo)線點(diǎn)一般設(shè)在巖石堅(jiān)固的地方。隧道的交叉處須設(shè)點(diǎn)。考慮到使用方便，便于尋找，導(dǎo)線點(diǎn)的編號(hào)盡可能做到簡(jiǎn)單，那次序排列。

由于地下導(dǎo)線布設(shè)成支導(dǎo)線，而且測(cè)一個(gè)新點(diǎn)后，中間要間斷一段時(shí)間，所以當(dāng)導(dǎo)線繼續(xù)向前測(cè)量時(shí)，需先進(jìn)行原點(diǎn)檢測(cè)。在直線隧道中，檢核測(cè)量可只進(jìn)行角度觀測(cè)，在曲線隧道中還需檢核邊長(zhǎng)，在有條件是盡可能構(gòu)成閉合導(dǎo)線。

由于地下導(dǎo)線的邊長(zhǎng)較短，儀器對(duì)中誤差和目標(biāo)偏心誤差對(duì)測(cè)角精度影響較大，因此應(yīng)根據(jù)施測(cè)導(dǎo)線等級(jí)，增加對(duì)中次數(shù)。

2、地下水準(zhǔn)測(cè)量

下水準(zhǔn)測(cè)量以洞口水準(zhǔn)點(diǎn)的高程為起始數(shù)據(jù)，經(jīng)導(dǎo)入高程傳遞到地下水準(zhǔn)基點(diǎn)，然后有地下水準(zhǔn)基點(diǎn)出發(fā)，測(cè)定隧道內(nèi)個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，作為施工放樣依據(jù)。

地下水準(zhǔn)測(cè)量的特點(diǎn)：（1）水準(zhǔn)線路與地下導(dǎo)線相同，在隧道貫通之前，地下水準(zhǔn)線路均為支線，因而需要往返測(cè)。

（2）通常利用地下導(dǎo)線點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn).（3）在隧道施工中，地下水準(zhǔn)支線隨開(kāi)挖面的緊張而向前延伸。為滿足施工要求，一般可先測(cè)設(shè)精度較低的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，其后在測(cè)設(shè)精度較高的永久水準(zhǔn)點(diǎn)。

1.5 施工測(cè)量

在隧道施工測(cè)量中，對(duì)隧道走向的控制極為重要，而控制隧道走向的控制條件就是控制隧道中線，以此來(lái)控制隧道的走向。

隧道中線的控制，是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所給的參數(shù)來(lái)控制的。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所給的設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算出有關(guān)樁號(hào)的坐標(biāo)，準(zhǔn)確放樣中線里程樁號(hào)。在隧道施工中，隧道中線基本控制隧道的開(kāi)挖的前進(jìn)方向，再由設(shè)計(jì)參數(shù)控制隧道的開(kāi)挖輪廓線。

其中現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛，最簡(jiǎn)單的操作方法就是將所給的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)路線編寫(xiě)成一個(gè)計(jì)算程序，根據(jù)里程算出坐標(biāo)稱之為正算，根據(jù)坐標(biāo)推算里程稱之為反算，再加上高程計(jì)算，這樣就可以把一條隧道立體的控制。同樣，只要把路線中線確定，我們就可以確定任意一點(diǎn)距相對(duì)應(yīng)的同一里程中線的偏移量，從而達(dá)到控制隧道走向的目的。在隧道的施工過(guò)程中，最主要的就是控制超欠挖、控制路線的走線、控制二襯厚度、隧道的標(biāo)高。

超欠挖控制：超欠挖控制的核心理念就是開(kāi)挖半徑必須大于等于設(shè)計(jì)開(kāi)挖半徑，從而給初期支護(hù)和二次襯砌留有做夠的空間，從而保證初期支護(hù)厚度和二次襯砌厚度，最終符合凈空設(shè)計(jì)要求。超欠挖計(jì)算就是根據(jù)所測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，計(jì)算出該點(diǎn)的實(shí)際半徑，在于設(shè)計(jì)半徑相比較。

路線走向控制：；路線走向控制就是要控制隧道中線的控制，同時(shí)也要控制隧道兩邊墻距中線的距離，從而達(dá)到控制路線走向。中線控制主要是利用兩坐標(biāo)點(diǎn)的距離來(lái)計(jì)算的，計(jì)算距離的前提就是計(jì)算出這一點(diǎn)同一里程的中線坐標(biāo)，從而計(jì)算出該點(diǎn)與中線的距離，而該點(diǎn)的中線坐標(biāo)計(jì)算就要知道該點(diǎn)的里程，此時(shí)應(yīng)用坐標(biāo)反算里程得出該點(diǎn)的里程。計(jì)算出該點(diǎn)距中線的距離，從而控制隧道兩邊墻的走向，最終控制隧道走向。

控制而成厚度：控制二襯厚度在整個(gè)隧道施工中都是核心，二襯承載者整個(gè)隧道的受力，保證隧道的正常通行，所以二襯厚度必須保證，按照設(shè)計(jì)要求，給二襯提前預(yù)留空間，這就要控制好開(kāi)挖，必能出現(xiàn)欠挖這樣才能保證二襯厚度，同樣二襯臺(tái)車定位也要做到準(zhǔn)確，而二襯臺(tái)車定位依據(jù)就是隧道中線點(diǎn)，從而對(duì)準(zhǔn)確放樣隧道中線點(diǎn)要求極高。

隧道標(biāo)高控制：隧道標(biāo)高控制主要是根據(jù)路線設(shè)計(jì)中線高程，控制隧道標(biāo)高。通過(guò)對(duì)路面的標(biāo)高控制來(lái)決定隧道底部的開(kāi)挖。在四級(jí)以上圍巖級(jí)別帶仰拱的開(kāi)挖，要根據(jù)路面高度和仰拱設(shè)計(jì)高度準(zhǔn)確控制仰拱的開(kāi)挖輪廓線。

隧道是一個(gè)三維的立體結(jié)構(gòu)，從而要想控制隧道施工符合設(shè)計(jì)要求，必須從三維來(lái)控制，從而達(dá)到設(shè)計(jì)貫通誤差要求。

參考文獻(xiàn)

《測(cè)量學(xué)》 人民交通出版社 《公路與城市道路、橋梁、隧道工程專用

人民交通出版社 》

第五篇：控制網(wǎng)測(cè)量報(bào)告

徐州港區(qū)順堤河作業(yè)區(qū)疏港公路二期工程橋梁二標(biāo)

控制網(wǎng)測(cè)量報(bào)告

一，概述

徐州州港區(qū)順堤河作業(yè)區(qū)疏港公路二期工程按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，起點(diǎn)樁號(hào)K8+403.5，終點(diǎn)樁號(hào)K28+220，全線總長(zhǎng)19.817KM。路基寬度26米，路面寬2×11.5米。橋梁設(shè)計(jì)荷載采用公路-I級(jí)。

本標(biāo)段為新建跨徐濟(jì)高速大橋，樁號(hào)K8+780.9至K9+389.1，上部結(jié)構(gòu)為4×30×5部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，肋式臺(tái)，樁基礎(chǔ)，主橋全長(zhǎng)608米。因本標(biāo)段測(cè)量施工放樣及現(xiàn)場(chǎng)控制的需要，本項(xiàng)目部結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行平面及高程控制測(cè)量。在原有控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密控制點(diǎn)，以滿足對(duì)整個(gè)施工過(guò)程中的控制測(cè)量，本次對(duì)已有控制點(diǎn)加密控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，通過(guò)聯(lián)測(cè)三個(gè)已知點(diǎn)（G063,G064，G065），加密測(cè)定兩個(gè)附和導(dǎo)線，同時(shí)對(duì)兩個(gè)已知點(diǎn)（G063,G064）進(jìn)行高程復(fù)核測(cè)量。因GPS點(diǎn)(G062)損壞，（G060至G061）（G061至G063）不通視，以及（G063）在高速中間分隔帶上。加密點(diǎn)(G064-1);（G064-2）;（JX2);(JX-3);整個(gè)過(guò)程與監(jiān)理組測(cè)量工程師同時(shí)參與，平行觀測(cè)記錄與計(jì)算。

實(shí)測(cè)過(guò)程如下：對(duì)測(cè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，布設(shè)導(dǎo)線加密控制點(diǎn)，埋設(shè)導(dǎo)線加密控制點(diǎn)。按一級(jí)導(dǎo)線控制測(cè)量和三等水準(zhǔn)控制測(cè)量要求對(duì)整個(gè)施工標(biāo)段進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

二，作業(yè)依據(jù)

1．采用基準(zhǔn)：

使用平面坐標(biāo)系為1954北京坐標(biāo)系，中央子午線119°18′。高程基準(zhǔn)為吳淞高程基準(zhǔn)。

起算平面控制數(shù)據(jù)由設(shè)計(jì)院提供G063,G064,G065。

2.執(zhí)行規(guī)范

《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007,.《城市橋梁施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ-2-2008，《公路勘測(cè)規(guī)范》GTGC-10-2007.3.儀器設(shè)備

常州瑞得RTS-862R全站儀1臺(tái)，全站儀品配套設(shè)備一套，蘇一光DSZ2水準(zhǔn)儀一臺(tái)，雙面尺一對(duì)，儀器檢定證書(shū)見(jiàn)附頁(yè)。

4．人員配置

馬金虎測(cè)量工程師工作3年

吳康逸測(cè)量員工作3年

歐陽(yáng)俊勇測(cè)量員工作1年

蔣鑫磊測(cè)量員工作2年

編制：復(fù)核人：項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人：