第一篇：單基站CORS在西寧某廠區(qū)工程測量中的應用研究

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單基站CORS在西寧某廠區(qū)工程測量中的應用研究

作者：黃莉

來源：《科技創(chuàng)新導報》2012年第28期

摘 要：本文基于筆者多年從事工程測量的相關工作經驗，以單基站CORS廠區(qū)工程測量為研究對象，結合南方單基站的系統組成、系統設置及測量實踐對其應用環(huán)節(jié)進行了詳細的剖析，全文是筆者長期實踐教學基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。關鍵詞：單基站 CORS 廠區(qū) 測量 教學

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0133-02隨著GPS技術的日臻成熟和通信技術、信息技術、計算機技術的迅猛發(fā)展，目前在我國已有不少區(qū)域和城市已經建立了多基站連續(xù)運行GPS基準站系統（簡稱CORS），CORS系統可以提供全天候實時服務。但由于受經濟條件和自然條件的限制，部分地區(qū)或城市在短時間內還無法建立CORS系統，甚至由于CORS系統獨立運行而難以享受相應的便捷服務。單基站連續(xù)運行GPS基準站系統（簡稱單基站CORS）布局靈活、結構簡單、即用即建、投資較少，并且易于維護和管理，不僅可獨立使用，而且可以隨時升級并網為多基站連續(xù)運行基準站網系統。

第二篇：對數字技術在工程測量中的應用研究

對數字技術在工程測量中的應用研究

摘要:隨著信息化的高速發(fā)展,我國的測繪技術也已經從傳統的人工測繪發(fā)展為數字化測繪,測繪技術取得了突飛猛進的發(fā)展,本文探討了數字測繪技術的優(yōu)點以及應用。

關鍵字:數字技術測繪技術應用

數字化測繪技術是伴隨著計算機、網絡技術的發(fā)展及測量儀器的智能化而興起的一門新興的測繪技術。數字中國、數字城市等概念的提出以及相關數字化工程的啟動,特別是全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、攝影測量與遙感(RS)以及數字化測繪和地面測量先進技術的發(fā)展,使工程測量的手段和方法產生了深刻的變化。工程測量的服務領域也相應進一步延伸,而且正朝著測量數據采集和處理的自動化、實時化和數字化方向發(fā)展。

一、數字化測繪技術的優(yōu)點

1.它可以通過計算機的模擬,在屏幕上直觀生動地(分層)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改變和彌補了傳統產品線條、符號和數字、文字等綜合包羅,非具一定專業(yè)知識才能讀懂的缺陷。

2.數字化測繪產品在使用、維護和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時保持產品信息的現勢性,可以隨時補充修改,隨時出新圖提供使用。

3.根據不同用戶的需要,可以對產品的各種要素進行數據再加工,得到不同用途的圖件,而且還可以隨意對圖形進行拼接、縮放,用途更廣泛。

4.利用數字化(地形、地籍)測繪成果,作為底圖,可在計算機上進行各種規(guī)劃與設計(如土地資源開發(fā)規(guī)劃和城市道路網的設計等),可方便地進行許多方案的設計與比較,對各種要素的統計、匯總、疊加、分析也方便、準確。在計算機的幫助下,大大提高了測繪生產作業(yè)的自動化、科學化、規(guī)范化程度,數字化測繪產品的應用水平也將達到新的高度。除此以外,在其他方面還顯示出很多優(yōu)越性,但從以上幾點足以可見數字化(地形、地籍)測繪很符合現代社會信息的要求,是現代測繪的發(fā)展方向。因而,以前以傳統測繪為主的專業(yè)測繪單位,現在是以發(fā)展數字化測繪技術作為發(fā)展的目標與方向。

二、數字化測繪中作業(yè)模式的選擇問題

數字化測繪設備是全站儀加電子手簿或電子平板,作業(yè)分為編碼方法和無碼方法。編碼方法在記錄測量數據時必須按碎部點的類型及相互間幾何關系輸入特征編碼, 作業(yè)員不僅要熟記編碼,為正確輸入編碼,測站與棱鏡間還需要較多有關測點的信息交流,因此作業(yè)速度慢。尤其當地形復雜、通視困難、對一個地物的測量是不連續(xù)的,甚至要經過幾個測站的觀測才能完成時,作業(yè)難度大,出錯機會多。無碼作業(yè)則不需輸入任何編碼,代之以繪制草圖記錄所測點位及相鄰關系。測站與棱鏡間聯絡較少,測站照準目標操作電子手簿驅動全站儀測取數據后,只需向棱鏡處作業(yè)員報告碎部點號而已。具有平板測圖知識的作業(yè)員隨棱鏡現場繪制草圖,輕松且不易出錯。測圖工作實際上主要在棱鏡處進行,測站觀測速度很快,一臺全站儀可觀測2~3個棱鏡,相當2~3個圖板的平板測圖。所以無碼作業(yè)方法更容易為測量人員所接受。數字化測繪記錄設備過去以電子手簿為主,但目前有關電子平板的介紹、報道較多。所謂內外業(yè)一體化的作業(yè)方法,即利用電子平板(便攜機)在野外實現碎部點展繪成圖被描繪成最先進的方法。但實際上若電子平板與全站儀聯機則由于通視不一定好,加之數字化測圖測程較遠,繪圖員在電子平板上編輯繪圖很困難。若靠遠距離觀察輔之以鏡站作業(yè)員的描述來繪圖,則不僅對電子平板繪圖員的技術、經驗要求較高,且既慢又容易出錯。就這一點而言,類似傳統的平板測圖的作業(yè)方法,不同之處僅在于不需展點、計算機編輯代替手工繪圖而已。為解決這一問題,市場上推出了遙控電子平板。雖然采用遙控平板可使繪圖員隨棱鏡現場繪圖,但設備投資遠高于電子手簿。野外作業(yè)速度也低于電子手簿加草圖方法。實際上是付出高昂的代價以外業(yè)時間換取內業(yè)時間。若考慮到野外作業(yè)條件艱苦,作業(yè)人員的愿望恰恰相反;即寧愿用內業(yè)時間換取外業(yè)時間。加之電子平板還有惡劣條件下可靠性差,攜帶不如電子手簿方便的缺點。所以大多數情況下,尤其是復雜地區(qū),電子手簿加草圖方法仍是最適合的作業(yè)方法。

三、數字化測繪技術在地籍測量中的應用

1.數字測圖的主要內容

1.1原圖數字化

當一個地區(qū)需要用到數字地形圖而一時因經費困難或受到時間等原因的限制時,該方法是最適宜的。它能夠充分利用現有的地形圖,僅需配備計算機、數字化儀或掃描儀、繪圖儀再配以數字化軟件就可以開展工作,并且可以在很短的時間內獲得數字化成果。它的工作方法有兩種:手扶跟蹤數字化及掃描矢量化,其中后一種的精度、效率更高。但是,利用該方法所獲得的數字地圖其精度因受原圖精度的影響,加上數字化過程中所產生的各種誤差,因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時地表上各種地物地貌,現時性不是很好。所以它僅能作為一種應急措施而非長久之計。為了充分利用該法得到數字地圖,可通過修測、補測等方法,實測一部分地物點的精確坐標,再用這些點的坐標代替原來的坐標,通過調整,可在一定程度上提高原圖的精度。而隨著地圖的不斷更新,實測坐標的增加, 地圖的精度也就會相應地得到提高。

1.2地面數字測圖

在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū),可直接采用地面數字測圖的方法,該方法也稱為內外業(yè)一體化數字測圖,是我國目前各測繪單位用得最多的數字測圖方法。采用該方法所得到的數字地圖的特點是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相對于鄰近控制點的精度控制在5cm內是可以做到的。

1.3航測數字成圖

當一個地區(qū)(或測區(qū))很大時,可以利用航空攝影機在空中攝取地面的影像,通過外業(yè)判讀,在內業(yè)建立地面的模型,通過計算機用繪圖軟件在模型上量測,直接獲得數字地形圖。隨著測繪技術的發(fā)展,數字攝影測量已在我國部分地區(qū)取得成功,不久將會得到推廣。它是通過在空中利用數字攝影機所獲得的數字影像,內業(yè)通過專門的航測軟件,在計算機上對數字影像進行像對匹配,建立地面的數字模型,再通過專用的軟件來獲得數字地圖。可以說,這將是今后數字測圖的一個重要發(fā)展方向。該方法的特點是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點,特別適合于城市及大測區(qū)的大面積成圖。

2.數字測圖在地籍測量中的應用

隨著國家小城鎮(zhèn)建設步伐的加快,城鎮(zhèn)地籍測量工作在全國范圍內展開,各地對地籍圖的需求將急劇膨脹。地籍測量的目的是為了全面澄清城鎮(zhèn)土地的屬性、位置、面積、用途、經濟價值及相互之間的關系,為建立全國土地管理信息系統奠定基礎。隨著高新測繪技術的開發(fā)和應用,數字化測繪技術的應用得到迅速發(fā)展。較之傳統的大(小)平板儀(地形、地籍)測繪技術,數字化測繪可以讓測繪產品更加多樣化,技術含量和應用水平更高,產品的使用與維護更加方便、快捷、直觀,與傳統的測繪產品(地形、地籍圖件)相比,數字化測繪產品具有明顯的優(yōu)越性。作業(yè)流程的科學化是數字測量的關鍵所在,結合測區(qū)已有的資料,以有關規(guī)程、規(guī)范為依據,設計作業(yè)流程,數字地籍測量的作業(yè)流程見下圖:

3.數字測繪在數字地球中的應用

簡言之,數字地球就是把經濟和社會發(fā)展方方面面的信息,加載于一個統一的地理坐標框架中按數字的形式存貯于計算機,任何機構或個人均可通過網絡通訊技術, 足不出戶便獲取所需的信息做到“秀才不出門,全知天下事”。數字地球是一個十分龐大的系統工程,技術復雜,涉及部門多,沒有任何一個部門或團體能單獨承擔,它需要地球科學、信息科學、空間技術和眾多應用部門的配合。測繪作為地學和信息學的重要組成部分,在國家空間數據基礎設施建設中具有不可替代的地位, 空間基礎信息的獲取、處理,向信息高速公路提供內容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測繪工作者肩上。可以說,數字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀八十年代初期開始,對傳統測繪技術進行了大規(guī)模的數字化改造。傳統的光學定位技術已被光電技術、GPS技術所取代,傳統的白紙測圖已被數字測圖和地理信息系統所取代,以地面測量為主向以衛(wèi)星定位(GPS)、衛(wèi)星遙感(RS)測繪等高技術為主的對地觀測方面轉變,被動的靜態(tài)測量向動態(tài)的實時測量方面轉變"測繪部門在數字地球基礎框架建設方面做了大量工作,主要包括:建立了全國A級、B級 GPS網;完成了全國1:100萬、1:25萬基礎地理數據庫和數據服務設施;建立了國情和省情綜合地理信息系統;研制成功了從遙感立體影像自動建立數字地面模型的數字攝影測量系統;研制成功了數字高程模型(DEM)、數字正射影像(DOM)、數字線劃圖(DLG)、數字柵格圖(DRG)等“4D”產品生產線。數字地球的雛形已經形成。

當然,數字測繪技術應用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列舉了。

總之,數字測繪技術在工程測量中應用廣泛,精確且使用,并且數字測繪技術也在日新月異地發(fā)展,廣大測繪工作者要更新思維、堅持學習,做數字化的測繪工作者。

參考文獻:

[1]賀麗娟,曹振一數字化測繪技術在工程測量中的應用西北水電2002

[2]覃其進淺談數字化技術在地籍測繪中的應用廣西地質2001

[3]高恒昌,段朝輝,張澎數字化測圖在城鎮(zhèn)地籍測量中的應用[J]城市勘測,2002,(2)1

[4]宋其友,等1數字地籍測量[J]北京:測繪出版社,1991

第三篇：CORS系統在城市地籍測量中的應用

CORS系統在城市地籍測量中的應用

摘要: 隨著測繪技術的快速發(fā)展,地籍及房地產測量的方法和技術也在不斷地進步和更新。cors新技術的出現,可以高精度并快速地測量各級控制點的坐標。本文針對cors系統在地籍測量中的應用進行了探討。

關鍵詞：cors;測量技術;精度

cors系統是繼gps rtk之后出現的一種衛(wèi)星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等相結合的測量新技術。cors系統將網絡化概念引入到了大地測量應用中，該系統的建立不僅為測繪行業(yè)帶來深刻的變革，而且也將為現代網絡社會中的空間信息服務帶來新的思維和模式。它能夠在全年連續(xù)不斷地運行。用戶只需一臺gps萊卡atx1230gg接收機即可進行實時的快速定位、事后定位。網絡rtk技術進行控制測量既能實時知道定位結果,又能實時知道定位精度,具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強、覆蓋率廣等優(yōu)點,特別是cors系統內網絡rtk測量功能的實現,改變了傳統測量作業(yè)模式,以其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特點在城市勘測中逐步得到廣泛的應用,提高了測繪工作的效率,逐步取代了傳統單基站rtk技術。本文對市轄區(qū)范圍內41宗地進行土地權屬調查核實、野外數據采集、編輯成圖并錄入省地籍信息管理系統,通過換發(fā)、辦理土地登記證書滿足地籍管理規(guī)范化需要。1cors的工作原理

cors是在一個較大的區(qū)域內通過均勻布設多個永久性的連續(xù)運行

gps參考站以構成一個參考站網。各參考站按設定的采樣率連續(xù)觀測,通過數據通信系統實時將觀測數據傳輸給系統控制中心,系統控制中心首先對各個站的數據進行預處理和質量分析,然后對整個數據進行統一解算,估算出網內的各種系統誤差改正項(電離層、對流層、衛(wèi)星軌道誤差),獲得本區(qū)域的誤差改正模型。之后,向用戶實時發(fā)送gps改正數據,用戶只需要一臺gps萊卡atx1230gg接收機,便可得到高精度的可靠的定位結果。

cors目前主要有幾種網絡,即rtk技術有虛擬參考站(vrs)技術、主輔站技術(i一max)、區(qū)域改正參數(fkp)技術和綜合誤差內插法技術等。2cors系統組成

cors系統由參考站子系統、數據處理中心子系統、數據通信子系統和用戶應用子系統四部分組成,各子系統由數據通信子系統互聯,形成一個分布于整個城市的局域網。3 cors系統優(yōu)勢

與傳統rtk測量作業(yè)方式不同,cors系統主要優(yōu)勢體現在:(1)為城市測繪工作提供了一個統一的基準,使其能夠從根本上解決不同行業(yè)、不同部門之間坐標系統的差異問題；(2)使gps有效服務范圍得到了極大擴展；

(3)采用連續(xù)基站,用戶隨時可以觀測,使用方便,提高了工作效率；

(4)擁有完善的數據監(jiān)控系統,可消除或削弱各種系統誤差的影響,還可獲得高精度和高可靠性的定位結果；

(5)用戶不需架設參考站,真正實現單機作業(yè),減少了費用；(6)使用固定可靠的數據鏈通訊方式,減少了噪聲干擾；(7)提供遠程internet服務,實現了數據的共享,可為高精度要求的用戶提供下載服務。

由于工期緊、地點分散,而cors系統在江蘇地區(qū)已試運行數月,技術成熟,精度可靠,已基本轉入實用階段,故采用cors技術布設控制點。4控制測量 4.1測前準備

了解系統原理,熟悉作業(yè)流程。由于這是我單位首次使用cors系統,為保證精度,正式開展作業(yè)前采取了如下措施:(1)用兩臺gps流動站共同采集了3個c級gps點,建立測區(qū)參數文件,并均勻采集了測區(qū)范圍內d、e級控制點10個進行比對；(2)采集相同點在兩個不同時段的坐標數據進行比對；

(3)由于流動站接收機只有經過初始化完成后才能進行rtk測量,流動站作業(yè)前要進行嚴格的衛(wèi)星預報,選取pdop不大于6,衛(wèi)星數大于6顆(至少4顆)的時間段進行測量；(4)數據采集時對中桿氣泡嚴格居中。4.2 cors測量精度校核

網絡rtk解算出來的坐標數據與原坐標成果進行了比較,結果見下表:

根據上表統計結果得出:網絡rtk測量結果與其他常規(guī)測量技術的測量精度都在厘米級,較差最大值為1.7cm,最小值為0.1cm,平均較差1.2cm,檢測點位中誤差為: ±0.9cm。其次,采集了相同點在兩個不同時段的坐標數據進行比對,不同時段的數據差別不大,都在1cm范圍上下。cors系統解算成果完全可靠。因此網絡rtk完全可以用于地籍測量工作及其他城市測繪作業(yè)中。4.3 地籍控制測量

選點埋石參照《規(guī)范》的要求,確保牢固能長期保存；視野開闊便于使用；避免電、磁等不利因素干擾。在后續(xù)的每天作業(yè)開始前,至少采集測區(qū)內的一個控制點來核對,符合《規(guī)范》限差要求時,方開展后續(xù)作業(yè)。每宗地至少布測2個控制點,城區(qū)、建制鎮(zhèn)范圍內,靠近原控制點且有后視點的地塊使用舊點,不另做新點。4.4 界址點和細部點測量

在信號良好,方便流動站貼近情況下,采用網絡rtk直接對界址點、地物點進行數據采集。而遇到數據采集量較多,影響信號接收時,則使用全站極坐標法施測界址點。測站設置后,檢核一個除本站和后視點以外的已知點。有時也需采用兩者結合的方法,更有利于提高作業(yè)效率。

為保證測量精度,除數據采集時對中桿氣泡嚴格居中外,流動站測桿中心盡量貼近點位。有阻礙物時沿界址方向測量一過渡點,用鋼尺量取得界址點距離,通過內業(yè)解析處理。5 工作總結

5.1 作業(yè)過程中遇到的問題

(1)有挑檐的低層建筑物,遮擋信號無固定解；

(2)流動站手簿與接收天線之間采用數據線傳輸數據,測量低層建筑物四角舉高測桿時受牽制；

(3)儀器操作員實際操作這款儀器時間較短,容易出現誤操作,影響了工作效率。5.2 問題的解決

第一種情況,采用沿建筑主體方向在挑檐上方目測定點,測量出建筑物的兩個主體方向,通過鋼尺丈量建筑長寬尺寸的方法予以解決。當然目測精度因人而異。

第二種情況提醒大家在購置儀器時,宜采購無線數據通訊產品。最后一種情況說明加強業(yè)務學習實踐,是保證工作高效的關鍵。5.3 對cors系統的認識

通過此次作業(yè),我們掌握了cors系統在地籍測量中的使用方法,對cors系統有了更多的 認識。

首先,建立解算參數的過程極其重要,只有建立了測區(qū)精確解算參數,才能布測出精確的測區(qū)控制點。

其次,與傳統方法比較,我們體會到cors系統以下優(yōu)點:(1)作業(yè)精度高。點位中誤差為±1cm,使用常規(guī)方法需從高等控制點,引入支導線或附合導線進測區(qū),線路長時精度較難保證,且精度差別較大,采用cors作業(yè),減少了作業(yè)環(huán)節(jié),提高了精度,點位誤差

分布均勻。

(2)作業(yè)效率高。41宗地外業(yè)只用了4.5天,平均每組日完成4.6宗地外業(yè)測量工作,這在以前用常規(guī)方法是不可能實現的。常規(guī)方法需尋找并引入控制點,耽擱較長時間,每組日至 多三宗。

(3)實時定點且定點精度可即時知道。(4)操作簡單,單人即可完成作業(yè)。(5)作業(yè)成本低等特點。

當然它也存在缺點:由于是接收衛(wèi)星信號,在建筑物密集地區(qū),收到的衛(wèi)星數量較少,接收信號困難,長時間得不到固定解。6 結束語

總之，cors是目前國內gps的最新技術和發(fā)展趨勢，歐美及日本已經建立起完整的系統，國內也進人了蓬勃發(fā)展的階段。cors將是城市信息化的重要組成部分，并由此建立起城市空間基礎設施的三維、動態(tài)、地心坐標參考框架，是數字城市建設的基礎。cors建為城市測繪工作提供了一個統一的基準，能夠有效的解決不同行業(yè)、不同部門之間坐標系統的差異問題。參考文獻

[1] 史大起 羅興順 夏自進，單基站cors系統在城鎮(zhèn)地籍測量中的應用[j]測繪工程，2010.03 注：文章內所有公式及圖表請以pdf形式查看。

第四篇：淺談工程測量在水利樞紐工程中的應用

淺談工程測量在水利樞紐工程中的應用

魏焰展(福建省漳州市水利水電勘測設計研究院,郵編363000)

摘要:隨著測繪技術的迅猛發(fā)展,工程測量的方法和技術也在不斷地進步和更新。結合工程測量在水利樞紐工程中的應用,本文概括了工程測量的相關理論,并闡述了工程測量在水利樞紐工程應用中的特點。關鍵詞:工程測量;水利樞紐工程

1概述

水利工程源遠流長。公元前21世紀禹奉命治理洪水，已有“左準繩，右規(guī)矩”，用以測定遠近高低。20世紀50年代以后，測量工作吸收各種新興技術，發(fā)展更加迅速，出現許多先進的測量儀器，為工程測量在水利樞紐工程中提供了先進的技術和工具，向現代化、自動化、數字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。2流域規(guī)劃階段的測量

由于流域規(guī)劃是在整個流域地區(qū)進行，因此，不僅要對河流中徑流的水利資源進行規(guī)劃，同時也要對該區(qū)域地下水源進行規(guī)劃。流域規(guī)劃的主要內容之一是制定河流的梯級開發(fā)方案，合理地選擇樞紐的位置和分布。在進行梯級布置時，不僅需要在地形圖上確定合適的位置，而且還應確定各水庫的正常高水位。為此，測量人員應提供該流域內的地形圖、河流縱橫斷面圖以及河谷地形圖。可收集國家基本圖或其他勘測單位的現有圖提供設計使用。在收集資料時，除具體成果、成圖外，還應收集下列資料：施測單位、時間、作業(yè)規(guī)范，標石耐久程度和保存情況，實測結果所達到的各項精度指標，所采用的坐標系統等。根據需要有時還要測定河流水面高程，測定局部地區(qū)河流的橫斷面及水下地形圖。

2.1河流水面高程的測定

盡管在河流上每隔一定的間距設有水文站，但要詳細了解河流水面的變化特征，僅靠水文站的觀測是不夠的。因此，還必須沿河流布設一定數量的水位點，以測定水面高程及其變化，水位點應盡可能位于河流水面變化的特征處。水位點的密度應根據河流的比降、落差、橫斷面形態(tài)變化等來確定，同時也要考慮各設計階段的要求。為了測定水面高程，首先沿河流建立統一的高程控制，然后再設立水位點進行水位觀測。建立高程控制時，通常是在河流沿線布設一定數量的高程控制點，它們應盡可能布設在靠近河岸但又不致被洪水淹沒、較為穩(wěn)定的地點，且最好與待測水位點位于同岸；它們的分布盡量與水位點的位置相對應。控制點的高程一般采用等級幾何水準法測定，其精度要求要視地形條件、水面比降和路線長度而定。

2.2橫斷面測量

對垂直于路線中線方向的地面高低所進行的測量工作稱為橫斷面測量。橫斷面的位置一般可根據設計用途由設計人員會同測量人員先在地形圖上選定，然后再現場確定。橫斷面應盡量選在水流比較平緩且能控制河床變化的地方。為方便于水深測量，橫斷面應盡可能避開急流、險灘、懸崖、峭壁，斷面方向應垂直于河槽。橫斷面的間距視河流大小和設計要求而定，一般在重要的城鎮(zhèn)附近、支流入口，水工建筑物上、下游和河道大轉彎處等都應加設橫斷面；而對于河流比降變化和河槽形態(tài)變化小、人口稀少和經濟價值低的地區(qū)，可適當放寬黃斷面的間距。橫斷面的位置在實地確定后，應在斷面兩端設立斷面基點或在一端設立一個基點并同時確定斷面線的方位角。斷面基點應埋設在最高洪水位以上，并與控制點聯測，以確定其平面位置和高程。斷面基點平面位置的測定精度不低于編制縱斷面圖使用的圖根控制精度；高程一般應以等外水準測定。當地形條件限制無法測定斷面點的平面位置和高程時，可布設成平面基點和高程基點，分別確定其平面和高程。橫斷面的編號可以從某一建筑物的軸線或支流入口處由上游向下游或下游向上游的順序統一編號，并在序號前冠以河流名稱或代號，還應注出橫斷面的里程樁號。橫斷面常用的方法有：斷面索法、交會法、GPS(RTK)法等。

橫斷面測量的精度要求：橫斷面地形點的精度，包括地形點對中心線樁的平面位置中誤差：平地、丘陵地應≤±1.5m，山地、高地應≤±2.0m；地形點對鄰近基本高程控制點的高程中誤差應≤±0.3m。

橫斷面測量的測設要求：

1、中心線與河道、溝渠、道路等交*時，應測出中心線與其交角。當交角大于85°、小于95°時，可只沿中心線施測一條所交渠、路的的橫斷面；當交角小于85°或大于95°時，應垂直于所交渠、路和沿中心線方向各測一條斷面。2橫斷面通過居民地時，一側測至居民地邊緣，并注記村名，另一側應適當延長。橫斷面遇到山坡時，一側可測至山坡上1~2點，另一側適當延長。3橫斷面上地形點密度，在平坦地區(qū)最大點距不得大于30m。地形變化處應增加測點，提高橫斷面的精度。

外業(yè)工作結束后，應對觀測成果進行整理，檢查和計算各測點的起點距，由觀測時的工作水位和水深計算各測點的高程，然后將河道橫斷面圖按一定的比例通過cass等軟件在計算機上繪制并打印。

2.3縱斷面編繪

河道縱斷面是指沿著河流深泓點（即河床最低點）剖開的斷面。用橫坐標表示河長，縱坐標表示高程，將這些深泓點連接起來，就得到河底的縱斷面形狀。在河流縱斷面圖上應表示出河底線、水位線以及沿河主要居民地、工礦企業(yè)、鐵路、公路、橋梁、水文站等的位置和高程。

河流縱斷面圖一般是利用已有的水下地形圖、河流橫斷面圖及有關水文資料進行編繪的，其基本步驟如下：

1、量取河道里程

2、換算同時水位，按距離成正比計算各點水位改正數的方法（由上游水位計算：△Hm=△HA-(△HA-△HB)/L*l1，由下游水位計算：△Hm=△HB+(△HA-△HB)/L*l2，hm= Hm-△Hm。式中△Hm中間點的水位改正數、Hm中間點處的觀測水位、hm中間點處的同時水位、△HA上游水位改正數、△HB下游水位改正數、L上下游間水平距離、l1上游到中間點的水平距離、l2下游到中間點的水平距離）

3、編制河道縱斷面表

4、繪制河道縱斷面圖

3水利樞紐工程設計階段的測量

水利樞紐工程設計階段的測量工作主要包括：各種比例尺的地形圖測繪、水庫淹沒界線測量、地質勘察測量和控制測量等。

3.1控制測量

為保證工程設計階段各項測繪工作的順利進行，需在工程設計區(qū)域建立精度適當的控制網。控制測量的目的就是為了地形圖測繪和各種工程測量提供控制基礎和起算基準。控制網具有控制全局、限制測量誤差累積的作用，是各項測量工作的依據。控制測量應遵循從高級到低級、由整體到局部、逐級控制、逐級加密的原則。控制測量分為平面控制測量和高程控制測量。平面控制網常用三角測量、導線測量、三邊測量和邊角測量等方法建立，目前，由于GPS技術的推廣應用，利用GPS建立平面控制網已成為主要方法。高程控制網主要用水準測量和三角高程測量方法建立。

3.2數字化測圖

3.2.1 數字化地形測量的儀器設備硬件條件數字化地形測量的儀器設備從控制測量到成果成圖輸出大致需要GPS接收機、全站儀、計算機、繪圖儀以及與之相關的平差計算成圖軟件、數據傳輸、交換附件、通訊器材等。儀器設備配置水平較常規(guī)地形測量是一個質的飛躍。

3.2.2 數字化地形測量工作的人員素質條件數字化地形測量的技術人員應當熟練掌握測量專業(yè)技術、熟練掌握計算機及測繪軟件的應用技術,這對測量人員的技術素質提出了更高的要求。

3.2.3 作業(yè)方法

在生產工序上,數字化地形測量不一定要遵守“先控制、后測圖”的原則,控制測量、碎部測圖可以同時進行,甚至可以是先測圖后控制,只是后者需將碎部成圖以控制點為基準借助成圖軟件進行測站(圖形)糾正。在控制點點之記的制作上,數字化地形測量不一定要將其作為一個專門工作來進行,可依據最終成圖編繪點之記。碎部測圖在數字化地形測量中只是個數據采集的過程,成圖大量的工作量從外業(yè)轉移到了內業(yè),目前,碎部成圖作業(yè)方法較多,因人而異。筆者認為較為成熟的方法是簡碼法,特點是成圖數學精度好、地物地貌要素詳盡、作業(yè)效率較高。

3.2.4 簡碼法數字化地形測量及其作業(yè)流程

簡碼法是數字化地形測量過程中,觀測員給每一個碎部測點賦于一個自定義編碼,并依據這種自定義編

碼編圖成圖的一種數字化地形測量方法。

簡碼法數字化測圖作業(yè)流程為:外業(yè)數據采集(自定義編碼)→內業(yè)概略編圖→草圖外業(yè)補充調繪→內業(yè)詳細編圖→外業(yè)巡回檢查→最終成果成圖。分述如下:

外業(yè)數據采集:該環(huán)節(jié)重點是碎部點三維坐標與自定義編碼采集,強調碎部點的數學精度、采集數量和自定義編碼的可自我識別程度、強調測站與棱鏡之間通訊聯系,而不必過分關注碎部點間的連接關系。在同一個測站上,只要能看到而視線又不是過長,宜及時采集,不必頻繁搬站。自定義編碼不必過于嚴格,只要編圖時作業(yè)員自己能夠識別即可,完全根據作業(yè)員的習慣和自我條件決定。值得注意的是:由于自定義編碼具有一定的隨便性,在增加了自我識別難度的同時,也使其具有相當的靈活性和可開發(fā)性。

內業(yè)概略編圖:既然是概略編圖,其原則應該定為能識別多少就編多少,能編到什么程度就編到什么程度,不能識別的在外業(yè)補充調繪時處理。這一環(huán)節(jié)只需要編出有基本輪廓的平面草圖,該草圖只作為外業(yè)補充調繪的工作底圖,繪圖輸出時應包括碎部點的簡碼信息,最好先不要繪出等高線。

草圖外業(yè)補充調繪:該環(huán)節(jié)以帶簡碼的基本平面圖為工作底圖,對照實地補充繪圖,加上必要的量測,應理清地物、地貌要素的屬性、各種線條間的連接關系等。外業(yè)補充調繪成果圖在內容上已經是詳細的平面圖了。

內業(yè)詳細編圖:根據外業(yè)補充調繪成果圖修編概略草圖,在此基礎上構高程模型三角網繪等高線生成初步地形圖。繪圖輸出時最好將高程模型三角網和等高線一并繪出,作為外業(yè)巡回檢查的工作底圖。外業(yè)巡回檢查:重點是高程模型三角網的檢查與修編,以及植被、境界類符號補充調繪與檢查、初步成果地形圖外業(yè)最終檢查等。

最終成果成圖:根據外業(yè)巡回檢查成果圖再次修編初步成果地形圖,以及圖面整飾圖幗分幅等。人員組織:數字化地形測量的一個作業(yè)組采用簡碼法時宜按一名技術員+一名測量工人編制,一個項目由多個作業(yè)組施測時需專設一名核心技術人員負責質量檢查、成果資料匯總、電腦維護等。

3.3水庫淹沒界線測量

測設移民線、土地征用線、土地利用線、水庫清理線等各種水庫淹沒、防護、利用界線的工作稱為水庫淹沒界線測量。這些界線以設計正常蓄水位為基礎，結合浸沒、塌岸、風浪影響等因素綜合確定，根據需要測設其中的一種、幾種或全部。邊界線的測設工作通常由測量人員配合水工設計人員和地方政府機關共同進行，其中測量人員的主要任務是用一系列的高程標志點將水庫的設計邊界線在實地標定下來，并委托當地有關部門或村民保管。界樁分為永久樁和臨時樁兩類。界線通過廠礦區(qū)或居民點時，在進出處各設一各永久樁，內部若干米測設一個臨時樁，主要街道標出界線通過的實際位置。大片農田及經濟價值較高的林區(qū)，一般每隔2～3km測設一個永久樁，再以臨時樁加密到能互相通視。只有少量莊稼的山地，可只測設臨時樁顯示界線通過的位置。經查勘確定不予利用的永久凍土地、大片沼澤地、陡峭坡地等經濟價值很低的地區(qū)，可不測設界樁。在通常情況下，一般采用幾何水準法和經緯儀高程導線法進行，目前隨著空間技術的迅速發(fā)展，RTK技術定位得到廣泛應用。

3.4地質勘察測量

配合水利工程地質勘察所進行的測量工作稱為地質勘察測量。其基本任務：

1、為壩址、廠址、引水洞、水庫、堤線、料場、渠道、排灌區(qū)的地質勘察工作提供基本測量資料；

2、主要地質勘探點的放樣；

3、聯測地質勘探點的平面位置、高程和展繪上圖。具體工作包括：鉆孔測量、井峒測量、坑槽測量、地質點測量、剖面測量等。

3.5河道測量

河道測量主要內容包括：平面、高程控制測量；河道地形測量；河道縱、橫斷面測量；測時水位和歷史洪水位的聯測；某一河段瞬時水面線的測量；沿河重要地物調查或測量。

4水利樞紐工程的施工階段測量

水利樞紐的技術設計批準以后，即可著手編制各項工程的施工詳圖。水利樞紐工程施工階段的測量工作主要包括：施工控制測量、大壩的施工放樣、水工隧洞施工測量、水電站廠房施工測量、金屬結構安裝測量等

4.1施工控制測量

建立施工控制網的主要目的是為建筑物的施工放樣提供依據，所以必須根據施工總體布置圖和有關測繪資料來布設。另外，施工控制網業(yè)可為工程的維護保養(yǎng)、擴建改建提供依據。施工控制測量分為：平面控制網的建立，一般按兩級布設，即基本網和定線網；高程控制網的建立，由于勘測期間建立的高程控制點在點位分布和密度方面往往不能滿足施工的要求，因此必須進行適當的加密，也分兩級布設基本網和臨時性作業(yè)水準點。

4.2大壩的施工放樣

大壩施工放樣的主要步驟有：壩軸線的測設、清基中的放樣工作、壩體分塊控制線的測設、壩體澆筑中的放樣工作

4.3水工隧洞施工測量

水工隧洞按其作用可分為：引水發(fā)電洞、輸水洞、支洞、泄洪洞、導流洞等，其中測量精度要求最高的是發(fā)電洞及其支洞。隧洞施工測量的主要內容包括：洞外控制測量、洞內控制測量、聯系測量、隧洞中心線放樣、開挖斷面和襯砌斷面的放樣等

4.4水電站施工測量

水電站廠房施工測量的主要內容包括：廠房施工控制網的建立、基礎開挖測量、廠房建筑放樣測量等。在建立廠房控制網時，其點位精度和點位分布都應考慮機組的安裝測量。

4.5金屬結構安裝測量

在水電工程中，閘門、壓力管道、機組設備等都是金屬構件，其安裝測量的精度一般較高，要建立獨立的控制網，須與軸線關系保持一致。

5水利樞紐工程的變形監(jiān)測

變形監(jiān)測的主要觀測項目：水平位移觀測、垂直位移觀測、撓度觀測、裂縫觀測、應力/應變觀測、分層沉降觀測、傾斜觀測、滲流觀測、溫度觀測、檢查觀測、滑坡崩岸觀測。

變形觀測的精度和周期——在制定變形觀測方案時，首先要確定精度要求。對于不同的監(jiān)測目的所要求的觀測精度不同。觀測周期與工程的大小、測點所在位置的重要性、觀測目的以及觀測一次所需時間的長短有關。及時進行第一周期的觀測有重要的意義。

觀測資料的整編和分析——資料整編的主要內容包括：收集資料、審核資料、填表和繪圖、編寫整編成果說明。觀測資料分析其目的是對水利工程系統和各項水工建筑物的工作狀態(tài)做出評估、判斷和預測，達到有效地監(jiān)視建筑物安全運行的目的。常用的分析方法有：作圖分析、統計分析、對比分析、建模分析。結語

伴隨著測繪新技術的不斷進步,現代水利樞紐工程測量必將朝著測量內外作業(yè)一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制和系統行為智能化、測量成果和產品數字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網絡化的趨勢發(fā)展。

參考文獻

[1]張正祿,李廣云,潘國榮等.工程測量學[M].武漢:武漢大學出版社,2005.[2] 高井祥,肖本林,付培義等.數字測圖原理與方法[M].江蘇:中國礦業(yè)大學出版社,2005.

第五篇：GPS在工程測量中的應用1

GPS在工程測量中的應用

摘 要：簡述了全球定位系統（GPS）的基本結構和測量原理，總結了GPS用于工程測量所具有的特點，介紹了GPS在工程測量中的應用實例。

關鍵詞：GPS；工程測量；應用實例全球定位系統（Global Positioning System，簡稱GPS）是美國從20世紀70年代開始研制的用于軍事部門的新一代衛(wèi)星導航與定位系統，歷時20年，耗資200多億美元，分三階段研制，陸續(xù)投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以衛(wèi)星為基礎的無線電衛(wèi)星導航定位系統，它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的精密三維導航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術率先在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等測繪領域得到了應用［1］，并在軍事、交通、通信、資源、管理等領域展開了研究并得到廣泛應用。本文介紹GPS在山區(qū)工程測量中的應用，并提出幾點體會。1 GPS簡介1．1 GPS構成GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設備三部分構成。（1）GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內，軌道平面的傾角為55°，衛(wèi)星的平均高度為20 200 km，運行周期為11 h 58 min。衛(wèi)星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導航定位信號，導航定位信號中含有衛(wèi)星的位置信息，使衛(wèi)星成為一個動態(tài)的已知點。在地球的任何地點、任何時刻，在高度角15°以上，平均可同時觀測到6顆衛(wèi)星，最多可達到9顆。（2）GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站組成。主控站根據各監(jiān) 測站對GPS衛(wèi)星的觀測數據，計算各衛(wèi)星的軌道參數、鐘差參數等，并將這些數據編制成導航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來的導航電文注入到相應衛(wèi)星的存儲器中。（3）GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備（如計算機）等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟件，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心（測站點）的三維坐標。

1．2 GPS定位原理GPS定位是根據測量中的距離交會定點原理實現的［2］。如圖1所示，在待 測點Q設置GPS接收機，在某一時刻tk同時接收到3顆（或3顆以上）衛(wèi)星S1、S2、S3所發(fā)出的信號。通過數據處理和計算，可求得該時刻接收機天線中心（測站點）至衛(wèi)星的距離ρ

1、ρ

2、ρ3。根據衛(wèi)星星歷可查到該時刻3顆衛(wèi)星的三維坐標（Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，從而由下式解算出Q點的三維坐標（X，Y，Z）：1．3 GPS測量的特點相對于常規(guī)測量來說，GPS測量主要有以下特點：①測量精度高。GPS觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量，在小于50 km的基線上，其相對定位精度可達1×10－6，在大于1 000 km的基線上可達1×10－8。②測站間無需通視。GPS測量不需要測站間相互通視，可根據實際需要確定點位，使得選點工作更加靈活方便。③觀測時間短。隨著GPS測量技術的不斷完善，軟件的不斷更新，在進行GPS測量時，靜態(tài)相對定位每站僅需20 min左右，動態(tài)相對定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡便。目前GPS接收機自動化程度越來越高，操作智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設定參數，接收機即可進行自動觀測和記錄。⑤全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數目多，且分布均勻，可保證在任何時間、任何地點連續(xù)進行觀測，一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標。GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標，其高程精度已可滿足四等水準測量的要求。2 應用實例2．1 工程概

況本文涉及的工程由某集團公司投資建造，是一個集休閑、娛樂、旅游、渡假等功能于一體的綜合項目。工程位于城郊，占地66．7 hm2多，屬兩山夾一溝地形，山地面積約占三分之二。最高處約90 m。山上樹木茂盛，地形復雜，通視困難，行走不便。為了該工程的設計和施工，需建立首級控制網。考慮到工程復雜，工期較緊，測區(qū)通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測量。2．2 GPS測量的技術設計（1）設計依據 GPS測量的技術設計主要依據1999年建設部發(fā)布的行業(yè)標準《城市測量規(guī)范》、1997年建設部發(fā)布的行業(yè)標準《全球定位系統城市測量技術規(guī)程》［3］及工程測量合同有關要求制定的。（2）設計精度 根據工程需要和測區(qū)情況，選擇城市或工程二級GPS網作為測區(qū)首級控制網。要求平均邊長小于1 km，最弱邊相對中誤差小于1／10 000，GPS接收機標稱精度的固定誤差a≤15 mm，比例誤差系 數b≤20×10－6。（3）設計基準和網形 如圖2所示，控制網共12個點，其中聯測已知平面控制點2個（I12，I13），高程控制點5個（I12，I13，105，109，110，其高程由四等水準測得）。采用3臺GPS接收機觀測，網形布設成邊連式。（4）觀測計劃 根據GPS衛(wèi)星的可見預報圖和幾何圖形強度（空間位置因子PDOP），選擇最佳觀測時段（衛(wèi)星多于4顆，且分布均勻，PDOP值小于6），并編排作業(yè)調度表。

2．3 GPS測量的外業(yè)實施（1）選點 GPS測量測站點之間不要求一定通視，圖形結構也比較靈活，因此，點位選擇比較方便。但考慮GPS測量的特殊性，并顧及后續(xù)測量，選點時應著重考慮：①每點最好與某一點通視，以便后續(xù)測量工作的使用；②點周圍高度角15°以上不要有障礙物，以免信號被遮擋或吸收；③點位要遠離大功率無線電發(fā)射源、高壓電線等，以免電磁場對信號的干擾；④點位應選在視野開闊、交通方便、有利擴展、易于保存的地方，以便觀測和日后使用；⑤選點結束后，按要求埋設標石，并填寫點之記。（2）觀測 根據GPS作業(yè)調度表的安排進行觀測，采取靜態(tài)相對定位，衛(wèi)星高度角15°，時段長度45min，采樣間隔10 s。在3個點上同時安置3臺接收機天線（對中、整平、定向），量取天線高，測量氣象數據，開機觀察，當各項指標達到要求時，按接收機的提示輸入相關數據，則接收機自動記錄，觀測者填寫測量手簿。2．4 GPS測量的數據處理GPS網數據處理分為基線解算和網平差兩個階段，采用隨機軟件完成。經基線解算、質量檢核、外業(yè)重測和網平差后，得到GPS控制點的三維坐標（見表1），其各項精度指標符合技術設計要求。3 結束語通過GPS在測量中的應用，得到如下體會。（1）GPS控制網選點靈活，布網方便，基本不受通視、網形的限制，特別是在地形復雜、通視困難的測區(qū)，更顯其優(yōu)越性。但由于測區(qū)條件較差，邊長較短（平均邊長不到300 m），基線相對精度較低，個別邊長相對精度大于1／10 000。因此，當精度要求較高時，應避免短邊，無法避免時，要謹慎觀測。（2）GPS接收機觀測基本實現了自動化、智能化，且觀測時間在不斷減少，大大降低了作業(yè)強度，觀測質量主要受觀測時衛(wèi)星的空間分布和衛(wèi)星信號的質量影響。但由于各別點的選定受地形條件限制，造成樹木遮擋，影響對衛(wèi)星的觀測及信號的質量，經重測后通過。因此，應嚴格按有關要求選點，擇最佳時段觀測，并注意手機、步話機等設備的使用。

（3）GPS測量的數據傳輸和處理采用隨機軟件完成，只要保證接收衛(wèi)星信號的質量和已知數據的數量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點三維坐標。但由于聯測已知高程點較少（僅聯測5個），致使的控制點高程精度較低。因此，要保證控制點高程的精度，必須聯測足夠的已知高程點。