浅谈精密水准网复测的质量控制
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浅谈精密水准网复测的质量控制作者:邓斌来源:《科技资讯》 2013年第24期邓斌1.2.3(1.同济大学测绘与地理信息学院上海 200092;2.上海市测绘院上海 200063;3.上海市测绘产品质量监督检验站上海 200063)摘要:本文结合上海市一、二、三等精密水准网复测项目的经验,对精密水准网复测的组织实施进行了论述,详细分析了精密水准网复测中水准点普查、水准观测和数据处理的工作内容,对各阶段采取的质量控制方法进行了研究,对测绘项目的质量管理具有参考意义。
关键词:水准网复测质量控制平差精度中图分类号:P224文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)08(c)-0028-02高程控制作为测绘基准体系的重要组成部分,具有较强的基础性、前期性和公益性。
长期以来不仅为城市规划、城市轨道交通等重大市政工程建设提供重要的高程基准,更在城市地质灾害(地面沉降)监测和治理方面发挥着重要作用,是城市基础测绘的一项重要内容,是开展地理国(市)情监测、建设智慧城市的重要支撑。
由于市政建设、地下水开采等造成很多水准点遭到破坏或发生了沉降,严重影响了高程控制成果的现势性。
根据《测绘法》中“基础测绘成果应当定期更新,国民经济、国防建设和社会发展急需的基础测绘成果应当及时更新”的规定,必需定期对高程控制进行维护和更新,而目前主要通过组织精密水准网复测来实现。
所以如何加强精密水准网复测的质量控制,为用户提供可靠测绘保障和统一的高程基准,是测绘主管部门和技术人员要经常面临和亟需解决的问题。
产品质量是经过生产过程一步步形成、受多方面因素综合影响的结果,质量控制是监视质量形成过程,采取一定的技术措施和管理措施消除或减小生产过程中影响产品质量的因素,从而达到提高产品质量的目的。
精密水准网复测是一项劳动强度大、流动性强、作业地点分散、条件艰苦、影响质量的随机因素较多的测绘项目,各工序流程间依存性较强,成果具有系统性、整体性和关联性。
铁路精密控制网复测技术方案编号:X X铁路精密控制测量精密控制网复测技术方案XX勘察设计院集团有限公司工程设计证书甲级工程勘察证书甲级二〇年月X X铁路精密控制网复测技术方案编写单位:XX勘察设计院集团有限公司编写者:二〇XX年九月审核意见:审核者:职务:总工程师二〇XX年九月目录XX铁路复测技术方案 (1)一、任务依据 (1)二、工程概况 (1)三、复测工作内容 (1)四、技术标准 (2)4.1 主要技术依据 (2)4.2 主要技术要求及精度指标 (2)五、坐标系统 (3)5.1 平面坐标系统 (3)5.2 高程系 (3)六、复测组织安排 (4)6.1 生产组织 (4)6.2 人员投入 (4)6.3 设备和软件投入 (4)七、平面控制网复测 (5)7.1 CPI、CPII观测方案 (5)7.2各级GPS测量 (5)7.3 GPS网数据处理 (6)7.4 坐标约束点的选取 (7)7.5 GPS网平差计算 (7)7.6 平面复测坐标成果比较与点位稳定性分析 (8)八、高程控制网复测 (8)8.1 各项精度指标 (8)8.2 高程复测方案 (9)8.3 水准高程测量 (9)8.4 精度分析 (9)18.5 桩位稳定性分析 (10)8.6 高程复测成果计算 (10)九、资料清单 (10)2XX铁路精密控制网复测技术方案一、任务依据根据XX公司要求和部相关文件要求,对XX铁路基础平面控制网(CPI)、线路平面控制网(CPII)及二等水准高程控制网进行复测。
复测范围为:金华枢纽至温州枢纽:DK0+000~DK187+570,雅塘联络线路7公里,合计长194.57公里。
XX铁路精测网复测任务由中铁四院航空勘察处负责技术指导,中铁咨询航遥院负责质量管理和咨询,各分管施工单位负责外业测量、成果计算与提交。
二、工程概况测区大致呈西北-东南走向,线路自金华南站引出,经丽水到达温州车站与甬台温铁路接轨。
本次作业范围地理位置:东经119°42ˊ~120°03ˊ,北纬28°38ˊ~29°10ˊ。
浅谈高速铁路精密工程平面控制网复测精度的控制【摘要】目前,我国高速铁路(客运专线)的建设已大规模展开,精密工程平面控制网复测精度的控制对高速铁路的建设、保证工程测量精度和施工质量具有十分重要的意义。
我项目部通过几次对精测网的复测,摸索出一些在精测网复测时如何控制好复测的精度问题,并进行了总结。
【关键词】精密工程平面控制网;复测;精度控制由于高速铁路的行车速度快,采用的是双线无碴轨道,而无碴轨道对桥梁、涵洞、路基等线下工程的工程质量、平面线形的要求非常严格,所以施工前及施工过程中应对精密工程控制网进行复测,复测的周期为半年,复测时精密工程控制网能否满足施工精度显得尤为重要。
本文以**高铁**标段精密工程平面控制网复测精度控制为例,谈谈如何做好精密工程控制网复测精度控制问题。
1 仪器的配置及外业数据的采集1.1 测量仪器的配置应符合下列规定(1)GPS接收机:CPⅠ控制测量应采用双频接收机,CPⅡ控制测量可采用单频接收机,其标称精度应不低于5mm+1×10-6×D;同步观测的接收机数量应不少于3台。
(2)全站仪标称精度应不低于2″、2mm+2×10-6×D。
(3)水准仪标称精度应不低于DS05并配备相应的因瓦尺。
1.2 GPS测量外业除应遵照《全球定位系统(GPS)铁路测量规程》、《新建铁路工程测量规范》的有关规定执行外,还应满足《客运专线无碴轨道铁路工程测暂行规定》中表3.1.2-1、3.1.4及3.2.4的要求。
2 基础平面控制网CPⅠ复测(1)复测CPⅠ时应采用边联结方式构网,并组成三角形或大地四边形相连的带状网。
重复观测时应重新对仪器进行整平对中一次,一般需要在180度方向上。
(2)用于基线解算点的WGS-84绝对坐标精度应不低于15mm,各时段的基线解算应采用同一起算点推算所得WGS-84坐标。
解算的基线向量结果应满足该仪器以及解算软件的质量指标。
(3)完成基线向量解算后,应检查同步环和独立环的闭合差以及重复观测基线的较差,并应符合其限差的相关规定。
1.测区和控制网介绍东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程精密工程控制测量网(以下简称“大连铁路枢纽改造工程精测网”)的平面控制网分级布设为:“基础控制网(CPI)和线路控制网(CPII)”。
大连铁路枢纽改造工程精测网的高程控制网为二、三等水准网。
本标段为大连铁路枢纽改造工程SN2标段,起讫里程DK36+985~DK66+500正线长度29.515km.大连铁路枢纽改造工程位于辽东半岛、黄海之滨,线路总体走向呈西南~东北向,西起大连市甘井子区,东至普兰店市的登沙河镇西侧,途经大连市的金州区与保税区。
SN2标段线路自DK36+985开始,以二十里铺隧道下钻既有哈大线,于刘半沟附近设置广宁寺站,随后铁路继续东行跨过丹大高速公路、登沙河,在登沙河镇西侧到达本标段工程设计终点DK66+500,线路全长29.515km,其中DK36+985至DK39+600、DK61+700至DK66+500段在金州区,DK39+600至DK61+700段在保税区。
本标段范围内精测网复测涉及CPI控制点23个;包含与大连铁路枢纽改造工程SN1标段的2个CPI共用桩点(CPI5044、CPI5043A)和与登庄铁路1标段搭接处的2个CPI 共用桩点(CPI5023、CPI5024), CPI控制网复测前首先进行了现场勘查,检查标石的完好性。
经现场勘查CPI5043、CPI5042、CPI5041、CPI5032、CPI5019、CPI5027六个CPI 控制点被破坏,重新埋设点号为CPII5043A、CPI5042A、CPI5041A、CPI5032A、CPI5019A、CPI5027A,其余的17个控制点桩位标石均保存完好。
本标段范围内精测网复测涉及 CPII 控制点23个,经现场勘查CPII6127、CPII6129、CPII6132、CPII6135和CPII6146五个CPII控制点被破坏,重新埋设点号为CPII6127A、CPII6129A、CPII6132A、CPII6135A和CPII6146A。
测绘技术中的精度评定与质量控制测绘技术,作为一门关系到国家国土资源管理和城市规划发展的重要学科,其精度评定和质量控制问题一直备受关注。
精度评定和质量控制旨在确保测绘数据的准确性和可靠性,为工程项目的设计、施工和管理提供科学依据。
本文将从精度评定和质量控制两方面探讨测绘技术的发展和应用。
1. 精度评定精度评定是测绘技术中的重要环节,用于评估测量结果的精确程度。
精度评定的主要方法包括可靠性分析、误差理论和多元分析等。
通过这些方法,可以判断测量结果中存在的误差类型和大小,并对测量系统进行校准和改进。
可靠性分析是一种常用的精度评定方法,它基于数据的可靠性统计学原理,通过对测量数据的多次重复测量和分析,来评估测量结果的可靠性。
误差理论则是通过建立数学模型,计算各种误差来源对测量结果的影响程度。
多元分析是利用多个测量指标和统计分析方法,对测量结果进行综合评价,并确定各个指标的权重。
2. 质量控制质量控制是测绘技术中的关键环节,旨在确保测绘数据的准确性和一致性。
质量控制主要包括数据采集、数据处理和数据分析等环节。
通过严格的数据采集和处理流程,以及合理的数据分析方法,可以有效控制误差和提高数据质量。
数据采集是质量控制的首要环节。
在数据采集过程中,需要选择合适的测量方法和仪器设备,并严格按照规范进行操作。
同时,对于大面积测绘项目,还需要采用合理的采样方法和样本数量,以充分反映整个测绘区域的特征。
数据处理是质量控制的核心环节。
在数据处理过程中,需要对原始数据进行校正和筛选,排除异常值和系统误差。
同时,还需要根据具体项目的要求,进行不同的数据处理方法,如分级、插值和拟合等,以提高数据的精确性和可用性。
数据分析是质量控制的最终环节。
在数据分析过程中,需要对测绘数据进行统计和比较,评估数据的精度和一致性。
同时,还需要结合具体的工程项目要求,对测绘数据进行可视化展示和解读,以便更好地支持决策和管理。
3. 测绘技术的应用测绘技术的应用范围广泛,涉及土地资源管理、城市规划和工程建设等多个领域。
精密工程测量技术与质量控制探究分析伴随现代测绘与数据处理技术的快速发展,为特大型水工建筑、工业设备安装等提供了高精度测量保障,本文拟结合精密工程测量技术的发展状况,探究精密工程测量的特征,并对精密工程测量质量控制进行阐述分析,为精密工程测量工作提供一定的参考依据。
标签:精密工程测量;质量控制;适宜测量精度要求精密工程测量作为现代工程测量的重要分支,主要是为复杂大型工程、现代工业安装测量、变形监测工程等精密工程,提供必要的精密测绘保障,滿足现代工业生产与大型设施监测的需求,其测量数据的准确性与工程施工方案设计的合理性、可靠性密切相关。
1 精密工程测量的定义与发展精密工程测量指以毫米级或更高精度进行的工程测量,从测量方案设计、实地施测到成果处理和利用的各个阶段中都要利用误差理论进行分析,包括精密地直线定线、测量角度、距离、高差以及设置稳定的精密测量标志。
从测量方案设计、实地施测到成果处理和利用等阶段中利用误差理论进行分析。
精密工程测量仪器设备在基础性的测量技术精度、测量波及范围、以及测量自动化技术水平实现状态等方面,逐步向多传感器技术组件集成性精密测量技术系统的方向加以发展演进。
激光跟踪仪设备、三维Lidar激光扫描仪设备、测量机器人设备,测量技术信号高精度接收机设备、电子全站仪设备、电子全站仪设备、水准仪设备,为现代精密工程测量技术的有序发展,提供了硬件应用性支持保障;工业数字摄影测量数据处理、精密性距离三角坐标交会测量、多源传感器自动化数据采集,为精密工程测量构筑了理论体系支撑。
2 精密工程测量的特征与应用方向分析精密工程测量开展过程中,易受到多类因素影响,如测量环境仪器参数设置均会影响最终的测量结果,在精密工程测量过程需要对环境因素进行严格的控制,同时还要尽量控制过程、周边扰动等因素对测量环节所造成的不利影响,同时应遵循精密工程测量特征规律。
具体如下:(1)工程的精度、方法与设备,应结合工程需求实际选择确定。
九景衢铁路JQJXZQ-2标精密控制网复测总结报告编制:复核:审核:技术负责人:中铁二十五局集团有限公司九景衢铁路JQJXZQ-2标项目部2014年5月目录1 完成任务情况 (1)1.1 任务来源 (1)1.2 测区概况 (1)1.3 工作内容 (2)1.4 执行的技术依据及精密测量控制网复测精度指标 (2)1.4.1 执行的技术依据 (2)1.4.2 精密测量控制网复测精度指标 (2)1.5 施测单位 (3)1.6 完成工作的起止日期 (3)1.7 完成的工作量与相邻标段联测的桩点 (3)2 坐标系统及巳有资料利用情况 (5)2.1 坐标系统 (5)2.2 巳有资料利用情况 (5)3 复测方案执行情况 (5)3.1 仪器检定 (5)3.2 精密控制网复测 (5)3.3 GPS观测操作及手簿填写 (6)3.4 GPS网数据处理 (7)3.5 水准复测 (8)3.5.1 水准点的观测 (8)3.5.2 水准复测数据处理 (8)4 项目质量检查 (9)5 提交的成果资料 (9)6 附件 (9)附件1:CPI复测成果及比对表 (10)附件2:CPII复测成果及比对表 (13)附件3:三等水准复测成果及比对表 (20)附件4:水准网闭合差 (24)1 完成任务情况1.1 任务来源根据中铁二十五局九景衢铁路JQJXZQ-2标项目部对九景衢铁路JQJXZQ-2标测量工作的要求,对本标段的基础平面控制网(CPⅠ)、线路平面控制网(CPⅡ)及三等水准高程控制网进行复测工作。
1.2 测区概况新建九景衢铁路江西段JQJXZQ-2标。
起讫里程为DK15+700~DK66+100,正线长度50.4km。
本标段共有特大、大中桥梁28座19.207km,框架式小桥3座59.37m;隧道6座4.078km;盖板涵5座241.86横延米,框架涵120座2789.37横延米,倒虹吸6座156横延米;路基27.3km,挖方147.67万方,填方237.14万方;本标段设都昌、油墩街2个站。
高精度测绘中的质量控制方法与要点解析在现代测绘领域,高精度测绘起着至关重要的作用。
无论是用于建筑工程、工业规划还是地理信息系统,高精度测绘都是确保信息准确性和可靠性的关键环节。
然而,在实际测绘过程中,由于各种因素的影响,质量控制一直是一个具有挑战性的任务。
本文将探讨高精度测绘中的质量控制方法与要点,帮助读者更好地理解和运用。
一、控制点布设与观测技巧高精度测绘的第一步是控制点的布设。
控制点是指已知精确位置的地物,必须精确测量它们的坐标用作测绘的参考。
对于控制点的布设,有几个要点需要注意。
首先,选择适合测量的地物作为控制点,如里程桩、房屋角点等。
其次,控制点的分布要均匀,能够较好地覆盖待测区域,以提高整体测绘的精度。
第三,根据测绘任务的要求,确定适当数量的控制点,以确保测绘精度的满足。
观测技巧也是质量控制中的重要环节。
在观测控制点时,需要注意以下要点。
首先,选择合适的仪器和测量方法,如全站仪、GPS等。
其次,保证观测过程中的环境条件稳定,避免影响测量结果。
此外,还需要随时监测仪器的精度,例如进行定点测量或精度比验等。
二、数据处理与精度评定测绘数据处理是确保测绘质量的重要环节。
在高精度测绘中,数据处理包括观测数据的处理、误差分析、数据检查等步骤。
在观测数据的处理中,要注意进行合理的数据平差,以消除系统误差和随机误差。
误差分析是对观测结果进行精度评定的方法之一,通过计算观测数据的标准差、均方根误差等指标,评估测绘结果的精度。
精度评定是质量控制的重要环节。
在高精度测绘中,一般采用不同的精度等级进行评定。
例如,在国家基准点测量中,一般采用一级、二级等不同的精度等级来评定。
通过精度评定,可以对测绘结果的准确性进行客观的评估,确保其符合实际应用的需求。
三、检查与纠正在高精度测绘中,检查环节是不可或缺的质量控制手段。
检查主要包括两个方面:数据检查和图形检查。
数据检查是对观测数据的准确性和完整性进行检查,以发现可能的错误和异常。
精密工程测量控制网复测方案一、引言随着精密工程的不断发展,精密工程测量在工程施工中的作用日益重要。
而测量控制网作为精密工程测量的基础,对于工程的质量和精度有着重要的影响。
在实际的工程施工中,由于各种原因,测量控制网的精度可能会受到影响,需要进行复测以确保测量结果的准确性和可靠性。
本文将针对精密工程测量控制网的复测方案进行详细的讨论。
二、复测前的准备工作1. 确定复测的目的和范围:在进行复测之前,首先需要明确复测的目的和范围。
复测的目的可能包括验证原始测量结果的准确性、评估测量控制网的精度、发现可能存在的问题等。
根据不同的目的,复测的范围可能包括不同的项目和测量点。
2. 准备复测的设备和工具:在进行复测之前,需要准备好适当的测量设备和工具。
通常情况下,复测所需的设备和工具包括全站仪、GPS设备、水准仪、测距仪、标尺等。
同时,需要确保这些设备和工具的准确性和可靠性。
3. 制定复测的方案:根据复测的目的和范围,制定复测的方案。
方案应包括复测的具体内容、测量方法和步骤、测量设备和工具的选择和校准、测量人员的安排与培训等内容。
三、复测的具体步骤1. 复测的前期准备工作:在进行具体的复测之前,需要进行一些前期准备工作。
首先要对原始测量记录和数据进行归档和整理,确保数据的完整性和可靠性。
其次,需要对复测所需的测量设备和工具进行校准和检查,确保设备和工具的准确性和可靠性。
同时,需要对测量人员进行培训和安排工作。
2. 复测的具体操作步骤:根据制定的复测方案,进行具体的操作步骤。
首先要选择合适的测量设备和工具,根据复测的范围和要求,选择合适的测量方法和步骤。
在进行复测的过程中,需要特别注意测量的环境和条件,确保能够获得准确和可靠的测量数据。
同时,需要对复测的结果进行实时的记录和分析,及时发现可能存在的问题和误差,确保复测的准确性和可靠性。
3. 复测的数据处理与分析:在进行复测之后,需要对复测所得的数据进行处理和分析。
浅谈精密水准网复测的质量控制摘要:本文结合上海市一、二、三等精密水准网复测项目的经验,对精密水准网复测的组织实施进行了论述,详细分析了精密水准网复测中水准点普查、水准观测和数据处理的工作内容,对各阶段采取的质量控制方法进行了研究,对测绘项目的质量管理具有参考意义。
关键词:水准网复测质量控制平差精度高程控制作为测绘基准体系的重要组成部分,具有较强的基础性、前期性和公益性。
长期以来不仅为城市规划、城市轨道交通等重大市政工程建设提供重要的高程基准,更在城市地质灾害(地面沉降)监测和治理方面发挥着重要作用,是城市基础测绘的一项重要内容,是开展地理国(市)情监测、建设智慧城市的重要支撑。
由于市政建设、地下水开采等造成很多水准点遭到破坏或发生了沉降,严重影响了高程控制成果的现势性。
根据《测绘法》中“基础测绘成果应当定期更新,国民经济、国防建设和社会发展急需的基础测绘成果应当及时更新”的规定,必需定期对高程控制进行维护和更新,而目前主要通过组织精密水准网复测来实现。
所以如何加强精密水准网复测的质量控制,为用户提供可靠测绘保障和统一的高程基准,是测绘主管部门和技术人员要经常面临和亟需解决的问题。
产品质量是经过生产过程一步步形成、受多方面因素综合影响的结果,质量控制是监视质量形成过程,采取一定的技术措施和管理措施消除或减小生产过程中影响产品质量的因素,从而达到提高产品质量的目的。
精密水准网复测是一项劳动强度大、流动性强、作业地点分散、条件艰苦、影响质量的随机因素较多的测绘项目,各工序流程间依存性较强,成果具有系统性、整体性和关联性。
要提高精密水准网复测的质量除严格执行二级检查一级验收制度外,还需根据组织实施的流程,科学设置质量控制点。
将过去以成果质量监管为主的“事后把关”向前拓展到项目设计、水准点普查、水准观测的全过程,只有把质量管理的关口前移,实现“管因素”、“管过程”、“重预防”,才能最终达到“管结果”的目的。
1 水准点普查精密水准网复测的组织实施大致可分为水准点普查、水准观测、数据处理和成果的比较分析等[1~3]。
水准点普查是对现有水准点现状的详细调查,根据规范要求绘制水准点点之记,对水准路线走向进行实地踏勘。
对发现破坏的水准点,根据城市建设需要,实地踏勘选址并按照要求重新埋设新的水准标石。
水准点普查实施前,要撰写项目设计书明确水准普查的要求,要充分收集利用国家和地方测绘部门已有的水准资料,收集当地水文、地质和大型市政工程建设埋设的基岩水准点、深层标点和工程水准点,并对收集的资料进行综合分析。
要充分利用城市已有的各类大比例尺地形图、航空影像图和地理信息公共服务平台等,为选点、路线踏勘、水准标石埋设等提供直观形象的地理参照,对整个水准网进行规划、设计和网型优化[3]。
在水准点普查的质量控制中,关键是做好前期资料的收集和分析,重点是统一作业要求,做好队伍间的任务划分和成果衔接,避免错查、漏查,避免成果张冠李戴影响后续水准观测和成果利用。
在上海市一、二、三等精密水准网复测项目中,对每个水准点要求必须“跑到、看到、绘到并维护到”,确定了“谁普查、谁埋石、谁整理、谁提交”的总体原则。
充分利用最新的技术手段,通过二级检查一级验收制度,对每个水准点的成果质量进行内业或外业检查:利用SHCORS 系统测量检核每个水准点的概略坐标、利用最新的大比例尺地形图检查水准点点之记绘制的正确性和合理性、现场实地检核反映标石现状及周边环境的远近照片等。
2 水准观测水准观测主要是根据水准点普查情况和按优化设计的水准网网图,在规定的作业周期内逐站测量水准点间的高差。
由于水准外业观测受到人员、设备和外界环境的综合影响,所以要有效控制质量,减少或避免测量错误的发生,必须将质量控制点设置在人员、设备和管理制度上,同时加强对作业环节的质量控制。
人员的质量控制点主要是人员的能力水平能够胜任工作,应达到一定的学历、职称、工龄、业绩、培训等;设备的质量控制点是使用前后的检定或校准,作业中水准仪i角的测定,以确保设备工作正常等;管理制度的质量控制点是作业单位是否建立质量管理体系、能否有效贯彻执行二级检查制度。
另外,要有效进行质量控制,施测前要编写项目技术设计书,明确细化作业要求;要优化水准网网型,做好作业队伍间的任务划分;提前组织作业人员进行技术培训,学习技术设计书及有关的技术标准、操作规程,避免上错点、弄错上下(明暗)标志和记错水准点点号。
作业中,充分利用各种先进技术手段,对各种观测限差进行有效控制。
精密水准网一般采用单路线往返观测,除自动控制外业观测各项限差外,每完成一条水准路线的测量,还应进行往返测高差不符值及每千米水准测量偶然中误差MΔ的计算[4,5]。
往返测高差不符值充分反映了水准测量各种误差影响,对距离较短的测段来说,高差不符值主要反映偶然误差的影响,可用(1)式计算每千米水准测量偶然中误差MΔ:式中,Δi为各测段往返测高差不符值,单位mm;Ri为各测段的长度,单位km;n为测段数。
每完成一条附合路线或闭合环线的测量,需对观测高差施加各项改正后计算附合路线或环线的闭合差[4,5]。
在一个闭合环中,除了偶然误差外,还有系统误差的影响,于是需要利用环线闭合差来计算含有偶然误差和系统误差的每千米水准测量的全中误差Mw,可用(2)式计算:式中,Wi为每个经过各项改正后的水准环闭合差,单位mm;Fi为水准环线周长,单位km;N为水准环数。
文献[4~5]对水准外业观测不同等级水准测量偶然中误差MΔ和全中误差Mw作了明确规定(见表1),可作为外业观测质量控制的重要精度指标。
上述质量控制以作业单位过程检查和最终检查为主要手段实现,质检验收同步加强监管为辅。
在上海市一、二、三等精密水准网复测项目的质量控制中,由生产、技术、质量管理人员组成了项目组,负责项目设计书的编写和整个项目的总体策划。
首先,注重水准网网型的优化设计,一等闭合成环、构成结点网状,控制上海全境,二、三等根据需要在一等网的基础上布设成附合路线、环线或结点网,通过网型的优化进行质量控制。
其次,采用自主研发的电子水准采集系统或兰德-掌上记簿器系统进行外业观测,通过系统自动对观测时间、测站视线长度、前后视距差、任一站前后视距差累积、视线高度(下丝读数)、测站观测限差、基辅分划读数的差、基辅分划所测高差的差、检测间歇点高差的差等进行控制,确保外业观测的数据符合规范和设计要求。
再次,严格控制作业周期,根据周期制定科学合理的成果分批上交制度,使检查验收同步跟进,同步质检。
同步检查验收主要对上交成果的往返测高差不符值、附合路线闭合差、作业规范性和作业单位二级检查的执行情况进行详细检查,根据分层随机抽样法,抽取一定比例的测段进行外业高差检测。
2011年上海市一、二、三等精密水准网复测项目共有3776个测段,抽取214个样本数,水准路线长度达279km。
抽查总体情况良好。
发现的极个别限差超限的测段,进行了实地查看和返工复测。
项目最终成果的往返测高差不符值、附合路线闭合差均符合规范和设计要求,根据(1)式计算每千米水准测量偶然中误差Mw,分别为±0.39mm、±0.52mm和±0.69mm,根据(2)式计算了每千米水准测量全中误差Mw,分别为:±0.75mm、±1.24mm和±1.11mm,均小于表1中规定的限差,说明项目外业观测的各项精度指标得到了有效控制。
3 数据处理数据处理是根据水准观测的数据,提取水准点点名、测段高差(往返)、距离(取往返测中数)和各类改正信息,根据国家或地方高程基准的起算数据进行水准网平差,计算待求水准点的高程。
数据处理质量控制的关键是保证提取信息、起算数据和平差模型的正确性合理性,重点是各项精度指标满足要求。
水准观测数据的提取必须至少由两人独立完成相互校对,并对水准观测中的重测数据进行正确处理,对起算数据的点位稳定性和成果一致性要进行分析。
文献[6]利用水准观测数据和跨江水准资料对上海市一、二、三等精密水准网复测项目的稳定性进行了分析,对崇明基点J12、长兴基点J11和佘山新基点SJ-N间的一致性得出了初步的结论。
文献[7]进一步利用水准观测数据和浦东~长兴~崇明一等水准联测数据,采用拟稳平差对收集的20个基岩点成果进行了稳定性、一致性分析,得出了有意义的结论,最终确定了7个基岩点作为高程基准的起算数据。
目前,大多自编软件或商业软件均采用间接平差模型、以测段往返测量高差值为观测量、以待定点高程为未知参数、以测段距离的倒数定权进行水准网平差和精度评定。
间接平差模型如下:间接平差误差方程式:其中,ν为观测值改正数向量,B为设计矩阵,χ为待定点高程参数,l为计算值与观测值之差得到的常数向量,P为权阵。
按照最小二乘原理求解(3)式:按(5)式计算单位权中误差进行精度评定:其中,r为多余观测量个数。
平差得到的水准点高程中误差为:其中,Qii为第i个水准点的协因数[8,9]。
尽管目前水准网平差的数据处理方法均比较成熟,各类平差软件也比较完善,但为了有效控制数据处理的质量,仍需采用不同平差软件进行相互校核,确保成果质量。
在2011年上海市一、二、三等精密水准网复测项目中,采用自主开发的精密工程测量平差软件(水准网平差模块)进行整网平差,采用清华山维Nasew2008软件的平差结果作为检核,通过几种平差方案的比较与分析,最终采用按距离倒数定权分等级平差获得的成果作为最终成果。
按(5)式计算了一等、二等、三等的单位权中误差,分别为±0.77mm、±1.17mm和±1.35mm,最弱点高程中误差(相对于起算点)分别为 4.63mm、5.64mm和6.33mm,精度达到规范和设计中各等级水准网中最弱点相对于起算点的高程中误差不得大于±20mm的要求[2,7]。
4 成果的比较分析水准数据处理后,结合测区的水文、地质和市政建设情况对成果进行比较分析是十分必要的,可以进一步检核水准网复测的质量,可以更加科学合理地确定复测周期,更好维护高程基准的稳定性。
成果比较分析质量控制的关键是同名水准点高程异常原因的分析和发布启用成果的确定。
对确实是同名水准点且高程异常较大的要结合资料全面分析,无法判断的要实地踏勘,对实地踏勘仍不能判断的要冻结成果,不予发布使用。
利用2006年和2011年上海市水准网复测成果,对同名点高程值差异进行了统计分析,在1385个同名水准点中有1354个高程值差异(绝对值)小于10cm,结合1995年、2001年水准网复测成果分析,一定的水准点高程沉降或上升符合上海地面沉降的实际情况。
对高程值差异(绝对值)大于10cm的31个同名点,用2006年和2011年水准网复测时拍摄的远近照片逐一进行了分析(部分水准点进行了实地踏勘),发现大部分水准点是由于市政建设遭到了破坏,影响了点位的稳定性。