精密工程测量控制网的建立方法
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建筑工程测量控制网的建立、精度及稳定性分析发布时间:2021-03-19T10:00:27.293Z 来源:《城镇建设》2020年12月36期作者:宗兴旺[导读] 现阶段,我国城市化发展建设进程持续深入,不同类型的建筑数量逐年增多宗兴旺南京东大岩土工程勘察设计研究院有限公司江苏南京 210000摘要:现阶段,我国城市化发展建设进程持续深入,不同类型的建筑数量逐年增多,处于这种情况的社会发展背景下,建筑工程自身测量控制网的建立、精度和稳定性控制工作变得尤为重要。
本文针对上述内容展开研究,分析测量控制网的建立工作、精度控制工作和稳定性控制工作,总结相关工作经验,为同领域工作者提供合理化发展建议,为促进工程测量工作的进一步发展提供理论研究基础。
关键词:稳定性;控制点;建筑工程;测量前言:工程建设施工顺利与否会与工程各部分组成结构之间存在有机联系,通常都需要通过施工控制网为施工作业提供保障作用。
但是,因为部分大型工程本身施工周期较长,同时施工区域内的作业条件复杂,容易受到外界环境因素干扰,因此,需要在工程建设之初打造施工控制网点,以此避免施工期间发生位移的情况。
如果控制网点出现相应变化而工作人员又未及时发现这一情况,继续采用固有的坐标数据进行放样作业,就会出现导致放样误差过于明显,项目工程施工质量也会因此受到影响。
一、工程测量控制网建立对于部分施工控制网的复测工作而言,需要对其最终的测量结果加以分析,通过这种方式能够对控制点位置的稳定性做出更为深入的了解,通过这种方式保证工程最终阶段的施工质量。
在上述内容之外,在对工程控制点稳定性进行分析的过程中,因为会受到测量误差因素的影响,导致两期测量成果存在一定的差异性,此时如何合理使用这些测量成果,属于工程建设期间必须完成的选择。
(一)施工控制网概述对于所有的建筑施工控制而言,布设施工控制网均属于测量工作需要完成的主要任务内容之一。
处于勘测阶段的测图控制网,建筑物自身结构、位置均未明确,无法对施工测量工作需要做出足够周全的考量;此外,工程施工前,大多需要先完成场地平整工作,此后才可以正常开展工作,否则原施工场地中固有的部分测图控制点遭受破坏的可能性很高,所以,工程项目正式施工阶段,大多需要组织专门施工控制网用于测量工作。
工程施工测量控制网的建立在现代工程施工建设中,工程控制网的建立是各项工程顺利进行的首要任务。
工程控制网的作用是为工程建设提供工程范围内统一的参考框架,为各项测量工作提供位置基准,满足工程建设不同阶段对测绘在质量(精度、可靠性)、进度(速度)和费用等方面的要求,工程控制网也具有控制全局、提供基准和控制测量误差累积的作用。
施工单位作为工程的建设者,主要任务是按照设计和施工技术要求,将图纸上设计建(构)筑物平面位置、形状和高程,在施工现场标定出来,这种标定工作称为施工放样(或称测设)。
施工放样也可以说是将图纸上的建(构)筑物放到地面上去的工作过程。
首先根据工程总平面图和地形条件建立施工控制网,根据施工控制网点在实地定出各个建筑物的主轴线和辅助轴线;再根据主轴线和辅助轴线标定建筑物的各个细部点。
采用这样的工作程序,能保证建筑物几何关系的正确,而且使施工放样工作可以有条不紊的进行,避免误差的累积。
工程测量控制网一般建网顺序为:确定控制网的等级→确定布网形式→确定测量仪器和操作规程(国家和行业规范)→在图上选点构网,到实地踏勘→埋设标石、标志→外业观测→内业数据处理→提交成果。
目前,除特高精度的工程专用网和建设安装控制网之外,绝大多数收集工程控制网都可采用GPS定位技术来建立。
如何将现代卫星测量技术与地面测量技术相结合、取长补短显得非常重要。
施工控制网根据施工对象的不同而有所区别。
一般来说,建筑和厂区控制网布设成矩形控制网,即所谓的建筑方格网;对于地形平坦但通视比较困难的地区,则可采用GPS与全站仪相结合布设的导线网;对于地形起伏较大的山岭地区(如水利枢纽)及跨越江河的工程,一般采用GPS网或边角网,对于线状工程(如铁路和公路)多采用GPS 与全站仪相结合所布设的导线网;地下工程一般采用导线测量。
目前在平坦、不隐蔽地区采用GPS实时动态定位放样已经成为广泛使用的方法之一,它的优点是:放样速度快、成本低、10——20KM只需一个参考站。
精密工程测量控制网的建立方法摘要:随着工程测量技术的发展,测量精度越来越高,适应了精密工程测量的要求。
本文主要对精密工程测量中控制网的布设、实施控制测量以及数据处理的方法进行简单的分析,对高精度工程控制网的建立提供借鉴。
关键词:精密工程;gps、测量;控制网中图分类号:p228.4文献标识码: a 文章编号:随着科技的发展,工程结构的复杂化也对测量的精度有了更高的要求。
以土木工程来说,一般工程测量的精度要求达到厘米级即可,常规测量方法就能满足,而对于紧密工程测量来说,精度要求一般要达到毫米级,甚至毫米以下,如果采用常规测量方法的话,精度很难达到要求。
目前,精密工程测量的发展,促进了工程测量学科的发展。
本文主要对精密工程测量中控制网的建立方法进行简单的阐述。
1、布设控制网绝对测量精度达到毫米级的测量称之为精密工程测量,是在特殊条件下,利用先进的测量设备及技术方法进行的特殊工程测量。
精密工程控制网的主要作用是在工程实施的不同阶段为测量放样的点、线、面提供测量基准。
与国家常规工程测量及大地测量控制网相比,精密工程测量控制网有很大的不同:首先,在设计方面,必须优化设计先行网,受后期变形测量的需求,在进行控制网的设计时,通常要涉及到可靠性、灵敏度及精度等设计指标。
在设计时,尽可能进行多余观察,提高控制网的内部可靠性,有利于观测值方差估计及粗茶定位。
采用gps布网,要求对网要精心进行布置,对地面的观测条件要非常注意。
对于精密工程而言,一般采用gps网与边角网同时联合使用,而不是单纯的只采用gps网,需要注意的是gps网与地面网之间的精度匹配,这种控制网的布设在成本方面相对较大,需要在实际应用中进一步的进行检验。
对工程控制网的布设进行优化设计时,一般包含解析法与模拟法两种策略。
一般情况下网的可靠性、灵敏度、精度等指标作为解析法目标函数极大值与极小值的约束条件。
而模拟法主要根据地形图资料、设计资料等在图上进行选点布网,并对观测方案、观测值进行模拟,对网的可靠性、灵敏度及精度等质量指标进行计算。
精密工程测量控制网的建立方法随着科学技术的进步和人类社会的发展,工程结构愈来愈复杂,其施工建设对测量的精度要求亦越来越高。
对于土木工程而言,普通工程测量的测量精度多在厘米级水平,采用常规测量手段和方法就可满足工程施工要求;而精密工程测量则要求在毫米乃至毫米以下,若采用常规测量手段和方法则难以达到精度要求。
事实上,精密工程测量一直是工程测量界关注的问题,因为精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,是促进工程测量学科发展的动力。
本文将试图通过国内外一些已成功实施的工程项目,讨论有关精密工程控制网建立的一些通用作法。
一、控制网布局精密工程测量是指绝对测量精度达到毫米量级,相对测量精度达到10um,在特殊条件下,采用先进的仪器设备和技术手段进行的一种特殊的工程测量工作。
精密工程控制网的作用是在工程施工前(设计阶段)、施工中(施工阶段)以及施工后(竣工运营阶段)的各个不同的阶段对被测量(放样)点、线和面提供可靠的测量基准。
精密工程测量控制网与国家大地测量和常规工程测量控制网有许多不同之处。
工程控制网优化设计方法有解析法和模拟法两种解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值,一般将网的精度、可靠性和灵敏度指标作为目标函数或约束条件。
模拟法优化设计是根据设计资料和地形图资料在图上选点布网,模拟观测方案和观测值,计算网的各种质量指标,如精度、可靠性和灵敏度等。
相比较而言,由于模拟法比较灵活,加之有测量经验容易实现:相反解析法求出的最后结果可能很好,但无法实施。
在实践中,优化设计是按照以下步骤进行的:首先确定观测值的精度,观察选定网络点的所有可能边缘和方向,并计算网络的质量指数。
如果质量低。
必须提高观测值的准确性。
二、测量仪器和控制网的实施目前,几乎所有精密工程测量都采用高精度全站仪、各种高精度GPS接收机和高精度水准仪,为控制网的实施提供技术保障。
值得注意的是,所有仪器、设备和设施应在测量前进行识别和检查,以便在后续数据处理中进行必要的纠正。
工程平面控制网的方案一、引言工程平面控制网是工程测量的重要基础,它是为了建立一个精度高、几何稳定的测量框架而设计的。
它是由一定数量的控制点(也称为控制站点)组成的一种测量网,在这些控制点上通过准确测量和数据处理,建立起相应的坐标体系和相对位置关系。
通过这些控制点可以实现工程中各种复杂的测量任务,保证工程测量的精度和可靠性。
本文将针对工程平面控制网的建立和维护,提出一个系统的方案,包括测量方法、控制点布设、数据处理和质量控制等方面的内容。
二、控制点布设1. 控制点选择控制点的选择应考虑到工程的几何特征、地形地貌、测量任务的要求以及辐射传递的可行性等因素。
一般来说,控制点应具有以下特点:具有地理位置确定性、易于观测、地形开阔、无遮挡物、便于安装器材和传输信号。
2. 控制点布设方法根据测量任务的要求,可以采取不同的控制点布设方法。
通常包括直射法、反射法、GPS 定位法等。
在实际工程测量中需要综合考虑测量精度、经济效益等因素选择合适的布设方法。
三、测量方法1. 测量器材的选择根据不同的控制点布设方法,需要选择不同的测量器材。
例如,对于直射法,可以选择全站仪或者经纬仪进行测量;对于GPS定位法,需要使用GPS接收机等设备。
2. 测量操作流程测量操作流程应包括测量准备、目标定位、观测、记录和数据传输等环节。
每个环节都需要严格按照标准程序进行,以保证测量的准确性和可靠性。
四、数据处理1. 数据采集在实际测量过程中,需要对控制点的坐标、地形图、影像图等数据进行采集。
一般可以采用全站仪、GPS接收机、数字相机等设备进行数据采集。
2. 数据处理方法数据处理包括数据清理、配准、检查、比对、坐标转换、模型构建等环节。
需要借助专业的软件工具进行数据处理,如AutoCAD、ArcGIS、Photoshop等。
五、质量控制1. 检查标准对于控制点的布设、测量和数据处理等环节,应制定相应的质量检查标准,以确保数据的准确性和可靠性。
精密工程测量控制网的建立方法探究庄永国发表时间:2018-03-07T15:11:52.317Z 来源:《基层建设》2017年第33期作者:庄永国张利平[导读] 摘要:技术的进步,带动了社会的发展,工程中对于测量精度的要求显著提高,由于工程的复杂程度不断增加,所以必须实现测量精度的极大提高才能满足工程的实际建设要求。
青海省桥头铝电股份有限公司青海 810100 摘要:技术的进步,带动了社会的发展,工程中对于测量精度的要求显著提高,由于工程的复杂程度不断增加,所以必须实现测量精度的极大提高才能满足工程的实际建设要求。
传统采用的施工方法和手段往往难以满足工程的实际需要,必须不断优化处理,实际上,精密的工程测量一直是测量人员关注的热点,代表着测量工作的发展方向。
本文就精密工程测量控制网的建立方法进行了详细的讨论。
关键词:精密工程;测量控制网;建立方法一、控制网的布置精密工程测量就是将绝对测量精度控制在毫米级,控制相对测量精度约为10um,选取先进的设备仪表以及技术方式实现的一二类工程测量工作。
控制网的设置意义在于在工程的施工之前、施工中以及施工后期,在不同的阶段对待测量点进行放样处理,为点和面提供稳定的测量基准。
相对精密的测量很大程度上和国家的大范围测量、有机常规测量存在着一定的区别,因此,在控制网的设计方面,都是首先进行优化设计,然后结合后期需要,再进行精度、可靠性以及灵敏度的设计。
在操作中,多观测,提高设计的灵敏度以及可靠性。
以便于进行方差定位和方差估计。
对于GPS网络的布置,必须注意观测条件,采用相对精密的星历解算基线。
如果工程的精密程度较高,则可以不采用GPS网络,实现GPS网络和边角网络的联合处理,如果成本增加,可以通过进一步的实验来进行检查。
工程控制网络的优化设计方法包括两类,一类是解析法,另一类是模拟法。
解析法的作用原理在于优化设计的结构理论函数以及约束条件,进行目标函数极大值以及极小值的求解,将网络的精度、可靠性以及灵敏度作为目标函数或者约束条件。
工程施工如何布置控制网一、控制网的作用控制网是指利用地面上的标志物或设备,在经过三角测量、水准测量和方位观测等测量方法后,建立的一种用于确定工程测量基准和定位的网络。
控制网的建立对于工程测量具有非常重要的意义,它不仅可以保证工程测量的准确性和精度,还可以为后续的施工提供可靠的基准和定位。
控制网主要的作用有以下几点:1. 提供基准和定位:控制网可以提供工程施工所需的基准和定位,为后续的施工提供准确的参考标准。
2. 确定测量范围:控制网可以帮助工程测量人员确定测量的范围和范围,保证施工过程中各个部位的相对位置和尺寸的准确性。
3. 保证测量准确性:控制网可以帮助工程测量人员保证测量的准确性和精度,确保施工过程中各种工程参数的准确性。
4. 提高施工效率:有了可靠的控制网,施工人员在施工过程中就可以更加便捷的进行定位和测量,提高施工效率。
5. 为后续工程提供参考:控制网的建立可以为后续的工程提供参考,对于后续的工程施工和测量也具有非常重要的作用。
二、控制网的布置原则1. 控制网的密度要求:控制网的密度是指在单位面积范围内设置的控制点的数量。
在工程测量中,控制网的密度必须根据实际的测量需要和工程的情况来确定。
一般情况下,对于较大的工程项目,为了保证测量的准确性和精度,控制网的密度要求会相对较高。
而对于较小的工程项目,控制网的密度要求则可以适当降低。
2. 控制网的布局和分布原则:为了更好的满足测量的需要,控制网的布局和分布要根据工程的实际情况来确定。
一般情况下,控制网的布局和分布要满足以下几个原则:(1)覆盖全面:控制网的布局和分布要能够覆盖到工程的所有测量范围,确保能够满足测量的需要。
(2)布点均匀:控制网的布点要尽可能的均匀,使得测量点的密度在工程范围内相对均匀,以便于后续的测量和定位。
(3)确定关键控制点:在控制网的布局过程中,要特别确定一些关键的控制点,这些控制点可以是工程的一些重要节点或者是地形的一些显著特征,以确保将来的工程施工和测量能够准确。
工程控制网的布设方案一、引言工程控制网是指为了建筑施工、地表变形监测、地质灾害监测等工程项目而布设的一种精密级的测量控制网络。
它是采用一定数量、布设规律、具有一定精度和控制功能的控制点构成的平面或立体的空间网;广泛应用于大型工程建设项目中的位置、方位、高程、形变等测量,具有工作精度高、工作量大和覆盖面积广等特点。
工程控制网的布设方案直接影响到后续工程测绘工作的精度和效果。
因此,合理的布设方案是保证工程测绘质量的一个重要保障。
本文将就工程控制网的布设方案进行详细论述。
二、工程控制网的布设原则1. 经济原则:布设控制网应力求在实现工作任务的前提下,尽可能减少勘探工作量。
2. 可靠原则:控制网应予以通盘考虑,尤其是应该重点布设在各种影响因素较大地方,如易发地震、易滑、易沉、易涌、易积压、易掏挖、易决口等地段。
3. 合理原则:在布设控制网时,必须因地制宜,确保控制网的布设与实际工程的要求相适应。
4. 传递性原则:控制网点应布设得尽可能密集与均匀,以满足控制传递的需要,减小传递误差。
5. 临时性原则:在需要连续和及时传递的大型或幅员较广的工作中,还应设置临时性控制网。
三、工程控制网的布设工作1. 掌握工程控制网点的分布地理位置以及海拔高程。
2. 根据工程的实际情况和需要制定工程控制网布设的具体指标。
3. 选择合适的控制点分布方式,如六边形布设、三角形布设、环形布设等。
4. 根据地形地貌、地质条件、工作特点和计划任务,合理确定控制网的密度和布设范围。
5. 利用高精度的技术手段进行控制网点的基准建立和测量,保证控制点的精度和稳定性。
6. 建立工程控制网工作台账,记录控制点的情况,包括建立时间、观测资料、计算结果等。
四、工程控制网的布设方案1. 控制网点的选择在工程控制网的布设中,首先要选择合适的控制网点。
选择控制网点时,应该考虑到以下因素:地理位置、地质条件、地形地貌、工程设施、实际监测需求等。
控制网点的分布应该尽可能均匀、密集,以满足控制传递的需要,并减小传递误差。
核电厂常规岛高精度微型平面控制网的建立摘要常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量控制网,控制的范围小,控制点密度大,精度要求高;文中推导了微网的技术要求,介绍了某核电厂施工测量中有关微型控制网的优化设计、精度估算、观测方法等问题。
所用方法在实践中取得了满意的结果。
关键词核电厂微型控制网优化设计精度1、前言常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量控制网,由布设在厂房基础底板上的多个测量标志构成,作为常规岛工程和各个子项工程厂房内部的施工和安装定位,设备安装测量、变形监测及局部控制网加密的依据。
根据《B.T.S10.12》①中对大型动力设备基础预埋螺栓的施工要求,控制网最弱点位精度不得低于±2 ,坐标分量精度、≤±1.4。
核电微型控制网较常规控制网具有如下特点:1) 控制的范围小,控制点密度大,精度要求高;2) 使用频繁,对控制点的稳定性、使用的方便性要求较高;3) 受施工干扰较多,通视条件、点位密度要求较高;4)变长变化大,最大边长达到100以上,最小边长达到4以下,网型的优化设计显得非常重要;5) 采用施工坐标系统,方便使用。
由于核电厂微网具有上述特征,因此需要周密计划、详细到现场踏勘,进行详细的优化设计,认真仔细的观测,才能达到规格要求。
2、微网的布设及优化微网由固定在各厂房基础底板上的若干个平面控制标志和多个竖向控制标志构成,平面控制标志为焊有锚杆的100×100×6的不锈钢盘,盘上钻有一个直径2的孔洞表示其平面控制点的准确位置,以确保各项工程建设施工放样,设备安装定位,调试、运行期间设备变形监测的高程控制和相关检核。
由于微网受现场情况影响较大,长短边相差悬殊,最小角度也不好控制,因此在观测之前做好优化设计工作。
测量控制网的优化设计问题一般分为两类;一类是在给定控制点精度要求的约束条件下力求观测成本最低,称为一类优化; 二类是在观测条件和设备的约束条件下,力求控制点精度最高,称为二类优化。
工程测量方案控制网的建立一、背景介绍工程测量中的控制网是用来确定测量点的坐标位置和方向的基准网络。
它是为了准确测量和定位工程地形和建筑物而建立的。
在建立控制网的过程中,需要考虑周围环境的地形、地质、气候等因素,以及使用的仪器和测量方法等。
本文将介绍建立控制网的工程测量方案。
二、目的建立控制网的目的是为了提供一个准确的基准框架,使测量员能够准确地测量位置和方向。
控制网中的点可以作为测量的基准点,用来确定其他点的坐标位置。
通过建立控制网,可以保证工程测量的准确性和可靠性。
三、测量点的选择在建立控制网之前,需要选择适当的测量点。
测量点的选择应考虑到地形和地质条件、气候条件、测量设备的精度和测量方法等因素。
一般来说,应选择在地势开阔、地形平坦、地质稳定、气候条件稳定的地区作为测量点。
此外,测量点应尽量避免有遮挡物的地方,以免影响测量结果的准确性。
四、网格布置方法在建立控制网时,需要采用适当的网格布置方法,以确保控制点的均匀分布和覆盖范围的合理性。
一般来说,网格布置应遵循以下原则:1. 均匀分布:控制点应均匀分布在测量区域内,以确保测量范围的覆盖和均匀性。
2. 方向性布置:控制点的布置应考虑到测量方向,以便测量员能够准确测量位置和方向。
3. 定位准确性:控制点的布置应考虑到测量设备的精度和测量方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。
五、测量方法和仪器在建立控制网时,需要选择适当的测量方法和仪器。
一般来说,应使用高精度的全站仪、GPS定位系统和其它测量仪器进行测量。
在进行测量时,应严格遵循测量规范和操作规程,以确保测量的准确性和可靠性。
六、数据处理和分析在完成测量后,需要对测量数据进行处理和分析。
一般来说,应采用计算机软件对测量数据进行处理和分析,以确定测量点的坐标位置和方向。
在进行数据处理和分析时,应注意各种误差的补偿和校正,以确保测量结果的准确性和可靠性。
七、结论建立控制网是工程测量中的重要环节。
通过建立控制网,可以为工程测量提供一个准确的基准框架,保证测量的准确性和可靠性。
精密工程测量控制网的建立方法—上海光源工程首级控制网的建立刘廷明(上海建浩工程顾问有限公司邮编:200030)摘要:详细介绍了精密工程测量控制网的布设、控制测量的实施和数据处理的通用作业方法,并结合上海光源精密工程控制网的建立,进一步说明了通用作业方法的可行性,对同类高精度工程控制网的建立具有一定的指导作用。
关键词:精密控制网;全站仪测量;数据处理;方差估计The Establishment of Engineering Control Network with High Degree ofAccuracy LIU Tingming.Shanghai Jianhao Engineering Counseling Company Limited,Shanghai 200030,ChinaABSTRCT: the method of engineering control network with high degree of accuracy about its design, field surveying and data processing are detailed in this paper, and also is verified by the engineering example of Shanghai synchrotron radiation facility. It may be helpful to the same kind of project.Key W ords: precise engineering control network; surveying by total station; data processing; variance estimation随着科学技术的进步和人类社会的发展,工程结构愈来愈复杂,其施工建设对测量的精度要求亦越来越高。
对于土木工程而言,普通工程测量的测量精度多在厘米级水平,采用常规测量手段和方法就可满足工程施工要求;而精密工程测量则要求在毫米乃至毫米以下,若采用常规测量手段和方法则难以达到精度要求。
事实上,精密工程测量一直是工程测量界关注的对象,因为精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,是促进工程测量学科发展的动力。
本文将试图通过国内外一些已成功实施的工程项目,并结合作者参与的上海光源精密工程,讨论有关精密工程控制网建立的一些通用作法,供参考。
一、控制网的布设精密工程测量是指绝对测量精度达到毫米量级,相对测量精度达到10um,在特殊条件下,采用先进的仪器设备和技术手段进行的一种特殊的工程测量工作[4]。
精密工程控制网的作用是在工程施工前(设计阶段)、施工中(施工阶段)以及施工后(竣工运营阶段)的各个不同的阶段对被测量(放样)点、线和面提供可靠的测量基准。
精密工程测量控制网在许多方面有别于国家大地测量和常规工程测量控制网。
首先表现在控制网的设计上,必须先进行网的优化设计。
考虑到后期变形测量的需要,控制网的优化设计通常要同时涉及到精度、可靠性和灵敏度指标设计。
设计中,要求尽可能地进行多余观测,以增强网的内部可靠性(增加观测值多余观测分量),有利于观测值粗差定位和方差分量估计。
对于采用GPS布网,就要求对网作精心布设,注意地面观测条件,并且采用精密星历解算基线。
对于精密工程来说,尽量不采用单纯的GPS网[10],将GPS网与边角网同时联合解算是一个不错的选择,但要注意GPS网与地面网边之间的精度匹配以及地面边角测量精度匹配的影响,当然成本会相应增大,这还有待实践的进一步检验。
工程控制网优化设计方法有解析法和模拟法两种[3]。
解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值,一般将网的精度、可靠性和灵敏度指标作为目标函数或约束条件。
模拟法优化设计是根据设计资料和地形图资料在图上选点布网,模拟观测方案和观测值,计算网的各种质量指标,如精度、可靠性和灵敏度等。
相比较而言,由于模拟法比较灵活,加之有测量经验容易实现;相反解析法求出的最后结果可能很好,但无法实施。
在实践中工作中,按以下步骤进行优化设计:先固定观测值的精度,对选取的网点,观测所有可能的边和方向,计算网的质量的指标,若质量偏低,则必须提高观测值的精度。
在某一组先验精度下,若网的质量指标偏高了,这时可按观测值的内部可靠性指标删减观测值,若某个观测的多余观分量太大,说明该观测值显得多余,应删去;若很小,则该观测值的精度不宜增加。
根据这种方案很容易得到一个最优方案。
上海光源工程就是采用模拟法进行优化设计的。
二、测量仪器和控制网的实施目前几乎所有精密工程测量都采用高精度的全站仪(1-2mm+1-2ppm)和各种高精度GPS 接收机,以及高精度水准仪(0.5-1.0mm/km),为控制网的实施提供技术保障。
值得重视的是,所有的仪器设备和设施,在测量前均应进行所有项目的鉴定检核,以便于在后续的数据处理中进行各项必要的改正。
如全站仪的测角内外符合精度,边长的加乘常数和周期误差,水准仪的i角误差和透镜运行误差,GPS的相位偏心误差等。
原则上所有的测量控制点均应不受变形因素影响,通常埋设至基岩层,以确保点位稳固,用钢筋混泥土现场浇铸,并采用强制归心装置,以消除对中误差。
作业要求至少按工程测量规范二等要求施测。
长度和水准需进行必要的往返观测,借以减弱其综合观测误差。
此外,照准误差不能忽视,根据我们的经验,多数粗差的产生往往是照准上出现问题。
与常规控制不同的另一方面,需要定期对网进行检测,以考察所埋设的有可能发生变动的控制点是否稳定。
三、内业数据处理精密工程控制网涉及的数据处理内容较多,相对其它较复杂一些,概括起来分三个部分。
一是坐标系和投影面的选择。
多数情况一般采用地方独立坐标系,若考虑到今后的需要,还应和国家控制网进行联测。
选择地方独立坐标系主要是有利于施工放样的方便,为了反映网的内部实际精度而不受起始点误差的影响,也经常选择一个已知点和一个已知方向来作为网的起算数据。
二是数据的预处理,边角网涉及的数据预处理项目有[3][5]:数据整理,方向投影改化,边长常数及周期误差改正、倾斜改正和投影改化,闭合差验算等。
水准测量包括数据整理,尺长改正、水准面不平行改正,闭合差验算等。
三是网的平差,由于观测值涉及到多个不同类型和来源,通常采用按方差分量估计进行定权平差。
方差和协方差分量估计[1][2]实质上是精化平差的随机模型,或者说更为准确地知道模型参数的随机性质,这是平差理论上的要求。
过去我们经常忽略它,取代的是我们的经验,这对精度要求不高的控制网来说是允许的。
但对精密工程控制网来说必须对多种观测量进行综合处理,这可从后面的实例和参考文献得到应证。
因此,方差分量估计已成为精密工程测量平差的必备内容。
计算过程中,我们还应密切注意观测值改正数的变化。
对于较大的改正数要采取措施,较好的办法是用巴尔达的数据探测法[1]对观测值进行处理,其作法是每次只对一个较大的改正数(如大于3.5倍的中误差)所对应的观测值进行处理,直到所有的改正数均小于某一个阀值。
稳健估计法虽具有抵抗多个粗差影响的优点,但不易对多个粗差同时进行定位和定值。
四、精密工程测量控制网的建立方法在本工程中的应用目。
该工程项目(见图1(1)对控制线的定位误差要控制在±3mm (2)环结构,圆环结构的放样点位密集,大量的放样点需要现场计算,因此现场计算及放样、复核的工作量相当大。
(3)、光束线与储存环锯齿墙、波导孔预埋件定位测量。
光束线与储存环锯齿墙、波导孔预埋件是实验设备安装的构件,该部分构件是光束线通过、加速、离子分裂、能级变迁的重要设备,对其定位的要求要达到微米级,要用特殊的测量设备来调整。
因此对其预埋件的定位要尽量满足设计要求,三维位置控制在±3mm 以内。
1、首级控制网的布设根据工程的外形结构和施工情况,网点的选择布设在施工场地四周(见图点位不受施工的影响,优化设计后,确定图中Y A ,YB ,YC YE 为首级控制点,G10和G9供的起算点,共同组成首级控制网。
位、结构施工结束后,的PHC 顶部预留1.4YB 、YC 和YD ,YE程精度的要求,在Y A 、YB 、YC 、YD 上用钢钉在PHC 管桩上埋设一向上小弯钩,作为四个水准点标志,组成高程控制网。
2、首级控制网的测量由于高能粒子研究场地周围观测因素,首级平面控制采用Leica 1800高精度全站仪进行边角同测,组成边角网。
该仪器的测角精度为1",测距精度为1mm+1ppm ,施测前均经过严格的常数检测。
为了减小对中误差,外业观测仪器采用强制对中,并按城市二等控制网要求施测,角度观测6测回(测回之间变换读数),边长正倒镜各三测回(测回间重新照准),为了考察系统误差,边长往返观测。
边长观测时输入温度和气压等气象数据以进行温度和气压的改正。
高程控制网的观测图形和路线与平面控制网相同,如图2所示。
起始数据利用测绘院提供的G9和G10控制点作已知高程点,布设成具有两个闭合环的水准网。
外业施测采用高精度Wild NA2配合铟钢尺按城市二等水准往返观测。
3、内业测量数据处理(1)、数据预处理边角网涉及的数据预处理项目有[4][5]:数据整理,闭合差验算,方向投影改化,边长常数及周期误差改正、倾斜改正和投影改化等。
由于该工程总占地面积不大,控制网最长边307m ,平均227m ;加之采用上海城市坐标系,经试算,只进行了边长常数及周期误差改正、倾斜改正,其它改正均小于0.1mm 。
(2)、坐标平差计算为了考察与传统的方法定权对结果的影响,下面通过两种不同的定权方案进行计算,限于篇幅,仅列出涉及到的计算公式,详细的推导过程参见[1][2]。
A 、按经验公式定权方向中误差和测距中误差均按仪器标称精度给出:"0.1=r m ,)(0.1km s m i s +=。
方向的权为: 10.10.12222===r m m p o r(1)边长的权为: 2222)0.1(0.1i si o si s m m p +==(2)B 、按赫尔默特方差分量估计定权通过观测值的改正数来估计先验方差,其基本思想是,先给观测值的权赋予某个初值,然后计算其观测值的改正数,根据改正数进一步计算先验权的近似值,反复计算,一直到当两类方差因子相等时,最后求得验后估值。
表一 首级控制网不同定权平差成果对比表根据赫尔默特方差分量估计定权公式,在VC++6.0环境下编程计算,为了便于比较,将其计算结果列于上表一。
(3)计算结果分析1)按照本文介绍的方法用全站仪按边角测量建立高精度工程控制网,其点位误差最大达到2.7mm,完全满足点位中误差小于5mm的工程施工精度要求;2)采用赫尔默特方差分量估计定权,比采用经验公式定权更加合理。