公路工程测量

关于A3项目部的量测报告一、概况我们项目部隶属成都第二绕城高速公路东段项目A3合同段，里程桩号为K42+757～K60+650，全长17.893公里。本合同段的地势复杂，纵向落差很大，工程主要由路基、桥梁及隧道组成，其中包括一座中长高瓦斯隧道和一座特大桥，其工程任务艰巨重大，施工难度、危险性及不可预见性较高。现在处于工程开工前准备阶段，各科室都在为开工做准备。因为我们段的工程任务大难度高及地形复杂险峻，在测量方面，我们的测量同事非常的辛苦，把他们的专业知识和敬业精神发挥的淋漓尽致。为了保证测量的精确度准确性，他们采用全站仪和水准仪相结合的常规测量方法，建立施工控制网和进行各工部的细部放样。在整个施工测量过程中，优先采用新技术和其它工程测量的成熟经验，按照“先整体后局部”、“分阶段分部位”、“边放样边校核”的基本原则，确保测量成果的准确可靠。同时为了能让本段与相邻两合同段顺利衔接，测量同事们认真进行了两端各伸入相邻两段的导线点复测。在平面检测时采用NIV02.M全站仪进行复测，复测时采用附（闭）合导线测量，现场复测完毕后进行内业平差，核对成果资料，如果存在了问题便书面报告监理工程师后再进行处理，以便保证控制点准确无误，并在复核过程中及时对控制点桩位进行加固和保护，在点位处设置明显标志。高程测量采用DSZ2自动安平水准仪，按照《国家四等水准测量规范》的要求进行引测，检测结果上报至监理工程师。根据业主和设计院提供的平面控制点及施工需要进行次级平面控制点的加密，在本标段施工范围内布设一条一级附（闭）合导线作为基本平面控制网，导线边长控制在200～400m之间，并根据现场条件把控制点都选定在施工作业范围外地势较高处，做到各控制点的通视性良好。测量精度按《工程测量规范》（GB/50026—2007）的要求进行。控制网布设采用NIV02.M,该仪器为X秒级全站仪两测回测设，对控制网定期进行复测和校正，避免控制点偏差影响测量精度。再根据施工现场条件，布设一条附（闭）合水准路线。附合水准路线引测采用DSZ2自动安平水准仪进行观测。线路外业测量完成后，对外业记录进行检查、计算。在平差过程中严格按照《国家四等水准测量规范》（GB12898—2009）中四等水准测量进行引测，并将测量成果整理上报至监理工程师，测量结果经监理工程师复测签字。由于我部处于山岭重丘，地势险要，通视距离短且桥隧较多，对测量的精度要求很高，考虑到上述情况公司购买了一套动态GPS供我部使用，对于原地面复测以及土石方的测量大大的提高了测量的速度和效率，省时省力，而且不受通视条件不足的干扰，非常灵活，深受我部测量人员的青睐，不过对于高精度的测量，比如：桥、隧，路基的构造物以及导线点的布设，动态机还不能满足其精度要求。若将现有的GPS设备的功能发挥到更好效果，建议公司购买2部静态机配合使用，以力求达到最佳的测量要求。对此，我想对GPS做一个简单的介绍。二、动态GPS(RTK)与静态GPS应用1、概述GPS是英文GlobalPositioningSystem，它是利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球定位系统。随着科技的发展，测量技术和测量的设备的不断提高，对于测量的精度要求也随之提高，以前的全站仪常规测量不论是从精度、操作性、灵活性还是适用性远远略于GPS，它的运用涉及了航空、航天、军事、交通，工业、农业等多个领域，在道路工程的运用也日益广泛，深受专业人士的好评。GPS定位在测量中有很大的应用潜力。近年来,GPS接收机的小型化、小功耗给其应用于测量提供了有利的条件。在软件方面,GPS的基线解算、平差也有了很大的发展,这些都促使GPS在测量中得到了较为广泛的应用。尤其近几年,动态GPS(RTK)的出现,使测量工程缩短了工期,降低了成本,减少了人员的投入,这些方面充分体现了GPS技术较常规技术的优越性。尽管动态GPS(RTK)的出现,使观测时间缩短,人员投入减少,并且不受网形和通视等条件的影响,提高了工作效率。但是,动态GPS(RTK)测量没有静态GPS测量的同步环、异步环及附合线路等约束条件,它是以基准站为中心呈放射状,以支点形式分布的散点,从而无法直接衡量其观测精度。因此,作为新生事物的动态GPS(RTK)测量在实际生产中的精度成为测量界关注的重点。为了探求动态GPS(RTK)测量的精度,我分析和研究了动态GPS(RTK)测量的各种资料及其观测方法,同时对其进行了实测对比和研究。通过一系列的研究,对动态GPS(RTK)测量的精度有了一定的认识,进一步提高了观测精度和工作效率。2、GPS构成①、空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题；随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。②、地面控制系统地面控制系统由监测站(MonitorStation)、主控制站(MasterMonitorStation)、地面天线(GroundAntenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(ColoradoSpring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。③、用户设备部分用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种。三、动态GPS(RTK)与静态GPS技术特点（1）全球定位系统（GPS）的主要特点：全球、全天候工作。①定位精度高。单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。②功能多，应用广。GPS系统的特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。1、定位精度高应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7m，1000KM可达10-9m。在300-1500M工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较，其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。2、观测时间短随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。GPS种类GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。根据工程地形地貌,在这里我们仅以作业模式的不同对静态与动态做以详细的对比按作业模式分类1.静态定位模式静态定位模式是将GPS接收机安置在基线端点上，观测中保持接收机固定不动，以便能通过重复观测取得足够的多余观测数据，以提高定位的精度，这种作业模式一般是采用两套或两套以上的GPS接受设备，分别安置在一条或数条基线的端点上，同步观测4颗以上的卫星。可观测的时段，每时段长1~3h。静态定位模式所观测的基线边，一般应构成某种闭合图形。这样有利于观测成果的检核，增加GPS网的强度，提高成果的可靠性及平差的精度。静态定位测量一般需要有几套接受机设备进行同步观测，同步观测所构成的集合图形称为同步环路。若有三套接收设备，则可构成三边形，若有四套接受设备，则可构成四边形或中点三边形。GPS网是由若干个同步环路构成。静态定位测量是当前GPS定位测量中精度最高的作业模式，基线测量的精度可达5mm+1×10-6×D，其中D为基线长度。因此，静态定位测量广泛地应用于大地测量，精密工程测量及其他的精密测量。2.快速静态定位模式快速静态定位模式是在测区的中部选择一个基准站，并安置一台接收机，连续跟踪所有可见卫星，另一台接受机依次到各点流动设站，并且在每个流动站上，静态观测数分钟，以快速解算法解算整周未知数。这种作业模式要求在观测中必须至少跟踪4颗卫星，而且流动站距基准站一般不应超过15km。由于流动站的接收机在迁站过程中无须保持对所测卫星的连续跟踪，因而可以关闭电源一节约电能。这种作业模式观测速度快，精度也较高，流动站相对基准站的基线中误差可达5~10mm+1×10-6×D。但由于直接观测边不构成闭合图形，所以缺少检校条件。快速静态定位一般用于工程控制测量及其加密，地籍测量和碎布测量等。3.准动态定位模式在测区选择一基准站，安置接收机连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机为流动的接收机，将其置于起点1上，观测数分钟，以便快速确定整周未知数。在保持对所测卫星连续跟踪的情况下，流动的接收机依次迁到其他测点上各观测数秒钟，以获得相应的观测值。该作业模式在作业时，必须至少有4颗以上的卫星可供观测，在观测过程中，流动接收机对所测卫星信号不能失锁如果发生失锁现象，应在失锁后的流动点上将观测时间延长数分钟，流动点与基准站相距应不超过15km。这种作业模式工作效率高，在作业过程中，虽然偶尔会发生失锁的流动点上，延长观测时间数分钟，即可向前继续观测，各流动站点相对于基准点的基线精度一般可达到10~20mm+1×10-6×D。准动态定位适用于开阔地区的控制点加密，路线测量，工程定位及碎部测量等。4动态定位模式先建立一个基准站，并在其上安置接收机，连续跟踪观测所有可见卫星。另一台接收机安置在运动的载体上，在发出点静止观测数分钟，以便快速解算整周未知数。然后从发出点开始，载体按测量路线运动，其上的接收机就按预定的采用间隔自动进行观测。该作业模式要求在作业过程中，必须至少能同时跟踪观测到4颗以上卫星，运动路线与基准站记得距离不能超过15km。动态定位的观测速度快，并可实现载体的连续定时定位，运动点相对基准站的精度一般可达到10~20mm+1×10-6×D。适用于测定运动目标的轨迹，路线中线测量，开阔地区的横断面测量和航道测量等。测量工作对于国家的经济建设和国防建设具有非常重要的作用，在道路、桥梁和隧道工程建设中有着广泛的应用，在施工过程中，测量起到至关重要的作用，测量工作是个细致工作，任务很重，不能出任何差错，责任性强，也是很辛苦的工作。同事们在测设过程中的幸苦我们大家都是有目共睹的。冬天，他们在寒风呼啸的日子里踏遍山野丛林，有时候在测设过程中，突然又下起细雨，测量工作又不能马上完成，这对他们无疑是雪上加霜。当别人在屋里烤火取暖的时候他们只能