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時(shí)間:2023-09-08 16:59:22
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關(guān)鍵詞:工程測(cè)量;水電站工程;應(yīng)用
中圖分類號(hào):TB22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
工程測(cè)量是為工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及建設(shè)等過程提供工程數(shù)據(jù)的重要過程,也是一個(gè)全方位測(cè)量的重要技術(shù),是一門應(yīng)用測(cè)量學(xué)科。文章對(duì)工程測(cè)量在水利工程建設(shè)過程中的重要性進(jìn)行分析,并且提出了工程測(cè)量在水利水電工程中的運(yùn)用技術(shù)。
一、工程測(cè)量在水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)過程中的基本作用
工程建設(shè)是水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)過程中的重要基礎(chǔ),準(zhǔn)確的工程測(cè)量也是確保水利工程項(xiàng)目建設(shè)可以取得成功的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。工程測(cè)量可以為工程施工管理提供可靠的資料以及技術(shù)支持,具體說來,工程測(cè)量對(duì)于水利水電工程的建設(shè)具有以下幾個(gè)方面的作用。
1、工程測(cè)量決定了水利水電工程的設(shè)計(jì)和定位
對(duì)于水利水電工程的設(shè)計(jì)而言,無論設(shè)計(jì)人員有多么專業(yè)的知識(shí),都需要有詳細(xì)以及準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),才能對(duì)水利水電工程項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃以及設(shè)計(jì),比如對(duì)水利水電工程的堤壩高度進(jìn)去確定、對(duì)水利水電工程中的各項(xiàng)水工建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)也需要相應(yīng)的工程測(cè)量數(shù)據(jù)作為依據(jù),如果測(cè)量的數(shù)據(jù)有很大誤差,則會(huì)導(dǎo)致水利水電工程施工過程中出現(xiàn)十分嚴(yán)重的質(zhì)量問題,嚴(yán)重時(shí)還有可能會(huì)引起安全事故,不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,也會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。由此可見,工程測(cè)量對(duì)水利水電工程的設(shè)計(jì)以及工程建設(shè)有決定性作用。
2、可以利用工程測(cè)量來確定水利水電工程基礎(chǔ)
在水利水電工程建設(shè)過程中,基礎(chǔ)是最重要的部分,基礎(chǔ)的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)水利水電工程項(xiàng)目的質(zhì)量,基礎(chǔ)的建設(shè)也離不開水利水電工程測(cè)量的各項(xiàng)數(shù)據(jù),比如水利水電工程項(xiàng)目的混凝土施工,具體應(yīng)該使用何種混凝土,混凝土的厚度如何等,都需要根據(jù)工程測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。
3、工程測(cè)量是水利水電工程結(jié)構(gòu)定型的依據(jù)
水利水電工程的結(jié)構(gòu)定型需要經(jīng)過很多次的調(diào)整才可以完成,其中要經(jīng)過多次工程測(cè)量、工程放樣。每一次測(cè)量都是為以后的施工作準(zhǔn)備的,因此,每次工程測(cè)量都會(huì)直接影響工程的結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量。
4、工程測(cè)量有助于診斷水利水電工程質(zhì)量問題
水利水電工程建設(shè)過程中常見的病害有滲漏、變形、偏位等,這些問題的出現(xiàn)對(duì)于水利水電工程的質(zhì)量有十分重要的影響,進(jìn)而影響到水利水電工程項(xiàng)目在日常的運(yùn)行過程中的安全性能,因此在實(shí)際的管理過程中要加強(qiáng)對(duì)各種水利水電工程質(zhì)量問題的研究,對(duì)于出現(xiàn)的問題要進(jìn)行及時(shí)的解決。工程測(cè)量是診斷水利水電工程質(zhì)量的重要手段,各種測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)于問題的發(fā)現(xiàn)有十分重要的意義。
二、水利水電工程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的具體分析
1、做好測(cè)量前的準(zhǔn)備工作
在進(jìn)行測(cè)量時(shí),首先要對(duì)測(cè)量前的準(zhǔn)備工作進(jìn)行強(qiáng)化,從而保證了測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用效果。為了在水利水電工程中有效應(yīng)用測(cè)量技術(shù),在進(jìn)行測(cè)量工作之前必須做好充足的準(zhǔn)備工作。通過熟悉施工圖結(jié)構(gòu)尺寸、軸線尺寸等內(nèi)容和了解現(xiàn)場(chǎng)校測(cè)紅線裝點(diǎn)、總圖等內(nèi)容,來合理地準(zhǔn)備測(cè)量?jī)x器。另外,還得保證儀器設(shè)備和技術(shù)圖紙?jiān)跍y(cè)量之前要處于完好狀態(tài),奠定測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。
2、在工程定位放線中應(yīng)用測(cè)量技術(shù)
在建筑工程測(cè)量工作中,建筑物的定位放線是一項(xiàng)重要的內(nèi)容,在測(cè)量過程中,測(cè)量人員要建立高程控制樁和定位放線,并做好測(cè)量原始記錄,從而可以給工程驗(yàn)收提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。利用全站儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀或者光學(xué)經(jīng)緯儀等設(shè)備測(cè)量基礎(chǔ)軸線,從而指導(dǎo)水利水電工程施工。
3、主體施工和基礎(chǔ)工程的測(cè)量
主體施工測(cè)量和基礎(chǔ)施工測(cè)量是保證水利水電工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。在進(jìn)行主體施工和基礎(chǔ)工程測(cè)量的時(shí)候,工程測(cè)量技術(shù)主要有以下內(nèi)容:技術(shù)文件管理、全站儀(經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀)使用、軸線控制網(wǎng)校測(cè)等。所以,在施工應(yīng)用測(cè)量技術(shù)時(shí),要強(qiáng)化測(cè)量人員的專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)技能,保障校測(cè)、測(cè)量?jī)x器使用等工作的有效開展。另外,通過現(xiàn)場(chǎng)雙人或者三人復(fù)核操作、技術(shù)文件管理等方式來保障水電站工程測(cè)量施工質(zhì)量和測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用效果。
4、要控制測(cè)量質(zhì)量,減少測(cè)量誤差
因?yàn)樵谑┕み^程中,測(cè)量誤差會(huì)被放大,從而嚴(yán)重影響工程施工安全和施工質(zhì)量。所以,在水利水電工程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中必須采取復(fù)測(cè)工作和誤差處理來確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
三、如何加強(qiáng)水利水電工程各個(gè)施工階段中的工程測(cè)量水平的提升
1、提高施工人員以及管理人員的工程測(cè)量意識(shí)
工程測(cè)量對(duì)于水利水電工程的建設(shè)具有十分重要的意義,在具體的施工過程中,為了加強(qiáng)工程測(cè)量的質(zhì)量,需要對(duì)具體的施工人員以及管理人員的工程測(cè)量意識(shí)進(jìn)行鞏固和加強(qiáng),對(duì)他們的責(zé)任意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)進(jìn)行完善。只有不斷完善施工人員以及管理人員的責(zé)任意識(shí)和質(zhì)量意識(shí),才能促進(jìn)他們?cè)谑┕み^程中加強(qiáng)對(duì)各種工程數(shù)據(jù)的重視程度,從而加強(qiáng)對(duì)工程測(cè)量的重視程度。此外,還應(yīng)該要不斷加強(qiáng)施工管理人員的能力素養(yǎng)的提升。其中包括測(cè)量技術(shù)水平,加強(qiáng)對(duì)測(cè)量人員的綜合能力素養(yǎng)的提升,有助于在具體的工作中,采取相應(yīng)的措施和方法,確保工程測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2、在各個(gè)階段加強(qiáng)工程測(cè)量水平的提升
(1)在定位以及基礎(chǔ)施工階段加強(qiáng)工程測(cè)量
在工程施工之前,首先應(yīng)該要根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的基準(zhǔn)點(diǎn)(線)以及國(guó)家水利水電工程測(cè)量規(guī)范和具體工程的精度要求,對(duì)施工控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量以及設(shè)置。在點(diǎn)位的選擇上,應(yīng)該要盡量選擇交通方便、地基穩(wěn)定且能長(zhǎng)期保存的地方,并且要盡量選擇在施工區(qū)附近,便于施工過程中對(duì)復(fù)合設(shè)計(jì)高程進(jìn)行有效的確定。在水利水電工程施工的定位以及基礎(chǔ)施工中,首先要根據(jù)施工圖紙進(jìn)行放樣處理,并且確定控制高程,為后面的施工奠定基礎(chǔ)。在這個(gè)過程中,對(duì)測(cè)量的精度要求非常高,如果測(cè)量的精度誤差較大,則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量以及安全性受到影響,關(guān)系整個(gè)工程質(zhì)量的成敗。對(duì)于一些大型的土方工程,在施工之前要對(duì)土方的面積、位置、定位點(diǎn)等要素進(jìn)行確定,確定土方開挖量和土方回填量,使得水利水電工程質(zhì)量得到有效的提升。再比如在基礎(chǔ)施工階段中,基礎(chǔ)樁位的施工,更需要準(zhǔn)確的工程測(cè)量技術(shù)作為保證,為基礎(chǔ)樁位施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
(2)在主體結(jié)構(gòu)施工過程中加強(qiáng)工程測(cè)量
在主體結(jié)構(gòu)施工過程中,工程測(cè)量對(duì)多方面數(shù)據(jù)的確定都有重要影響,比如渠道的中線、水利水電工程的軸線、坡面的平整度、大型水利水電工程建筑物的垂直度控制、主體標(biāo)高控制等,這些數(shù)據(jù)的確定,對(duì)后續(xù)施工過程中的定位、材料的選擇以及使用等都有重要的影響。需要注意的是水利水電工程項(xiàng)目的標(biāo)高測(cè)量、建筑物垂直度控制測(cè)量,尤其是后者,是水利水電工程主體施工過程中的一個(gè)重點(diǎn),比如橋梁、渡槽工程施工過程中立柱和槽身鋼筋的焊接和綁扎,工程測(cè)量的各項(xiàng)數(shù)據(jù)不僅可以為專業(yè)質(zhì)檢人員及時(shí)檢查、調(diào)整提供控制數(shù)據(jù),還能為施工人員提供更詳細(xì)的豎向控制線。
(3)在竣工驗(yàn)收以及事后監(jiān)控中加強(qiáng)工程測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用
在水利水電工程竣工驗(yàn)收過程中,需要利用到各種工程數(shù)據(jù),和實(shí)際建設(shè)過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析,從而了解工程項(xiàng)目的建設(shè)情況,對(duì)其安全性能、使用性能進(jìn)行有效的評(píng)估。另外,在事后監(jiān)控中,也需要定期進(jìn)行工程測(cè)量,對(duì)各種測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,一旦發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)處理。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,工程測(cè)量對(duì)于水利水電工程的建設(shè)具有十分重要的意義,可以為水利水電工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)以及資料。在水利水電工程建設(shè)過程中,需要加強(qiáng)施工人員以及管理人員的測(cè)量意識(shí),加強(qiáng)對(duì)測(cè)量工作的重視,另外,要加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的工程測(cè)量水平的提升。
參考文獻(xiàn)
Abstract: the measurement of water project is one of the important work of construction projects, construction is the necessary tools for personnel. In order to effectively control the results of measurement, and summarizes the experience for many years working practice, this paper introduces the construction of water conservancy and hydropower projects, the purpose of measurement and the stage should work method and the matters needing attention.
Keywords: water conservancy project construction measure control layout
中圖分類號(hào):TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
施工測(cè)量是指在工程開工前及施工中,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工進(jìn)度要求,按一定的精度將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物、構(gòu)筑物、路線等在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地恢復(fù),定出其位置,以此進(jìn)行施工依據(jù)的測(cè)量放樣作業(yè),也稱施工放樣。
水利工程一般主要包括堤防工程和樞紐工程。施工測(cè)量在水利工程中是排頭兵,水利工程是否按設(shè)計(jì)的平面位置布置,是否達(dá)到設(shè)計(jì)高程都依賴于施工測(cè)量的淮確度,施工測(cè)量雖然瑣碎但在施工中卻是至關(guān)重要,來不得半點(diǎn)馬虎。經(jīng)過多年的施工測(cè)量, 現(xiàn)在對(duì)水利工程的施工測(cè)量進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。
1 施工測(cè)量的目的
施工測(cè)量的主要目的是指在工程開工前及施工中,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、文件上的建筑物、構(gòu)筑物、路線等的位置、形狀、尺寸、高程以足夠的精度,按照施工進(jìn)度要求在實(shí)地上準(zhǔn)確標(biāo)定出來;用以指導(dǎo)施工,并檢測(cè)建筑物的竣工形狀;而無論是標(biāo)定建筑物的尺寸、位置等,還是檢測(cè)其竣工形狀均是以施工控制網(wǎng)為基準(zhǔn)的;因此在施工放樣前都需要建立與工程主體建筑物相應(yīng)等級(jí)的施工控制網(wǎng)。
2 施工測(cè)量的前期準(zhǔn)備工作
首先,在施工之前一定要全面熟悉圖紙,了解設(shè)計(jì)意圖,明悉所提供平面控制點(diǎn)所屬坐標(biāo)系、高程控制點(diǎn)所屬高程系;確定控制點(diǎn)在施工場(chǎng)地的位置及可利用和可控制范圍。
其次,根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程測(cè)量規(guī)范》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》及設(shè)計(jì)和施工要求,定出控制測(cè)量、碎部施工測(cè)量、斷面測(cè)量的精度要求,作為以后施工測(cè)量的依據(jù)。
最后,在施工前對(duì)即將使用的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢校以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,一般情況下儀器檢校除必要的自檢外還要到專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢校并出具有效檢校單,作為竣工驗(yàn)收的依據(jù)。
3 施工測(cè)量的基本工作步驟
3.1 復(fù)測(cè)控制點(diǎn)
對(duì)于建設(shè)方提供的控制點(diǎn)不能直接應(yīng)用而是要經(jīng)過復(fù)測(cè),復(fù)核要求后才能用以施工測(cè)量。同時(shí)要向建設(shè)方提供控制點(diǎn)復(fù)測(cè)報(bào)告。
3.2 施工控制網(wǎng)建立
首先根據(jù)提供的資料:水電工程測(cè)區(qū)區(qū)地形圖(比例尺為1/2000),經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘原有的三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)石、標(biāo)志現(xiàn)狀和現(xiàn)存情況,了解工程區(qū)的自然和地理?xiàng)l件、交通、民情,然后進(jìn)行首級(jí)平面控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì);選擇保存較為完好、埋石穩(wěn)固的三角點(diǎn)起算方位角推算控制網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(及施工坐標(biāo));布設(shè)一級(jí)平面控制網(wǎng)點(diǎn)??刂凭W(wǎng)確定方案,網(wǎng)點(diǎn)標(biāo)墩采用1.2 米高普通鋼標(biāo),基礎(chǔ)挖到基巖,頂部安裝中心開孔直徑為16mm 的鋼板,做為強(qiáng)制歸心的儀器平臺(tái),在全部埋設(shè)工作完成后,經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)工作。
開工后,施工單位首先根據(jù)相應(yīng)的分項(xiàng)工程,對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核, 并將復(fù)測(cè)成果提交建設(shè)方或建設(shè)方委托的監(jiān)理審核,經(jīng)審核符合水利水電工程施工規(guī)范中相應(yīng)精度后,返回到施工單位使用。如果建設(shè)單位對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)成果復(fù)核達(dá)不到水利水電工程施工規(guī)范中的相應(yīng)精度,建設(shè)方或建設(shè)方委托的監(jiān)理應(yīng)及時(shí)通過項(xiàng)目建設(shè)方向設(shè)計(jì)施測(cè)單位提出要求復(fù)核,提供符合水利水電工程測(cè)量規(guī)范中相應(yīng)措施的成果,再由施工單位進(jìn)行復(fù)核, 報(bào)測(cè)量監(jiān)理審核后返回給施工單位。
3.3 施工放樣
為保證放樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤,施工放樣采用內(nèi)業(yè)與外業(yè)分離的辦法進(jìn)行。內(nèi)業(yè)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙繪制樣點(diǎn)圖,樣點(diǎn)圖均經(jīng)過認(rèn)真校核,未經(jīng)校核和批準(zhǔn)的圖紙和樣點(diǎn)圖不得拿出放樣。外業(yè)則采用全站儀的坐標(biāo)放樣或極坐標(biāo)法進(jìn)行放樣。
一些關(guān)鍵部位的測(cè)量,必須由監(jiān)理工程師參加旁站,進(jìn)行閉合后方可使用;并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理部抽檢無誤后,才可進(jìn)行后續(xù)施工。
3.4 測(cè)量方法控制
在施工測(cè)量時(shí);必須結(jié)合實(shí)際,從技術(shù)、組織、管理、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行綜合分析考慮,以制定出在技術(shù)上可行、方法上簡(jiǎn)便、組織上科學(xué)、經(jīng)濟(jì)上合理的最佳測(cè)量方案,從根本上保證測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量和降低工程成本。必須嚴(yán)格按照水利水電工程里計(jì)算規(guī)則執(zhí)行,各個(gè)標(biāo)段的土、石方明挖工程開工前,都要求施工單位實(shí)測(cè)出該部位的原始地形圖或斷面圖,報(bào)送監(jiān)理部進(jìn)行復(fù)核, 或開工前通知監(jiān)理部共同測(cè)量原始地形圖或斷面圖,同時(shí)隨著開挖的進(jìn)行,實(shí)測(cè)相應(yīng)的土石分界線, 開挖完成后同樣測(cè)出示挖后實(shí)地竣工地形或斷面圖,將成果報(bào)送監(jiān)理復(fù)核,并對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙,根據(jù)水利水電工程計(jì)量規(guī)則,算出最終實(shí)際應(yīng)結(jié)算工程量。土石方量計(jì)算在土石方工程中占有非常重要的位置,只有準(zhǔn)確的土石方量,才能進(jìn)行合理的土石方調(diào)配,降低工程費(fèi)用,加快工程質(zhì)量。因此,土石方量在土石方工程中占有非常重要的意義。
土方開挖量按自然方計(jì)算, 土方填筑按完方計(jì)量。其體積換算關(guān)系為:實(shí)方/自然方=設(shè)計(jì)干容量/天然干容量。在缺少資料時(shí),一般可按下列關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算:1自然方=1.33松方=0.85實(shí)方。
石方開挖量計(jì)算規(guī)則,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,按不同巖石級(jí)別分別計(jì)算工程量, 算出最終實(shí)際應(yīng)結(jié)算工程量的具體級(jí)別數(shù)量。各個(gè)標(biāo)段的砌筑方隱蔽工程也需按上述進(jìn)行工程量控制。
4 施工測(cè)量中應(yīng)注意的問題
施工測(cè)量人員嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范性事件等規(guī)定。強(qiáng)制性條文規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)測(cè)量外業(yè)和內(nèi)業(yè)的檢測(cè)工作, 做到全面掌握施工的質(zhì)量,作為測(cè)量施工人員應(yīng)對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目中每一個(gè)部位施工放樣的全過程進(jìn)行檢查、校核,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改, 特別是對(duì)于重要部位, 隱蔽工程, 不能有絲毫麻痹大意,更應(yīng)加強(qiáng)測(cè)量檢測(cè)工作,以免給業(yè)主和本單位帶來不可估量和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在測(cè)量作業(yè)過程中一定要注意以下幾點(diǎn):
(1)同一工程, 施工測(cè)量一定要采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)、統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。要注意保護(hù)施工控制點(diǎn), 在控制點(diǎn)處設(shè)置明顯標(biāo)志, 以免機(jī)械、車輛撞動(dòng), 或者根據(jù)條件盡可能多設(shè)置備用控制點(diǎn)。
(2)在施工測(cè)量中并不是精度越高越好, 只要能滿足工程需要就可以, 這樣既提高了工作效率, 也節(jié)省了人力、物力、財(cái)力等不必要的浪費(fèi)。
(3)施工放樣和施工往往是交叉進(jìn)行要合理安排時(shí)間, 不能因放樣滯后而影響工程施工進(jìn)度。要和施工班組多溝通, 使得施工放樣盡可能最方便班組作業(yè), 放樣后要向班組負(fù)責(zé)人交代清楚所放的是圖紙上什么位置, 不能放樣完就一走了之。
5結(jié)束語(yǔ)
施工測(cè)量是施工過程中不可缺少的工作項(xiàng)目,是工程建設(shè)的必要途徑,是社會(huì)化、專業(yè)化的一種技術(shù)服務(wù)行業(yè)。在工程施工過程中,測(cè)量施工要認(rèn)真掌握施工圖紙、施工合同、有關(guān)政策、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),通過艱苦細(xì)致的工作, 樹立測(cè)量施工工程師的權(quán)威性, 科學(xué)性、可靠性, 確保工程測(cè)量的施工質(zhì)量, 為有效的控制工程質(zhì)量、工期、投資奠定基礎(chǔ)同時(shí)企業(yè)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
1 工程概況
某一水利工程水系工程全長(zhǎng)約20km,河道底寬40m,河道兩岸開闊??刂凭W(wǎng)實(shí)測(cè)中投入使用的測(cè)量?jī)x器有全站儀Topcon332N、水準(zhǔn)儀(DS3)和鋼尺(50 m)等,以上儀器都符合《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》(SL52-93)的施工測(cè)量精度要求,并經(jīng)具有資質(zhì)的檢驗(yàn)單位檢測(cè),在檢測(cè)有效期內(nèi)投入使用。
2 施工控制網(wǎng)運(yùn)用分析
在水利工程中利用GPS進(jìn)行施工控制網(wǎng)運(yùn)用分析時(shí),還有一個(gè)重要的工作就是布網(wǎng)工作。施工控制網(wǎng)的作業(yè)過程一般包括設(shè)計(jì)、選點(diǎn)埋點(diǎn)、觀測(cè)以及平差計(jì)算等步驟。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,在布網(wǎng)設(shè)計(jì)上則需要參考GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)來因地制宜的進(jìn)行實(shí)地測(cè)量設(shè)計(jì), 本工程布設(shè)點(diǎn)選在已開挖到位的共計(jì)3個(gè)點(diǎn)(TC01,TC02,TC03);平差采用平差軟件進(jìn)行計(jì)算。
3 平面控制網(wǎng)
3.1 四等邊角網(wǎng)精度要求
四等邊角網(wǎng)測(cè)量精度要求:等級(jí)為四等;測(cè)角中誤差為±2.50″;平均邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為1:100000;測(cè)回?cái)?shù)為6;三角形閉合差為±9。
3.2 平面控制網(wǎng)的布置
經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)踏勘,針對(duì)前期所能開工的河道區(qū)域?qū)拥纼砂哆M(jìn)行施工控制網(wǎng)布點(diǎn),從上游至下游依次布置左岸SK1、SK3、SK5、SK7,右岸SK2、SK4、SK6、SK8八點(diǎn),此施工控制網(wǎng)測(cè)點(diǎn)按水系主軸線分成9個(gè)區(qū)域,區(qū)域與區(qū)域之間的控制點(diǎn)做到相互通視。
3.3 復(fù)核平面控制網(wǎng)的角度測(cè)量
水利工程的控制測(cè)量依據(jù)階段和內(nèi)容來劃分,主要包括測(cè)圖控制網(wǎng)及專用控制網(wǎng),具體的測(cè)量技術(shù)為高程控制及平面控制。在進(jìn)行復(fù)核平面控制網(wǎng)的角度測(cè)量時(shí),按觀測(cè)度盤表,將儀器照準(zhǔn)起始方向,順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部2周,配置好度盤和測(cè)微器位置,讀定度、分和光學(xué)測(cè)微器讀數(shù)兩次。水利施工測(cè)量的根本任務(wù)是點(diǎn)位的測(cè)設(shè),其基本工作是已知長(zhǎng)度、角、高程的測(cè)設(shè),施工測(cè)量對(duì)地形圖精度和放樣的精度要求較高,因此,還需順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,精確照準(zhǔn)SK1點(diǎn)方向,讀定度、分和光學(xué)測(cè)微器讀數(shù)兩次,最后閉合至零方向。
3.4 平面控制網(wǎng)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)
本工程為防洪排澇工程,根據(jù)《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》(SL52-93)要求,導(dǎo)線的精度指標(biāo)為測(cè)角網(wǎng)邊長(zhǎng)為300~1000m,測(cè)角中誤差為±1.80”,最大閉合差為±7”,儀器測(cè)角精度為2”,測(cè)距精度±5 mm/km。根據(jù)《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》(SL52-93)角度測(cè)回?cái)?shù)為5測(cè)回,距離為往返各2測(cè)回,測(cè)角兩次照準(zhǔn)讀數(shù)差為6”,半測(cè)回歸零差8”,一測(cè)回中2C較差13”,同方向值各測(cè)回互差9”,測(cè)距一測(cè)回較差為5 mm,測(cè)回間較差7 mm。
3.5 平面控制網(wǎng)的計(jì)算方法
每個(gè)方向各個(gè)測(cè)回的計(jì)算,按照三角網(wǎng)閉合測(cè)量,其方向值的平差值即為:計(jì)算兩倍誤差2C值公式為2C=左-(右±1800);計(jì)算各方向盤左盤右讀數(shù)的平均值公式為(平均讀數(shù)=[左+(右±1800)]/2)取得平均值;計(jì)算水平角即相鄰兩方向歸零方向值的平均值之差;然后根據(jù)內(nèi)業(yè)計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確平差且對(duì)各控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算時(shí)計(jì)算數(shù)字取位按《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》(SL52-93)要求方向觀測(cè)值保留到0.01”,方向改正值、方位角值保留到0.10”,邊長(zhǎng)值、長(zhǎng)度改正數(shù)、坐標(biāo)值保留到1.00 mm,計(jì)算出各控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)。
3.6 觀測(cè)限差和重測(cè)
為保證工程的豎向精度,根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),在靠近施工區(qū)范圍內(nèi)至少布設(shè)5 個(gè)高程控制點(diǎn)組成的高程控制網(wǎng),高程點(diǎn)可以選在平面坐標(biāo)點(diǎn)上,組成三維坐標(biāo)系,便于全站儀的測(cè)量放樣工作。按表1 執(zhí)行方向觀測(cè)。
表1方向測(cè)角法限差表
等級(jí) 兩次照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)差 半測(cè)回歸零差 同一角度各測(cè)回互差 一測(cè)回2C較差
四等 6” 8” 9” 13”
4 距離測(cè)量和天頂距測(cè)量
4.1 距離測(cè)量的觀測(cè)條件
一般在氣溫變化不顯著的時(shí)間段里進(jìn)行距離測(cè)量,本工程選擇在日出后0.50~2.50 h時(shí)間段進(jìn)行距離測(cè)量。
4.2 邊長(zhǎng)觀測(cè)的技術(shù)要求
GPS基線向量采用廠家提供的商用隨機(jī)軟件LGO計(jì)算,并及時(shí)對(duì)同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差進(jìn)行檢查計(jì)算,發(fā)現(xiàn)粗差,應(yīng)分析產(chǎn)生的原因,外業(yè)返測(cè)。正確安平全站儀及配套棱鏡。用鋼尺從不同方位準(zhǔn)確量取儀器、棱鏡高度三次取中值。在觀測(cè)之前,保證全站儀有充足的預(yù)熱時(shí)間。平面計(jì)算應(yīng)對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行檢查,以核對(duì)已知點(diǎn)的點(diǎn)位是否可靠,并檢查GPS網(wǎng)的可靠性。平面控制的各項(xiàng)精度指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求,所有邊長(zhǎng)觀測(cè)采用往返各4測(cè)回,一測(cè)回是指整置儀器照準(zhǔn)目標(biāo)1次,讀取數(shù)據(jù)4 次。平距的計(jì)算及氣象元素的改正均采用儀器機(jī)內(nèi)進(jìn)行。在觀測(cè)前,對(duì)儀器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢查。
4.3 距離觀測(cè)中的注意事項(xiàng)
在三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、地形測(cè)量和工程測(cè)量等工作中都需要進(jìn)行距離測(cè)量。晴天作業(yè)時(shí),要確保測(cè)距儀、氣象儀表不被氣溫影響,因此必要時(shí)需要打傘遮陽(yáng)。在進(jìn)行測(cè)距的過程中,為避免干擾測(cè)距,需要停止無線通話。在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)GPSD級(jí)控制網(wǎng),圖上設(shè)計(jì)點(diǎn)位、編號(hào),實(shí)地埋設(shè)在方便施工、不易破壞、適宜永久保存的地點(diǎn),點(diǎn)位便于安置儀器,周圍視野開闊,通視情況良好,四周無障礙物。
5 高程網(wǎng)主要技術(shù)
5.1 平面網(wǎng)與高程網(wǎng)的聯(lián)測(cè)
依據(jù)規(guī)范高程控制測(cè)量中可以用光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量,高程網(wǎng)采用三角高程測(cè)量方法測(cè)定,高程點(diǎn)全部布設(shè)在網(wǎng)點(diǎn)上,按照高程測(cè)量的精度要求,布設(shè)應(yīng)在平面網(wǎng)的基礎(chǔ)上,構(gòu)成三角高程網(wǎng)或高程導(dǎo)線。采用四等水準(zhǔn)測(cè)量聯(lián)測(cè)一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn),作為高程起算數(shù)據(jù)。通過全站儀的使用,可實(shí)現(xiàn)光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量。
5.2 三角高程技術(shù)要求
表2 光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量的技術(shù)要求
等級(jí) 測(cè)距精度(mm) 最大視線長(zhǎng)度(m) 測(cè)回?cái)?shù)中絲法 天頂距指標(biāo)差較差(″) 測(cè)回差(″) 儀高、鏡高丈量精度(mm) 對(duì)向觀測(cè)高差較差(mm) 環(huán)線閉合差(mm)
四等 ±5 1200 4 9 0 ±2 ±45 ±20
6 成果的計(jì)算及資料歸檔
對(duì)外業(yè)觀測(cè)記錄手簿、平差計(jì)算起始數(shù)據(jù),在進(jìn)行平差計(jì)算前,就要進(jìn)行一次全面檢查校對(duì)工作。在各項(xiàng)外業(yè)觀測(cè)結(jié)束后,各項(xiàng)限差均滿足規(guī)范要求后,才能參與平差計(jì)算,平差采用平差軟件嚴(yán)密平差計(jì)算。
7 結(jié)語(yǔ)
中圖分類號(hào):TD353.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)20-0071-01
水利工程測(cè)量是一門實(shí)踐性很強(qiáng),技術(shù)要求高的工作,在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,一旦出現(xiàn)測(cè)量誤差,對(duì)工程的后續(xù)工作會(huì)產(chǎn)生極大的影響。因此,作為工作人員要不斷提高自己的工作能力,做好工程控制測(cè)量、各種比例地形圖測(cè)量、縱橫斷面圖測(cè)量等一系列工作。
1 工程控制測(cè)量
工程控制測(cè)量分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量,它是工程建設(shè)中各項(xiàng)測(cè)量工作的基礎(chǔ)。其目的是為測(cè)區(qū)提供統(tǒng)一的空間參考框架,為工程中各項(xiàng)測(cè)量工作提供位置基準(zhǔn),讓工程建設(shè)在不同階段對(duì)測(cè)繪在質(zhì)量、進(jìn)度和費(fèi)用方面預(yù)測(cè)和計(jì)算提供位置參照。在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,建立地形測(cè)圖控制網(wǎng),用來控制整個(gè)測(cè)區(qū),保證滿足最大比例尺測(cè)圖的需要。平面控制測(cè)量的作用是精確測(cè)定控制點(diǎn)的平面位置,在實(shí)際操作中,根據(jù)測(cè)量工作需要,在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)選擇一系列的控制點(diǎn),在各控制點(diǎn)上建立地面標(biāo)志和測(cè)量標(biāo)志,使各個(gè)控制點(diǎn)構(gòu)成三角形、矩形、中點(diǎn)多邊形、折線形等,構(gòu)成平面控制網(wǎng)。高程控制測(cè)量是為了精確控制點(diǎn)高程,根據(jù)需要在測(cè)區(qū)內(nèi)每隔一定距離設(shè)立高程控制點(diǎn)(稱為水準(zhǔn)點(diǎn)),兩相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)之間組成水準(zhǔn)路線,由各水準(zhǔn)路線構(gòu)成的控制全測(cè)區(qū)網(wǎng)線稱為高程控制網(wǎng);用水準(zhǔn)儀觀察各水準(zhǔn)點(diǎn)間高差的稱為水準(zhǔn)網(wǎng);用電磁波測(cè)距儀側(cè)邊和經(jīng)緯儀測(cè)垂直角的稱為電磁波測(cè)距三角高程控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)的首級(jí)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)線,加密網(wǎng)可布設(shè)成附合路線、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)和閉合環(huán)。
2 GPS定位技術(shù)
在水利水電工程施工過程中施工測(cè)量是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),它為后續(xù)工程工序的展開奠定了基礎(chǔ),同時(shí)它也是一項(xiàng)要求非常高、非常嚴(yán)格的工作內(nèi)容,GPS定位技術(shù)給施工測(cè)量帶來了全新的改革。傳統(tǒng)的定位測(cè)距主要使用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等等,人工操作很麻煩,精度不高,全局感不強(qiáng),給水電工程施工帶來了一定程度的妨礙。GPS定位技術(shù)具有高效率、高精度等特點(diǎn),它的定位范圍甚至可以擴(kuò)大到全球范圍,且從靜態(tài)定位擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)定位。隨著GPS定位技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,為工程測(cè)量提供了更加精確有效的技術(shù)方法,對(duì)水利水電工程設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作帶來了很大的方便。
3 GIS技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)
在水利水電施工過程中,對(duì)于大量的測(cè)量數(shù)據(jù)如何更好的使用和管理呢?這就是GIs技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在水利水電工程中的作用。管理測(cè)量數(shù)據(jù)目前最有效的方法就是利用數(shù)據(jù)庫(kù)或GIS技術(shù)建立信息系統(tǒng),這樣能夠把大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析和存儲(chǔ),便于隨時(shí)查找和檢索,從而減少工作人員的勞動(dòng)量。同時(shí)在水利水電工程建設(shè)中通過運(yùn)用這些技術(shù),還可以用三維全景的形式來展現(xiàn)施工總布置情況,動(dòng)態(tài)直觀的反映項(xiàng)目施工的全過程,真正實(shí)現(xiàn)水利水電工程中信息的數(shù)字化和可視化。
4 地物測(cè)繪
地形圖測(cè)繪是水利水電工程設(shè)計(jì)階段的一個(gè)重要內(nèi)容,地形測(cè)繪主要為水利工程規(guī)劃選址、建筑物布置等提供依據(jù),水利水電專業(yè)測(cè)圖的地物測(cè)繪主要包括以下內(nèi)容:①測(cè)量控制點(diǎn),②居民點(diǎn);③道路和管線;④輸電線路和通訊線路;⑤獨(dú)立地物;⑥地質(zhì)勘探點(diǎn)和水文、氣象設(shè)施;⑦境界、地類界及垣柵等。測(cè)繪區(qū)域可分為工程區(qū)域內(nèi)和工程區(qū)域外兩部分,在進(jìn)行測(cè)量地物時(shí),主要圍繞相關(guān)工程涉及的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。比如,中小河流治理主要包括堤防加固、河道疏浚、護(hù)坡、護(hù)岸等等,在測(cè)量地物時(shí)重點(diǎn)要注意堤防附近房屋、跨河建筑物、堤防附近、跨河的電力、通訊設(shè)施與堤防和河道交叉的建筑物、溝渠、現(xiàn)有堤防與河道的護(hù)坡護(hù)岸及材質(zhì)等等,對(duì)跨河的各種堵水設(shè)施(橋梁、涵閘、溢流壩)還要在地形圖上標(biāo)注其建筑物的規(guī)模(寬×高)、底高程、橋面高程、堰頂高程等。房屋測(cè)量,工程區(qū)域內(nèi)應(yīng)詳測(cè)(一般不繪廊檐),區(qū)域外的即使大比例地形圖也可適當(dāng)放寬測(cè)量,進(jìn)行綜合、取合;村莊房屋應(yīng)詳測(cè),內(nèi)部房屋可較大取合。這樣就為工程設(shè)計(jì)人員提供了必要的基礎(chǔ)信息。
5、地貌、土質(zhì)和植被測(cè)繪
與其他工程尤其是城市測(cè)量相比,水利工程地貌、土質(zhì)和植被測(cè)繪更具有其特點(diǎn)。水利工程對(duì)地貌要求比較高,不像其他行業(yè)測(cè)繪僅保留部分高程點(diǎn),而沒有進(jìn)行等高線的勾繪。有時(shí)為了顯示地貌碎部特征(如鞍部、小丘、臺(tái)階地以及盆地等),還加繪間曲線,地貌應(yīng)用等高線配合地貌符號(hào)和高程注記點(diǎn)來表示。地貌元素如陡崖、土堆、坑穴、路堤、路塹以及梯田坎等在測(cè)繪圖中用特定的符號(hào)來表示,并適當(dāng)保留高程注記點(diǎn)和比高。另外,凡是面積在圖上大于1cm且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的土質(zhì)植被需用地類界繪出范圍。
6、水下地形測(cè)量
在水利工程測(cè)量中,水下地形測(cè)量極其重要,也是測(cè)量中的重點(diǎn)之一。與很多其他測(cè)量相比,水下地下測(cè)量不僅要繪制河道的河口線或水涯線,還需要測(cè)出水下地形,對(duì)于溝渠一般還要求圖上2~3cm注記底高程。其難度比其他測(cè)量都要大,要求的數(shù)據(jù)也要比較詳盡。
7、縱橫斷面測(cè)繪
在水利水電工程測(cè)量中,通常會(huì)涉及到土石方工程,包括有填高、挖深、削坡等,這些工程量概算都要涉及縱橫斷面測(cè)量。縱橫斷面測(cè)量精度直接影響到工程量,所以在縱橫斷面測(cè)量環(huán)節(jié)必須要得到重視。橫斷面位置的布設(shè)非常重要,橫斷面間距的正確與否又直接影響到工程量的計(jì)算,是影響工程量的主要因素之一。水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段橫斷面間距一般要求在50~200m之間,該階段不能斷面間距過密,所以斷面選位顯得非常重要。我們?cè)诓荚O(shè)橫斷面時(shí)在滿足斷面間距要求的同時(shí),還應(yīng)該注意把橫斷面布設(shè)在橫斷面形態(tài)(長(zhǎng)度)顯著變化、河道急轉(zhuǎn)彎、支流入口、比降明顯變化等有關(guān)部位。橫斷面位置布設(shè)一般在地形圖測(cè)完以后根據(jù)地形特點(diǎn)在圖上初選,再到實(shí)地選定。橫斷面方向也是影響工程量的一個(gè)重要因素。尤其對(duì)于高差較大的地物或地形,如堤防加培、高切嶺段。斷面方向顯得尤為重要,斷面方向的確定正確與否對(duì)水利水電工程后續(xù)的工作影響極大。在實(shí)際操作中,為了使斷面方向能夠垂直堤防、河道,最好的辦法是在地形圖測(cè)完后先在圖上設(shè)計(jì)好斷面方向線,然后再到現(xiàn)場(chǎng)定測(cè)。縱斷面測(cè)量與橫斷面測(cè)量在操作方法上有很大的類似,也有很多的不同。縱斷面測(cè)量斷面的選取根據(jù)測(cè)繪服務(wù)對(duì)象的不同也有差別:例如河道疏浚一般選取河道中心線、擬建道路、堤防加固一般選取堤頂線、渠道一般選取規(guī)劃中心線等。所有這些縱斷面測(cè)量的目的就是要量取橫斷面間距、中心線上高程變化情況、沿線或兩岸相關(guān)地物(涵閘、護(hù)砌及橋梁)投影于中心線上所在位置。
8 結(jié)語(yǔ)
做好一項(xiàng)工程階段性工作,首先要清楚工作的內(nèi)容。在水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作,主要就是工程控制測(cè)量、各種比例地形圖測(cè)量、縱橫斷面圖測(cè)量等;在實(shí)際的工作中,我們工作人員要熟練掌握測(cè)量技術(shù),將高科技的測(cè)量?jī)x器更好的應(yīng)用到實(shí)際測(cè)量工作中,同時(shí)要總結(jié)自己的工作,參考同行,根據(jù)實(shí)際情況予以借鑒,以提高自己的工作能力做好此階段的工作。
中圖分類號(hào):P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、概述
由于RKT在水利工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用的普及,根據(jù)工作需要我單位對(duì)RTK測(cè)量精度及質(zhì)量野外實(shí)地檢測(cè),來確定RTK在水利工程中的哪些領(lǐng)域或者哪些階段可以使用。
二、RTK工作原理
RTK(Real Time Kinematic) 技術(shù)即實(shí)時(shí)載波相位差分技術(shù),是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)點(diǎn)載波相位觀測(cè)量的差分方法。載波相位差分方法分兩類:一類是修正法,即將基準(zhǔn)站的載波相位修正值直接發(fā)給流動(dòng)站,改正流動(dòng)站接收到的載波相位,然后求解流動(dòng)站的實(shí)時(shí)坐標(biāo),該方法初始化速度慢,定位精度稍差,稱準(zhǔn)RTK技術(shù);第二類是差分法,即求解起始相位整周模糊度,又稱RTK初始化, 然后再進(jìn)行實(shí)時(shí)差分,是真正的RTK技術(shù)。差分法要求基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站GPS接收機(jī),流動(dòng)站快速求解整周模糊度,在觀測(cè)到5顆衛(wèi)星或5顆以上衛(wèi)星后,可實(shí)時(shí)求解出厘米級(jí)的流動(dòng)站位置。
三、GPS測(cè)量的誤差源及定位網(wǎng)設(shè)計(jì)
GPS測(cè)量誤差按其生產(chǎn)源可分3大部分:GPS信號(hào)的自身誤差,包括軌道誤差(星歷誤差)和SA,AS影響;GPS信號(hào)的傳輸誤差,包括太陽(yáng)光壓,電離層延遲,對(duì)流層延遲,多路徑傳播和由它們影響或其他原因產(chǎn)生的周跳;GPS接收機(jī)的誤差,主要包括鐘誤差,通道間的偏差,鎖相環(huán)延遲,碼跟蹤環(huán)偏差,天線相位中心偏差等。 由GPS測(cè)量的誤差源可以看出,GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)已免除了測(cè)角、邊角同測(cè)和測(cè)邊網(wǎng)等的傳統(tǒng)要求。它不需要點(diǎn)間通視,也不需要考慮布設(shè)什么樣的圖形,也就更不需要考慮圖形強(qiáng)度,不需要設(shè)置在制高點(diǎn)上(哪里需要就可以設(shè)置在哪里)。所以GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)是非常靈活的。但也應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:① 除了特殊需要,一般GPS基線長(zhǎng)度相差不要過大,這樣可以使GPS測(cè)量的精度分布均勻;② GPS網(wǎng)不要有開放式的網(wǎng)型結(jié)構(gòu),應(yīng)構(gòu)成封閉式閉合環(huán)和子環(huán)路;③ 應(yīng)盡量消除多路徑影響,防止GPS信號(hào)通過其他物體反射到GPS天線上,因此應(yīng)避開強(qiáng)反射的地面,避開強(qiáng)反射環(huán)境,如山谷、山坡、建筑物等;④ 避開強(qiáng)電磁波干擾,設(shè)站應(yīng)遠(yuǎn)離雷達(dá)站、電臺(tái)、微波中繼站等。四、關(guān)于RTK測(cè)量
RTK具體作業(yè)方法是在已知點(diǎn)上設(shè)置GPS接收機(jī)一臺(tái)(下稱基準(zhǔn)站),并將一些必要的數(shù)據(jù)如基準(zhǔn)站的坐標(biāo)、高程、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)、水準(zhǔn)面擬合參數(shù)、預(yù)設(shè)精度指標(biāo)(QC)等輸入GPS控制手簿,一至多臺(tái)GPS接收機(jī)在若干個(gè)待測(cè)點(diǎn)上設(shè)置(下稱移動(dòng)站),基準(zhǔn)站與移動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào),基準(zhǔn)站將接收到的衛(wèi)星信號(hào)通過自備電臺(tái)發(fā)送給移動(dòng)站,移動(dòng)站將接收到的衛(wèi)星信號(hào)及基準(zhǔn)站發(fā)送來的信號(hào)傳輸?shù)娇刂剖植具M(jìn)行實(shí)時(shí)差分及平差處理,實(shí)時(shí)得出本站的坐標(biāo)和高程及其實(shí)測(cè)精度,并隨時(shí)將實(shí)測(cè)精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較,一旦實(shí)測(cè)精度達(dá)到預(yù)設(shè)精度指標(biāo),手簿將提示測(cè)量人員進(jìn)行記錄,實(shí)施記錄后,手簿將測(cè)得的坐標(biāo)、高程及其精度同時(shí)記錄進(jìn)手簿中,并終止本站的測(cè)量。
所以為保證RTK測(cè)量的精度和速度,選擇一個(gè)外部環(huán)境良好的基準(zhǔn)站是至關(guān)重要的,一個(gè)理想的基準(zhǔn)站應(yīng)該是視野開闊、遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁波發(fā)射源,以便GPS接收機(jī)容易地接收衛(wèi)星信號(hào)并方便地將此信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)站。
RTK與其他測(cè)量模式(靜態(tài)、快速靜態(tài))一樣,GPS接收的衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)處理軟件處理后,首先得到的是世界大地坐標(biāo)系(WGS—84)坐標(biāo),為了把WGS—84坐標(biāo)系(空間直角坐標(biāo)系)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地方坐標(biāo)系(平面直角坐標(biāo)系)坐標(biāo)及高程(正常高),必須應(yīng)用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系式,由于其中的7個(gè)參數(shù)在不同區(qū)域并不完全相同,因此為了得到測(cè)區(qū)控制點(diǎn)高精度的坐標(biāo)值,就必須求出適合于本地區(qū)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。同樣,為了得到測(cè)區(qū)控制點(diǎn)高精度的高程值,也必須求出適合于本地區(qū)的參考橢球面與大地水準(zhǔn)面之間的擬合參數(shù)—水準(zhǔn)面模型轉(zhuǎn)換參數(shù)。其中基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的環(huán)境狀況、坐標(biāo)系與高程系各個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)的質(zhì)量等將直接影響到RTK測(cè)量成果的精度,為此在進(jìn)行測(cè)量之前必須采用一些措施。
移動(dòng)站離開基準(zhǔn)站的最大有效距離稱作RTK作業(yè)半徑,它的大小決定于基準(zhǔn)站電臺(tái)信號(hào)的傳輸距離,因此電臺(tái)的發(fā)射功率,平原地區(qū)25W電臺(tái)、天線架高3m時(shí),作業(yè)半徑一般可達(dá)6-8km。
五、RTK測(cè)量精度檢驗(yàn)
下面主要講述實(shí)地工程測(cè)量中測(cè)量精度的檢驗(yàn)。檢測(cè)地點(diǎn)選在伊犁河某灌區(qū)施工控制網(wǎng)中的N45-N48及N50-N53﹑N56-N57。平面和高程等級(jí)均為四等,各施工控制點(diǎn)均為混凝土鋼管墩標(biāo),采用強(qiáng)制對(duì)中,其點(diǎn)位中誤差均在6mm以內(nèi),檢測(cè)以控制網(wǎng)坐標(biāo)﹑高程為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。
為了檢驗(yàn)儀器的精度和質(zhì)量﹙如野外環(huán)境的適應(yīng)抗凍性﹚測(cè)量成果的可靠性,首先用南方靈銳RTK(標(biāo)稱精度5mm+1ppm×D)對(duì)測(cè)區(qū)部分原有GPS的坐標(biāo)和高程進(jìn)行了測(cè)量,采用南方靈銳S80隨著軟件求出兩坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換參數(shù)及水準(zhǔn)面模型轉(zhuǎn)換參數(shù),兩次測(cè)量的平面位置和高程較差可以算得原有GPS點(diǎn)點(diǎn)位中誤差 mp=±,mp=±1.78cm(規(guī)范規(guī)定±5cm)高程中誤差 mn=±1.6cm(規(guī)范規(guī)定±10cm),也檢驗(yàn)控制點(diǎn)坐標(biāo),高程數(shù)據(jù)的可靠性,同時(shí)也證明了所求參數(shù)無誤。也就是說,RTK實(shí)測(cè)精度完全達(dá)到《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》圖根控制測(cè)量的點(diǎn)位程高程精度要求。
檢測(cè)基準(zhǔn)站設(shè)在NS50號(hào)墩標(biāo)上
原有GPS點(diǎn)精度檢測(cè)統(tǒng)計(jì)表
六、結(jié)論
通過對(duì)已知控制點(diǎn)的實(shí)地測(cè)量并與原有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)得出:RTK在水利工程測(cè)中完全可以用于水利水電工程大中比例尺測(cè)圖﹑選線和橫斷面測(cè)量,而且誤差分布均勻,不存在誤差積累問題,同時(shí)可以滿足各種比例測(cè)根控制和測(cè)圖的需要。
在RTK控制測(cè)量操作簡(jiǎn)便、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),不但可以大幅度提高測(cè)量速度,而且能夠有效減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,尤其在通視困難地區(qū)更具明顯優(yōu)勢(shì)。為了得到高精度的測(cè)量數(shù)據(jù),必須求出適合于本地區(qū)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)和水準(zhǔn)面模型轉(zhuǎn)換參數(shù)。并且適用于五等及其以下的各級(jí)控制測(cè)量。
其不足之處是:在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下﹑高大建筑物體和隱蔽地區(qū)因天空衛(wèi)星接收及電臺(tái)信號(hào)均受到阻擋而無法正常工作,所以RTK 與全站儀配合使用,做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)才能發(fā)揮RTK最大的工作效率。RTK非常適合我院搞水利水電工程測(cè)量使用。
1 引言
工程測(cè)量是研究各類工程建設(shè)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工階段以及運(yùn)行管理全過程、全方位測(cè)量工作的科學(xué)技術(shù),是一門應(yīng)用測(cè)量學(xué)科,是多專業(yè)測(cè)繪的綜合學(xué)科。水利工程測(cè)量是工程測(cè)量的重要分支。其主要工作內(nèi)容,包括為滿足水利水電開發(fā)、水資源利用保護(hù)、流域綜合治理規(guī)劃、防汛減災(zāi)、科研、水利工程建設(shè)等領(lǐng)域需求,提供與地理位置有關(guān)的各種綜合或?qū)n}信息。它是水利水電建設(shè)宏觀管理、資源調(diào)查開發(fā)、水環(huán)境保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、土地利用開發(fā)等不可缺少的前期基礎(chǔ)性工作。正確認(rèn)識(shí)我省水利工程測(cè)量發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,研究和制定我省水利工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的對(duì)策和措施,對(duì)我省水資源綜合開發(fā)利用、防洪減災(zāi)和水利工程建設(shè)具有十分重要的意義。
2 福建省水利工程測(cè)量發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題
2.1 水利工程測(cè)量歷史沿革
建國(guó)以來,水利工程測(cè)量作為建設(shè)現(xiàn)代化水利事業(yè)的一門重要基礎(chǔ)學(xué)科,通過廣大水利水電測(cè)繪工作者的共同努力,初步形成了一定規(guī)模的測(cè)繪專業(yè)隊(duì)伍和技術(shù)力量,為福建省水利水電開發(fā)、水資源利用保護(hù)、防汛減災(zāi)以及改善生態(tài)環(huán)境等方面,做出了積極的貢獻(xiàn)。
在20世紀(jì)50~70年代,先后組建了福建省閩江流域測(cè)量隊(duì)、精密水準(zhǔn)測(cè)量隊(duì),晉江流域、九龍江流域、農(nóng)田水利測(cè)量隊(duì),1958年以后又相繼成立了福建省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院、福建省九龍江規(guī)劃隊(duì)、福建省水利規(guī)劃院以及各地市的測(cè)量隊(duì)?;A(chǔ)測(cè)繪隊(duì)伍曾達(dá)到300人左右。主要工作是承擔(dān)閩江流域平面、高程網(wǎng)的建立和1/萬(wàn)流域地形圖測(cè)量、負(fù)責(zé)全省各流域二、三等精密水準(zhǔn)測(cè)量、“五江一溪”(閩江、晉江、九龍江、汀江、賽江、木蘭溪)及鰲江等流域的平面和高程控制和小比例尺地形圖(1:2.5萬(wàn)、1:1萬(wàn)、1:5千)的測(cè)量工作、負(fù)責(zé)晉江流域灌渠測(cè)量、九龍江流域規(guī)劃及灌渠測(cè)量、相繼完成了各大、中、小型水利水電工程的三、四等三角平面控制網(wǎng)測(cè)量、高程控制測(cè)量以及水利樞紐建筑物地形圖測(cè)量等。這期間,完成的水利水電工程測(cè)繪產(chǎn)品有:二等水準(zhǔn)1925公里,三、四等水準(zhǔn)10418公里,三、四等三角點(diǎn)4753點(diǎn),五等三角點(diǎn)12576點(diǎn),1:5千地形圖測(cè)量1578km2,1:1萬(wàn)地形圖12046 km2,1:2.5萬(wàn)地形圖422 km2。
進(jìn)入80~90年代,面臨我國(guó)改革開放的大好形勢(shì),科學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展,測(cè)繪的儀器設(shè)備和技術(shù)手段也在日新月異的變化。為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,水利水電基礎(chǔ)測(cè)繪隊(duì)伍也在不斷地調(diào)整和改變,整合后的測(cè)繪隊(duì)伍更加精干和專業(yè)化。2000年以后,隨著測(cè)繪儀器設(shè)備不斷更新完善、測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用日臻成熟、各種數(shù)字化測(cè)圖軟件、系統(tǒng)管理軟件不斷推廣和引進(jìn),用現(xiàn)代測(cè)繪先進(jìn)技術(shù)逐步對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了更新,基本完成了對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)品的現(xiàn)代化技術(shù)改造。
2.2 測(cè)繪人員隊(duì)伍及設(shè)備基本情況
“十五”期間,全省水利水電工程測(cè)繪專業(yè)隊(duì)伍約有15家,其中有2家分布在省級(jí)單位,有8家在地市級(jí)單位,其它縣級(jí)單位的有5家。具備甲級(jí)測(cè)繪資質(zhì)的單位目前僅有1家;乙級(jí)測(cè)繪資質(zhì)的單位有3家;丙、丁級(jí)測(cè)繪資質(zhì)單位的約有11家。
全省水利各部門中,專門從事基礎(chǔ)測(cè)繪工作的專業(yè)人員約有140人,其中大學(xué)本科學(xué)歷有46人,占總?cè)藬?shù)的28.6%;大中專學(xué)歷有54人,占總?cè)藬?shù)的38.6%;具備初級(jí)以上職稱的專業(yè)技術(shù)人員有88人,占總?cè)藬?shù)的62.8%,其中教授級(jí)高級(jí)工程師1人,高級(jí)工程師12人,工程師43人。
據(jù)初步統(tǒng)計(jì),目前全省水利系統(tǒng)已擁有多種精度和型號(hào)的全站儀61臺(tái)、GPS接收機(jī)32臺(tái)套、水準(zhǔn)儀127臺(tái)、經(jīng)緯儀92臺(tái)、測(cè)深儀7臺(tái)套以及計(jì)算機(jī)、對(duì)講機(jī)等辦公系統(tǒng)輔助設(shè)備。儀器設(shè)備投入總資產(chǎn)達(dá)1600多萬(wàn)元。特別在“十五”期間省級(jí)設(shè)計(jì)勘測(cè)單位投入較多的財(cái)力,引進(jìn)多種型號(hào)的GPS接收機(jī),具有自動(dòng)采集、觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理功能的各種型號(hào)全站儀、可施測(cè)高精度等級(jí)的水準(zhǔn)儀,擁有較為先進(jìn)水平的測(cè)量平差計(jì)算軟件和計(jì)算機(jī)數(shù)字化成圖軟件。這些高精尖設(shè)備的投入和使用,在“十五”水利水電建設(shè)中發(fā)揮了重要作用,取得較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2.3 水利工程測(cè)量工作成效
建國(guó)以來全省的水利水電工程建設(shè)取得輝煌成就,特別是改革開放以后,進(jìn)行了大規(guī)模的水利水電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),興建了大量的水利水電工程。截至2006年末,全省已建成大、中、小型水利工程56萬(wàn)處,引水工程18.33萬(wàn)處,水庫(kù)5.45萬(wàn)座,總庫(kù)容135億m3,年總供水量191.57億m3,修建江海堤防5410km,圍墾灘涂造地128.58萬(wàn)畝。此外,還修建各類大中小型水電站6000多座,裝機(jī)近1000萬(wàn)kw。“九五”、“十五”期間,相繼完成了水利水電工程測(cè)量項(xiàng)目230多項(xiàng),其中省重點(diǎn)工程的項(xiàng)目10項(xiàng),完成的總產(chǎn)值約2800多萬(wàn)元。在基礎(chǔ)測(cè)繪工作中,累計(jì)完成國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量1627公里;布設(shè)三、四等平面控制網(wǎng)點(diǎn)2329點(diǎn);完成了各等級(jí)的電磁波測(cè)距導(dǎo)線1020公里;累計(jì)完成了1:500~1:5000比例尺的專業(yè)地形圖833.4平方公里;施測(cè)各種斷面數(shù)千公里。這些測(cè)繪成果,在水利水電的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)、工程運(yùn)行管理和決策等方面發(fā)揮著極其重要的作用,為我省水利水電工程建設(shè)的順利實(shí)施,提供了有力的基礎(chǔ)保障。
目前,正在進(jìn)行的水利工程測(cè)量有全省大中小流域綜合規(guī)劃、全省水資源及開發(fā)利用綜合規(guī)劃、全省中等以上城市防洪排澇規(guī)劃、莆田木蘭溪下游防洪整治工程、晉江下游防洪岸線整治工程、閩江下游北港南岸防洪排澇工程、閩江上游富屯溪、金溪、尤溪防洪工程、九龍江下游防洪工程、晉江市小流域整治工程、福州市內(nèi)河整治工程、晉江、石獅、湄洲灣南岸供水二期工程等40多項(xiàng)水利工程;正在進(jìn)行的水電工程測(cè)量有全省中小抽水蓄能電站規(guī)劃、全省風(fēng)電廠選點(diǎn)規(guī)劃、仙游抽水蓄能電站、福鼎抽水蓄能電站、福州鼓嶺蓄能電站、福安上白石水電站等30多項(xiàng)水電工程。這些水利水電工程的測(cè)量普遍采用“3S”及數(shù)字測(cè)繪技術(shù),高效、快速地為項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)和建設(shè)提供數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品。
在科技進(jìn)步與創(chuàng)新、新技術(shù)推廣應(yīng)用方面,水利工程測(cè)量取得的成績(jī)尤為突出,近年來在福建省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院和福建省水利規(guī)劃院兩個(gè)龍頭單位的帶領(lǐng)下,對(duì)GPS、RTK、數(shù)字成圖等先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行了廣泛深入的研究應(yīng)用與推廣,并先后獲得了4項(xiàng)福建省科學(xué)進(jìn)步三等獎(jiǎng)、1項(xiàng)福建省水利廳科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、3項(xiàng)福建省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、2項(xiàng)福建省水利廳科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、1項(xiàng)福建省優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)三等獎(jiǎng)。2006年至今,兩單位還成功申請(qǐng)承擔(dān)了2項(xiàng)水利部“948”引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目,成功引進(jìn)了瑞士安伯格TMS隧道測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備、美國(guó)NAVCOM全球雙頻單機(jī)高精度GPS差分系統(tǒng)。
2.4 存在的主要問題
綜觀我省水利工程測(cè)量系統(tǒng)的隊(duì)伍、儀器設(shè)備使用、技術(shù)發(fā)展水平、測(cè)繪成果管理狀況,以及水利行業(yè)各部門對(duì)基礎(chǔ)測(cè)繪的認(rèn)知存在著差異,決定了水利基礎(chǔ)測(cè)繪建設(shè)和發(fā)展的艱巨性和復(fù)雜性。水利基礎(chǔ)測(cè)繪仍存在亟待解決的問題。
2.4.1 基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)落后,成果現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng)
我省的水利水電測(cè)繪所使用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)大部分采用54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或以某地區(qū)為參心的近似54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或稱工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),與國(guó)家現(xiàn)行的80西安坐標(biāo)系統(tǒng)不能接軌。同時(shí)我省早期布設(shè)的等級(jí)大地控制網(wǎng)已經(jīng)使用了二三十年,網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量不足,長(zhǎng)期沒有復(fù)測(cè),又在大規(guī)?;A(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中受到嚴(yán)重破壞,可利用率低,已不能滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展之急需。
在高程系統(tǒng)方面,有多種高程系統(tǒng)(如羅零高程系統(tǒng)、石壟高程系統(tǒng)、馬肚底高程系統(tǒng)、1956年黃海高程系統(tǒng)、1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)等)長(zhǎng)期并存,雖有換算系數(shù),但其精度不一,資料陳舊,造成水利水電規(guī)劃、設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)等部門使用不便和混亂。
基礎(chǔ)測(cè)繪主要的產(chǎn)品成果體現(xiàn)在各種比例尺的地形圖上,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,流域內(nèi)各種地理要素發(fā)生了很大的變化,現(xiàn)存的地形圖成果資料,大部分為傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖資料,部分成果資料已失去使用價(jià)值。因此無論在內(nèi)容和形式上,地形圖成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能反映經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展帶來的地物地貌變化,現(xiàn)勢(shì)性很差。
經(jīng)過數(shù)十年的建設(shè),我省水利水電已建成眾多包括水庫(kù)、水電站、水閘、堤防等大中型的水工建筑物。長(zhǎng)期以來,我省水工建筑物的變形觀測(cè)工作主要是由工程的施工建設(shè)單位和運(yùn)行管理單位施測(cè)的。由于觀測(cè)隊(duì)伍不穩(wěn)定、儀器設(shè)備陳舊、手段落后、技術(shù)水平參差不齊、數(shù)據(jù)綜合分析處理不科學(xué)等原因,造成變形觀測(cè)成果質(zhì)量低劣或安全性評(píng)價(jià)不合理。特別是建設(shè)于上世紀(jì)50~70年代的水庫(kù),普遍未建立完整的大壩及庫(kù)區(qū)變形觀測(cè)系統(tǒng),有的甚至從未進(jìn)行過變形觀測(cè),各水庫(kù)的其他地理數(shù)據(jù)也相當(dāng)陳舊。這給現(xiàn)在正在進(jìn)行的水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作和后續(xù)的運(yùn)行調(diào)度管理工作帶來巨大困難,一旦發(fā)生險(xiǎn)情將給水庫(kù)下游居民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。
2.4.2 專業(yè)測(cè)繪人才匱乏
人才隊(duì)伍是保障工程測(cè)量成果質(zhì)量的必要條件,更是進(jìn)行高新技術(shù)推廣應(yīng)用與科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。由于歷史原因,專門從事測(cè)繪的人才多為相關(guān)專業(yè)轉(zhuǎn)行從事測(cè)繪工作。近十幾年期間引進(jìn)的專業(yè)測(cè)繪技術(shù)人才相對(duì)較少,能夠熟練應(yīng)用、掌握現(xiàn)代測(cè)繪高新技術(shù)(如地理信息系統(tǒng)、遙感影像技術(shù))的人才尤其稀缺。
2.4.3新技術(shù)應(yīng)用滯后,科研投入不足
我省水利水電大多數(shù)測(cè)繪隊(duì)伍的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與其他行業(yè)的測(cè)繪隊(duì)伍相比較,仍處在較低的水平。發(fā)展不平衡現(xiàn)象十分突出,在大多數(shù)地縣級(jí)測(cè)繪部門,設(shè)備落后、手段陳舊,高精尖的儀器設(shè)備投入不足,在現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)軟件的配置上更顯得薄弱,大大影響了傳統(tǒng)測(cè)繪生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)更新改造的步伐,無法滿足現(xiàn)代化水利建設(shè)對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品的要求?,F(xiàn)階段為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供的測(cè)繪產(chǎn)品大部分仍停留在目視解釋上,缺少計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)和數(shù)字化裝備,水利水電系統(tǒng)尚未完全引進(jìn)數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng),服務(wù)于水利水電建設(shè)的專題地理信息系統(tǒng)還沒有投入較多的力量進(jìn)行研究開發(fā)。
2.4.4 行業(yè)管理機(jī)制尚未建立,服務(wù)體系不健全
目前,水利系統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)管理仍處于各自為政的局面。各部門在規(guī)劃設(shè)計(jì)各個(gè)階段的報(bào)告、圖件以及采用的基礎(chǔ)測(cè)繪資料未作評(píng)價(jià)、分析或?qū)彶?,給水利水電建設(shè)帶來巨大隱患。同時(shí),各測(cè)繪單位間缺少交流平臺(tái),成果未能做到共享,造成重復(fù)測(cè)繪的浪費(fèi)。
3 水利工程測(cè)量的發(fā)展目標(biāo)和應(yīng)用前景
3.1 發(fā)展目標(biāo)
水利工程測(cè)量的發(fā)展目標(biāo)是從傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化,從模擬測(cè)繪產(chǎn)品向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化,從傳統(tǒng)的測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向水利地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。積極推廣和應(yīng)用新技術(shù),促進(jìn)水利工程測(cè)量技術(shù)方法和手段的更新?lián)Q代,充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術(shù)以及數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和先進(jìn)的測(cè)繪儀器等高新技術(shù)。加大人才引進(jìn)和培養(yǎng)力度,加強(qiáng)新技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用,不斷拓寬水利工程測(cè)量服務(wù)的新領(lǐng)域。逐步實(shí)行測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、數(shù)字化、實(shí)時(shí)化和智能化;測(cè)量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化;測(cè)量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。建立健全水利工程測(cè)量管理體制和投入機(jī)制,促進(jìn)水利工程測(cè)量數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化體系的形成,提高水利工程測(cè)量的技術(shù)水平和服務(wù)水平,提升測(cè)繪對(duì)水利水電各部門需求的保障能力。
3.2 應(yīng)用前景
在水利規(guī)劃設(shè)計(jì)和水利工程建設(shè)中的應(yīng)用前景。我們可以充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術(shù)以及數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和先進(jìn)的測(cè)繪儀器等高新技術(shù),為水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)更加快速、高效地提供三維可視化數(shù)字地形圖和水利綜合信息專題圖,從而使規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)的工作效率、科技含量和成果質(zhì)量大幅提高。
在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用前景。防災(zāi)減災(zāi)歷來是福建水利的重大課題。為保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可靠持續(xù)發(fā)展,“九五”期間,省委、省政府做出了建設(shè)具有福建特色的防災(zāi)減災(zāi)五大體系(即蓄水工程體系、江海堤防工程體系、江河洪水預(yù)警報(bào)體系、中尺度災(zāi)害預(yù)警報(bào)體系、生物防御體系)的重大戰(zhàn)略部署。我們可以充分利用數(shù)字化測(cè)繪和“3S”集成等高新技術(shù),通過逐步建立全省海堤防的水情、水庫(kù)調(diào)度等專題地理信息系統(tǒng)(GIS)和流域三維可視化系統(tǒng),在江河洪水預(yù)警報(bào)體系、中尺度災(zāi)害預(yù)警報(bào)體系、生物防御體系中發(fā)揮更大的作用。
在水環(huán)境和水土保持建設(shè)中的應(yīng)用前景。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水污染嚴(yán)重,因此保護(hù)水生態(tài),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)務(wù)之急。在水環(huán)境和水土保持建設(shè)中,可以利用采集的三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù),建立數(shù)字高程模型,進(jìn)一步建立水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水土流失等專題地理信息系統(tǒng)(GIS),為水資源保護(hù)、規(guī)劃、建設(shè)和管理提供科技保障和服務(wù)。
4 水利工程測(cè)量發(fā)展的對(duì)策和措施
4.1 推進(jìn)各大流域及區(qū)域測(cè)量基準(zhǔn)體系建設(shè)
4.1.1 建立和完善主要江河流域、海岸、水庫(kù)群的高程控制系統(tǒng)
針對(duì)我省高程控制系統(tǒng)落后、成果現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng)的弱點(diǎn),有必要在全省各主要大流域(特別是“五江一溪”和海岸線)有計(jì)劃、有步驟地布設(shè)與國(guó)家高程系統(tǒng)相匹配、以二、三等水準(zhǔn)網(wǎng)為基礎(chǔ)的水利專用高程控制網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上,以四等水準(zhǔn)網(wǎng)方式,聯(lián)測(cè)已有的局部地區(qū)工程控制網(wǎng),逐步完善各區(qū)域中小流域和水庫(kù)群的高程控制。
4.1.2 建立和完善主要江河流域平面控制系統(tǒng)
平面控制網(wǎng)是進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量工作的基礎(chǔ),具有控制全局的作用。未來期間,重點(diǎn)在“五江一溪”及主要江河流域內(nèi),根據(jù)水利水電防洪減災(zāi)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)的需要,按輕重緩急的工作原則,以流域或區(qū)域?yàn)榉秶?,有?jì)劃地布設(shè)三等、四等GPS控制網(wǎng)點(diǎn)約400個(gè)。經(jīng)整體平差后,形成覆蓋流域與現(xiàn)有國(guó)家坐標(biāo)統(tǒng)一的水利水電專用控制網(wǎng),更好地滿足各種比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪和工程建設(shè)的需要。
4.1.3 建立和健全全省大中型水工建筑物的變形觀測(cè)體系
建筑物變形觀測(cè)是水利工程測(cè)量工作的重要組成部分。其目的是監(jiān)測(cè)建筑物在施工或工程運(yùn)營(yíng)期間內(nèi)的穩(wěn)定性和安全性,研究其變形的原因和規(guī)律。經(jīng)過數(shù)十年的建設(shè),我省水利水電已建成諸多包括水庫(kù)、水電站、水閘、堤防等大中型的水工建筑物。今后,以確保水利水電建設(shè)工程施工期和運(yùn)營(yíng)期的安全可靠為目標(biāo),一是加強(qiáng)變形觀測(cè)工作的技術(shù)改造,逐步應(yīng)用全能激光儀、自動(dòng)垂直儀、電子測(cè)斜儀等光電儀器,引進(jìn)和推廣近景攝影測(cè)量、電子精密水準(zhǔn)測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)機(jī)器人、實(shí)時(shí)GPS測(cè)量等新技術(shù)的應(yīng)用。二是提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理能力,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法、回歸分析方法,發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能,研究和建立可靠的觀測(cè)數(shù)學(xué)模型,使得由單一變量統(tǒng)計(jì)分析發(fā)展到多變量動(dòng)態(tài)的定性定量統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)建筑物的安全提供更可靠的預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào)。
4.2 加快測(cè)繪高新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用
4.2.1積極參與水利信息化建設(shè)
水利信息化是國(guó)家以信息化改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思路在水利行業(yè)的具體表現(xiàn),是帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的重要措施之一。水利工程測(cè)量面臨較好的發(fā)展機(jī)遇,我們應(yīng)抓住這個(gè)發(fā)展機(jī)遇,加速自身的技術(shù)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。一是對(duì)已有的基礎(chǔ)測(cè)繪資料進(jìn)行系統(tǒng)分析,充分利用國(guó)家、地方和行業(yè)內(nèi)已有的成果資料,對(duì)計(jì)劃開展的基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目和需要完善的基礎(chǔ)測(cè)繪工作做好數(shù)據(jù)的收集和采集工作;二是加速傳統(tǒng)水利水電測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化,逐步形成一個(gè)能夠承擔(dān)全省水利水電地理信息采集、處理、維護(hù)、分發(fā)等任務(wù)的專業(yè)測(cè)繪隊(duì)伍和基礎(chǔ)信息中心;三是加快新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用。鼓勵(lì)和支持地理信息系統(tǒng)的增值開發(fā),研制不同種類、不同尺度、不同形式的數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品,不斷引進(jìn)、開發(fā)和更新數(shù)據(jù)采集和管理的軟硬件設(shè)備。四是加強(qiáng)與測(cè)繪行業(yè)內(nèi)及水利行業(yè)其他專業(yè)的合作,積極參與“數(shù)字福建”、“數(shù)字水利”建設(shè),拓寬服務(wù)領(lǐng)域和范圍。五是建立測(cè)繪信息網(wǎng)絡(luò)共享、管理與交流平臺(tái)。
4.2.2 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣及應(yīng)用,鼓勵(lì)科技創(chuàng)新
加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣及應(yīng)用的主要任務(wù)是:逐步更新升級(jí)現(xiàn)有設(shè)備的功能與技術(shù),引進(jìn)和推廣應(yīng)用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的測(cè)繪裝備與技術(shù)。逐步在全行業(yè)推廣普及對(duì)高端全站儀、動(dòng)靜態(tài)GPS、GPS連續(xù)參考站、數(shù)字水準(zhǔn)儀、內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)字化成圖、衛(wèi)星遙感影像、三維虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用。
加大科研力度、鼓勵(lì)自主創(chuàng)新。隨著各類先進(jìn)軟硬件設(shè)備與技術(shù)手段的繼續(xù)引進(jìn),自主創(chuàng)新與獨(dú)立研發(fā)的方向?qū)⑾驕y(cè)繪生產(chǎn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用等高新技術(shù)領(lǐng)域延伸,水利水電工程測(cè)量可結(jié)合自身的專業(yè)特點(diǎn)和相關(guān)測(cè)量成果應(yīng)用部門的獨(dú)特需求,積極開展數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化研發(fā),爭(zhēng)取在科研領(lǐng)域有新的突破。
4.2.3 注重人才培養(yǎng)
水利工程測(cè)量人才隊(duì)伍建設(shè)的主要任務(wù)包括:① 引進(jìn)高素質(zhì)、高層次的測(cè)繪人才;② 組織培訓(xùn)和科技交流,提高測(cè)繪人才的學(xué)歷和職稱層次,形成以大專為基本、本科為主力、研究生為骨干的測(cè)繪人才隊(duì)伍;③ 培養(yǎng)一批測(cè)繪行業(yè)科技帶頭人和專家型人才,并為他們充分發(fā)揮作用創(chuàng)造條件;④ 做好注冊(cè)測(cè)繪師的認(rèn)定、考核工作和測(cè)繪行業(yè)特有工種職業(yè)技能鑒定工作,造就高水平的水利工程測(cè)量隊(duì)伍。
4.2.4 推進(jìn)水利水電測(cè)繪地理信息系統(tǒng)(GIS)的建設(shè)
地理信息系統(tǒng)(GIS)作為一種特殊的管理系統(tǒng), 它以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)疊加分析,方便快速提取用戶關(guān)心的信息,通過地面模型自動(dòng)生成功能及三維空間處理模塊,可實(shí)現(xiàn)虛擬三維現(xiàn)實(shí)的直觀演示和各種分析,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了一種方便快捷的信息平臺(tái)。目前,水利行業(yè)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)主要側(cè)重于單方面如防汛、水土保持等的開發(fā)和應(yīng)用。水利工程測(cè)量應(yīng)充分發(fā)揮地理要素在三維可視化管理方面的應(yīng)用價(jià)值,聯(lián)合全省甲、乙級(jí)水利工程測(cè)量隊(duì)伍的技術(shù)骨干,以各大流域水利信息綜合管理為研究課題,逐步建立和健全各類水利水電專題地理信息系統(tǒng),逐步實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)與水相關(guān)的各類信息的統(tǒng)一管理,為綜合管理和科學(xué)決策提供技術(shù)支持。具體設(shè)想如下:
(1) 開發(fā)基于三維可視化的地理信息水資源管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)流域歷史的水文、氣象、地理、地質(zhì)、水質(zhì)、水利工程、水處理工程等數(shù)據(jù)以圖形形式的可視化管理,通過對(duì)模擬設(shè)備的選擇查看其屬性信息,通過屬性查找對(duì)應(yīng)的設(shè)備并定位,以利于科學(xué)決策和管理。
(2) 建立各大流域水利規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立,可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)規(guī)劃和管理,如進(jìn)行大型水庫(kù)淹沒區(qū)實(shí)物量估算、庫(kù)區(qū)移民安置環(huán)境容量調(diào)查、灌溉區(qū)實(shí)際灌溉面積和有效灌溉面積調(diào)查、水庫(kù)淤積測(cè)量、河道演變及現(xiàn)狀工程分布情況等,并利用水利CAD設(shè)計(jì)平臺(tái)大大提高設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性和成圖效率,利用項(xiàng)目管理軟件加快項(xiàng)目施工進(jìn)度和節(jié)約成本,提高工程的運(yùn)行管理水平。
(3) 建立各大流域水資源水環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)傳輸、信息存儲(chǔ)管理和在線分析管理,根據(jù)已建立的水量、水質(zhì)和水環(huán)境分析模型,以計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依據(jù),以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的水資源綜合數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),以水資源供需平衡和優(yōu)化調(diào)度模型為內(nèi)核,實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的遠(yuǎn)程控制和優(yōu)化配置管理。
4.3 建立和健全水利水電工程測(cè)量行業(yè)管理體制
4.3.1建立水利水電工程測(cè)量行業(yè)管理機(jī)構(gòu)
將水利水電工程測(cè)量納入水利規(guī)劃和管理的工作范疇。改革開放以來,雖然水利工程測(cè)量的測(cè)繪產(chǎn)品都已形成市場(chǎng)化,一方面給測(cè)繪行業(yè)帶來了無限的生機(jī)和發(fā)展機(jī)遇,但另一方面也造成了測(cè)繪產(chǎn)品在監(jiān)督管理上的混亂和缺位局面。各自為政造成管理機(jī)制的削弱和部分測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量的降低;重復(fù)測(cè)繪則在經(jīng)濟(jì)上造成浪費(fèi)。因此,水利工程測(cè)量必須由水利主管部門進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃協(xié)調(diào)與管理,可考慮由水利建設(shè)行政主管部門或采取掛靠的形式建立測(cè)管理中心,對(duì)全省的水利水電測(cè)繪(包括人員、制度、測(cè)繪基礎(chǔ)資料、儀器設(shè)備等)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)督管理,并結(jié)合各時(shí)期的工作重點(diǎn),制定基礎(chǔ)測(cè)繪計(jì)劃,建立穩(wěn)固的基礎(chǔ)測(cè)繪更新機(jī)制、明確更新周期和經(jīng)費(fèi)渠道,使水利水電基礎(chǔ)測(cè)繪能夠及時(shí)有效地服務(wù)于福建省水利水電的綜合開發(fā)治理。
4.3.2規(guī)范水利水電工程測(cè)量市場(chǎng)
水利水電工程測(cè)量有其行業(yè)的特殊性,如水利工程設(shè)施、水下地形、水工建筑物、大壩變形等測(cè)繪的精度要比常規(guī)的工程測(cè)量精度要求高,同時(shí)不同的水利工程所要求的測(cè)量精度也不盡一樣。因此,參與水利水電工程測(cè)量的隊(duì)伍必須在具有測(cè)繪行業(yè)主管部門頒發(fā)的測(cè)繪資質(zhì)基礎(chǔ)上,充分理解行業(yè)的特點(diǎn)和水利工程要求,嚴(yán)格執(zhí)行《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》和《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》,才能提供合格的測(cè)繪產(chǎn)品。對(duì)于事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重大水利工程,應(yīng)由測(cè)繪行業(yè)主管部門頒發(fā)的較高測(cè)繪資質(zhì)的工程測(cè)量隊(duì)伍承擔(dān)。為此,建議由水利建設(shè)行政主管部門或新成立的水利水電工程測(cè)量行業(yè)管理機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)管理,以規(guī)范水利水電工程測(cè)量市場(chǎng)。
4.3.3 健全水利水電工程測(cè)量成果共享機(jī)制
我省水利水電行業(yè)的測(cè)繪生產(chǎn)與測(cè)繪成果資料的管理一直處于各個(gè)單位各自為政的狀態(tài),未進(jìn)行統(tǒng)一保管,時(shí)常造成珍貴測(cè)繪基礎(chǔ)資料的遺失,測(cè)繪成果資料的應(yīng)用也未建立有效的相互溝通渠道,導(dǎo)致了大量的重復(fù)測(cè)量,造成測(cè)繪基礎(chǔ)資源與測(cè)繪生產(chǎn)力的嚴(yán)重浪費(fèi)。健全水利水電測(cè)繪成果共建共享服務(wù)體系的主要工作包括:
(1)各省級(jí)及地縣級(jí)部門應(yīng)盡快建立測(cè)繪成果的計(jì)算機(jī)管理體系,對(duì)已有的歷史資料進(jìn)行收集整理,有條件的應(yīng)建立專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
(2)開辟已有測(cè)繪成果資料應(yīng)用的交流溝通渠道,建立測(cè)繪成果資料目錄的匯交管理體系,盡可能減少重復(fù)的測(cè)繪生產(chǎn),提高測(cè)繪生產(chǎn)效率。
(3)建立水利水電測(cè)繪行業(yè)的專業(yè)網(wǎng)站,為測(cè)繪生產(chǎn)的信息傳遞、資料收集、成果分發(fā)提供有效的窗口與平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1] 福建省“十一五”水利水電基礎(chǔ)測(cè)繪專項(xiàng)規(guī)劃. 2007.
引言:
國(guó)家建立全國(guó)統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng),包括大地坐標(biāo)系統(tǒng),平面坐標(biāo)系統(tǒng),地心坐標(biāo)系統(tǒng)。由于需要建立相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)必須申報(bào)相應(yīng)的測(cè)繪行政主管部門進(jìn)行批準(zhǔn),和獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)要和國(guó)家的坐標(biāo)系統(tǒng)一和一致。水電工程測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)宜采用國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng),包括1954年的北京坐標(biāo)系和80的西安坐標(biāo)系統(tǒng)。舊坐標(biāo)系統(tǒng)的使用方便現(xiàn)有的水電項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的資料。國(guó)家統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)是相對(duì)于基礎(chǔ)測(cè)繪來說的,測(cè)繪和工程測(cè)圖是為工程服務(wù)的,國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)有很大的長(zhǎng)度變形,影響工程的設(shè)計(jì)和精確的數(shù)量,特別是在高海拔和遠(yuǎn)離中央子午經(jīng)線長(zhǎng)度變形區(qū)的,這些是越來越明顯的,因此,往往需要建立相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。
一、 水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇
水利水電工程測(cè)量規(guī)范:(1)水電工程樞紐區(qū)地形圖使用現(xiàn)有的國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯正形投影。(2)樞紐區(qū)和重要的工程建筑物區(qū)內(nèi)的封閉圖投影長(zhǎng)度變形值不超過5厘米/公里,超過5厘米/公里時(shí)要建立相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。(3)長(zhǎng)度小于60公里的獨(dú)立測(cè)量面積或長(zhǎng)度獨(dú)立的狹長(zhǎng)測(cè)量區(qū)域,可以不實(shí)施高斯投影,可以采用任意的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。工程樞紐區(qū)的測(cè)量繪圖為了滿足設(shè)計(jì)和施工圖和實(shí)地測(cè)量的需要,但是要求線長(zhǎng)度相符,控制網(wǎng)絡(luò)側(cè)的長(zhǎng)度算到參考橢球面的高程歸化和高斯正形投影距離變化而變化的組合(即長(zhǎng)度變形)限制在一定的數(shù)值,以便使它的影響被忽視。因此,要利用國(guó)家統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)必須滿足以下條件:(1)工程樞紐區(qū)坐落在高斯正形投影帶中央子午線的附近,不大于±60公里的區(qū)域;(2)調(diào)查地區(qū)的平均高度表面附近的國(guó)家參考橢球體面(或平均海平面)的平均高度不超過300米,否則,應(yīng)根據(jù)具體條件和要求選擇獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。
二、 水電工程施工階段坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇
水電工程樞紐區(qū)建設(shè)工程施工測(cè)量是在設(shè)計(jì)階段的調(diào)查是對(duì)現(xiàn)有的控制點(diǎn)和其他相關(guān)的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行的。因此,水電工程施工測(cè)量的規(guī)則和條例規(guī)定:(1)施工平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段的坐標(biāo)系統(tǒng)一致。(2)平面控制網(wǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)不做高斯投影校正,只將邊長(zhǎng)投影到測(cè)試區(qū)選定的高程平面上,使用平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)在平面上進(jìn)行直接的計(jì)算。
非工程樞紐區(qū)的建設(shè)工程測(cè)量工作主要是水庫(kù)測(cè)量。淹沒線的測(cè)量?jī)H對(duì)高程的精度要求更高,塌岸和滑坡影響的區(qū)面積較小,對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇沒有特殊的要求。土地詳查制圖比例尺通常是1:1000和1:2000,在高海拔地區(qū)使用國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)的投影變形較大,當(dāng)高程高度是3000米時(shí),投影變形可達(dá)到1 / 2100,大于圖根控制的誤差。在水庫(kù)區(qū)的土地詳查應(yīng)根據(jù)密集的住宅區(qū),城市,工礦企業(yè)和其他重要地區(qū)建立獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng),測(cè)繪土地詳查地圖。
三、水電工程測(cè)量的幾種獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)
1、 高斯正形投影任意帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)
(1)投影面是高斯正形投影面:該平面坐標(biāo)系統(tǒng)和國(guó)家平面坐標(biāo)系統(tǒng)完全一樣,只是中央子午線可任意選擇,和國(guó)家大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方便,但它是不方便其他用戶的使用。該坐標(biāo)系統(tǒng)并沒有解決標(biāo)高高程投影變形的影響,適用于低海拔地區(qū)。
(2)投影面是選定的高程面:為解決高程投影變形的影響,可以將測(cè)量線長(zhǎng)投影到測(cè)區(qū)選定的高程面上。測(cè)量線的長(zhǎng)度投影測(cè)試選定的區(qū)域高程面。該坐標(biāo)系統(tǒng)解決了高斯投影和高程標(biāo)高投影變形的影響,使用應(yīng)用范圍廣。
2、任意平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)
(1)以國(guó)家坐標(biāo)做起算數(shù)值數(shù)據(jù)的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng):以一個(gè)國(guó)家大地平面坐標(biāo)及該點(diǎn)到另一個(gè)大地方方位角成為一個(gè)數(shù)值起算數(shù)據(jù)建立獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),我們可以稱為平面坐標(biāo)計(jì)算點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng),它適用于長(zhǎng)度小于60公里的獨(dú)立測(cè)量區(qū)域,這是水電工測(cè)量范圍往往選擇獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。長(zhǎng)度小于60公里的參考橢球面幾乎接面,可不進(jìn)行高斯投影校正,但要減少測(cè)量線測(cè)區(qū)的高程平面選擇。遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)和投影面的高程是該坐標(biāo)系統(tǒng)與國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)的基本參數(shù),必須在材料結(jié)果中應(yīng)當(dāng)記錄作為坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。
(2)假設(shè)平面直角坐標(biāo)系統(tǒng):一個(gè)點(diǎn)的假設(shè)平面坐標(biāo)及該點(diǎn)到另一點(diǎn)的假設(shè)方位(或磁方位角)成為一個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)建立獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng),只有在很小范圍內(nèi)的測(cè)繪,測(cè)繪數(shù)據(jù)成果沒有其他用途的條件下使用。它與國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)沒有任何聯(lián)系,它是測(cè)繪法不允許使用的。
四、 水電工程測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的確定
1、壩后式水電工程坐標(biāo)系統(tǒng)的確定;壩后式型工程坐標(biāo)系統(tǒng)是比較好的確定。庫(kù)區(qū)應(yīng)該采用國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng),壩區(qū)采用坐標(biāo)點(diǎn)以國(guó)家點(diǎn)坐標(biāo)作為一個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)鍵是選擇測(cè)試區(qū)域線投影面的選擇:規(guī)劃階段一般選定的測(cè)量平均高程面,它是不適合施工階段的測(cè)量要求;在施工階段,線長(zhǎng)投影平面由被選定壩頂高程和壩基高度(或發(fā)電機(jī)組安裝平均海拔高度)的平均高程表面,而是開展地質(zhì)勘查大壩高度之前是未知的,因此,投影面的高程應(yīng)選擇壩址水面高程海拔正三分之一水頭為宜,以取10米整數(shù)倍使用。測(cè)量線線長(zhǎng)的高程和投影面的高差小于300米,投影變形小于5厘米/公里,海拔差異超過300米,面積較少,是重要的地區(qū)。
2、引水式水電工程坐標(biāo)系統(tǒng)確定;類型的引水式工程的坐標(biāo)系統(tǒng)一般是分階段確定的。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,整個(gè)隧道及水庫(kù)利用國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng),閘址區(qū)域和廠房的建筑面積區(qū)域是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域,各自建立一個(gè)以國(guó)家坐標(biāo)點(diǎn)成為一個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),線路長(zhǎng)的投影面也可以各不相同,以適合各自投影面積變形盡可能少的要求。施工階段,隧洞區(qū)普遍建立引水隧洞平均高程面為平面坐標(biāo)系統(tǒng),往往因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)階段的坐標(biāo)系統(tǒng)不符合實(shí)際建筑所造成的設(shè)計(jì)位置不一致,設(shè)計(jì)和實(shí)際數(shù)量不一致的矛盾等,如設(shè)計(jì)洞線的長(zhǎng)度是高斯投影平面上的長(zhǎng)度,施工洞線的長(zhǎng)度是選定的投影平面上的長(zhǎng)度,當(dāng)利用國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行的施工階段,施工測(cè)量中存在大量投影校正計(jì)算,從而增加了施工測(cè)量工作的難點(diǎn)。施工期間為重新建立的一個(gè)新的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),坐標(biāo)系變化的隧道區(qū)也會(huì)引起閘址和廠房區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)的變化,導(dǎo)致主要建筑物的設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不一致的情況。應(yīng)將建筑物轉(zhuǎn)移到河流位置變化小的地方,如果閘門地址沿河道方向地形變化不大,坐標(biāo)原點(diǎn)可選在工廠區(qū)內(nèi),反之亦然。
3、混合式水電工程坐標(biāo)系統(tǒng)的確定;混合式工程坐標(biāo)系統(tǒng)的測(cè)定和引水類型基本相同,壩址區(qū)和廠房區(qū)也是相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)區(qū)域,各設(shè)立一個(gè)以國(guó)家點(diǎn)坐標(biāo)作起算數(shù)據(jù)的一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),各自選定測(cè)量線的投影面。在設(shè)計(jì)階段,隧道和水庫(kù)一般采用國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng);在施工階段,隧道一般采用獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng),投影面通常是引水隧洞平均高程面。由于大壩工程量大,建筑形態(tài)規(guī)模大,為避免坐標(biāo)系統(tǒng)上的變化量和建筑形態(tài)體型的變化并影響隧道區(qū);新的坐標(biāo)系的遠(yuǎn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在壩區(qū)。
五、結(jié)語(yǔ)
施工階段的測(cè)量具有測(cè)量精度高,大形建筑要求投影變形小,要準(zhǔn)確計(jì)算工程量等特點(diǎn),因此,坐標(biāo)系統(tǒng)的確定要以滿足施工階段的測(cè)量工作要求為主。
規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工和隨后的安全監(jiān)控每個(gè)階段的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)一的。獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)的建立,與國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系隨將成立,同一地區(qū)不能多次建立新的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),其對(duì)測(cè)量與設(shè)計(jì)結(jié)果的使用和保存不利。
在規(guī)劃階段選定測(cè)量線長(zhǎng)投影面時(shí),在滿足當(dāng)?shù)氐匦螠y(cè)繪需要的前提下,盡量選擇投影面低的地方為好。由于施工階段的施工測(cè)量精度高,主要在正常蓄水位以下進(jìn)行施工測(cè)量,低的選擇投影面可以保證主要的測(cè)量線的長(zhǎng)度投影變小。
參考文獻(xiàn):
[1]水利水電工程測(cè)量規(guī)范,SLl97—1997[s].
0 概述
引水工程通常是為解決河道污染、改善人民飲水狀況,提高百姓生活環(huán)境的一項(xiàng)利國(guó)利民的政策。因此,雖然此項(xiàng)工程測(cè)量工作涉及內(nèi)容復(fù)雜但是毅然要嚴(yán)格控制測(cè)量精度。在進(jìn)行測(cè)量之前要充分了解測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的地形情況,交通是否便利,沿線是否通過大量居民區(qū)。
1 實(shí)施過程與方法
1.1 工程執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
1)《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》
2)《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》
3)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》
4)《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》
1.2 平面控制測(cè)量
測(cè)區(qū)范圍內(nèi)利用高等級(jí)控制點(diǎn)完成GPS平面控制工作。
沿輸水線路每5-10公里埋設(shè)一對(duì)砼標(biāo)石。標(biāo)石應(yīng)埋在土質(zhì)堅(jiān)硬的原狀土上,距線路中心線距離在50~100米之間為宜,便于長(zhǎng)期保存和觀測(cè)使用。埋石位置要遵循以下原則:
1)應(yīng)設(shè)在易于安裝設(shè)備的較高點(diǎn)位上;
2)目標(biāo)顯著,視場(chǎng)周圍15°以上不應(yīng)有障礙物;
3)應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源,應(yīng)遠(yuǎn)離高壓輸電線路和微波無線電傳送通道。
4)周圍不應(yīng)有大面積水域;
5)應(yīng)選在交通方便,有利于其它方式擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)的地方;
6)基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于點(diǎn)的保存。
為了便于尋找,需繪制GPS控制點(diǎn)點(diǎn)之記,點(diǎn)之記繪制的要求如下:
(1)至少要有兩個(gè)以上的相鄰地物到點(diǎn)的距離,一般為3個(gè);
(2)點(diǎn)之記要求突出重點(diǎn),必要時(shí)需夸張顯示;
(3)點(diǎn)之記圖上要注出路名、村莊名、附近明顯地物;
(4)點(diǎn)之記說明欄內(nèi)要用文字?jǐn)⑹鳇c(diǎn)的大略方位;
(5)填寫點(diǎn)的標(biāo)志類型,點(diǎn)名、等級(jí)等信息,不得遺漏;
(6)測(cè)繪人員要在下面填寫自己的姓名及日期,以備查考。
1.2.1 GPS控制測(cè)量
GPS控制網(wǎng)分兩級(jí)布設(shè),首級(jí)控制網(wǎng)的精度為D級(jí),平均邊長(zhǎng)5~10公里,以邊連聯(lián)接構(gòu)成控制網(wǎng),以便提高控制網(wǎng)的精度,次級(jí)控制網(wǎng)為E級(jí)加密網(wǎng)。平均每?jī)晒锛用芤唤ME級(jí)控制點(diǎn),控制整個(gè)測(cè)區(qū)范圍。
外業(yè)觀測(cè)的操作規(guī)程:
(1)觀測(cè)人員按時(shí)段要求一個(gè)時(shí)段記錄一個(gè)觀測(cè)文件,同一點(diǎn)位不遷站觀測(cè)多個(gè)時(shí)段的外業(yè)手薄分段填寫。
(2)接收機(jī)在開機(jī)前和作業(yè)過程中,及時(shí)逐項(xiàng)填寫測(cè)量手簿中的記錄項(xiàng)目,基座上氣泡居中,天線定向標(biāo)志指北。
(3)每時(shí)段測(cè)量前后均從不同方向取天線高各一次、兩次量高之差不大于3mm,取平均值作為最終天線高。
(4)開機(jī)后及時(shí)觀察各指示燈的變化,判斷觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄是否正常,電量是否充足,內(nèi)存儲(chǔ)器是否已滿。
(5)在一時(shí)段觀測(cè)過程中,接收機(jī)關(guān)閉又重新啟動(dòng)的均返工重測(cè);旋轉(zhuǎn)接收機(jī)方位及按動(dòng)刪除文件等功能鍵的均返工重測(cè)。
GPS靜態(tài)相對(duì)定位作業(yè)模式外業(yè)觀測(cè)的技術(shù)要求:
(1)觀測(cè)載波相位:L1
(2)衛(wèi)星截止高度角:15°。
(3)同時(shí)段觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù):≥4。
(4)有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù):≥4。
(5)采樣間隔:10~30秒。
(6)時(shí)段長(zhǎng)度:≥45分鐘。
1.2.2 四等水準(zhǔn)測(cè)量
四等水準(zhǔn)路線聯(lián)測(cè)所有GPS埋石點(diǎn),采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。通常利用閉合或者附合水準(zhǔn)線路,布設(shè)成水準(zhǔn)網(wǎng)。四等水準(zhǔn)觀測(cè)前須以同等精度進(jìn)行已知點(diǎn)的檢測(cè),當(dāng)較差小于±30mm■時(shí),方可進(jìn)行作業(yè)。
四等水準(zhǔn)測(cè)量使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,區(qū)格式木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺,采用中絲讀數(shù)法,手工記錄,觀測(cè)順序?yàn)椤昂蟆⒑?、前、前”,?dāng)水準(zhǔn)路線為附合或閉合路線時(shí)采用單程測(cè)量。測(cè)量開始第一周每天作業(yè)前檢校儀器i角,i角不超限之后方可測(cè)量。四等水準(zhǔn)測(cè)量要滿足下列技術(shù)要求:
1)閉合水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度不大于40km(附和水準(zhǔn)路線≤100km);
2)最大視距長(zhǎng)度≤80m;
3)前后視距差≤3m;
4)前后視距累計(jì)差≤10m;
5)黑紅面讀數(shù)之差≤±3mm;
6)黑紅面高差之差≤±5mm;
7)觀測(cè)高差閉合差≤±20■mm。
1.3 1:1000帶狀數(shù)字地形圖測(cè)量
為滿足測(cè)圖需要,在測(cè)繪地形圖之前,需在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)采用RTK或者光電測(cè)距導(dǎo)線加密控制點(diǎn)。地形圖測(cè)繪采用全外業(yè)數(shù)字測(cè)圖,使用全站儀觀測(cè),配合“南方CASS繪圖軟件”繪制數(shù)字地形圖,測(cè)圖使用的數(shù)據(jù)采集、處理和編輯系統(tǒng)的軟、硬件,要經(jīng)過檢查鑒定,符合要求方可作業(yè)使用。
作業(yè)的視距長(zhǎng)度不得大于160米,且以能保證草圖繪制和標(biāo)注正確為原則。
對(duì)自然地貌一般用等高線加高程注記點(diǎn)表示,人工地貌則用符號(hào)配合等高線表示,以充分顯示地貌形態(tài)特征。
數(shù)據(jù)采集應(yīng)遵循有順序地對(duì)相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)采集的原則,應(yīng)避免不相關(guān)點(diǎn)間的交叉采集。對(duì)每一地物要連續(xù)進(jìn)行采集,草圖繪制要詳細(xì),繪圖員與觀測(cè)員經(jīng)常校對(duì)地形點(diǎn)的編號(hào)與編碼,防止出現(xiàn)差錯(cuò)。地貌數(shù)據(jù)的采集密度應(yīng)根據(jù)地貌完整程度和坡度大小而定。
居民地房屋、圍墻要逐一測(cè)繪,居民地內(nèi)部規(guī)劃整齊的房屋要詳細(xì)測(cè)繪,根據(jù)房屋的層次、結(jié)構(gòu)分別表示,對(duì)非正規(guī)房屋按街區(qū)適當(dāng)綜合。對(duì)現(xiàn)有的水利設(shè)施,如河流、渠道、涵閘應(yīng)詳細(xì)測(cè)繪。對(duì)于電力線、通信線的電桿、鐵塔等均逐個(gè)定位表示。溝渠、坑塘、涵閘、墳地、經(jīng)濟(jì)林、菜地、打谷場(chǎng)、公路、鄉(xiāng)村路、小路等地物按規(guī)范要求逐一測(cè)繪。境界應(yīng)詳細(xì)測(cè)繪至縣級(jí),當(dāng)多級(jí)境界重合時(shí),表示最高一級(jí)境界。地形圖上應(yīng)標(biāo)出線路中心線和整百米樁位置,并注記“線路中心線”。
1.4 線路縱斷面測(cè)量
新建引水管線僅測(cè)量縱斷面。遇到地形變化處或線路中心線穿越地面構(gòu)筑物、鐵路、公路、路堤、路塹、堤防、河渠、水溝等主要地物,均應(yīng)加測(cè)縱斷點(diǎn)。
斷面圖的繪制采用微機(jī)繪圖,將外業(yè)采集的縱、橫斷面數(shù)據(jù),利用“南方CASS”軟件繪制斷面圖??v斷面圖水平比例尺通常要小于豎直比例尺,目的是為了更加清晰的表示地形起伏狀況。
2 結(jié)束語(yǔ)
引水工程是關(guān)乎百姓切身利益的一項(xiàng)重大工程,工程實(shí)施過程中的測(cè)量工作直接關(guān)乎整個(gè)工程的進(jìn)度和質(zhì)量。通過總結(jié)得出工程測(cè)量的具體方法,為今后相關(guān)測(cè)量工作提供有效的作業(yè)參考。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李全,陳超.趙山渡引水工程測(cè)量監(jiān)理實(shí)踐[J].水利水電技術(shù),2001(02).
[2]李文棟,潘傳兵.淺談水利水電工程測(cè)量監(jiān)理[J].水利水電技術(shù),2003(12).
Abstract: in the engineering construction area layout measure control network, its results not only meets the large scale topographic map surveying the need, but also meet the needs of the general projects layout. When construction lofting requirements in the two control net by the length and the length of the coordinates should as far as possible and is consistent with national coordinate system and the coordinate results in most cases is unable to meet these requirements. This paper mainly expounds the methods to set up the independent coordinate system engineering, through in situations water supply project of qian county and feasibility study stage of the application of the measurement and draw some useful conclusions and Suggestions.
Keywords: national coordinate system, independent coordinate system, the central meridian, counter elevation face
中圖分類號(hào):K826.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1.獨(dú)立坐標(biāo)系的建立方法
1.1抵償高程面法
在國(guó)家高斯坐標(biāo)系中,其投影面為參考橢球面;而一般在工程控制網(wǎng)中,高程基準(zhǔn)面往往不是參考橢球面,而是與參考橢球面不重合的測(cè)區(qū)平均高程面。從而導(dǎo)致以國(guó)家高斯坐標(biāo)系中的坐標(biāo)反算出來的距離與實(shí)際地面的長(zhǎng)度不相等。
1.2任意投影帶法
把中央子午線移到測(cè)區(qū)中央,建立任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系,這樣可以使測(cè)區(qū)的兩項(xiàng)改正在測(cè)區(qū)中央幾乎為零。
1.3抵償高程面+任意投影帶法
選擇平均高程面作投影面,通過測(cè)區(qū)中心的子午線作為中央子午線,按高斯投影計(jì)算平面直角坐標(biāo)。選擇這種獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì),在于保證測(cè)區(qū)中心處y=0,H=0,使式:
中的 為0 ,作到測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的綜合長(zhǎng)度變形為最小。為此,應(yīng)對(duì)用作控制測(cè)
量起算數(shù)據(jù)的國(guó)家大地點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行如下處理
(1)利用高斯投影坐標(biāo)正反算的方法,將國(guó)家點(diǎn)的平面坐標(biāo)換算成大地坐標(biāo)(B,L);并由大地坐標(biāo)計(jì)算這些點(diǎn)在選定的中央子午線投影帶內(nèi)的平面直角坐標(biāo)(x,y)。
(2)按加抵償高坐標(biāo)換算的方法,計(jì)算這些點(diǎn)在新的橢球內(nèi)的坐標(biāo)。
2.乾縣供水工程獨(dú)立坐標(biāo)系的建立
2.1工程概況
乾縣城鄉(xiāng)供水工程地處渭北旱塬,供水水源為羊毛灣水庫(kù),供水末端為縣城第三水廠,線路總長(zhǎng)21公里。
布設(shè)方案:平面控制布設(shè)為四等GPS網(wǎng)。從羊毛灣水庫(kù)至乾縣第三水廠每4公里左右靠近線路埋設(shè)一組GPS標(biāo)石,點(diǎn)間距離控制在1km左右,GPS點(diǎn)編號(hào):Di(i=01,02,……,12。),與三個(gè)國(guó)家GPS點(diǎn)構(gòu)成四等GPS網(wǎng)。GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)總體可靠性≥0.3,重復(fù)基線測(cè)量占獨(dú)立確定(不相關(guān))基線總數(shù)的百分?jǐn)?shù)≥10%。
2.2 GPS點(diǎn)位的埋設(shè)以及觀測(cè)方法均按照《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)(SL197-97)規(guī)范執(zhí)行。
2.3數(shù)據(jù)處理
2.3.1首先采用GPS后處理軟件(Ashtech Solutions2.6)進(jìn)行基線解算,接著進(jìn)行觀測(cè)成果的檢校,其同一時(shí)段觀測(cè)值的數(shù)據(jù)剔除率應(yīng)小于10%。對(duì)于重復(fù)觀測(cè)邊的任意兩個(gè)時(shí)段的成果互差,應(yīng)小于接收機(jī)標(biāo)稱精度的2 倍。同步觀測(cè)環(huán)、異步觀測(cè)環(huán)各坐標(biāo)分量閉合差的限差按《水利水電工程測(cè)量規(guī)范(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)(SL197-97)規(guī)范執(zhí)行。
2.3.2 采用GPS工程測(cè)量網(wǎng)通用平差軟件包(CosaGPS V5.20),以所有獨(dú)立基線組成閉合圖形進(jìn)行GPS網(wǎng)的無約束平差,然后在無約束平差確定的有效觀測(cè)量基礎(chǔ)上,進(jìn)行1980年西安坐標(biāo)系下的約束平差。
2.3.3獨(dú)立坐標(biāo)系的建立
由于該測(cè)區(qū)內(nèi)投影長(zhǎng)度變形值為10cm/km,需建立獨(dú)立坐標(biāo)系。采用CosaGPS V5.20,以D06為原點(diǎn),以D06~D08的方位為起始方位,投影面高程為650m,進(jìn)行獨(dú)立坐標(biāo)系下的約束平差,平差后控制網(wǎng)的最弱相鄰點(diǎn)邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為1/220000
由表1可以看出獨(dú)立系統(tǒng)下的GPS點(diǎn)坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)很接近地面實(shí)測(cè)邊長(zhǎng),都可以達(dá)到1/40000??梢詽M足大比例尺測(cè)圖以及施工放樣的需求。
3.靖邊能源化工綜合利用產(chǎn)業(yè)園供水工程可研階段測(cè)量
3.1測(cè)區(qū)概況
靖邊能源化工綜合利用產(chǎn)業(yè)園區(qū)供水工程由金雞沙引水工程和白城則引水工程兩部分組成。白城則輸水線路從無定河取水,至園區(qū)水廠,主線路長(zhǎng)約41.36km,比較線路長(zhǎng)約20.06km。金雞沙輸水線路從金雞沙水庫(kù)取水,至園區(qū)水廠,線路全長(zhǎng)約38.42km。
3.2布設(shè)方案:基本平面控制布設(shè)為四等GPS網(wǎng)。每4公里左右埋設(shè)一組(三套)GPS標(biāo)石并靠近線路布設(shè),GPS點(diǎn)編號(hào):Di(i=01,02,…,56)。上述Di點(diǎn)和國(guó)家級(jí)三角點(diǎn)統(tǒng)一構(gòu)成四等GPS網(wǎng)。
3.4數(shù)據(jù)處理
3.4.1 同2.3里的前兩項(xiàng)。
3.4.2獨(dú)立坐標(biāo)系的約束平差:首先反算海則灘鄉(xiāng)F047和靖邊縣1302(1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo))三角點(diǎn)的邊長(zhǎng),將其投影至1300高程面;然后以海則灘鄉(xiāng)F047(1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo))為坐標(biāo)起算點(diǎn),固定海則灘鄉(xiāng)F047~靖邊縣1302和海則灘鄉(xiāng)F047~Ⅲ沙家梁的方位,以海則灘鄉(xiāng)F047~靖邊縣1302、D54~D55、D55~D56、D56~D54等邊長(zhǎng),并投影至1300高程面的距離作為已知邊長(zhǎng),將其它36條地面實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)(投影至1300高程面)作為觀測(cè)值與GPS網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合平差,平差后的最弱相鄰點(diǎn)邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差最大為1/97346<1/40000,滿足規(guī)范要求。
3.4.3 GPS成果檢測(cè):用GPS點(diǎn)(獨(dú)立坐標(biāo)系)坐標(biāo)反算其角度,與全站儀實(shí)測(cè)的GPS點(diǎn)間角度比較,其角度較差均小于7.07″,滿足規(guī)范要求。說明GPS測(cè)量采用上述平差方法解決了獨(dú)立坐標(biāo)系下高斯投影和大地水準(zhǔn)面投影改正對(duì)觀測(cè)邊長(zhǎng)的影響。 表2
GPS點(diǎn)邊長(zhǎng)投影計(jì)算
由表2可以看出獨(dú)立系統(tǒng)下的GPS點(diǎn)坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)很接近地面實(shí)測(cè)邊長(zhǎng),都可以達(dá)到1/40000。可以滿足大比例尺測(cè)圖以及施工放樣的需求。
4.結(jié)論和建議
通過理論和實(shí)例驗(yàn)證充分說明了建立獨(dú)立坐標(biāo)系的確可以解決邊長(zhǎng)投影變形的問題,通過邊長(zhǎng)比較表可以看出兩個(gè)點(diǎn)平均高程越接近投影面高程的投影變形越小,離起算點(diǎn)和起始方位越近變形也越小,這也正好符合高斯投影的規(guī)律。筆者建議在長(zhǎng)距離線狀工程測(cè)量中,盡可能采用任意投影帶,并且選用抵償高程面綜合考慮建立獨(dú)立坐標(biāo)系。平差計(jì)算時(shí),我們也可以考慮加入地面實(shí)測(cè)邊長(zhǎng),所加入的邊長(zhǎng)最好采用較為精準(zhǔn)的全站儀,如徠卡TS06、TCA2003等。并且應(yīng)將該邊長(zhǎng)投影至所選擇的高程投影面上。
參考文獻(xiàn)
[1] 孟魯閩等 控制測(cè)量學(xué)[M] 煤炭工業(yè)出版社 2006。
中圖分類號(hào):TV74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-828X(2012)09-0-01
一、工程概況
木坡水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州小金縣木坡鄉(xiāng)境內(nèi)。本電站為日調(diào)節(jié)電站,開發(fā)目的為發(fā)電和兼顧下游生態(tài)用水,無其它綜合利用要求。電站廠房對(duì)岸有S210省道通過,廠區(qū)岸附近0.8 km有鄉(xiāng)村公路通過,廠房距小金縣縣城約33km,距成都521km,對(duì)外交通較為方便。木坡電站為混合式開發(fā),樞紐建筑物主要由首部樞紐、引水系統(tǒng)和廠區(qū)樞紐組成。
二、小型水電站控制測(cè)量方法
小水電站工程控制測(cè)量工作的主要內(nèi)容是依據(jù)工程性質(zhì),執(zhí)行《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》(SL197-97)建立平面和高程控制網(wǎng)。
1.平面控制網(wǎng)的布設(shè)形式及選點(diǎn)
在小型水電控制測(cè)量過程中,利用全站儀采用導(dǎo)線的形式是現(xiàn)在常見的一種形式,導(dǎo)線選點(diǎn)不受地形限制,能在所需要的地方布點(diǎn)。木坡水電站平面施工控制網(wǎng)布設(shè)成三等導(dǎo)線形式,為了保證施工控制網(wǎng)平面坐標(biāo)與設(shè)計(jì)階段平面坐標(biāo)的一致性,控制網(wǎng)應(yīng)在已有國(guó)家控制點(diǎn)上進(jìn)行引測(cè)。為確保控制點(diǎn)的精度和準(zhǔn)確性,進(jìn)行誤差的檢核,一般布設(shè)成閉合導(dǎo)線形式。在選點(diǎn)過程中,盡可能地減少壩址與廠房之間布點(diǎn)的數(shù)量,導(dǎo)線適宜布置成直線型。如圖1所示。
圖1 A線示意圖
各施工區(qū)如壩址、洞口、廠房等局部控制網(wǎng)采用《水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范》(DL/T5173-2003)布設(shè)成三角網(wǎng)的形式,布點(diǎn)時(shí),每處至少應(yīng)布設(shè)2-3個(gè)點(diǎn),并使各相鄰點(diǎn)兩兩通視,如圖2所示。
圖2 廠區(qū)示意圖
2.平面控制網(wǎng)的觀測(cè)
三等導(dǎo)線控制網(wǎng)觀測(cè)采用TCA2003全站儀精確的測(cè)量水平角及各邊水平距離。TCA2003全站儀根據(jù)控制網(wǎng)測(cè)量的精度要求,在機(jī)內(nèi)提供了多測(cè)回方向觀測(cè)程序,該程序允許對(duì)未知點(diǎn)進(jìn)行(水平角、天頂距、斜距)觀測(cè),并能計(jì)算出多測(cè)回觀 測(cè)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差,每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)必須進(jìn)行盤左、盤右觀測(cè)。
3.高程控制測(cè)量
高程控制網(wǎng)首級(jí)網(wǎng)采用水準(zhǔn)測(cè)量的方式,沿著整個(gè)施工區(qū)布設(shè)成支水準(zhǔn)路線,采用二等水準(zhǔn)測(cè)量往返觀測(cè),并進(jìn)行平差。特別需要注意的是,在這個(gè)過程中的各項(xiàng)限制的精度要求,要求測(cè)量所控制的精度能夠滿足后續(xù)施工的需要,防止由于數(shù)據(jù)精度問題不滿足施工要求所造成的返工。
各施工區(qū)平面控制網(wǎng)控制點(diǎn)的高程按三等三角高程網(wǎng)測(cè)定。采用全站儀與首級(jí)控制網(wǎng)二等水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成三角網(wǎng)直接進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)。
4.數(shù)據(jù)處理
平面和高程數(shù)據(jù)處理分別采用2維網(wǎng)和1維網(wǎng)平差計(jì)算,利用軟件完成。經(jīng)解算、質(zhì)量檢核、外業(yè)校核點(diǎn)校核后,得到控制點(diǎn)的三維坐標(biāo),其各項(xiàng)精度指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求。
三、小結(jié)
小水電工程的測(cè)量過程中,經(jīng)常布設(shè)為全站儀施測(cè)三維導(dǎo)線的測(cè)量方法,而且采用TCA2003全站儀進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)人員只需瞄準(zhǔn)一次目標(biāo)觀測(cè)目標(biāo),在后面觀測(cè)過程中,儀器自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量、觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄和處理判斷,節(jié)約時(shí)間,減少了記錄,從而避免了人工讀聽中可能出現(xiàn)的差錯(cuò);在測(cè)量精度上,比常規(guī)儀器作業(yè)精度高。同時(shí),由于實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)觀測(cè),記錄,照準(zhǔn)等,減少了偶然誤差對(duì)控制網(wǎng)精度的影響。
參考文獻(xiàn):
[1]徐福國(guó).全站儀在拉西瓦水 電站工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2003.