【正文】 廣義 線路 工程測(cè)量學(xué) 與 其他學(xué)科關(guān)系聯(lián)系緊密，解決精度復(fù)雜的 線路 工程測(cè)量課題需要高新技術(shù)發(fā)展和其他學(xué)科的支持，同樣 線路 工程測(cè)量的研究成果也可應(yīng)用到其他學(xué)科領(lǐng)域，因此，它也不是一個(gè)單一的學(xué)科，而是與 許多學(xué)科之間相互滲透、相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 25 結(jié) 論 本文對(duì)線性工程測(cè)量 技術(shù) 與 方法 研究進(jìn)行了細(xì)致的論述和研究，通過本課題的研究可以了解到工程測(cè)量的發(fā)展情況和整個(gè)測(cè)繪專業(yè)的發(fā)展情況基本上是一致的，發(fā)展趨勢(shì)是服務(wù)領(lǐng)域越來越廣，與其他學(xué)科結(jié)合更加緊密。 GPS RTK 技術(shù)的強(qiáng)大功能和潛力尚未充分挖掘 ， 與 GIS 集成、實(shí)時(shí)控制、綜合自動(dòng)化作業(yè)是未來的發(fā) 展方向 ， 隨著科技的不斷進(jìn)步 ， 精度更高、初始化速度更快、環(huán)境限制性更小、抗干擾能力更強(qiáng)的 RTK 系統(tǒng)將會(huì)很快出現(xiàn)。 但 RTK 同時(shí)也存在著一些不足的地方 ， 比如受衛(wèi)星狀況限制 ； 天空環(huán)境影響 ；數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小的問題 ； 初始化能力和所需時(shí)間問黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 24 題 ； 精度和穩(wěn)定性問題 ； 高程異常等等問題。它不受人為因素的影響 ，整個(gè)作業(yè) 過程全由電腦控制 ， 自動(dòng)記錄 ， 自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理 ， 自動(dòng)平差計(jì)算。使測(cè)量工作變得更容易更輕松。因此 ， 和傳統(tǒng)測(cè)量方法相比 ， RTK 技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小。 降低了作業(yè)條件要求。 作業(yè)效率高。 線路工程測(cè)量分析 總結(jié) 通過用 RTK 在道路放樣工程的實(shí)踐應(yīng)用 ， 得出以下幾點(diǎn)體會(huì) : 定位精度高 ， 數(shù)據(jù)安全可靠 ， 沒有誤差積累 。在用全站儀修測(cè)地形的同時(shí) ， 對(duì)放樣點(diǎn)進(jìn)行抽檢實(shí)測(cè) ， 與設(shè)計(jì)的坐標(biāo)予以核對(duì) ， 以檢驗(yàn) RTK 放樣的實(shí)際精度 ，具體見表 ： 表 點(diǎn)號(hào) 放樣點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo) 全站儀實(shí)測(cè)坐標(biāo) 差值 1 X X Y Y 2 X X Y Y 3 X X Y Y 4 X X Y Y 5 X X Y Y 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 23 6 X X Y Y 7 X X Y Y 8 X X Y Y 9 X X Y Y 最大差值 可以看出 ， 用 RTK 放樣的點(diǎn)精度良好。檢查放樣過程中出現(xiàn)的各種情況 ， 并對(duì)精度進(jìn)行檢查 ， 最后整理形成放樣報(bào)告資料。 （ 3） 圓曲線放樣 ： 在手簿里輸入圓心坐標(biāo)、半徑數(shù)據(jù) ， 再根據(jù)需要放樣的圓曲線上的數(shù)據(jù)輸入手簿 ， 即可按照手簿導(dǎo)航圖的指示進(jìn)行實(shí)地定點(diǎn)。 實(shí)地放樣 （ 1） 實(shí)地單點(diǎn)坐標(biāo)放樣 ： 在手簿里輸入待放點(diǎn)的坐標(biāo) ， 通過手簿與移動(dòng)站接收機(jī)的連接 ， 手簿立即顯示待放點(diǎn)位置導(dǎo)航圖 ， 根據(jù)導(dǎo)航圖的指示 ， 在有效的固定解狀態(tài)下 ， 移動(dòng)移動(dòng)站接收機(jī) ， 當(dāng)移動(dòng)站接收機(jī)接近待放點(diǎn)位置時(shí) ， 會(huì)發(fā)出 “ 嘀 ”的一聲黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 提示音 ， GPS 開始進(jìn)入有效解狀態(tài)時(shí) ， 通過手簿顯示與待放點(diǎn)的相對(duì)位移 ， 調(diào)整接收機(jī)位置 ， 達(dá)到符合放樣點(diǎn)坐標(biāo)位置即可實(shí)地定點(diǎn) ， 然后進(jìn)行下一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的放樣。接著輸入基準(zhǔn)站的坐標(biāo)和海拔高 ， 然后校正。 線路工程測(cè)量的野外作業(yè)流程 設(shè)置參考站和流動(dòng)站 由于本作業(yè)區(qū)域與某辦公樓相對(duì)距離較近 ， 且該辦公樓屋頂現(xiàn)有已 知控制點(diǎn) ， 視野開闊 、 無干擾 ， 故將基準(zhǔn)站架設(shè)在該樓頂已知的四等 GPS 控制點(diǎn)上。按照上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的指示精神 ， 需要對(duì)環(huán)城南路主干道中線進(jìn)行放樣 ， 并要求每隔 60 米左右放樣一個(gè)點(diǎn) ， 以供供電系統(tǒng)架設(shè)電線及自來水公司給水管道的敷設(shè) ， 且需每相鄰兩點(diǎn)相互通視。本文結(jié)合自己實(shí)際利用南方雙頻靈銳 S82 進(jìn)行線路工程放樣的應(yīng)用 ， 談?wù)剬?duì) RTK 的認(rèn)識(shí)。過去采用常規(guī)的放樣方法很多 ， 如經(jīng)緯儀交會(huì)放樣 ， 全站 儀的邊角放樣等等 ， 一般要放樣出一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位時(shí) ， 往往需要來回移動(dòng)目標(biāo) ， 而且要 23 人操作 ， 同時(shí)在放樣過程中還要求點(diǎn)間通視情況良好 ， 在生產(chǎn)應(yīng)用上效率不是很高 ， 有時(shí)放樣過程中遇到困難的情況需借助于很多方法才能完成作業(yè) 。 本章小結(jié) 本章主要介紹線路工程測(cè)量的技術(shù)和方法 ， 對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用 的論述 ， 通過現(xiàn)有測(cè)量方法和新測(cè)量方法的比較 ， 總結(jié)新技術(shù)與方法的發(fā)展方向和未來的智能化測(cè)量趨勢(shì)。 GPS RTK 技術(shù) 對(duì)測(cè)量技術(shù)來說 更 是一場(chǎng)技術(shù)革命，使測(cè)量方法發(fā)生了黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 質(zhì)的變化 ， 真正實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的單兵作業(yè) ， 經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)可觀的。 GPS 高精度高程測(cè)量同高精度的平面測(cè)量一樣 ， 是 GPS 測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。 （ 4） GPS 測(cè)量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度 ， 減少野外砍伐工作量 ， 提高作業(yè)效率。這種技術(shù) 非常適合路線、橋、隧勘察。 （ 3） GPS RTK 技術(shù)將徹底改變公路測(cè)量模式。它不受人為因素的影響。它的作業(yè)不受距離限制 ， 非常適合于國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重地區(qū)、地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。利用 GPS 技術(shù)測(cè)量能克服上述列舉的缺陷。 GPS 是美國陸?？杖娐?lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，不 僅具有良好的抗干擾性和保密性，而且具有全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位能力，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。 （ 2） 長大隧道、特大橋多為地形復(fù)雜困難地帶 ， 進(jìn)行通視和網(wǎng)形常規(guī)控制測(cè)量 ，往往砍伐工作量相當(dāng)大 ， 這樣測(cè)設(shè)費(fèi)用很大 ， 作業(yè)艱苦。 （ 1） 長大隧道、特大橋等構(gòu)造物一般要求測(cè)量等級(jí)在四等以上。由于通視的原因 ,這一條件難以滿足 ,甚至在大范圍密林、密灌地區(qū) ， 根本無法實(shí)施常規(guī)控制測(cè)量。 （ 4） 地面通視困難往往影響常規(guī)測(cè)量的實(shí)施。在這些地區(qū)進(jìn)行路線測(cè)量作業(yè) ， 往往在 50 km 以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測(cè)點(diǎn)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 （ 3） 地點(diǎn)破壞嚴(yán)重 ， 影響測(cè)量作業(yè)。這種要求一般在實(shí)際作業(yè)中難以達(dá)到 ， 往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。 常規(guī)測(cè)量方法的缺陷 （ 1） 對(duì)附合導(dǎo)線長 、 閉合導(dǎo)線長及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定 ， 一般對(duì)于高等級(jí)公路均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線要求 。特別是全球定位系統(tǒng) (GPS)、地理信息系統(tǒng) (GIS)、攝影測(cè)量與遙感 (RS)以及數(shù)字化測(cè)繪和地面測(cè)量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，使工程測(cè)量的手段、方法和理論產(chǎn)生了深刻的變化。其方法主要有全站儀測(cè)量， GPS 接收機(jī)測(cè)量、激光跟蹤儀測(cè)量以及激光掃描儀測(cè)量等。準(zhǔn)直測(cè)量的方法很多，光學(xué)測(cè)量方法有測(cè)小角法、活動(dòng)標(biāo)牌法、光電測(cè)量方法有激光準(zhǔn)直法等，機(jī)械方法有引張線法等。三角高程測(cè)量是依據(jù)兩點(diǎn)間的水平距離和經(jīng)緯儀觀測(cè)的垂直角，應(yīng)用三角公式計(jì)算出兩點(diǎn)間的高差。幾何水準(zhǔn)測(cè)量是經(jīng)典高差測(cè)量方法，使用的儀器是水準(zhǔn)儀，其原理是借助于水平視線獲取豎立 在兩點(diǎn)上的標(biāo)尺讀數(shù)，從而測(cè)定兩尺點(diǎn)間的高差。在特殊工程測(cè)量應(yīng)用中距離測(cè)量還包括偏距測(cè)量。視距測(cè)量是利用裝有視距絲裝置的測(cè)量儀器配合標(biāo)尺，利用相似三角形原理，間接測(cè)定兩點(diǎn)間的距離，該測(cè)量方法操作方便，但精度一般較黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 18 低。 距離測(cè)量 距離是幾何測(cè)量的基本元素，距離測(cè)量的方法主要有三種：直接丈量、間接視距測(cè)量和物理測(cè)距。垂直角也稱豎直角、俯仰角或高度角，而視線與鉛垂線的夾角稱為天頂距。垂直角是一點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的視線與水平面的夾。 下面介紹幾種常規(guī)的測(cè)量方法： 角度測(cè)量 角度 是幾何測(cè)量的基本元素，包括水平角和垂直角。可見，測(cè)量儀器在線路工程測(cè)量中占有相當(dāng)重要的地位和作用，也可以說線路工程測(cè)量離不開測(cè)量儀器。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)的 發(fā)展與應(yīng)用 ,將促使精密工程測(cè)量和工業(yè)測(cè)量向一體化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。 此外 , GPS 技術(shù)在特種精密工程測(cè)量中亦得以廣泛應(yīng)用 ,采用 GPS 連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng) ,能有效地對(duì)大壩等進(jìn)行變形監(jiān)測(cè) ,能檢測(cè)出大壩三維位移。它不僅在航空航天工業(yè)、汽車制造、艦船天線、加速器、核電站及精密機(jī)械等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用 ,而且在軍事部門也有廣泛的應(yīng)用前 景。還有實(shí)時(shí)攝影測(cè)量系統(tǒng) ,它是能過裝有電荷耦合器 CCD 面陣傳感器的固態(tài)電子攝影機(jī)與數(shù)字處理技術(shù)融為一體的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。 隨著城市化進(jìn)程的加快 ,城市工程建設(shè)快速發(fā)展 ,高聳建構(gòu)筑物 ,如上海東方明珠電視塔 ,北京中央電視塔 ,深圳帝王大廈 ,廣州國際大廈 ,上海金茂大廈等超高層建構(gòu)筑物 ,其設(shè)計(jì)和施工都達(dá)到了國際先進(jìn)水平 ,作為為設(shè)計(jì)和施工提供測(cè)繪保障的工程測(cè)量工作 ,亦都保證 達(dá)到了設(shè)計(jì)與施工安裝的高精度要求 ,保證了工程的質(zhì)量。 目前 ， 精密測(cè)量和工業(yè)測(cè)量技術(shù)已向自動(dòng)化、智能化、實(shí)時(shí)化和系統(tǒng)化方向發(fā)展 ，如以 電子經(jīng)緯儀或自動(dòng)全站儀等多個(gè)傳感器集成和綜合應(yīng)用的自動(dòng)化電子測(cè)量系統(tǒng) ，它能夠發(fā)現(xiàn)并精確照準(zhǔn)目標(biāo) ,同時(shí)可鎖定跟蹤目標(biāo)測(cè)量 ,以及精密三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng) ，如激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng) ， 它們都具有快速、動(dòng)態(tài)、高精度的特點(diǎn) ， 可實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)精密觀測(cè) ， 以獲取三維坐標(biāo) ， 這些技術(shù)已廣泛用于航天、航空、汽車、造船、精密機(jī)器制造、核工業(yè)等精密工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域 ， 以及大型橋梁、大型水壩、電站、水利樞紐、地鐵、結(jié)構(gòu)等工程的精密施工測(cè)量和沉降與變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)等特種精密工程測(cè)量 ， 并實(shí)現(xiàn)了高精度的測(cè)量效果 ， 如北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建設(shè)中采用精密測(cè)量方法 ， 保證了 工程設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的控制網(wǎng)點(diǎn)位精度和設(shè)備安裝精度的要求 ， 確保了工程質(zhì)量 。為了保證這些規(guī)模巨大、技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備精尖和生產(chǎn)過程高度自動(dòng)化的建設(shè)工程和工業(yè)生產(chǎn) ，按設(shè)計(jì)要求順利施工、安裝和正常生產(chǎn)運(yùn)營 ， 并保證質(zhì)量和安全 ， 需要采用高精度的特殊方法進(jìn)行測(cè)量保障 ， 便形成了特種精密工程測(cè)量和工業(yè)測(cè)量。通過對(duì)這些內(nèi)容的研究探討，為我下面的技術(shù)分析和實(shí)際操作做了充分的準(zhǔn)備。 施工測(cè)量是工程技術(shù)指標(biāo) 、 線形 、 施工質(zhì)量保證的先決條件 ， 如果施工測(cè)量出了問題 ， 工程實(shí)體質(zhì)量再好也沒有用 ， 因?yàn)樗荒軡M足使用技術(shù)條件和其他方面的要求 ，因此 ， 對(duì)施工測(cè)量必須給予高度的重視 ， 只要遵守規(guī)程 ， 認(rèn)真復(fù)測(cè)和進(jìn)行檢核是可以作到萬無一失的 [7]。 （ 6） 供襯砌用臨時(shí)中線點(diǎn)必須使用經(jīng)緯儀測(cè)定 ， 其延伸距離不宜大于 10 m。 （ 4） 采用中線進(jìn)洞控制的中線點(diǎn)距 ， 直線隧道不宜短于 100m， 就曲線部分不宜短于 50m， 正倒鏡延長中線點(diǎn)時(shí) ， 其橫向偏差不得大于 5m。 （ 2） 洞內(nèi)導(dǎo)線盡量沿中線布設(shè) ， 邊長直線隧道不宜短于 200m， 曲線隧道不宜短于 70m 。 隧道注意事項(xiàng) （ 1） 洞外控制點(diǎn)的選點(diǎn) ， 應(yīng)結(jié)合平面線形與洞口投點(diǎn)需要布設(shè)。 （ 3） 橋址河流兩岸 ， 至少應(yīng)各設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn) ， 對(duì)地質(zhì)條件較差 ， 易受破壞的地段 , 應(yīng)加設(shè)輔助水準(zhǔn)點(diǎn)。 對(duì)中小橋涵每端只設(shè)一個(gè)即可。季節(jié)凍融地區(qū) , 在凍融以后 ， 也行復(fù)測(cè)核對(duì)其準(zhǔn)確性。 （ 3） 水準(zhǔn)點(diǎn)間距不宜大于 1km， 在人工構(gòu)造物、高填深挖地段、工程量集 中、地形復(fù)雜地段宜臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn) ， 以方便使用。 公路施工要求 （ 1） 在施工全過程中 ， 保證新設(shè)控制點(diǎn)與相鄰控制點(diǎn)間能夠互相通視 ， 便于觀測(cè)。也可采用極坐標(biāo)法，從起拱線高程起，按角度與距離控制半圓形拱斷面。斷面的起拱線、腰線、路面底、頂面與洞的幾何尺寸由設(shè)計(jì)得到，測(cè)設(shè)時(shí)，以中線和起拱線為依據(jù)。 （ 2）隧道坡度和高程 考慮隧道縱斷面的視距問題，一般縱斷面設(shè)計(jì)成單一坡度，豎曲線設(shè)在洞口或洞外，根據(jù)施工方法，一般用控制隧道腰線或洞頂高程進(jìn)行放樣測(cè)量。用目測(cè)法定出工作面中線，以確定開挖范圍和布置炮眼。 每個(gè)中線樁相距 左右設(shè)兩個(gè)臨時(shí)點(diǎn)。 （ 1）隧道中線方向、曲線 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 14 在隧道開挖過程中，一般 20m 左右設(shè)一中線樁，以標(biāo)定開挖方向，控制開挖斷面形狀，襯砌時(shí)定出拱模位置，保證正確、安全掘進(jìn)。按照導(dǎo)線測(cè)量方法測(cè)定并計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo)，并對(duì)中樁進(jìn)行檢查和改正，以便指導(dǎo)施工。也可與中樁或?qū)Ь€點(diǎn)樁共用。 （ 1）地下樁點(diǎn)設(shè)置 地下樁點(diǎn)要根據(jù)施工方法、巖層性質(zhì)，可設(shè)在頂部或底部，保證在施工過程中不產(chǎn)生位移和方便保護(hù)。 （ 2） 豎井聯(lián)測(cè) 用豎井施工的隧道，地下起始點(diǎn)坐標(biāo)、高程和起始邊方向，均由豎井傳遞到地下。通過洞外控制測(cè)量，可控制開挖方向或洞口定位的洞外中線點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在便于施工和不易破壞的地方。一般在路線測(cè)量時(shí)以建立水準(zhǔn)點(diǎn)。每個(gè)洞口最好有三個(gè)控制點(diǎn)作為引測(cè)進(jìn)洞的依據(jù)。三角網(wǎng)應(yīng)布成與路線相同方向延伸的三角鎖，盡可能垂直于貫通 面。 曲線隧道 ： 當(dāng)整個(gè)隧道在曲線上時(shí)，應(yīng)盡量沿兩洞的連線布設(shè)導(dǎo)線；兩端洞口附近為曲線時(shí)，應(yīng)沿切線布設(shè)導(dǎo)線；中部為直線時(shí)，則中部沿中線布設(shè)導(dǎo)線。根據(jù)施工條件，一般是把隧道中線精確標(biāo)定于隧道洞頂?shù)孛嫔?。首先選定洞口、豎井口等位置，釘樁標(biāo)明；在選通視條件好、易于固定的位置，標(biāo)明 控制點(diǎn)編號(hào)，最后進(jìn)行測(cè)量放樣。 測(cè)量工作的主要內(nèi)容： （ 1） 建立地面上的平面和高程控制網(wǎng)； （ 2） 將地面點(diǎn)的坐標(biāo)、方向、高程傳遞到地下的聯(lián)測(cè)工作； （ 3）