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一、概述
精密工程測量絕對精度達(dá)到毫米級,相對精度達(dá)到 10 -6 量級。從測量方案設(shè)計、實地施測到成果處理和利用的各個階段中都要利用誤差理論進(jìn)行分析。主要包括精密工程控制網(wǎng)的建立(如特大型橋梁)、精密施工放樣(如超高層建筑物)、精密設(shè)備安裝與檢測(如高能位子加速器)、精密變形監(jiān)視(如大型水壩)。
二、與普通工程測量相比的特點
1、數(shù)據(jù)獲取上有更高的精度要求;
2、需要研制新儀器和專用設(shè)備,提高自動化程度及精度;采取措施改進(jìn)誤差改正方法;研究新的測量技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法,形成成熟的理論。
3、是服務(wù)于各種工程中精度要求最高的那部分,服務(wù)范圍小,但起著關(guān)鍵性的作用;
4、所用儀器設(shè)備必須具有較高的性能,以保證測量成果的精度、可靠性和有效性。
三、施測方法和儀器
1、精密角度測量:全站儀(徠卡 TPS2000 全站儀,一測回方向標(biāo)準(zhǔn)差 0.5″)。此外還需減弱對中誤差、目標(biāo)偏心差、照準(zhǔn)誤差、豎軸傾斜誤差、環(huán)境影響。
2、精密距離測量:數(shù)十米內(nèi)使用雙頻激光測距儀(相對精度達(dá)到 5×10 -7 );數(shù)百米內(nèi)使用因瓦基線尺(相對精度高于 10 -6 );數(shù)千米內(nèi)使用精密光電測距或全站儀。
3、精密高程測量:幾何水準(zhǔn)測量仍是最主要方法。采用自動安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀、液體靜力水準(zhǔn)測量。
液體靜力水準(zhǔn)測量具有高精度、遙測、自動化、可移動和可持續(xù)測量等特點,一般不用于建立精密高程控制網(wǎng),而用于特殊條件下的工程水準(zhǔn)測量。
4、精密準(zhǔn)直測量:即觀測基本位于同一水平基準(zhǔn)線上的點的偏移。光學(xué)測量方法有小角法、活動標(biāo)牌法;光電測量方法有激光準(zhǔn)直法等;機(jī)械法有引張線法等。
5、精密垂準(zhǔn)測量:高精度垂準(zhǔn)測量精度通常要求達(dá)到亞毫米級。是以過基準(zhǔn)點的鉛垂線為基準(zhǔn)線測定沿垂直基準(zhǔn)線分布的目標(biāo)點相對于鉛垂線的水平距離??梢杂霉鈱W(xué)法、光電法或機(jī)械法。
四、一般精密控制網(wǎng)布設(shè)
一般一次布網(wǎng),分級布設(shè)時,其等級一般不具有上級網(wǎng)控制下級網(wǎng)的意義,必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。一般布設(shè)成固定基準(zhǔn)下的獨(dú)立網(wǎng)。
1、水平控制網(wǎng):一般由基準(zhǔn)線、三角形、大地四邊形及中點多邊形等基本圖形構(gòu)成,可布設(shè)成基準(zhǔn)線、三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS。
2、高程控制網(wǎng):布設(shè)成附合或閉合結(jié)點水準(zhǔn)網(wǎng)。
3、標(biāo)石埋設(shè):常采用強(qiáng)制對中裝置,絕對位置要求高的平面和高程控制點采用基巖標(biāo);軟土地區(qū)高程控制點常用深埋鋼管標(biāo),水平控制點用倒錘。
五 、特殊精密控制網(wǎng)
1、直伸形三角網(wǎng):在線狀設(shè)備的安裝或直線度、同軸度要求較高的設(shè)備安裝工程中,如大壩大橋的橫向變形監(jiān)測、火箭發(fā)射架的安裝、自動化流水線的長軸線或?qū)к壍臏?zhǔn)直測量;
2、環(huán)形控制網(wǎng):對于環(huán)形工程,如環(huán)形粒子加速器,隧道等,為了測量弧線上各待定點的平面坐標(biāo),可以布設(shè)環(huán)形導(dǎo)線;如果能用高于1/1000000的相對精度量矩,則宜布設(shè)環(huán)形測邊鎖,每個三角形中除了測量3條邊的長度外,尚需測量中間點到長邊的垂距(三角形的高)。
3、三維控制網(wǎng):為了消除高山區(qū)或深切割河谷地帶的的垂線偏差影響。采用高精度全站儀或激光跟蹤儀可以同時獲得精度相匹配的斜距、水平角、天頂距等觀測元素,經(jīng)過三維網(wǎng)整體平差可一次性得到網(wǎng)中待定點的三維坐標(biāo)。
4、CPⅢ控制網(wǎng):
(1)概述:CPⅢ控制網(wǎng)是沿高鐵軌道兩側(cè)布設(shè)的自由測站邊角交會網(wǎng),并附合在 CPⅠ、CPⅡ 或加密的高級控制點上。采用強(qiáng)制對中裝置,標(biāo)志中心偏差 0.3mm。測量標(biāo)志中心引起的誤差為:m β =±0.3√2ρ/S
ρ=206265,S 為平距,0.3 為對中誤差,√2代表測站點和 CPⅢ點等影響形成誤差。
(2)平面控制:每個 CPⅢ控制網(wǎng)測量分段長度為 4-8km,最小不小于 2km,每段至少聯(lián)測 3 個高級控制點,連接處設(shè) 4-6 對公共點。
CPⅢ控制點布設(shè)在軌道兩邊,每隔 50-60m 布設(shè)一對。每隔 2 對之間布設(shè)自由測站點,自由測站間距不大于 100-120m,在測站點上對前后各 3 對 CPIII 點進(jìn)行邊角觀測,這樣每個 CPⅢ控制點都有 3 測站對其進(jìn)行觀測,600-1000m 在相鄰 2-3 個測站上對 2-3 個高級控制點進(jìn)行邊角觀測。
(3)高程控制:與平面控制網(wǎng)點位相同,相鄰兩對 CPⅢ控制點構(gòu)成閉合環(huán),每隔 2-3km附合到二等水準(zhǔn)點上。
(4)觀測方法:
①水平方向:采用全圓方向觀測法進(jìn)行觀測,一般觀測 2-4 個測回。測站上觀測限差為:半測回歸零差不大于 6",
一測回內(nèi) 2C 較差不大于 9",同一方向值兩測回較差不大于 6″,距離和方向同時測量時,半測回、測回間距離較差不大于 2mm。
②高程觀測:采用高精度數(shù)字水準(zhǔn)儀,按精密水準(zhǔn)測量精度要求觀測,觀測路線可按往返路線觀測或逐個閉合環(huán)觀測。
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