二等水準測量關鍵技術范文第1篇
1 地理概況、資料
1. 1 地理概況
鄭州, 河南省省會, 地處中原, 九州之中, 交通便利, 東西寬166 km, 南北長75 km, 總面積約7 446. 2km2, 全市總人口862. 65 萬人。鄭州北臨黃河, 西依嵩山, 東南為廣闊的黃淮平原, 東面是開封市, 西面為古都洛陽市, 南面是許昌市, 北面為焦作市和新鄉市; 是中國歷史文化名城、中國八大古都之一、今河南省政治、經濟、教育、科研、文化中心, 也是中國中部地區重要的中心城市和國家重要的綜合交通樞紐。
1. 2 資料
( 1) 圖件資料。中國人民解放軍總參謀部測繪局1975 年編繪的1∶ 5 萬地形圖 ( 1954 年北京坐標系) 4 幅 ( 圖幅號為9-49-48-甲、乙、丙、丁) , 國家測繪地理信息局1∶ 5 萬地形圖4 幅 ( CGCS2000 坐標系) , 用來進行四等GPS控制網和二等水準路線圖的設計工作。
( 2) 高程控制點。經踏勘, 找到“三門峽—鄭州”路線的國家一等水準點4 個 ( “I三鄭83”、“I三鄭85 基上”、“I三鄭87”、“I三鄭89-1”) , 標石標志保存完好。實測單位為黃河水利委員會設計院測繪總隊, 施測年代為1991 年。高程基準為1985 國家高程基準。該一等點成果為國家第二期一等水準網復測成果。多年來, 鄭州市地面發生不均勻的沉降, 根據黃委會設計院2011 年開展的“中原城市群地質環境監測與評價”項目研究結論, 不宜采用距今已經20 年的第二期復測成果。鄭州市規劃勘測設計研究院提供了按照一等水準測量方法施測的鄭州市內的部分國家一等水準點“I三鄭85 基上 ( 原點名I三鄭81) ”和“I三鄭87 ( 原點名I三鄭83) ”。經此次二等水準測量實際驗證, 這兩點高程相互之間匹配良好。故將“I三鄭85 基上”、“I三鄭87”兩點高程作為此次二等水準測量的起算依據。
2 二等水準測量
2. 1 二等水準測量精度要求
根據文獻[1]規定, 二等水準每千米測量的偶然中誤差不大于1. 0 mm; 二等水準每千米測量的全中誤差不大于2. 0 mm。
2. 2 布網情況
二等水準測量作為首級高程控制網, 沿測區外圍 ( 即四環) , 各區分界線 ( 即南北方向上的花園路—紫荊山路、東西方向上的鄭上路—建設路—金水東路) , 布設成4 個閉合環, 聯測上述路線上的各等級控制點共294 個, 其中四等GPS點61 個, 一級點233 個。二等水準路線總長度為164 km。
2. 3 二等水準觀測
( 1) 觀測方式。此次二等水準測量采用單路線往返測量。一條路線的往返測, 使用同一類型的儀器和轉點尺承, 沿同一道路進行。在每一區段內, 先連續進行所有測段的往測, 隨后再連續進行該區段的返測。同一測段的往測 ( 或返測) 與返測 ( 或往測) 分別在上午與下午進行[2,3]。
( 2) 觀測的時間和氣象條件。水準觀測均在標尺分劃線成像清晰而穩定時進行。
( 3) 設置測站[4,5]。①根據路線土質選用尺樁或尺臺 ( 尺臺質量不小于5 kg) 作轉點尺承, 尺樁或尺臺數不少于4。②測站視線長度 ( ≥3 m且≤50m、前后視距差≤1. 5 m) 、視線高度 ( ≤2. 80 m且≥0. 50 m) 、任一測站上前后視距差累積≤6. 0 m。
( 4) 數字水準儀測站觀測順序和方法按照《國家一、二等水準測量規范》規定執行。
( 5) 間歇與檢測。間歇時, 均在水準點上結束。
( 6) 數字水準儀測站觀測上下絲讀數平均值與中絲讀數限差要求: 0. 5 cm刻劃標尺不超過1. 5mm、1 cm刻劃標尺不超過3. 0 mm; 2 次讀數所測高差的差不超過0. 6 mm; 檢測間歇點高差的差不超過1. 0 mm[6,7,8]。
( 7) 往返測高差不符值、環閉合差。測段、區段、路線往返測高差不符值不超過、符合路線閉合差不超過、環閉合差不超過和檢測高差較差的限差 ( K為測段、區段或路線長度; L為附合路線長度; F為環線長度; R為檢測段長度) 。
2. 4 外業成果的記錄、整理與計算
( 1) 記錄方式與要求。二等水準測量的外業成果, 采用電子記錄。每測段的始末按照規程要求記錄觀測日期、時間、氣溫、天氣、云量、成像、太陽方向、道路土質、風向及風力。觀測工作結束, 確認觀測成果全部符合要求后, 再進行外業計算。
( 2) 外業計算。①水準測量外業計算項目: 外業手簿的計算; 外業高差和概略高程表的編制; 每千米水準測量偶然中誤差的計算; 附和路線與環線閉合差的計算。②二等水準網計算水準點高程時, 所用高差應加入下列改正: 水準標尺長度改正; 正常水準面不平行的改正; 環線閉合差的改正。③每千米水準測量偶然中誤差計算:, 滿足設計要求。其中, Δ 為測段往返測高差不符值; R為測段長度; n為測段數。④每千米水準測量全中誤差MW計算:, 滿足設計要求 ( 其中, W為經過各項改正后的水準環閉合差; F為水準環線周長; N為水準環數) 。二等水準測量平差計算采用清華山維軟件進行。二等水準測量附和路線與環線閉合差統計見表1。⑤外業計算按二等水準外業計算取位: 等級往 ( 返) 測距離總和0. 01 km; 測段距離中數0. 1km; 各測站高差0. 01 mm; 往 ( 返) 測高差總和0. 01mm; 測段高差中數0. 1 mm; 水準點高程1 mm。
( 3) 成果檢驗。鄭州市城市軌道交通1 號線項目2009 年布設的精密導線點QD44、QD69 ( 鄭州地鐵二等水準高程) , 其高程為二等水準高程, 高程基準為1985 國家高程基準。采用二等水準測量的方式聯測QD44、QD69。經計算, 聯測高程與已有高程的成果接近、可靠 ( 表2) 。
3 結語
鄭州市管線控制測量中, 二等水準測量作為首級高程控制網, 沿測區外圍 ( 四環) , 各區分界線 ( 即南北方向上的花園路—紫荊山路、東西方向上的鄭上路—建設路—金水東路) , 布設成4 個閉合環。施測過程中, 嚴格按照規程規范要求作業, 科學設計、合理布網, 處處檢核, 通過二等水準網的數據處理與精度分析及對已有項目成果點進行比較, 認為鄭州市二等水準網成果在精度上較好地滿足了規范要求, 成果可靠, 可在市域范圍作為三、四等及等外水準測量的基準, 為鄭州市地下管線普查及“數字鄭州”建設提供了可靠的基礎成果。
摘要：介紹了鄭州市城市地下管線控制測量中, 布設4條二等水準閉合環, 展開二等水準測量情況。通過二等水準網的數據處理與精度分析, 認為鄭州市二等水準網成果在精度上較好地滿足了《國家一、二等水準測量規范》要求, 為該市地下管線普查高程控制測量提供了可靠的基礎成果。
關鍵詞：GPS控制網,二等水準,地下管線,成果分析
參考文獻
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二等水準測量關鍵技術范文第2篇
2 設備及觀測等級的確定
從表1、表2中可以看出建筑物變形最大的允許值為8mm, 為監測中要求精度最高的。一般來說, 如果變形觀測是為了使變形值不超過某一允許值, 以確保建筑物的安全, 則其觀測的中誤差應小于允許變形值的1/10-1/20。在表2建筑物沉降量監測警戒值為0.8×10mm=8mm, 觀測的中誤差為8/20=0.4mm。假定每一測站觀測的距離為40米, 那么一公里所需的觀測測站數位1000m/40m=25。由誤差傳播定律可得: 所以實測的精度應按二等水準測量的精度進行觀測。二等水準測量中在儀器的選擇方面采用比較先進的電子水準儀天寶DINI0.3。
3 水準網布設
選定水準點時根據工程總體情況在路線的彎點處均布設了水準點, 這樣有利于后面水準點的布設與加密。從經濟與工程情況考慮水準點不宜太多也不能過少, 本次布設的二等水準網中共布設了9個水準點。本文在這里不對具體的選點、埋點、觀測方法及注意事項等進項闡述, 詳見《國家一、二等水準測量規范》。
4 數據處理
數據處理按間接平差原理進行平差, 假設1點為已知點, 高程為H1, 網型如圖1。
假定待定點高程的真值為, 為高差真值的近似值, 則列誤差方程:
高程真值 為高程真值的近似值, 為高程的改正數, 由此可建立模型:
法方程為:
5 二等水準高程控制網成果精度預計
下面是對本監測任務中二等水準網待定點高程的精度預計, 計算過程如下:
由公式 (1) 可列B矩陣為
取C=1km的觀測高差為單位權觀測即按
求法方程
協因數陣 通過計算求得:
儀器一測站的高差中誤差為0.3mm, 假設每一測站觀測的距離為0.04km。所以由誤差傳播定律得一公里觀測高差的中誤差為
代入數據算得σ5=1.5 mm。每個水準點點位的高差中誤差計算公式為 可從協因數陣內查得。
6 結論
在沉降觀測的過程中, 選擇合適的沉降觀測精度是十分重要的。由于現行規范對施工單位施工過程的沉降觀測精度要求不明朗, 造成施工單位建筑物沉降觀測精度選擇隨意性較大。精度的高低直接關系到沉降觀測成敗。對沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低, 要合理適宜, 適合工程特性的需要。既要保證觀測結果的準確性, 也要節約成本, 不造成無謂的浪費。我認為, 一般建 (構) 筑物在觀測過程中應使用精密水準儀, 水準尺也應使用受環境及溫差變化影響較小的高精度銦合金水準尺, 按二等水準測量方法觀測。
摘要：地下空間作為城市的重要資源, 在發達國家得到了多方面的應用, 隨著我國經濟的快速發展, 城市地下空間的開發利用已經受到廣泛重視, 城市地下工程的興建已經成為一種趨勢。本文針對某市地鐵工程進行沉降監測控制網的設計。其中設計根據整個工程的情況, 布設高等級的水準網:二等水準網。數據的處理采用間接平差的原理。
關鍵詞：變形監測,沉降觀測,水準基點,間接平差
參考文獻
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二等水準測量關鍵技術范文第3篇
前言
一.實習目的：
1.練習水準儀的安置、整平、瞄準與讀數和怎樣測定地面兩點間的高程; 2.掌握經緯儀對中，整平，瞄準與讀數等基本操作要領; 3.掌握導線的內業計算;
4.培養學生綜合應用測量理論知識分析解決測量作業一般問題的能力。 二.任務：
1.控制點高程測量; 2.導線長度測量; 3.水平角度測量; 4.閉合導線內業計算; 5.標記點之記，完成成果。 三.要求：
1.掌握水準儀、經緯儀、等一些主要儀器的性能和如何操作使用; 2.掌握數據的計算和處理方法;
3.掌握四等水準測量和三級導線測量的規范。 四.實習方法：自動安平水準儀、DJ6經緯儀的使用。
實習內容
一.實習項目： 1.外業測量： (1)測量控制點高程; (2)測量控制點間距離; (3)測量閉合導線內角。 2.內業計算：
(1)計算控制點間高差，推算各點間高程; (2)計算個控制點間距離及相對誤差; (3)計算個內角閉合差及內角; (4)根據以上計算數據推算個點坐標。 二.測區概述：
測區為校園內測量實訓場，面積大約30畝。地勢平坦，有花園、小樹林。其中有幾個建筑物分別為網球場、校醫務室等。測區內有個小湖。測區周圍有安瀾路、求新路、啟智路等。 三.作業方法及技術要求：
(一)四等水準測量：
用水準測量方法測定高差hAB。在A、B兩點上豎立水準尺，并在A、B兩點之間安置—架可以得到水平視線的儀器即水準儀，設水準儀的水平視線截在尺上的位置分別為M、N，過A點作一水平線與過B點的豎線相交于C。因為BC的高度就是A、B兩點之間的高差hAB。 1.每一站的觀測順序
后視水準尺黑面，使圓水準器氣泡居中，讀取下、上絲讀數，轉動微傾螺旋，使符合水準氣泡居中，讀取中絲讀數。
前視水準尺黑面，讀取下、上絲讀數，轉動微傾螺旋，使符合水準氣泡居中，讀取中絲讀數。 前視水準尺紅面，轉動微傾螺旋，使符合水準氣泡居中，讀取中絲讀數;
后視水準尺紅面，轉動微頓螺旋，使符合水準氣泡居中，讀取中絲讀數。
這樣的觀測順序簡稱為“后一前一前一后’。其優點是可以大大減弱儀器下沉誤差的影響。四等水準測量每站觀測順序可為：“后一后一前一前”。
2.測站計算與檢核
(1)視距計算
前、后視距差，三等水準測量，不得超過3m，四等水準測量，不得超過5m。 前、后視距累積差，三等水準測量，不得超過6m，四等水準測量，不得超過10m。
(2)同一水準尺紅、黑面中絲讀數的檢核
同一水準尺紅、黑面中絲讀數之差，應等于該尺紅、黑面的常數差K(4.687或4.787)， 三等水準測量，不得超過2m，四等水準溯量，不得超過3m。
(3)計算黑面、紅面的高差
三等水準測量，不得超過3mm，四等水準測量，不得超過5mm。式內0.100為單、雙號兩根水準尺紅面零點注記之差，以米(m)為單位。
(4)計算平均高差
三. 四等水準測量限差及 四等水準測量觀測手簿 3.成果計算(見附錄)
(二)閉合導線測量
1.選點：實地選點應該注意以下幾點
導線點應選在地勢較高、視野開闊的地點，便于施測周圍地形。 相臨兩導線點間要互相通視，便于測量水平角
導線應沿平坦、土質堅實的地面設置，以便于丈量距離 導線邊長要大致相等，相臨邊長不應懸殊過大
導線點位置需能安置儀器，便于保存 導線點應盡量靠近路線位置
2.測角：導線的水平角即轉折角，是用經緯儀按測回法進行觀測的。在導線點上可以測量導線前進方向的左角或右角
3量距：導線選用普通鋼尺測量導線邊長或用全站儀進行導線邊長測量
二、閉合導線的坐標計算 1.準備工作
將校核過的外業觀測數據及起算數據填入“閉合導線坐標計算表”中。(見附錄) 2.角度閉合差的計算與調整
(1)計算角度閉合差：n邊形閉合導線內角和的理論值為：(n-2)×180° 式中 n——導線邊數或轉折角數。
由于觀測水平角不可避免地含有誤差，致使實測的內角之和 不等于理論值 ，兩者之差，稱為角度閉合差，用fβ表示，即fβ=Σ測-Σ理
(2)計算角度閉合差的容許值：角度閉合差的大小反映了水平角觀測的質量。其中導線角度閉合差的容許值fβp的計算公式：
如果 >fβp ，說明所測水平角不符合要求，應對水平角重新檢查或重測。 如果 ≤fβp ，說明所測水平角符合要求，可對所測水平角進行調整。 (3)計算水平角改正數：如角度閉合差不超過角度閉合差的容許值，則將角度閉合差反符號平均分配到各觀測水平角中。
計算檢核：水平角改正數之和應與角度閉合差大小相等符號相反。
(4)計算改正后的水平角 改正后的水平角βi改等于所測水平角加上水平角改正數
計算檢核：改正后的閉合導線內角之和應為(n-2)×180 3.推算各邊的坐標方位角
根據起始邊的已知坐標方位角及改正后的水平角，推算其它各導線邊的坐標方位角。
計算檢核：最后推算出起始邊坐標方位角，它應與原有的起始邊已知坐標方位角相等，否則應重新檢查計算。 4.坐標增量的計算及其閉合差的調整
(1)計算坐標增量：根據已推算出的導線各邊的坐標方位角和相應邊的邊長，計算各邊的坐標增量。Δx=x*cosα
Δy=y*sinα
用同樣的方法，計算出其它各邊的坐標增量值。
(2)計算坐標增量閉合差，閉合導線，縱、橫坐標增量代數和的理論值應為零。 實際上由于導線邊長測量誤差和角度閉合差調整后的殘余誤差，使得實際計算所得的不等于零，從而產生縱坐標增量閉合差Wx和橫坐標增量閉合差Wy。 (3)計算導線全長閉合差WD和導線全長相對閉合差WK，由于坐標增量閉合差Wx、Wy的存在，使導線不能閉合。 僅從WD值的大小還不能說明導線測量的精度，衡量導線測量的精度還應該考慮到導線的總長。將WD與導線全長∑D相比，以分子為1的分數表示，稱為導線全長相對閉合差WK，即以導線全長相對閉合差WK來衡量導線測量的精度，WK的分母越大，精度越高。導線的WKP為1/2 000。
如果WK>WKP，說明成果不合格，此時應對導線的內業計算和外業工作進行檢查，必要時須重測。 如果WK≤WKP，說明測量成果符合精度要求，可以進行調整。
(4)調整坐標標增量閉合差 調整的原則是將Wx 、Wy反號，并按與邊長成正比的原則，分配到各邊對應的縱、橫坐標增量中去。以vxi、vyi分別表示第i邊的縱、橫坐標增量改正數。
用同樣的方法，計算出其它各導線邊的縱、橫坐標增量改正數。
(5)計算改正后的坐標增量 各邊坐標增量計算值加上相應的改正數，即得各邊的改正后的坐標增量。用同樣的方法，計算出其它各導線邊的改正后坐標增量。 計算檢核：改正后縱、橫坐標增量之代數和應分別為零。 5.計算各導線點的坐標
根據起始點的已知坐標和改正后各導線邊的坐標增量，按下式依次推算出各導線點的坐標。
6.導線略圖(見附錄)
實習總結
在實習過程中，我從技術，團隊合作，專業素質等方面都有了極大的收獲：
從技術方面來說，這次實習給了一次我將所學知識進行運用來解決實際問題的機會，在實習過程中，許多原來并不熟練的知識逐漸被清晰的理解，許多原來沒有重視的方面也得到了鞏固，更在發現及解決問題的過程中學習到了不少新東西，在課本中所提到的技術要求之外，我在以下幾個方面我有了比較深的體會：
1，實地測量前需要進行勘測：在進行水準測量和閉合導線測量之前，我們都對閉合水準路線和測區進行了勘察，做了預先的準備工作，這樣做的結果是小組成員對將要完成的任務有了直觀的了解和充分的準備，直接提高了作業的精度和效率。特別以水準測量為例，在施測前的下午，全組成員沿著老師所規定的水準路線進行了實地觀測，分析了施測過程中可能出現困難的路段，選取了作為測段終點的固定點，并對每個測段中的測站數進行了估計，此外，由于實習是在校園內進行，人流量大且具有規律性，大家還分析了每個測段可能出現道路上車，人流量的時間，有選擇性的在不同時間對不同測段進行觀測，這樣，全組測量所用的時間大大縮短，僅僅用半天多的時間就可以完成一個測回。
2，測量員所應注意的問題：由于實習過程中，我大部分時間是擔任著測量員的工作，因此體會到了許多書本上沒有提到的測量員工作中需要注意的問題：一般情況下，由于相隔距離較遠，如果測量員不通知，跑尺員很難自行判斷讀數是否完畢，所以讀數完成后，測量員應該立即通知跑尺員，這樣能夠在一定程度上降低跑尺員的勞動強度，避免跑尺員不必要的處于緊張狀態;對中整平的過程中，應盡量使得腳架所提供的平面水平，這樣就可以減少腳螺旋過度的扭動，從而減少了下一站對中整平的時間;在測站放置腳架時，腳架的兩條架應該沿水準路線或閉合路線的前進方向，這樣在讀數過程中就大大降低了因測量員碰觸腳架而產生誤差的可能;根據我們小組讀的數據反映，誤差“較大”的點的值大部分是在讀數較猶豫的時候獲得的，因此，測量員讀數的過程中應該看準數據后立即讀數;每當周圍有人或車經過時，應該將手握成空心拳頭來抓儀器的一條腳架，但手并不應該接觸到腳架，這樣隨時作好了保護儀器的準備，也不對儀器的對中整平及讀數早成影響。
3，在團隊合作方面，我也得到了許多寶貴的知識：
(1)團隊中要對人員做合理的安排：例如，在閉合導線測量過程中，由于組內有足夠的人手，組內開始分配出兩人進行點之記的標記，在完成一控制點的測量后，這兩人也將點之記標記完了，這樣的做法使得我們小組的作業效率有了相當的提高。
(2)團隊精神：在實際測量的過程中，由于困難的出現，不可避免的會影響成員的情緒，從而影響測量工作的進行，在這里，就需要團隊精神發揮作用，大家共同解決問題，作為一個整體來戰勝困難：在導線測量的截止期限到來之前，任務依然有一小部分沒有完成，但在大家的共同努力下，克服了天氣寒冷，休息不足等困難，一直堅持，終于完成了規定的測量任務。