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關(guān)鍵詞:水利工程 測量 技術(shù) 趨勢
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前言
水利不僅是國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)施,而且在基礎(chǔ)設(shè)施中處于首位。近些年來,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展也是日新月異,計算機(jī)技術(shù)、精確定位技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)等先進(jìn)科技成果為工程測量提供了新的方法和手段。由于水利水電工程在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位決定著需要采取有效措施確保這一行業(yè)的發(fā)展,由此論述水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀就顯得尤為重要。
一、水利工程測量的主要工作
水利工程主要項目有土方開挖、壩體堆石、土工布、漿砌石工程、混凝土工程等。對于大壩施工測量主要分為以下幾個階段:大壩軸線的定位與測設(shè),壩身平面控制測量,壩身高程控制測量,壩身的細(xì)部放樣測量和溢洪道測設(shè)等內(nèi)容。以下將針對水利工程各道工序施工實(shí)施中,施工測量的具體實(shí)施措施而展開探討。對于水利工程中標(biāo)后,立即組織測量人員,在工程施工實(shí)施前,首先按監(jiān)理單位以書面形式提供的平面控制網(wǎng)點(diǎn)和高程控制網(wǎng)點(diǎn),建立工程施工使用的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。
水利工程開工前,對監(jiān)理單位提供的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,并且布設(shè)施工控制網(wǎng),包括平面控制網(wǎng)及高程控制網(wǎng),其測量等級、精度必須滿足《水利水電工程施工測量規(guī)范》規(guī)定,并且定期對其布設(shè)的施工控制網(wǎng)進(jìn)行核查。施工過程中的跟蹤測量。工程施工從進(jìn)場后的土方開挖開始,土石混合料、壩體堆石都必須跟蹤測量,主要包括:土方開挖軸線、邊坡及高程放樣;水工建筑物位置、外觀尺寸、高程放樣;預(yù)埋件尺寸、高程放樣;土方回填高程放樣等??⒐を?yàn)收測量。工程竣工前應(yīng)對施工建筑物(包括隱蔽工程覆蓋前)進(jìn)行測設(shè)建筑物位置和標(biāo)高。對工程預(yù)埋觀測設(shè)施測量,得出精確數(shù)據(jù),報送監(jiān)理單位,并經(jīng)監(jiān)工程師審批后備案。
二、當(dāng)前主要水利工程測量技術(shù)
1、GPS技術(shù)
GPS 其中文全稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)( Global Posi-tioningSystem) ,它是無線式導(dǎo)航系統(tǒng),其系統(tǒng)基礎(chǔ)為已經(jīng)發(fā)射的地球衛(wèi)星。我國測量采用的是美國發(fā)射的 24顆導(dǎo)航衛(wèi)星。通過測量地面三維坐標(biāo)來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航或者定位。GPS 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,水利工程測量中,GPS 技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。比如: 三峽水利樞紐,小浪底工程等水利工程測量中都用到了 GPS 技術(shù)。GPS 技術(shù)在水利測量中的應(yīng)用主要包括 GPS 的外業(yè)測量、GPS 的布網(wǎng)以及實(shí)時動態(tài)測量。
GPS 外業(yè)測量中,選點(diǎn)是關(guān)鍵。點(diǎn)的定位對于保證測量結(jié)果的正確性具有非常重要的意義。因此要在選點(diǎn)前做好充分的準(zhǔn)備工作,包括收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理位置,標(biāo)架,標(biāo)型的完好狀況等,這都是做好選點(diǎn)的關(guān)鍵。GPS 的觀測工作主要體現(xiàn)在無線安置和開機(jī)觀測,這與常規(guī)測量有很大的不同。無線安置工作中,要卡中心的上方直接對中,天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡必須整平; 在有風(fēng)天氣中,應(yīng)將無線進(jìn)行三方向固定。
對于線路及帶狀工程測量,例如引水工程等,通常都采用點(diǎn)連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形,而對于工程樞紐地區(qū)的施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng),則通常采用邊連式或網(wǎng)連式布設(shè),以增強(qiáng)網(wǎng)形的幾何強(qiáng)度,提高 GPS 控制網(wǎng)的可靠性和數(shù)據(jù)精度。
流動站在接收 GPS 衛(wèi)星信號的同時,通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù),依據(jù)相對定位的基本原理,基準(zhǔn)站及流動站將該數(shù)據(jù)與本身觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算,從而得到兩觀測站之間的相對位置,解算出流動站所在位置的三維坐標(biāo)并實(shí)時存儲和輸出。
2、RTK 技術(shù)
RTK ( Real Time Kinematic) 技術(shù)是 GPS 實(shí)時載波相位差分的簡稱, 是一種 GPS 與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合, 實(shí)時解算并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 在 1-2秒時間內(nèi)得到高精度位置信息的技術(shù)。 工作原理是將一臺接收機(jī)安置在已知點(diǎn)上作為基站, 對所有可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測, 并將其觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備 (數(shù)據(jù)傳輸電臺) , 實(shí)時地發(fā)送給用戶觀測站 (流動站), 在用戶站上, GPS 接收機(jī)在接收 GPS 衛(wèi)星信號的同時, 通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù), 然后根據(jù)相對定位的原理, 實(shí)時地計算并顯示出用戶站的 3 維坐標(biāo)及其精度。 目前采用這種技術(shù)可以取得厘米級的定位成果。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實(shí)施的自主研發(fā)、 獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 是繼美國、 俄羅斯之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 由空間段、 地面段和用戶段三部分組成, 空間段包括 5 顆靜止軌道衛(wèi)星和 30 顆非靜止軌道衛(wèi)星,地面段包括主控站、 注入站和監(jiān)測站等若干個地
面站, 用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端
北斗 RTK 技術(shù)是衛(wèi)星定位技術(shù)的一個新的里程碑, 大大提高了測量效率并拓展了 GPS 應(yīng)用領(lǐng)域, 為水利工程測量提供了十分有力的條件, 使用北斗 RTK 進(jìn)行水利工程測量能縮短作業(yè)時間、減低勞動強(qiáng)度。
3、3S技術(shù)
3S 技術(shù)是遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及全球定位系統(tǒng)(GPS)的統(tǒng)稱。是一門具有信息采集、分析、處理、管理等功能的多學(xué)科、多專業(yè)的現(xiàn)代新技術(shù)。已經(jīng)在很多行業(yè)被廣泛應(yīng)用,通過此項技術(shù)可以很輕松得到待測位置的環(huán)境空間信息,并可以分析建立相關(guān)數(shù)學(xué)模
型,進(jìn)而起到管理的功能。3S 技術(shù)在水利信息化中的發(fā)展不僅與計算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)、原數(shù)據(jù)庫的建設(shè),數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫管理與自動成像等技術(shù)的發(fā)展是緊密相關(guān)的,而且與水利行業(yè)信息化的進(jìn)程,尤其是數(shù)字化的進(jìn)程緊密相關(guān)。在技術(shù)上已經(jīng)發(fā)展并逐步成熟??傊谒袠I(yè)更好地應(yīng)用和發(fā)展 3S 技術(shù),必須加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)建設(shè),大力開展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。此外還要加快提高3S 技術(shù)的應(yīng)用水平,充分發(fā)揮 3S 現(xiàn)有的和潛在的功能,并且與網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)等高新技術(shù)以及水利行業(yè)本身的技術(shù)緊密地結(jié)合在一起。為水利信息化和現(xiàn)代化作出它應(yīng)有的貢獻(xiàn)
三、工程測量技術(shù)的發(fā)展展望
展望 21 世紀(jì),工程測量將在以下方面將得到顯著發(fā)展:
1、測量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。在變形觀測數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中,將發(fā)展基于知識的信息系統(tǒng),并進(jìn)一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合,解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。
2、大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測量,幾何重構(gòu)及質(zhì)量控制,以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對自動化流程,生產(chǎn)過程控制,產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)控的數(shù)據(jù)與定位要求越來越高,將促使三維業(yè)測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。工程測量將從土木工程測量、三維工業(yè)測量擴(kuò)展到人體科學(xué)測量。多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,如 GPS 接收機(jī)與電子全站儀或測量機(jī)器人集成,可在大區(qū)域乃至國家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測量工作。
3、GPS、GIS 技術(shù)將緊密結(jié)合工程項目,在勘測、設(shè)計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測量,因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
參考文獻(xiàn):
[1] 馮志中,荊永明,趙勝利.淺談 GPS 高程測量技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用 [J]. 內(nèi)蒙古水利2003-12-30.
關(guān)鍵詞:水利工程 測量技術(shù) 發(fā)展應(yīng)用
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前言
隨著當(dāng)前測繪不斷出現(xiàn)新的儀器設(shè)備和技術(shù),水利工程的測量技術(shù)也逐漸有了新的發(fā)展方向,不斷趨于自動化和網(wǎng)絡(luò)化。在水利工程之中,測量往往有至關(guān)重要的作用,測量工作幾乎貫穿了水利工程的全過程,因此我們更應(yīng)該對水利測量技術(shù),如何更加準(zhǔn)確迅速地應(yīng)用于實(shí)際工作當(dāng)中展開分析和探討。
一、水利工程測量的主要工作
水利工程主要項目有土方開挖、壩體堆石、漿砌石工程、混凝土工程等。對于大壩施工測量主要分為以下幾個階段:大壩軸線的定位與測設(shè),壩身平面控制測量,壩身高程控制測量,壩身的細(xì)部放樣測量和溢洪道測設(shè)等。以下將針對水利工程各道工序施工實(shí)施中,施工測量的具體實(shí)施措施展開探討。對于水利工程中標(biāo)后,立即組織測量人員,在工程施工實(shí)前,首先按監(jiān)理單位以書面形式提供的平面控制網(wǎng)點(diǎn)和高程控制網(wǎng)點(diǎn),建立工程施工使用的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。水利工程開工前,對監(jiān)理單位提供的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,并且布設(shè)施工控制網(wǎng),包括平面控制網(wǎng)及高程控制網(wǎng),其測量等級、精度必須滿足《水利水電工程施工測量規(guī)范》規(guī)定,并且定期對其布設(shè)的施工控制網(wǎng)進(jìn)行核查。施工過程中的跟蹤測量。工程施工從進(jìn)場后的土方開挖開始,土石混合料、壩體堆石都必須跟蹤測量,主要包括:土方開挖軸線、邊坡及高程放樣;水工建筑物位置、外觀尺寸、高程放樣;預(yù)埋件尺寸、高程放樣;土方回填高程放樣等??⒐を?yàn)收測量。工程竣工前應(yīng)對施工建筑物(包括隱蔽工程覆蓋前)進(jìn)行測設(shè)建筑物位置和標(biāo)高。對工程預(yù)埋觀測設(shè)施測量,得出精確數(shù)據(jù),報送監(jiān)理單位,并經(jīng)監(jiān)工程師審批后備案。
二、水利工程中傳統(tǒng)測量技術(shù)
1、控制測量技術(shù)
在所有的水利工程測量中,最基礎(chǔ)的測量技術(shù)是控制測量。目前,我國的水利控制測量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了現(xiàn)代控制測量階段,測量方式主要是GPS定位技術(shù),能夠比較精準(zhǔn)地進(jìn)行定位。水利工程的控制測量依據(jù)階段和內(nèi)容劃分,主要包括測圖控制網(wǎng)及專用控制網(wǎng),具體的測量技術(shù)為高程控制及平面控制。主要應(yīng)用于水庫的淹沒界限測量、河道測量及地質(zhì)勘查的測量等,水庫的淹沒界限測量主要包括土地征用線、水庫清理線和測設(shè)移民線等的測量。確定回水曲線和設(shè)定水位時,能夠按照設(shè)計圖紙在實(shí)地完成水庫邊界線的確定, 可采用經(jīng)緯儀高程測定;在進(jìn)行河道測量時,能夠?qū)哟矁砂锻瓿蓽y繪,以及將相關(guān)的水位資料進(jìn)行采集繪示,可以測量河道的地形、河段中的瞬時水面線以及沿河地物等;地質(zhì)勘查測量主要是配合地質(zhì)勘查所的工作,提供一些基本的勘察資料如廠址、水庫和渠道等,可以采用水準(zhǔn)儀及 RTK 來完成測量工作。
2、攝影測量技術(shù)
航空攝影測量經(jīng)常用于地籍圖和大型工程的測繪,不需要直接接觸需測量的物體,主要優(yōu)勢包括效率較高、野外工作量很少以及成果種類繁多,最初的起源是模擬攝影測量,然后逐漸向解析攝影測量轉(zhuǎn)變,最后形成了全數(shù)字的攝影測量技術(shù),此后還結(jié)合了 IMU、GDPS 等輔助測量手段, 使野外控制點(diǎn)連測大幅度減少,航測的效益顯著增加,而攝影測量技術(shù)逐漸邁向了數(shù)字化和自動化的新趨勢。高分辨率衛(wèi)星的像成圖,主要應(yīng)用于我國西部的無圖地區(qū)進(jìn)行測繪,據(jù)研究表明,如果于高山區(qū)或者西部山區(qū)采用這種成圖技術(shù),依靠大量的地面控制點(diǎn),可以取得較高的精準(zhǔn)度,是西部地區(qū)最方便有效的測量技術(shù); 近景攝影測量通常作為地面測量的輔助工具,最初是由專業(yè)的測量相機(jī)發(fā)展而來,后來逐漸發(fā)展成為數(shù)字專業(yè)的近景攝影測量, 最終形成了數(shù)碼非專業(yè)的近景測量相機(jī)。通常應(yīng)用于土石方量計算、三維重建、地形勘測以及滑坡測量等,其較高的精準(zhǔn)度和功能性接近三維掃描儀。
3、變形測量技術(shù)
變形測量主要是對被測量的變形體做測量,以對內(nèi)部的形態(tài)變化和空間具置進(jìn)行確定, 變形測量依據(jù)變形測量的內(nèi)容,通常包括內(nèi)部和外部兩個環(huán)節(jié)的測量。 其中主要涉及的為外部的變形測量,它包括垂直位移測量以及水平位移測量兩種測量方式。在變形測量的方式中,主要方式有大地測量,這種測量方式能夠進(jìn)行工作基點(diǎn)測量、基準(zhǔn)網(wǎng)測量等,需要配合運(yùn)用的設(shè)備包括測量機(jī)器人和電子水準(zhǔn)儀等,測量手段為幾何水準(zhǔn)、三角、交會以及邊角測量等方式。 它通常運(yùn)用常規(guī)的大地測量設(shè)備,得到的測量數(shù)據(jù)較為真實(shí)可信,但存在觀測時間較長和智能化程度較低等弊端;基準(zhǔn)線測量采用水平位移的變形測量,支墩壩和土石壩這類直線形的大壩, 通常結(jié)合垂直法及引張線法進(jìn)行觀測,拱壩通常結(jié)合大地測量法,滑坡體和高邊坡通常結(jié)合垂線法和視準(zhǔn)線法。
4、無棱鏡測量技術(shù)
無棱鏡測量技術(shù)按照測量長度主要分為長程、中程和短程三種,其中長程的長度要不小于 300 米,中程的長度在 100 到 200米之間,短程的長度要不大于100 米。無棱鏡在進(jìn)行測量時,按照水利工程的環(huán)境要求通常采用中長程長度的無棱鏡進(jìn)行測量,它更適合用于反射介質(zhì)較好, 以及通視條件高的地區(qū)來完成測量,會很大程度地提高工作效率并且降低測量的危險性。 但在一定的視線范圍之內(nèi)不能有障礙物存在,否則將產(chǎn)生測量誤差。
三、水利工程測量的新技術(shù)
1、數(shù)字地形測量技術(shù)
當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸得到廣泛普及,出現(xiàn)了很多大比例尺數(shù)字地形測量方式,并形成了一些數(shù)字成圖系統(tǒng),它們利用了三維測繪手段,不但能夠進(jìn)行專業(yè)圖及地形圖的測繪成圖,而且能夠完成 GPS 的前端數(shù)據(jù)更新。 這種測量技術(shù)通常運(yùn)用數(shù)字?jǐn)z影、 電子平板和數(shù)字側(cè)記等模式。 掌上數(shù)字測圖是由掌上電腦、地形圖內(nèi)業(yè)繪圖系統(tǒng)和全站儀來配合完成的,這種系統(tǒng)主要克服筆記本電腦中的電子平板弊端,突出了簡便靈活操作、可視化界面及攜帶方便等優(yōu)勢, 現(xiàn)已經(jīng)成為野外測繪數(shù)據(jù)的主要采集和成圖系統(tǒng);數(shù)字側(cè)記系統(tǒng)主要由全站儀、草圖、RTK 及地形圖內(nèi)業(yè)繪圖系統(tǒng)配合進(jìn)行操作,但作業(yè)過程并不直觀,可能造成地物錯漏,通常適用于環(huán)境數(shù)字的地形圖測量繪制。
2、遙感測量技術(shù)
是一種衛(wèi)星遙感技術(shù),不直接接觸目標(biāo)或現(xiàn)象就能收集信息,并據(jù)此進(jìn)行識別與分類。即在地球不同高度平臺上使用某種傳感器,收集地球各類地物反射或發(fā)射的電磁波信息,對這些電磁波信息進(jìn)行加工處理,用特殊方法判讀解譯,從而達(dá)到識別、分類的目的,為科研工程的生產(chǎn)應(yīng)用服務(wù)。GPS 即全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀(jì) 70 年代開始研制,歷時 20 年,耗資 200 億美元,于 1994 年全面建成,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。遙感(rs)技術(shù)是一種衛(wèi)星遙感技術(shù),不直接接觸目標(biāo)或現(xiàn)象就能收集信息,并據(jù)此進(jìn)行識別與分類。RTK 技術(shù),即 GPS 實(shí)時相位差分。RTK 測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時差分 GPS 測量技術(shù),它是測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合而構(gòu)成的測量系統(tǒng)。GPS 定位系統(tǒng)具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn),是迄今最好的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn),硬、軟件的不斷完善,應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓,目前已遍及國民經(jīng)濟(jì)各種部門,并開始逐步深入人們的日常生活。
結(jié)論
當(dāng)前形勢下,我國的水利工程測量技術(shù)發(fā)展迅速,并獲得了一定的成效,我國不斷加大對水利工程測量研究的資金和人力投入。我們要不斷對水利工程測量技術(shù)進(jìn)行革新和改進(jìn),嘗試新的技術(shù),讓測量技術(shù)不斷向電子化和自動化發(fā)展,并汲取相關(guān)行業(yè)的知識和技術(shù),讓水利工程的測量技術(shù)不斷應(yīng)用于新的領(lǐng)域,加大發(fā)展力度,使水利測繪逐漸趨于服務(wù)型技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]. 王耀華;尚學(xué)勇.GPS在水利工程測量中的運(yùn)用探討[J].河南建材.2011(05)
[2]. 鐘飛.GPS在水利工程測量中的應(yīng)用[J].科技資訊.2009(12)
關(guān)鍵詞:水利工程,測量技術(shù)
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1、水利工程測量重要性分析
測量學(xué)是從人類經(jīng)驗(yàn)中發(fā)展而來兼有時代性的一門學(xué)科,是人類在復(fù)雜的自然界中生存的一個重要手段。工程測量中,無論工程項目的大小,系統(tǒng)的工程測量、公路測量和大面積測繪等,都少不了測量技術(shù),工程測量在工程項目中起著重要的作用。在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計的階段,測量技術(shù)主要提供各種比例的地形圖和地形資料,還要提供地址勘測、水文地質(zhì)勘測和水文測量的數(shù)據(jù);在工程建設(shè)施工階段,要把測量之后的設(shè)計變?yōu)閷?shí)地建設(shè)的依據(jù),即根據(jù)工程現(xiàn)場地形和工程性質(zhì),建立完整的施工網(wǎng),逐一把圖紙化為實(shí)物。總之,從施工開始到結(jié)束,都離不開工程測量這項工作。因?yàn)閷τ谝粋€工程,首先需要對該工程進(jìn)行定位,確定其實(shí)際位置,之后確定準(zhǔn)確的標(biāo)識從而確定該區(qū)域是否有設(shè)計后新增項目或者其他,以保證機(jī)械設(shè)備的使用。基礎(chǔ)設(shè)施完畢后,還要進(jìn)行竣工線的投測,即對設(shè)備的平整度等進(jìn)行跟蹤測量,來保證設(shè)備工藝的流暢。在工程運(yùn)營管理階段,工程測量同樣重要。為了提高工程質(zhì)量和施工效率,必須重視測量技術(shù)和新時期下測量技術(shù)的新發(fā)展。
2、水利工程中應(yīng)用GPS RTK測量技術(shù)
2.1控制點(diǎn)加密的測量
在首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,為滿足地形圖及斷面等測量的需要,必須進(jìn)行加密控制點(diǎn)的測量。而水利水電工程多位于偏遠(yuǎn)地區(qū),已知高等級控制點(diǎn)較少,常規(guī)的控制測量方法是測距儀導(dǎo)線,測量精度受到很多條件限制,且工作量大。而用GPS RTK加密測量控制點(diǎn)則很簡單,只需在測區(qū)10km范圍內(nèi)有3個以上且包含測區(qū)的高等級測量控制點(diǎn)即可,操作簡單方便,平均每天可測量30~40個加密控制點(diǎn),效率較高。
2.2水下地形測量
水利工程測量最難的是水下地形測量,水下地形復(fù)雜,作業(yè)條件差,而水下地形資料的準(zhǔn)確性對水利工程建設(shè)十分重要。傳統(tǒng)水下地形測量方法大多采用經(jīng)緯儀交匯或全站儀配合測深儀,其缺點(diǎn)是:精度不高,測區(qū)范圍有限,工作量大,人員配置多等。隨著GPS 測量技術(shù)在測量中的空前發(fā)展,水下地形測量也較多地采用GPS RTK技術(shù),主要設(shè)備有:雙頻Trimble GPS 5700 RTK,中海達(dá)數(shù)字單(雙)頻測深儀,海洋測量軟件。進(jìn)行GPS RTK水下地形測量的步驟是:將GPS、測深儀和筆記本電腦連接成一體,導(dǎo)航軟件對測量船進(jìn)行定位,并指導(dǎo)測量船在指定測量斷面上航行,GPS和測深儀將實(shí)時測得數(shù)據(jù)導(dǎo)入筆記本電腦,由海洋測量軟件處理生成水下地形圖或?qū)С?.Dat數(shù)據(jù),再由成圖軟件繪制水下地形圖。從幾年測量結(jié)果來看,GPS在水下地形測量的應(yīng)用,大大提高了測量的精度,減少了工作量,縮短了工作日,并且輸出的數(shù)字化的水下地形圖為今后地理信息系統(tǒng)(GIS)的建立和管理創(chuàng)造了有利的條件。
2.3施工放樣測量
利用RTK隨機(jī)軟件中放樣的功能進(jìn)行點(diǎn)、直線、曲線放樣功能,進(jìn)行施工放樣測量。輸入設(shè)計好的已知坐標(biāo)作為參考點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn),流動站實(shí)地所在位置的坐標(biāo)作為修正點(diǎn),電子手簿屏幕上的圖形顯示出實(shí)地待定點(diǎn)相對于目標(biāo)點(diǎn)所偏移的距離,按照指示移動流動站,直到滿足所要求的精度。同樣方法可以用來復(fù)樣及檢查驗(yàn)收。
2.4數(shù)字化地形圖測量
利用RTK快速定位和實(shí)時得到坐標(biāo)結(jié)果的特點(diǎn),在一定的測量環(huán)境中可以進(jìn)行地形測量。地形點(diǎn)的測量可以在數(shù)據(jù)采集的功能下進(jìn)行,也可以根據(jù)現(xiàn)場地形的實(shí)際情況進(jìn)行測量設(shè)定,采集完的地形點(diǎn)經(jīng)過成圖處理,生成數(shù)字化管道地形圖。地形點(diǎn)的采集可以單人作業(yè),極大地節(jié)約了人力和時間。
3、水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展
3.1變形監(jiān)測
變形監(jiān)測又稱變形測量,是對變形體進(jìn)行測量,確定其空間位置及內(nèi)部形態(tài)的變化特征。水利水電工程的變形監(jiān)測主要包括基準(zhǔn)網(wǎng)測量、工作基點(diǎn)測量、變形體變形監(jiān)測、監(jiān)測資料分析等內(nèi)容,目前常用的變形監(jiān)測方法主要有大地測量法、基準(zhǔn)線測量法以及液體靜力水準(zhǔn)測量方法等。
(1)大地測量法。大地測量方法是變形監(jiān)測的經(jīng)典方法,可完成變形監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)測量、工作基點(diǎn)測量、變形體變形監(jiān)測等工作,測量設(shè)備主要有電子水準(zhǔn)儀、精密全站儀,測量方法包括傳統(tǒng)的三角測量、幾何水準(zhǔn)測量、交會測量和現(xiàn)代的邊角測量、三角高程測量等方法。大地測量方法利用常規(guī)大地測量儀器,理論方法成熟,數(shù)據(jù)可靠,觀測費(fèi)用較低,但觀測時間長,勞動強(qiáng)度高,橫度易受觀測條件影響,自動化和智能化程度較低。
(2)基準(zhǔn)線測量法。基準(zhǔn)線法是水平位移變形監(jiān)側(cè)的常用方法,土石壩、重力壩、支墩壩等直線形大壩的壩體、壩基一般采用引張線法、真空激光準(zhǔn)直法和垂線法觀測,若壩體較短可采用視準(zhǔn)線法、大氣激光準(zhǔn)直法觀測;拱壩壩體壩基主要采用垂線法或大地測量法觀測;近壩區(qū)巖體、高邊坡、滑坡體水平位移監(jiān)測主要采用大地測量法、視準(zhǔn)線法和垂線法。
視準(zhǔn)線法的優(yōu)點(diǎn)是所用設(shè)備普通,操作簡便,費(fèi)用少,但受照準(zhǔn)精度、大氣折光等多種因素影響,操作誤差不易控制,精度會受到明顯的影響。近年來采用較少。引張線法是一種廣泛應(yīng)用的大壩水平位移監(jiān)測主要方法,具有設(shè)備簡單、測量方便、速度快、精度高、成本低等特點(diǎn)。引張線讀數(shù)儀由早期人工測讀引張線儀發(fā)展到目前的步進(jìn)電機(jī)光電跟蹤式引張線儀、電容感應(yīng)式引張線儀、CCD式引張線儀以及電磁感應(yīng)式引張線儀,基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)時自動化觀測。對于短距離引張線,取消了系統(tǒng)中的浮托裝置,提高引張線的綜合精度,簡化引張線的觀測程序,可實(shí)現(xiàn)完全自動化觀測。垂線包括正垂線和倒垂線兩種形式,是水利水電工程水平位移變形監(jiān)測的主要方法。正垂線—般采用“—線多站式”,可用于水工建筑物各高程面處的水平位移監(jiān)測、撓度觀測和傾斜測量等;倒垂線—般要求深入穩(wěn)定的基巖內(nèi),大多用于巖層錯動監(jiān)測、撓度監(jiān)測,或用作水平位移的基準(zhǔn)點(diǎn)監(jiān)測。垂線監(jiān)測由傳統(tǒng)人工讀數(shù)的垂線坐標(biāo)儀發(fā)展到自動化觀測的遙測垂線坐標(biāo)儀。
(3)液體靜力水準(zhǔn)測量方法。垂直位移監(jiān)測技術(shù)主要有水準(zhǔn)測量、三角高程測量、液體靜力水準(zhǔn)測量技術(shù),目前發(fā)展最快的是液體靜力水準(zhǔn)測量技術(shù)。液體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)特別適用于壩體廊道內(nèi)高程觀測及高程傳遞,它通過各種類型的傳感器測量容器的液面高度,可同時獲取數(shù)十乃至數(shù)百個監(jiān)測點(diǎn)的高程,具有高精度、遙測、自動化、可移動和持續(xù)測量等特點(diǎn)。兩容器間的距離可達(dá)數(shù)十公里,如用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測量;通過一種壓力傳感器,允許兩容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。
3.2水下地形測量技術(shù)
傳統(tǒng)的水下地形測量采用一般多以經(jīng)緯儀、電磁波測距儀及標(biāo)尺、標(biāo)桿為主要工具,用斷面法或極坐標(biāo)法及交會法定位,用測深桿和測深錘來采集水深數(shù)據(jù),這種方法存在作業(yè)效率低,誤差大等諸多缺點(diǎn),近來已經(jīng)很少被采用。近年來隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展,DGPS、GPS RTK及CORS系統(tǒng)配合多波束測深儀進(jìn)行水下地形測量得到了廣泛的應(yīng)用。DGPS(差分全球定位系統(tǒng))是以某已知點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),基準(zhǔn)點(diǎn)的GPS接收機(jī)連續(xù)接收衛(wèi)星信號,并與已知點(diǎn)的位置進(jìn)行比較,確定當(dāng)時誤差的偽距修正值,將這些修正值通過無線電臺接收,用戶接收機(jī)接收修正值來實(shí)時校正GPS信號,它具有全天侯、實(shí)時連續(xù)、高精度等特點(diǎn)。目前GPS RTK及CORS系統(tǒng)定位已達(dá)到厘米級的定位精度,并且能夠做到實(shí)時無驗(yàn)潮測量。以上幾種定位技術(shù)進(jìn)行水下地形測量與岸上基準(zhǔn)點(diǎn)交會法、極坐標(biāo)法等定位技術(shù)相比。具有極大的優(yōu)勢,特別是較大面積的水下地形測量,可以大大縮短工作周期,減輕勞動強(qiáng)度。
【關(guān)鍵詞】GPS-RTK技術(shù);水利工程;測量;應(yīng)用
一、GPS-RTK 技術(shù)應(yīng)用中的特點(diǎn)
(1)定位精度高:GPS高程測量觀測時要充分考慮影響GPS測量精度,目前的GPS可以保證在動態(tài)的情況下可以在幾分鐘內(nèi)就很容易達(dá)到±10mm~±20mm的定位精度,這完全可以滿足水下地形點(diǎn)的平面位置精度要求。同時在50km以內(nèi)的基線上相對定位精度可達(dá)1×10-6~2×10-6,100km~500km可達(dá)10-6~10-7,1000km以上可達(dá)10-9。(2)加密控制點(diǎn):進(jìn)行準(zhǔn)確測量首先要做控制測量,平均每天可測量30~40個加密控制點(diǎn),效率較高,操作簡單方便。(3)準(zhǔn)確測量施工放樣:利用RTK隨機(jī)軟件中放樣的功能進(jìn)行點(diǎn)、直線、曲線放樣測量。
二、測量誤差分析
1.GPS接收機(jī)誤差。一般說來,GPS接收機(jī)為TOPCONHIPER雙頻接收機(jī)。該接收機(jī)的靜態(tài)測量平面精度為:3mm+1ppm×D(基線距離)。RTK的測量平面精度為:10mm+1.5ppm×D(基線距離)。
2.RTK測量誤差及其確定。靜態(tài)GPS點(diǎn)是在測量區(qū)域內(nèi)按照大致每5km一個布置,在下一步工作中,影響RTK測量點(diǎn)的精度主要有以下幾個方面:(1)基站架設(shè)的對中誤差m站;(2)GPSRTK接收機(jī)標(biāo)稱精度m標(biāo);(3)GPS解算軟件的解算精度m解;(4)測量對中桿的對中誤差m對。水準(zhǔn)器分圓水準(zhǔn)器和管狀水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器內(nèi)部是一個球面,球面的頂點(diǎn)為圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn),水準(zhǔn)器的分劃以零點(diǎn)為圓心的同心圓。它的球面半徑比較小。管水準(zhǔn)器的內(nèi)壁是一個半徑很大的旋轉(zhuǎn)弧面。管內(nèi)注有冰點(diǎn)低,流動性強(qiáng),附著力小的液體,外表刻有2mm的分劃線。衡量水準(zhǔn)器的精度指標(biāo)是圓弧面上的2mm所對應(yīng)的圓心角角度。使用的基座和對中桿均是圓水準(zhǔn)器,它的指標(biāo)精度t=8分?;枪鈱W(xué)對中,根據(jù)幾何關(guān)系,指標(biāo)精度對對中的影響就是對中的視線偏離鉛垂線角度為8分。那么它對基站對中的影響m站就可以推算出來:根據(jù)三角函數(shù):m站=Hi×tan(8′),Hi:儀器高,一般為1.5m。m站=1500×tan(8′),m站=3.49mm。對中桿對中誤差m對:m對=Ht×tan(8′),Ht:桿高,一般為2.0m,m對=4.65mm。
3.GPS-RTK接收機(jī)標(biāo)稱精度m標(biāo)。在實(shí)際作業(yè)中,一般比較遠(yuǎn)的作業(yè)半徑為5km,根據(jù)GPS標(biāo)稱精度,可以推算GPS本身誤差。m標(biāo)=10mm+1.5×5000000/1000000,m標(biāo)=17.5mm
4.GPS解算軟件的解算精度m解。軟件解算精度是隨觀測時間變化,時間越長,解算的精度越高。一般選擇平面解算精度低于3mm,就自動保存測量數(shù)據(jù)。m解=3mm。
5.RTK測量點(diǎn)的精度確定根據(jù)誤差傳播定律:
m2測=m2站+m2標(biāo)+m2時+m2解,m2測=3.49×3.49+17.5×17.5+4.65×4.65+3×3,m2測=349.05,m測=18.7mm。
所以,RTK測量點(diǎn)位在距離基站5km時的測量精度為18.7mm。根據(jù)作業(yè)距離,估算點(diǎn)位精度、相對基站的相對精度、相鄰最弱點(diǎn)點(diǎn)位精度和最弱相鄰點(diǎn)邊長相對中誤差如下表(表1)。其中,最弱相鄰點(diǎn)邊長相對中誤差是按250m計算(在水利水電工程測量規(guī)范中,測量1:1000的地形圖,測量五等導(dǎo)線的長度為250m)。
表1估算點(diǎn)位精度、相對基站的相對精度、相鄰最弱點(diǎn)
點(diǎn)位精度和最弱相鄰點(diǎn)邊長相對中誤差
三、測量應(yīng)用實(shí)例
(1)測區(qū)概況。該水利工程以防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水、發(fā)電為主,兼顧航運(yùn),并具有攔沙減淤等綜合利用效益,屬準(zhǔn)社會公益性項目。該水下測區(qū)河道曲折,兩旁山形相對平緩,水線兩旁五十米區(qū)域?yàn)闂壨粱蝙Z卵石無茂密植被。除個別地方外對RTK作業(yè)無大的影響。將GPS-RTK技術(shù)水利工程的施工測量中,使測量內(nèi)外作業(yè)一體化,數(shù)據(jù)獲取及處理自動化,測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化,解決偏遠(yuǎn)地區(qū)水利工程施工測量困難的問題,同時通過施工測量監(jiān)理,能夠及時進(jìn)行測量質(zhì)量檢查工作,確保測量成果的正確性。(2)確定轉(zhuǎn)換參數(shù)。為保證轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度,共加進(jìn)5個高等級GPS控制點(diǎn)(A,B,C,D,E),通過多種點(diǎn)的匹配方案,選擇殘差較少、精度較高的一組參數(shù)為最終啟用參數(shù)。(3)工程應(yīng)用及定位精度比較分析。工程控制測量和放樣測量均采用RTK作業(yè)。相鄰觀測點(diǎn)間全站儀實(shí)測距離和RTK實(shí)測距離進(jìn)行抽樣檢查。由于采用了殘差較小的參數(shù)控制文件,正式工作之前檢測已知點(diǎn),觀測時利用帶對中桿的三角支架作業(yè),提高了觀測精度。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:3S測量技術(shù);動態(tài)監(jiān)測;研究與應(yīng)用
中圖分類號:TV5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
水利不僅是國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)施,而且在基礎(chǔ)設(shè)施中處于首位。作為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的水利行業(yè)同樣面臨著信息化建設(shè)的問題,水利信息化是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標(biāo)志。從國家到地方,從領(lǐng)導(dǎo)到大眾,水利行業(yè)信息化確實(shí)引起了重視,并建立了眾多的水利信息系統(tǒng),但普遍存在著網(wǎng)絡(luò)功能弱、數(shù)據(jù)共享能力弱、數(shù)據(jù)更新手段受限、數(shù)據(jù)可視化手段單一、系統(tǒng)各自為政和缺乏決策支持分析能力等弱點(diǎn)。
GPS是一種可以定時與測距的空間交匯的導(dǎo)航系統(tǒng),通過接收衛(wèi)星信息來給出(記錄)地球上任意地點(diǎn)的三維坐標(biāo)以及載體的運(yùn)行速度,同時它還可給出準(zhǔn)確的時間信息,具有記錄地物屬性的功能。90年代以后,GPS技術(shù)開始應(yīng)用在水利行業(yè)中?!?S”技術(shù)是英文遙感技術(shù)(Remote Sensing RS)、地理信息系統(tǒng)(Geographical information System GIS)、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System GPS)這三種技術(shù)名詞中最后一個單詞字頭的統(tǒng)稱,是數(shù)字水利的支撐技術(shù)。
1 什么是3S技術(shù)
3S技術(shù)是遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及全球定位系統(tǒng)(GPS)的統(tǒng)稱。是一門具有信息采集、分析、處理、管理等功能的多學(xué)科、多專業(yè)的現(xiàn)代新技術(shù)。已經(jīng)在很多行業(yè)被廣泛應(yīng)用,通過此項技術(shù)可以很輕松得到待測位置的環(huán)境空間信息,并可以分析建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而起到管理的功能。
2 3S技術(shù)的特點(diǎn)
3S技術(shù)中的衛(wèi)星遙感技術(shù),簡稱RS,通過高空衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無接觸的勘測,并采集相關(guān)信息,獲取其分類的信息。這項技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就在于不管待測環(huán)境有多復(fù)雜,勘測可以替代人的現(xiàn)場勘測,直接利用電磁波的多普勒效應(yīng),利用波的反射,可以產(chǎn)生待測地區(qū)的相關(guān)信息,并通過模型進(jìn)行識別、分類,最后能夠?qū)罄m(xù)的科學(xué)研究服務(wù)。
3S技術(shù)中的地理信息系統(tǒng),簡稱GIS,主要的作用是對衛(wèi)星遙感勘測空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,分析地理圖形,利用計算機(jī)相關(guān)的專門軟件,可以編輯、分析數(shù)據(jù),一般是能夠得到一些空間構(gòu)造,或者是三維的空間地理圖形。
GPS是全球定位系統(tǒng)技術(shù)的英文縮寫,是建立在衛(wèi)星通信技術(shù)上的一個應(yīng)用,被廣泛應(yīng)用與軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等等領(lǐng)域,它的特點(diǎn)就是可以在全球范圍內(nèi),提供快速的定位、測速和導(dǎo)航等功能服務(wù),在軍事前沿,GPS技術(shù)已經(jīng)演化的更加全面,而且變得無所不能了。結(jié)合現(xiàn)代光學(xué),GPS技術(shù)大大改善了傳統(tǒng)定位導(dǎo)航不精確的缺點(diǎn),將定位導(dǎo)航還有高清晰成像相結(jié)合,成為目前軍事、工業(yè)生產(chǎn)等方面的高精尖技術(shù)。
隨著3S技術(shù)在測繪科學(xué)中的應(yīng)用日趨成熟并廣泛應(yīng)用到水文測量中,傳統(tǒng)河道的水文監(jiān)測,既費(fèi)時費(fèi)力,也不準(zhǔn)確,采用新技術(shù)后其效率和準(zhǔn)確度有了很大提高
3 水利測量傳統(tǒng)方法存在的缺陷
傳統(tǒng)的河道檢測,我們采用經(jīng)緯儀、六分儀、水準(zhǔn)測試儀等,這些儀器手工測量,勞動強(qiáng)度很大,而且受地理環(huán)境影響,待測位置有很大限制,因此在測量待測地帶的物理性質(zhì)時,就會產(chǎn)生很多的困難,比如山洪、泥石流等自然災(zāi)害發(fā)生時,傳統(tǒng)測試方法就顯得費(fèi)工費(fèi)力,不出力,無效率。
分析流量的變化主要反映河道的變化情況。通常包括一對河道形態(tài)變化,河流縱剖面變化和深泓線變化。水下地形、體積的測量,以沖淤量計算水文測量為基礎(chǔ),可以及時了解沖淤變化的河流情況,通過此項分析可以做到水資源的合理調(diào)度,沉積物控制,為科學(xué)管理工作提供了決策依據(jù)。
在傳統(tǒng)的檢測是忽視河流動力學(xué)方面研究的。在許多檢測方法中,我們經(jīng)常用截面法,即利用河道槽蓄量變化判斷河床。該方法的前提是部分間距可以準(zhǔn)確測量,部分之間的海底地形和河床變化規(guī)則沒有區(qū)分。而實(shí)際地形變化復(fù)雜,河床不平,所以這種方法計算的沖淤量無法準(zhǔn)確反映河床變化。
4 3S技術(shù)應(yīng)用前景與展望
3S技術(shù)在水利信息化中的發(fā)展不僅與計算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)、原數(shù)據(jù)庫的建設(shè),數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫管理與自動成像等技術(shù)的發(fā)展是緊密相關(guān)的,而且與水利行業(yè)信息化的進(jìn)程,尤其是數(shù)字化的進(jìn)程緊密相關(guān)。在技術(shù)上已經(jīng)發(fā)展并逐步成熟,而且在水利行業(yè)開始應(yīng)用的主要有以下幾個趨勢:
4.1 網(wǎng)絡(luò)化
將計算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)分部的計算分析,實(shí)時的資源共享和信息查詢服務(wù)等功能,建立水利測量信息化平臺,實(shí)現(xiàn)檢測聯(lián)動和信息共享。
4.2 集成化
水利信息化進(jìn)程中的3S技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中不僅要通過數(shù)據(jù)接口將RS、GIS、GPS嚴(yán)格地、緊密地、系統(tǒng)地集合起來,成為一個大規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。當(dāng)然還要與MIS或OA系統(tǒng)緊密結(jié)合,才可以達(dá)到各個功能的完美實(shí)現(xiàn)。因此,3S技術(shù)與外部系統(tǒng)無縫集成是必然的發(fā)展趨勢。
4.3 以數(shù)學(xué)模型和決策分析為支撐
要讓新的測量技術(shù)發(fā)揮最大功能,僅僅得到一些圖片或者是數(shù)據(jù)這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,因此我們的水利測量人員要發(fā)揮軟件的所有功能,利用特有分析功能,建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型,利用這些很專業(yè)的算法和更深入的比對分析,最后可以得到較準(zhǔn)確地計算結(jié)果,這些結(jié)果對于相關(guān)部門的決策實(shí)施起到了重要的指導(dǎo)作用。
4.4 實(shí)時三維和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
水利問題不是一塵不變的,往往需要我們有前瞻性,很多時間序列和動態(tài)問題,需要技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)能夠通過各種技術(shù)手段能夠得到相關(guān)信息。因此,加上時間維的3S技術(shù)應(yīng)用需求很廣。三維尤其是災(zāi)時的三維3S系統(tǒng)為各種水利信息提供了更為直觀的表現(xiàn)方式。在調(diào)水線路沿線貫穿飛行,城市及蓄滯區(qū)洪水演進(jìn),水利工程布置,大壩及堤防等工情信息的表達(dá)、地面與地下結(jié)合的地質(zhì)構(gòu)造描述、水流流動的i維表現(xiàn)、廠房或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的描述、庫區(qū)的描述、宏觀地形地貌表現(xiàn)、通視性分析等等方面使用得特別多或者是特別有前景,而且它也是虛擬或仿真的基礎(chǔ)。
5 GIS技術(shù)在河道測量中的應(yīng)用
GIS是作為重要應(yīng)用工具還具有計算距離、表面積、周長等功能,使用方便,簡單易學(xué)。GIS利用dem模型數(shù)據(jù)能立即計算出兩沖淤監(jiān)測斷面間的沖淤量,不僅便捷且精度大為提高。利用dem模型可以很方便得到某點(diǎn)的高程。河道演變分析主要是沖淤分析。河道某斷面圖的繪制、某地沖淤過程的累積圖等,可直接從圖上提取數(shù)據(jù)并自動繪制成圖。
6 RTK技術(shù)的應(yīng)用
促進(jìn)GPS技術(shù)向更深、更廣、更新的方向發(fā)展,它既克服了常規(guī)測量要求點(diǎn)間通視、費(fèi)工費(fèi)時而且精度不均勻、外業(yè)不能實(shí)時了解測量成果和測量精度的缺點(diǎn),同時又避免了GPS靜態(tài)定位及快速靜態(tài)相對定位需要進(jìn)行后處理,避免了業(yè)后處理中發(fā)現(xiàn)精度不合乎要求,需進(jìn)行返工的困擾,RTK實(shí)時三維精度可以達(dá)到厘米級,大大減輕了測量作業(yè)的勞動強(qiáng)度并提高了作業(yè)效率。
要在水利行業(yè)更好地應(yīng)用和發(fā)展3S技術(shù),必須加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)建設(shè),大力開展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。此外還要加快提高3S技術(shù)的應(yīng)用水平,充分發(fā)揮3S現(xiàn)有的和潛在的功能,并且與網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)等高新技術(shù)以及水利行業(yè)本身的技術(shù)緊密地結(jié)合在一起。為水利信息化和現(xiàn)代化作出它應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]閆 新,楊永輝.3S技術(shù)在水利建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用討論[J].黑龍江水利科技,2008(02).
【關(guān)鍵詞】數(shù)字化測繪;水利測量;誤差可控;準(zhǔn)確可靠;方便快捷;技術(shù)先進(jìn);綜合效益
1引言
在傳統(tǒng)的測量技術(shù)形式中,主要包括了水利和交通以及建筑等方面的測量。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及相關(guān)智能測量儀器的出現(xiàn),使得水利工程建設(shè)的測量技術(shù)在向著數(shù)字化的方向前進(jìn)。數(shù)字化的測繪技術(shù)和儀器已經(jīng)在我國工程測量領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。研究結(jié)果表明:目前數(shù)字化測繪科學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展成果,其中以通信網(wǎng)絡(luò)、地理信息技術(shù)和全球定位系統(tǒng)為核心的數(shù)字測量技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。在日常水利測量的過程中,數(shù)字化測量技術(shù)因其具有較小的設(shè)備體積,重量比較輕,定位精度相對于傳統(tǒng)測量技術(shù)具有較高的測量精度,從而給現(xiàn)代水利測量技術(shù)帶來了很大的便利。
2數(shù)字化測繪技術(shù)的特征分析
首先是高效性。數(shù)字測繪不僅將工程勘測設(shè)計形成一體化,而且也能將數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、自動化以及采集等。目前,數(shù)字測繪已經(jīng)屬于 GIS 數(shù)據(jù)采集中的方法之一,相對比傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀配合平板的測圖手段,數(shù)字化測量具有更高的效率,即在通視良好的前提下,利用建站點(diǎn)作為圓心,并通過采用全站儀進(jìn)行測量,一站測量的地形圖的范圍最低是可達(dá)1km;不但如此,采用數(shù)字化測繪,還能夠?qū)⒊蓤D的周期進(jìn)行大幅度的減少,即在通常狀態(tài)下,傳統(tǒng)的經(jīng)緯測繪方法,通過白紙測圖的手段進(jìn)行測量地形,在 1天 時間內(nèi)可測量 200個左右的地形點(diǎn),然而采用數(shù)字化測圖的技術(shù),1天時間內(nèi)可測量高達(dá) 400 個地形點(diǎn),正好于傳統(tǒng)的測繪手段的 2 倍。其次是精確性。所謂的數(shù)字化測繪,是指把相關(guān)的地貌以及地物進(jìn)行采集之后,并將其信息以數(shù)字進(jìn)行呈現(xiàn),同時經(jīng)過數(shù)據(jù)接口,將其數(shù)字信息輸入計算機(jī)內(nèi),并通過計算機(jī)進(jìn)行有效處理后,從而獲取具有豐富內(nèi)容的電子地圖。然而,數(shù)字測繪具有相當(dāng)高的點(diǎn)位精度,據(jù)相關(guān)實(shí)踐顯示,采用數(shù)字化測圖,測出的點(diǎn)位精度可符合相關(guān)的《水利水電工程測量規(guī)范》中的精度指標(biāo),該指標(biāo)是點(diǎn)位誤差
3工程測量中的現(xiàn)代測試技術(shù)
3.1 工程測量中的地圖數(shù)字化技術(shù)
現(xiàn)代化的數(shù)字測量技術(shù)在水利工程測量的過程中發(fā)揮著比較重要的作用,可以解決傳統(tǒng)測量所不能解決的問題,從而使得數(shù)字測量在水利測量過程中變的相對容易進(jìn)行。在傳統(tǒng)的數(shù)字測量過程中,由于缺乏一定的科學(xué)技術(shù),對于那些比例尺較大的地圖,就很難順利地完成輸入工作。隨著地圖數(shù)字化這種技術(shù)的出現(xiàn),在運(yùn)用掃描矢量儀器以及手扶式數(shù)字跟蹤化的基礎(chǔ)上,就可以實(shí)現(xiàn)對大比例尺的水利測量地圖進(jìn)行輸入。其中大部分的掃描器可以對地圖中所呈現(xiàn)的信息實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理,數(shù)字化的信息處理具有高效率和便利性以及精確性等優(yōu)點(diǎn)。目前建立GIS數(shù)據(jù)系統(tǒng)是對圖像進(jìn)行數(shù)字化信息處理的關(guān)鍵過程。在確保水利測量工作的前提下,要盡可能的加快數(shù)字化測量儀器工作的處理速度。
3.2 水利測量工程中的數(shù)字化成圖手段
水利工程是測量工程中比較重要的內(nèi)容,也是測量過程中比較傳統(tǒng)的內(nèi)容之一。但是水利測量大多數(shù)是一種野外的測量工作。野外的水利測量工作是一項比較艱辛和復(fù)雜的工作,野外水利工程的測量周期比較長,傳統(tǒng)的測量技術(shù)并不能夠滿足實(shí)際測量的需求。隨著數(shù)字化成圖手段的出現(xiàn),一方面可以最大程度的提高水利測量地圖的工程質(zhì)量,同時還能夠保證較高的測量精度。此外數(shù)字化的成圖手段可以大幅度的降低水利工程測量人員的工作強(qiáng)度,使得野外測繪變成更為簡單和容易的工作。目前在水利測量過程中,數(shù)字化成圖技術(shù)主要包括兩種成圖模式,即電子平板模式以及內(nèi)外一體化業(yè)務(wù)模式,這兩個模式比較起來,前者的操作精度較高,操作也相對簡單,所以受到了廣泛的歡迎。
3.3 現(xiàn)代數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分析
與相對傳統(tǒng)的手工作業(yè)繪圖相比,現(xiàn)代化的數(shù)字測繪技術(shù)具有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn):
1) 與傳統(tǒng)的手工繪圖相比,現(xiàn)代數(shù)字化的成圖在測量精度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高的很多,數(shù)字化成圖系統(tǒng)在進(jìn)行對外作業(yè)的數(shù)據(jù)采集時,可以選擇全站儀進(jìn)行現(xiàn)場的全面測量,并形成自動的坐標(biāo)進(jìn)行存儲。在對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時,可以很好的保持測量作業(yè)的精度,減少人為因素所出現(xiàn)的誤差;另外一方面,展點(diǎn)繪圖是在傳統(tǒng)測量工作中必須要進(jìn)行的野外測量工序,在大幅度的減少野外測量的工作量的同時,還能縮短測量人員的野外測量時間,不斷的提高測量作業(yè)的效率。
2) 在水利測量的過程中,現(xiàn)代化數(shù)字測量技術(shù)的應(yīng)用可以對各種要素實(shí)施數(shù)據(jù)的加工和處理,形成不同用途的繪圖作業(yè)產(chǎn)品,從而滿足不同用戶的追求。
3) 通過現(xiàn)代多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用,將測繪的地圖相貌以及形象,都能夠比較完整的展現(xiàn)出來,使得測量工程人員能夠一目了然,同時所取得的測量結(jié)果比較有直觀性。
4數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
4.1 原圖數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用
原圖數(shù)字化技術(shù)在使用的過程中,只要對當(dāng)前的數(shù)字地形圖進(jìn)行軟件化的處理和運(yùn)用,添加掃描儀以及計算機(jī)、繪圖儀和相關(guān)數(shù)字化軟件相互配合的情況下,就可以比較順利的實(shí)現(xiàn)操作,同時還可以在較短的時間內(nèi)取得比較精確的數(shù)字化測量成果。在數(shù)字化測量所得到的圖像中,結(jié)果圖的精度一般與原圖的精度有著比較密切的關(guān)系。由于在水利測量的過程中會存在著各種各樣的測量誤差,所以在通常情況下,數(shù)字化測量所得到的水利圖對比于原圖而言,其精度較差。另外一個方面,數(shù)字化測量圖僅是對白紙成圖時各種地貌和物體的反映,缺乏一定的現(xiàn)勢性。為了使得這種方法能夠取得充分的利用,通??梢圆扇⊙a(bǔ)測和修測等方法來進(jìn)行,從而使得原圖的精度得到了一定程度的修改。
4.2 地面數(shù)字測圖技術(shù)的應(yīng)用
在很多水利工程的測量過程中,尤其是對于某些地區(qū)的大比例尺地圖還是比較缺乏的,這個時候就可以采用地面數(shù)字化測量技術(shù)。這種地面數(shù)字測量技術(shù)主要特征就是可以實(shí)現(xiàn)從內(nèi)到外的一體化操作,所以該技術(shù)在我國的很多工程測量單位都得到了廣泛的應(yīng)用。目前數(shù)字化的地面測量技術(shù)具有精度較高的特點(diǎn),只需要添加一些輔助設(shè)備就可以進(jìn)行高精度的測量工作。另外在地理信息的相關(guān)科學(xué)中,空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的建設(shè)和完善也發(fā)揮著比較重要的作用。所以筆者認(rèn)為為了實(shí)現(xiàn)我國現(xiàn)代化測量技術(shù)的快速發(fā)展,一方面,須加大數(shù)字化測量技術(shù)在實(shí)際水利測量工程的研究與運(yùn)用,對我國的傳統(tǒng)的測繪技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化的改造;另外一方面,要盡可能的降低由于人為因素的出現(xiàn),使得測量過程中出現(xiàn)的錯誤率明顯的降低。
5結(jié)束語
總之,數(shù)字化測量技術(shù)在水利工程測量技術(shù)中有著比較廣泛的應(yīng)用,是目前比較常用的測量方法,具有傳統(tǒng)測量技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)?,F(xiàn)代數(shù)字測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)測量過程中對各個數(shù)據(jù)要素的處理和加工,形成不同用途的水利工程測量圖,在提高產(chǎn)品測量精度的同時,滿足用戶的不同需求。所以在各個水利測量工程中,數(shù)字化測量技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。水利測量工作者要不斷順應(yīng)時代的發(fā)展,不斷的更新知識和思維,進(jìn)行現(xiàn)代化的數(shù)字測量工作。
參考文獻(xiàn):
[1] 曹黎明. 數(shù)字化工具在水利工程勘測設(shè)計和施工中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息. 2010(20)
關(guān)鍵詞:水利工程;工程測量;技術(shù)
水資源作為一種稀缺性的自然資源,如何有效地利用好它對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要。由于我國水資源時空分布不均,為了更好的滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,人民的生活需求,國家加強(qiáng)了水利工程建設(shè),水利工程能夠有效地調(diào)配水資源。工程測量作為水利工程的基礎(chǔ)性工作,其重要性不言而喻。
1 應(yīng)用新技術(shù)開展水利工程測量工作的必要性
工程測量涵蓋了工程項目建設(shè)的各個環(huán)節(jié),是對整個過程開展測量的一項工作。工程測量工作專業(yè)性要求較高,注重團(tuán)隊分工配合,加之涉及到的環(huán)節(jié)復(fù)雜多樣,因而必須嚴(yán)格控制誤差的出現(xiàn),堅決避免“一著不慎滿盤皆輸”局面的出現(xiàn)。在設(shè)計階段,要遵循“沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)”原則,認(rèn)真考察實(shí)地具體情況,著重加強(qiáng)對重要位置的考察測量,這是收集工程建設(shè)的第一手資料,意義重大;在施工過程中,為保證施工的順利安全進(jìn)行,在建設(shè)各個建筑構(gòu)件前,必須對建筑構(gòu)件位置進(jìn)行測量定位;工程驗(yàn)收階段,按照工程設(shè)計要求,必須加強(qiáng)施工質(zhì)量的檢驗(yàn)。
水利工程測量本身具有其特殊性,測量工作多在偏遠(yuǎn)山區(qū)實(shí)施,地理位置復(fù)雜,測量實(shí)施難度較大,甚至?xí)l(fā)生安全狀況,危及測量工作人員的生命安全。因此,水利工程測量對于新技術(shù)的使用更為迫切,一方面應(yīng)用新技術(shù)有利于提高測量的準(zhǔn)確性,降低測量工作的難度,提高測量的質(zhì)量和效率;另一方面有利于保障工作人員的人身安全,極具現(xiàn)實(shí)意義。
2 水利工程測量的主要任務(wù)
工程建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工作,它涉及方方面面,水利工程也是如此。水利工程建設(shè)項目一般包括土方開挖、壩體堆石、土工布、漿砌石工程、混凝土工程等,其主要工作任務(wù)包括以下幾點(diǎn):一是水利工程在開始前,需對照監(jiān)理單位提供的控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的復(fù)測,認(rèn)真布設(shè)施工控制網(wǎng)(平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)),其測量的等級和精度必須達(dá)到《水利水電工程施工測量規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn),平面控制測量和高程控制測量技術(shù)要求分別按精密導(dǎo)線測量技術(shù)和精密水準(zhǔn)測量技術(shù),具體如表1、表2所示,此外還需定期核查施工控制網(wǎng),保證測量施工的精準(zhǔn)度。二是施工過程中的跟蹤測量,測量工作并不是一勞永逸,而是貫穿于工程始終,跟蹤測量的重點(diǎn)在于土方開挖、土石混合料、壩體堆石等方面。三是竣工時的驗(yàn)收測量,認(rèn)真做好測設(shè)建筑物位置和標(biāo)高工作,加強(qiáng)對工程預(yù)埋觀測設(shè)施測量,保證數(shù)據(jù)的精確性,以便進(jìn)行審批后備案。
3 現(xiàn)代工程測量新技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
隨著工程建設(shè)要求的提高和技g的進(jìn)步,傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)已然無法滿足其發(fā)展需求,簡便、靈活、快捷、高效、精確的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,即現(xiàn)代工程測量新技術(shù),其具有的一系列優(yōu)點(diǎn)讓它在工程測量中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,在水利工程中應(yīng)用到的工程測量新技術(shù)主要包括3S技術(shù)、RTK技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)、數(shù)字化攝影技術(shù)。
3.1 3S技術(shù)
所謂3S技術(shù),是GPS(全球定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))、RS(遙感系統(tǒng))的統(tǒng)稱。3S技術(shù)在水利工程測量中價值巨大,一是提高了測量效率,獲取更為準(zhǔn)確的水利環(huán)境信息,一定程度上可以預(yù)測自然災(zāi)害。二是可以及時監(jiān)測與分析己經(jīng)發(fā)生的水利施工事故,提高解決事故的效率和質(zhì)量。三是3S技術(shù)能夠精確有效地確認(rèn)水利建筑腐蝕部位,可以明顯提高水利工程建筑的維護(hù)質(zhì)量和效率。四是3S技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)水資源動態(tài)管理與監(jiān)測,豐富了水利管理的數(shù)據(jù),為后續(xù)工作的開展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)[2]。
3.2 RTK技術(shù)
RTK技術(shù)也就是實(shí)時動態(tài)定位技術(shù),主要由基準(zhǔn)站和流動站兩部分組成,它結(jié)合了GPS技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),是在利用實(shí)時處理兩個測量站載波相位的基礎(chǔ)上,觀測其測量差分,從而三維定位到特殊點(diǎn)上[3]。RTK技術(shù)在控制點(diǎn)加密、工程放樣、斷面測量等測量任務(wù)方面利用前景廣闊[4]。目前RTK技術(shù)主要用于測量縱橫斷面,如測量堤防工程、灌區(qū)的縱橫斷面。它擅長遠(yuǎn)距離測量,能夠測量十?dāng)?shù)公里的距離,精度依然可以達(dá)到厘米級。RTK技術(shù)靈活、方便的特點(diǎn)使其在水利工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用,其在水利工程建設(shè)上的占據(jù)了一定的地位。
3.3 數(shù)字化測繪技術(shù)
數(shù)字化測繪技術(shù)是一種利用數(shù)字化成圖及測圖的技術(shù),它包括數(shù)字化原圖技術(shù)和數(shù)字化成圖技術(shù)。較之傳統(tǒng)測量技術(shù),數(shù)字化測繪技術(shù)優(yōu)勢明顯,具有以下四個方面的優(yōu)點(diǎn),一是精確度較高,水利工程測量多在野外進(jìn)行,易受外界因素干擾,而應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)能有效避免人為誤差的出現(xiàn),提高數(shù)據(jù)的精確性;二是自動化程度更高,數(shù)字化測繪技術(shù)是基于計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的,具有較強(qiáng)的自動化性能,存儲更加便利;三是圖形屬性信息更加豐富,能準(zhǔn)確使用各類測圖符號,明確地圖測繪中的坐標(biāo)位置;四是測量結(jié)果直觀形象,將地形地貌模型化、直觀化,非專業(yè)人士也可以讀懂地圖信息[5]。
3.4 數(shù)字化攝影技術(shù)
基于全數(shù)字的攝影測量系統(tǒng),數(shù)字化攝影技術(shù)可以直接從數(shù)字影像中獲得測繪信息,在提供實(shí)時三維空間信息上優(yōu)勢巨大,可以有效地提升了生產(chǎn)效率和數(shù)字線劃圖的精度,并且可以按照要求制作高精度的數(shù)字高程模型,極大地滿足了水利工程建設(shè)的需求[6]。當(dāng)前全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)在測量領(lǐng)域不斷深入推廣應(yīng)用,其產(chǎn)品可以將影像圖、線劃圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字化系列產(chǎn)品。在水利工程建設(shè)工程中,利用數(shù)字化攝影測量技術(shù)可以快速獲得制作大比例尺影像圖和斷面圖圖庫,有效建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)庫[7]。此外,在檢查陡坡地段的開挖質(zhì)量和工程竣工部位的形體資料方面,數(shù)字化攝影測量技術(shù)優(yōu)勢明顯,作用突出。
[關(guān)鍵詞]水利工程;施工;測量技術(shù)
根據(jù)多年的理論和實(shí)踐對水利工程施工測量進(jìn)行了分析,提出水利工程中進(jìn)行施工測量的核心,重點(diǎn)對控制測量和施工整個過程中的細(xì)節(jié)以及技術(shù)問題進(jìn)行深入探討,同時提出了相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)和見解。
1.水利工程控制網(wǎng)測設(shè)
1.1工程首級測量控制網(wǎng)
在本主體工程開工前,項目部在接收監(jiān)理提供的測量基準(zhǔn)后,與監(jiān)理人共同校測其基準(zhǔn)點(diǎn)(線)的測量精度,并復(fù)核其資料和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。首先對于監(jiān)理移交本工程首級測量控制網(wǎng)的控制點(diǎn)位、點(diǎn)號熟悉,控制點(diǎn)的大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)校算和實(shí)測,以免用錯點(diǎn)位及數(shù)據(jù)。對原有的平面控制點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、的位置,標(biāo)石和標(biāo)志的現(xiàn)狀,其造標(biāo)埋石的質(zhì)量;了解施工區(qū)的行政劃分、社會治安、交通運(yùn)輸、風(fēng)俗習(xí)慣、氣象、地質(zhì)情況。施工控制網(wǎng)測量結(jié)果經(jīng)監(jiān)理工程師批復(fù)后投入使用,并采用定期與不定期相結(jié)合對控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測,復(fù)測精度不低于施測精度,在工程測量期間每三個月對控制測量控制網(wǎng)復(fù)測一次,并對復(fù)測成果上報監(jiān)理單位。
1.2施工控制網(wǎng)測設(shè)
根據(jù)本工程建筑物布設(shè)和現(xiàn)場地形情況,同時結(jié)合本工程施工進(jìn)度加密布設(shè)施工測量控制網(wǎng)點(diǎn)。加密布設(shè)的施工測量控制網(wǎng),平面控制采用三角測量、邊角組合測量、導(dǎo)線測量,高程控制可采用水準(zhǔn)測量和三角高程測量,布設(shè)成閉合環(huán)線、附合線路或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。施工控制網(wǎng)布設(shè)、測量平差計算后的資料報監(jiān)理批準(zhǔn),監(jiān)理批準(zhǔn)后方可進(jìn)行施工測量。然后根據(jù)工程設(shè)計意圖及其對控制網(wǎng)的精度要求,擬定合理布網(wǎng)方案,利用測區(qū)地形地物特點(diǎn)在圖上設(shè)計出一個圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)的網(wǎng)。根據(jù)承擔(dān)的工程布設(shè)測量控制網(wǎng)點(diǎn),點(diǎn)位布設(shè)嚴(yán)格遵守測量規(guī)范要求,點(diǎn)位要布設(shè)在能夠滿足施工控制和測量放樣條件,控制點(diǎn)的埋設(shè)在基礎(chǔ)堅硬、不易被壞、通視條件好的地方。施工測量控制點(diǎn)采用埋設(shè)地面標(biāo)石,標(biāo)石澆筑埋設(shè)于地面。對于本工程所采用的點(diǎn)號、編號根據(jù)承擔(dān)的工程總體進(jìn)行編號,在測量點(diǎn)號注記上記錄清楚。在施工測量中,對后視點(diǎn)位要進(jìn)行后視測量檢查,以避免用點(diǎn)錯誤。
1.3控制點(diǎn)保護(hù)
測量控制點(diǎn)是本水利工程施工的依據(jù),為此對本工程測量控制點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施。測量控制點(diǎn)嚴(yán)禁有人為破壞的行為發(fā)生,施工主控制網(wǎng)點(diǎn)在施工中有影響施工時,需要報請監(jiān)理批準(zhǔn),重新選點(diǎn)測設(shè),數(shù)據(jù)平差計算后報監(jiān)理批準(zhǔn)后使用。
2.水利工程施工測量技術(shù)
2.1復(fù)測
按照招標(biāo)文件的要求及相關(guān)規(guī)定,施工前需對交接樁時提供工程范圍測區(qū)有關(guān)GPS點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)、精密水準(zhǔn)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等進(jìn)行復(fù)測。控制點(diǎn)使用前必須用三個以上的原始控制點(diǎn),其邊長和夾角進(jìn)行觀測檢查,互差符合規(guī)范要求,方可使用,采用索佳SET230RK3全站儀,測回法測角6測回,邊長正返觀測各6個測回。高程控制點(diǎn)復(fù)測按國家二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求進(jìn)行,用中緯電子水準(zhǔn)儀配一對條碼尺,按國家二等水準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn),用附合水準(zhǔn)線路測量要求進(jìn)行往、返測。
2.2加密點(diǎn)選取
本工程對加密點(diǎn)的選取采取下列要求:(1)平面加密點(diǎn)應(yīng)與已有的GPS點(diǎn)和精密導(dǎo)線點(diǎn)構(gòu)成精密導(dǎo)線網(wǎng),高程加密點(diǎn)與精密水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成附合或閉合路線,平面及高程控制點(diǎn)應(yīng)該設(shè)在不受施工影響的地段,設(shè)在穩(wěn)定的地質(zhì)上。(2)平面加密點(diǎn)相鄰邊長不宜相差過大,個別邊長不宜短于100m,高程加密點(diǎn)間距平均300m。(3)GPS點(diǎn)與相鄰平面加密點(diǎn)間的垂直角不應(yīng)大于30°。(4)加密點(diǎn)應(yīng)選在發(fā)生沉降變形區(qū)域以外的穩(wěn)固地段。
2.3加密點(diǎn)布設(shè)
復(fù)測工作完成后,在首級控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)工程項目的施工需要并結(jié)合本水利工程特點(diǎn)等實(shí)際情況制定平面加密控制方案,布設(shè)一定數(shù)量的加密點(diǎn)進(jìn)行閉合導(dǎo)線測量,主要滿足本工程的施工測量及監(jiān)控測量。
2.4加密點(diǎn)測量
對本水利工程的平面測量采用索佳SET230RK3全站儀,測回法測角6測回,邊長往返觀測各6個測回。水準(zhǔn)點(diǎn)加密按國家二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求進(jìn)行,用中緯電子水準(zhǔn)儀配一對條碼尺,按國家二等水準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn),用附合水準(zhǔn)線路測量要求進(jìn)行,控制樁復(fù)測結(jié)果經(jīng)監(jiān)理工程師批復(fù)后進(jìn)行加密點(diǎn)測量,加密點(diǎn)測量精度采用精密導(dǎo)線測量和精密水準(zhǔn)測量技術(shù)要求,測量數(shù)據(jù)采用嚴(yán)密平差,測量成果上報監(jiān)理工程師審批。精密導(dǎo)線測量采取利用原有控制樁組成附合導(dǎo)線和閉合導(dǎo)線;水準(zhǔn)測量利用原有控制樁與加密點(diǎn)構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線進(jìn)行測量。
2.5地形測量與工程量復(fù)核
在主體工程開工前,首先進(jìn)行開挖工程量的復(fù)核,為精確計算開挖工程量,在首級測量控制網(wǎng)建立后,對工程施工各部位進(jìn)行原始地形測量,平面圖比例1:500,斷面圖比例為1:200,斷面施測范圍超出基礎(chǔ)區(qū)20°-50m,橫斷面圖間距不大于25m,根據(jù)地形斷面圖,復(fù)核計算各部位開挖工程量,報送監(jiān)理工程師審核,作為本水利工程結(jié)算依據(jù)。而在開挖工程結(jié)束后,需進(jìn)行各部位基礎(chǔ)竣工地形、斷面圖的測量,技術(shù)要求同原始地形斷面圖,并根據(jù)基礎(chǔ)最終開挖斷面圖計算工程量和竣工資料。
3.施工測量放樣
3.1土石方明挖工程測量放樣
關(guān)鍵詞:水利工程RTK 轉(zhuǎn)換參數(shù)
中圖分類號:TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
0 引言
目前,RTK測量技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了各行各業(yè),針對不同的用戶,實(shí)現(xiàn)不同的功能。在進(jìn)行RTK測量時,作業(yè)人員往往會按照培訓(xùn)人員的要求機(jī)械化地去操作,這樣時間一長就會對整個測量工作效率產(chǎn)生影響,RTK的優(yōu)越性也不能完全地發(fā)揮出來,因此,熟練地靈活地操作RTK在實(shí)際工作中顯得尤為重要。
求轉(zhuǎn)換參數(shù)
根據(jù)RTK的原理,參考站和移動站直接采集的都為WGS84坐標(biāo)。參考站一般以一個WGS84坐標(biāo)作為起始值來發(fā)射,實(shí)時地計算點(diǎn)位誤差并由電臺發(fā)射出去。移動站同步接收WGS84坐標(biāo)并通過電臺來接收參考站的數(shù)據(jù),條件滿足后就可達(dá)到固定解。移動站就可實(shí)時得到高精度的相對于參考站的WGS84三維坐標(biāo),這樣就保證了參考站與移動站之間的測量精度。如果要符合到已有的已知點(diǎn)系統(tǒng)上來,需要把原坐標(biāo)系統(tǒng)和已知點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)求出。
在RTK應(yīng)用中,轉(zhuǎn)換參數(shù)大概分為校正參數(shù)、四參數(shù)、七參數(shù)和擬合參數(shù)。
四參數(shù)和七參數(shù)并不是一個概念,四參數(shù)是同一橢球不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。表示為X、Y、A(旋轉(zhuǎn)角)、K(尺度比)。七參數(shù)是兩個不同橢球之間的轉(zhuǎn)換參數(shù),表示為X、Y、Z、α、β、γ、K,三個平移、三個旋轉(zhuǎn)和一個尺度參數(shù),是不嚴(yán)密的。四參數(shù)和七參數(shù)是不能同時使用的,兩者只能任選其一,那么在具體測量時怎么確定這兩種參數(shù)是一個關(guān)鍵的問題。
RTK直接測量的坐標(biāo)是屬于WGS84坐標(biāo)系,我們通常用的是國家標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng),比如1954年北京坐標(biāo)系,兩者并不是一個橢球,那么原則上講需要七參數(shù)才可以實(shí)現(xiàn)兩個橢球的轉(zhuǎn)換,我們才有可能采集到54坐標(biāo)。但在不能精確求取七參數(shù)的情況下,可以把WGS84的原始經(jīng)緯度作為北京54的經(jīng)緯度處理,這樣一來就可以通過采集兩個或兩個以上的北京54已知點(diǎn)來求取四參數(shù),高程就可以通過擬合的方法得到。
一般RTK儀器都提供了兩種求取四參數(shù)的方法:第一種是先采集控制點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo),輸入已知點(diǎn)坐標(biāo),軟件就會自動計算出四參數(shù)并給出點(diǎn)位精度;另一種就是方法就是利用校正向?qū)У亩帱c(diǎn)校正方式,輸入已知點(diǎn)坐標(biāo)后實(shí)時讀取當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo),兩個點(diǎn)以上就可以求出四參數(shù),將其保存后就可以應(yīng)用了。
七參數(shù)的求解方法一般是通過做靜態(tài)測量。靜態(tài)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后,軟件會自動求出七參數(shù),在做RTK測量時直接輸入使用。七參數(shù)相對于四參數(shù)來說可以認(rèn)為更精確、精度更高,如有條件建議使用七參數(shù)。
若在進(jìn)行一工程測量時,第一天求解了轉(zhuǎn)換參數(shù)之后,之后的工作只需調(diào)用第一天的參數(shù)再找個已知點(diǎn)單點(diǎn)校正就可以了。這樣可以節(jié)省很多時間去求參數(shù)了。
2.測量及放樣
參數(shù)求完之后就可以測量和放樣了。測量時只要將移動站在特征點(diǎn)上對中整平,然后輸入點(diǎn)名和天線高即可。需要注意的是一定要在固定解的狀態(tài)下,否則測出來的數(shù)據(jù)誤差會很大,如果在樹林里面或者遮擋比較嚴(yán)重的地方就需多等一會,也可將碳釬桿升高或者選擇衛(wèi)星信號好的時段去測。
放樣是有點(diǎn)、直線、道路的放樣,放樣的坐標(biāo)可以是直接輸入或通過電腦導(dǎo)入兩種方式,點(diǎn)的放樣比較簡單,選擇好要放樣的點(diǎn)后按照方向的指示就可以找到藥放樣的點(diǎn)位了。直線放樣的話要先建立直線,然后根據(jù)偏距和里程即可。道路放樣相對要復(fù)雜一些,要先進(jìn)行道路設(shè)計,方法有兩種:一是元素法,二是交點(diǎn)法。一般建議使用元素法來設(shè)計,按照“點(diǎn)—直線—緩曲—園曲—緩曲—直線”的順序把元素數(shù)據(jù)輸入手薄,生成道路文件。最好是在電腦里把文件處理好,再導(dǎo)入手薄,減少出錯率。設(shè)計完之后就可以通過自動計算好的坐標(biāo)去放樣,同樣根據(jù)里程和偏距去找,偏距是左負(fù)右正。
3.?dāng)?shù)據(jù)傳輸
在將數(shù)據(jù)傳出之前,需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成需要的數(shù)據(jù)格式和類型,例如成圖需要的.dat格式、.txt格式等。然后通過兩種方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上。
方法一:安裝同步軟件,用數(shù)據(jù)線連接手薄與電腦,連接成功后即可通過手薄的路徑把數(shù)據(jù)傳輸出來。
方法二:將手薄的USB端口設(shè)置成U盤模式,將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)復(fù)制后在SD卡里面粘貼,然后用數(shù)據(jù)線路徑手薄與電腦,直接在SD卡上將數(shù)據(jù)拷貝出來即可。
4.注意事項
在儀器具體操作時,需要注意以下事項:
架設(shè)參考站時,如果是大電臺,一定要注意電瓶的正負(fù)極,先連接電瓶端,檢查無誤后再連接主機(jī)和電臺,如是內(nèi)置電臺,最好將儀器架設(shè)在比較高的地方,測量前要檢查一下參考站的工作狀態(tài)是否正常。
移動站狀態(tài)檢查,各種顯示是否正常,手薄工作狀態(tài)是否正常,常規(guī)界面應(yīng)顯示點(diǎn)號、坐標(biāo)、精度、衛(wèi)星狀況、電臺通道(與參考站一致)及信號強(qiáng)度等。
如果測量中出現(xiàn)問題,要根據(jù)具體情況來分析原因。如果手薄下方顯示無數(shù)據(jù),表示手薄與移動站沒有連接;通道號沒顯示或顯示與參考站不一致的通道號,用電臺設(shè)置切換到一致的通道即可;如果總提示ID號有變化,則表明基準(zhǔn)值被動了或者電臺串頻了。
RTK測量技術(shù)還有很大的發(fā)展空間,操作方法也會越來越簡單,但是要更好的應(yīng)用RTK技術(shù),還是要測量人員親身體會其原理和性能,對各種情況做到心中有數(shù),這樣才能有效地保證RTK測量精度,提高作業(yè)效率。
5 RTK技術(shù)的應(yīng)用前景
實(shí)時動態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式,兩種定位模式相結(jié)合,在水利工程中的應(yīng)用可以覆蓋勘測、施工放樣等前端數(shù)據(jù)采集。
5.1.快速靜態(tài)定位模式
要求GPS接收機(jī)在每一流動站上,靜止的進(jìn)行觀測。在觀測過程中,同時接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù),實(shí)時解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo),如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定,且其精度已滿足設(shè)計要求,便可以結(jié)束實(shí)時觀測。一般應(yīng)用在控制測量中,如控制網(wǎng)加密;若采用常規(guī)測量方法,受客觀因素影響較大,在自然條件比較惡劣的地區(qū)實(shí)施比較困難,而采用RTK技術(shù)可起到事半功倍的效果。
5.2.動態(tài)定位
測量前需要在一控制點(diǎn)上靜止觀測數(shù)分鐘進(jìn)行初始化工作,之后流動站就可以按預(yù)定的采樣間隔自動進(jìn)行觀測,并連同基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù),實(shí)時確定采樣點(diǎn)的空間位置。目前,其定位精度可以達(dá)到厘米級。動態(tài)定位模式在勘測階段有著廣闊的應(yīng)用前景。測量2~4s,精度就可以達(dá)到1~3cm,且整個測量過程不需通視,有著常規(guī)測量儀器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
6 結(jié)束語
工程測量技術(shù)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程中有著極為重要的作用,它為我國的工程建設(shè)提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著各種新的工程測量新技術(shù)的發(fā)展,對測量技術(shù)人員的要求也越來越高。在這種狀況下,就要要求我國的工程測量人員必須隨著測量技術(shù)的發(fā)展不斷更新自己的技術(shù)水平,只有這樣才能夠?qū)π碌臏y量設(shè)備進(jìn)行正確的操作,在工程測量工作的開展中才能提供精確的數(shù)據(jù),是工程質(zhì)量基礎(chǔ)保證。
參考文獻(xiàn)
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