工程测量技术操作与应用

工程测量技术操作与应用

薛超峰

陕西万豪建筑工程有限公司 陕西省西安市 710000

摘要：地形测量包括控制测量和碎部测量。①控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点，为地形测图的依据。②碎部测量是测绘地物地形的作业。地物特征点、地形特征点统称为碎部点。碎部点的平面位置常用极坐标法测定，碎部点的高程通常用视距测量法测定。测图时，用测图板上已展绘的控制点或临时测定的点作为测站，在测站上安置整平平板仪并定向，然后用望远镜照准碎部点，通过测站点的直尺边即为指向碎部点的方向线，再用视距测量方法测定测站至碎部点的水平距离和高程，按测图比例尺沿直尺边沿自测站截取相应长，即碎部点在图上的平面位置，并在点旁注记高程。这样逐站边测边绘，即可测绘出地形图。与传统白纸测图相比，全数字地形测图不仅仅是方法的改进，而是技术本质的飞跃。

关键词：工程测量;操作;应用

1、外业数据采集

1 .1平面控制测量

GPS平面控制测量

1）加密GPS控制测量及测区控制测量布网原则

加密GPS控制网沿测区外围按点对布设，构成大地四边形组成的网状图形，点对的距离为1-5km左右。组成点对的两点间应互相通视，其间距应大于400m，特殊情况下不短于300m。

本控制网约须布置8个GPS控制点，最少须联测3个国家级四等或四等以上平面控制点，3个以上四等水准点或五等水准点，加密GPS控制网采用静态作业模式。

测区的加密控制测量采用实时动态GPS（RTK）作业模式，布设为相互通视的点对。

2）加密GPS控制测量技术要求

本次加密GPS控制测量按国家E级网要求施测。静态测量仪器采用徕卡500系列GPS接收机；动态实时(RTK)测量徕卡500系列GPS接收机。

GPS测量解算及平差软件采用徕卡随机软件SkiPro 3.0.GPS进行后处理及基线解算等。

3）观测准备

GPS接收机在开始观测前应进行预热和静置，具体要求按接收机操作手册进行。

GPS天线定向标志线应指向正北，顾及地磁偏角修正后，其定位误差应不大于±5°。

4）GPS观测作业要求

观测员必须严格遵守调度命令，按规定时间进行观测作业。经检查接收机电源电缆和天线等各项联结无误后方可开机。

开机后经检验有关指示灯和仪表显示正常后方可进行自测试并输入测站名、观测单元和时段等控制信息。

接收机启动前与作业过程中，应随时逐项填写测量手薄中的记录项目。

接收机开始记录数据后，观测员可使用专用功能键和选择菜单，查看测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及变化、存储介质记录和电源情况等，如发现异常情况或未预料到的情况，应记录在测量手薄的备注栏内，并及时报告组长。

每时段观测开始及结束前各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位经纬度和大地高、PDOP值等，当记录气象元素时，每时段气象观测应不少于3次（开始、中间、结束）。

观测期间，不得在天线附近50m以内使用电台，10m以内不能使用对讲机或手机通话。

一时段观测中不允许进行以下操作：接收机关闭又重新启动；进行自测试；改变卫星仰角限值；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能健。

5）数据处理

数据处理采用随接收机配备的商用软件，起算坐标系采用WGS－84坐标系。

当采用不同类型接收机时，应将观测数据转换成同一格式，基线处理采用广播星历，双差固定解。

GPS观测值均应加入对流层延迟修正，对流层延迟修正模型中的气象元素采用标准气象元素模型。

2.水准测量与计算

依据几何原理用水准仪和水准标尺测定地面两点间高差的方法。高程测量的主要方法。用于建立国家水准网和地区高程控制网，监测地壳垂直运动，研究平均海水面变化，以及为地形测图和各种工程建设提供高程控制。
    水准测量是用沿水准路线逐点向前推进的方式实施。为了测量地面上A、P两点间高差（见图），先将水准标尺R₁竖立在水准点A 上，再将水准标尺R₂竖立在一定距离的B点上，在A、B之间安置水准仪。依据水准仪的水平视线，在标尺上分别读数，两标尺读数差就是A、B两点间的高差h_AB。第一站测完后，B点上水准标尺R₂保持不动，A点的水准标尺R₁移至C点，水准仪移至BC的中间，测得B、C两点间高差h_BC，如此继续推进至P点，A、P两点间的高差h_AP=h_AB+h_BC+……。
     精密水准测量必须用带测微器的精密水准仪和膨胀系数小的因瓦水准标尺，以提高读数精度、削弱温度变化对测量结果的影响。仪器至标尺的距离约在35～60米，且距前后标尺的距离基本相等，同时采用完善的观测程序，以削减水准仪残余的微小倾斜带来的影响和大气折光影响。
    水准测量结果须按所采用的高程系统加入必要的改正，以求出精确的高程。

3.外业数据采集

全站仪为徕卡公司的402仪器，以其性能指标如下：
测角精度2秒
测距精度2+2PPM
1）坐标系统
   平面采用北京54坐标系3度带坐标，投影带中央子午线经度为115度。 
高程基准:黄海高程系。
2）技术依据
本工程执行国家质量技术监督局 2001-03-05发布的《全球定位系统GPS测量规范》（国家标准GB/T 18314-2001）；地形测量图式执行国家质量技术监督局1995-09-15发布的《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》。（国家标准GB/T 7929-1995）. 中华人民共和国国家标准.三、四等水准测量规范(GB12898-91)国家技术监督局颁发
3）数据采集作业过程
　　遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”、“步步有检核”的原则。每次作业顺序为：
　　1.确定测站点。确定测站点时，要尽量保证大的可视区域，同时还要保证有可通视的已知点。所以，在实际作业时一般将测站点定在较高的坡或山顶，以避免经常迁站。
　　2.架设仪器。架设仪器时，要保证仪器架稳，一般是将三脚架的腿间距稍微放大些，保证平稳。角度过大将导致全站仪过低，给观测带来不便，同时也影响观测员的行动；角度过小时全站仪放置不稳，存在仪器损害的潜在危险。观测前要进行仪器的校验，对准已知点，以保证数据均为可信数据。检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高、开机。按提示输入测站点点号及固定坐标、仪高，后视点点号及、坐标、镜高，仪器瞄准后视点，进行定向检测。仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜，按“回车”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。再输入镜高，瞄准第2个碎部点上的反光镜，按“回车”键，仪器又测量出第2个棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面的坐标文件中。按此方法，可以测量并保存其后所测碎部点的三维坐标。

结语：从事工程测量专业几年来，真正的工程显然能够更好的体会所学到的知识。事实也确实是如此，我真正的体会到了理论联系实际的重要性。现在细细想来，这些年的经历，虽然艰苦，但却学到了很多，不仅仅是测量的实际能力，更有面对困难的忍耐。

参考文献：
        [1] 赵节霞. 工程地形图测量技术应用研究[J]. 测绘通报，2013(S1)：216-218.
        [2] 张国辉. 工程测量实用技术手册[M]. 中国建材工业出版社，2009.