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2.1水下地形测量技术的测量设备选择
(1)水下地形测量中测深仪的选择:传统的测深仪器与工具主要包括测深锤、测深杆和回声探测仪等,而现阶段这些设备通常被当作辅助工具来进行选用。现阶段的水深测量工作都是通过回声探测仪来完成的,测深仪的机型主要分为双频测深仪和单频测深仪两种,其中单频测深仪能够满足普通的深度测量需要,但一旦碰到需要进行土方计算的测量就显得比较困难,所以通常需要两个测深仪的配合使用才能更好的进行水深的测量工作。(2)水下地形测量中GPS的选择:在水下地形的测量设备中,GPS主要用于完成水上的导航与定位工作,这就要求我们必须依照测图比例尺来进行GPS的机型选择工作,同时要对测距精度和定位精度等进行充分考虑,结合实际选用的应用系统和探测仪,来进一步提高所采用的技术线路的可操作性。(3)水下地形测量中测深船的选择:在波浪等的影响下,使得测深船容易形成前后与上下波动,导致架设在船体上的GPS天线也会受到一定的波动影响,从而进一步影响到垂直方向的测量结果。专业的测量船对于各个方位的波动情况都能够进行准确的仪器测定,如果测深船体积过大,虽然能够确保船体的稳定性,却影响到其灵活性,不能有效的进行浅水区的水深测量工作,因此,测量人员必须依据作业环境的实际情况,来对测深船进行有针对性的船型选择[3]。
2.2水下地形测量技术的测量线路选择
所有的测量工作都需要在技术确定之前,充分的结合客户需要以及测区的实际特点来进行测量线路的合理规划,进行水下地形的测量工作也不例外。在对大型的河道进行水下地形的测量工作时,受到水域面积与水域特征的影响,提高了测量工作的难度,加大了测量工程的安全隐患,这就需要测量人员对测量点进行充分的调查了解,来确定出一条更加合理的测量路线,从而保障测量工作能够顺利开展。
2.3水下地形测量技术的测量软件选择
现阶段,一般的水下地形测量仪器都有与之配套的后处理软件系统,而依据测量仪的探头数量,我们又可以把测量系统划分为单波束测探系统和多波束测探系统这两种主要形式。多波束测量具有明显的测探速度更快,测探点更多,且测探覆盖范围更广泛等特点,有效的运用了旋转定向技术,提高了系统的测量效率与测量精度,降低了数据的处理时间,能够更好的保证测量的成图质量。
2.4水下地形测量技术的测量方式选择
我们常见的水下地形测量方式主要是踏勘测区,即运用先前掌握的数据资料来进行控制点的布设,在进行控制测量的计算之后,有效的利用全站仪岸上的观测,将测深数据整合成一份完整的操作报告,最后将数据输出到编辑软件中进行合理的修改,从而得到一副符合1:10000国际分幅的水下地形图。
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本课题拟从数字化地形测量工作入手,总结并探讨测量工作的基本内容和方法,以提高测量工作的效率和水平。
2.课题研究(设计)的内容(论文基本框架):
题目:数字化测图及提高工效的方法与途径
摘要
关键词
1数字化测图概述
2数字化测图与传统平板测图相比的优势
3数字化测图的基本方法
3.1控制测量
3.2碎部测量
4如何提高数字化测图的工作效率
4.1外业工作中应注意的问题
4.2内业工作中应注意的问题
5地形测量的精度讨论
结语
3.课题研究(设计)的主要研究方法、技术路线:
(1)资料收集
(2)编写技术方案
(3)实地测量体会
(4)理论与实际相结合
4.完成课题研究(设计)的条件和进度、具体安排及预期结果等:
(1)完成论文的条件:实习单位的工作性质与本论文的内容有直接的相关性,有相关的各种地形测量规范;实习的内容与论文有直接的相关性,通过实习能熟知数字化地形测量中各种测量及内业的处理过程.
(2)进度:20**年底前主要收集资料和学习相关规范、专著等,20**年2月底前完成选题和撰写提纲,3月份完成第一稿,4月份完成第二稿,5月份返校前基本完稿,返校后再修改。
(3)安排:先复习相关教材,如测量学、地籍与房产测量、控制测量、工程测量;熟悉数字地形测量基本原理与测量方法,同时收集数字地形测量的技术标准,并掌握其测量的注意要点.
(4)预期结果:根据本开题报告及测量技术设计要求、测量技术规范,以及实地测量情况,撰写论文。争取论文的成绩达到良好以上。
5.主要参考文献:
1、GB/T18315-2001,数字地形图系列和基本要求[S]
2、《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》GB/T7929-1995》CJJ73-97
3、《测量学》,顾孝烈、鲍峰、程效军主编同济大学出版社,1999
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Key words: RTK; GPS-RTK measurement; tidal measurement
中图分类号:P228.4文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
1引言
随着测量技术的发展、新的测量装备的使用,海道测量精度越来越高,从而对测量基准面精度的要求也越来越高。
NBCORS网络RTK技术出现以后, “GPS接收机+测深仪”技术得到进一步发展。确定测量船只的瞬时姿态并对测深值进行姿态改正是现代水下地形测量的工作。在宁波市某区域进行海洋1:10000水下地形测绘项目中,我们采用GPS-RTK无验潮和验潮两种方式的测量工作。本论文从实践上研究分析通过GPS-RTK无验潮和验潮测量得出的成果间的差异,并以工程实例的实测数据为例验证理论分析成果。
2GPS-RTK无验潮测量误差
NBCORS VRS技术是应用网络内所有GPS基准站的数据,生成整个网络区域内的动态模型,为整个网络覆盖范围内的用户提供差分数据,同时,对于网络覆盖外的一定区域,也能提供同样精度的差分改更信息。
NBCORS高程为大地高系统,通过区域似大地水准面精化转换为正常高。
2.1GPS-RTK测量数据分析:
图1
图2
图1由可以看出,大部分时间RTK的高程数据比较稳定,这是由于当时的海平面比较稳定,没有大的波浪,因此高程数据比较平稳。但是在图2中[1]时段高程数据发生了异常突变,可能是GPS-RTK信号不稳定的原因,就需要人为去干预处理,修改出正确数据。
GPS-RTK需解决换能器杆安装偏差及船体倾斜的影响,RTK自身误差影响,高程异常等综合因素,测深延迟效应。只有有效控制每一项影响精度的因素,最终的成果质量才能得到保障。
3测深数据处理
在测量项目中,我们做了如下误差该正,已减小误差。
声速改正:
船舶动态吃水改正:测深仪型号:HY1601
船舶静态吃水改正:
水深测量误差:时间测定误差,测深仪波束角。
水面高程传递误差:深度基准面的确定误差,验潮站水尺零点的测定误差。
船舶姿态变化引起测深误差
船舶横向摇摆带来的测深误差,船舶纵向摇摆带来的测深误差,船舶动吃水产生的测深误差。
4GPS-RTK无验潮与验潮精度数据分析
在此次水下地形测量过程中,我公司采用NBCORS直接记录测深点的三维坐标,高程转换采用NBCORS中心的坐标转换软件进行,因为数据量大,NBCORS中心只能对测点数据少于100个的文件进行转换,因此我公司选择了部分水域测量数据进行无验潮数据处理,数据处理时没有进行消浪处理,对测深数据进行了声速改正,其同名点比对结果如下:
GPS-RTK验潮与人工验潮测点比对表
单位:m
验潮与无验潮测点比对统计表
经检测13514点,其差值≤0.4m为13301点,占总比对点98.4%
从比较的结果来看,在本试验区采用NBCORS以无验潮方式进行水下地形测量是可行的,精度能够满足有关规范要求。
实际应用经验比较:
优点:
1、进行全天候作业,不受昼夜影响,提高作业效率,
2、有效的消除了动吃水以及波浪上下等因素影响,
3、避免了由于潮位观测带来的水位改正误差。可得到即时水位。
4、无需人工或自动验潮仪验潮,节约成本。
缺点:RTK高程测量的综合误差。测深
仪器自身精度及换能器安装导致的误差。无法进行深度基准面的推算。作业受距离和区域的限制。
5总结
利用无验潮技术进行水深测量,使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效,极大的提高了生产效率,是一种先进的测量技术,值得在海岛礁测量技术中大陆推广应用。
参考文献:
[1]《海道测量规范》GB 12327-98;
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引言
GPS和RTK技术都是新时代下科技创新和发展的高端技术产品,随着物探工程行业的不断发展和改革,在很多物探行业中,为了更好的节约物探工程的造价以及成本,很多的物探工程的首先都把目光投在了物探工程测量中。科学技术水平的提高,直接促进了工业工程仪器使用的发展。全球定位系统(GPS),最初应用于陆海空领域的导航和定位测量,并未普及到大地测量及工程测量应用领域。随着全球定位系统(GPS)技术的发展与完善,其应用已广泛推广到测量的各个领域,作为测量定位新技术,特别是GPS实时动态差分RTK技术的迅速发展和完善在常规测量领域里越来越得到广泛的应用。
1、RTK技术和全站仪测量的原理
1.1、工作原理
GPSRTK测量系统,是集计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS为一体的组合系统。动态RTK定位技术室以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术。用RTK技术定位时,将一台接收机安置在基准站上固定不动,另一台或者多台接收机安置在运动的载体(称为流动站或者移动站)上,两站(一般不超过5km)的接收机同步观测相同的卫星,通过数据链将基准站的相位观测数据及坐标信息实时传送给流动站,流动站将接收到得基准站数据同自采集的相位观测数据进行实时差分处理从而获得流动站的实时厘米级三维坐标。而全站仪是一门常规成熟的测量技术。通过在已知点架设仪器,内部光电测角系统和光电测距系统使用相同的光学望远镜。照准一次,即可或者测量点的角度和距离,通过内部微处理器实时处理以获得测量点三维坐标值。
1.2、项目坐标系统转换
众所周知,RTK测量是基于WGS-84右手地心坐标系统,观测解算成果均属于WGS-84系统。然而北京采用的是本地坐标系统,因此在测量开始之前,必须将项目参数设置好,以达到测量成果符合北京地方坐标系。常用的坐标系转换方法主要有三参数平面直角坐标系转换法和七参数空间直角坐标系转换法。由于一般采用三参数即可满足区域测量要求,本次测量中采用的是三参数基准转换。在测量前设置北京地方坐标系所用的椭球参数,投影类型,中央子午线,项目高度,基准点坐标,基准转换参数等,建立二者的转换关系。
2、RTK配合全站仪测绘技术在地形测量中的应用
2.1、GPS-RTK技术在地形测量中的重要性
通过以上的介绍,我们在一定程度上了解了GPS-RTK技术,所以要想强化其实际运用,就应该基本了解其应用于地形测量中,这样才可以进一步提高地形测量的实际效果。
2.1.1、降低了测量的成本
由于信息科技的广泛运用,地形测量中的测量成本,尤其是人类成本大幅度下降。之前的大部分测量数据需要大量工作人员全天不间断的计算,而当今运用计算机能够精确迅速的整理数据,利用相应的图形编辑软件即可完成测量图像的处理;运用遥感技术可以远程探寻和辨识项目的实际情形。这样可以减少人力支出,地形测量工作人员能够节省时间以分析工程的整体数据,进一步得到正确的策划方案。
2.1.2、提高了测量的准确性地形测量要求极高的数据精准度,一旦数据不精确和完整,会影响到整个项目的技术施工和质量,信息科技尤其是GPS、遥感、图形处理等技术在其中的广泛使用,极大提升了测量精确度,测量数据是全体项目的根基,其精准度的提升可以确保项目的质量,并进一步带来经济效益的提升。
2.1.3、促进科学技术和社会发展
人类通过持续的努力和探索发现了GPS-RTK技术的进展,并且GPS-RTK运用于地形测量由推动了信息科技的进步,科学家经过一直以来的探索和钻研,在测绘硬件的基础上继续改进,提升测绘的精准度。同时革新相应的软件,优化效率。全新的测量观点和方法的使用,提升了测量技术的水平。所以信息科技和地形测量相互促进,推动了人类社会的持续性进步。随着GPS定位精度的提高、硬件性能的改善,GPS得到越来越广泛的应用。同时,全站仪也因其数据采集自动化程度高、大大释放劳动力等优势,成为勘测、设计、施工和管理不可或缺的测量工具。但随着工程质量要求的不断提高,测量用户已不再局限于只使用GPS或全站仪中的一种,在实际测量工作中,同样一个工程中GPS的测量成果常为全站仪所用,全站仪测量值又常作为检校GPS作业的依据。用GPS完成控制比用常规仪器要快得多。它不要站间通视,也无需庞大的作业队伍,精度高、作业快、费用省、应用灵活。一些先进的接收机和天线技术把外业观测时间压缩到最短的同时,仍能获得最优的数据,在灵敏度、可靠性、抗干扰能力方面都有优异的表现。
2.2、碎部测量
碎部测量采用RTK与全站仪联合测图法,对空旷地区,RTK接受信号良好,可采用RTK测量,而对于密林区,房角、陡坎等地区,RTK信号受到电磁波干扰以及高达建筑物的遮挡屏蔽,使得RTK测量无法进行时,应采用全站仪测量。下面着重说明全站仪在碎部测量中的使用及注意事项。
2.2.1、全站仪的检验与校正
主要应检验与校正如下几个方面:a.照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正;b.圆水准轴平行于仪器旋转轴的检验与校正;c.十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正;d.视准轴垂直于横轴的检验与校正;e.横轴垂直于竖轴的检验与校正;f.竖盘指标差的检验与校正;g.光学对中器的检验与校正。由于具体的检验与校正方法比较繁复,这里就不一一赘述了。
安置仪器,在控制点或图根点上,架设全站仪,并对中整平,测量仪器高,仪器对中误差需小于5mm,仪器高度的量取要精确到1mm。
创建文件,输入测站点坐标,仪器高,后视点坐标以及棱镜高,并瞄准后视点,进行仪器定向。
进入碎部测绘状态,精确瞄准竖立在测点上的棱镜,按“回车”键,全站仪即测得棱镜所处位置的三维坐标,并将数据自动存储到已建立的文件中。移动棱镜到下一个待测点上,继续测量,直到测完全部待测点。
在采集碎部点时,应注意以下两点:由于是大比例尺测图,采点要相对密集,以便更详尽的反映出地形地貌的变化;对规则建筑物的测量,应利用RTK或全站仪定出方向线和起点,用钢尺测量其边长,这样虽增加了工作强度,但绝对精度可达到毫米级。
2.3、作业时应该注意的若干问题
2.3.1、基准站应该架设在地势高且开阔的已知点上,有利于基准站卫星信号的接收和电台数据链的发射。
2.3.2、电台天线应该尽量高,电台频率处于高增益状态,以增大作业的距离。
2.3.3、RTK无法进行平差检核,在外业工作中,应加强对成果的检验。在测量开始前,可以采用与已知点成果进行比对检验。
2.3.4、在树林遮挡比较严重,居民区,可以采用加长流动站天线杆的方法解决卫星信号和无线电信号的问题。1)在接收条件不利地区。应该进行多次初始化测量同一点,以进行检验。2)要额外配备各种仪器的电池,以确保电源电量充足。
3、结语
RTK联合全站仪测量极大地提高了工作效率和成果精度,对地形的细微变化描绘的更加详细和准确。同时需要的测量人员较少、作业时间短、工作效率高,而且测量成果都是独立观测值,不会像常规测量那样造成误差积累。
参考文献
[1]张久祥,唐岩,万梅芳.GPS-RTK配合全站仪在地形测量中的应用[A]..2009全国非金属矿产资源与勘察技术交流会论文专辑[C].:,2009:2.
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1、开挖设计图CAD三维立体模型绘制
CAD三维建模非一言两语可介绍清楚,本文不作详细介绍,详细方法可参考相关CAD教材。本正挖工程设计图三维立体模型西南等轴侧视图如图1-a:设计图模型所示。
绘制开挖设计图模型需注意以下事项:
(1)按设计图同比例、同坐标绘制。
(2)从二维图形生成三维立体模型,必须是闭合多线段;不闭合则生成的是曲面。
(3)注意对象捕捉准确,否则三维立体模型布尔运算会出现BUG。
常用的CAD三维制图命令有:拉伸(extrude)、并集(extrude)、交集(intersect)、差集(subtract)、干涉(interfere)、剖切(slice)、自定义坐标系统(UCS)、放样(loft)、扫掠(sweep)等。
2、数字地形模型DTM的生成
2.1原始地形测量
为了保证精度,地形测量应尽可能密集,根据经验,一般情况下10m一个点能够达到5%的误差。
2.2 地形测量坐标通过南方CASS软件“展高程点”录入。
2.3使用“由数据文件建立DTM”工具,将高程点生成DTM模型
2.4使用“增加三角形”工具,根据实际地形修改DTM模型。修剪DTM三角形时注意捕捉准确,自动生成的三角形角点可能不在高程点圆心上,建议使用“捕捉到交点(int)”,保证角点统一,以免产生微小误差,最终导致布尔运算出BUG。
3、DTM拉伸成三维立体模型
3.1 设置拉伸路径
因为DTM的三角形不在同一平面上,因此必须通过设置路径拉伸,否则各个三角形垂直于该三角形拉伸。路径设置须保证路径相比于所有三角形,路径大部分在拉伸方向,否则三角形会反向拉伸。本工程高程在2m~130m之间,原始地形DTM三角网往下拉伸路径为直线(0,0,0、0,0,-200)。
3.2 使用“拉伸(extrude)”工具将DTM三角形拉伸成三维立体模型(此时为离散的竖直三棱柱)。
3.2 使用“并集(extrude)”工具将离散的三棱柱合并成一个三维立体模型。最终形成的三维立体模型如图1-b:原始地形下拉模型所示。(此时若不能合并,原因即为三角形角点捕捉细微误差。)
4、生成正挖总量三维立体模型
将设计图模型(图1-a)和原始地形下拉模型(图1-b)求交集(intersect),得出正挖总量三维立体模型,如图1-c:总量模型所示。
该三维立体模型的体积,即为该工程土石方总量,通过查询工具可查。
该模型可以通过剖切工具或布尔运算工具随意拆分、重组、布尔运算。如图1-d:总量模型分层剖切,将该模型按边坡台阶剖切成10层,各层皆可查询体积或再次剖切,使施工现场规划非常便利。
5、进度量计算
5.1本期开挖区域地形测量,并通过CASS软件录入数据。
5.2 本期地形测量高程点生成DTM三角网,并向上拉伸、合并。如图2-b:本期收方上拉模型所示。
5.3 使用上期剩余量模型(第一次使用总量模型,如图2-a:上期剩余量模型所示)与本期收方上拉模型(图2-b)进行干涉,即得出本期开挖量,如图2-c:本期挖方量模型所示。
5.4 使用上期剩余量模型(图2-a)减本期收方上拉模型(图2-b),即得出本期剩余量(如图2-d:本期剩余量模型所示),该剩余量模型用于下期进度量计算。
6、计算误差
根据计算过程可知,CAD三维建模法是DTM法的衍生,其误差与DTM相同。相比于其它计算方法,其结果最接近于真值。
7、CAD三维建模法的优势、劣势
7.1优势
1)计算过程、结果直观,若计算错误,比对模型和施工现场状况可轻易识别。
2)计算进度量简易,不必整理编制上期地形,且不会重算漏算。
3)可拆分、重组或进行布尔运算,特别适用于基坑复杂和各单位工程设计图开挖部位存在交叉时的土石方计算,不会出现重算、漏算。
7.2劣势
1)CAD三维建模学习难度比较大,且需要较高的立体几何功底。
2)由于软件原因,建模时捕点误差容易导致三维立体模型布尔运算出现BUG,计算不能进行。(一般高版本的CAD软件出现BUG的几率更小一些,这有待软件开发商改进。)
8、结语
虽然CAD三维建模法由于软件缺陷存在一些劣势,但相比于南方CASS的传统计算方法更加高效、可靠,更优于古老的手算。此方法值得作为一种新方法推广。软件开发商也可针对该方法修复软件缺陷并设计更方便的自动化功能。
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工程测量技术专业实践教学进程安排表如表1。
3 测绘综合实训均在仿真的实训基地完成
综合实训在总体设计上要提供相应的任务书与指导书,布置综合实训任务,对于一项模拟测绘生产实训任务,在实施之前必须先进行技术设计,相关技术设计规定参照行业现行规范标准执行。为了更好完成综合实训任务,需要有一个仿真的实训基地作保障,在完善与建设实习基地方面,我们主要采取建立固定的校内教学实习基地与校外生产实习基地相结合的方法。现已建立多个测绘实训基地,有地形条件良好、交通便利的沈北新区帽山地形测量实训基地、虎石台控制测量实训基地、虎石台工程测量实训基地等校外实训基地,为测绘专业地形测量、控制测量、工程测量、GPS等课程服务。
4 毕业顶岗实习时间不少于半年,健全实习指导大纲、考核标准等
近几年我们推行毕业岗位实训和就业安置相结合的方法。以往的毕业论文或设计已被毕业岗前实训报告和就业安置相结合的“二合一”方式取代。毕业设计环节大都放到施工企业中去进行,同时进行上岗前的训练,企业通过这一环节,了解毕业生并作为企业接收的考察过程。在让同学们下到施工单位前,我们规定了岗前实训报告的格式及要求,每天要填写测量日志,还有施工单位的实训评价等相关资料,近几年我们一直通过这种方式完成毕业生上岗前的职业能力训练,使学生毕业后与施工单位达到无缝对接。
毕业答辩前两周指导教师开始审阅实训报告,提出修改意见,答辩环节教师严格把关,提出与其实训报告有关的内容,所提问题的应用性和针对性均较强,答辩时有严格的评分标准,能够全面考核本人的理论水平和应用所学专业知识解决施工现场测量问题的能力,这种方式是本校工程测量专业在2005年开始改革的。经过两年的试运行,取得了一定教学效果和值得总结的经验,对高职高专院校如何搞好毕业环节教学是一项有益的探索。
围绕本专业职业能力的培养,该专业学生在校期间有三次大型仿真测量实训项目,分别是地形测量、控制测量和工程测量实训,每次实训结束后都有严格的实际操作考核。
5 能够有效利用教学仪器设备创造性地开展内容先进的实训项目
由于测绘仪器的发展,传统的三角控制测量已被GPS和全站仪导线所取代,根据现场测量新技术的应用,将经典的控制测量实训变为GPS观测与数据处理、全站仪5秒导线及三角高程测量、J2经纬仪实训、精密水准测量四大块,改造后的实训方案更接近实际现场情况。同时教师在授课中也注意与施工现场的密切结合,如在工程测量课程讲授中注重了全站仪坐标测量与坐标放样、GPSRTK数据采集和数据放样的强化训练,并在课程中进行了人人过关的严格考核。为了达到实习、实训仿真,我们在虎石台地区和帽山分别建立了控制测量和地形测量永久实训基地,共埋设23个首级控制点。可满足两个班级的地形测量、控制测量实训需要。同时与省测绘院和其它路、桥、隧道施工单位合作每年由他们提供基地来满足工程测量岗前实训的需要(如省路桥总公司、沈阳市政、沈阳高等级公路工程公司、铁道部十三局、十九局等)。经过几年的运行,教师、学生、用人单位均比较满意。
6 积极探索并实践多样化的考核方式
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对于当前的RTK技术而言,随着基线的不断延长,各种误差对相关性能造成一定的削弱,特别是距离方面的相关误差不可避免和消除,着就致使所收集和获取的数据信息缺失准确性,因此,常规的RTK技术只是适用于10km~15km的距离范畴之内。为了实现对常规技术弱点的克服,保证更大范围、更加精准的实时定位成为可能,网络RTK技术便随之诞生。
2、网络RTK技术
网络RTK(Network RTK)也称多基准站RTK,需要在特定的区域之内设置多个基准站,这样就形成一个区域范围内的网状的覆盖,能够追踪卫星信号与数据,进行实时的检测与获取。
相对与传统的RTK技术来讲,网络RTK技术在诸多方面优势明显,主要表现在以下几个方面:
(1)建立统一的基准,保证区域测绘信息的统一性,避免不同行业或者部门存在坐标系统的过多差异与分歧。
(2)按照不同的客户需求,能够提供精度不同的信心数据。
(3)改进了初始化时间,扩大了工作范围。
(4)建立和采用连续基站,保证实时监测与测量,保证和提高工作效率。
(5)用户不用建立参考站,只要单机便能保证完成工作任务,实现资金成本的节约。
(6)采用稳定精确的数据链通讯方式,防止通讯受到距离的影响与限制。
3、网络RTK技术在工程测量中的应用
近些年来,在全国各地相继建立CORS系统,网络RTK(Network RTK)技术以CORS系统为基础与前提,给不同的行业客户提供精度各异的数据信息。网络RTK(Network RTK)技术具备高效高质的工作特性,同时其能够保证足够高的精确性以及经济性,实现成本的大幅度节约,已经在各种项目测量中被广泛使用与推广。
3.1网络RTK控制测量
最传统的测量方法,比如三角测量和导线测量方法,需要保证各个测量点之间必须能够可视,在人工和时间上都需要很大的耗费,同时精确度也得不到保证。而GPS静态、快速静态相对的定位测量方式可以不用保证点间可视,同时也能在精度上做到一定的保证,但是数据经过加工处理后,不再是实时的数据信息,如果处理之后发现精度不相符合,就必须重新测量,因此,不能保证及时性和实时性。使用网络RTK技术进行控制测量则能够避免上述测量方式的各种弊端与不足,能够简便快捷地获取实时的精度信息。网络RTK控制测量要依据平面控制点,这种控制点可以按照精度的不同划分为三个级别;而高程控制点依据精度可划分为等外高程控制点;在进行平面控制点进行布局的时候可以分级布局、越级布局或者一次完成布局;而对于高程控制点进行布局的时候可以与平面同时布设,标石允许重合,但是必须要在重合处做专业标志。
在2000国家的大地坐标系之中,是针对于地球是一个椭球体这个现实做的高程信息,不过法定的高程系统是以大地水准面为基准进行数据搜集的,所以,如果对于高程测量的精度要求相对较高的情况下,要使用CORS系统对各个测量点做精确的大地高测量,同时在结合精密水准测量测定测量点的正常高,这样就能够得到高程之间的差异,根据各个差距值,能够建立高程异常的一个类似模型,如此,使用网络RTK技术得到某个测量点的大地高以后,只要结合高程异常模型,就能够得到这个点的正常高,这样就实现了高程控制。
3.2网络RTK地形测量
前提是为我国经济建设的各个行业提供各种比例的地形图而进行地形测量。我们经常使用的办法就是首先安排控制网络,我们经常用的控制网通常是在我国比较高的级别控制网络的基础上进行加密次级的控制网络,然后,根据我们进行加密后的控制区域与原有图的基础上,来判定被测量的物体的位置和当地地形的位置,再依照固有的规律与图形的符号最终绘制地形图。当今社会,技术飞速发展,尤其是这几种技术的发展,例如:全站仪、RTK与CORS等,再有就是我们对制图的技术和打印的普便发展,对于比例比较大的地形图也有了质的发展,那就是由在白纸上绘图发展为在电脑上画图,从而使画图纸化得以实现,对于比例较大的绘图程序也大大简化,简化为:在野外的数据收集、对采集数据进行处理以及出图等三个步骤。对于CORS系统中的网络RTK技术,就可以做到非常迅速的定准控制点的位置,利用此技术我们都不需要布置控点,可以直接对需要测量的地形物体进行精确流动性测量。我们在野外进行数据采集时,就只需要把需要测量的地形和物品在接收机上停留一两秒钟就可以了,与此同时,我们再把此地形和物的特点编码输进去,利用电子簿就可以得到我们所取的点的位置,我们要很好的完成需测量区的观测任务,我们就可以使用绘图软件就可以了,我们可以制作电子地图,还可以在实地进行比对,大大地节省了人力物力,再就是最终的出图阶段,我们就可以用打印机将图打出就可以了。
3.3网络RTK施工测量
在工程施工放样过程中,网络RTK技术可以灵活使用。使用此种技术,放样只需要一个人便能够完成和操作,此人将设计好的点位坐标只需录入到电子手簿中,便可以使用手持机进行数据接收,根据指示进行放样,一般在手持机上会有方向指示和偏移数据信息,操作人员只需按照指示移动,便能够逐步满足放样的准确度和要求,这种方式快捷且准确。由于是经过坐标控制放样位置的,所以在精度上相对较高,即使有误差也是比较均匀存在的,所以,这种技术的应用使外业放样的效率大幅度的提高。比如,如果我们需要在道路中线或管线中线放样的时候,可以把路线的起始坐标、曲线转角以及半径信息输入到外业控制器,然后可以进行放样。放样的方式相对比较灵活,能够依照桩号或者坐标确定放样位置,当然也可以两种方式交叉使用。还有,如果我们在进行建筑物规划放线时,放线应该在符合城市规划要求之外,还有保证建筑物本身的几何设计要求,此时要求放线精确度必须很高。此时采用网络进行放样,就能够获取实时点位的坐标数据,同时能够结合建筑物的角点坐标核查放线点与建筑物几何结构是否相符与协调,使用此种测量方法,既保证了精度,又提高了工作效率。
4、结语
篇8
1激光扫描测量技术简介
LIDAR是LIGHT DETECTION AND RANGING的首字母组合,即激光探测及测距系统,它是采用单个激光脉冲量测从激光源到目标,再回到激光接收器的时间,同时结合飞机上传感器定位、定向数据,精确量测出被测物体(目标)的三维坐标。
LIDAR数据采集系统由安装于同一个飞行器上的以下几个部分组成:
1)机载GPS,为飞机提供精确的三维坐标。
2) 惯性测量系统,为激光束提供准确方向。
3) 激光发射、接收装置。
4) 反射镜,用于将发射的激光束反射到地面。
LIDAR数据采集系统收集到的点云数据,经过误差改正、求参数等,处理后可以得到高精度的数字高程模型、三维模型。采集流程如图1.
2 激光扫描测量技术发展现状
随着LiDAR硬件设备的提高,DGPS高精度差分系统、高精度三维姿态感应等技术的发展,LiDAR的产品体积、重量都在不断减小,工作成本也继续下降,使得此项技术真正步入实用阶段。经过数多年的研究发展,LiDAR的测量精度也达到了一个相当高的水平,其水平测量精度达到15cm,垂直精度达到10cm。现在全世界范围,已经有三十多种系列产品投入使用。
2l世纪是3s技术时代,国家大力投入、发展“数字海洋”、“数字地球”、”数字城市”,同时也对测绘工作提出了更高的要求。而激光扫描测量技术,更具有高效率、高精度、全时空测量的特点。
目前,激光测量做为一门新兴技术在测量行业正逐渐被广泛应用。与传统的三维空间信息采集手段相比,LiDAR技术除了较高的精度之外,它还不受天气,太阳光照射的影响,所采集到的数据,可以很轻松的进行分类提取,等等这些都是普通航测无可比拟的。因此,利用LiDAR系统,快速获取大面积三维地物和地形数据,继而生成数字高程地形模型已经成为应用广泛的测量手段。
3在河道测量方面的应用
由于激光扫描测量技术可以在大的测量区域提供高密度、高精度的测量数据且能够识别重要地物,使得它在河道测量中得到广泛应用。
河道地形测量,长期以来由于江河两岸地形复杂,条件艰苦,现有的陆地、船载测量仪器难以有效使用,特别是在植被茂盛的山区,GPS接收机卫星信号差,无线电传输距离有限,使得现在的GPS-RTK难以得到固定解,测量技术效率不高,若采用全站仪,通视情况又不佳,劳动强度大,危险性高,工作效率、测量精度也难以保障,迫切需要新的测量手段和技术设备来改变这一现状。
激光扫描测量技术能够获得高精度、高密度的高程数据,在高精度的可连续运行参考站技术和三维姿态技术的支持下,无需大量地面控制点,就可生成高精度的数字高程模型(DEM)和DTM。
水深测量部分,在激光测量技术之前,船载声波测深系统是最为有效和常用的手段。LiDAR水深测量系统,依靠蓝绿激光发射和接受设备,可以分别获得水面和水底的高程数据。 与传统的船载声波测深系统相比,LiDAR测深系统具有很多的优势:首先,它不受浅水区域和陆地的影响;测深精度和几何分辨率高,由于激光脉冲可以压缩到很窄的时间宽度内,向水中以纳秒级脉宽发射,因此测深点密度高,精度高,水下地形图质量好;而且节约时间,它可以快速的对大面积水域进行测量。对于一些山区性河流,船只无法航行的水域,LiDAR测深技术将提供高效的服务。研究人员指出,LiDAR测深技术是一种极具诱惑力的测深技术,必将开创一个崭新的局面。
4建议
激光测量系统的研究在我国引来了众多学者的重点关注,相信不久的将来,现在已经很成熟的硬件设备还会得到进一步发展,LiDAR系统数据后处理软件的研发将是又一个关键。随着技术的进一步发展,将越来越多的应用到测量行业中。我们应该时刻关注此项技术的新发展,积极主动的学习,勇敢的创新,为推动河道测量事业的新发展做出应有贡献。
5参考文献:
[1] 肖雁峰机载激光雷达技术(LiDAR)在航测中的应用实践 2010
[2]李树楷.刘彤.尤红建机载三维成像系统[期刊论文]-地球信息科学2000(1)
[3]王健. 移动激光扫描数据处理与应用研究2006
[4]刘经南.张小红激光扫描测高技术的发展与现状[期刊论文]-武汉大学学报(信息科学版)2003(2)
篇9
1RTK 原理
GPS 实时动态测量(Real-Time Kinematic)简称RTK,具体作业方法是在已知点上设置一台GPS接收机作为基准站,并将一些必要的数据如基准站的坐标、高程、坐标转换参数等输入GPS控制手簿,一至多台GPS接收机设置为流动站。基准站和流动站同时接受卫星信号,基准站将接收到的卫星信号通过基准站电台发送到流动站,流动站接收到的卫星信号与基准站发来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理,实时得到本站的坐标和高程及其实测精度,并随时将实测精度和预设精度指标进行比较,一旦实测精度达到预设精度指标,手簿将提示测量人员是否接受该成果,接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿。
2RTK 满足大比例尺地形图测绘精度要求的分析
精度是检验测绘成果是否合格的重要指标,经实践检验,利用RTK 测绘技术所得测绘成果的点位中误差和高程中误差分布均匀、不存在误差累积,精度均能满足《城市测量规范》大比例尺地形图测绘二级导线点、图根点、地物点的精度要求。
连江县塘坂水库引水工程测量项目测区位于连江县潘渡乡境内鳌江北侧,线路起点为塘坂水库,横跨坡西村、东岸村、仁山村、贵安村、潘渡乡、终点至观音阁水厂。线路由西向东,呈横条带状分布。大部分线路地处鳌江流域边界,植被发育。特别是塘坂至风南地段,地形高差起伏变化较大,通视条件极差,利用传统的测量方法施测具有很大难度。通过利用RTK 测绘技术,较好地完成了此测量项目。
2.1RTK 平面测量
在塘坂水库引水工程1:500 地形测量中,沿工程线路由塘坂水库向观音阁水厂布设24个四等GPS控制点,而后采用RTK 技术来代替常规二级导线测量。基准站设置在较为空旷地带,符合基准站的架设条件,与已知点的距离在2~3km之间。联测四个C、D级GPS点和三个三、四等水准点,解算出两坐标系之间的转换参数,水平残差最大为±3.1cm,垂直残差最大为±0.7cm。为了提高待测点的观测精度,将天线设置在对点器上,观测时间大于20秒,采用不同的时间段进行两次观测取平均值:机内精度指标预设为点位中误差±1.5cm,高程中误差±2.0cm;观测中,取平面和高程中误差均小于±1.0cm时进行记录。
观测后RTK点两次观测值坐标进行比较得出RTK点两次观测值坐标较差最大值为±2.8cm,最小值为0cm。考虑到两次观测采用了同一基准站,观测条件基本相同,可以将其视为同精度双观测值的情况,进而求得观测值中误差和平均值中误差。
mg=([dd]/2n)^0.5±0.9cm
观测值中误差为:
mp=±0.9(2)^0.5=±0.6cm
平均值中误差为:
在测量二级导线精度RTK点的同时,我们采用相同方法测量了测区附近的一级导线点和二级GPS已知点,一方面作为已知点进行检核,另一方面可以间接说明RTK 的测量精度(见下表)。
表中坐标较差值最大为±3.1cm,最小为±0.6cm。坐标较差值的中误差为±1.7cm,这说明RTK 技术能满足《城市测量规范》中最弱点的点位中误差(相对于起算点)不大于±5cm的要求。
2.2RTK 高程测量
塘坂水库引水工程1:500地形测量项目中,我们采用常规手段对RTK 控制点进行了四等水准测量。平差后,每公里高差中误差为±4.2mm,最弱点高程中误差为±6.5mm。在进行RTK 平面控制测量的同时, 我们也利用RTK 技术进行了高程测量。观测值中误差为±1.4cm,平均值中误差为±1.0cm。
如果四等水准网高程中误差取±2.0cm,RTK 高程测量的中误差采用其预设精度±2.0cm,则利用误差传播定律可以得到高程较差理论中误差为±2.8cm,高程较差允许误差为±5.6cm。可见求得的高程较差中误差小于高程较差理论中误差。
3RTK 误差源的分析及减小误差的措施
RTK 的测量精度包括两个部分,其一是GPS的测量误差,其二是坐标转换带来的误差。对于坐标转换来说,又可能有两个误差源:一是投影带来的误差,二是已知点误差的传递。以下是对于各项误差的分析以及减小这些误差的几点工作体会:
3.1信号干扰引起GPS测量误差
此项误差源可尽量避免,对于基准站而言,要避开在测站周围100-500米范围的UHF、VHF、TV和BP机发射台,避开高压线以及用于航空导航的雷达装置等强电磁波辐射源。
3.2太阳黑子的磁暴引起GPS测量误差
此项误差源也可避免,在进行RTK测量前,要登录相关网站查看太阳的活动信息,避开太阳黑子爆发活动期。在太阳活动平静期,其影响小于5ppm,当太阳黑子爆发时,其影响可达50ppm。实践证明,在太阳黑子爆发期,不但RTK测量无法进行,即使静态GPS测量也会受到严重影响。
3.3基准站和流动站之间距离引起GPS测量误差
RTK定位测量中,流动站随着与基准站距离的增大,初始化的时间将会延长,精度将会降低,所以流动站与基准站之间的距离不能太大,一般不超过10km范围。
3.4坐标转换引起测量成果系统误差
空间相对位置关系不是我们要的最终值,要进一步把空间相对位置关系纳入我们所需要的坐标,就要通过坐标转换把GPS的观测成果投影成平面坐标,再用已知控制点计算二维相似变换的四参数,高程则采用平面拟合或二次曲面拟合模型,利用已知水准点计算出该测区的待测点的高程异常,从而求出他们的高程,在这个过程中会产生误差,该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。因此,在求解转换参数时,要求控制点的个数在3个以上,而且点精度要均等,并要均匀分布于测区周围;此外,通过实际作业发现,利用远距离作业区的控制点求解的转换参数,误差较大,所以在求解转换参数时,最好使用作业区附近的控制点来求解转换参数。
4RTK 作业前的检验
RTK 测量的误差源清楚了,但其稳定性取决于数据链传输质量和流动站的观测环境,虽然RTK技术使用了较好的数据处理方法,但毕竟RTK 使利用非常有限的数据量,而且实时处理难以消除由于卫星信号暂时遮掩、无线电传输误差造成的误差。对于每日施工前、设置新的基准站和接收机或者控制器内的数据和参数更新后都要进行复测检核。这点很重要,通过检验,一方面可以发现在基准站和流动站设置中的问题,另一方面可以检验RTK作业的精度情况是否可以满足待定点位的精度要求。RTK作业前的检验可采用测区内高等级控制点,即在设置好基准站和流动站后,求解完转换参数,测定点的坐标前,将流动站放置到已有的未参与参数转换的控制点上进行比较,然后将测定坐标与已有的成果进行比较。此外,为了提高待定点的可靠性,在检验时,尽量使检验点在该基准站作业范围的边缘(一般在5km左右)。在控制点成果较少的情况下,也可以使用前一测定的成果与本次测量成果进行比较,以达到检验目的。
5结束语
总之,随着GPS测量技术及电子计算机的普及,地形图的测绘技术正在逐步地走向多元化和高科技化。近年来,随着GPS动静态一体机的出现,利用RTK技术测绘大比例尺数字地形图能大大减轻工作量、提高工作效率。
参考文献
[1]薛志宏.数字水准仪的原理、检定及应用研究.[学位论文].2002.
篇10
大比例尺地形图在工程测量中有着重要的作用,占据工程测量中不可获取的位置,下面我们首先对大比例尺地形图测量的发展及其特点进行简单的概述,然后在主要过对某观测站的站址1比500比例尺地形图进行施测和分析,在进行施测过程中,主要采用的GPS观测、选点等等方式来对其进行的测量,下面我们就简单的对某观测站进行大比例尺地形图阐述和分析。
1大比例尺地形图测量的发展和其优势
随着科技水平的不断进步和发展,科技的进步在给其他领域带来便捷的同时,同样也给我们测绘行业带来了新的工作方向和目标,随着测量仪器的不断更新和换代,更是测绘行业的发展带到了一个新的平台上来了。大比例尺地形图的出现,在很大意义和程度上解决了工程测量中面临的难题,通过大比例尺地形图对范围比较小的地区也能及时的进行工程的测量和检测,一方面提高了工程测量的工作效率,另一方面还在很大程度节约了很多的人力和财力,提高了工作的效率和时效性。
2大比例尺地形图在工程测量中的应用实例
2.1测量实例内容概述
采用大比例尺地形图测试某观测站,在进行测试过程中主要涉及的内容有选点、埋石、GPS监测、水准联测等采集工作,在此项大比例尺地形图工程测量工作中,主要投放的设备有六台、GPS接收机四台、全站仪一台、自动水平尺一天,其观测和测量的时间为15天,然后根据时间要求提供测量的结果。
2.2测量区的基本情况构造
需要测量的观测站的周围范围交通还是非常的便利的,需要测试的地区地形比较开阔、起伏的程度不是非常的大、可以算作是平原,但是在测试区中出现的严重问题就是周围树木角度、可能会对测量的准确度和效率带来一定的影响。
2.3GPS接收机在工程测量中的使用
GPS+RTK在工程测量中说,发挥着非常巨大的作用和意义,其使用程度,在工程测量中,更是非常的广泛,在建筑工程中,测量其建筑地形过程中,我们就可以采用GPS+RTK的完美结合进行的建筑工程中地形的测量,在建筑工程地形测量过程中,通常都是使用不动态的测量方式,来对其建筑工程地形进行的控制和测量,在使用GPS+RTK进行的测量中,只需要通过GPS进行的定位,然后通过RTK来进行碎步测量,在测量过程中一般都是需要一个人背着测量仪器,然后在地形的碎点上呆一下,在进行的移动过程中,还需要输入其测量的特殊编码,最后通过定位,就可以非常方便的测量出建筑工程,在建筑工程中需要的施工地形图了,通过二者完美的融合,一方面使其地形图能够保证其准确度,另一方面大大提高了测量的工作效率和时效性。
2.4采用相应方法统计其精度加以分析
在了解玩测量区的基本构造环境之后,我们通过对测区几条不同的线路进行定位观测之后发现,得出相应的数据如下,点位误差最大值4.4mm,最小值3.21mm;无约束平差后相对精度最低l/47万、最高1/56万;约束平差后相对精度最低l/34万,最高1/41万;同步三角形全长相对闭合差最大值为2.07ppm。而这些都是大比例尺地形图能够满足的(表1《工程测量规范》对大比例尺地形图地位误差精度要求)。
2.5采用大比例尺地形图1比500的施测方法
(1)在对该观测站站址1比500比例尺地形图进行施测过程中,我们可以采用数字化构成图方法来进行观测站的施测,在进行施工过程中,首先采用的作业方法,可以采用GPS不动态定位方法,来对其观测站地区进行的内图根点坐标标注和联想,在进行这一过程中在,还可以采用水平尺联测的方法,施测图根点的高程,进行测试区内部的数据和图像的采集,然后在从测试区外业采取相应的数据,最后测试区外业采集的相关数据和图像,使用光缆传播的方式,传播到测量使用的计算机中,然后计算机机会通过一定的数据处理模式,来对其采集和传输的数据进行的及时有效的分析和处理,最后计算机会将分析和才采集的图像文件通过绘图仪的方式打印传输出来(表2测地貌特征点的视图要求)。
(2)为了能够保证长期保存图根点以及未来将进行施工放样测量的工作,为了今后的施工考虑,我们可以在采用大比例尺地形图测量之后,然后在每个不同的测试区之内预埋一些长久性的埋石点,在进行埋石点的过程中,其石头高度一般都是要在五十厘米左右,所埋石应该在视眼开拓的地方,而且还不容易受到别人的破坏。
(3)通过对上述观测区相关的数据进行分析和研究得发现改观测区采集的点数为652点。在进行分析过程中,主要采用的基本绘图软件是来自于南方CASS的成图系统软件,该软件是通过多年以来很多单位和专家使用之后,都说效果比较好的软件。
3大比例尺地形图在工程测量中的应用实例相应的技术总结
该测量工程在进行大比例尺地形图在工程测量中,主要通过对方式就是通过GPS全球卫星定位系统来进行图像的观测的,在进行GPS网的施测过程中,可能是由于树木角度的情况,使其知点距离和待测图根点距离较长,为此,在进行测量过程中,我们采用了三台GPA接收器的形式,对其观测区进行同步的观测和测量,经过测试才得出了相应的结论,其结果还是比较符合测量的中的规定范围和相应要求的,可以说是相对比较准确的GPS数据测量结果。
在进行大比例尺地形图在工程测量中得出了相应采集外业数据652个,测绘出绘1:500数字化地形图1份,还在测量过程中,在测试区中增添了预埋石的数量,为四个,实际测设临时性图的相应根点有八个左右。
4结束语
综上所述,在上文中我们简单的对其大比例尺地形图的发展,以及在工程测量中的应用实例进行了简单的论述和分析,希望能够在论述过程中为,大比例尺地形图在工程测量中的应用和发展提供可行性思路,同时希望我们相应的实践人员能够在日常工程测量工作中,不断的对其方法进行完善和创新,争取创新和完善出更为科学合理的大比例尺地形图在工程测量中应用的方法,为今后工程测量的发展多提宝贵意见,为大比例尺地形图在工程测量事业的发展做出更多贡献。
参考文献
[1]会议论文.电子平板测量环境下实现大比例尺地形图和地籍图一体化的探讨2007年"信息化测绘论坛"暨中国测绘学会年会-2007(1).
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篇11
1.野外数据采集包括两个阶段,即图根控制测量和地形特征点(碎部点)采集
1.1图根控制测量
图根控制测量的目的是在高级地形控制测量的基础上再加密一些直接供测图使用的控制点,以满足用于测绘地物地貌的测站点的需要。
由于采用全站仪,测站点到特征点的距离即使在500米以内也能保证测量精度。一般以在500米以内能测到碎部点为原则,选择通视条件好的地方,图根点可稀疏些;地物密集、通视困难的地方,图根点可密些(相对白纸测图时的密度)。控制测量主要使用导线测量,观测结果(方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等)自动或手工输入电子手簿,采用平差软件进行平差计算,各项限差应在允许范围之内,如有不符合要求的情况,应进行补测或重测。
1.2碎部点采集
全站仪由于具有自动记录功能,野外采集数据的速度较快。测量人员根据事先的分工,各负其职。数字测图要求测定所有碎部点的坐标及记录碎部点的绘图信息,并记录在全站仪的内存中,而后传输到计算机,并利用计算机辅助成图。但在野外数据采集中,若用全站仪测定所有的碎部点,不仅工作量大,而且根据实际地形无法直接测定。因而,必须灵活运用“测、算法”结合,测定碎部点的坐标。
2.数字化测图技术的特点
2.1劳动强度小,自动化程度高。外业采集的数据可以自动记录于电子手簿中,避免了传统测图繁琐的记簿、计算、检核,大大提高了劳动效率电子手簿中的数据可以通过电缆直接向计算机传输,在室内通过计算机键盘和鼠标的简单操作,即可完成图形编辑,大大减少了外业工作时间。
2.2精度高。传统的测图,地物点平面位置的误差主要受解析图根点的展给误差和测定误差、测定地物点的视距误差、方向误差等影响。测量数据作为电子数据格式可以自动传输、记录、存储、处理和成图,在全过程中原始数据的精度毫无损失,不存在传统测图中的视距误差、方向误差、展点误差,很好地反映了外业测量的高精度,获得高精度的测量成果。
2.3信息量大。数字地图包含的信息量几乎不受“测图比例尺”的限制,甚至可以没有“测图比例尺”的概念。数据可分层存放,使地面信息的存放几乎不受限制。比如将房屋、道路、水系、电力线、地下管线、植被、地貌等存于不同的层中,通过关闭层、打开层等操作来提取相关信息,便可方便地得到所需测区内的地籍图。在数字地籍图的基础上,可以综合相关内容补充加工成不同用户所需要的城市规划图、城市建设用图、房地产图以及各种管理的用图和工程用图等。
2.4信息存贮、传递方便。数字信息可以通过磁盘、光盘以计算机文件的形式保存或传递,还可以通过电缆或计算机互联网传输。在数据的存贮、传递方面优势是传统测图无法比拟的。
2.5便于成果更新。数字化测图的成果是以点的定位信息和绘图信息存入计算机的,当实地有变化时,只需输入变化信息的坐标、代码,经过编辑处理,很快便可以得到更新的图,从而可以确保地面的可靠性和现势性。
3.GPSRTK技术在内河航道测量的特点
3.1GPSRTK作业有着极高的精度,观测速度较快,非常适合于大规模的水下地形测量及两岸地形测量等。
3.2GPSRTK测量可以大大提高成果质量。它不受人为因素的影响,整个作业过程由电脑控制,自动记录、自动数据预处理。
3.3GPSRTK技术自动化程度高,可以极大地降低劳动作业强度,减少工作量,提高作业效率。
3.4在测量中,可以直接运用GPSRTK技术进行水深测量、地形测量、低等级控制测量等。
3.5由于内河水位落差较大,航行基准面(绘图水位)亦随航道变化,要准确测定测时瞬时水位和求算水深改正数传统方法必须布设足够的水位观测站。由于RTK可以实时测量水位,不需要再进行水位观测。
3.6减少波浪和船倾斜引起的测深误差。由于GPS天线和换能器装在一根杆上,天线到换能器的距离固定,相当于换能器的高程能实时测定,换能器的上下移动不会改变经水深换算的到的河底高程。
3.两种测图方法的精度比较
野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图,但与传统的平板仪测图相比,有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高,而且大大减轻了野外的劳动强度,更为突出的是地形图数学精度的提高。现对平板仪测图与野外数字化测图测站点、地物点的平面位置及高程精度进行分析比较。
3.1 平板仪测图
(1)以1∶1000比例尺为例,平板仪测图地物点、测站点的平面位置主要取决于测站、视距、描绘方向、刺点等方面的误差来源:?
①测站点误差:±0.18mm;
②视距误差:±0.2mm;
③描绘方向误差:±0.1mm;
④刺点误差:±0.14mm。
根据以上误差来源,按照公式计算求得地物点的平面位置中误差为±0.32mm。
(2)平板仪高程精度主要取决于测量高程时的测量误差,主要有:
①视距误差:±0.2mm(当视距为100m时);
②垂直角观测误差:±1′;
③仪器高觇标高的量测误差:±0.01m。
在不考虑起始点高程误差的情况下,根据公式可求得各高程点的中误差为±0.04m。
3.2 数字化测图
(1)由于红外测距仪和全站仪等高精度仪器的逐步应用,使外业的所有测站点、地物点全部采用经纬仪导线方法完成。在已知等级点的控制下,只要布设两级导线即可满足测图的要求。假如各级导线都采用直线等边附合导线的形式施测,根据有关规范和实际作业中的最不利情况,按点位中误差估算公式计算出测站点的点位中误差为±0.03mm。
(2)地物点的平面位置野外测量方法有极坐标法、导线法、对称点法,而在实际工作中采用极坐标法测设地物点比较方便,一般是将经纬仪(全站仪)设置于测站点A上,对置于地物点上的楼镜进行水平角和距离的测定,
水平角观测一测回,故其测角中误差为5″,而测距误差由于棱镜比中杆的半径约大2cm左右,故使对中杆靠紧垂直地物点(房角、电杆等)位置的误差一般可达1.5~2cm,若考虑其他测距误差,则可取0.02m。以边长100m计算,根据计算公式可得出地物点的平面位置中误差为±0.02mm。
(3)高程点的测定和地物点的测定方法完全一样,垂直角只观测半测回。以距离100m为例,根据公式求出高程站点、地物点的高程测量中误差为±0.02m,按规范要求1∶1000测图时,高程注记点的中误差一般地原为±0.05m。另外,等高线(等深线)的高程精度,实际是数字高程横型插求点的高程中误差。一般认为影响数字高程模型主要因素有:地形类别、内插方法、采样点密度和采样方法、粗差剔除程度等4个方面。通过试验,其等高线精度通常可以达到±0.3~±0.4m,可以满足1∶1000测图时的高程精度,即满足1/2~1/3基本等高距的要求。
4.结束语
野外大比例尺数字化测图对航道管理、养护、航道工程是最有效的手段,它不仅精度高、成图周期短,而且大大提高了工作效率和经济效益。数字化测图必将取代传统的测绘方式,为航道建设提供更优质的服务。
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二、政治思想条件
遵守国家法律和法规,有良好的职业道德和敬业精神。任现职期间,年度考核合格以上。
三、学历、资历条件
获博士学位后,从事本专业技术工作,取得工程师资格2年以上。或大学本科毕业以上学历,从事本专业技术工作,取得工程师资格5年以上。
四、外语、计算机条件
(一)较熟练掌握一门外语,参加全国职称外语统一考试,成绩符合规定要求。
(二)较熟练掌握计算机应用技术,参加全国或全省职称计算机考试,成绩符合规定要求。
五、专业技术工作经历(能力)条件
取得工程师资格后,具备下列条件之一:
(一)省(部)级测绘科技项目、工程项目的主要参加者。
(二)主持完成市(厅)级测绘科技项目、工程项目两项以上。
(三)主持技术推广项目,采用新技术、新材料、新工艺或开发新产品两项以上或主要参加三项以上。
(四)编制和审核大中型测绘项目综合技术设计两项以上或单项设计书四项以上,并组织或主持完成大型测绘工程项目或生产项目一项以上。
(五)主持完成三项以上大中型测绘工程项目的质量检查,编写相应的技术报告。
(六)编辑设计或编审大型普通地图集或专题图集,并已出版。
(七)承担完成三种类型10台以上测绘仪器维修或检测鉴定任务,并能独立解决其重大技术难题。
(八)承担完成重大测绘仪器的研制、改装或精密仪器安装调试工作。
(九)主要参加基础地理信息系统的建设及技术推广,完成数字化制图或编辑入库等项目工作。
六、业绩成果条件
取得工程师资格后,具备下列条件之一:
(一)国家、省(部)级测绘科技成果获奖项目的主要完成人、或市(厅)级测绘科技进步一、二等奖获奖项目的主要完成人。(以奖励证书为准)
(二)主持或组织完成的项目成果获得市(厅)级优秀成果奖、优秀图书奖一等奖以上。(以奖励证书为准)
(三)主持完成大型测绘项目,经省级业务主管部门审定,其项目设计水平先进、质量优良,产生显著的效益。
(四)主持开发、推广的科技成果两项以上,取得明显的经济效益。
七、论文、著作条件
取得工程师资格后,公开发表、出版本专业有较高水平的论文(第一作者)、著作(主要编著译者),撰写有较高价值的专项技术分析报告,具备下列条件之一:
(一)出版本专业著作1部。
(二)在省级以上专业学术期刊2篇以上。
(三)在国际或全国学术会议宣读或交流论文2篇以上。
(四)为解决复杂技术问题撰写有较高水平的技术报告2篇以上或重大项目的立项研究(论证)报告2篇以上。
八、破格条件
为不拘一格选拔人才,对确有突出贡献者,并取得工程师资格2年以上,具备下列条件中的两条,可破格申报:
1、获国家级发明奖、自然科学奖、科技进步奖项的主要完成人;或省(部)级自然科学奖、科技进步奖二等奖一项或三等奖二项以上,获奖项目的主要完成人。(以奖励证书为准)
2、在推广新新技、新工艺和科技成果转化等方面取得了重大经济社会效益,处于本行业领先水平,并被省(部)级授予优秀科技工作者荣誉称号。
3、担任大、中型工程项目中的技术负责人,完成大型工程一项或中型工程二项以上,取得显著的经济效益,并通过省级权威部门鉴定,填补了省内外技术领域空白。
4、在国家级学术刊物上发表有价值的学术论文3篇、省级5篇以上,或正式出版专著1部(独著10万字以上,合著20万字以上)。
九、附则
篇13
为了合理开发利用水运资源,加强航道管理,发挥航道在交通运输中的重要作用,其养护工程的工作就显得非常关键。
1 内河航道养护工程中的主要测量工作及仪器设备
1.1 主要测量工作内容
内河航道养护工程分为疏浚工程和整治工程,而整治工程又分为筑坝工程和护岸工程,其工程主体基本位于水下,在工程施工过程中涉及的测量工作主要有:
(1)疏浚工程:平面控制和高程控制测量,施工前工程量复核测量,挖槽的施工放样测量,施工全过程中的水尺设立和观测,中间检测和验收测量,工程完成后的效果检测。
(2)整治工程:平面控制和高程控制测量,坝位、护坡、护岸以及施工围堰的施工放样测量、中间检测,施工中及施工后的沉降观测、验收测量,工程完成后的效果检测。以往的内河航道护岸工程,主要考虑河道防冲刷、抗碰撞等性能要求,结构型式多为刚性结构,而很少去考虑河道与周边历史环境、社会环境、生态环境及人文环境的统一。随着国民经济的不断发展,人们环保意识的不断提高,我国已开始越来越注重生态型护岸的建设。交通部把新型护岸型式的研究列入“十一五”示范工程项目。根据护岸所采用材料的不同,将生态护岸分为3种形式:自然原型护岸、自然型护岸以及多自然型护岸。
1.2 主要测量仪器设备
传统的控制测量工作是使用光学仪器,随着科学技术的飞速发展,现在已使用GPS设备逐步代替光学仪器进行平面控制测量。GPS(全球定位系统GlobalPositioning System )是美国从20世纪70年代开始研制的,该系统由空间星座、地面监控系统、用户系统三部分组成。用户接收机根据接收的定位信息,实时计算求出接收机的三维位置,以及运动速度和时间信息。从而达到全球性、全天候、连续的精密三维定位与导航的目的。但是因民用的GPS设备采用的是P码(普通码),测出的高程(椭球高)精度不能达到规范要求,所以高程控制测量还是需要使用光学水准仪。而在施工中,平面位置的放样工作可以使用全站仪,也可以使用GPS设备,高程测量(包括沉降测量)则基本使用自动安平水准仪。水下地形测量是联合进行的,使用测深仪测量水深。用光学仪器或GPS设备测出测深点的平面位置。而为了检测工程效果进行水文测量时,也需要由几种设备联合进行,使用流速仪测量水流速度。通过水准测量测出比降,用光学仪器或GPS设备测出测速点或比降点的平面位置。
2 航道养护工程中测量技术要点
2.1 挖槽放线
放样工作是进行航道工程施工的前提,是工程质量达到设计要求的重要保证。。由于内河航道养护工程的特殊性,放线精度要求高,测量难度大。一般放线采用指示性导标,给工程施工带来困难。一般而言,对航道养护工程的放线,常规做法是在岸上设置导标,标示出挖槽区域的左右边线、起止线。由于受地形地物及通视条件的限制,导标的灵敏度往往达不到施工要求,如果在放线中存在测量误差,就会“失之毫厘,谬以千里”。以往对此种情况只能通过提高测量精度尽量满足放线要求,但还不能完全达到施工要求。利用GPS测量系统进行放线一改往日实地放线的做法,只需在计算机内以挖槽的左右边线及起止线等参数做出计划线,将GPS接收机天线安置于挖泥船的挖泥部,通过计算机就可随时掌握挖泥部的位置,确保航道养护工程在设计挖槽内进行。这样,既提高了工程作业的效率和质量,又减少了测量放线的工作量。
2.2 水深测量
由于航道建设工程隐蔽性高,绝大部分疏浚和整治工程均在水下进行,工程基本上不可视,因此水深测量是航道建设工程测量工作的重点。一般采用GPS定位,采用兼有数字和模拟记录功能测深仪测深,采用专业的导航软件进行实时导航、定位、采集和记录深度数据。其主要的技术控制:一是检验导航软件对GPS实时差分数据的解算结果,检验方法就是采用导航软件在控制点进行检测;二是控制好测深、定位、定标、记录的同步性、控制好测深与水位观测的时间同步;三是测深仪器的校准和比测。
部分地方单位采用RTK进行无验潮水深测量,规范没有相关的技术指标控制。无验潮测量简单地说就是用移动站GPS天线中心的高程减去天线到水面的长度再减测深仪测得的深度就得出地面高程。实际工作中主要控制的技术要点一是无验潮水深测量中移动站GPS天线中心高程的求得( 导航软件对GPS实时差分数据解算的三维坐标),其检验方法是用导航软件直接在控制点上比测或用RTK控制器手薄采集的与导航软件对GPS实时差分数据解算的三维坐标比较; 二是在进行水深测量过程中船体姿态的控制,目前没有好的方法控制或修正运动船体的姿态。对于多波束测深仪在运河航道的测量应用,由于内河的水深一般在几米,其优越性得不到充分的体现。
2.3 施工船舶挖泥作业
在施工船舶上配备全球定位系统GPS和装有电子图形控制系统的计算机。施工前由测量人员编制施工计划文件,把施工计划输人计算机;施工过程中,利用电子图形控制系统,驾驶员按照计算机所显示的施工挖泥图形范围操作,即可有效地控制挖槽范围。在耙臂和耙头、绞刀头位置安装深度指示装置,可对挖泥船的耙头、绞刀头实行精确定位并加以控制,从而有效地提高挖泥效率、挖槽平整度和边坡开挖的精度,有效地控制施工过程中的超挖、欠挖情况,减少无效挖方,从而达到了减少挖泥废方、提高疏浚效益的目的。值得一提的是,疏浚工程挖泥船在施工作业区内必须设置水尺的规定:(1)水尺间距应视水面比降、地形条件、水位变化及开挖质量要求而定,当水面比降小于1/10000时,宜每公里设置一组;当水面比降不小于1/10000时,宜每0.5M设置一组。(2)水尺应设置在便于观测、水流平稳、波浪影响最小和不易被船艇碰撞的地方,必要时应加设保护桩和避浪设备。(3)水尺零点宜与挖槽设计底高程一致,施工水尺应满足五等水准精度要求。(4)施工区远离水尺所在地,当挖泥船操作人员不能清楚地观察水尺读数时,应在水尺近设置水位读数标志,由专人负责,定时悬挂水位信号,或采用其他通讯方式通报水位。
2.4 施工船舶监测
为了及时、有效、准确对施工区段各施工船舶的航行动态数据进行跟踪处理,确保施工安全,工程中需要实时掌握各船舶的航行位置、航速、航行线路,做到统一调度、及时调整。因此,可以在投入施工的船舶均安装水上交通管理监控系统。这个系统的工作原理是:由安装在施工船舶上的船载定位终端通过无线网络向陆地监控中心发送数据,通过监控中心计算收集。即可在计算机屏幕上实时显示船舶位置及航行动态,并可通过互联网实现多终端同时监控,是集GPS卫星定位技术、GPRS、GSM和CDMA1移动通信技术、GIS地理信息技术及互联网技术为一体的综合管理系统,具有定位、跟踪、预警、报警、紧急救援等综合功能。
2.5 测量质量监理的工作重点
在施工前的工程量复核测量时,测量工程师应该和承包商共同进行,并各自独立完成水下地形测量,各自得出复核结果。如果复核结果与设计工程量有较大出入,还应该知会建设单位,做好和建设单位、设计单位-起复测的准备。在施工中,测量监理工程师应经常对挖槽进行水下地形测量,及时发现疏浚工作中的欠挖、漏挖等质量问题,及时指挥承包商解决问题,保证施工质量。而在进行中间计量时,测量监理工程师还应该会同计量监理工程师一起测量挖槽的水下地形,以确认可以计量的工程量。每个单位工程结束后,测量监理工程师应该及时对该单位工程进行验收测量,确定其是否达到交工的要求。在交工以及竣工验收时进行的水下地形测量,测量监理工程师也必须参与。
3 在航道测绘中的应用
新通扬运河航道疏浚工程总土方为100932.3立方米,工程巨大,因此测量放样是工程施工质量达到预期效果的重要环节。
3.1 侧放准备
要求施工单位在收到监理工程师签署的施工图纸和施工范围内的等级平面控制点和高程控制点的基本数据后,首先对数据进行复测验算,在确认数据准确无误后使用。其次在熟悉现场的基础上,组织测放小组踏勘现场,布置平面控制网,并绘制测量放样图。最后核验仪器,为确保仪器性能与精度,要求施工单位到现场仍需进行仪器常规校验。
3.2 侧放设立放样及标志
要求施工单位在收到监理工程师签发的施工图纸、基本放样资料和控制点后立即组织技术人员与监理工程师共同校核基准点(线)和控制点的精度,并复核基本资料和数据的准确性,按国家测绘标准和本工程施工精度要求(加密)测设用于工程施工的控制网,在接到开工通知后5天内,将施工控制网资料上报监理工程师审批。对河口开挖线、河底线进行实地测放,得到监理工程师批准后方可组织施工。
在水下作业方面,要求施工单位在河道涉及中心线、开口线、开挖起讫点、弯道顶点处设立清晰地标志(如标杆、浮标或灯标等)。平直河段每隔40m设一组横向标志,弯道处加密至10m。。施工标志用不同形状的标牌相间设置,同组标志上安装颜色相同的单面发光灯,相邻组标志的灯光,以不同的颜色区别。在挖泥区通往卸泥区、避风锚地的航道上设置临时性航标,航行条件差、水道狭窄处,在转向区增设转向标志,在船舶避风水域内设置泊位标,并在岸上埋设带缆桩或水上系缆浮筒,以利船舶紧急停泊。
3.3 施工断面测量
要求施工单位对原施工图断面进行复测校核,对地形复杂或变化较大处需进行加测或补测。测量时可将高程由控制桩引至断面桩,用两部仪器(水准仪)测量:一部测高程,一部读视距,亦可采用全站仪读视距。当测量成果与施工图相近时,可按原组织设计组织施工,当相差较大(大于5%)并经监理工程师认可时须重新编制施工组织设计,待其上报监理工程师审核批准后实施。
3.4 施工测量作用
在施工阶段要严格按照交通部颁发的《疏浚工程质量评定标准》、施工操作规范和施工图纸的规定,利用适当的检测工具,进行直观、量化的检测,并做出准确的判断。在疏浚工程中水深测量时保证工程质量的关键。它主要有四个方面的作用:
(1) 现场调查:用来检查疏浚工程的疏浚量和水下障碍物、水下管道、缆线。
(2) 浚前测量:用来确定即将疏浚的河床标高,精确测定疏浚工程量。
(3) 竣中测量:用来确保按合同工期进行施工,估算阶段性的疏浚工程量,以便合理支付进度款。
(4) 浚后测量:用来检测施工结束后的施工质量,并作为质量评定的依据。。
测量工作对工程质量的控制和提高有着重要的作用,尤其是航道疏浚工程是水下工程,完全隐蔽,具有不可见性。
4 结束语
随着测绘科技的不断发展,测量手段不断更新,新的精度更高、操作更加简单方便的测量仪器、测绘软件不断涌现。新设备、新技术的应用大大地提高了测绘工作的效率,降低了测量成果的差错率,提高了测绘产品的质量。尤其是计算机与GPS结合应用在内河航道养护测量工程中,使测量工作发生了质和量的“革命”。随着GPS测量理论的不断完善,经验的不断丰富以及技术设备的更新,GPS 测量系统在航道中的应用将更加广泛,将在更多领域中取代传统的施测方法。
参考文献
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