1101测量《控制测量》实训指导书.docx
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1101测量《控制测量》实训指导书
渭南职业技术学院
《控制测量》实训指导书
建筑工程学院—-测量教研组
二零一二年十二月
一、实训目的
1.通过实践,加强学生对该课程理论知识的理解和认识。
2.通过实训,进一步使学生熟练掌握常规仪器的使用方法、提高外业测量、内业计算的技能,具备从事测量工作的专业素质。
3.使学生掌握控制测量中各种数据的基本平差计算方法。
4.培养学生综合应用控制测量理论知识进行控制网的布设、精密角度测量、精密水准测量的观测与计算能力。
5.培养学生严肃认真、实事求是、一丝不苟的实践科学态度以及吃苦耐劳、爱护仪器用具、相互协作的团队精神。
一、实训任务及要求
(一)实训任务
1.一级闭合导线平面控制测量和四等三角高程测量。
用全站仪测量一个闭合三级导线的角度和边长,并对导线进行平差计算。
2.三等闭合水准路线测量。
完成一条三等水准路线的测量工作,并进行平差计算。
3.GPS平面控制(D级)测量。
布设GPS网并进行观测,掌握GPS接收机的使用方法和数据处理软件的使用方法。
4.编写实训报告。
(二)实训要求
1.实习前,每个实训认真学习本指导书。
2.学生要听从指导教师的指导和安排。
3.各实训小组应实训项目严格管理,制定出具体实施计划。
4.在实训过程中,应时刻注意人身安全。
5.实习期间,原则上学生一律不准请假,特殊情况请假者报指导教师审批,经指导教师同意,按学院有关规定办理手续。
6.各实训小组统一领取仪器、工具,并认真地、妥善地保管和爱护,丢失、损坏按学院有关规定赔偿。
7.实习结束后,各小组上交原始观测数据记录、成果和实训报告。
8.严格纪律,按时实训,不迟到、不旷工。
9.每个学生应从严要求自己,珍惜实训的机会。
二、实训时间安排
本次实训从2012年12月10日----12月14日,共计5个工作日,实训具体安排如下表:
实训安排表
周数
星期
计划实训内容
天数
16
一
一级闭合导线平面控制测量和四等三角高程测量(外业)
2
二
三
三等闭合水准线路测量(外业)
1
四
GPS平面(D)控制测量(外业)
1
五
测量数据处理(内业)和编写实训报告
1
实训地点:
①渭南职业技术学院朝阳校区内;②西三路、朝阳街、西四路、东风街沿路。
三、实训组织及仪器配备
(一)实训组织
参加实训人数为15人,分为3组,实训以小组为单位进行。
每组5人,选组长一人。
组长负责实训期间组内组员实训分工,和仪器管理。
实训期间的总体组织和辅导教学工作,由指导教师负责,本次实训计划安排指导老师3人。
(二)实训仪器配备
1.一级闭合导线平面控制测量和四等三角高程测量
每小组2〞全站仪1台,单棱镜组2套,三脚架3副,钢卷尺3把,计算器1台,水泥钉10个,木桩4个,记录表若干。
2.三等闭合水准线路测量
每小组自动安平水准仪1台,水准仪三脚架1个,尺垫2个,双面水准尺1对,水泥钉10个,记录表若干。
3.GPS平面控制测量(3组共同实训)
GPS接收机3台,三脚架3个,钢尺3个,记录纸若干。
五、实训具体内容及技术要求
(一)一级闭合导线平面控制测量
1.在测区内按照选定线路踏勘,了解测区地形条件,选点、埋点以及建立标志。
2.选点注意事项:
①相邻点间应通视良好,地势平坦,便于测角和量距;
②导线点应尽量选在测区重要控制位置视野开阔的地方,便于以后的碎部测量;
③点位应选在土质坚实,便于安置仪器和保存标志的地方;
④导线边长应大致相等,其平均边长应符合技术要求;
⑤导线点应有足够的密度,分布均匀,便于控制整个测区。
⑥每点选定后应填写“点之记”。
它包括点名、所在地、点的类型等内容。
在没有准确的地形图时,则必须绘“点之记”,除上述内容外,还应有点位略图及有关方向的略图,交通运输以及砂、石来源说明等。
填写“点之记”的具体方法可参照相应规范。
3.埋点、建立标志一般按照相应规范执行。
本次实训导线点位置选定后,应建立标志,在点位上打一个木桩(在桩顶钉一小钉)或者打一颗水泥钉,作为点的标志,并在点周围用红色油漆做好标记,标记好点号。
4.水平角观
用测回法观测导线内角2个测回。
要求:
①2c值不超过12″;②一个测回内2c值互差不超过18″;③上、下两半测回角值之差不超过±24″;④两个测回之间角度差值不超过±12″;⑤闭合导线角度闭合差不超过
″。
2c值计算公式:
2c=L-(R±180)
其中,L为盘左;R为盘右;n为测站数。
5.导线边长测量
用全站仪往、返各2次丈量导线各边边长,取其平均值。
导线全长相对闭合差≤1/15000。
6.起算数据:
3组公用边AB作为起算边,起算方位角采用假定方位角90°00′00″;起算点A坐标采用假定坐标(1000,1000),其高程为500m。
(二)四等三角高程测量
1.技术要求
①指标较差≤7″;
②垂直角较差≤7″;
③对向观测高差较差小于
mm;
④闭合高差小于
mm;
其中D为测距边长(km);
⑤在进行导线水平角观测的同时,按要求观测竖直角2测回。
2.指标差公式:
指标差=((盘左读数+盘右读数)-360°)/2
3.高差计算公式:
其中α为垂直角,i为仪器高,v为目标高。
(三)三等闭合水准线路测量
1.按照拟定线路每组分别进行三等闭合水准测量,测量按照相应规范要求进行,最后平差,计算出各水准点的高程。
2.精密水准测量的一般规定
①工作开始前半小时,将水准仪置于露天阴影下,使仪器和空气温度一致,观测时用大白布伞遮蔽阳光,迁站时用白绸罩罩住仪器,以减弱i角变化的影响。
②对微倾式水淮仪,观测前应测出倾斜螺旋的置平零点(标准位置),并作标记;观测中随着气温变化,应随时调整零点位置。
对于自动安平水准仪的圆水准器,观测时须严格置平。
③在每一测站上,仪器距前、后水准标尺的距离应尽可能相等,这样就可以消除或减弱与距离有关的误差影响,例如i角误差、地球弯曲及折光差。
④观测时仪器三脚架的两腿应放置在乎行于水准路线的方向,另一腿则交替地在前进方向的左边和右边,以消除交叉误差的影响。
⑤在相邻两测站上要变换观测程序,即一站的观测程序为后、前、前、后,另一站的观测程序为前、后、后、前;每一侧段应进行往、返测,往返测沿同二条路线,采用同样的尺承;以减弱仪器脚架和尺台升沉的影响,并可望在往、返高差中数内得到进一步的减弱。
⑥为了消除折光误差的影响,测段的往测和返测要分别在上午和下午进行。
观测必须在日出后至少半小时开始,日落前至少半小时结束,中午前后约2.5小时内不得进行观测;但可根据地区季节及气象情况适当增减中午间歇的时间。
观测时视线离地面要有一定的高度。
⑦一个测段(即两个相邻水准标石之间的水准路线)应设置偶数测站,这样就可以消除一对水准标尺的零点不等差对高差的影响。
⑧水准测量工作间歇时,最好能结束在固定的水准点上。
3.精密水准测量的观测方法
(1)观测程序
测在奇数测站:
①后视第一次(或基本分划)读数;②前视第一次(或基本分划)读数
③前视第二次(或辅助分划)读数;④后视第二次(或辅助分划)读数。
以上的观测程序简称为“后前前后”
往测在偶数测站
1前视第一次(或基本分划)读数;②后视第一次(或基本分划)读数;
③后视第二次(或辅助分划)读数;④前视第二次(或辅助分划)读数。
以上观测程序简称为“前后后前”
4.水准测量主要技术指标
水准观测的主要技术要求
项目
二等
三等
视距
≤50m
≤100m
前后视距差
≤1.0m
≤3.0m
前后视距累差
≤3.0
≤6.0
视线高度(下丝读数)
≥0.5m
≥0.3m
上、下丝读数平均
值与中丝读数之差
0.5cm刻划标尺
≤1.5mm
≤1.5mm
1cm刻划标尺
≤3.0mm
≤3.0mm
一、二次读数之差(或基辅分划读数差)
≤0.4mm
≤1.0mm
一、、二次两次高差之差
(或基辅分划分别所测高差之差)
≤0.6mm
≤1.5mm
检测间歇前后高差之差
≤1.0mm
≤1.5mm
闭合差为
mm,其中L为闭合水准线路的长度(km)。
(四)GPS平面控制测量
本次GPS控制网按D级网的要求进行测量,为了加强网形强度,采用边连式或网连式。
GPS测量外业实施包括GPS点的选埋、观测、数据传输及数据预处理等工作。
内业工作主要是使用后处理软件数据的处理。
1.GPS测量选点工作还应遵守以下原则:
①点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上。
②点位目标要显著,视场周围150米以上不应有障碍物,以减小GPS信号被遮挡或障碍物吸收。
③点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),远离高压输电线,其距离不得小于50m,以避免电磁场对GPS信号的干扰。
④点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响。
⑤点位应选在交通方便,有利于其它观测手段扩展与联测的地方。
⑥选点人员应按技术设计进行踏勘,在实地按要求选定点位。
⑦网形应有利于同步观测边、点联结。
⑧当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及规标是否安全可用性作一检查,符合要求方可利用。
2.标志埋设
GPS网点一般应埋设具有中心标志的标石,以精确标志点位,点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。
在基岩露头地区,也可直接在基岩上嵌入金属标志。
每个点位标石埋设结束后,填写点之记并提交以下资料:
点之记;GPS网的选点网图;土地占用批难文件与测量标志委托保管书;选点与埋石工作技术总结。
3.观测工作
(1)观测工作依据的主要技术指标
实习作业执行《GPS测量规范》D级要求。
GPS测量作业技术规定
C
D
E
卫星高度角/(º)
≥15
≥15
≥15
同时观测有效卫星数
≥4
≥4
≥4
有效观测卫星总数
≥6
≥4
≥4
观测时段数
≥2
≥1.6
≥1.6
时段长度/
静态
≥90
≥60
≥40
快速
静态
双频+P(Y)码
≥10
≥5
≥2
双频全波
≥15
≥10
≥10
单频或双频半波
≥30
≥20
≥20
采样间隔/
静态
10~60
10~60
10~60
快速静态
5~15
5~15
5~15
时段中任一卫星有效观测时间/
静态
≥15
≥15
≥15
快速
静态
双频+P(Y)码
≥1
≥1
≥1
双频全波
≥3
≥3
≥3
单频或双频半波
≥5
≥5
≥5
PDOP
≤6
≤8
≤10
(2)天线安置
主要包括整平、对中基座、安置天线并将定向标志线指向正北(应顾及当地磁偏角的影响),以便减弱相位中心偏差的影响,天线定向误差依定位精度不同而异,一般不应超过±3°~5°在圆盘天线间隔1200的三个方向分别量取天线高,三次测量结果之差不应超过3mm,取其三次结果的平均值记入测量手薄中,天线高记录取值0.001m。
(3)开机观测及记录
安置好GPS接收机后,启动接收机进行观测。
接收机锁定卫星并开始记录数据后,观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输入和查询操作,在末掌握有关操作系统之前,不要随意按键和输入,一般在正常接收过程中禁止更改任何设置参数。
观测时间到,直接关机。
观测记录和测量手薄都是GPS精密定位的依据,必须认真、及时填写,坚决杜绝事后补记或追记。
观测记录表中主要包括网区名、点名、时段名、采集日期、观测记录表编号等。
(4)在GPS外业观测工作中,仪器操作人员应注意以下事项:
①当确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误后,方可接通电源,启动接收机。
②开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后,方能输入有关测站和时段控制信息。
③接收机在开始记录数据后,应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。
④一个时段观测过程中,不允许进行以下操作:
关闭又重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变卫星高度角;改变天线位置;改变数据采样间隔;按动关闭文件和删除文件等功能键。
⑤每一观测时段中,气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次,当时段较长时可适当增加观测次数。
⑥在观测过程中要特别注意供电情况,除在出测前认真检查电池容量是否充足外,作业中观测人员不要远离接收机,听到仪器的低电压报警要及时予以处理,否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。
对观测时段较长的观测工作,建议尽量采用太阳能电池板或汽车电瓶进行供电。
⑦仪器高一定要按规定始、未各量测一次,并及时输入仪器及记入测着手薄之中。
⑧接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机或手机等无线电通讯设备;雷雨季节架设天线要防止雷击,雷雨过境时应关机停测,并卸下天线。
⑨观测站的全部预定作业项目,经检查均已按规定完成,且记录与资串完整无误后方可迁站。
⑩观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量,每日观测结束后,应及时将数据转存至计算机硬、软盘上,确保观测数据不丢失。
(5)内业数据处理
把数据从接收机中下载下来以后,使用随机软件进行数据处理。
六、实训须知
(一)测量仪器、工具使用注意事项
1.仪器工具的借领及归还
(1)以小组为单位前往测量仪器室借领仪器工具。
仪器均有编号,借领时应当场清点和检查,如有缺损,立即补领或更换。
(2)仪器搬运前,应检查仪器背带和提手是否牢固,仪器箱是否锁好,搬运仪器工具时,应轻拿轻放,避免剧烈震动和碰撞。
(3)实训结束后,应清理仪器工具上的泥土和灰尘,及时收装仪器工具,送还仪器室。
仪器若有损坏、丢失等按照学院相关规定执行。
2.仪器的安装
(1)架设仪器三脚架时,三条架腿抽出的长度和三条架腿分开的跨度要适中,架头大致水平。
如果地面为泥土地面,将各架脚尖踩入土中,使三脚架稳妥,以防仪器下沉;如果在斜坡地上架设仪器三脚架,应使两条架腿在坡下,一条架腿在坡上;如果在光滑地面架设仪器器三脚架,要采取安全措施,仪器脚架打滑。
(2)仪器箱应平稳放在地面上或其它平台上才能开箱。
开箱后,看清仪器在箱中的位置,以免装箱时发生困难。
取仪器前应先松开制动螺旋,以免在取出仪器时,因强行扭转而损坏制动装置。
(3)取出仪器时,应握住基座或照准部的支架部分取出,然后小心地放在三脚架架头上,一手握住基座或照准部的支架,另一手将中心连接螺旋旋入基座底板的连接孔内旋紧,做到“连接牢固”。
(4)从仪器箱取出仪器后,要随即将仪器箱盖好,以免沙土杂草进入箱内。
禁止坐仪器箱,或在仪器箱上放置重物。
3.仪器的使用
(1)禁止使用未进行定检的仪器或过期使用。
(2)禁止自行拆卸和重装仪器,禁止将仪器置于锁扣、背带或提柄已受损的仪器箱内,作业时,应注意检校仪器及校准基座光学对点照,开机后,对仪器中棱镜常数的设定进行检查,长期不使用时,电池应从仪器中取出并二个月对电池进行一次充电。
(3)仪器应尽量避开在高压线下或强电磁区工作,以防干忧,影响测量精度。
(4)使用仪器时,避免触摸仪器的物镜和目镜。
如果镜头有灰尘,应用仪器箱中的软毛刷拂去或用镜头纸轻轻擦拭。
严禁用手帕或纸张等物擦拭,以免损坏镜头上的药膜。
(5)转动仪器时,应先松开制动螺旋,然后平稳转动;制动时,制动螺旋不能拧得太紧;使用微动螺旋时,应先旋紧制动螺旋。
(6)在任何时候,仪器旁必须有人看管,做到“人不离仪”,防止其他无关人员使弄以及行人车辆等冲撞仪器。
在阳光或细雨下使用仪器时,必须撑伞,特别注意不得使仪器受潮。
4.仪器的搬迁
(1)远距离迁站或通过行走不便的地区时,必须将仪器装箱后在迁站。
(2)近距离且平坦地区迁站时,可将仪器连同三脚架一同搬迁,方法是:
先检查一下连接螺旋是否旋紧,然后松开各制动螺旋,若为经纬仪应使望远镜对着度盘中心,若为水准仪物镜应向后。
在收拢三脚架,左手握住仪器的基座或支架,右手抱住三脚架,近乎垂直地搬迁。
(3)仪器迁站时,必须带走仪器箱及有关工具。
5.仪器的装箱
(1)仪器使用完毕,应及时清除仪器及箱子上的灰尘和三脚架上的泥土。
(2)仪器装箱时,应先松开各制动螺旋,将基座上的脚螺旋旋至中段大致等高的地方,在一手握住照准部支架或水准仪基座,另一手将中心连接螺旋旋开,双手将仪器取下装入箱中,试关箱盖,确认放妥后,检查仪器箱内的附件是否缺少,然后关箱门,并立即扣上门扣或上锁。
6.测量工具的使用
(1)钢卷尺使用时,应避免扭转、打结,防止行人踩踏和车辆碾压,以免钢尺折断;携尺前进时,必须提起钢尺行走,不允许在地面拖走,以免损坏钢尺刻划;钢卷尺使用完毕,必须用抹布擦去尘土,涂油防锈。
(2)水准尺使用时,应注意防水、防潮,不可受横向压力,以免弯曲变形,应轻拿轻放。
不得将水准尺往树上或墙上立靠,以防滑倒摔坏或磨损尺面。
(二)测量记录与计算规则
1.各项记录必须直接记入在规定的表格内,不准另以纸条记录事后誊写。
凡记录表格上规定应填写的项目不得空白。
记录与计算均应用绘图铅笔2H或3H记载。
2.观测者读数后,记录者应在记录的同时回报读数,以防听错、记错。
记录的数据应写齐规定的字数,表示精度或占位的“0”均不能省略,记录要规范。
如水准尺读数1.43m应记作1.430m,角度读数45°6′6″应记作45°06′06″。
3.禁止擦拭、涂改。
记录数字若有错误,应在错误数字上划一斜杠,将改正数据记在原数上方。
所有记录的修改和观测成果的淘汰,必须在备注栏注明原因,如测错、记错或超限。
4.原始观测数据的尾数部分不准更改,应将该部分观测废去重测。
废去重测的范围如下所示。
观测数据中不准更改与重测范围
测量种类
不准更改的部位
应重测的范围
角度测量
分和秒的读数
一测回
距离测量
厘米和毫米的读数
一尺段
水准测量
厘米和毫米的读数
一测站
5.禁止连续更改,如水准测量的黑、红读数,角度测量中的盘左、盘右读数,距离测量中的往、返读数等,均不能同时更改,否则重测。
6.每测站观测结束后,必须在现场完成规定的计算和检核,确认无误后方可迁站。
七、作业依据和参考资料
作业依据:
《工程测量规范》
《全球定位系统(GPS)测量规范》
参考资料:
《测量学基础》
《控制测量》
《测量平差》
八、上交成果
①观测记录表(以组为单位)
②导线网和水准网概图(以组为单位)
③点之记(每人至少一份)
④实训报告(每人一份)---主要包括实训的内容与目的,测区概况、作业依据、实习任务及完成情况、测量成果及实训体会等。
九、成绩评定考核标准
1、实训工作日出工情况
2、各项工作中的表现
3、技术能力和操作水平
4、记录表格的记录、计算的准确性和完整性
5、实训报告完成与质量
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