测量新技术作业.docx

1. 建立CP0控制网的意义：首先我们要明确建立CP0是为了给CPI提供起算数据以及统一的坐标基准。如果没有CP0网，CPI的起算数据可以由以下三种方式得到：（1）国家三角测量控制网（2）国家GPS A、B级网（3）CGCS2000 2000国家大地坐标系为了便于理解以上三种网，现将这三种网的优缺点介绍如下（1）国家三角测量控制网优点：控制点数量多；与既有地形图衔接平顺；方便与其他行业协调缺点：坐标系统为非地心坐标系统，采用区域型坐标基准；二维+一维的近似三维系统，精度偏低，采用传统的地面测量与GPS测量的相对精度相差12个数量级，而且使CPI GPS测量值约束到传统地面测量值，不符合常理；该测量网施测年代久远，测量标志严重损坏，点位稳定性缺乏验证。（2）国家GPS A、B级网优点：精度较高；坐标系统一致。缺点：数量少，A级网27个点，B级网818个点，很难满足CPI的建网要求；有很大一部分数据来自于19921996年得卫星星座、测量设备以及星历数据，精度偏低；该网的建立是一种过渡系统，配套数据不足，使用的普及度并不高。（3）CGCS2000 2000国家大地坐标系优点：精度高；坐标系统一致。缺点：从2008年推广至今，许多细节上的技术不完善；而且该网的点位来源于原有的A、B级网，地壳运动观测等多个系统，精度不均匀。由以上分析可知，CPI观测结果约束到以上三种基准上存在控制网的压缩扭曲变形，产生精度损失问题。为了解决这个实际问题，测量人员想了很多办法，其中一点一方向方法由于其易于理解，使用方便而为大多数人使用，但其未从根本上解决基准问题，因而CP0的出现迫在眉睫。CP0网为自建的高等级控制网，采用全球框架坐标系，既满足约束值自身高精度的要求，又可以溯源到可靠的基准，在目前CGCS2000不完善的情况下，CPO点采用与IGS台站联测，结合WGS84椭球参数建立高速铁路坐标系，形成一套最有效、可行、方便的方法，对不同坐标系的统一和衔接都非常方便。2.查阅CNKI，说明国内其他打桩定位系统与课堂示例之间的区别：通过查阅资料，本文简单阐述一下传统水上打桩定位和课堂示例GPS-RTK技术打桩定位系统之间的差别，以突显GPS-RTK技术打桩定位系统的优越性和广阔发展前景。1 传统的水上打桩定位原理传统的水上打桩定位, 首先根据施工码头总平面的布置情况, 设置水上定位基线, 然后再进行测量定位。一般采用3台经纬仪共同进行。1. 1 基线布设先根据已知点进行控制测量。控制测量可采用三角测量或导线测量, 建立满足施工区测量精度要求的控制网。然后在现场布设施工基线, 顺岸方向布置1基线。离岸方向布置1基线, 离岸方向一般为水域, 此时可搭设水上测量平台。如图1所示的码头标准段桩位布置平面图, 可在现场布置两条基线, 基线1和基线2。1. 2 打桩定位传统的水上打桩定位一般采用前方交会法。前方交会通常在两个控制点A、B 上架设经纬仪(现在很多施工单位采用1 台经纬仪、1台全站仪) , 理论上可以满足直桩定位的要求, 如图2。此时有:xp 1 =xA cot1 + xB cot1 + (yB + yA )/ （cot1 + cot1）yp 1 =yA cot1 + yB cot1 + (xB + xA )/ （cot1 + cot1）但在实践中, 为了防止观测中可能发生的错误和提高测点的坐标精度, 通常增加1台经纬仪对坐标点进行校核, 即在C 点位置布置1台经纬仪, 同时观测打桩船的方向角来进行定位, 如图2所示, 则有:xp 2 =xB cot2 + xC cot2 + ( yC + yB )/(cot2 + cot2)yp 2 =yB cot2 + yC cot2 + ( xB + xC )/(cot2 + cot2)根据规范规定, 3台仪器作角度交会时, 所产生的空间误差三角形, 其重心距各三角边距离允许偏差为50 mm。如满足图2要求, 则说明定位精度满足要求。2 GPS- RTK码头桩定位技术原理RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 动态测量定位系统。系统采用差分法降低了载波相位测量改正后的残余误差、接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响, 使测量精度达厘米级。其原理是: 利用2台以上GPS 接收机同时接收卫星信号, 其中1台安置在已知坐标点上作为基准站, 另1台安置在待测点上测定该点坐标(称为移动站) , 基准站上的GPS 接收机对所有可见GPS卫星进行连续观测, 并将其观测数据由无线电传输设备实时地传输给移动站。在移动站上,GPS接收机在接收卫星信号的同时, 接收基准站传输的观测数据和转换参数, 然后根据GPS相对定位原理, 即时解算出相对基准站的基线向量和移动站的WGS- 84坐标。然后通过预设的WGS- 84坐标系与地方坐标系的转换参数, 实时地计算并显示。2. 1 平面定位原理采用GPS - RTK 沉桩定位系统, 通过2 台 (理论上2台可以满足要求, 施工中都是3 台)架设于桩船支撑架顶端的GPS 接收机(以RTK 方式工作) , 同时接收来自基准站及GPS 卫星发送的定位信息。实时量测船体的坐标及方位角。再通过安置在船体各特征部位的倾角传感器、漫反射激光测距仪等设备对船体姿态进行观测及初步调整, 并将最终实测姿态数据传输至电脑, 由专门的数据处理软件进行数据处理, 推算出设计控制高程面上桩体实测坐标。接着通过与设计值进行对比、纠正偏位等实现沉桩定位控制。另外, 贯入度的控制主要依靠闭路电视监视系统实现, 并由专门记录员将终锤数据输入计算机, 通过专门设备存储及输出沉桩记录, 最终完成整个沉桩控制。2. 2 GPS桩顶高程测定系统的工作原理在下龙口的开孔窗中间的前方甲板上装置两台水平测距仪。水平测距仪可射出红色可见光于桩身, 通过摄像机(安装高度与红点高度一致)观测桩身刻度线与测距仪红点的变化。由GPS 的实时高来推定水平红点实时高, 再推算出桩顶高程。由此可见, 红点的实时高是推算桩顶高程的一个主要依据。其变化主要取决于两个因素: 船体的纵向倾斜和桩架的仰俯变化。3 区别比较1. 用GPS- RTK 技术进行水上打桩测量定位具有定位精度高、时间短的优点2. 码头桩的定位误差, 按照规范为直桩AB 坐标在10cm 以内, 斜桩在15cm 以内, GPS - RTK码头桩定位技术的定位精度在5cm 左右, 完全可以满足要求3. 传统定位技术对于10km 的基线而言是不能定位的。对于100m 距离的定位, GPS- RTK 技术的误差在1cm 左右, 显而易见在定位精度上GPS- RTK 技术的相对定位精度要大于传