2精密工程测量控制网

1、高斯公路、精密工程测量：SACE、2、2.1精密工程控制网布局原则、2.2精密工程控制点测量标识、2.3一些典型的精密工程测量控制网、2精密工程测量控制网、3、精密工程控制网的作用在工程施工前(设计阶段)、施工中(施工阶段)、施工后(竣工运营阶段)各不相同为了以设计要求的精度，在广泛的范围内将大型精密工程建筑及其部件和设备统一成一个工艺设置在设计位置，必须建立测量控制网，进行设备的调整、检测、竣工测量以及运行期间的变形监测。 2.1精密工程控制网布局原则，4、首先进行网的优化设计，通常为了同时处理精度、可靠性和灵敏度指标，采用要求尽可能多地进行观测的GPS交叉网时，要注意地面观测条件， 尽量不采用使用精密星历来计算基线的简单GPS网，同时分解GPS网和角网是一个好选择。 精密工程测量控制网在很多方面与国家大地测量和常规工程测量控制网不同。 首先，在控制网的设计上，需要定期检查网，调查埋设的可能变动的控制点是否稳定。 2.1精密工程控制网的布设原则、5、2.1精密工程控制网的布设原则、精密工程测量控制网的分类可分为施工测量控制网、安装测量控制网和变形监视网。 施工测量控制网和变形监测网的布网原则与一般工程测量专用控制网类似，但通常布置在角网、GPS网上，具有充分的多观测和充分的图形强度。 高能粒子加速器地面控制网、高速磁悬浮铁路控制网等。 控制网采用精密光学或电子经纬仪测量角度，采用高精度光电测距仪进行测距。 安装测量控制网与一般施工安装测量控制网有相同之处，有很多不同的特点。 建立这种控制网，必须采用大地测量的方法和仪器，采用机械制造和计量学的方法和仪器。 6、2.1精密工程控制网布局原则、原则控制网大小、图形主要取决于工程形状、规模和施工方法，为确保工程施工和变形监测精密工程控制网为工程服务所必需的精度控制网投影面的选择应满足控制点坐标的逆算要求， 控制点的设置应该按稳定可靠的每个控制点至少通视一个以上的控制点建立强制回心装置，利用高精度测量仪重点考虑控制点的选择以及工程的需求和使用方便性，7、2.2精密工程控制点的测量标识、精密工程测量中采用的各种测量标识，大致分为平面点、高程点、平面一高程点根据用途不同，施工设置计量控制网的控制点、表示设备的物理或几何轴线的设备点、变形观测的基准点和观测点。 各种标志的作用不同，相应的结构和特征也不同。 各类测控点不仅是施工、安装测量的依据，也是地壳变形、建筑物及其基础变形观测、设备定位调整的依据。 由于设备定位的高精度，对其稳定性也提出了很高的要求。 为了保证控制点的稳定性，对这些标志物的埋设深度、标志物本身的结构也提出了相应的要求。 8、影响深埋标志稳定性的主要因素有以下三方面：基础载荷的变化、地层温度的变化和地下水位的变化。 基础荷载变化的影响根据土力学知识，荷载变化引起的控制点下沉量可近似为：式中： n -计算下沉时层数的pi-作用于对应土层的追加压力(Pi=0.2P0i，P0i为对应层的天然压力) ei-该土层的弹性接触量hi-此处2.2精密工程控制点的测量标志，9，地层温度变化的影响地层温度变化对控制点稳定性的影响可以根据地层内的热态确定。 各深度层的温度变化周期一定，温度变化幅度随深度的增加而减弱。 在自然条件下，地层温度变化幅度可以用下式近似计算：式中： a-深度h下的温度变化幅度； a-大气温度的年变化幅度t-温度变化的周期(秒) k地层土壤(或岩石)的热传导率h-深度。 10、地下水位的变化影响地下水位的变化，土壤的物理状态发生变化，水位下降，土壤变密，水位上升，土壤松弛。 地下水位变化引起的控制点垂直变化的近似值S可通过下式计算：式中： h-地下水位变化值； P-水位变化引起的压力变化值为h=1.0m时，p约为0.1kg/cm2的e-土层的柔软接触量。 11、(1)倾倒锤构造的深埋平面标识如右图所示，主要构造由十字标识、锚块、浮筒、浮子、不锈钢丝、保护管等构成。 我国北京正负电子撞击机工程(BEPC )的建设中，采用了这种倒锤作为地面上的首个控制基地。 在CERN质子加速器工程建设中，也曾将类似结构的倒锤分别用作研究不同深度地层稳定性的控制点和观测点。 针对各种用途和类型，列举了精密工程测量中常见的几个主要指标。 精密工程控制点的测量标记，12，(2)将固定在底层的控制点标记的中心用光而不是反转标记的反转线投影到标记的上面。 参照附图，精密工程控制点的测量标志，13，(3)双金属标志主要是水准测量的控制点。 制作一般采用钢管和铝管，由于两种金属的热膨胀系数不同(差异较大)，温度变化对两种金属管的长度有不同的影响，可以求出标志头管长变化的标高。 精密工程控制点的测量标志，14，2种金属的热膨胀系数分别为1，2，两管的初期长度为l0，温度变化t后，两管的长度变化量分别为差：该值可以用两管顶部的尺度来测量。 因为使以上的式子如下变化，所以能够根据两管的长度的变化量随时计算标识的高度的变化量。 精密工程控制点的测量标记，由15可知。 不需要利用深埋双金属标记来测量温度(也不应该测量)，只需两标头的台阶变化量就能求出钢管和铝管标头的标高的修正数。 在复盖层较厚的地区，双重金属管的长度随埋设深度的增加而增加，由于自重的影响，不仅基础负荷增加，金属管也会产生不规则的弯曲而引起附加变形。 为了克服这一缺点，双金属坐标可以变为双金属坐标，该坐标也利用双金属坐标的基本原理来克服温度变化对标点高程的影响，只改进了其结构。 精密工程控制点的测量标记，16，下图：杆式刻度盘可显示温度变化引起的两钢丝伸长差异。 为了观测，必须在不同的高度水平设置微尺度。 除了上述控制点标志外，还以岩盘标志、山洞标志等高程标志、精密工程控制点的测量标志、17、2.3几种典型的精密工程控制网施工控制网，一、概括为高能物理粒子加速器工程的地面控制网为例。 高能物理粒子加速器工程一般位于地下隧道内，地下隧道的测量工作主要包括：建立安装测量控制网-安装电磁铁和附属设备-为调整设备，决定控制站和设备上安装的标记点在各期间的变形量。 以上测量工作均基于地面控制网。、18、19、2、地下隧道地面控制网布局的主要特点1、地面控制网的作用是指导地下隧道的开挖，在地下设置测量控制网，并对其进行定期检测。 2、控制点观测脚应在仪器、间谍卡及反射镜中埋设共同的强制对中装置3、对所选仪器进行核试验研究，确定其精度4 .采用仿真法进行设计网诊断核优化设计5 .比较实测差距结果的核仿真计算结果6 .地面施工控制网，20，3，欧洲原子核研究中心(CERN )大型环质子同步加速器工程(SPS )的网SPS地面控制网如图所示，SPS的圆环直径约为2.2km，圆环分为6段，地面设置301306共6个控制点，通过6个竖井传递坐标。 -施工控制网、21、控制网应当连接到传统上为了控制交叉存储工程(IBR )而建立的网。 根据地形起伏、通视、自然保护等因素，在竖井附近设置临时控制点放样竖井点。 地面控制网用T3经纬仪测量角度地面控制网用T3经纬仪测量角度，用MA100和Geodolite两种电磁波测距仪在500m和1500m的基线场检测测距仪，进行大量试验测量后，其精度为ma 10033540.5 mm1.1ppmgee -施工控制网、22、隧道开挖与衬砌不同阶段进行控制网的多期观测，采用间接均差最大点误差椭圆的长轴不超过1.8mm。 最后测量得到的该精度为1.3mm。 将轴点坐标投影到隧道中时，投影点的深度为23m到62m。 采用垂线法、垂直投影望远镜和精密投影仪(WildGlQ )三种方法和仪器，实践经验表明，包括联系测量在内，投入精度在1mm以内，孔内控制点的精度由地面控制点的精度和投入精度计算，平均点误差为1.3mm。 SPS隧道全长约6911m，从6个竖井同时开挖，采用陀螺传感器导线，每隔32m埋设测量标记，以铟瓦的距离计算各点的坐标，用激光传感器指导开挖方向，隧道穿透后用测角导线检测。 施工控制网、23、安装测控网直接用于设备安装，与施工测控网直接联系，与工程运行期间变形监控网关系密切，三个控制网需要共同点。 本节结合具体工程，介绍设计测控网的类型和特征。 设置测量控制网分为3种典型的布网方案： 直伸型控制网中心辐射环状控制网直伸环状控制网，设置2.3种典型的精密工程控制网设置控制网，24，测量控制网，直线型精密工程较多，如大型轨道、高能粒子加速器工程中的直线为了这样的工程而进行的精密基准线测量，成为精密工程测量的重要内容。 另一方面，直伸型控制网用于直线型建筑物的放样设置及检测监测，该网是最简单合理的布网形式。 在工程测量学方面，我们接触了很多道路、桥梁、水库等工程的控制测量工作，但在精密工程测量中，要求以更高的精度放样轴线，使直线安装的工艺设备的横向精度达到0.020.5mm。 25、直伸型控制网的布局：直伸型控制网的布局非常简单，一般由两条平行的基准线构成，其中一条是基准线，一条是辅助基准线(参照图1 )。 基准线每隔一定距离埋设有标识符，两条基准线可以配置在同一标高面内，也可以配置在不同标高的同一垂直面内，基本基准线在设备中心线上或与设备中心线平行配置。 基线的两个端点必须是深深嵌入的永久固定点。 否则，必须维持与永久固定点的联系。另外，设置测量控制网，设置26、测量控制网，除了由基准线构成的直伸型控制网以外，还有直伸线、直伸线链等网型(参照图2 )。 27、2、中心辐射环控制网是由单三角形构成的中心环网，如图3所示，中心八角形网，o是环建筑物的中心，作为台阶的基准点，控制点在半径r的圆周上均匀分布，构成正多边形。 另设测控网，28，该网形几何图形简单，点精度均匀。 欧洲原子核研究中心(CERN )质子同步加速器(SPS )、德国汉堡电子同步加速器(DESY )、美国帕塔维亚质子加速器和前苏联“PATTH-600”无线电望远镜、波尔科法无线电望远镜、埃里文温电子同步加速器等大型精密项目采用了这种网络方案。 另外，设置了测量控制网，29、设置了测量控制网，如果对控制网仅用铟的线尺测量半径方向的边和边，则网整体只有一个多馀观测，构成一个中心关闭条件。 在此，n是放射半径的根数，v是修正数，系数a和封闭差w是式中，是用边的长度计算的中心角。 平差后边长的精度提高微乎其微。 当Si和Ri的量边精度相等且为ms时，n=8时，初期只对控制网进行平均化，从平均化的点出发，使用极坐标法对电磁铁嵌套装置的标识进行了放样测量。 随着仪表和方法的改进，后期对该网的观测方案进行了一些改进，提高了工艺设备的要求方向精度。 设置测量控制网，31、3、直伸环状控制网与中心环状辐射控制网不同，因为该网没有设置在环状建筑物的几何中心，所以现代大型环状加速器工程中最常采用的方案是不是开挖径向测量隧道直接测量径向边，而是直接围绕环状建筑物设置直伸环状控制网。 这是因为环形加速器的半径越大，挖掘隧道的费用就越大。 此外，通过测量方法和设备的改进，对于半径小的加速器工程，采用该网络也能达到所要求的精度。 从构图来看，直伸环状控制网是测量角直伸三角形环状网和高度延伸的三角形环状网的大地四边形环状网。 设置测量控制网，32、(1)直伸三角形环网，环形隧道和网格要素，r1、r2、r分别为隧道内壁、外壁和平均半径b-隧道的网宽-控制点以及距测量方向线的壁的距离s1-等腰三角形的腰的长度s2-等腰三角形的底边长的h-等腰三角形当选择或设计各个几何量时，测量控制网络、33、半径r、n已知、b设计量、估计量S1、S2、h可以根据已知量用以下公式计算： 测量控制网络、34，其中测量工程师在隧道尺寸设计中扮演了重要角色， 其中几个几何量对根据总体设计图得到的墙壁距离的确定和S1、S2的选择，测量技术人员提出意见，确定后，根据三角形的高度和边长制作一定长度的铟线尺和条尺，同时也考虑它们的鉴定设备。 设置测量控制网，35，(2)测量角直伸三角网(下图)对环网的每个三角形，观测三边和角a，测量角的误差为m，测量边的误差为ms，三角形中存在一个图形条件，通过平均差可以得到角的平均差。 若设mA=m=1.0ms1=40m、mS2=60m、A=170、S1=24.4m，则测定mA (台阶差)=0.99m即底边s2对于提高拐角精度几乎没有效果. 因此，该环状网几乎没有被采用。 设置测量控制网，36，(3)测量高度的直角三角形环网测量在各旋转点重叠的三角形的底边、腰、高度。如果不测量三角形的所有边和角来测量高度，则不仅精度高，而且由于聚焦误差和横向折射的影响也难以保证测角精度。 设置测量控制网，37