《智能化施工放样》课件-项目一：铁路智能化测量技术基础

智能化施工放样1.铁路智能化测量的作用与特点01铁路智能化精密测量的作用与内容03铁路智能化精密测量的技术体系目

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S铁路智能化精

密测量的特点PART

01铁路智能化精密测量的作用与内思考THINK快稳高速铁路最大的特征平顺高速铁路“快、稳”的保障精测高速铁路“平顺”的评价标准典一、铁路智能化精密测量的作用与内容德国睿铁公司(RailOne)

执行副总裁巴哈曼先生在总结无碴轨道铁路建设经验时说：要成功地建设高速铁路，就必须有一套完整、高效且非常精确的测量系

统——否则必定失败。客运专线技术新、标准高、系统复杂，保证工程质量是建好

客运专线最本质的要求。客运专线建设必须认真贯彻铁路建设新

理念，全面落实“六位一体”管理要求，始终把工程质量放在首位，积极引进、消化和吸收世界先进技术和管理经验，坚持技

术创新、管理创新，全面推行标准化管理；必须针对客运专线高

安全性、高平顺性、高稳定性、高可靠性、高精确度等突出特

点，把握关键环节，抓住控制要点，以一流的勘察设计、先进的

施工技术、成套的工程装备、专业化的施工队伍、严密的质量保

证体系和科学化、标准化、精细化管理，确保客运专线工程质量

达到世界一流水平，经得起运营和历史的检验。二

、质量目标客运专线建设质量目标是实现“一流的工程质量”,工程质

量必须符合国家和铁道部有关标准、规范及设计文件要求，检验

批、分项、分部工程施工质量检验合格率必须达到100%,单位

工程一次验收合格率必须达到100%,主体工程质量零缺陷，实

车最高检测速度达到设计速度的110%,开通速度达到设计速

度

。三

、关键环节客运专线作为系统工程，精密测量、沉降摔制、无砟轨道、铁建设〔2008〕246号关于进一步加强铁路客运专线

建

设

质

量

管

理

的

指

导

意

见各铁路局，各铁路公司(筹备组):按照《中长期铁路网规划》,到2020年，我国将形成覆盖全国的快速客运网络。为实现世界一流客运专线建设目标，建成·

高质量快速客运网络，依据《铁路建设工程质量管理规定》,现就进一步加强客运专线建设质量管理提出以下指导意见，请与相

关规定一并执行。一、指导思想建设好客运专线，是贯彻落实科学发展观，适应我国巨大客运需求，解决铁路运输“瓶颈”,实现中国铁路现代化的必然要

—1—铁总(原铁道部)相关文件工程测量从辅助变身主力精密测量放在了关键环节的首位典一、铁路智能化精密测量的作用与内容国内对高铁精密测量的重视铁道部文件一

、铁路智能化精密测量的作用与内容高铁精密测量的概念客运专线铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言，客运专线铁路的平顺性要求非常高，轨道测量精度要达到毫米级。其测量方法、测量精度与

传统的铁路工程测量完全不同。把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。

把客运专线铁路精密工程测量控制网简称“精测网”。一

、铁路智能化精密测量的作用与内容高铁精测网的内容与用途

用途无砟轨道(板)施工精调长钢轨施工精调运营期轨道平顺性检测轨道板、轨道高效正确施工精调的前提!!!确保轨道平顺的前提!!!

内容逐级建立轨道控制网运营维护控制网复测内业数据处理程序化、无纸化内业数据处理全部采用相应软件进行，并生成计算报告没有人工计算GNSS

接收机：徕卡、天宝智能型全站仪(测量机器人)

:

徕

卡电子水准仪：徕卡、天宝轨道几何状态测量仪外业数据采集自动化外业观测全部自动化、智能化进行，没有人工观测读数和记录例如：控制轨道施工的轨道控制网CPII要求

相邻点相对点位中误差≤1mm相邻点相对高差中误差≤0.5mm高铁智能化测

量的特点二

、铁路智能化精密测量的特点精度高仪器好PART

03铁路智能化精密测量的技术体系原属“大地测量”范畴●采用高斯投影，保持角度不变，让距离变化●测区内投影长度的变形

值不大于10mm/km●所有距离测量值都要进

行“距离投影改正”三、铁路智能化精密测量的技术体系投影变形三、铁路智能化精密测量的技术体系平面控制网分级布设线路控制网CPII点位逐渐靠近轨道建设区域，既起到传递基

准的作用，也可用于指导部分施工轨道控制网CPIII高铁精测网的核心不同于所有工程控制网

精度要求极高三维网基础控制网CPI大多数项目的第一级起算，

十分关键框架控制网CP0范围最广，内业处理难度大平面控制网

三、铁路智能化精密测量的技术体系平面控制网分级布设CPICPOCPICPO≤4km

CPI50~70m

一CPⅢCPⅢCPⅢ600~800m线路中线CPⅡu

0001CPICPI三、铁路智能化精密测量的技术体系线路水准基点网高程控制网的第一级网

国家二等轨道控制网CPIII高程控制网的第二级网

与平面网共点高程控制网分级布设高程控制网三网合一勘测阶段一勘测控制网施工阶段一施工控制网维护阶段—维护控制网测量基准一致三、铁路智能化精密测量的技术体系在任一点上架设全站仪，对布设在线路两侧的控制点进行距离、水平方向和竖直角的观测，构成边角交会网形的测量方法。三、铁路智能化精密测量的技术体系自由测站边角交会网作用与内容确保轨道高平顺性、建立并复测精测网特点高精度、好设备、外业自动化、内业程序化技术体系投影变形、分级布设、三网合一、自由测站小结SUMMARY智能化施工放样2.工程坐标系的建

立■我们使用的测量坐标从何而来?在人工干预大幅减少的智能化测

量中能顺利彼此衔接吗?思考1THINK04工程坐标系的

设计03常用的坐标系

与转换目

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S01坐标基准的

建立常用坐标的

表达PART

01坐标基准的建立大地水准面：平均海水面向陆地延伸形成的封闭曲面。大地水准面包围的形体称为大地体。特点：①假想的；②不规则且无法用数学式表示；③是测绘工作的基准面。

一、坐标基准的建立地表面海底参考椭球面大地水准面海底地球形状和大小法线10铅垂线海底青岛验潮站黄海平均海水面水准原点72.289m与大地体吻合最好的旋转椭球称为总地球椭球(也称总椭球或平均椭球)。采用全球天文和重力测量资料确定，很困难。使用国家或局部地区的大地测量资料确

定的旋转椭球，只能作为地球形状和大小的参考，故称为参考椭球。工程椭球：与工程面最佳吻合的参考椭球。S

一、坐标基准的建立总地球椭球与参考椭球PART

02常用坐标的表达以椭球面和法线为基准●大地经度L——

过地面任一点P的大地子午面与

起始子午面间的夹角。·

大地纬度B——

过地面任一点P的法线与赤道面

的夹角

。·

大

地

高H——P点沿法线到椭球面的距离PP’。地面点位的表示--大地坐标系二、常用坐标的表达P(B,L,H)·以椭球体的中心为坐标原点，以椭球旋转轴为Z

轴，正向指向北极；XY

平面与赤道面重合，

X

轴

指向起始子午面。●空间直角坐标与大地坐标之间存在着——对应的

关系，可以通过计算公式换算。地面点位的表示---空间直角坐标系二、常用坐标的表达●站心地平坐标系也叫做站点坐标系、东-北-

天坐标系ENU。·以站

心(如全站仪中心)为坐标系原点O,Z轴与椭球法线重合，向上为正(天向),y

与椭球短半轴重合(北向),x轴与地球椭

球的长半轴重合(东向)所构成的直角坐标

系，称为当地东北天坐标系(ENU)。地面点位的表示--站心地平坐标系二、常用坐标的表达南北方向为纵轴

(x

轴),正方向为北。东西方向为横轴(y轴),正方向为东。测量坐标系的I、Ⅱ、Ⅲ、IV象限为顺时针方向编号。地面点位的表示--平面直角坐标系+高程二、常用坐标的表达测绘平面直角坐标数学平面直角坐标高斯-克吕格投影，是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯于19世纪20年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格于1912年对投影公式加以补充，故称为高斯-克吕格投影，又名“等角横切椭圆柱投影”,是地球椭球面和平面间正形投影的小平行图、赤邀一子午线一s中央子乍线一二、常用坐标的表达高斯投影一种。(b)避免出现负的横坐标，在横坐标上加上500000m。高斯平面投影的特点：①中央子午线无变形；②无角度变形，距离变形；③离中央子午线越远，变形越大在高速铁路工程测区内投影长度的变形值不宜大于10mm/km在投影面上中央子午线和赤道的投影都是直线，并且以中央子午线和赤道的交点o作为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标x轴，以赤道的投影为横坐标y轴。在我国x坐标都是正的，y

坐标的最大值(在赤道上，6°带)约为330km。为了二、常用坐标的表达高斯投影·

高程(绝对高程、海拔)--地面点到大地水准面的铅垂距离。·

正高系统：大地高=正高高程+大地水准面差距。●参考面为大地水准面。·正常高系统：大地高=正常高高程+高程异常。·

参考面为似大地水准面。·

是

我

国法定高程系统。地面点位的表示--平面直角坐标系+高程二、常用坐标的表达PART

03常用的坐标系与坐标转换三、常用的坐标系与坐标转换常用坐标系我国常用坐标系·

北京54坐标系：平面直角坐标系·

长半轴6378245m、短半轴6356863m、扁率1/298.3●西安80坐标系：平面直角坐标系+高程·

长半轴6378140m、短半轴6356755m

、扁率1/298.26三、常用的坐标系与坐标转换常用坐标系我国常用坐标系·WGS84

坐标系(国际通用):大地、空间坐标系·长半轴6378137±2(m)

、扁率0.003352810664·CGCS2000

坐标系(国家2000坐标):大地、空间坐标系·

长半轴6378137m

、扁率1/298.26三、常用的坐标系与坐标转换坐标转换·

高斯投影正算：已知大地坐标(B,L),

计算平面坐标(x,y)。·

高斯投影反算：已知平面坐标(x,y),

计算大地坐标(B,L)。·二维坐标转换：4参数转换，2平移，1旋转，1缩放；2个公共点。·

三维坐标转换：7参数转换，3平移，3旋转，1缩放；3个公共点。四、工程坐标系的设计坐标系设计——普通的工程坐标系

“一点一方向“坐标系无约束条件，根据具体用途确定

普通工程坐标系以国家坐标系为基准，用高等级国家控制点为约束条件(已知条件),向下加密扩展四、工程坐标系的设计坐标系设计——严格的工程独立坐标系1.确定参考椭球的参数：根据工程实际要求情况而定2.确定投影面高：根据测区平均高程确定。3.确定投影的中央子午线：由测区确定：控制点平均经度(测区中央),隧道贯通面(需要高精度部分),

通过桥轴线一点坐标基准的建立大地水准面、参考椭球、工程椭球常用坐标的表达大地坐标系、空间直角坐标系、站心地平坐标系、

平面直角坐标系+高程常用的坐标系与转换国家常用坐标系、坐标系转换模型工程坐标系的设计普通坐标系、严格坐标系小结SUMMARY智能化施工放样3.认识GNSS测量传统的全站仪测量■效率低、受现场环境影响大。■在施工现场出现了手持“蘑菇头”的

测量设备，

一人一竿，宛如骑士。前言PREFACE03GNSS的应用

场景目

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S04GNSS测量

原理013S技术组成GNSS

的组成

与特点·

美国GPS(globalpositioningsystem)●俄罗斯GLONASS·

欧

洲Galileo(伽利略)·

中国北斗·

遥

感(

RS

)Remote

Sensing·

地理信息系统(GIS

)GeographicInformationSystem·

全球卫星定位系统(

GNSS

)Global

Navigation

Satellite

System一、3S技术组成“3S”

技术●中国制造---北斗导航系统·

北斗卫星导航系统标志由正圆形、写意的太极阴

阳鱼、北斗星、网格化地球和中英文文字等要素

组

成

。典

一

、3S技术组成GNSS—北斗二、GNSS的组成与特点GNSS

组成空间卫星部分地面监控部分

用户接收部分地面控制部分用户接收部分LITCA

Geo

Office

[生初海统管理]文件②第入锅①查着的工具①)出③R③均的晒

□s如

仰

命昭盘一鲁画打开立档86最后解效E用种换材护描□

族管理口

标恶析星标转共挫平面段影开口大地水难面模型r30EIJTNE4

AS10621986◎

无M/L/2002148/202005438/L/200821:20%/L/20021:508/20/20017:187/29/2810:2

4/0%/200010:2300象一步法一

无构成·GNSS接收机●数据传输设备●数据处理软件·

计算机GNSS

组成—用户接收部分二、GNSS的组成与特点·全球性--

-覆盖整个地球表面。·全能性---可测三维位置、速度、时间。·

全天候---24h/d

作业。·实时性---观测时间短。二、GNSS的组成与特点GNSS的特点二、GNSS的组成与特点GNSS的特点·高精度--

-相对定位精度在50km以内可达10-6,100～500km可达10-7,1000km以

上可达10-9。·不需通视---只需上空开阔。·操作简单---只需“对中~整平~开机”,体积小，重量轻。·应用广泛---测量、导航、测时、测速。二、GNSS的组成与特点北斗系统具有以下特点·

一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统

相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。·

二是北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提

高服务精度。·

三是北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授

时、位置报告和短报文通信服务五大功能。建立和维持全球性的参考框架

三、GNSS的应用场景GNSS

在测量方面的应用

三、GNSS的应用场景GNSS

在测量方面的应用建立各级国家平面控制网GNSS

在测量方面的应用布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量三、GNSS的应用场景深圳市连续运行卫星定位导航服务系统结构及通信网络示意图·在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用。GNSS在测量方面的应用三、GNSS的应用场景PART

04GNSS测量原

理GNSS卫星定位原理利用测距交会原理确定点位●导航电文中含有卫星的位置信息。●实时测量卫星与测站间的距离。·

定位原理与方法主要有：伪距法定位、载波相位测量定位等。GNSS

卫星定位基本原理四、GNSS测量原理●伪距：卫星发射的测距码信号到达GNSS接收机的传播时间乘光速所得距离。T=tR-t⁵=[tR(GPS)-δR]-[tS(GPS)-δS]=τ(GPS)+△δPR=c·TR=c·τ(GPS)+c·△δ=p+c·△δ参考信号TR

接收信号

四、GNSS测量原理伪距观测量●载波相位：一种周期性正弦信号，波长

短，受损小，精度高。●载波相位观测量：

GNSS

接收机所接收

的卫星载波信号与接收机本阵参考信号

的相位差。

四、GNSS测量原理载波相位观测量四、GNSS测量原理载波相位观测量·

当接收机在时刻锁定卫星信号并开始测量时，测相计只能测出相位的不足一周的

小数部分，其中周期是未知的，称为初始整周模糊度。·

周

跳

：接收机跟踪卫星过程中，信号中断等造成失锁，整周计数出现错误。·

载波相位观测量定位，需要计算初始整周模糊度和探测修复周跳。·

仪器使用中需要关注：整周解、固定解、浮点解、单点解等提示。3S技术组成GNSS

、RS

、GISGNSS

的组成与特点组成：空间卫星、地面监控、用户特点：智能、高效、高精度、无视视线遮挡GNSS的应用场景国家、城市、工程、特殊GNSS测量原理距离交会、伪距观测、载波相位观测小结SUMMARY智能化施工放样4.实施GNSS测量前言PREFACEGNSS测量应用■根据运动状态可将GNSS定位分为静态定位和动态定位。■根据测站个数可将GNSS定位分为绝对定

位和相对定位。目

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S02动态相对定位静态相对定位静态相对定●静态相对定位：常用于GNSS

控制网测量等

高精度卫星定位·

时段：每次开机—关机中间的时间，(几

十分钟—几个小时)。·

多次观测：根据测量等级不同，需观测1个至多个时段。GNSS测量的关键应用-静态相对定位典一、静态相对定位测量过程：●精确架设好接收机，量取仪器高，

●按相应规范开机-关机即可，●仪器全自动采集数据，●期间仪器保持静止不动。GNSS测量的关键应用-静态相对定位典一、静态相对定位当点位数量多于仪器数量时，需要进行线路推进1.

点连式：搬站时，保持1台仪器不动。2.

边连式：搬站时，保持2台仪器不动(一条边不动)。(a)

点连式

(b)

边连式

(c)混连式3.

混连式：搬站时，保持3台及以上仪器不动。GNSS测量的关键应用-静态相对定位典一、静态相对定位典一、静态相对定位GNSS测量的关键应用-静态相对定位测量结果：rinex文件，包含观察数据文件，导航信息文件，气象数据文件。参与后续计算：基线向量(点与点之间的三维坐班增量)。静态相对定位在工程测量中的数据处理流程：1.

解算基线向量2.三维无约束平差3.

二维约束平差动态相对定●实时动态相对定位real

time

kinematicpositioning(RTK)·

设备的组成：参考站(基准站)+流动站GNSS测量的关键应用-动态相对定位二、动态相对定位·

当整周模糊度确定后，定位解算只

需1个历元。●参考站将观测数据发送至流动站。●流动站快速测量并使用参考站发送

数据解算出较准确坐标。GNSS测量的关键应用-动态相对定位二、动态相对定位RTK

的工作原理·在已知点上设立基准站，通过数据链将伪距和载波相位观测值及基准站坐

标信息一起发给流动站；流动站不仅

通过数据链接收来自基准站的数据；GNSS测量的关键应用-动态相对定位二、动态相对定位RTK

的工作原理●还要采集GNSS

观测数据，在系统内形成载波相位差分观测方程，并实时处

理，在运动中初始化求出整周模糊度

值。这样就可以保证测定点在运动中

实时定位，给出达到厘米级精度的该

点位置。GNSS测量的关键应用-动态相对定位二、动态相对定位二、动态相对定位GNSS测量的关键应用-动态相对定位RTK

动态测量系统的特点●

优点：①精度相对较高、作业方便；RTK作业不受通视条件限制，无需做控制，基准

站设置好，进行点检核后，即可测量。②速度快、效率高、节约人力。数字测图时可单人作业，工作效率大大提高；③基准站的设置及作业半径对RTK

的测量精度和作业速度有直接影响。典二、动态相对定位RTK

动态测量系统的特点●

缺点：①卫星限制、电磁波干扰、手机网络不稳定。②精度只能到达cm

级。二、动态相对定位GNSS测量的关键应用-动态相对定位RTK动态测量的作业模式(电台模式)·

利用电台传输基准站数据至流动的模式为电台作业模式(经典RTK模

式

)

,

有哪些局限性?①数据通讯信号受到遮挡，有盲区!②电台信号容易受干扰，所以要远离大功率干扰源；③作业距离一般距离为0-28公里，特别是山区或城区传播距离就会受到影响；④电台的架设对环境有非常高的要求；⑤设备较多，携带不方便。

二、动态相对定位GNSS测量的关键应用-动态相对定位RTK

动态测量的作业模式(网络模式)技术优化1:利用网络(GPRSInternet互联网技术)代替电台传输数据!Internet互联网数据传输方式：GPRS/CDMA拨号上网

→Internet→服务器

→Internet→GPRS/CDMA

拨号上网安装有手机卡安装有手机卡服务器RTK

动态测量的作业模式(网络模式)·

网络模式的优缺点?优点：距离远、比电台模式携带方便!缺

点

：①容易造成差分数据延迟2-5秒；②在没有手机信号的地方无法使用；③携带仍然不方便。GNSS测量的关键应用-动态相对定位二、动态相对定位二、动态相对定位GNSS测量的关键应用-动态相对定位RTK动态测量的作业模式(CORS

模式)技术优化2:利用CORS

代替网络模式中的基准站!数据传输方式：GPRS/CDMA

拨号上网

→Internet→服务器

→Internet→GPRS/CDMA拨号上网与联网的电脑相

连，不需要手机

卡，连续运行!Internet

互联网Internet互联网安装有手机卡服务器二、动态相对定位GNSS测量的关键应用-动态相对定位RTK动态测量的作业模式(CORS

模式)·CORS模式的优缺点?优点：距离远、只需携带流动站!缺

点

：①用户需要架设本地的参考站(费用高);②误差随距离增长；误差增长使流动站和参考站距离受到限制，距离越远初始化

时间越长；可靠性和可行性随距离降低(40km)。③需要购买CORS

账号。小结/SUMMARY静态相对定位高精度控制测量动态相对定位RTK测量智能化施工放样5.GNSS测量仪器演示

连接CORS账号，获取固定解

新建坐标系

转换参数计算

点复合

开始测量小结SUMMARY智能化施工放样6.智能二等水准测

量传统水准测量■读数慢、精度差、效率低■如何高精度、高效率满足高铁建设需要思

考

/THINKING01水准测量主要

误差目

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S二等水准测量的

内业数据处理精密水准测量

仪器的特点二等水准测量

的外业观测水准测量主要误典一、水准测量主要误差水准测量主要误差仪器误差·

视准轴与水准轴不平行(i

角)的误差·

水准标尺每米长度误差的影响●两水准标尺零点差的影响观测误差的影响外界因素引起的误差●温度变化对角的影响·

仪器和水准标尺(尺台或尺桩)垂

直位移的影响●大气垂直折光的影响·

电磁场对水准测量的影响PART

02精密水准测量仪器的特点1.精密水准仪的特点1高质量的望远镜光学系统精密水准仪的放大倍率大于40倍，物镜孔径应大于50mm。2

坚固稳定的仪器结构由特殊的合金钢制成，在仪器上套有起隔热作用的防护罩。3高精度的测微器装置光学测微器可以读到0.1mm,估读到0.01mm。精密水准仪和水准尺的构造与读数二、精密水准测量仪器的特点1.精密水准仪的特点4

高灵敏的管水准器管水准器的格值为10"/2mm,有倾斜螺旋装置。5高性能的补偿器装置

二、精密水准测量仪器的特点精密水准仪和水准尺的构造与读数二、精密水准测量仪器的特点精密水准仪和水准尺的构造与读数2.精密水准标尺的构造特点1当空气的温度和湿度发生变化时，水准标尺分划间的长度必须保持稳定，或仅

有微小的变化。有铟瓦合金带，热膨胀系数小2水准标尺的分划必须十分正确与精密，分划的偶然误差和系统误差都应很小。3水准标尺在构造上应保证全长笔直，并且尺身不易发生长度和弯扭等变形。优质木料、钢材制作。

二、精密水准测量仪器的特点精密水准仪和水准尺的构造与读数2.精密水准标尺的构造特点4在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器装置，观测时使水准标尺保持在铅直

位

置

。5为了提高对水准标尺分划的照准精度，水准标尺分划的形式和颜色与水准标尺的颜色相协调。2.精密水准标尺的构造特点黑色线条分划，一边是基本分划，一边是辅助分划。

二、精密水准测量仪器的特点精密水准仪和水准尺的构造与读数06104102100-98

962

96.408406404402400398396二、精密水准测量仪器的特点精密水准仪和水准尺的构造与读数3.电子数字水准仪读数基本原理条形码分划影像射向CCD探测器，CCD

将望远镜接收到的光图像信息转换成电信号，并传输给信息处理器，与机内原有的条形码本源信息进行相关处理，从而得出水准标尺上水平视线的读数。测量条件：精密水准仪、铟钢尺、标准重量尺垫。方

法

：往返测，往测单数站

“后前前后”双数站“前后后前”、返测单数站

“前后后前”双数站“后前前后”。每个测段为偶数站。

三、二等水准测量的外业观测二等水准测量等级水准仪等级水准尺观测方式观测顺序与已知点联测附合或环线一等DSo5因瓦往返往返奇数站：后-前-前-后偶数站：前-后-后-前二等DS₁因瓦往返往返奇数站：后-前-前-后偶数站：前-后-后-前项目等级基、辅分划[黑红面]

读数之差基、辅分划[黑红面]

所测高差之差检测间歇点

高差之差上下丝读数平均值与

中丝读数之差一等0.30.40.73二等0.50.713三、二等水准测量的外业观测外业观测要求等级仪器类别视线长度前后视距差任一测站上前后视距差累积视线高度数字水准仪重复测量次数光学数字光学数字光学数字光学(下丝读数)数字一等DSZ05、DS05≤30≥4且≤30≤0.5≤1.0≤1.5≤3.0≥0.5≤2.80且≥0.65≥3次二等DSZ1、DS1≤50≥3且≤50≤1.0≤1.5≤3.0≤6.0≥0.3≤2.80且≥0.55≥2次注：下丝为近地面的视距丝。几何法数字水准仪视线高度的高端限差一、二等允许到2.85m,相位法数字水准仪

重复测量次数可以为上表中数值减少一次。所有数字水准仪，在地面震动较大时，应随时增加重复测量次数。三、二等水准测量的外业观测测站限差PART

04二等水准测量的内业数据处甲●天宝电子水准仪：

dat文件，识别简单。●徕卡电子水准仪：

GSI

文件，识别复杂。●观测数据转换成高差文件，进行整体平差。四、二等水准测量的内业数据处理内业数据处理水准测量等级测段、路线往返测高差不符值附合路线或环线闭合差检测已测测段高差之差平原山区平原山区一等±1.8±2±3二等±4±0.8±4±6·K为测段水准路线长度，单位为km;L为水准路线长度，单位为km;Ri

为检测测

段长度，以千米计；n为测段水准测量站数。·

当山区水准测量每公里测站数n≥25站以上时，采用测站数计算高差测量限差。

四、二等水准测量的内业数据处理闭合差表中

，M△和Mw应按公式计算·式中△——测段往返高差不符值(mm);·L——测段长或环线长(km)

;·n——

测段数；·W—

附合或环线闭合差(mm);·N——

水准路线环数。水准测量

等级每千米高差偶

然

中

误

差

M(

mm

)每千米高差全中误差Mw(mm)附合路线或环线周长的长度(km)附合路线长环线周长一等≤0.45≤1一≤1600二等≤1≤2≤750≤750

四、二等水准测量的内业数据处理全线整体精度水准测量主要误差仪器、外界、观测精密水准测量仪器的特点高精度电子水准仪、铟钢尺二等水准测量的外业观测测量顺序、测站限差二等水准测量的内业数据处理数据处理、精度限差小结/SUMMARY智能化施工放样7.智能大跨度高程测量思

考

/

THINKING■二等水准测量精度高，但水准线路

复

杂

。■遇到山区、河流等不具备水准测量

条件的环境时如何处理?目

录C

0

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T

E

N

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S02中间法三角高

程测量03跨江(海)GNSS高程测量01同时对向三角

高程测量1.人工量仪器高目标高2.地球曲率大气折光3.人工读数精度低典一、同时对向三角高程测量传统三角高程的缺陷·

关键：高精度智能化仪器；全过程不量仪器高不量目标高；消除地球曲率和大气折

光

影

响。·

设备：两台智能型全站仪(测量机器人):自动旋转、自动照准、操作系统开放。

配套精密棱镜。典一、同时对向三角高程测量精密三角高程测量·

观测过程：棱镜不转动，仪器放在2棱镜朝向方向20米处，2台仪器同时自动测量。●观测：斜距、竖直角；计算高差。·

高差与高差相减，抵消仪器高。特制观测目标，减弱目标高。·

两台全站仪求平均值，减弱地球曲率和大气折光。·

可单站，可多站，用于跨河和复杂山区。典一、同时对向三角高程测量精密三角高程测量二、中间法三角高程测量精密三角高程测量·

关键：高精度仪器；全过程不量仪器高不量目标高；消减地球曲率和大气折光影响。·

设备：1台智能型全站仪(测量机器人)——自动旋转、自动照准、操作系统开放。

配套精密棱镜。·

观测过程：观测：斜距、竖直角；计算高差。·

全站仪架设在两点中间位置，

·两向高差相减，抵消仪器高。·常用于山区和高程上下桥传递。I二、中间法三角高程测量精密三角高程测量●采用中间法三角高程测得的高差与二等水准测量连结。·

可组合成上下桥的精密水准线路，是高铁桥梁上高程传递的常用手段。桥梁D桥墩BAEF二、跨江(海)GNSS

高程测量跨河水准测量·

大地高：大地高是地面点沿参考椭球面法线到参考椭球面的距离，大地高一般用

符号H表示。·

正常高：地面点沿铅垂线到似大地水准面的距离称为正常高，以似大地水准面定

义的高程系统成为正常高系统。·GNSS

高程：大地高。·

工程用高程：正常高，中间相差一个参数--高程异常。·GNSS

测高结果用于工程中，需计算出测区平均高程异常。地球自然表而大地水准面似大地水准面地球椭球面二、跨江(海)GNSS

高程测量GNSS

测跨海高程1.选择控制点E

、A

、B

、F。2.四个控制点GNSS

观测，测出E、A、B、F

大地高，并算出大地高差EA、AB、BF。3.两岸水准点进行二等水准测量，测出EA

和BF

正常高差。4.由正常高差和大地高差的差值，计算高程异常和平均每km

高程异常变化率。5.根据跨河宽度，计算跨河间高程异常。6.根据跨河点之间AB

大地高差，计算AB

正常高差。E

AB

F江河G

CD

H

二、跨江(海)GNSS

高程测量GNSS

测跨海高程二、跨江(海)GNSS

高程测量GNSS

测跨海高程7.选择控制点G

、C

、D

、H。8.重复上述操作得到CD两点间正常高差。9.

使用二等水准测量测出AC和BD间正常高差。10.若线路ABCD

能满足二等水准测量的闭合差限差，则跨河成功。AB江河CD注

意

：此方法仅适用于高差异常变化率低的沿海地区。内陆江河谨慎使用。FHEG同时对向三角高程测量解决跨山区、短程跨江河高程测量中间法三角高程测量解决上下桥和图形对称的高程测量跨

江(

海

)GNSS

高程测量解决沿海地区跨远程江河和海洋的高程测量小结SUMMARY智能化施工放样8.测量机器人■工程测量中，平面坐标是怎么测的?体验感如何?回顾/REVIEW03智能型测量机

器人展示01智能平面测量

的仪器要求目

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E

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S智能型测量机

器人的功能典一、智能平面测量的仪器要求测量机器人测量仪器要求·

测量机器人(智能型全站仪),带电子驱动，操作系统，厂方已设计好自动目标

照准ATR系统。●关键特点：电子驱动自动照准、遥控测量、锁定跟踪测量(配套360°棱镜)、实

现动态测量。·学习测量：人工大致瞄准，仪器记录目标位置。典一、智能平面测量的仪器要求测量机器人●常见的测量机器人Leica

TCA2003Leica

TCA1201Topcon

GTS

900ATrimble

S6LeicaTS60

二、智能型测量机器人的功能智能型全站仪的特点---电子驱动自动照准功能

二、智能型测量机器人的功能智能型全站仪的特点---锁定跟踪测量Leica360°棱镜Zeiss360°棱

镜

二、智能型测量机器人的功能智能型全站仪的特点---遥控测量二、智能型测量机器人的功能智能型全站仪的特点---操作系统全站仪从本质上来说就是一台带有多种传感器的计算机，具有观测、记录、计算、传输的能力。为了进一步增强全站仪的功能，提高全站仪使用的方便性，新型

全站仪中开始嵌入操作系统。Windows

CE是Windows

操作系统的简化版，支持真彩色图形显示和多种工业标准配件(如蓝牙设备等),与通用计算机的兼容性强，易于自行开发适用的机载

软

件

。智能平面测量的仪器要求测量机器人智能型测量机器人的功能自动照准、遥控测量、操作系统智能型测量机器人展示小结SUMMARY智能化施工放样9.智能平面测量方法传统平面测量的缺陷：■人工瞄准不稳定■对中整平有误差■效率低回顾/REVIEW03智能平面测量

数据预处理目

录C

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S01精密方向测量精密距离测量精密方向测典一、精密方向测量精密方向测量的关键-全圆方向观测法·

对中整平●定0方向●盘左顺时针测量，归零●盘右逆时针测量，归零●精度控制：归零差、2C误差、2C互差·

区

别

：①构造虚拟控制点：目标点强制对中，全站仪强制对中或自由测站，没有对中误差。②观测过程：先学习测量，再自动测量。

一、精密方向测量自由测站·

全站仪架设在任意位置●仪器中心就是控制点，用完一次不再使用●通过对多个已知目标和未知目标进行测量距离和方向·

计算出未知点坐标·高速铁路轨道控制网的测量方式CPIII

CPIII设站点CPIII

60m

CPIIICPII(或CPI)PART

02精密距离测量

二、精密距离测量精密距离测量方法-精密光电测距●高精度全站仪·气压计、温度计----气象改正·

测

站强制观测墩或自由测站：构造一个虚拟控制。·距离投影变形改正二、精密距离测量距离往返测，并换算到同一投影面后往返测较差≤2mm1归算到测区平均高程面上的测距边长度，应按(3.3.26-1)式计算：

(3.3.26-1)

式中

Da-—归算到测区平均高程面上的测距边长度(m);Dp——测线的水平距离(m);Hp——

测区的平均高程(m);Hm——测距边两端点的平均高程(m);RA——参考椭球体在测距边方向法截弧的曲率半径(m)。二、精密距离测量不同投影面上的距离应换算到同一个高程投影面2归算到参考椭球面上的测距边长度，应按(3.3.26-2)式计算：

(3.3.26-2)

式中

D₀——

归算到参考椭球面上的测距边长度(m);hm——测区大地水准面高出参考椭球面的高差(m)。二、精密距离测量同一个高程投影面上的各条边的距离换算到高斯平面3

测距边在高斯投影面上的长度，应按(3.3.26-3)式计算：

(3.3.26-3)式中

D₈——

测距边在高斯投影面上的长度(m);ym—测距边两端点横坐标的平均值(m);Rm——

测距边中点处在参考椭球面上的平均曲率半径

(m);△y—

测距边两端点横坐标的增量(m)。PART

03智能平面测量数据预处理SUC观测文件：●测站号，测回数，观测点数，仪器高·

观测时间

●测回●测点号，水平方向观测值，天顶距观测值，斜距，棱

镜高，棱镜常数Start,2016-06-1304:40:43Z,04:40:43000308

67.424652,91.430669,

00030778.515742,91.461499,

000P2285.541937,91.063306,000309

257.080052,93.593475,

000313257.220891,90.153715,

000311

,257.540348,91.014092,

000314,262.041631,90.153955,

000312

91.021601,00031093.460230,

00030891.430708,

000308268.170138,000310,100.015454,266.140942,

000312

83.435611,268.575520,

00031482.042069,

269.443432,

00031177.540886,268.582937,000313

77.221168,269.443586,00030977.080235,266.003637,000P22

265.542189,268.533526,

000307258.520387,268.135386,

000308