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关键词:RTK技术市政工程测量应用
中图分类号:TU99 文献标识码:A
当今的市政工程测量工作中,全站仪已经取代经纬仪、测距仪等经典测量仪器,成为市政工程测量作业的主力军;而GPS技术的日益普及,使其以精度高、作业迅速、费用低和全天候作业的特点,融入到各种形式的测量工作中。用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制网,为市政工程勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵面测量提供依据;在施工阶段为路基、桥涵、地下管线、市政公用设施等建立施工控制网;RTK(实时动态定位)技术在市政工程测量中的应用更进一步推动了工程测量技术的变革。
GPS是美国建立的全球定位系统,其实质是通过接收卫星信号,采用空间后方交会的方法得到地面点位。随著GPS技术的进步和接收机的迅速发展,GPS在测量领域已得到了较为广泛的应用。GPS测量的优点是不受通视条件的影响,定位精度高,观测时间短,人力消耗少,全球、全天候作业,操作简便,自动化程度较高。
一般来说,GPS测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式,而静态测量模式又分常规静态测量模式和快速静态测量模式,动态测量模式分准动态测量模式(后处理动态,走走停停)和实时动态测量模式,实时动态测量模式分DGPS和RTK方式。
⑴常规静态测量
这种模式采用两台(或两台以上)GPS接收机,分别安置在一条或数条基线的两端,同步观测4颗以上卫星,每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm十1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网,布设地壳运动监测网,设立长距离检校基线,进行岛屿与大陆联测及构建精密工程控制网等。
⑵快速静态测量模式
该模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站,每测站观测数分钟。其常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。
⑶准动态测量模式
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站,每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态,除了观测时间不一样外,它要求移动站在搬站过程中不能失锁,并且需要先在已知点或用其它方式进行初始化(采用有OTF功能的软件处理时例外)。这种模式可用于较开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。
⑷实时动态测量模式
该模式又可分为DGPS和RTK两种。
DGPS通常叫做实时差分测量,精度为亚米级到米级,这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站,移动站接收到RTCM数据后,自动进行解算,得到经差分改正以后的坐标。
RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量,它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它的工作思路与DGPS相似,只不过是基准站将观测数据发送到移动站(而不是发射RTCM数据),移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理,从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果。这种方法的精度一般为2厘米左右。
利用RTK测量前需要在一控制点上静止观测数分钟(有的仪器只需2~10s)进行初始化工作,之后流动站即可按预设的采样间隔自动进行观测,实时确定采样点的空间位置。
RTK测量定位模式在市政工程各实施阶段有着广阔的应用前景,可以完成带状地形图测绘、中线测量、纵横断面测量等工作。
1)绘制市政工程带状地形图
市政工程设计一般是在1:500比例尺带状地形图基础上进行的。用传统方法测图,先要建立控制点,然后进行碎部测量,绘制成大比例尺地形图。这种方法劳动强度大,效率低。应用RTK实时动态定位测量技术可以完全克服这个缺点,只需在沿线每个碎部点上停留几分钟,即可获得每点的坐标及高程。结合点特征编码及属性信息,将点的组合数据导入的计算机,即可用南方CASS等绘图软件成图,降低了测图难度,大大提高了工作效率。
3)中线测量
利用RTK技术进行市政工程中线测量,可同时完成传统测量方法中的放线测量、中桩测量、中平测量等工作,基本作业方法是:在路线控制点上架设GPS接收机作为基准站,流动站测设路线点位并进行打桩作业。根据所设计的路线参数,利用路线计算程序和GPS配套的电子手簿计算路线中桩的设计坐标。在流动站的测设操作下,只要输入要测设的参考点号,然后按解算键,显示屏可及时显示当前杆位和到设计桩位的方向与距离,移动杆位,当屏幕显示杆位与设计点位重合时,在杆位处打桩写号即可。这样逐桩进行,可快速在地面上测设中桩并测得中桩高程。并且每个点的测设都是独立完成的,不会产生累计误差。
4)纵横断面测量
由于RTK采集的是三维坐标,在设置好基准站和移动站后采用与全站仪相同的方法采集边坡点的三维坐标,将其按里程及左右标记编号并保存,也可以利用RTK里配置的采集纵横断面程序,省去立十字架步骤,直接通过手簿显示横断面法线方向采集变坡点。
RTK测量在市政工程测量中有着常规测量仪器(如全站仪等)不可比拟的优点。
1)RTK能实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。
2) 彻底摆脱了由于粗差造成的返工,提高了GPS作业效率。
3) 作业效率高,每个放样点只需要停留1-2s,流动站小组作业,每小组(3-4人)可完成中线测量5-10km,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4) 在中线放样的同时完成中桩抄平工作。
5) 应用范围广,可以涵盖市政工程测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测量,养护测量,GIS前端数据采集诸多方面。
然而,RTK也有其诸多不足之处。在峡谷中或者两边高楼林立的街道上,或者在茂密的丛林里,GPS接收机就不能接受到卫星信号或能接收到信号但信号较弱,从而造成GPS接收机无法使用,或能用但所量数据无法满足测绘精度要求。全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T18314—2009)中提到GPS测量的制约因素:障碍物高度角不宜超过15°;远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200米,远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50米 ;附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等)。因此在实际外业测量中,要根据现场实际情况,结合电子全站仪与GPS各自的特点,进行优势互补,联合进行各项测量工作,可以起到事半功倍的效果。尤其是遇到一些特殊情况,如山区测量中,地形地貌情况复杂,植被覆盖不均匀,GPS在茂密的树林里接收卫星信号会受到影响。而在河岸带或灌木林等卫星信号不受影响的地区,可以发挥GPS测量的优势。
关键词:工程测量;重要性;质量控制;
中图分类号:O213文献标识码: A
引言
工程测量技术,在我国市政工程施工当中起着举足轻重的作用。任何工程项目的实施都离不开工程测量的参与。只有在市政工程建设中,结合工程测量的技术,才能建设出优质工程。工程测量是一项长期、持续的工作,贯穿在整个工程项目中。在开工前,测量的工作人员到目的地进行测量分析,然后制作出施工图纸,图纸中包涵施工范围、施工环境等内容,便于施工人员具体操作。工程测量的精确度对工程的施工质量息息相关,一点小小的测量失误都很可能会引起施工中严重的质量问题,甚至是施工人员的人身安全问题。所以,精确的工程测量对于日后工程的质量有着非常重要的作用。
1.市政工程测量对施工质量控制的重要性
工程测量广泛应用于工程施工的各个阶段,它为工程施工提供可靠的测量数据,降低了工程施工的失误率,对工程施工质量的提高具有重要的作用。因此,工程施工人员必须提高对工程测量的重视,充分认识工程测量对施工质量控制管理的重要性,进而提出有效的管理策略,以促进工程施工质量的提高。
2.加强市政工程测量质量的控制
2.1 先进测量技术的应用
科技的发展带动了测量技术的进步,在测量工作中,需要很高的精度和准确度,但是在有些环境中,传统的测量技术无法实现,为测量工作带来了困难。GPS 定位技术是利用卫星同步的功能应用到测量工作中。GPS 定位技术更加的现代化、自动化和智能化,为测量工作提供了更加准确的数据,并且降低了工作强度,提供了工作效率。但是使用这种技术还存在一定的问题,因为GPS 是利用卫星定位技术来实现的,那么在有些环境中不便于接受卫星信号,比如说容易受到树木,高层建筑等障碍物的影响,从而影响到测量的精准性。此项测量技术的应用为测量工作提供了很大的方便,在有些重点区域的项目工程中,可以提供精准的测量数据,减少误差的出现,在测量工程中具有重要的意义。具体来说,GPS 测量在整个工程作业中,实现微电子技术、计算机技术控制,而且可以完成对数据的自动记录、自动数据预处理。特别是GPS-RTK 技术的应用,它可以引起市政等工程测量模式的改变。
2.2工程测量控制点的复测和交接
在测量控制点交接过程时,按照要求,施测人员要对其接收的平面控制点以及高程进行有效的保护,并且做好控制点的记录,根据现场的情况,在有必要的条件下,要做好各个控制点之间做保护桩或者是引测工作,在条件允许的情况下,还要注意将附近国家测量的控制点跟施工区域内测量的控制点进行连测复核。在进行工程测量的施测之前,必须要对工程测量中所使用的测量仪器设备进行检测,以确保仪器完好,这样做也使仪器的精度均能达到测量的要求,只有在所有的仪器检验都达到合格之后,才可以进行实际的工程测量施测的开始工作。另外,在工程测量开始施测之前,还要对水平控制点和高程进行多次复测,以保证工程的测量质量。在市政建设工程测量的高程控制点的进行复测时,其中高程控制一般通常是按照线路来设置复合水准的路线,依据高程控制点的测量规范要求,其设立分为永久性高程控制点以及临时性高程控制点。
2.3市政工程测量工作的控制
(1)图纸审核。在工程施工前,应对照施工图纸有关测量数据统计汇总,并审核图纸是否准确。审核图纸时,首先了解道路的全长、红线宽、结构组成、喇叭口数量及半径、弯道数量及曲线要素、纵断高程、竖曲线数量级要素、各控制点坐标等。其次了解水道的分清雨污水、全长、管径,材质、检查井数量及位置,纵断高程(跌水数量及所在位置)等。审核时要做到认真细心、不要疏漏。
(2)交接桩。施工现场的接桩和交桩,必须仔细、准确地复测交导线点、水准点及其他控制点数据资料。这些导线和水准点资料是今后整个工程施工放样和检测的依据,在接桩后应按照规范要求对其进行复测,若发现问题应及时向业主和设计单位反映。符合相应规范要求提交成果报告表示接受。
(3)准备仪器。对拟采用的测高程仪器(水准仪、三脚架、塔尺)、测坐标仪器(全站仪、三脚架、花杆、棱镜)进行校正和定期精度认定,以减少仪器的测量误差。
(4)闭合及测断面。闭合水准点并沿途加密布设引水准点;闭合导线点并沿途加密布设引导线点,根据施工图纸上的坐标把道路施工范围标出来;测土方断面并在道路两边标高程红线。测量时要做到反复核对,并保证数据的准确性。
(5)施工中的测量工作。在施工过程中,首先要保护好沿途加密的水准点及导线点,提前将要施工地段的高程数据测好,反复核查,确保数据无误。其次要及时做好测量记录,并将测量资料分类归档,测量资料和数据要清晰准确,不要随意涂抹,并保证原始记录资料的完整。
2.4工程测量中施测的控制
工程测量质量的控制,是监理单位工作的重点部分,而测量监理是工程测量质量控制的一个至关重要的环节之一,在市政工程建设中,其工作基本上分为路基路面工程和地下管网工程。对于不同的工程,其中测量监理工作有不同的标准和要求,但这些都是建立在施工单位具有完善的质保体系上,同时要按时批复和检查承包人的放样测量自检报告。
3.加强工程测量的管理,提高质量措施
加强工程测量管理,不仅可以有效避免一些工程施工质量通病,同时还可以有效提高工程施工的效率,对工程施工单位工程造价的控制与管理等都具有积极的促进作用。因此,在工程施工过程中,工程施工单位必须将工程测量放在重要的位置上,加强工程测量管理,提高工程施工质量。
(1)提高工程测量人员的综合素质。工程测量人员素质的高低,直接影响到工程测量的精确性,因此,必须做好工程测量人员的培训工作。这不仅需要测量人员的专业技术进一步提高,同时还要对其法律素质与道德品质进行培养,以提高测量人员的综合素质,更好地为工程施工质量提高工作。
(2)加强对施工现场的管理。施工现场的安全管理是工程施工管理的重要工作之一,管理人员不仅要对施工人员、施工工艺等进行管理,同时还应该对工程测量所使用的仪器设备等进行严格的管理,定期进行维修与养护,以保证工程测量仪器使用的有效性,进而为提高工程测量精确性与工程施工质量奠定基础。
(3)提高认识,严格管理工程测量程序。工程施工阶段需要提高对工程测量的认识,并加强对工程测量程序的管理,规范工程测量流程,严格按照国家标准进行放线测量,以保证测量数据的有效性,从而保证工程施工的质量。
4.结束语
在经济快速发展的时代背景下,各项工程开展的如火如荼,在工程施工过程中,测量技术十分关键,无论是在什么工程中,都需要准确的测量数据来保证工程能够安全稳定的运行。在工程施工之前和施工的过程中,都贯穿着测量工作,测量数据的准确与否直接关系到工程施工的质量。随着现代技术的进步,各项测量技术和先进的仪器广泛的应用到工程测量工作中来,提高了测量的技术含量和精度,为工程的质量奠定了良好的基础
参考文献:
[1]陈菲.工程测量在施工质量管理中的作用[J].城市建设理论研究(电子版),2011(23).
[2]方勇.工程测量在建设工程质量中的作用[J].中国新技术新产品,2011(17).
关键词:路桥工程;测量技术;控制
中图分类号:P258 文献标识码:A 文章编号:
引言
路桥工程作为城市的重要基础设施,工程质量受到社会各界的关注,而实现路桥工程的优质高效的施工的重要的条件就是工程的施工技术。作为为路桥工程提供具体的施工数据的重要测量技术来说,其准确性对于工程的施工影响是非常重要的。
一、全站仪和经纬仪在路桥工程测量中的应用
除了全球卫星定位系统以外,路桥工程的测量活动中还离不开各种设备和专业仪器的应用,最常见的就是全站仪和经纬仪,虽然这两种仪器并不经常单独使用,但是在其他设备的应用过程中,离不开其功能上的辅助。以角度前方交会的方式对被测物进行无接触式的速度广泛的测量。测量精度可以达到1mm。全站仪测量系统通常配以反射片等距离测量标志,以极坐标的测量原理测量被测物,测量精度能达到1mm。如果用单台全站仪进行测量,则相对于单台经纬仪测量系统来说具有成本低,操作方便,能很快创建持久的测量坐标系的优点。高精度的安装检测工作中如果使用单台全站仪测量系统,则必须采用特定的作业方式和数据处理方法才能达到相当高的精准度。要想提高坐标测量精度,就应当提高距离测量的精确度,而测距误差最大的影响因素是测距的剩余加、乘常数。因此,在具体的测量活动中有关工作人员必须注意用不同的方式对这两种干扰因素进行排除和克服。
测量仪器的架设方法是:首先大致对中调平,将测量仪器固定好,然后利用脚螺丝对中,升降脚架使水准泡保持水平状态,再微调即可,这样速度很快。全站仪的功能主要是自动测量角度和自动测量距离,而全站仪的其它功能都是在这个基本功能上引申而来的。其实,经伟仪的测量精度还是比较高的,但是在实际测量工作中,控制点与测点往往相距较远,而且高差较大。这时候要注意的是正确的使用经纬仪:利用全站仪沿着施工公路两侧多放一些控制点,呈梅花形布置;将经伟仪架在待测点附近不超过50米处,经纬仪高度与待测点保持一致;采用后方交会方法测出测站点坐标;一旦测站点坐标测出,就可以按常规的极坐标法放出测点位置了。
二、全球定位技术在路桥工程测量中的应用
一般来说,由于路桥测设测量的数据的应用范围的限制,导致其在测量过程中对于测量数据的结果的要求相对较低,尤其是同路桥控制测量相比较,其更加注重的是测量的实时性。所以,为了更好的实现路桥工程的测设测量,采用GPS卫星全球定位系统,会得到更加直接的有效数据。虽然我国在全球定位系统上的技术应用和研究都较国际先进水平有一定的差距,但是就其发展速度和应用范围来看,目前已经取得了一定的发展成就。尤其是对于一些大型的城市基础设施类工程的测量,已经取得了良好的应用效果,对于路桥工程来说,载波相位观测值是一种非常适合的测量方式。因其在实践中具有的环境限制少、测绘质量高等特点,已经被广泛的应用于各种路桥工程的测量活动中。所以,全球卫星定位系统的出现和应用无疑大大的推动了我国路桥工程的测量技术的发展,有效的推动了我国工程测量以及工程建筑水平的提高。
三、工程测量的技术要点
工程测量是路桥工程建设的重要工作之一。在施工准备中测量的速度和质量会给开工时间和工程进度带来一定影响。在对路桥工程的测量中,要考虑到整体施工计划和施工的具体环节,使测量工作能够有针对性、准确性。路桥施工工程测量的技术要点主要有:水准测量和中线放样。
1、水准测量
水准测量是指利用水准仪和水准尺对地面上两点间的高度差进行测量。在水准测量的过程中,要设置水准点、测量和计算。在路桥施工的水准测量中,设置临时水准点时要综合考虑施工状况和地理环境。在间隔200-250米之间布置水准点,并详细记录水准点的位置。水准测量的程序是影响测量结果的重要因素。测量仪器应经过质监部门的校核。测量人员要对水准点进行测试,测试结果要做好记录。需要对水准点进行闭合计算,确认水准点的闭合情况,对临时布设的水准点的高程进行计算,得出包含自设和原始水准点高程成果表
2、中线放样
中线放样是以间距最近的导线点为基点,后视相邻导线点,拨角测距放出该中桩点,以这三点的坐标计算得出距离和观测角。在路桥工程施工的测量放样中,中桩放样主要是指直缓、缓圆、曲中、圆缓、缓直、交点等点位的确定。结构物的放样,采用的是坐标法,应根据设计图纸事先计算好需要放样的点位坐标,经复核没有错误后在实地进行放样,放样定点完成后要用钢尺按结构物的几何尺寸进行检查,确认无误后放样测量工作才算结束。
四、工程测量技术的控制措施
为使路桥工程测量技术得到有效控制,保证路桥工程的施工质量,应采取一系列措施对测量技术进行控制。包括测量人员控制、测量仪器设备控制、测量方案控制、外界环境控制、设计文件控制和测量高程设置。
受路桥工程专业性与技术性的限制,需要技术人员具备一定的操作经验、技术水平和高度的责任心。由于路桥工程一般都是在城市中或野外,现场测量环境相对复杂,要求测量人员更要具有责任心。在施工过程中,测量仪器应由工作人员经常校核以保证可靠性和精确性。工程测量方案的合理性能够保证测量结果满足测量规范和工程验收的相关要求。工程测量在一定程度上会受到外界环境的干扰。例如:施工中产生的震动、电磁波辐射、电火花、风雨天气等。受定位线的限制,测量仪器只能在高空进行。测量人员应与相关建设单位、监理工程师和专业技术人员对图纸进行会审,对测量的过程进行监管,避免出现放样误差。施工现场的状况会因为外界的影响不断发生变化,外界不良因素的出现会影响测量的精度和质量。因此应加强对控制点的可靠性检查。保证在问题出现的时候能够及时采取有效措施。
五、路桥测量技术未来展望
随着我国经济社会的发展,各种高新电子技术以及计算机技术也快速的发展,尤其是在网络信息时代的大背景下,我国的各种工程建设也逐渐的向更加技术化和自动化的方向发展。对于路桥工程来说,测量技术的发展更是离不开对各种高新技术的应用,笔者认为未来的路桥工程的测量技术必然会朝着高科技、低损耗、高精度、快速度的方向不断的迈进。因为在路桥工程项目大量增加的今天,只有更加科学和高效的施工工艺和技术才能满足未来建筑业的发展需要,才能提高工程的应用价值。对于具体的企业来说,测量技术的发展一定程度上意味着工程质量的提升以及工程成本的节约,所以也有利于路桥建筑企业优化资源配置,更好的实现工程的经济效益。总之,笔者认为,路桥工程的测量技术的发展,必然会在目前对全球定位系统、地理信息系统、远距离遥感探测技术等先进技术的应用的基础上,朝着更加准确、快速和高效的方向发展,将会对推动我国路桥工程乃至建筑工程的发展做出重要的贡献。
结束语
对于路桥建设工程来说,测量的最基本的任务就是采用相关的工具和设备仪器,对路桥工程的设计图上的各种数据进行准确测量,以保证工程的实施中进行对照和参考。工程施工会需要各种测量工作。所以,工程测量对于工程的施工水平和质量的影响是非常重要的,测量工作的准确性和技术型也就应该引起有关部门的重视。
参考文献
[1]沈洪忠,陈金浦.浅谈市政工程的测量控制[J].城市建设,2010