EDM三角高程测量在郑州市三维GPS控制网中的应用

EDM三角高程测量在郑州市三维GPS控制网中的应用 EDM三角高程测量在郑州市三维GPS控制 网中的应用 科技信息0科教前沿0SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010年第23期 EDM三角高程测量在郑州市 三维GPS控制网中的应用 王蕾蕾沙华征 (郑州市规划勘测 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究院河南郑州450052) 【摘要】在三维GPS控制网中,由于GPS点一般布设于楼顶等高处,使得几何水准测量难以获得GPS点的高程,故使用EDM三角高程 测量方法将高程传递到GPS点上 【关键词】EDM;高程测量;斜距改正;高差 ApplicationofEDMElevationSurveyinginThree-dimensionGPSControlNetofZhengzho uCity WANGLei-leiSHAHua-zheng (ZhengzhouUrbanPlanningDesign&SurveyResearchlnstitute,ZhengzhouHenan,4 50052) 【Abstract]GPSpointsarealwaysonbuildingsinthree—dimensionalGPScontrolnetandlevellingcannotbeused.SoEDMelevationsurveying isappliedtoobtaintheheJghtofGPSpoints. 【Keywords]EDM;Elevationsurveying;CorrectionforeffectofSlopedistance;Heightdiff erence O引言 由于郑州市三维GPs控制网工程布设的是平高相结合的三维控 制网,要获得埋设于房顶的GPS点高程就需要专门在地面埋设与之 相通视的配对的水准点,通过EDM三角高程方法将高程传递到GPS 点上.受现场埋石情况所限,对于配对水准点与GPS点不相通视的, 做I临时转点,用EDM三角高程方法获得临时转点与GPS点或与配对 水准点之间的高差.再用四等水准测量方法最终将高程传递到GPs 点上. 本项目中EDM三角高程测量等级为四等.该项目共有GPS点及 配对水准点33组,其中两组GK002点(赵兰庄)与llI398及GC095点 f/J,双桥)与SC095高程相差不太大,仅用四等水准联测.其余31组中 有22组相互通视.只采用EDM三角高程测量方法施测,剩余9组不 通视的点中位于中牟县规划局楼顶的强制对中GPS点GK003.由于 楼顶女儿墙太高,无法与水准点SK003相通视,最终在楼顶选择一个 临时转点,先用EDM三角高程方法获得l时转点与水准点SK003之 间的高差,再用四等水准测量方法将临时转点高程传递到GK003上. 其它8对均在水准点附近做临时转点,先用四等水准测量方法获得临 时转点与水准点之间的高差,再用EDM三角高程方法通过临时转点 最终获得GPS点的高程. 1EDM三角高程测量 1.1外业观测 1.1.1测前准备及注意事项 测前对要使用的徕卡TCR1201全站仪进行检验和校准,确保各 项限差符合要求. 按照《国家三,四等水准测量规范》的要求,本次电磁波测距高程 导线布置为在GPS点和配对水准点上每点设站对向观测的路线,这 就要求作业人员在外业施测过程中尽最大可能加快速度,减小往返观 测时间差造成的气象差异对观测数据的影响. 由于三角高程测量对垂直角精度要求相当高,外业中除时刻关注 天气变化带来的影响的同时,还严格按照《城市工程测量规范》的要 求.在9时至15时内目标成像清晰稳定时进行观测,从而保证了采集 数据的质量. 由于本次工程在数九寒冬之时进行,室内外,车内外温差相差很 大.尤其在每天上午开始第一站观测时,照准目标后全站仪垂直角读 数上下跳动甚至达到10",温度读数急剧下降,所以必须在每测站观 测前先将仪器从仪器箱中取出,把气压温度表盖子打开,在测站附近 阴影处露放,直至仪器仪表读数稳定,方可开始观测. 1.1-2采集数据及现场检核 垂直角观测以觇牌为照准目标.采用中丝法观测四个测回,计算 垂直角测回差和指标差互差.比较是否超过限差7".斜距观测两测 回,每测回照准一次,读数四次,同时读取并记录气压,温度值,计算各 次读数互差及测回中数之间的互差,检查是否在限差10mm和15ram 以内.上述任何一项超限,都重新开始测量所在测回. 用经过检验的钢尺测前,测后两个人从两个方向各量测仪器高一 次,觇牌高依同样方法用经过检验的量杆量测两次,上述两次互差均 不得超过2ram,否则查明原因重新测量. 本次EDM三角高程测量各项观测读数和计算数值取位按表2执 行. 表2(mm) 项目斜距垂直角()仪器高觇牌高气温(?)气压(Pa)测站高差 观测值l1lO.1100 计算值l0.10.10.1 按以上规范要求观测记录并整理好手簿后,按公式(1)和(2)计算每 测站单项观测高差h和平距D: 2 h=S~sind+(1-塑+(1) 上n ,_1—r D=VS—hf21 式中:h,高程导线边两端点的高差,m; s一高程导线边的斜距,m; D一高程导线边的平距,m; d一观测垂直角: k一当地的大气折光系数,取0.14; R一地球平均曲率半径,采用6371000m; i一仪器高,m; v一觇牌高,m. 由于现场计算条件所限,无法对观测斜距施以气压温度改正和加 常数,乘常数等仪器常数改正,所以此时计算的高差h和平距D只是 加入了大气折光改正.但正如此前1.2.1中提到的,因为在外业观测中 尽最大可能减小了往返观测时间差造成的气象差异对观测数据的影 响,而仪器常数改正是个系统误差,故此时所得的高差h和平距D已 基本可以在接下来对所采集数据质量的评判中使用. 表3(mm) 项目两测站对向观测高差不符值两测站对向观测平距不符值 每点设站~40,/D6(1+1.5D) 式中:D一对向观测高程导线边平距的平均值,km. 计算两测站对向观测高差不符值及对向观测平距不符值,此两个 观测结果应不超过表3规定的限差.观测结果超出限差时,进行重测 和取舍. 1.2内业处理 本次EDM三角高程测量内业数据处理中运用我院开发的《城市 与工程测量数据处理系统》软件对斜距施以气压温度改正和加常数, 乘常数等仪器常数改正,将改正后的斜距代人公式(1)和(2)中求得每测 2010年第23期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION0科教前沿0科技信息 站单项观测高差h和平距D. 1.2.1斜距改正 运用本院研发《城市与工程测量数据处理系统》软件,选择菜单中 "归算及其它解算"选项,打开"测距边乎距计算"界面,选择仪器类型, 输入温度,气压(单位为毫米汞柱),仪器常数(参照表格1仪器检定结 果1,斜距即可得到改正后斜距.表4即为两测站对向观测斜距改正算 例 表4斜距改正 GC068一SC068测距边斜距计算SC068一C.C068测距边斜距计算 仪器类型徕卡TC系列徕卡TC系列 温度T=IO.O~C温度T=11.0?气象改正 压强Pa=765.2mmHg压强Pa=768.2ram}Ig 加常数一0,l8mm-0.18ram 乘常数1.04mm/km1.04ram/kin 周期误差振幅A=0.33ram振幅A=O.33ram 初相角'P(度分秒)=56.3000初相角'P(度分秒)=56.3000改正 波长h=3m波长X=3m 平距计算实测距离=269.6842m实测距离=269.6790m (无)改正后距离=269.6830m改正后距离=2696778m 1.2.2求取高差h和平距D 计算高差h和平距D的方法已在1.2中详细说明.这里不再赘 述,唯一不同的是在外业计算中代入公式的斜距是不加任何改正的, 但在这里我们用的斜距是经过各项改正后的距离. 1.3精度评定 以上各步骤计算完毕后,参照表3计算出各项精度评定指标及其 限差见表5,并进行精度评定. 表5 测站名镜站名高差I~(mm1往返高差不符值(ram) SC068GCO68 20.728-8 GCO68SCO68 SC069GCO69 23.319-10 GC069SCo69 SCO62GC062 l7.858-6 GCO62SCO62 SCO28GC028 10.532-3 GC028SC028 SCo59CC059 10.O95-3 GC059SC059 SC058GCO58 9.778--4 GCO58SCO58 SCo56—1GC056 16.228-3 GC056SC056,l SCO71GCO7l 15.158-4 GC071SC07l SC035Gc035 8.754-3 GC035SC035 SC04lGC04l 5.939一l GC041SC04l SC044CCO44 5.542—1 GC044SC044 —— SC084—1CC084 7.144一l GC084SCO84—1 SCO70GCO7O 10.588一l GC070SC070 SK001GK0ol l9.274—7 CKo0lSK001 SC052GCO52 7.168-3 GC052SC052 40 (续表) 测站名镜站名高差限差(rIl1虬】往返高差不符值(mm) SC128GC128 6.627-3 GC128SCl28 SK005GK005 15080-4 GK005SKoo5 SClo9GCl09 10.6213 GC1O9SC1o9 SDl83GDl83 21.273,l1 GD183SD183 SC112-1GC112 i1.779O GCll2SC112-l SD162GDl62 17.272-3 GD162SDl62 SK003GKoo3一l 22.469-2 GKo03一lSKo03 SC073一lGC073 15.901一l GCO73SC073—1 — SCO78GCO78 8.15ll GC078SC078 SC087GC087 8.2070 GC087SC087 SC088GC088 12_321l GC088SC088 SC089-1GC089 7.7853 CC089SC089-l SC107-1GC107 7283l GClo7SC1O7一l SC1O6—1GClO6 10.651l GC1O6SC1O6一l SC074CC074 35.147-6 Gc074SCO74 SC08O—lGCO8O 10.4592 GC080SC080一l 从表5所列数据中我们可以作如下 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,并 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出结论: 1.3.1用所测的31组高差中,其往返高差不符值大于0的有7个,小 于0的有22个,正负值个数相差15个;31组高差不符值的平均值 为一2.45mm.这说明本次观测高差的误差除偶然误差外,应该还存在 系统误差; 1.3.296.8%的往返高差不符值小于1/2限差,67.7%的不符值小于l, 3限差.从这项指标可以看出,本次观测绝大部分往返高差不符值远 远小于四等EDM三角高程测量限差,观测数据良好,完全可以满足 GPS三维控制网分级布网的要求. 2四等水准测量 本项目中有两组点GKO02f赵兰庄)与?398及GC095(小双桥)与 SC095高程相差不太大,仅用四等水准联测.受现场埋石情况所限,对 于9组配对水准点与GPS点不相通视的,做临时转点,除用EDM三 角高程方法外也要再用四等水准测量方法才能最终将高程传递到 GPS点上. 按照《国家三,四等水准测量规范》各项限差及技术要求,使用由河 南省测绘计量器具检定中心检测合格的南京1002厂S3型号水准仪采 集数据,并经过内业处理,现将往返高差差值精度成果列表如表6. 从表6所列数据中我们可以作如下分析并得出相应结论: (1)在所测的ll段高差中,其往返高差不符值大于O的有5个, 小于0的有4个,正负值个数大体相等;11段高差不符值的平均值 为+0.36ram,非常接近于0.这说明本次观测高差的误(下转第28页) 2010年第23期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONO科教前沿0科技信息 每组中的第五或第六个产水取样对应于两个组件间的内接头.这种测 量方法可以测量每一组件的多处数据,并同时检查了所有的内接头和 适配器的…O'形圈.因此在测量时应在取样管上做上记号,以便快速 找到所需的取样位置. 图2 4.2探测数据分析 从膜壳的进水端到浓水端,正常产水的电导率分布显示平衡的增 高态势.若出现非正常的偏离这一分布规律就可以确定高漏盐率故障 的位置.…O'形圈故障,般会反映出对应于内接头或适配器处的电导 率变化曲线上有一个突然变化.而其它位置的电导率显着增加说明相 应膜元件存在故障.如图3示: 2 图3 56 5总结 反渗透装置由于其高效,环保,操作维护简便等优点,已经在水处 理工程上获得了越来越广泛的应用,了解和掌握反渗透在运行过程中 的性能变化,分析在运行中出现的诸如产水量或脱盐率下降的原因, 从而避免或解决问题,是极其必要的.C (参考文献】' [1]唐受印,戴友芝冰处理工程师手册.jE京:化学工业出版社,2000. [2]周本省.工业水处理技术.北京:化学工业出版社,2002. 作者简介:杜得江(1975一),男,本科学历,1997年毕业于鞍山钢铁学院精 细化工专业,水处理工程师,现在能源中心热电分厂从事水处理运行管理工作. 【上接第7页)量进行A/D转换;有同步的串行接口,足够的内部RAM 和R0M以减小系统物理尺寸. 在新型器件方面,设计中选用了光电编码器用以测量反馈速度; 使用全控型的开关功率元件进行PWM调速. 在控制技术方面,使用数字PID控制技术进行控制.并采用优化 算法. 电动机的控制技术正在向着智能化方向发展,应随其他新技术与 理论的发展而逐步改进. [责任编辑:汤静] 【参考文献l [1]周军.电气控制及PLC.机械工业出版社,2001.8. [2]童诗白,华成英.模拟电子技术基础.第二版.高等教育出版社 (上接第4O页)差分布基本符合偶然误差特性,也就是说其高差不符 值主要是由偶然误差引起的; 表6 序号测段名称测段长度Km往返高差差值/X/ram限差/ram 1SC095,GC0950.O6O.O4.9 SC084一SC084一l0.08+O.55.6 SCo56,SC056一l0.16-0.58.0 4111398,GKoo20.10O.063 5SCl12,SCl12—10.13+1.57.2 6GKoo3—1一GK0o30.04.一O.54.0 7SCO73一SC073一lO.56一1.0l5.O 8SC089,SC089一10.08,1.05.6 9SClO7,SC107-l0.14+1.57.5 10SC106,SC106-10.07l+O.55l3 l1SC08O,SC080—1O_35+3.0l1.8 (2)所有往返高差不符值?均小于1/3限差,90.9%的不符值小于 l,4限差.从这项指标可以看出.本次观测往返高差的不符值远远小于 四等水准测量限差;由于三等水准观测往返高差不符值的限差为四等 的3/5,因此本次观测所有往返高差的不符值均远小于三等水准测量 限差. 综上所述,利用EDM三角高程及四等水准测量相结合,可以获得 GPS点与配对水准点问的高差.并且取得了很好的精度. 3结论 [责任编辑:翟成粱】 郑州市三维GPS控制网工程中EDM三角高程及四等水准测量 工作获得了比预期更好的成果资料,圆满完成了任务.现将在此项目 中得到的经验与收获总结如下,以期日后对类似工程有一些借鉴价 值. 3.1在EDM三角高程测量中,选择往返设站观测的,一定要尽最大 可能加快速度,减小往返观测时间差造成的气象差异对观测数据的影 响,否则可能由于观测条件差异过大而导致改正后计算成果超限. 3.2在组织外业工作时,要 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 好路线,务必在《规范》规定时段内观 测,在九龙镇中学首次施测时就因为临近13落而导致全站仪垂直角值 上下跳动.无法读数. 3-3当室内外温差相差大时,测量前要把仪器仪表取出,置于测站附 近阴影处露放,直至仪器仪表读数稳定.方可开始观测. 3.4对于本次水准测量每测段仅两站的情况,不改变转点的位置可 以让我们在搬站之前得知本测站采集数据的正确性,避免了重测的可 能.e 【参考文献】 [1]中国国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化管理委员会.发布.中华人民共和国国家标准:国家三,四等水 准测量规范,GB/T12898--2009.2009. [2]中华人民共和国行业标准:城市测量规范.北京:中国建筑工业出版社.1999. [责任编辑:菌明明]