后方交會在施工測量中的應(yīng)用與分析(圖文)

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前言：邊角后方交會在大頂子山航電樞紐工程的施工測量中得到了廣泛的應(yīng)用，該工程為一等工程，工程規(guī)模為大一型、設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)冷為100年一遇，抗震烈度為6度。該工程是一座以航運(yùn)、發(fā)電和改善哈爾濱市水環(huán)境為主，同時具有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合功能的低水頭航電樞紐工程。

　　問題的提出：在大頂子山航電樞紐工程的施工控制網(wǎng)加密過程中，受到地理?xiàng)l件的限制，首級控制網(wǎng)點(diǎn)之間相互不通視或通視條件不好，為此筆者采用了后方交會的辦法解決了施測過程中遇到的困難，在實(shí)際生產(chǎn)過程中取得了很好的效果。

一、觀測方法與基本原理

　　結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，在首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，布設(shè)了加密控制網(wǎng)。根據(jù)松花江大頂子山航電樞紐廠房、泄洪閘、船閘土建工程所處的施工部位，本著便于整體控制，易于保存的原則，以首級控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，在施工區(qū)周圍布設(shè)了JK01、JK02、JK03、JK04四個加密點(diǎn)。這些加密點(diǎn)，分布均勻，通視條件好，地基穩(wěn)定且不易被破壞，對整個施工區(qū)域可以進(jìn)行全方位的觀測。加密控制網(wǎng)布設(shè)原則以首級控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，并按二等的施測方安案做了一條閉合導(dǎo)線。

　　由于首級控制點(diǎn)江南SN01、SN02、SN03、02-1之間互不通視，江北SN04、SN05互不通視。受地形、通視條件的限制，采取邊角后方交會的方法，加密了JK01點(diǎn)、JK02點(diǎn)，再由SN02-Jk01起算，復(fù)核JK02，在布網(wǎng)過程中，為了保證精度，在不同的測站使用不同儀器和由不同人員觀測，采取了增加多余觀測、增加測回?cái)?shù)、強(qiáng)制歸心等措施，后視SN01 、SN02、02-1，使用徠卡TCR1800全站儀，觀測9個測回，經(jīng)過計(jì)算JK01點(diǎn)的誤差為2.3mm，達(dá)到二等的精度要求。JK01與JK02、 JK03 、JK04、SN02構(gòu)成一條閉合導(dǎo)線。

　　精度指標(biāo)嚴(yán)格執(zhí)法《水利水電工程施工測量規(guī)范》（DL/T5173-2003）中二等控制網(wǎng)的技術(shù)要求。Mb<1.0”、Mp<（5~7）mm（注：Mb：測量角中誤差；Mp：平面控制網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差）。

　　使用儀器及觀測方法。使用儀器為瑞士徠佧TCR1800系列全站儀，新建控制點(diǎn)采用具有強(qiáng)制歸心裝置的混凝土觀測墩，水平角觀測采用測回法，施測9個測回，同測回盤左、盤右所得角值較差小于4”，半測回歸零差小于6”，同方向各測回互差小6”；2C值互差小于9”，距離觀測采用電磁波測距（往返測），并進(jìn)行了溫度和氣壓修正。

二、精度計(jì)算與分析

1、平面部分精度計(jì)算，邊角后方交會法測量測站點(diǎn)的精度估算公式為：

　　{[1+(sin²β)/(K²-sin²β)]m²s+[1+(cos²β)/(K²-sin²β)] ²(s²m²β/ρ²)}

　　=±2.3mm<±(5~7)mm

　　其中：Mp JK01為測站點(diǎn)JK01的點(diǎn)位中誤差，單位為mm

　　β=27”06”11.4722”

　　K=363.9389273/363.9341726=1.000013065

　　m_s=0.0012855m

　　S=652.166462

　　M_β=0.0392

　　ρ=206265”

 

　　由于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要以點(diǎn)位中誤差來稀量平面控制網(wǎng)的精度，因此，通過上式的計(jì)算結(jié)果與規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)控制網(wǎng)等級相比照，得出計(jì)算結(jié)果的中誤差達(dá)到二等平面控制網(wǎng)的精度要求。

 

2、控制網(wǎng)中導(dǎo)線點(diǎn)最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差;
　　Mp JK03=±√{m2s+[smp/ρ]2}
　　=±2.4mm<
　　其中：Mp JK03為測站點(diǎn)JK01的點(diǎn)位中誤差，單位為mm
　　ms為測距中誤差ms=0.002m
　　S測距邊邊長（平距）S =652.166462
　　Mβ=2”
　　ρ=206265”
　　Mp JK01與Mp JK03的值均在二等平面控制網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差限差要求；±(5~7)mm的范圍內(nèi)，所以平面控制網(wǎng)精度達(dá)到二等的精度。
3、高程部分精度分析：
　　對向觀測高差較差： （表一）

方向

直覘高差(m)

反覘高差(m)

差值（mm）

三等限差

±35√s(mm)

SN02至JK01

-47.6403

47.632728

7.57

±28.3

JK01至JK04

-11.565461

11.558404

7.06

±23.48

JK04至JK03

-1.083775

1.080118

3.66

±12.78

JK03至JK02

12.017591

-12.01619

1.40

±20.87

JK02至SN02

48.254082

-48.271076

-16.99

±29.15

　　環(huán)線閉合差Mh=h1+h2+h3+h4=-0.923
　　環(huán)線閉合差限差：Mh容= =±18.13mm
　　則 Mh 　　上述所有對向觀測高差較差均在三等高程控制網(wǎng)（光電測距三角高程導(dǎo)線測量）對向觀測高差較差的限差要求：±35√Smm的范圍內(nèi)，環(huán)線閉合差值也在三等高程控制網(wǎng)（光電測距三角高程導(dǎo)線測量）環(huán)線閉合差的限差要求：±12√Lmm范圍內(nèi)，所以高程控制精度達(dá)到三等精度。
三、結(jié)束語
　　通過筆者的實(shí)踐與分析，文中的邊角后方交會在袖珍計(jì)算機(jī)的廣泛普及和應(yīng)用的今天，不僅能夠解決實(shí)際工作中控制點(diǎn)相互不通視的困難，而且實(shí)踐證明這種方法效果很好，在今天的具體工作當(dāng)中會有廣泛地應(yīng)用。