校園測量控制網(wǎng)構(gòu)建方法研究

張雷雨 劉永慧

摘要：以連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院為測區(qū)，研究了以全站儀為主的測量數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理方法，設(shè)計(jì)了校園測量控制網(wǎng)的布設(shè)方案，并通過實(shí)地勘測、選點(diǎn)埋設(shè)、外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)計(jì)算等過程建立了高精度的校園測量控制網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫，對開展工程測量課程教學(xué)、科研及實(shí)習(xí)實(shí)踐具有重要意義。

Abstract： Taking Lianyungang Technical University as the survey area， this paper studies the survey data collection and data processing method mainly based on total station， and designs the layout scheme of campus surveying control network， and establishes high-precision campus surveying control network and database through the process of field exploring， point selection and burying， field survey， internal calculation， etc.， it is of great significance to the teaching， scientific research and practice of engineering surveying.

關(guān)鍵詞：測量控制網(wǎng);工程測量;導(dǎo)線測量;水準(zhǔn)測量

Key words： surveying control network;engineering surveying;traverse surveying;leveling

中圖分類號：P228? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）02-0193-02

0? 引言

近年來，隨著測量儀器的快速發(fā)展，GPS、全站儀、電子水準(zhǔn)儀等現(xiàn)代測量儀器已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。為了構(gòu)建一套布局合理、精度可靠、便于使用的校園測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的測量技術(shù)建立校園控制網(wǎng)勢在必行。目前，部分高校及相關(guān)研究者已經(jīng)提出了校園控制測量的布設(shè)方案[1-5]。本文在研究了國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了校園控制測量數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理實(shí)施策略，建立了一套完整的控制網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫，解決了因測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性難以衡量，而導(dǎo)致學(xué)生測量成果沒有可靠評價依據(jù)的難題，既可以滿足工程測量實(shí)踐教學(xué)的需求，又可以為測量協(xié)會、測量技能大賽提供實(shí)施方案和可靠的數(shù)據(jù)支持，為教學(xué)、科研、實(shí)習(xí)實(shí)踐、技能比賽提供基礎(chǔ)平臺。

1? 測區(qū)概況

校區(qū)位于江蘇省連云港市花果山腳下，占地面積約1150畝，建筑面積33萬平方米，于2008年9月正式投入使用。該地區(qū)屬于平原地形，地面平坦，海拔較低，視野開闊，便于選點(diǎn)和觀測。測區(qū)主要分布圖如圖1。

2? 校園測量控制網(wǎng)構(gòu)建方法

以連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院為研究區(qū)域，制定詳細(xì)的測量控制網(wǎng)布設(shè)方案，并采用全站儀為主要測量儀器，對建立控制網(wǎng)所需的原始數(shù)據(jù)（包括角度、距離、高差）進(jìn)行施測，隨后對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理，以期獲得高精度的校園測量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)，測量測區(qū)內(nèi)其余點(diǎn)位的坐標(biāo)，從而建立一套完整的校園測量數(shù)據(jù)庫。

2.1 技術(shù)路線

如圖2所示，校園測量控制網(wǎng)建設(shè)技術(shù)流程圖，主要包含3個環(huán)節(jié)。首先是進(jìn)行測量準(zhǔn)備，主要包括技術(shù)方案的布設(shè)、現(xiàn)場實(shí)地勘測選點(diǎn)、控制點(diǎn)的埋設(shè);其次是進(jìn)行測量數(shù)據(jù)采集，主要包括角度、距離、高差及坐標(biāo)的測量;最后是進(jìn)行測量數(shù)據(jù)處理，主要包括對8條導(dǎo)線和8條水準(zhǔn)路線的內(nèi)業(yè)計(jì)算及校核。

2.2 實(shí)施過程

2.2.1 測量準(zhǔn)備

首先，在測區(qū)內(nèi)通過現(xiàn)場勘測，遵從控制網(wǎng)建設(shè)原則，以滿足教學(xué)實(shí)踐要求為前提，在東西兩個區(qū)域內(nèi)分別布設(shè)4條閉合導(dǎo)線（含水準(zhǔn)路線），每條導(dǎo)線（或水準(zhǔn)路線）上的控制點(diǎn)（平面和高程）共4個，共計(jì)32個控制點(diǎn)。其中兩條路線的控制點(diǎn)分布圖如圖3。

其次，用專用控制點(diǎn)標(biāo)志對控制點(diǎn)進(jìn)行埋設(shè)，并設(shè)計(jì)點(diǎn)位logo，按不同顏色、數(shù)字和字母對點(diǎn)位進(jìn)行噴漆，標(biāo)記。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集包括平面控制測量和高程控制測量。平面控制點(diǎn)的采集采用全站儀進(jìn)行光電導(dǎo)線測量，高程控制點(diǎn)使用DS3型水準(zhǔn)儀進(jìn)行四等水準(zhǔn)測量。數(shù)據(jù)采集工作主要包括角度、距離、高差及坐標(biāo)的獲取。其中，角度采用測回法觀測、距離采用往返觀測、高差采用兩次儀器高法觀測、坐標(biāo)采用全站儀坐標(biāo)測量方法觀測。

其中，坐標(biāo)測量時，需先確定坐標(biāo)系。擬定以學(xué)校道路中心線的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸線方向，測區(qū)西南角為原點(diǎn)，建立了獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系，如圖4。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理

測量數(shù)據(jù)的處理又叫內(nèi)業(yè)計(jì)算，包含導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)計(jì)算和水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算。導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)計(jì)算過程為：檢查審核外業(yè)記錄、抄寫起算數(shù)據(jù)及外業(yè)觀測數(shù)據(jù)（角度和距離）、改正角度誤差、推導(dǎo)坐標(biāo)方位角、改正坐標(biāo)增量誤差、計(jì)算各站坐標(biāo)增量，最終求解出導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)。水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算過程為：檢查外業(yè)數(shù)據(jù)、抄寫起算數(shù)據(jù)及各站高差、將測量誤差反符號按比例分配到各站高差，最終求解出水準(zhǔn)路線上各點(diǎn)的高程。

3? 校園測量控制網(wǎng)在教學(xué)中的應(yīng)用

①讓學(xué)生全程參與測量控制網(wǎng)的方案制定，并對布設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測量及內(nèi)業(yè)處理，能讓學(xué)生更好地將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)踐中，掌握更多的實(shí)際測量經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，更加直觀地感受生產(chǎn)實(shí)際的測量操作過程，學(xué)以致用。

②校園測量控制網(wǎng)的建設(shè)，不僅滿足了工程測量日常教學(xué)與實(shí)訓(xùn)，還為測量協(xié)會提供了測量技能訓(xùn)練的場地和數(shù)據(jù)，同時也為校內(nèi)測量技能大賽提供了可靠的數(shù)據(jù)和方案支持，為教學(xué)、科研、實(shí)習(xí)實(shí)踐、技能比賽提供基礎(chǔ)平臺。

③建立了一整套高精度的校園測量控制網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫，可以幫助教師衡量學(xué)生測量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，使得測量成果有一個可靠的評價依據(jù)。

4? 結(jié)語

校園測量控制網(wǎng)應(yīng)從滿足教學(xué)要求的實(shí)際情況出發(fā)，認(rèn)真做好規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)際測量。校園測量控制網(wǎng)的建立，可以充實(shí)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，有效加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐實(shí)操、動手能力的培養(yǎng)，確保了工程測量課程實(shí)習(xí)實(shí)踐的順利開展，為教師及學(xué)生提供了技能訓(xùn)練的場地和精準(zhǔn)評價數(shù)據(jù)，極大力度促進(jìn)了課程教學(xué)改革，提高了課程教學(xué)質(zhì)量。

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