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水利水电工程测量规范范文1
在水利水电工程中，工程控制网的主要作用，是为测量区域提供相对统一的空间参考框架，从而确保各项测量工作的准确性，水利水电工程建设不同阶段对于测量精度、进度和成本等的要求也不尽相同。在实际操作中，工程控制测量可以分为以下两种：
1.1高程控制测量
从目前来看，我国水准点的高程系统采用的是正常高系统，主要是按照1985国家高程基准起始。但是在水利水电工程的实际建设中，受历史因素的影响，许多地区仍然沿用本区域的高程系统。同时，为了确保与当地水文基础资料相互匹配，高程控制系统的选择应该考虑当地的使用习惯。如广东省内多采用珠江基面高程系统，其起算点以珠江口附近测站多年平均值和后来多次复测、平差和调整后的高程计算；而粤东韩江流域多采用韩江基面高程系统，其起算点以旧时汕头海关水尺零点推算。
1.2平面控制测量
通常情况下，水利水电工程的建设位置多依河川溪流而行，因此，测区具有狭长、独立的特点。对此，测量人员应该结合工程的具体情况，从工程项目的大小、所处位置等方面进行综合考虑，对平面控制系统进行合理选择。在对水利水电工程建设地区进行测量时，如果测区内投影长度的变形值在5cm/km以上，或者测区偏离现行国家坐标系统中央子午线45km以外或与中央子午线经度差>40′，考虑投影变形，可以采用以下平面控制系统：①以一个国家大地点的坐标以及该点至另一个大地点的方位角作为起始数据的独立坐标系统，即所谓“一点一方向”；②高斯正形投影任意带平面直角坐标系统，换言之，就是国家大地点的坐标通过换代计算的方式，换算成测区平均中央子午线处的坐标。
2地形图测绘
在水利水电工程中，地形图的作用，是为工程的规划选址、建筑物布置等提供必要的参考依据。因此，在对地形图进行测绘的过程中，一方面，应该严格遵守现行国家行业测量规范的相关标准，另一方面，需要充分考虑水利水电地形图自身的特点。
2.1地物测绘
在水利水电工程中，地物测绘是非常关键的，其内容也相对繁杂，主要包括：测量控制点、道路、管线、居民点、输配电线路、独立地物、地质勘探点、气象设施等。在实际测量中，应该结合工程的规划设计，围绕工程的特性进行细致测量，将测绘区域分为两个部分，即工程区域内和工程区域外。以中小型河流的治理为例，工程的主要内容包括堤防加固、河道疏浚、护岸护坡等，对此，在进行地物测量过程中，需要重点关注堤防周边的房屋建筑、电力及通讯设施、现有堤防与河道的护岸护坡及构建材质等，在地形图上，对建筑物的性质、规模、高程等进行细致标注。对工程区域内的房屋应该详细测量，而在工程区域外，即使是大比例地形图，也可以适当放宽测量，合理取舍。同时，村庄房屋应该详细测量，内部房屋则可以根据实际情况进行取舍，为工程的规划设计提供必要的参考信息。
2.2地貌测绘
通常来讲，水利水电工程多处于山林地区，与城市建筑工程的测量相比更加困难、复杂。在实际测量中，应该使用等高线，配合专用的地貌符号以及高程注记点，对地貌进行表示。为了满足水利水电工程对于地貌的高要求，不仅需要保留高程点，还需要进行等高线的勾绘，同时，为了显示地貌碎部特征，还应该添加相应的绘间曲线。在部分地形图中，还需要适当保留部分高程注记点和比高，对于面积在地形图上>1cm2，并且具有相应经济价值的地貌和植被等，需要用地类界绘制出具体范围。
2.3水下测量
对于水利水电工程而言，水下地形测量是工程测量的重点，也是水利工程测量与其他测量最大的区别。在测量时，需要确保全面性和准确性，对于一些重要的涵闸和沟渠，还应该在地形图上注记底部高程。
3断面测绘
在水利水电工程规划设计阶段的测量中，涉及到的土石方工程相对较多，包括填高、削坡、挖深等，这些工程量的测量都会涉及到纵断面测量工作，其测量精度直接影响着水利水电工程的实际工程量。纵断面与横断面的测量精度与总工程量的计算有着密切联系。对此，在对水利水电工程纵断面和横断面进行测量与绘图的过程中，需要从多个方面着手，提高测量的精度，确保工程量的概算值更加接近真实值。
3.1断面点的精准测量
目前，在针对纵横断面点进行测量时，采用的测量方法包括GPSRTK测量法以及全站仪法。这两种方法各自都存在相应的优点和缺陷，在实际应用中，应该结合工程的具体情况，对其进行合理选择，尽可能消除纵断面点和横断面点中存在的测量错误，确保测量精度能够完全满足断面测量的要求。在测量过程中，应该保证采集到的纵横断面点在该横断面左右一定范围内，按照水利水电工程相应的规范要求，这个距离≤2m。
3.2横断面位置选择
在水利水电工程的规划设计阶段，横断面位置的选择和布设，是影响工程量的关键因素之一。一般情况下，规划设计阶段横断面的间距应该控制在50~200m之间，选择合适的间距能缩小实际施工与设计工程量的差别。因此，在对横断面进行布设时，一方面，需要充分满足断面间距的要求，另一方面，应该尽可能将横断面布设在河道急转弯、支流入口、断面形态显著变化等部位。同时，为了保证横断面位置布设的合理性，在地形图测绘完成后，应该根据区域内地形特点，在地形图上进行选择，然后到实地进行勘查，部分地形复杂则需要对断面间距进行适当加密。
3.3纵断面测量
根据测绘服务对象的差异，纵断面的测量与横断面有着很大的不同，其断面的选取也存在一定的差别，例如，在河道疏浚工程中，通常会选择河道中心线；在河流堤防加固工程中，一般会选择堤顶线；在拟建渠道工程中，多选择规划中心线等。纵断面测量的主要目的，是对横断面间距进行量取，对中心线高程变化情况进行明确，对沿线地物投影在中心线上的位置进行判断等，而纵断面的合理性直接影响着工程量的计算，因此，做好纵断面的测量工作，是非常重要的。
4结语
水利水电工程测量规范范文2
关键词：高程点注记间距；测点高差精度；土石方工程量
中图分类号： P21 文献标识码： A
一、概述
在电力工程(变电站、发电厂)勘测设计过程中，如何为设计提供准确可靠的测量数据进行土石方工程量计算，是个多年来困扰测量人员的问题。随着经济的发展、工程成本的提高和工程预算制度的严格执行，设计计算土石方与实际土石方不合的矛盾日益突出。
现今常用的土方计算方法有方格法、断面法、等高线法、数字地面模型法(DTM)、三角网法(TIN)，任何一种方法实际精度主要由原始数据的采集误差和高程内插误差两方面决定。数据采集误差来自测点设备误差、测量误差等，而高程内插误差取决于测点密度和点位位置。
为进一步做好设计服务，满足土石方计算误差要求，使工程量计算更科学合理，需要对野外测点高程精度、测点的密度进行探讨，找出科学合理的解决方案，满足业主不断提高的要求。
二、现行测量标准
目前厂区电力工程测量使用的测量规范是：《火力发电厂工程测量技术规程》(DL/T5001－2004)行业标准，《水利水电工程测量规范》(SL197－97)行业标准，《工程测量规范》(GB50026－2007)国家标准，《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》(GB/T14912－2005)国家标准。在这些规范中，对于地形图测绘精度，没有提出要满足施工土石方工程量计算的要求，但业主对计算土石方工程量有要求(如有的要求“土石方平衡工程量误差不超过±5%”等)，这就对地形测量提出了挑战。地形测量内容包括：地面地形地貌、地物信息和地下信息等。设计使用地形图，一方面进行总平面布置，另一方面计算土石方工程量。而土石方工程量的计算，与地形图高程点注记间距及精度、等高线或插求点有关。
1、高程点注记间距要求
对于高程点注记间距，各工程标准的要求见表1。
表1几种工程标准对测点密度要求
2、高程注记点精度要求
对于高程注记点的精度，各工程标准的要求见表2。
表2几种工程标准对高程注记点高程精度要求
3、等高线或插求点高程精度要求
对于等高线或插求点高程精度，各工程标准的要求见表3。
表3几种工程标准对等高线或插求点高程精度要求
4、几种工程标准的比较
测点密度方面，《工程测量规范》与《火力发电厂工程测量技术规程》注记点密度相同，《水利水电工程测量规范》注记点密度最高，《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》注记点密度最低。
高程注记点精度方面，《工程测量规范》与《火力发电厂工程测量技术规程》无规定，《水利水电工程测量规范》要求高程注记点精度高于《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》。
等高线或插求点高程精度方面，《水利水电工程测量规范》要求高于《火力发电厂工程测量技术规程》和《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》，与《工程测量规范》要求相同。
三、全站仪采集高程点精度分析
从以上规范中可以看出，《水利水电工程测量规范》提出了高程注记点精度和较高的密度，比较好地规定出地形图测图精度。由于土石方工程量与地形图高程注记点精度和密度有关，而高程注记点精度与全站仪三角高程测量精度相关。下面对三角高程测量高差精度进行分析：
全站仪三角高程测量高差计算公式：
式中：h为高差；S为斜距；α为垂直角；I为仪器高；V为觇标高；K为大气折光改正；R为地球半径。
根据误差传播定律,忽略微小项，得到高差中误差为：
式(2)中，又因mk较小(一般为±0.03mm～0.05mm)，忽略，式(2)简化为：
在全站仪地形图测量中，取ms=±14mm(取自《工程测量规范》全站仪测图要求，距离按700m计算)
mα=±18″(取自《工程测量规范》图根电磁波测距三角高程的主要技术要求)
其他取值为：
按式(3)计算，垂直角和距离对高差的影响见表4。
表4垂直角和距离对地形点高差中误差影响
根据《工程测量规范》，对于1:2000地形图，全站仪测量地形点最大距离为700m，则平地、丘陵地形的地形点高差中误差为63mm。图根点高程中误差不大于基本等高距的1/10，以基本等高距为1m计算，则有：
m测站=±0.1m
测点的高程误差
m高差=±0.063m
则MH=±0.12m。
可以看出，测点高程误差主要是测站点高程误差。取测点高差限差为±0.13m，测点高程限差为±0.3m。
从表4可知，垂直角对高差误差的影响不明显，距离影响明显。在野外工作中，提高测站点高程精度将大大提高地形图测点精度。
除测点误差外，在地形图测量过程中，有些人为因素直接影响土石方工程量计算精度，如：测点点位不准，地形地物取舍不当等。因此，在野外测量过程中，测量人员需要注意如下事项：持镜员应进行岗前培训，地形图测量立点时，棱镜杆不应插入地下，应立于测点地面。地形地物的取舍应满足规范要求，根据电力工程地形图测量的特点，按照规范要求进行施测。测点应能反映地形的变化，如：坡度变化处、坎上坎下、沟底等，在测量稻田、旱地时，点位不应立在田、地中间的厢沟下面，应立在地台上面，并能反映田、地的地面高度。
总结不同规范的要求，结合工作实际，我们认为目前地形图测量建议补充内容如下：地形点相对于测站点的高差限差为±0.15m；地形点高程限差为±0.3m。大比例尺地形图测点密度见表5。
表5地形点点位间距(单位：m)
四、高程点精度对土方量计算的影响
1、采用不规则三角网计算土石方量的方法
不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)指将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的连续三角形。TIN能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂的地形表面比矩形格网精确。我们将根据地形起伏变化的复杂性来确定采样点的密度和采样点的位置，从而可以避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点较好地逼近地形表面。在计算填方和挖方量的过程中，首先根据在挖前和挖后的地面特征点建立不规则三角网。在建立好的不规则三角网中，其每一个基本单元的核心是组成不规则三角形的三个顶点的三维坐标；从每个挖前三角形的三个顶点竖直向下引出三条直线，直到与挖后的地表面的三角网相交，便形成许多的三棱柱，这时整个区域的土石方地形便形成了由许多连续但不可微分的三棱柱组成的集合。分别计算出每个三棱柱的体积，所有的三棱柱体积之和便是整个区域的土石方量。具体见图1：
现假设，面ABC为挖前地表面TIN中的三角形，面DEF为挖后地表面上的三角形面，面A1B1C1为上下表面在水平面上的投影；点A、B、C为测区内挖前地表面的特征点，点D、E、F为测区内挖后地表面上的地形点，其三维坐标(X，Y，H)已知。
首先令：
图1不规则三角网计算土石方量示意图
则投影面的面积为：
则三棱柱的体积为：
其中A1B1、B1C1、C1A1、AD、BE、CF长度可由三角形几何关系求得，图1为三棱柱示意图。这样便求出了一个三棱柱的体积为V1；假设整个区域是由n个连续但不可微分的三棱柱组成，则整个区域的土石方量为：
式(7)中V1为各个不规则的三棱柱的体积。
2、高程点误差对采用TIN计算土石方量的影响分析
由上面的计算公式可以看出，单个三棱柱的体积与上表面在水平面上的投影面积、三角形挖前挖后的顶点高差之和相关，计算区域内的TIN由离散高程点按德劳内法则组成，离散点的分布决定了三角形的分布，对于分布一定的TIN来说，决定其土石方计算精度的就是三角形顶点高差之和。仅考虑高程点测量误差的影响，将每一个三角形面积看作一个常数，以挖方为例说明高程点高程误差对土石方量计算的影响。
假设所有高程为同样的方法测得，则高程点具有同样的高程精度，假设其高程误差为h。AD为A点高程减去挖方后的设计高程值，设计高程值为常量，则AD的误差也为h，同理BE、CF的误差也为h，将h值代入公式(6)，则：
由高程点误差引起的挖方量误差是：
式中：V为计算土方量，为真实土方量，Δv为高程测量误差产生的土方量误差。
则有
，即为土方量计算误差百分比。
而为计算区域所有三角形在水平面上的投影三角形面积之和，也就是说在计算区域内高程点分布一定的情况下，挖方量误差直接与高程点的误差成正比，区域投影面积越大，其土方量计算误差越大。因此，高程点的误差越小，土方量计算的精确度越高。
为了明确高程点的高程误差对土方量计算误差的影响程度，按以下方法进行了模拟计算：以一定面积的外业采集高程点作为理论数据，将高程点高程误差分别按+0.1m、+0.2m、+0.3m进行假设，计算的挖方量及高程误差影响比例见表6。
表6高程误差对挖方量的影响计算
由表6可以看出，高程点的高程误差直接影响土方量计算的精度。
在实际的计算过程中，计算区域挖方体积只能依靠有限的三棱柱来模拟计算，为了尽可能提高区域体积计算的精度，有限的三棱柱的上表面三角形所代表的平面必须尽可能地接近地面实际情况，最大程度地模拟地面起伏变化，因此区域内构造TIN的高程点还要分布均匀，且具有足够多的地形地貌特征点。
如何确定土石方开挖平均高差与测点精度关系，《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173－2012)7.6.10规定“对同一区域土石方挖填工程量进行两次独立测量计算的土方量差值不超过7%或石方量差值不超过5%时，可取其平均值作为最后值。”，《水利水电工程施工测量规范》(SL52－93)5.3.15规定“两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5%(岩石)和7%(土方)时，可取中数(或协商确定)作为最后值。”，结合表6，我们可以推算出挖方平均高差与测点精度关系。
我们假设计算挖方高差误差与测点高程误差相同。
设M1为第一次测量工程量；M2为第二次测量工程量；S为挖方平均面积；ΔH为挖方平均高差；M为挖方平均工程量。
则工程量
由于每次测量均有误差，对(1)、(2)式微分，按误差传播定律有
2次测量工程量
误差相同)
取2倍mt为工程量差值限差ΔT，于是考虑上述规范要求有
18)式为挖方平均高差与高差精度的关系。
平均挖方高差与测量高差误差关系见表7。
表7平均挖方高差与测量高差误差关系(单位：m)
由于假设计算挖方高差误差与测点高程误差相同，表7可以作为野外地形图测量高程注记点精度指标。
根据以上分析，对于1:500或1:1000地形图测量，在用于土石方工程量计算时，测点高程精度将直接影响其工程量计算，综合考虑表7和工作实际，建议要求测点对于测站点的高差限差为0.15m，点的密度按表5要求执行。从我们使用测量仪器精度看，结合目前测绘工作现状，对于地形点高差限差取0.15m，是可以满足的。
从管理角度上看，在进行测量交桩过程中，需要使用测量仪器对现场关键地形点进行检测，并将测量数据提交给监理和施工单位，以减少施工过程中施工单位提出土石方工程量不符合的矛盾。
结束语
随着业主精细化管理的提高，对设计、施工管理日益细化，经济指标量化，对土石方工程量计算会提出更高要求。这对我们测量人员是个新的挑战，也为测量技术的发展提出了新的课题。
参考文献
[1]成.核电厂土石方量计算影响因素分析[J].工程建设与设计,2014,07:151-153.
水利水电工程测量规范范文3
关键词：GPS 控制网；控制测量；异步环；点连式网；水利工程
Abstract: The GPS control net design basic principle, articulated in water conservancy and hydropower engineering control measure in the selection of GPS control network for improve the quality and accuracy, reduce the workload of field observation and is important. Based on the construction of water conservancy and hydropower project layout of GPS control network connecting type, edge, edge points of continuous mixing type control network technology, economy, reliability analysis, obtains the reasonable GPS control network layout scheme.
Key words: GPS control network; control measure; asynchronous ring; point continued type network; water conservancy project
中图分类号：O514.2文献标识码：文章编号：
1 引言
在我国水利水电工程中，应用GPS 测量建立水利水电工程控制网已基本取代了传统的控制网建立方法。与传统方法相比，GPS 控制网不论是在布网方案，还是在平差的数学模型上，都有许多不同之处。因此，在水利水电工程测量中研究如何根据GPS 原理和作业特点制定GPS 控制网的布网方案，对减少外业观测劳动强度、降低建网费用、提高观测质量和成果的精度等具有重大的意义。
2 水利水电工程GPS 控制网设计
GPS 控制网与常规测量控制网不同，它不需要考虑点间通视、相邻边比值以及观测角大小等因素，布网的图形结构灵活性较强。在对GPS 控制网的设计中，水利水电工程中最常用的布网方式是点连式、边连式和边、点混合式。GPS 控制网设计，在严格遵守GPS 测量规范基础上，还应注意以下几个方面：
（1）为提高GPS 控制网的整体相对精度，异步环中相邻较近的点应进行同步观测。
（2）由于随着异步环边数的增加，异步环闭合差的检验能力将逐渐下降。所以，控制网中所有最小异步环的边数一般不要大于6 条。
（3）尽量保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连。通过对某中型水电水利工程建设进行施工控制测量，根据《水利水电工程施工测量规范》，该工程的首级控制网选定为三等。通过在施工范围外侧布设控制点，根据所布的控制点组成不同类型的GPS 控制网，对这些控制网分别进行数据采集，内业平差处理，最后得到在不同的GPS 控制网中控制点的坐标和点位精度，通过对这些数据进行分析，得出不同的GPS 控制网精度优劣。
由于GPS 测量分为静态定位模式和实时动态定位模式（RTK），静态定位模式数据处理滞后，无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果，降低了工作效率。而实时动态定位模式（RTK）可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。
本次数据采集用的是华测X90 双频接收机三台套的RTK，静态标称精度为±(3+1×10- 6×D)mm，采用三角形形式进行观测，每站的观测时间为60 min，采样间隔为5 s，高度角10°，有效卫星数、PDOP 值均达到观测要求。数据处理时以G001 和G002 为已知点。平差计算使用仪器附带的平差软件。
3 水利水电工程GPS 控制网网形分析
3.1 点连式
点连式是相邻同步图形之间仅有公共点相连的布网方式。这种网形很少形成异步环，图形几何强度也较弱。点连式是水利工程控制网设计中常用的一种方法，其连接作业速度较快，但没有或很少有检核条件，可靠性指标也较低。点连式很少单独使用，
一般作为整个网形的组成部分，网中利用多个同步图形挑选独立边形成异步闭合条件，提高可靠性，同时发挥点连式速度快的特点。
对点连式控制网的平差结果进行统计分析见表1，控制网形见图1，闭合环节点数3；闭合环总数5；同步环总数5；异步环总数0。
表1 平差计算点位精度表A
图1 点连式网示意图
通过对平差成果的分析，这组观测数据质量合格，布设的基线长符合二级标准，平差后最弱边相对中误差勉强达到三等控制网标准，因此技术上可行。从经济上分析，这组控制网需要观测5 个测站，即接收机需要工作5h（不考虑搬站及架设仪器的时间）。完成这组控制测量所需时间短，花费的费用少，经济性高。
从可靠性分析，点连式控制网几何强度比较差，因为当同步闭合环的闭合差较小时，通常只能说明GPS 基线向量的计算合格，并不能说明GPS 边的观测精度高，也不能发现接收的信号受到干扰而产生的某些粗差，所以可靠性不高。
3.2 边连式
边连式是相邻同步图形间有一公共基线连接的布网方式。这种网形一般形成较多闭合条件与复测边，可靠性最高，由于多余观测量多，平差后成果的精度也有所提高。边连式GPS 控制网的精度、可靠性、图形几何强度均优于点连式。在大型水利工程控制网中应用最多。根据不同的地形条件或水利工程需求，边连式GPS 控制网又可分为不同的网形，如在带状地形布设控制网时，可布设成连续向前发展的三角锁或大地四边形锁；在面状地形布设控制网时可布设成中心多边形。
边连式网见图2，闭合环节点数3；闭合环总数25；同步环总数10；异步环总数15。平差成果见表2。
表2 平差计算点位精度表B
图2 边连式网示意图
通过对平差成果的分析，可以看出布设边连式网的精度比点连式高，各项精度指标都符合三等GPS 控制网要求，技术上可行。
从经济上分析，这组控制网需要观测10 个测站，即接收机需要工作10h（不考虑搬站及架设仪器的时间）。完成这组控制测量所需时间长，花费的费用多，经济性低。
从可靠性分析，边连式控制网由于增加了多余观测量，使得该控制网的几何强度和可靠性大大提高。
3.3 边点混合式
边点混连式是相邻同步图形间有一公共点或公共基线连接的布网方式[4]。这种图形兼顾点连式与边连式的优点，效率高，可靠性也较强，多余观测条件较多。边点混合式网是布设大面积水利工程GPS控制网的理想网形，兼顾效率与质量。
边点混连式网见图3，闭合环节点数3；闭合环总数10；同步环总数7；异步环总数3。平差成果见表3。
表2 平差计算点位精度表C
图3 边点混连式网示意图
通过对平差成果的分析，可以看出布设边、点混连式网的精度比点连式和边连式的精度都高，其各项精度指标符合三等GPS控制网要求，因此技术上可行。
从经济上分析，这组控制网需要观测7 个测站，即接收机需要工作7h（不考虑搬站及架设仪器的时间）。完成这组控制测量所需时间适中，花费的费用不多，经济性较好。
从可靠性分析，由于边点混连式网集中了前面两种网形的优点，因此具有更高的几何精度和更高的可靠性强度。
4 结论
通过对以上3 组不同网形数据从技术、经济和可靠性进行对比分析，可以看出点连式GPS 控制网的精度最低，经济性最高，可靠性不高；边连式GPS控制网的精度适中，经济性最低，可靠性适中；边点混连式GPS 控制网的精度最高，经济性适中，可靠性最高。因此这个中型水电水利工程的施工控制网应选择边、点混连式网形，其观测成果可靠，经济效益较高。
参考文献：
[1]李国波，方广杰．GPS 测量控制网网形的优化设计[J]．湘潭师范学院学报（自然科学版），2004，26（3）：12- 14.
[2]林玉祥.控制测量[M].北京：测绘出版社，2009.
水利水电工程测量规范范文4
关键词：控制网 选点 观测 处理 验证
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0031-02
某南疆水利枢纽建立施工控制网，测区位于山区陡峭，河道为山谷的狭隘区域，施工控制网主要为拦河坝、表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、深孔放空排沙洞、发电引水系统、电站厂房、生态基流发电系统、发电厂房等水利设施和施工道路开挖等施工所用，其中挡水建筑物、泄洪洞及发电洞进水口为1级建筑物；发电引水隧洞、电站厂房、生态发电引水洞及其厂房为2级建筑物；多数的洞室施工都是对向开挖，甚至还有施工支洞，例如发电引水隧洞长约6 km左右，包括进、出口还有2个施工之洞；各洞口的施工控制网布点位置局限，距离较近，观测条件不好，基本上三面环山，卫星的观测颗数及所构成的空间分布受到限制。
平面控制网基本网（首级控制）等级为二等，各控制点联测成为一整体，没有增设加密点；高程基本网为二等，加密为三等，平面点标石为混凝土观测墩（1.1～1.3 m高度），墩顶装有强制对中设备，观测墩的底座上埋有水准标志，便于施工控制网的使用。
使用的设备主要有Trimble双频GPS接收机8台套（标称精度：5 mm+0.5 ppm×D），日本Sokkia NET05智能型全站仪1套。（标称精度：0.5″，0.8 mm+1 ppm×D），用于边长的检测和验证。
执行的规范标准为《水利水电工程测量规范》（SL197-97）和《水利水电工程施工测量规范》（SL 52-93）。使用的处理软件为随机商用软件《Trimble Business Center》，和武汉大学编写的《科傻GPS数据处理软件》。
1 选点
施工控制网点通常密度较大、精度较高、使用频繁、受施工干扰大，有可能随工程开挖遭到破坏，此外还必须考虑施工的便利性和控制点必要性，尤其在水利枢纽区域还会遇到通视条件差，地质条件不稳定，点位之间距离较近，观测条件差、布点位置局限的状况，在本次在项目中更加突出这方面的情况，技术方案中，控制网点的平面位置采用的是GPS观测，测区又属于高山区，视场内障碍物的高度角的基本都大于15°、布设的点位根据施工、地形、地质和观测等条件太局限，部分点与点之间为了保持通视，距离很近，而且有个别点选在高压线或发射台（联通、电信）附近的情况。点位布设如图1所示。
图中从点号W21开始到W04沿公路两边一直有35 kV电线来回穿梭，造成W04、W09、W11、W13、W17等点距离高压线20～50 m不等，而且W16、W17附近有小功率的移动和联通发射塔（用于山区较小的无线电发射塔），对此又要保证施工控制点埋设的必要性还要保证其精度质量，必需对这些点进行验证，解决的方案是我们通过高精度的全站仪观测多组边长来考证成果的可靠性和准确性。
此外结合水利设施建筑物的特点，应该在建筑物轴线上布置控制点，便于常规设备的放样施工，但因选点条件有限及现代设备比较先进的特点，控制点埋设可不考虑建筑物轴线上设计点位，可以充分发挥控制点选埋的灵活性，但一定要考虑施工便利、破坏几率小、稳定且能满足观测的要求。
2 观测
对于山区作业，GPS观测可能遇到可见卫星数较少、障碍物的高度角影响；为了提高GPS网点可靠性和准确性就要增加观测时间、增加观测时段、增加重复设站次数保证多余的观测量；为了提高作业效率还要合理安排多台GPS作业、避免无效观测等情况，GPS观测前必需制定观测计划尤为重要。观测方案的合理性决定成果的可靠性和准确性，同时还要提高作业效率，节约成本，这都是本项目要着重考虑的问题。
（1）根据的测区的星历预报（可见卫星数），从中午13点开始到16点，卫星数在4～6颗，测区又位于山区，中午不适宜观测。
（2）为了增加GPS网可靠性，适当地增加了观测时段数（增加基线数），即增加了重复设站次数；规范规定每个点的观测时段数不低于2个，实际操作时平均每站均大于2个时段，增加的时段数主要是卫星数有可能较少的区域（山谷狭窄的地方）、或起算点和起算方位的控制点。
（3）为了提高GPS网的精度，延长了观测时间，规范的观测时间为90～120 min，实际上均大于120 min，以获得更多的同步观测时间和同步观测卫星；此外对于网中距离较近的点都进行了同步观测，获得它们之间的直接观测基线，有助于提高精度；同时在观测计划表中也要考虑同一建筑物的控制点尽可能在同一个观测时段内，如右岸的发电隧洞进口、施工之洞和出口控制点安排在一个时段内观测，同样其他的为一整体的建筑物也可安排在同一时段内，有助于精度的提高和顺利贯通，同时也进行了长边控制。
对于上述观测条件不太好的情况，例如W03点三面环山、也可以通过高精度的全站仪观测多组边长来验证。
3 数据处理
前期规划测量时按照规范规定投影长度变形值不大于5 cm/km可不做投影，测区实际投影变形值为4.7 cm/km，前期测量工作都在高斯面进行，但对于高精度的施工控制网都要求投影变形值为最小，实际测量边长=坐标成果反算边长，因此，观测边长应投影测区所选定的高程面上，而且使得本次成果能与前期规划的成果衔接或相差最小。本次施工控制网先引测了前期规划阶段的控制点，保证了成果的衔接，再利用引测的施工控制网点坐标，使用一定的投影方式进行投影计算，本项目是以测区中心的一点为投影中心，以距离较远的点位起算方向进行最小约束平差，实际项目操作为：以W18为投影中心，以W18-W30为起算方位角，进行最小约束平差，中央子午线为W18的经度，避免了成果不配套的问题，也减小了投影变形的差值。
GPS数据处理主要有两个方面，首先是外业数据的检核，其目的对观测值进行残差分析，发现粗差，检核基线长度的精度，计算和检核基线向量环闭合差；项目观测完毕后发现还是遇到了有观测基线质量不好的现象，复测基线和异步环虽然没有超限，但同步环有2个超限的现象，主要是与位于山区特别狭窄区域控制点相连的基线，原因是同步观测卫星时间较短，而且卫星数量不多且分布不均，与控制点构成的空间结构图形较差，这在处理软件中timeline命令和卫星分布区域可以看出，由于在观测计划编制的时候已考虑到此区域观测条件不好，增加了观测期数和时间长度，因此，在选择基线时就有了很大的余地，不用再重新返测。其次是GPS平差计算，包括三维无约束平差和二维约束平差，三维平差的目的就是检验本身的内部符合精度以及基线向量之间有无明显的系统误差和粗差，基线精度差，最弱边边长中误差就大，因此，提高GPS控制网精度也可通过三维平差结果的筛选，去除精度不好的基线，但不宜过多（有规范要求）；二维约束平差将GPS基线向量观测值及其方差阵转换到国家（或地方）坐标系的二维平面（或球面）上，然后在国家（或地方）坐标系中进行二维约束平差，运用《科傻GPS数据处理软件》能很好处理此项工作。
4 结果验证
对于距离高压线、无线发射塔过近和障碍物高度角过大的现象，究竟有多少影响，影响值有多大，在通过高精度的全站仪施测边长进行比较后，我们就可以确认我们的成果是否可靠。边长观测的方法和改正严格按照规范的要求执行，边长进行了气象、加乘常数、斜改平、投影改正，比较如表1。
W17、W16附近有发射塔，W04、W9、W13、W17附近有高压线。其它均为障碍物高度角过大的现象，通过比较边长差值都在6.8 mm以内，大部分在3 mm以内，也可以推出边网交会得出的坐标也相差不大，这可以说明以上的几种情况对成果影响很小，结果得到了验证。
对于删减精度不好的基线，GPS网的边长精度也得到了提高，但点位误差基本没有提高多少（见表2）。
5 结语
在山区进行GPS控制测量必需对方案进行详细的设计，进行事前控制，对预计困难的环节提出有效方案和解决办法，通过项目的实施和对结果的验证，在设计中考虑到的方案得到了很好的运用，提高了GPS网的可靠性和精度，而且提高了作业效率，避免了无效观测，节约了成本。
参考文献
[1] 孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉：武汉大学出版社，2010.
[2] 张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005.
[3] 徐邵铨.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社，2001.
[4] SL197-97水利水电工程测量规范[Z].
水利水电工程测量规范范文5
关键词 三角高程测量；三等水准测量；高程控制网；平差；精度
中图分类号P2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）39-0091-02
0引言
在水电施工测量的实际工作中，尤其是在高陡山区进行施工测量作业时，由于受场地限制和地形的影响，控制网点的高程值无法用正常的水准测量方法来进行测量，而且有些控制点，水准线路根本无法顺利到达。这时候，就有必要采取三角高程测量的方法来代替水准测量了。
在国内的诸多有关工程测量的规范中，对于三角高程测量代替传统水准测量的方法，多只局限于用三角高程测量的方法来替代四、五等水准测量，而对于三等及以上等级的水准测量，是否能用三解高程测量的方法来替代，并未作原则性的提示和建议[1-2]。
笔者认为，对于三角高程测量替代常规三等水准测量的可行性值得探求和验证，以在实际工作中提高工作效率。
笔者曾工作过的洞坪水电站工程，是一座以发电为主，兼有库区航运、交通、防洪、水产繁殖和旅游等综合效益的II等大（2）型水利水电工程。其主体建筑物有：混凝土双曲拱坝、坝身泄洪建筑物、左岸发电引水建筑物、左岸地下发电厂房及变电站。最大设计坝高135.0m，坝轴线长253.11m[3]。在这个工程上，大胆地采用了精密三角高程测量的方法来替代传统三等水准测量。
1测量方法的提出及路径方案选择
1.1高程测量方法的选择
根据工程性质及现场作业条件，测区的施工控制网布设拟采用Ⅱ等平面控制和Ⅲ等高程控制相结合的控制形式[4-5]。
由于测区相对狭窄，地势相对陡~，测区控制点都将分布在河谷两岸的山坡上，最低点高程约为434m，最高点高程为约578m。另外，有三座控制点标必须设在右岸的山坡上，右岸山坡由于交通问题，在施工总平面图设计时并没有加以利用，加之植被丰厚，坡度几近垂直，水准施测较难实现。
但是，于这些点上设置觇牌棱镜还是可行的，于是大胆决定，拟采用精密光电测距仪测距进行三角高程测量来替代常规的三等水准测量并取得了测量监理工程师的同意。
1.2 高程测量路线及起算点的确定
根据业主前期提供的一组高程控制点JHZ11上、JHZ11下，以其作为起始点，将其高程用水准测量的方法，引测至独立于平面控制网之外的原J04号控制点上。然后将其作为整个高程控制网的高程起算点进行推算，再者由于其高程约为517m，在整个控制网的空间分布上接近于中间位置，以其作为起算点比较有利。
施工控制网布置见图一。考虑到各控制点高程高低不一，高程控制网采用三角高程导线的形式施测，其路径兼顾各控制点间的高差值，尽量逐层传递，避免出现由最低点传递至最高点的路径出现。
以J04开始经各网点再回到J04组成闭合三角高程导线。其路线为：J04Ⅱ02Ⅱ04Ⅱ06Ⅱ05Ⅱ07 Ⅱ03Ⅱ08J04。（其路径见图1）。
II01号点由于交通困难，故未将其纳入高程导线内，其存在只为加强平面控制网的强度，施工作业过程中在其上设站不太可能实现，故只推算概略高程。
2三角高程测量的实施
2.1测量仪器的选择
对于普通三角高程测量能否代替三等水准测量，在时下未有定论，作业于是放弃了使用普通测量仪器进行三角高程测量的方法，而是采用了经检定合格的Leica Tc 2003型全站仪（测角精度± 0."5，测距标称精度为±（1+1ppm×D））进行三角高程导线边长及相对高差的测量，同时配备经检定合格的干湿温度表（最小读数为0.2℃）、空盒气压计（最小读数为0.5hpa）、厂配反射棱镜及特制大觇牌（32cm×32cm）用于精确照准。
2.2 测量工作的实施
鉴于该全站仪具有自动改正计算功能，又由于每条测距边均短于1km，所以在此不考虑大气折光的影响[6]。在每条边的每个测回开始观测前，均将干、湿温度、气压以及仪器高和棱镜高输入到仪器中。
为保证准确性，测站依然采用观测和记录各一人的形式，输入相关数据时，经记录员确认后方可进行后续的测量工作。从而，测量所得到的边长值和高差就是已经经过“加常数”、“乘常数”改正、气象改正以及垂直改正后的控制点间往、返观测的水平距离值和相对高差了。
边长及高差的观测均采用正、倒镜各测3测回（照准后测4次平距高差为一测回），仪器高、棱镜高采用钢板尺量取，取3个方向测量值的算术平均值作为量取结果，其量取互差不超过±2mm[8]。
测量过程中，每条导线边测回间最大允许较差±3mm，往、返测较差不超过[7]。
在技术规范中，该项限差是指往、返观测的斜距较差，平距的较差是在同一高程面上进行比较。
往、返测高差较差不超过，每测回间测站和镜站均读取干、湿温度和气压。
测量时，由于地处峡谷区，且又值冬天，测区的气温相对温差较大，但考虑到空气对流快的影响，观测时段按技术设计时的要求定在上午9时至下午15时之间，中午前后近1个小时内不进行观测，这样就能保证在观测过程中，所有测点均有阳光照射，从而避免了测站有阳光，而镜站无阳光的情况发生，尽可能的减小了测站与镜站的温差。同时在选择观测测站时，尽量避免逆光观测。
根据上表数据采用武汉测绘科技大学开发的“科傻平差软件”进行平差计算，计算过程资料略，其计算结果如表4结论
根据平差计算的结果，高程闭合导线的高差闭合差为-7.8mm，闭合线路长为2.4km，高差闭合差远小于三等水准测量的平原地区高差闭合差的限差要求。
平差结果中，高程中误差最小的为Ⅱ08号点±2.93mm，最大的为II06号点±3.90mm。
根据公式，计算可得三角高程测量的每公里高差全中误差为±5.033mm[9-10]。
由此可见，采用精密光电测距仪测距进行三角高程测量的方法，在范围较小的测区，其精度是可以达到三等水准测量精度要求的，至于应用到较大范围的测区，还有待于在实践过程中加以更为翔实的验证和总结。
参考文献
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[8]孔祥元，梅是义主编.控制测量学上册[M].武汉测绘科技大学出版社，1996，10：244.
水利水电工程测量规范范文6
【关键词】工程测量；质量控制；方法
1. 前言
质量是企业的生命，质量是企业发展的根本保证。在当今市场竞争激烈，如何提高施工质量管理水平是每一个企业管理者必须思考的问题。从工程测量的角度上来说，测量工作是保证和提高工程质量的不可缺少的一部分。
2. 水利工程建筑质量管理施工质量控制的概述
2.1 施工质量控制的定义。对于水利建设工程施工过程中影响质量形成的各种因素（人、机械、材料、工艺方法以及施工环境）进行全面的监督和控制，就叫施工质量控制。
2.2 施工质量控制的依据。水利水电工程施工质量控制的主要依据有：国家的法律、法规、政策，主管部门的有关技术规范、规程、质量标准，有关部委（如环保、交通、消防、防汛等）的有关规定，项目法人和承包商签订的合同文件，已批准的设计文件和相应的设计变更文件，项目法人和监理单位签订的监理协议书，承包商呈报经监理单位批准的施工组织设计和施工技术措施，设备制造厂家的设备安装说明书和有关技术标准，结合工程特点和实际情况，对工程质量控制所执行的合同技术标准与质量检验方法进行补充、修改与调整的内容。
3. 工程测量在各施工阶段对工程质量的影响
3.1 工程测量在建筑定位及基础施工阶段对工程质量的作用。在工程开始施工前，首先通过测量把施工图纸上的建筑物在实地进行放样定位以及测定控制高程，为下一步的施工提供基准。这一步工作非常重要，测量精度要求非常高，关系整个工程质量的成败。假如在这一环节里面出现了差错，那将会造成重大质量事故，带来的经济损失是无法估量。工程测量在基础施工阶段的另外一个重点是基础墙柱钢筋的定位放线，在这一个环节里面，容不得有半点差错。否则将导致严重的质量事故发生。对于结构复杂，面积较大的工程，只有周密、细致的进行测量放线方能保证墙柱插筋质量，避免偏位、移位等情况的发生。
3.2 工程测量在主体结构施工阶段对工程质量的作用。在主体结构施工阶段，工程测量对于工程质量的影响主要有以下几个方面：墙柱平面放线、建筑物垂直度控制、主体标高控制、楼板、线条、构件的平整度控制等。其中墙柱平面放线的精确度，直接影响建筑物的总体垂直度，对墙柱钢筋绑扎、模板施工的质量产生严重的影响。所以每次混凝土施工完毕后，第一道工序就是测量放线。通过了测量放线不但能够为下一道工序提供依据，并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题，使得其他专业的施工人员及时处理已经发生的质量问题，避免了问题的累积，最终不出现质量事故。
3.3 工程测量在装饰装修施工阶段对工程质量的作用。这个阶段的测量工作的精度、质量直接影响到该工程的总体质量。
3.4 工程施工及运营期间的变形观测对工程质量的意义。建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义，通过观测取得的第一手资料，可以监测建筑物的状态变化和工作情况，在发生不正常现象时，及时分析原因，采取措施，防止重大质量事故的发生。
3.5 工程测量对防治质量通病的积极意义。要预防通病的发生，除了施工人员的主观原因之外，必须为施工人员提供准确的、周到的、详细的测量控制水平线、平面控制线、垂直控制线等。如果测量工作方面出了问题，势必会引起施工质量问题的发生。我们在施工中只要把测量工作做好，对防治质量通病就起到非常积极的作用。
4. 工程测量质量控制的方法
4.1 测量复核制的基本要求。
（1）执行有关测量技术规范和标准，按照规范要求进行测量设计、作业、检查和验收，保证各项成果的精度和可靠性。
（2）测量桩点的交接必须由双方持交桩表在现场核对、交接确认。遗失的桩位应坚持补桩，无桩名的桩位视为废桩，资料与现场不符的应予更正。
（3）用于测量的图纸资料应认真研究复核，必要时应做现场核对，确认无误后，方可使用。抄录已知数据资料，必须核对，两计算人应分别独立查阅抄录，并互相核实。
（4）各种测量的原始记录（含电子记录）必须在现场同步做出，严禁事后补记、补绘。原始资料不允许涂改。不合格时，应按规范要求补测或重测。
（5）测量的作业工作必须有多余观测，并构成闭合检核条件。内页工作应坚持两组独立平行计算并相互校核。
（6）利用已知成果时，必须坚持“先检查、复测，利用”的原则。
（7）重要定位和放样，必须坚持用不同的方法或手段进行复核测量，或换人检查复测无误后才能施工。
（8）一项工程由两个以上单位同时施工时，应联合测量；若不同时施工时，先施工的单位进行整体复测，相关单位复核确认后使用。施工复测时，必须超越管段范围与相邻相关的测量桩点联测，并于有关单位共同确认共同使用的相关桩点和资料。
（9）未经复测的工程不准开工；上一道工序结束，下一道工序未经测量放样，不得继续施工。
4.2 控制网测量复核的周期规定。
（1）冻土地区项目复测周期为每年开工（复工）前。水利工程的设计原测精测网复测必须由公司测量队或由局指委托的有关测量单位施测。
水利工程的设计原测精测网外，平面加密网、水准加密网等工程加密网复测由项目部测量组按测量规范周期要求施测，其复测成果报公司测量队审核。工序各部施工测量复核的周期规定：工序各部施工测量复核应在施工测量过程中进行。
（2）其他工程复测周期为每年度一次。
4.3 测量质量控制运作。
（1）自检和外检：为确保工程质量，各级测量机构必须按测量复核制的基本要求，对各项测量工作实行自检；重要的定位、放样和施工阶段性复核实行第三方检查（测量监理复核检查或上级测量机构的复核检查）。
（2）测量项目抽检：为检查控制测量项目的各项作业是否规范，测量成果的质量与精度是否合格、可靠，实行项目抽检。重点工程的抽检项目由公司测量队负责提出计划，报请公司总工程师批准后实施。抽检采用交叉复核的方法，即采用不同的人员、不同的设备、不同的方法进行交叉复核，以便及时发现和纠正差错。抽检完成后，应写出书面意见，指导被检单位的工作。对不合格成果应限期改正并提交符合要求的新成果。
5. 结束语
水利工程施工过程中正确无误的测量影响着工程的质量，在工程建设过程中的施工质量管理上起到了非常重要的作用。在实际的施工过程中，我们必须充分认识到测量工作的重要性，科学管理，更好的把测量工作用来为施工质量管理服务，提高质量。
参考文献
[1] 孙金龙，朱士斌.浅谈水利水电施工质量控制[J].四川水利发电2005，（6）.
