线路控制测量论文 线路勘测设计论文.doc

线路控制测量论文线路勘测设计论文

长远距离线路控制测量坐标系统的建立与统一
[摘要]本文以公路控制测量为例，论述了长远距离线路控制测量中坐标系统的建立。[关键词]控制测量坐标系统建立方法

1引言铁路、公路、架空送电线路以及输油管道等均属于线型工程，它们的中线统称线路。一条线路的勘夂蜕杓乒ぷ鳎饕歉莨业?计划与自然地理条件，确定线路经济合理的位置。为达此目的，必须进行反复地实践和比较，才能凑效。线路在勘测设计阶段进行的控制测量工作，称线路控制测量，在线路控制测量过程中，由于每条线路不可能距离较短，有的可能跨越一个带，二个带甚至更多，所以，在线路控制测量中，长度变形是一个不可避免的问题，但我们可以采取一些措施来使长度变形减弱，将长度变形根据施测的精度要求和测区所处的精度范围控制在允许的范围之内。最有效的措施就是建立与测区相适应的坐标系统。2控制测量的目的、坐标系统的选择、建立方法、独立高等控制网的建设方法2.1控制测量的目的控制测量一般是指在工程建设地区的地面布设一系列的控制网

点，并精确地确定这些点的位置，以便为后期地形测图和各种工程建设施工放样打好基础。控制测量是一切后续测量工作的基础，没有控制测量，往后的测图和放样等工作是不可想象的。控制网把测区各部分的测量工作联系起来，既起骨架作用，又起限制误差传递和累积作用，控制网在勘测设计阶段的作用是：①各设计阶段需要适当比例尺地形图作依据，而地形图测绘又必须依靠控制网点来确定地形图中各部分地貌地物之间的相对位置和保证地形图的精度。②各设计阶段必须以控制网为基础，将路线、桥梁、隧道等设计的位置精确地放样在地面上，搜集相应的路基、构造物用于设计阶段的各种资料。2.2坐标系统的选择坐标系统的选择是我们经常碰到的，也是一些作业人员难以理解的问题2.2.1大地水准面、椭球、坐标系、国家大地测量和工程控制测量工作都是在地面上进行的，而地球的自然表面又是一个有山、江、谷、湖、海洋等起伏的复杂曲面。它是一个不规则的、不能用简单的数学公式幢泶锏那妫虼耍荒茉谡飧銮嫔侠唇馑悴饬垦е兴?的几何问题，为便于计算控制网点的位置和测绘地形，应选择一个形状和大小都很接近于地球而其数学运算又很方便的体形，来代替地球的形体，以便把观测结果归化到此体形的表面上进行计算。由力学知识可知，地球上任何一个质点都同时受到两个力的作用：一个是地球质心对该质点的引力F，另一个是地球自转所产生的

离心力P，这两个力的合力，就是作用于该质点的重力G，重力G的方向就是众所周知的铅垂线的方向，即G=P+F。曲面上每一点均与铅垂线方向垂直的曲面叫做水准面，水准面有无穷多个，我们可以选择一个与平静的海水面相重合的水准面（平均水准面）来代替地球的表面，通常把这个与平均海水面相重合的水准面叫大地水准面。大地水准面是按近于地球的自然表面，但它仍是一个不规则的曲面，因而有必要选择一个形状和大小都与大地体接近，而且能用简单数学式表示的体形来代替大地体。参考椭球面是一国家（或者一区域）大地测量计算的参考面，该椭球面上各点与大地水准面上各相应点之间的高差的平方和为最小，参考椭球中心与地球质心重合，旋转轴与地球自转轴重合，赤道面重合，两者体积相等，总质量与地球总质量相等，自转角速度相等。2.2.2高斯平面直角坐标系公路线路尤其是高速公路一般跨越多个地区，绵延数百里，为了坐标系统的统一以及与国家其它工程衔接，目前普遍采用国家坐标系换带计算方法。即高斯正形投影平面直接坐标系。①高斯正形投影的实质。设想将一个截面为椭圆的横柱（简称圆柱）面套在地球椭球面上，使横圆柱面与椭球面的一个子午椭圆相切，横圆柱的轴与地球椭球的轴互相垂直，这样将靠近子午椭圆的那部分地球表面的图形投影到圆柱面上，再将圆柱面展开就得到平面上的图形。这种投影，实际上就是将地球椭球面上与柱面相切的子午线两旁的一条带状区域按

正形投影到平面上，投影后，只有相切的这条子午线上的长度比等于1，而离开这条子线愈远，长度变形愈大，相切的子午线称为中央子午线，这一带区两旁边缘上的子午线叫分界子午线，地球上的D点投影到平面上成为d点，d点的坐标可用x和y表示。②坐标分带。为了不使这种变形过大，每一个带的宽度不能太大，一般每带分界子午线间的经度分为6°（或3°）。为便于设计施工放样，使坐标反算长度与实地长度差不超过规范要求而影响施工质量时，采用平移子午线的方式进行坐标换带计算，这一点在公路工程测量中是经常遇到的，通常称坐标系统的选择。2.3控制网建立方法平面：先采用四等控制，后一级导线测量。四等控制普遍采用GPS测量，它的特点是：①定位精度高。②观测时间短。③测站间无需通视。④可提供三维坐标。⑤操作简便。⑥全天候作业。GPS采用测距后方交会的原理，接收机接收卫星测距信号，只需同时获得3颗以上