工程测量课程设计

1、工程测量学课程设计报告北京郊区隧道工程贯通测量技术设计院系：建筑工程学院专业： 测绘工程地点： 测绘专业课程设计教室班级： 测绘B09-2班姓名： 谢振雷学号： 200905064221教师： 郝延锦2012 年 7 月 2 日 至 2012 年 7 月 8 日目次一、 工程概况二、 控制网的布设、2.1地面平面控制网2.2地面水准测量2.3地下平面控制网2.4地下水准测量三、联系测量方案四、测量方案的实施4.1地面平面控制测量4.2地面三角高程测量4.3地下导线测量4.4地下水准测量五、贯通误差预计5.1贯通相遇点在在水平重要方向上x上的误差预计5.2贯通相遇点在高程上的误差预计六、组织安排

2、 七、质量与安全保障措施 八、经费预算 九、技术总结9.1参考规范9.2设计贯通误差体会一、 工程概况 为了改善北京市某郊区的道路交通状况，拟在杨家村和杨家峪两个居民点之间设计一条隧道。杨家村和杨家峪均位于山区，两地之间有高山阻隔，地势起伏较大。其中杨家村地势较低，高程约为650m，杨家峪地势较高，高程约为700m，两地之间直线距离约为2.0km。根据该地区原有地形图，选定A、B两点为隧道的两端点，在两点间建立一条长约1.7公里，坡度i=2.94%的直线隧道，联通两地。隧道无竖井，故不需进行联系测量。根据相关技术规定，隧道贯通相遇点在水平重要方向上的允许偏差不得超过0.1m，在高程方向上的允许

3、偏差不得超过0.07m.二、控制网的布设（包括地面、地下）1.地面平面控制网根据工程测量规范隧道洞外平面控制测量的等级洞外平面控制网类别洞外平面控制网等级测角中误差（）隧道长度L（km）GPS网二等L>5三等L5三角形网二等1.0L>5三等1.82<L5四等2.50.5<L2一级5L0.5导线网三等1.82<L5四等2.50.5<L2一级5L0.5方案一：采用三等GPS控制网，以GP1、GP2、GP3、GP4、GP5、GP6为选定的GPS控制点，通过与高等级已知点G1、G2、G3、G4进行联测，组成GPS控制网。其中，GP2、GP5分别与A、B通视；GP2与

4、GP1、GP3通视，GP5与GP4、GP6通视。GPS测量精度分级等级平均距离（km）a(mm)b(ppm·D)最弱边相对中误差二91021/12万三51051/8万四210101/4.5万一级110101/2万二级115201/1万 注：当边长小于200m时，以边长中误差小于20mm来衡量。闭合环或附合线路边数的规定等级二三四一级二级闭合环或附合线路的边数68101010接收机的选用 等级项目二三四一级二级单频/双频双频或单频双频或单频双频或单频双频或单频双频或单频标称精度（10mm+3ppm·D）（10mm+3ppm·D）（10mm+3ppm·D）（

5、10mm+3ppm·D）（10mm+3ppm·D）观测量载波相位载波相位载波相位载波相位载波相位同步观测接收机数22222各级GPS测量作业的基本技术要求项目 等级 方法二三四一级二级卫星高度角（）相对 快速1515151515有效观测卫星数相对快速445454545观测时段数相对22221重复设站数快速2222时段长度（）相对快速906020451545154515数据采样间隔（）相对 快速10601060106010601060PDOP相对 快速66888G1、G2、G3、G4四个已知点的平面坐标和高程见表下表。已知点坐标和高程点名xy高程G1451303.768030

6、9025.5630590.0000G2451426.1840309089.3340610.0000G3453280.5071309725.1713720.0000G4453383.6790309744.1920720.0000 各GPS点的坐标和高程点名xy高程GP1451549.7114309156.8265710.0000GP2451532.1728309020.9325710.0000GP3451612.9450308916.5186710.0000GP4453114.0372309702.6827710.0000GP5453197.7309309670.5821710.0000GP64

7、53225.0190309559.3920710.0000GPS测量精度分级等级平均距离（km）a(mm)b(ppm·D)最弱边相对中误差二91021/12万三51051/8万四210101/4.5万一级110101/2万二级115201/1万 注：当边长小于200m时，以边长中误差小于20mm来衡量。方案二：采用四等导线，以G1G2作为起始边，附和至G3G4。建立“G1G2GP2D1D2D3D4D5D6D7GP5G3G4”附和导线，其中G1、G2、G3、G4为已知点。平均边长为0.18km。共计11个测站导线测量的主要技术要求等级导线长度(Km)平均边长(Km)测角中误差()测距中

8、误差(mm)测距相对中误差(mm)测回数方位角闭合差()相对闭合差三等1431.820610四等91.52.51846一级40.551524二级2.40.2581513三级1.20.1121512导线数据点号xyG1451303.7680309025.5630G2451426.1840309089.3340GP2451532.1728309020.9325D1451678.9610309108.7720D2451896.6420309201.9050D3452088.9950309270.3420D4452297.3170309343.2870D5452519.2330309435.0300D

9、6452728.4830309511.4580D7452940.4480309606.2710GP5453197.7309309670.5821G3453280.5071309725.1713G4453383.6790309744.19202地面水准测量因测区位于山区，故采用全站仪三角高程测量。沿“G2S1GP2AD1D2D3D4D5D6D7BS2GP5G3”布设成附和水准路线。路线总长度为2.0km，采用2级全站仪进行三角高程测量。电磁波测距三角高程测量的主要技术要求，应符合下表规定。电磁波测距三角高程测量的主要技术要求等级每千米高差全中误差（mm）边长（km）观测方式对向观测高差较差（mm

10、）附和或环形闭合差（mm）四等101对向观测40D20D五等151对向观测60D30D注:1 D为测距边的长度（km）。 2 起讫点的精度等级，四等不应低于三等水准点的高程，五等应起讫于不低于四等的高程点上。 3 路线长度不应超过相应等级水准路线的长度限值。电磁波测距三角高程观测的主要技术要求，应符合下表的规定。电磁波测距三角高程观测的主要技术要求等级垂直角观测边长测量仪器精度等级测回数指标差较差()测回较差（）仪器精度等级观测次数四等2级仪器37710mm级仪器往返各一次五等2级仪器2101010mm级仪器往一次注：当采用2级光学经纬仪进行垂直角观测时，应根据仪器的垂直角检测精度，适当增加测

11、回数。3地下平面控制网根据工程测量规范隧道洞内平面控制测量的等级洞内平面控制网类别洞内平面控制网等级导线测角中误差（）两开挖洞口间长度L（km）导线网三等1.8L5四等2.52L<5一级5L<2隧道洞内平面控制网的建立，应符合下列规定：1 洞内的平面控制网宜采用导线形式，并以洞口投点(插点)为起始点沿隧道中线或隧道两侧布设成直伸的长边导线或狭长多环导线。2 导线的边长宜近似相等，直线段不宜短于200m，曲线段不宜短于70cm:导线边距离洞内设施不小于02m。3 当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时，应分别布设导线，并通过横洞连成闭合环。4 当隧道掘进至导线设计边长的23 倍时，应进行

12、一次导线延伸测量，5 对于长距离隧道，可加测一定数量的陀螺经纬仪定向边。6 当隧道封闭采用气压施工时，对观测距离必须作相应的气压改正。铁路测量对地下导线测量的规定测量部位测量方法测量等级测角精度（）适用长度（km）边长相对中误差洞内导线测量二±1.0直线720曲线3.5201/50001/10000三±1.8直线3.57曲线2.53.51/50001/10000四±2.5直线2.53.5曲线1.52.51/50001/10000五±4.0直线2.5曲线1.51/50001/10000根据上表中的规定，本次任务采用测量一级导线作为主导线，沿“G2GP2AT

13、1T2T3T4T5T6T7T8BGP5G3”，布设成附和导线，导线总长为1.7km，平均边长为186.54m。视具体情况而定，部分导线点布设在顶板上。4地下水准测量根据工程测量规范隧道洞外、洞内高程控制测量的等级高程控制网类别等级每千米高差全中误差（mm）洞外水准路线长度或两开挖洞口间长度S（km）水准网二等2S>16三等66<S16四等10S6隧道高程控制测量，应符合下列规定：1 隧道洞内、外的高程控制测量，宜采用水准测量方法。2 隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点(含竖井和平洞口)和必要的洞外水准点，应组成闭合或往返水准路线。3 洞内水准测量应往返进行，且每隔200500m

14、应设立个水准点。地下水准测量等级及使用仪器要求测量等级每公里高差中数的偶然误差/mm两开挖洞口间水准路线长度/km水准仪等级水准标尺类型二三四1.03.05.0321132511 线条式因瓦水准标尺区格式水准标尺区格式水准标尺根据本次任务实际情况，采用四等水准测量，地下导线点同时作为水准点使用，布设附和水准路线。使用S3水准仪、区格式水准标尺进行测量。三、联系测量方案因本次隧道中无竖井，故不需进行联系测量。通过洞口的进、出口点及定向点，运用导线测量的方法导入方向和平面坐标。通过洞口水准点，运用水准测量的方法直接导入高程。具体步骤见测量方案。四、测量方案的实施 1地面平面控制测量根据相关技术规定

15、，采用6台双频、标称精度10mm+3ppm·D）的GPS接收机进行观测，与已知点G1、G2、G3、G4进行联测，共观测四个测段，每个点位至少观测两个测段。之后进行数据解算，得到GP1、GP2、GP3、GP4、GP5、GP6的平面坐标和高程。2地面三角高程测量采用2级全站仪，进行对向观测，垂直角观测3个测回，边长测量往返各一次，对向观测高差较差40D（mm），附和或环形闭合差20D（mm）。3地下导线测量采用2级全站仪，水平角度观测2个测回，距离前后各观测四次，方位角闭合差10n （n为测站数），边长相对中误差15000 。4地下水准测量采用DS3水准仪和区格式水准标尺，前后视距差小于

16、3m，视距小于100m，采用两次仪器高法，当水准点位于顶板时，水准尺倒立顶住水准点，但在计算高差时在须在读数前加负号，高差计算公式不变。五、贯通误差预计1贯通相遇点在在水平重要方向上x上的误差预计（1）地面平面控制测量误差引起的贯通误差方案一：三等GPS控制网中固定误差a10mm，比例误差系数b5×10-6，SGP2GP5= 1787.7719m，则GP2与GP5之间边长SGP2GP5的误差MsGP2GP5=±a2+bS2 = ±0.013mSGP2GP5与贯通重要方向x之间的夹角： GP2GP5=137°3749。GPS测量误差所引起的K点在x轴方向上

17、的贯通误差Mx上= MsGP2GP5cosGP2GP5=±0.010m。方案二： 四等导线采用全站仪进行测量，精度为2，±（5mm + 5×10-6D），以1个测回测量水平角，每边往测量边长，往测1个测回，一测回读数较差小于10mm。导线方位角闭合差小于5n ，导线全长相对闭合差小于135000 。m=2.5Mx = ±mRy2=±0.024m地面导线Ry2值计算表导线点号Ry/mG2905GP2800D1655D2445D3240D445D5150D6350D7560GP5810G3895Ry24061425量边误差引起的精度为2的全站仪的测

18、距标称精度MD=0.005+5×10-6D，求得平均边长D0.18km的MD=±0.005+5×10-6×188=±0.006m。Mxl=±ml2cos2=±0.007m地面导线cos计算表导线点号ml2cos2G25.184E-07GP21.04E-08D16.561E-07D22.179E-06D37.684E-06D41.186E-05D51.141E-05D68.573E-06D74.77E-06GP51.17E-07G31.011E-07ml2cos24.788E-05地面导线测量误差所引起的K点在x轴方向上的贯通

19、误差Mx上=Mx2+Mxl2=±0.024m对方案一和方案二进行比较，在隧道长度相同的情况下，方案一所引起的贯通误差仅为±0.010m，小于方案二的贯通误差±0.024m，且采用GPS布设控制网，对观测条件要求比导线测量要求低，观测方便，外业工作量小，节省时间。故地面平面控制网应采用方案一。 地面控制网引起的贯通误差 Mx上=±0.010m。（2）地下导线测量误差引起的贯通误差一级导线采用全站仪进行测量，精度为2，±（5mm + 5×10-6D），以1个测回测量水平角，每边往测量边长，往测2个测回，一测回读数较差小于10mm。导线方位

20、角闭合差小于10n ，边长相对中误差小于114000测角误差引起的m=5Mx = ±mRy2=±0.045 m地下导线Ry2值计算表导线点号Ry/mGP21120A825T1640T2460T3275T488T595T6274T7465T8653B842GP51143Ry25381742测边误差引起的精度为2的全站仪的测距标称精度MD=0.005+5×10-6D，求得平均边长D0.170km的MD=±0.005+5×10-6×170=±0.006m。Mxl=±ml2cos2=±0.020m地下导线cos计

21、算表导线点号ml2cos2GP20.000036A0.000036T10.000036T20.000036T30.000036T40.000036T50.000036T60.000036T70.000036T80.000036B0.000036GP50.000036ml2cos20.000432地下导线测量误差所引起的K点在x轴方向上的贯通误差Mx下 =Mx2+Mxl2 =±0.049 m贯通在水平重要方向x上的总中误差Mx = Mx上2+Mx下2 =±0.050 m2贯通相遇点在高程上的误差预计（1）地面三角高程测量误差引起的相遇点高程误差mhL每千米长度三角高程路线的中

22、误差可按规定取为mhL=±10mmkm。L路线中三角高程测量路线总长度，以km计。则按单位长度三角高程路线的高差中误差估算MH上=mhLL=±0.013 m（2）地下水准测量引起的相遇点高程误差mhL每千米水准路线的高差中误差，可按相应规定取为mhL=±100mm22=±17.7mmkmR隧道中水准路线总长度，以km为单位。则每千米水准路线的高差中误差估算：MH下=mhLR=±0.023m贯通相遇点在高程上的总中误差MH =MH上2+MH下2 =±0.026 m六、组织安排 根据工程实际，确定组织安排工作。七、质量与安全保障措施以规范

23、为标准，根据工程实际具体安排。 八、经费预算 根据工程实际需要和当地费用标准，实际计算。九、技术总结1参考规范：工程测量规范（GB50026-2007）工程测量学（李清岳、陈永奇，测绘出版社）矿山测量学（张国良，中国矿业大学出版社）工程测量课程设计指导书（郝延锦，华北科技学院）2设计贯通误差（1）地面平面控制测量误差引起的贯通误差±0.010m（2）地下导线测量误差所引起的K点在x轴方向上的贯通误差± 0.049 m（3）贯通在水平重要方向x上的总中误差±0.050 m（4）地面三角高程测量误差引起的相遇点高程误差±0.013 m（5）地下水准测量引起的相遇点高程误差±0.023m（6）贯通相遇点在高程上的总中误差±0.026 m体会本次课程设计，综合运用了工程测量、矿山测量学、测量学等学科的知识，在正确理解课程设计大纲及设计指导书的基础上，完成了任务。既运用了刚刚学到的工程测量方法，又对过去所学的平差及误差预计的理论知识进行了充分的复习和运用。使得自己对所学内容的整体掌握又得到了进一步提升，