高職校園數(shù)字化測量控制網(wǎng)構(gòu)建方法的研究*

朱 寶

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 滁州 239000）

高職校園數(shù)字化測量控制網(wǎng)構(gòu)建方法的研究*

朱 寶

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 滁州 239000）

構(gòu)建測量實(shí)訓(xùn)課程使用的數(shù)字化控制網(wǎng)，應(yīng)明確控制網(wǎng)的用途，有針對性的建設(shè)。根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目對控制網(wǎng)進(jìn)行分級與規(guī)劃設(shè)計(jì)，埋設(shè)并標(biāo)記控制點(diǎn)，并對控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行采集，最后建立完整的數(shù)據(jù)庫。

平面控制網(wǎng)；高程控制網(wǎng)；GPS；水準(zhǔn)測量；導(dǎo)線測量

高校學(xué)生在進(jìn)行測量實(shí)踐課程學(xué)習(xí)時，往往因?yàn)榘踩蛨龅匾蛩兀x擇直接在校園內(nèi)進(jìn)行。如果學(xué)校沒有一整套完整的控制網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫，學(xué)生測出的數(shù)據(jù)的絕對準(zhǔn)確性難以衡量，對學(xué)生測量成果的評價也沒有可靠的依據(jù)。

具有相應(yīng)專業(yè)的高校應(yīng)當(dāng)構(gòu)建一整套布置合理、精度可靠、便于使用的校園測量控制網(wǎng)，建立數(shù)字化校園實(shí)訓(xùn)場地，為教學(xué)、科研、學(xué)生實(shí)習(xí)和將來學(xué)校改、擴(kuò)建提供基礎(chǔ)平臺。

1 測量控制網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

1.1 總體要求

以滿足課程使用為基本前提，并且可以開展專業(yè)社團(tuán)活動與技能大賽訓(xùn)練和實(shí)施，兼顧學(xué)校建設(shè)使用或者可以提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。盡量避免上、下課高峰人流對測量作業(yè)的干擾，并且使用率高、使用方便。點(diǎn)位便于保存，不易受到破壞和擾動。

整個控制網(wǎng)采取逐級控制的方法，分三級設(shè)置。一級控制點(diǎn)提供起始數(shù)據(jù)，并監(jiān)測二級控制點(diǎn)；二級控制點(diǎn)控制整個校園，測定并監(jiān)測三級控制點(diǎn)，并為學(xué)生測量工作提供后視點(diǎn)；三級控制點(diǎn)為學(xué)生直接使用點(diǎn)。與一般測量“由高級到低級”原則不同，校園控制網(wǎng)一般設(shè)置于道路上，道路曲折且樓與設(shè)施基本建成，最后布置三級控制點(diǎn)則可能不便于使用，因此布置一級控制點(diǎn)后應(yīng)考慮好三級控制點(diǎn)的大致位置，二級控制點(diǎn)應(yīng)能對其控制。

根據(jù)全國技能大賽“測繪測量”項(xiàng)目子項(xiàng)設(shè)置，控制網(wǎng)應(yīng)能提供水準(zhǔn)測量、導(dǎo)線測量、施工放樣和數(shù)字測圖四種項(xiàng)目實(shí)施的平臺。

1.2 控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

（1）首級控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

在學(xué)校空曠處，且視野開闊、無水池處，布設(shè)4個GPS控制點(diǎn)作為平面控制[1]；在學(xué)校整個場地平均布置4個水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程控制。其中GPS控制點(diǎn)之間至少有1條、最好有3條以上通視視線。

（2）二級控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

與首級GPS控制點(diǎn)共同組成多個閉合導(dǎo)線，能夠控制整個校園的平面控制網(wǎng)，并能為學(xué)生測量工作提供后視點(diǎn)。高程控制不另設(shè)二級控制點(diǎn)。二級控制網(wǎng)應(yīng)踏勘現(xiàn)場一面設(shè)計(jì)一面標(biāo)記，且注意相鄰點(diǎn)通視，同時考慮到校園綠化生長后對通視的影響。

（3）三級控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

在google地球上進(jìn)行路線設(shè)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)場踏勘，初步定出控制網(wǎng)。三級控制網(wǎng)應(yīng)根據(jù)上課班級最大人數(shù)，確定可供幾組同時使用。

1）水準(zhǔn)路線設(shè)計(jì)

根據(jù)校園具體情況，設(shè)置2～4條四測段閉合水準(zhǔn)路線。其中至少650m路線和1000m路線各一條，分別作為基礎(chǔ)訓(xùn)練和競賽訓(xùn)練。點(diǎn)位要使得各測段路線長度大致相當(dāng)，并且每測段在保證視距3～50m時便于布置偶數(shù)站。如圖1～4所示，其中3600m水準(zhǔn)路線無需設(shè)計(jì)者考慮測段如何布置偶數(shù)站。

圖1 600m水準(zhǔn)路線

圖2 1000m水準(zhǔn)路線

圖3 1200m水準(zhǔn)路線

圖4 3600m水準(zhǔn)路線

2）導(dǎo)線設(shè)計(jì)

可布置2條四邊形閉合導(dǎo)線，500m和1000m各一條，要求相鄰兩點(diǎn)必須通視，導(dǎo)線邊長不能相差過大。如場地不允許可僅布置500m導(dǎo)線。1000m閉合導(dǎo)線如圖5所示。

圖5 1000m閉合導(dǎo)線

3）施工放樣場地設(shè)計(jì)

場地選擇在空曠并允許踩踏土地（學(xué)校若有非塑膠廢棄老操場更佳），布置若干測站點(diǎn)、后視點(diǎn)、檢驗(yàn)點(diǎn)。

4）數(shù)字測圖場地設(shè)計(jì)

將學(xué)校以圍墻、道路、河流或者其它地物分為若干個測區(qū)，可供學(xué)生分區(qū)和整體測量。數(shù)字測圖測區(qū)劃分如圖6所示，本例分為13個分區(qū)和1個校園整體測區(qū)。

圖6 數(shù)字測圖測區(qū)劃分

2 測量控制網(wǎng)的建造

2.1 材料和工具準(zhǔn)備

首級控制點(diǎn)選用不銹鋼GPS控制點(diǎn)標(biāo)志和不銹鋼水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志；二級控制點(diǎn)選用不銹鋼十字測釘；三級控制點(diǎn)選用全鋼十字測釘。為能夠埋點(diǎn)后對點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)記，應(yīng)對點(diǎn)位logo進(jìn)行設(shè)計(jì)，并訂做所需字母、數(shù)字和符號的鋁質(zhì)鏤空噴漆字模板；購買不同顏色的噴漆，噴漆顏色應(yīng)在校園地面顯眼。準(zhǔn)備電錘一臺，電纜線若干米，起子、鐵鏟、水泥、砂、石子、修正液若干。

2.2 控制點(diǎn)埋設(shè)

點(diǎn)位埋設(shè)時還需考慮多組同時施測，按設(shè)計(jì)在地面用修正液標(biāo)記出點(diǎn)位，以需8組同時施測為例。

水準(zhǔn)路線布設(shè)時，應(yīng)在四處布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)以形成四測段。若道路足夠?qū)挄r，每處8個點(diǎn)可以布置成一排，相鄰點(diǎn)間距不小于1.5m；道路不夠?qū)挄r，每處8個點(diǎn)可布置成兩排，每排相鄰兩點(diǎn)間距不小于2m，兩排間距2米，相應(yīng)位置點(diǎn)錯開1m。

導(dǎo)線布置時也應(yīng)在四處布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)以形成四邊形導(dǎo)線。相鄰點(diǎn)要能夠通視，且點(diǎn)位上安放三腳架后不會被其他組的三腳架遮擋（包括其他組的全站儀和棱鏡）。原則上要求一個點(diǎn)位要能通視相鄰處點(diǎn)位的8個點(diǎn)，這樣可以對各測點(diǎn)進(jìn)行排列組合，形成多種導(dǎo)線。但由于場地限制，完全按照此要求不一定能實(shí)現(xiàn)，故一處點(diǎn)位上容許兩個點(diǎn)對相鄰點(diǎn)位的通視不少于5個。找點(diǎn)時可使用24個三腳架，以三腳架不被遮擋為準(zhǔn)。

施工放樣場地布置8個測站點(diǎn)、2個后視點(diǎn)、4個檢驗(yàn)點(diǎn)。8個測站點(diǎn)布置在一側(cè)，2個檢驗(yàn)點(diǎn)布置在其兩邊，2個后視點(diǎn)分別布置在另一側(cè)兩端。

標(biāo)記完點(diǎn)位后，應(yīng)留下書面記錄，并盡快埋點(diǎn)。為保護(hù)測釘十字標(biāo)記，不宜用錘擊砸點(diǎn)。混凝土路面的點(diǎn)，應(yīng)先灑水，然后用電錘成孔，并用起子將孔內(nèi)殘漿掏出，再用鏟子鏟凈，最后將控制點(diǎn)標(biāo)志、測釘用水泥砂漿埋入。土地地面的點(diǎn)，應(yīng)挖坑用混凝土做墊層防止下沉，再用水泥砂漿將標(biāo)志和測釘粘結(jié)。

3 數(shù)據(jù)采集

首級平面控制網(wǎng)利用兩個D級GPS網(wǎng)點(diǎn)采用GPS靜態(tài)相對定位方法，采用約束平差法，通過固定兩點(diǎn)使用經(jīng)典自由網(wǎng)平差對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，得到三維坐標(biāo)，再由三維坐標(biāo)通過高斯投影得到高斯平面直角坐標(biāo)系的二維平面坐標(biāo)[2]。二級平面控制網(wǎng)與首級平面控制網(wǎng)連成閉合導(dǎo)線，使用全站儀進(jìn)行光電導(dǎo)線測量；三級平面控制網(wǎng)使用全站儀進(jìn)行光電導(dǎo)線測量[3]。高程控制網(wǎng)使用高精度電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行二等水準(zhǔn)測量[4]。

4 成果資料整理

將測量數(shù)據(jù)用EXCEL進(jìn)行編輯，使用函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出點(diǎn)位的坐標(biāo)值，并將坐標(biāo)值進(jìn)行歸類整理，形成數(shù)據(jù)庫。

對整個校園進(jìn)行數(shù)字化測圖，使用南方CASS9.1成圖。需測出所有控制點(diǎn)，以地面logo同名標(biāo)注。

5 結(jié)語

校園的測量控制網(wǎng)應(yīng)從滿足使用要求為出發(fā)點(diǎn)，認(rèn)真做出規(guī)劃設(shè)計(jì)后再進(jìn)行建造。建造過程中還應(yīng)協(xié)調(diào)好學(xué)校內(nèi)、外部關(guān)系，盡量不干擾其它部門的正常運(yùn)行。為保證控制網(wǎng)的質(zhì)量，還應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行長期的測量，更新測量控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫。

注釋及參考文獻(xiàn)：

[1]郝光榮，趙同龍，趙吉濤，等.基于不同專業(yè)的校園測量控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2007(2)：185-188.

[2]GB/T 18314-2009，全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范[S].2009

[3]GB 50026-2007，工程測量規(guī)范[S].2007

[4]GB/T 12897-2006，國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].2006

Research on the Method of Digital Surveying Control Network Construction of Vocational College Campus

ZHU Bao(
Chuzhou Vocational and Technical College,Chuzhou，Anhui 239000)

Constructing digital control network for survey training course,should pinpoint the use of control network to targeted construction.According to the training project of control network for classification and planning and design,embedded and mark control points,and collecting the coordinates of the control points,and finally establish the integrity of the database.

horizontal control network;vertical control network;GPS;leveling;traverse survey

P221

A

1673-1891（2015）02-0052-03

2015-03-05

滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目“滁職院數(shù)字化測量控制網(wǎng)的構(gòu)建”研究成果（項(xiàng)目編號：zlgc2013036）。

朱寶（1984-），男，安徽滁州人，碩士，講師，全國一級注冊建造師，全國招標(biāo)師，研究方向：工程建設(shè)管理。