后方交會在施工測量中的應用與分析

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前言：邊角后方交會在大頂子山航電樞紐工程的施工測量中得到了廣泛的應用，該工程為一等工程，工程規(guī)模為大一型、設計洪水位標冷為100年一遇，抗震烈度為6度。該工程是一座以航運、發(fā)電和改善哈爾濱市水環(huán)境為主，同時具有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合功能的低水頭航電樞紐工程。

    問題的提出：在大頂子山航電樞紐工程的施工控制網(wǎng)加密過程中，受到地理條件的限制，首級控制網(wǎng)點之間相互不通視或通視條件不好，為此筆者采用了后方交會的辦法解決了施測過程中遇到的困難，在實際生產(chǎn)過程中取得了很好的效果。

一、觀測方法與基本原理

    結合現(xiàn)場實際情況，在首級控制網(wǎng)的基礎上，布設了加密控制網(wǎng)。根據(jù)松花江大頂子山航電樞紐廠房、泄洪閘、船閘土建工程所處的施工部位，本著便于整體控制，易于保存的原則，以首級控制網(wǎng)為基礎，在施工區(qū)周圍布設了JK01、JK02、JK03、JK04四個加密點。這些加密點，分布均勻，通視條件好，地基穩(wěn)定且不易被破壞，對整個施工區(qū)域可以進行全方位的觀測。加密控制網(wǎng)布設原則以首級控制點為基礎，并按二等的施測方安案做了一條閉合導線。

    由于首級控制點江南SN01、SN02、SN03、02-1之間互不通視，江北SN04、SN05互不通視。受地形、通視條件的限制，采取邊角后方交會的方法，加密了JK01點、JK02點，再由SN02-Jk01起算，復核JK02，在布網(wǎng)過程中，為了保證精度，在不同的測站使用不同儀器和由不同人員觀測，采取了增加多余觀測、增加測回數(shù)、強制歸心等措施，后視SN01 、SN02、02-1，使用徠卡TCR1800全站儀，觀測9個測回，經(jīng)過計算JK01點的誤差為2.3mm，達到二等的精度要求。JK01與JK02、 JK03 、JK04、SN02構成一條閉合導線。

    精度指標嚴格執(zhí)法《水利水電工程施工測量規(guī)范》（DL/T5173-2003）中二等控制網(wǎng)的技術要求。Mb<1.0”、Mp<（5~7）mm（注：Mb：測量角中誤差；Mp：平面控制網(wǎng)點的點位中誤差）。

    使用儀器及觀測方法。使用儀器為瑞士徠佧TCR1800系列全站儀，新建控制點采用具有強制歸心裝置的混凝土觀測墩，水平角觀測采用測回法，施測9個測回，同測回盤左、盤右所得角值較差小于4”，半測回歸零差小于6”，同方向各測回互差小6”；2C值互差小于9”，距離觀測采用電磁波測距（往返測），并進行了溫度和氣壓修正。

二、精度計算與分析

    1、平面部分精度計算，邊角后方交會法測量測站點的精度估算公式為：

　　{[1+(sin²β)/(K²-sin²β)]m²s+[1+(cos²β)/(K²-sin²β)] ²(s²m²β/ρ²)}

　　=±2.3mm<±(5~7)mm

　　其中：Mp JK01為測站點JK01的點位中誤差，單位為mm

　　β=27”06”11.4722”

　　K=363.9389273/363.9341726=1.000013065

　　m_s=0.0012855m

　　S=652.166462

　　M_β=0.0392

　　ρ=206265”

 

　　由于規(guī)范標準主要以點位中誤差來稀量平面控制網(wǎng)的精度，因此，通過上式的計算結果與規(guī)范規(guī)定的相應控制網(wǎng)等級相比照，得出計算結果的中誤差達到二等平面控制網(wǎng)的精度要求。
    2、控制網(wǎng)中導線點最弱點的點位中誤差;
　　Mp JK03=±√{m2s+[smp/ρ]2}
　　=±2.4mm<
　　其中：Mp JK03為測站點JK01的點位中誤差，單位為mm
　　ms為測距中誤差ms=0.002m
　　S測距邊邊長（平距）S =652.166462
　　Mβ=2”
　　ρ=206265”
　　Mp JK01與Mp JK03的值均在二等平面控制網(wǎng)點的點位中誤差限差要求；±(5~7)mm的范圍內，所以平面控制網(wǎng)精度達到二等的精度。
    3、高程部分精度分析：
　　對向觀測高差較差： （表一）

方向

直覘高差(m)

反覘高差(m)

差值（mm）

三等限差

±35√s(mm)

SN02至JK01

-47.6403

47.632728

7.57

±28.3

JK01至JK04

-11.565461

11.558404

7.06

±23.48

JK04至JK03

-1.083775

1.080118

3.66

±12.78

JK03至JK02

12.017591

-12.01619

1.40

±20.87

JK02至SN02

48.254082

-48.271076

-16.99

±29.15

　　環(huán)線閉合差Mh=h1+h2+h3+h4=-0.923
　　環(huán)線閉合差限差：Mh容= =±18.13mm
　　則 Mh 　　上述所有對向觀測高差較差均在三等高程控制網(wǎng)（光電測距三角高程導線測量）對向觀測高差較差的限差要求：±35√Smm的范圍內，環(huán)線閉合差值也在三等高程控制網(wǎng)（光電測距三角高程導線測量）環(huán)線閉合差的限差要求：±12√Lmm范圍內，所以高程控制精度達到三等精度。

三、結束語

    通過筆者的實踐與分析，文中的邊角后方交會在袖珍計算機的廣泛普及和應用的今天，不僅能夠解決實際工作中控制點相互不通視的困難，而且實踐證明這種方法效果很好，在今天的具體工作當中會有廣泛地應用。