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聯(lián)系三角形測量演示文稿當(dāng)前第1頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形測量當(dāng)前第2頁\共有26頁\編于星期三\10點abca′b′c′投點及連接測量方法O1O2ABA′B′O1O2聯(lián)系三角形3、一井定向目的:將地面點坐標(biāo)和方位角傳遞到地下聯(lián)系三角形當(dāng)前第3頁\共有26頁\編于星期三\10點2、施測方法在隧道兩端盾構(gòu)井附近(盡可能在隧道軸線方向上)各布設(shè)一控制點(此處假設(shè)為A和B。A和B應(yīng)為地面控制點),并要求A、B兩點相互通視。在盾構(gòu)井井口附近(盡量在隧道軸線的上方)設(shè)一強制對中控制點JS(井上近井點),每次進(jìn)行聯(lián)系三角形定向時,均通過A、B兩點對近井點進(jìn)行檢測。在豎井內(nèi)懸掛3根直徑0.3mm的具有相當(dāng)強度和韌性的鋼絲至井底,下端各掛以10kg左右的重錘,并置于油桶中,如圖1所示。聯(lián)系三角形當(dāng)前第4頁\共有26頁\編于星期三\10點地面近井點端一根為O1,對面兩根為O2
和O3,定向角O2-JS-O1
和O3-JS-O1小于1°,O1
與O2和O1與O3之間的距離盡可能大,邊長JS-O1與O1-O2和JS-O1與O1-O3之比要小于1.5,3根鋼絲與JS形成兩個狹長的直伸形三角形。在JS的同一方向的隧道內(nèi)安置一強制對中點JX(井下),此點也可以是地下導(dǎo)線點,JX與3根鋼絲的關(guān)系同JS。在隧道內(nèi)設(shè)一導(dǎo)線點DX1,DX1與JX的距離不小于120m。3根鋼絲的相互位置關(guān)系及其與測站的位置關(guān)系嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。待重錘穩(wěn)定后,井上和井下利用測角精度高于2″級的儀器同時進(jìn)行觀測。井上以A或B為后視方向,井下以DX1為后視方向,方向觀測采用全圓法9測回。聯(lián)系三角形當(dāng)前第5頁\共有26頁\編于星期三\10點邊長測量不使用傳統(tǒng)的鋼尺量距,采用了新的測量方法,即在鋼絲上粘貼反射片,利用全站儀光電測距的方法來測量邊長,鋼絲間的距離利用對邊測量方法得到。這種方法不但速度快,而且精度也較高,完全符合限差的要求。邊長丈量各3次,3次互差小于1mm,同一邊井上和井下較差小于2mm。聯(lián)系三角形當(dāng)前第6頁\共有26頁\編于星期三\10點3、聯(lián)系測量數(shù)據(jù)處理3.1聯(lián)系三角形平差計算聯(lián)系測量三角形最有利的形狀為直伸形如圖2所示,γ和α應(yīng)接近于零,最大不能大于1°。聯(lián)系三角形當(dāng)前第7頁\共有26頁\編于星期三\10點三角形三邊平差聯(lián)系三角形的三條邊都需實測,因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理前,應(yīng)消除由于量測誤差產(chǎn)生的矛盾。在圖2中,JS是地面近井點,γ為所測的聯(lián)系三角形的夾角,O1與O2為懸掛的鋼絲,a、b和c為用實際測量所得的3條邊。設(shè)d為c邊的計算值,根據(jù)余弦定理,其表達(dá)式為:由于γ和α是接近于零的角,因此可以認(rèn)為:d=b–a,cosγ=1,將這兩個值用于式(1)中并進(jìn)行相應(yīng)變換后則有下式:聯(lián)系三角形當(dāng)前第8頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形當(dāng)前第9頁\共有26頁\編于星期三\10點三角平差用平差后的邊計算α、β角。由正弦定理,根據(jù)a′、b′、c′求出三角形的另兩個角β和α,并對α、β值進(jìn)行三角形內(nèi)角和檢查,若有少量不符值,則將其平均分配于α、β中,消除不符值。聯(lián)系三角形當(dāng)前第10頁\共有26頁\編于星期三\10點3.2導(dǎo)線推算根據(jù)傳遞方向選擇經(jīng)過長邊(b)小角(α)路線的原則,把地面控制網(wǎng)的方向角傳遞到O1O2上。對于地下聯(lián)系三角形的3條邊應(yīng)按照式(1)、(3)和(4)作同樣的預(yù)處理,再將O1O2上的方向角通過1′O2′傳遞到隧道內(nèi)起始邊上。由于掛了三根鋼絲,推算時可以有左右兩條路線,對兩條路線的結(jié)果進(jìn)行平均。聯(lián)系三角形當(dāng)前第11頁\共有26頁\編于星期三\10點地下導(dǎo)線起始邊方位角推算BAA′B′O1O2O1O2BA聯(lián)系三角形當(dāng)前第12頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形平差步驟:bcaO1O2A(1)計算兩吊垂線間距。(2)檢核計算。(3)計算三角形邊長改正數(shù)。(4)計算β角和γ角。(5)求閉合差并進(jìn)行改正。聯(lián)系三角形當(dāng)前第13頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形的最有利形狀A(yù)O1O2ba當(dāng)前第14頁\共有26頁\編于星期三\10點AO1O2(1)兩垂線之間距離盡可能遠(yuǎn)。(2)應(yīng)為伸展形狀,不能大于1°。O1O2O1O2(3)b/a的數(shù)值應(yīng)大約等于1.5。Aab測距精度的影響測角精度的影響聯(lián)系三角形的最有利形狀當(dāng)前第15頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形的最有利形狀b<cO1O2Abca當(dāng)前第16頁\共有26頁\編于星期三\10點O1O2(4)傳遞方向應(yīng)經(jīng)過小角。BAA′B′路線對應(yīng)的角度1234√√聯(lián)系三角形的最有利形狀當(dāng)前第17頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形測量是一種比較有效的豎井定位定向方法,其中測角誤差是影響方位傳遞精度的重要因素。為使定向的效果更佳,聯(lián)系三角形角度布設(shè)得越小越好,聯(lián)系三角形邊長比例也越小越好,盡量布設(shè)成直伸三角形。注意事項:A:距離測量時采用在鋼絲上貼反射片,利用對邊測量方法測量距離,這對貼片測距的精度需要進(jìn)行驗證。在測量之前,利用貼片測距和標(biāo)準(zhǔn)基線尺長度進(jìn)行了對比驗證,如果測距的較差均在1mm之內(nèi),說明此方法是可行的。另外,對邊測量是儀器內(nèi)設(shè)的功能,這對于距離就無法進(jìn)行儀器的加常數(shù)改正,由于聯(lián)系三角形為直伸形,幾乎接近直線,所以加常數(shù)幾乎可以抵消。聯(lián)系三角形當(dāng)前第18頁\共有26頁\編于星期三\10點B:由于直伸形三角形,其γ角度很小,只有幾十分,這對于計算鋼絲間距離的公式(3)中的第三項的影響(可能只有零點幾
毫米
左右)幾乎可以忽略,那么如果γ角的測量中有幾秒的粗差的話這一項的變化就更微小,那就根本就無法檢測到粗差。因此,對γ角的觀測要精確。C:根據(jù)聯(lián)系測量自身的特點,其吊錘擺臂長,擺動的速度慢,擺動周期用時也長。特別是吊錘擺動將近靜止時,擺幅很小,擺動的速度特別慢,在左、右擺動的頂點會有一個停頓,這樣會造成一個隱形穩(wěn)定。那么在井下觀測的時候很有可能造成某個方向有幾秒的偏差。假設(shè)在觀測中JX-O2′方向處加入了4秒的粗差,三角形平差計算仍完全符合限差。但是兩條路線結(jié)果互差就會變大″,4″粗差經(jīng)過角α又被放大了,如果沒有懸掛三根鋼絲那么無法進(jìn)行檢核。而一旦懸掛三根鋼絲進(jìn)行觀測,對左右路線結(jié)果進(jìn)行平均后便可以使粗差減小,因此懸掛三根鋼絲組成兩條不同推算路線是必要的。聯(lián)系三角形當(dāng)前第19頁\共有26頁\編于星期三\10點D:三邊改正數(shù)va、vb、vc并不一定是死套公式va=-d/3;vb=+d/3;vc=-d/3,而應(yīng)是三角形中最大邊之改正數(shù)v大改=+d/3,其余兩個短邊改正數(shù)v短改=-d/3。E:定向時,圖形條件的選擇宜盡量使兩個銳角小。F:在進(jìn)行三角形聯(lián)系測量數(shù)據(jù)處理時,要先進(jìn)行邊長平差,然后再進(jìn)行角度平差計算。如果,過程反過來(利用測邊先進(jìn)行角度計算、分配,然后利用平差的角度再進(jìn)行邊長計算、分配)則精度會降低。(似條件平差方法-----對邊長進(jìn)行較嚴(yán)密計算,對簡易平差計算進(jìn)行檢核。)G:測邊時測定溫度和氣壓,現(xiàn)場輸入全站儀進(jìn)行氣象改正,儀器的加乘常數(shù)也同時自動改正。不論什么方法,由于三角形的邊長較短,很小的邊長誤差都可能引起較大的角度誤差。因此,對邊長的計算和測量過程,邊長要求精確到0.01mm。聯(lián)系三角形當(dāng)前第20頁\共有26頁\編于星期三\10點三角形聯(lián)系測量優(yōu)缺點:其優(yōu)點是運用普遍,精確度高,但缺點也比較突出,就是對鋼絲穩(wěn)定度要求高,觀測繁瑣,時間長,計算量大,而且對現(xiàn)場施工影響較大,施作時要求豎井上下的工作面必須停止工作。當(dāng)前第21頁\共有26頁\編于星期三\10點1、新方法的測量原理豎井聯(lián)系測量新方法的測量原理是:在進(jìn)行聯(lián)系測量之前,首先按照三等導(dǎo)線測量精度,將豎井附近的地面控制點坐標(biāo),引測到井口附近,埋設(shè)兩個近井點A、A′,如圖A所示。利用全站儀在已知地面控制點上測量A、A′的坐標(biāo);在豎井內(nèi)懸吊兩根吊錘線O1、O2(吊錘線O1、O2的間距盡可能地大),在吊錘線上、下部固定塑料反射片;然后,全站儀分別架設(shè)在近井點A、A′上,采用雙測站極坐標(biāo)測量的方法,測量后視邊到O1、O2的角度以及測站到O1、O2的距離,此時的距離測量全部為全站儀對反射片的直接測距;再利用雙測站極坐標(biāo)的測量原理,可計算出吊錘線O1、O2在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)值。O1、O2的坐標(biāo)計算公式為:聯(lián)系三角形豎井聯(lián)系測量的新方法(或改進(jìn)方法)當(dāng)前第22頁\共有26頁\編于星期三\10點圖A豎井聯(lián)系測量新方法剖面示意聯(lián)系三角形豎井聯(lián)系測量的新方法(或改進(jìn)方法)當(dāng)前第23頁\共有26頁\編于星期三\10點聯(lián)系三角形豎井聯(lián)系測量的新方法(或改進(jìn)方法)當(dāng)前第24頁\共有26頁\編于星期三\10點如圖B所示,獲得吊錘線的地面坐標(biāo)后,分別在井下布設(shè)的導(dǎo)線點B、B’上架設(shè)儀器,按地面上相同的測量精度,測量測站到O1、O2的角度θ以及測站到O1、O2的距離S1、S2,井下的距離測量也全部為全站儀對反射片直接測距;由于吊錘線O1、O2的坐標(biāo)值已求
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