全站仪对边测量在跨河水准测量中的应用QCWord文件下载.docx
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洪淮斌日期：
2004年12月16日
（3）跨河水准：
利用各种技术测量江河两岸水准点间高差的过程。
2、工程概况
福州市湾边大桥是福（州）至厦（门）高速公路复线工程的配套控制工程，是福建省重点工程。
大桥位于福州市湾边和闽侯县南屿，跨越福州市两大河流之一的乌龙江，大桥全长1874m，其中跨江部分1500m，主航道宽约500m。
该桥桥位靠近闽江口，每天受两次潮汐影响，退潮时除主航道外均为沙滩，徒步可通行。
主航道水深且急，徒步无法通行。
为了保证大桥施工放样的精度，保证大桥顺利合龙，必须对设置在两岸上的水准基点进行联测。
3、课题难点和特点
（1）河面宽：
既使在完全退潮期间，河面宽度仍有500m左右；
（2）精度高：
《规范》规定——桥梁高程施工控制网中，跨河两水准点间高差的中误差≯2mm；
（3）仪器少：
公司没有跨河水准测量所需的高精度水准仪和特制觇牌；
（4）时间紧：
建设单位要求在1月28日前举行开工典礼，为此项目部要求在1月21日前完成大桥的平面、高程控制测量及施工复测工作。
二、小组概况
1、小组概况
小组名称
注册号
FTJS:
2005-010-012
小组类型
创新型
成立日期
2004年12月1日
登记日期
重新登记日期
2005年1月10日
小组人数
5人
QC教育时间
平均48小时以上
活动时间
2004.12.10～2005.3.10
活动次数
8次
制表：
2、主要成员
序
姓名
性别
年龄
职称
文化程度
组内职务及分工
1
洪淮斌
男
32
工程师
大学
组长
2
王澄
28
助工
副组长
3
林凡
29
中专
对策实施／记录整理
4
戴天荣
34
大专
对策实施／资料收集
5
刘传标
62
高工
技术顾问
三、选题理由
（1）湾边大桥是福建省重点工程，业主、公司、项目部对该工程的施工提出了很高的要求；
（2）湾边大桥主桥为45+90+106+90+45m单肋拱加劲V型撑刚构－连续梁，引桥为预应力连续箱梁，高程控制是施工的关键之一；
（3）《规范》对跨河水准点间高差提出了很高的要求；
（4）公司目前没有配备跨河水准测量所需的高精度水准仪。
四、确定目标
1、活动目标
2004年12月13日
2、可行性分析
（1）小组成员具有丰富的工程测量经验，扎实的理论基础；
（2）小组成员具有良好的团队精神和很强的创新能力；
（3）公司和项目部领导非常重视工程实施的每一个环节，并且在人员、设备等方面给予大力支持。
经过分析论证，小组成员一致认为此目标能够实现。
五、方案选择
1、制定方案
通过熟读《规范》、查阅各种专业测量书籍、向兄弟单位咨询，结合现场地形条件和以往的施工测量经验，我们初步拟定了三种可行的跨河水准测量方案。
跨河水准测量方案
编号
测量方案
所需的仪器设备
一
传统的跨河水准测量
S1或S0.5高精度水准仪，特制觇牌
二
光电测距三角高程测量
全站仪或光电测距仪
三
全站仪
王澄日期：
2004年12月17日
2、方案比选
为了保证跨河水准测量方案经济可行、结果准确可靠，并能如期完成，我们运用头脑风暴法，对三个方案的优、缺点进行细致、全面的分析讨论，为下一步方案评估以及确保方案顺利实施打下坚实的基础。
跨河水准测量方案优、缺点对照表
优点
缺点
方案一
Ø
《规范》及各专业书籍中对观测的等级、方法、限差均有明确规定，按部就班即可顺利完成测量任务；
有成熟的经验可供借鉴；
结果的可靠性和准确性较高；
需购置两台高精度水准仪；
需专门制作观测用的觇牌；
需两台仪器同步对向观测；
测量操作较为繁琐，而且要求严格，对观测者、立尺者均有较高要求；
方案二
不需要另购仪器，可直接利用公司现有的仪器；
可收集到相关的经验供参考；
需对向观测，要求对向观测的大气条件相同或相近，受天气尤其是大气折光的影响很大；
测量时间较长；
测角的精度要求很高，远距离的高差精度很难保证；
可供参考的成功经验不多；
方案三
一次置镜即可完成观测，受天气和环境条件的影响小；
结果直接显示，人为误差小；
测量操作简单、快捷；
可供参考的资料很少；
棱镜高度的量取误差较大；
对全站仪的精度、稳定性、可靠性要求较高；
2004年12月23日
3、方案分析及评估
为了保证测量结果准确可靠，并用最经济的方案顺利完成跨河水准测量任务，我们在对三个测量方案的优、缺点进行比较的基础上，进一步对其可行性进行分析，并在小组内采用民主的方法对这三个方案进行评估，由此得出最终的结论。
方案评估时我们借鉴了加权平均的做法，经过充分的讨论，我们筛选出下4个因素作为测量方案评估的主要因素，并根据测量专业的特点确定了各因素的权重，具体如下：
a——可靠性，权重为5；
b——准确性，权重为4；
c——易操作性，权重为2；
d——经济性，权重为1。
每个因素的满分为5分。
跨河水准测量方案评估表
可行性分析
评估
结论
✓多年总结形成的成熟的测量方案，结果的可靠性、准确性都较高，是跨河水准测量的首选；
✓购置仪器需投入2～3万元，还要制作专用的观测觇牌；
✓测量过程较为繁琐；
✓公司缺少这方面的成功经验；
洪
王
林
戴
刘
得分
备选
a
115
b
92
c
22
d
6
合计
235
✓在理论上是可行的，但影响因素太多，包括大气条件等；
✓测量结果的误差与距离成正比，测量结果的精度不易保证；
✓测量过程最为繁琐；
✓无需增加投入；
否定
65
56
30
24
175
✓在理论上是可行的；
✓各影响因素的影响值可控制在一定范围内；
✓测量结果可靠性、准确性较高；
✓测量方案简单，易于掌握；
首选
95
84
44
247
4、结论
经过综合分析和民主评估，方案三即全站仪对边测量方案以其较高的可靠性和准确性、实施简单、无需增加投入，并可充分挖掘全站仪的潜力等优点受到了小组成员的青睐，一致同意将该方案定为首选方案。
六、制定对策
方案确定后，我们应用5W1H方法，分析论证该方案实施中存在的问题和难点，并制定了相应的对策，具体如下表：
全站仪对边测量方案对策表
问题
对策
目标
措施
负责人
时间
测角精度对测量结果影响大
提高角度测量精度
测角精度的影响值控制在可接受的范围内
使用经检定合格的高精度的全站仪；
选择合适的天气和地形；
减少仪器系统误差
2004.12.31
～
2005.1.20
棱镜高度误差大、棱镜下沉
提高棱镜量高精度，降低下沉影响
误差控制在1mm以内
采用水准仪测量棱镜高度；
观测过程中多次量取棱镜高；
优化对边测量观测顺序
大气折光、地球曲率及环境的影响
降低影响的程度
将影响降低到可接受的程度
通过查阅资料、现场调查，借鉴他人成功经验；
优化跨河位置；
2005.1.10
应观测多少测回，限差如何控制
确定观测的测回数和限差计算公式
保证测量结果的准确性和可靠性
从理论上分析计算所需测回数；
通过查阅资料，确定观测限差的计算公式
林凡日期：
2004年12月31日
七、实施阶段
1、实施一：
制定措施，提高测角精度，保证成果精度
为了保证所制定的措施更有针对性，我们首先从对边测量的原理入手，运用误差理论对其进行分析。
根据全站仪对边测量原理，由误差传播定律可得，全站仪对边测量高差的中误差公式如下：
其中，，。
则由此可知，高差误差的主要来源是距离、和测角精度，为此我们采取了如下措施：
（1）使用公司拥有的测角精度为1″的全站仪TOPCONGTS601。
（2）确保仪器处于正常的合格状态：
该仪器1个前刚刚经省计量检定站检定合格，各项技术指标均符合其标称值。
（3）选择合适的天气施测对边测量：
选择在风力微弱以及气温变化较小、呈像清晰稳定的阴天进行。
（4）选择最佳的地形：
经过多次实地踏勘，我们巧妙地利用北岸河堤丁坝和码头这些有利地形（如图2），不仅缩短了跨河的距离，而且使前、后视边长接近，两岸临时水准点高程相近且与置镜点的高差都很小。
这避免了观测过程中全站仪多次调焦所带来的影响，提高了测角、测距的精度。
戴天荣日期：
2005年1月12日
（5）观测时，全站仪微调螺旋最后旋转方向均为“旋进”，并严格按有关操作要求进行作业。
2、实施二：
采用水准仪量高法，提高棱镜高测量精度
如果采用钢尺按斜量法量取棱镜高度，其精度约为±
2～3mm
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