北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文.docx

资源描述

北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文.docx

《北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文.docx

北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文

存档号：

学号：

200908031003

石家庄铁路职业技术学院

毕业设计

凤凰置地地下车库三维测量

系部:

测绘工程系

专业名称:

工程测量

指导教师:

孙玉梅

班级:

80931班

姓名:

二○一二年四月

石家庄铁路职业技术学院

北京市朝阳区三元桥凤凰城三维测量方案毕业论文

第一章前言

三维测量，是在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度的测量，又称为三坐标测量。

三维测量可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标（X、Y、Z）及各项功能的测量”。

三维测量的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。

1.1景观制作要求

一、建模范围与原则

1.地形地貌：

按照同材质地面为单面进行划分；

2.道路及其附属设施：

含路面、路灯、桥梁、交通指示牌、路牌、公交站牌、交通指示灯、交通岗亭等设施；

3.植被：

含街头绿化带、路中绿化带、园林、草地、花坛、独立树木等；

4.建筑物附属设施：

围墙、凉亭、游乐设施、体育设施、石凳、石桌、雕塑、消防栓、变电箱等；

5.水系：

含河流、湖泊、水塘、沟渠、水库、喷泉等（城市排水沟、排污沟暂不建模）。

注：

地形面、道路面、绿地、水域等进行拼接后无缝隙、无重叠。

1.2测量内容

一、景观

1.交通标志牌、交通指示牌—位置、尺寸、高度；

2.路灯—位置、高度；

3.红绿灯—位置、尺寸、高度；

4.公交站台—位置、详细表示各部件尺寸、围栏、站台名、广告牌位置及尺寸（有顶棚的量取顶棚尺寸）；

5.花坛—高度；

6.公园里的游乐设施实测外围边界；

7.过街天桥—位置、尺寸、高度、厚度（数台阶数）；

8.电话亭—高度、位置；

9.桥梁厚度及桥梁附属设施全部实测（不依比例尺的桥墩全部实测）；

10.路名牌位置、尺寸、高度；

11.路边各类杆均实测位置、高度，并调查种类；

12.量取行树两端准确位置，并量取行树间距；

13.岗亭位置、高度；

14.雕像位置、外围最小矩形尺寸；

15.公园或河流两岸人文建筑（台阶、柱子、栏杆等）的尺寸。

除上述以外所有道路上的隔离带、栅栏的位置、高度，所有地物均拍摄照片，如有遗漏部分视内业需求随时补充，所有量测的数据均展绘到dwg图上。

二、建筑物

1.建筑物支柱：

四边形的实测长、宽，圆形的实测周长；

2.企事业单位的大门：

实测大门的高度、长度，以及大门两边圆柱的高度、周长，方形柱子则实测长、宽、高；

3.建筑物阳台：

实测起始阳台离地面高度；

4.底商建筑物：

实测底商每层高度；

5.建筑物台阶：

实测台阶数量、尺寸（室外台阶宽度、高度）

6.架空建筑物：

实测架空部分的长、宽、高；

7.建筑物入口伸出长度大于50厘米的雨台，实测厚度；

8.建筑物与建筑物之间架空的门廊、通廊，实测高度（实体下表面和上表面之间的高度）；

9.实测围墙的平面位置、高度、厚度、围墙上栏之间的距离（如果没有则不需要）；

10.墙面凸、凹部分大于50厘米以上的（包括屋檐），实测具体的凸、凹尺寸；

11.实测底商、公建广告牌的高度。

12.建筑物建模小组提供的部分需要修测、补测的建筑物，包括实测建筑物的高度。

1.3三维测量的基本原理

三维测量的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮度等。

三维测量的基本原理很简单，就是基于三角测量的原理，即相对被测点P有两个测量点A，B，并相对的有两个测量角，如下图：

图1基于三角测量原理的3D检测

故可得被测点距离

原理是相对简单的，但难点在于，如何让计算机寻找到被测物体上的对应点，即寻找点P。

一种方法是双目视差法，即利用两台或多台相机，拟人眼的双目视差原理得到3D信息。

但这样做的缺点在于，测量的图像匹配起来困难，并且只能测量特征点，而对于无特征点很难测量。

故卢教授想到利用投影测量法，即在图1中对应A点放置一投影仪，B点放置一相机，通过投影的方式在图像上找到点P，原理图如下：

图2投影法测量系统

第二章三维测量准备工作

2.1全站仪测量仪器

一、重要部件

1.各部件名称

2.键盘

按键功能：

按键

名称

功能

POWER

电源键

控制电源的开/关

F1~F4

软件

功能参见所显示的信息

0~9

数字键

输入数字，用于欲置数值

A~/

字母键

输入字母

Tab

Tab键

光标右移或下移一个字段

B.S

后退键

输入数字或字母时，光标向左删除一位

Ctrl

Ctrl键

同PC上Ctrl键功能

Shift

Shift键

同PC上Shift键功能

Alt

Alt键

同PC上Shift键功能

Func

Func键

执行软件定义的具体功能

S.P

空格键

输入空格

输入面板键

显示输入面板

光标键

上下左右移动光标

字母切换键

切换到字母输入模式

★

星键

用于仪器若干常用功能的操作

ESC

退出键

退回到前一个显示屏或前一个模式

ENT

回车键

数据输入结束并认可时按此键

二、安置仪器

将仪器安装在三角架上，精确整平和对中，以保证测量成果的精度。

（一）、利用垂球对中与整平

1.架设三角架

1）首先将三角架打开，使三角架的三腿近似等距，并使顶面近似水平，拧紧三个固定螺旋。

2）使三角架的中心与测点近似位于同一铅锤线上。

3）踏紧三角架使之牢固地支撑于地面上。

2.将仪器安置到三角架上

将仪器小心地安置到三角架顶面上，用一只手握住仪器，另一只手松开中心连接螺旋，在架头上轻移仪器，直到锤球对准测站点标志的中心，然后轻轻拧紧连接螺旋。

3.利用圆水准器粗平仪器

1）旋转两个脚螺旋A、B，使圆水准器气泡移到与上述两个脚螺旋中心连线相垂直的直线上。

2）旋转脚螺旋C，使圆水准气泡居中。

4.利用管水准器精平仪器

1）松开水平制动螺旋,转动仪器使管水准器平行于某一对脚螺旋A、B的连线，再旋转脚螺旋A、B，使管水准器气泡居中。

2）将仪器绕竖轴旋转90°\u65292X再旋转另一个脚螺旋C，使管水准器气泡居中。

3）再次旋转仪器90°,重复步骤①、②，直到四个位置上气泡居中为止。

（二）、利用光学对中器对中

1.架设三角架

将三角架伸到适当高度，确保三腿等长、打开，并使三角架顶面近似水平，且位于测站点的正上方。

将三角架腿支撑在地面上，使其中一条腿固定。

2.安置仪器和对点

将仪器小心地安置到三角架上，拧紧中心连接螺旋，调整光学对点器，使十字丝成像清晰。

双手握住另外两条未固定的架腿，通过对光学对点器的观察调节该两条腿的位置。

当光学对点器大致对准测站点时，使三角架三条腿均固定在地面上。

调节全站仪的三个脚螺旋，使光学对点器精确对准测站点。

3.利用圆水准器粗平仪器

调整三角架三条腿的长度，使全站仪圆水准气泡居中。

4.利用管水准器精平仪器

1）松开水平制动螺旋，转动仪器，使管水准器平行于某一对脚螺旋A、B的连线。

通过旋转脚螺旋A、B，使管水准器气泡居中。

2）将仪器旋转90℃，使其垂直于脚螺旋A、B的连线。

旋转脚螺旋C，使管水准器泡居中。

5.精确对中与整平

通过对光学对点器的观察，轻微松开中心连接螺旋，平移仪器（不可旋转仪器），使仪器精确对准测站点。

再拧紧中心连接螺旋，再次精平仪器。

此项操作重复至仪器精确对准测站点为止。

三、坐标测量

（一）、基本测量

在WinCE桌面上双击图标“

”，进入Win全站仪功能主菜单，如下图示：

单击“

”，进入基本测量功能。

屏幕显示如下图所示：

各功能键说明：

功能键显示在屏幕底部，并随测量模式的不同而改变。

下表列举了各测量模式下的功能键：

模式

显示

软键

功能

置零

水平角置零。

置角

预置一个水平角。

锁角

水平角锁定。

复制

水平角重复测量。

垂直角/百分度的转换。

左/右角

水平角左角/右角的转换。

模式

设置单次精测/N次精测/连续精测/跟踪测量模式。

m/ft

距离单位米/国际英尺/美国英尺的转换。

放样

放样测量模式。

悬高

启动悬高测量功能。

对边

启动对边测量功能。

线高

启动线高测量功能。

模式

设置单次精测/N次精测/连续精测/跟踪测量模式。

设站

预置仪器测站点坐标。

后视

预置后视点坐标。

设置

预置仪器高度和目标高度。

导线

启动导线测量功能。

偏心

启动偏心测量（角度偏心/距离偏心/圆柱偏心/屏幕偏心）功能

（二）、设置测站点坐标

设置好测站点（仪器位置）相对于原点的坐标后,仪器便可求出显示未知点（棱镜位置）的坐标。

操作示例：

操作步骤

按键

显示

1.单击[坐标]键，进入坐标测量模

[坐标]

2.单击[设站]键。

[设站]

3.输入测站点坐标，输入完一项，单击[确定]或按[ENT]键将标移到下一输入项。

[确定]

4.所有输入完毕，单击[确定]或按[ENT]键返回坐标测量屏幕。

[确定]

（三）、设置后视点

操作示例：

操作步骤

按键

显示

1.单击[后视]键，进入后视点设置功能。

[后视]

2.输入后视点坐标，输入完一项，单击[确定]或按[ENT]键将光标移到下一输入项。

[确定]

3.输入完毕，单击[确定]。

[确定]

4.照准后视点，单击[是]。

系统设置好后视方位角，并返回坐标测量屏幕。

屏幕中显示刚才设置的后视方位角。

[是]

（四）、设置仪器高/棱镜高

坐标测量须输入仪器高与棱镜高，以便直接测定未知点坐标。

操作步骤

按键

显示

1.单击[设置]键，进入仪器高、目标高设置功能。

[设置]

2.输入仪器高和目标高，输入完一项，单击[确定]或按[ENT]键将光标移到下一输入项。

输入仪器高和目标高

3.所有输入完毕，单击[确定]或按[ENT]键返回坐标测量屏幕。

[确定]

（五）、坐标测量的操作

在进行坐标测量时，通过设置测站坐标、后视方位角、仪器高和棱镜高，即可直接测定未知点的坐标。

●设置测站点坐标的方法，参见“二、设置测站点坐标”。

●设置仪器高和棱镜高，参见“四、设置仪器高和棱镜高”。

●未知点坐标的计算和显示过程如下：

测站点坐标：

（N0,E0,Z0）

仪器中心至棱镜中心的坐标差：

（n,e,z）

未知点坐标：

（N1，E1，Z1）

N1=N0+n

E1=E0+e

Z1=Z0+仪器高+z–棱镜高

操作示例：

操作步骤

按键

显示

1.设置测站坐标和仪器高/棱镜高。

※1）

2.设置后视方位角。

※2）

3.照准目标点。

※3）

4.单击[坐标]键。

测量结束，显示结果。

※4）

[坐标]

※1）若未输入测站点坐标，则以上次设置的测站坐标作为缺省值。

若未输入仪器高和棱镜高，则亦以上次设置的代替。

※2）参见“三、设置后视点”。

※3）单击[模式]键，可更换测距模式（单次精测/N次精测/重复精测/跟踪测量）。

※4）要返回正常角度或距离测量模式可单击[测角]/[测距]键。

2.2GPS仪器测量

一、重要部件

1.各部件名称

图2.2-1GPS接收机的液晶面

（1）———操作按键

（2）———液晶显示屏

（3）———基座连接器

图2.2-2S86GPS接收机接的插件面

（4）———插卡处

（5）———通讯电缆接口，为五针口。

（6）———外接电缆接口，为七针口。

（7）———充电器接口，为四针口。

说明：

主机接口如图2.2-2所示，COM2为电台接口，用来连接基准站外置发射电台，为五针接口。

COM1/USB为数据接口，用来连接电脑传输数据，或者用手簿连接主机时使用。

CH/BAT为主机电池充电接口。

2.按键和指示灯

指示灯位于液晶屏的两侧，左侧的TX灯、RX灯为发信号指示灯接信号指示灯，BT灯、DATA灯分别为蓝牙灯和数据传输灯。

按键从左到右依次为重置键、两个功能键和开关机键。

它们的信息如下表所示；

各种模式下指示灯状态说明：

项目

功能

作用或状态

开机键

开关机，确定，修改

开机，关机，确定修改项目，选择修改内容

或

翻页，返回

一般为选择修改项目，返回上级接口

重置键

强制关机

特殊情况下关机，不会影响已采集数据

DATA灯

数据传输灯

按采集间隔或发射间隔闪烁

BT灯

蓝牙灯

蓝牙接通时BT灯长亮

TX灯

发信号指示灯

按发射间隔闪烁

1）静态模式

DATA灯按设置的采样间隔闪烁。

2）基准站模式（电台）

TX、DATA同时按发射间隔闪烁。

3）移动站模式（电台）

RX灯按发射间隔闪烁。

DATA灯在收到差分数据后按发射间隔闪烁。

BT（蓝牙）灯在蓝牙接通时长亮。

4）GPRS模块工作模式

正常通讯时TX、RX交替显示。

DATA灯在收到差分数据后按发射间隔闪烁。

TX常亮时为有错误，错误类型按RX灯的闪烁方式判断：

RX灯快闪，卡无GPRS功能，或欠费停机，或APN错误，或用户密码注册被网络拒绝。

RX灯闪1次，无基站或移动站与其相连，VRS_NPRIP时为错误注册码或等待验证，此时网络是通的。

RX灯闪2次，连接被服务器断开。

RX灯闪3次，无天线或信号太差，等网络信号。

RX灯闪4次，TCP连接超时，可能IP或端口不正确。

RX灯闪5次，无知的错误。

TX、RX同时点亮为CLOSE状态。

二、内容与操作

（一）、观测前的准备

1.关闭自动关机功能：

开始/设置/系统/电源，关闭两种自动关机功能。

2.关闭红外线传输功能：

开始/设置/连接/无线数据交换，关闭无线数据交换功能。

（二）、基础站操作

1.“设置”－“作业”－“新建”，新建一个作业。

2.输入“作业名称”，如：

“Base20111001”,然后按：

﹝OK﹞。

（“作业”和“说明”是可选的）

3.“设置”－“选项”－“参考”，选择时区等信息。

4.从“时间”选项中选出正确的的时区，如“GMT＋8Beijing,HK”,然后按﹝设置﹞。

5.“设置”－“GPS”－“控制”－“DGPS”,输入采样率等信息。

6.“设置”－“GPS”－“基准站”－“测站”，设置基准站。

7.在“基准站信息”界面输入“测点”和坐标。

如果基准站坐标未知，按﹝自动﹞实测该点坐标。

8.按﹝继续﹞，输入天线信息等，按﹝设置﹞。

此时会提示“基准站设置成功！

”。

（三）、流动站操作（点测量）

1.同基准站的操作，新建一个作业，如R2011001P，设置时区等信息。

2.“设置”－“GPS”－“控制”－“DGPS”，输入采样率、3DSigma限差等信息，特别是“No.ofAvg.Measfortopo（点平均测量次数）”一值，如3次。

3.“测量”－“点测量”，进入点测量界面。

按﹝观测﹞，输入测点点号、天线高的类型（垂高、斜高）、天线类型、编码、串等信息，按﹝开始﹞则开始观测。

当观测坐标达到设定的3DSigma限差，仪器则自动存储坐标，并自动进入下一次观测，一直到设定的点平均测量N次都测完为止。

三、技术指标

静态平面精度：

±3mm＋1ppm,

静态高程精度：

±5mm＋1ppm,

静态作用距离：

优于100公里

静态内存：

内置64M

RTK平面精度：

±1cm＋1ppm

RTK高程精度：

±2cm＋1ppm

RTK作用距离：

优于8公里

RTK初始化时间：

典型15秒

第三章实测

3.1图根控制测量

一、全站仪三维导线布设和施测

（一）控制测量目的与作用

1.为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网和高程控制网。

2.控制误差的积累和传播

3.作为进行各种碎部测量的基准

（二）控制测量

1.平面控制测量：

测定各平面控制点的坐标X、Y

（三）图根控制点布设方法——导线法

导线网：

测定各边的边长和相邻边的夹角，如下图：

（四）导线测量的技术指标：

二、导线测量的外业工作

1.踏勘选点及建立标志

1）资料搜集：

测区及附近已有地形图和控制点

2）导线点位置的选择

a相邻导线点间要通视；

b应选在土质坚实处，以保存和安置仪器；

c视野开阔，便于碎部测量；

d相邻导线的边长应大致相等；

e导线点应分布均匀，以便控制整个测区。

三、导线测量外业数据，如下表：

导线测量记录表

测

站

竖盘

位置

目

标

水平度

盘读数

（°′″）

半测回角度

（°′″）

一测回平

均角值

（°′″）

距离

距离平

均值

高程

左

00000

1072531

1072535

11.867

30.393

1072531

35.290

右

2872530

1072539

35.290

1795951

11.867

左

00001

920834

920835

36.798

11.863

30.394

920835

11.863

右

2720830

920836

11.863

36.798

1795954

36.798

左

00000

764208

764213

19.727

26.762

764208

36.806

右

2564213

764217

36.814

36.810

1795956

19.727

左

00000

881145

881144

32.136

26.766

881145

19.730

右

2681137

881144

19.730

1795953

32.136

左

00000

2882351

2882356

43.388

26.770

2882351

32.137

右

1082351

2882460

32.136

32.137

1795951

43.388

左

00000

3104443

3104441

39.249

30.399

3104443

43.391

右

1304438

3104438

43.391

1800000

39.248

左

00000

2910626

2910629

35.695

30.401

2910626

39.253

右

1110622

2910632

39.253

1795950

35.695

左

00000

51709

35.286

30.393

51706

35.693

右

1851706

51712

35.692

35.693

1795954

35.286

3.2碎步测量

一、地形图碎步测量要点

1.首先应熟悉仪器。

2.在平原地区，野地地形较简单，但主要沟坎不可放过，因地势较平坦，高程点可以稀一些，但有明显起伏的地方，高处应延坡走向有一排点，坡下有一排点，这样画出的等高线才不会变形，画上沟坎后，等高线钻进沟坎，这样等高线才不会相交。

平原地区的房屋应在一排房的两边控制，不可以用短边两点和长边距离画房，那样误差太大。

有必要时该上房则上房，可以得到事半功倍的效果。

有些地方无法看到，可用仪器把周围打出来，里面的用钢尺量，不要以为钢尺量的不准，实践证明，量出来的和测的一样准，而且可以提高效率。

测图时一定要注意电杆的类别和走向以及是否有地下接口。

有的电杆上边是输电线，下边是配电线或通讯线，应画主要的。

成行的电杆不必每一个都测，可以隔一根测一根或隔几根测一根，因为这些电杆是等间距的，在做内业时可用等分插点画出，精度也很高，但有转向的电杆一定要测。

道路要测一边，量出路宽，这样画出来才好看。

地下光缆不可放过，但有些光缆，例如国防光缆须经某些部门批准方可在图上标出。

测量员要对各种地形地物有一个总体概念，知道什么地物由几个点画出，一般点壮物一个点，线壮物两个点，圆形建筑物三个点，矩形建筑物四个点……这也是对测图软件的熟悉程度。

3.碎步草图，在山区要和地形联系起来。

房屋相对位置要画好，这样回去后便于处理内业和查错。

有写地物如电杆，井盖，可提出单独画，会使草图清晰不乱。

二、碎步测量的注意事项

1.在碎步测量支站时，有时站支的太远，定向要跑很远，为了避免这样，你可以一下支出两站，让两站较进，一个做摆站点，一个做定向点。

2.有些全站仪，如苏一光，在换电池后须重新定向，但跑尺的正在另一个山上或很远，再去定向很费时费事，你除了可以在搬站时换电池，还可以在电池快没电之前，先测一个点，然后换下电池，再用测的这个点定向，问题就解决了。

计算机技术的迅速发展和信息革命浪潮的冲击测绘必然由自动化、数字化、信息化方向发展。

数字测图取代模拟测图将成为必然。

目前数字测图有两种模式：

1.数字测记模式：

野外测记，业成图。

一般使用的仪器是全站仪，测量时全站仪直接记录点号、三维坐标，但是不能记录点间连接方式，同时配画标注测点点号的人工草图，到室内将坐标直接从全站仪传入计算机，然后根据草图采用人机交式编辑成图。

这种方法成本交低，且精度交高，被普遍采用。

2.电子平板测绘模式：

内外业一体化，所显即所测，实时成图。

电子平板模式——全站仪＋便携机＋测图软件，外业测图时同时把数据传给计算机绘图，从而使数字测图的质量和效率全面超过白纸测图。

随着便携机价格的下降，电子平板将发展成数字测图的住流。

随着科技的进一步发展，数字测图将向自动化方向发展。

1）全站仪自动跟踪测量模式。

测站为自动跟踪是全站

展开阅读全文