论文部分内容阅读
摘要：本文通过在沧州市南水北调配套工程可研阶段、初设阶段的纵断面测量工作的开展，总结了“坐标-高程法”在线路纵断面测量中的优点，为线路测量项目中的纵断面测量提供了新思路、新方法，提高了作业效率和成果质量。
关键词：南水北调 纵断面测量 桩号--高程法 坐标--高程法
A Discussion about method of Profile survey
FENG Xue-wei 1, LU Ji-feng 2
(1. Cangzhou Institute of Survey and Map,Cangzhou 061001,China
2. Cangzhou Institute of Hydrology Survey and Design, Cangzhou 061000,China)
Abstract: Through the development of South-North Water Transfer supporting Project in feasibility study stage and design stage in Cangzhou City,this article summarizes the merits of "coordinate - height method" in profile survey.It provides new ideas, new methods for profile survey,improves the quality of the working efficiency and achievement.
Key words: South-Nouth water transfer；Profile survey; pole number-height method; coordinate-height method.
中图分类号：TV 文献标识码：A
1 工程概况
沧州市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程是沧州市南水北调配套工程的重要组成部分，该项工程通过石津干渠和保沧干渠与南水北调中线总干渠相连，引水至各目标水厂，承担着向沧州市9个供水目标输送长江水的任务。供水目標涉及泊头市（泊头市城区和交河镇2个供水目标）、东光县、吴桥县、青县、肃宁县、献县、河间市及任丘市，共8个市（县）。工程引水线路总长173.5km，工程总投资约10.8亿元。
2 沧州市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程中纵断面测量方法介绍
2.1基本情况
在该项目的可研、初设阶段纵断面图测量、绘制完成后，均存在由于占地、城市规划建设等原因对线路局部进行调整的情况。由于可研、初设阶段纵断面不允许出现断链，因此除需对调整线路部分纵断面重新测量外，还需要重新生成整个纵断面图。为了能够准确、快捷地重新生成纵断面图，我单位在可研阶段采用的“桩号--高程法”基础上，总结经验，采用了“坐标--高程法”，较好地完成了纵断面测量任务。
2.2“桩号--高程法”
在可研阶段纵断面测量时，采用GPS—RTK方法直接测设各纵断面点至拐点桩的距离（即桩号）和高程以及附着物的桩号和高程，然后利用各纵断面点的桩号、高程及附着物的桩号和高程生成纵断面图的方式，该方法在线路调整时，需对调整线路以后的纵断面点和附着物桩号进行修正，再生成纵断面图。外业测量时需要外业记录附着物名称及桩号、累加各纵断面点的桩号，较容易出错。其成果的数据格式见表1：
表1 单位：m
2.3“坐标--高程法”
在初设阶段纵断面测量时，采用GPS—RTK直接测设纵断面点、附着物的坐标和高程，然后利用“工程测量数据采集及处理软件集成系统”采用坐标生成纵断面图的方式。在线路调整时，只需要把变线部分新测的坐标与高程点，替换掉原线路的坐标与高程点后，直接采用“工程测量数据采集及处理软件集成系统”生成纵断面图。该方法外业测量时，对纵断面点只需要直接采集坐标和高程，对附着物采集时，只需在点号或属性中输入附着物的简码即可。其成果的数据格式见表2：
表2 单位：m
3“坐标--高程法”在纵断面测量中的优点
3.1“坐标--高程法”作业效率高
在外业测量过程中，直接采集纵断面点的坐标和高程，省去了计算各断面点桩号的累加计算过程，略去了记录过程，将测量与记录合二为一，较大地提高了作业效率，降低了出错的几率。
3.2“坐标--高程法”纵断面图成果检查方便
采用“坐标--高程法”测量的纵断面点、附着物均可直接展绘在1：1000带状地形图上，成果检查时，只需对照展绘的纵断测量成果与地物是否一一对应即可。图1是在实际检查工作中，将外业采集的纵断面数据展绘在地形图的成果，由图中内容可知，纵断测量数据、纵断附着物调查数据与地形图的高程、地物一一对应，检查纵断测量错误与遗漏特别明了。“桩号—高程法”在检查时，只能一个个在地形图上重新量取附着物的桩号，再与调查表的桩号、附着物名称对应检查，速度较慢，容易遗漏。
图1
4“坐标--高程法”在纵断面测量中的缺点及改正措施
4.1“坐标--高程法”在纵断面测量中的缺点
“坐标--高程法”在使用外业采集的坐标数据，应用“工程测量数据采集及处理软件集成系统”软件进行桩号计算时，是按两点间的距离进行累加计算，其误差与采集纵断点坐标时点位偏离中心线的距离成正比，即采集点距中心线的垂直距离越远，计算的桩号与实际的桩号偏差越大。
4.2改正措施
对线路较短的线路(小于5km)，在纵断面点采集时，严格控制纵断面点偏离中心线的距离是可以保证最终的计算长度与设计长度基本一致。此时,为了保证测量数据与设计成果一致性,直接修改拐点的桩号为设计值即可。
对线路较长的线路，在纵断面点采集时，虽然严格控制纵断面点偏离中心线的距离，但随着纵断测量长度的增加，测量长度误差一直在增加，对于该情况，我们采取了从测量误差超过限差的拐点开始修正其桩号的办法进行解决。表3是在献县线路的计算数据，从表中可知，拐点13的计算桩号为17603.265米，而其设计桩号为17600.210米，需对计算桩号进行修正3.055米。根据“坐标--高程法”计算桩号的机理可知，在不考虑拐点13后面的点的自身桩号计算误差的情况下，各点均存在3.055米的误差，因此将拐点13与拐点14之间的点的桩号均修正3.055米，如拐点14与拐点15间的桩号均减少3.506米，其后的数据处理依此类推。
表3 单位：m
沧州市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程中初设阶段的纵断面测量均采用“坐标--高程法”完成，在单位质检部门对纵断面测量成果与地形图比对检查时，均未发现纵断面点桩号错误和附着物遗漏情况，各条线路的纵断面测量成果精度优良，为设计部门提供了优质的测量成果。在纵断面测量中采用“坐标--高程法”不仅提高了外业作业效率，同时也提高了内业效率和成果质量，为线路纵断面测量提供了新思路和方法。
参考文献
[1]SL197-97，水利水电工程测量规范（规划设计阶段）[S].
[2]CH/T2009—2010，全球定位系统实时动态测量（RTK)技术规范[S].
[3]河北省水利水电第二勘测设计研究院.河北省南水北调配套工程水厂以上输水管道工程初步设计工程技术规定[R].2012.
[4]王海城等。工程测量数据采集及处理软件集成系统操作手册[R].2007.
关键词：南水北调 纵断面测量 桩号--高程法 坐标--高程法
A Discussion about method of Profile survey
FENG Xue-wei 1, LU Ji-feng 2
(1. Cangzhou Institute of Survey and Map,Cangzhou 061001,China
2. Cangzhou Institute of Hydrology Survey and Design, Cangzhou 061000,China)
Abstract: Through the development of South-North Water Transfer supporting Project in feasibility study stage and design stage in Cangzhou City,this article summarizes the merits of "coordinate - height method" in profile survey.It provides new ideas, new methods for profile survey,improves the quality of the working efficiency and achievement.
Key words: South-Nouth water transfer；Profile survey; pole number-height method; coordinate-height method.
中图分类号：TV 文献标识码：A
1 工程概况
沧州市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程是沧州市南水北调配套工程的重要组成部分，该项工程通过石津干渠和保沧干渠与南水北调中线总干渠相连，引水至各目标水厂，承担着向沧州市9个供水目标输送长江水的任务。供水目標涉及泊头市（泊头市城区和交河镇2个供水目标）、东光县、吴桥县、青县、肃宁县、献县、河间市及任丘市，共8个市（县）。工程引水线路总长173.5km，工程总投资约10.8亿元。
2 沧州市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程中纵断面测量方法介绍
2.1基本情况
在该项目的可研、初设阶段纵断面图测量、绘制完成后，均存在由于占地、城市规划建设等原因对线路局部进行调整的情况。由于可研、初设阶段纵断面不允许出现断链，因此除需对调整线路部分纵断面重新测量外，还需要重新生成整个纵断面图。为了能够准确、快捷地重新生成纵断面图，我单位在可研阶段采用的“桩号--高程法”基础上，总结经验，采用了“坐标--高程法”，较好地完成了纵断面测量任务。
2.2“桩号--高程法”
在可研阶段纵断面测量时，采用GPS—RTK方法直接测设各纵断面点至拐点桩的距离（即桩号）和高程以及附着物的桩号和高程，然后利用各纵断面点的桩号、高程及附着物的桩号和高程生成纵断面图的方式，该方法在线路调整时，需对调整线路以后的纵断面点和附着物桩号进行修正，再生成纵断面图。外业测量时需要外业记录附着物名称及桩号、累加各纵断面点的桩号，较容易出错。其成果的数据格式见表1：
表1 单位：m
2.3“坐标--高程法”
在初设阶段纵断面测量时，采用GPS—RTK直接测设纵断面点、附着物的坐标和高程，然后利用“工程测量数据采集及处理软件集成系统”采用坐标生成纵断面图的方式。在线路调整时，只需要把变线部分新测的坐标与高程点，替换掉原线路的坐标与高程点后，直接采用“工程测量数据采集及处理软件集成系统”生成纵断面图。该方法外业测量时，对纵断面点只需要直接采集坐标和高程，对附着物采集时，只需在点号或属性中输入附着物的简码即可。其成果的数据格式见表2：
表2 单位：m
3“坐标--高程法”在纵断面测量中的优点
3.1“坐标--高程法”作业效率高
在外业测量过程中，直接采集纵断面点的坐标和高程，省去了计算各断面点桩号的累加计算过程，略去了记录过程，将测量与记录合二为一，较大地提高了作业效率，降低了出错的几率。
3.2“坐标--高程法”纵断面图成果检查方便
采用“坐标--高程法”测量的纵断面点、附着物均可直接展绘在1：1000带状地形图上，成果检查时，只需对照展绘的纵断测量成果与地物是否一一对应即可。图1是在实际检查工作中，将外业采集的纵断面数据展绘在地形图的成果，由图中内容可知，纵断测量数据、纵断附着物调查数据与地形图的高程、地物一一对应，检查纵断测量错误与遗漏特别明了。“桩号—高程法”在检查时，只能一个个在地形图上重新量取附着物的桩号，再与调查表的桩号、附着物名称对应检查，速度较慢，容易遗漏。
图1
4“坐标--高程法”在纵断面测量中的缺点及改正措施
4.1“坐标--高程法”在纵断面测量中的缺点
“坐标--高程法”在使用外业采集的坐标数据，应用“工程测量数据采集及处理软件集成系统”软件进行桩号计算时，是按两点间的距离进行累加计算，其误差与采集纵断点坐标时点位偏离中心线的距离成正比，即采集点距中心线的垂直距离越远，计算的桩号与实际的桩号偏差越大。
4.2改正措施
对线路较短的线路(小于5km)，在纵断面点采集时，严格控制纵断面点偏离中心线的距离是可以保证最终的计算长度与设计长度基本一致。此时,为了保证测量数据与设计成果一致性,直接修改拐点的桩号为设计值即可。
对线路较长的线路，在纵断面点采集时，虽然严格控制纵断面点偏离中心线的距离，但随着纵断测量长度的增加，测量长度误差一直在增加，对于该情况，我们采取了从测量误差超过限差的拐点开始修正其桩号的办法进行解决。表3是在献县线路的计算数据，从表中可知，拐点13的计算桩号为17603.265米，而其设计桩号为17600.210米，需对计算桩号进行修正3.055米。根据“坐标--高程法”计算桩号的机理可知，在不考虑拐点13后面的点的自身桩号计算误差的情况下，各点均存在3.055米的误差，因此将拐点13与拐点14之间的点的桩号均修正3.055米，如拐点14与拐点15间的桩号均减少3.506米，其后的数据处理依此类推。
表3 单位：m
沧州市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程中初设阶段的纵断面测量均采用“坐标--高程法”完成，在单位质检部门对纵断面测量成果与地形图比对检查时，均未发现纵断面点桩号错误和附着物遗漏情况，各条线路的纵断面测量成果精度优良，为设计部门提供了优质的测量成果。在纵断面测量中采用“坐标--高程法”不仅提高了外业作业效率，同时也提高了内业效率和成果质量，为线路纵断面测量提供了新思路和方法。
参考文献
[1]SL197-97，水利水电工程测量规范（规划设计阶段）[S].
[2]CH/T2009—2010，全球定位系统实时动态测量（RTK)技术规范[S].
[3]河北省水利水电第二勘测设计研究院.河北省南水北调配套工程水厂以上输水管道工程初步设计工程技术规定[R].2012.
[4]王海城等。工程测量数据采集及处理软件集成系统操作手册[R].2007.