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舟山连岛工程的精密水准测量

时间:2012-09-10浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

舟山连岛工程是通过在舟山各海岛间架设桥梁,将舟山本岛与我省大陆(宁波市)相连,而桥梁施工必须要有足够的高程精度,否则就会给整个工程的质量带来隐患。因此,连岛工程中建立大陆与各海岛间统一的高精度高程控制网是非常关键的问题。而大陆离最近的岛屿以及各岛屿间的海域距离也已超过国家一、二等水准规范一般水准测量的作业要求,所以需要采取跨海水准测量这一特殊方法,将大陆水准高程高精度地传递到对岸,满足工程建设需要。

舟山连岛工程

跨海水准测量主要误差来源

基于跨海水准测量观测的视线长度比一般水准测量长得多,且前后视距相差很大,此时仪器的i角、地球弯曲差以及大气垂直折光误差都会对观测成果产生较大影响。陆地上温度与水面上温度的不同,会使垂直折光误差变得更加复杂,特别是当跨海距离长达数公里时,海面受暖湿汽流影响造成的雾气也会使照准标尺读数精度大大降低,从而进一步增加了跨海水准测量的难度。在诸多影响高程精度的误差中,垂直折光误差因时而异、因地而异的不确定性是最难处理的误差,许多中外学者对此已进行了多年的研究并提出了种种对策,诸如同时段对向设站观测、确定测区的折光系数c值进行改正等,但迄今为止,这一问题并没有得到彻底的解决。因此,在垂直折光误差复杂多变的海面上测量,如何采取措施减弱垂直折光误差影响,是确保传递高程精度的重要保证。

跨海测量工作实施方案

舟山连岛工程因地处海岛,地形复杂,受海岛地形限制,两岸仪器设站难以保持同高,海上有时风大浪急、气候多变、交通困难,这些情况,都将对跨海测量成果质量造成一定的影响。为确保连岛工程高程精度,其首级高程控制网以二等精度组成闭合环线进行施测。为有效减弱垂直折光误差影响,除选择海域中最窄处跨海测量外,对过长的跨距利用海中小岛过渡的方法进行,而陆地则以常规水准方法施测。共有ll处海域需进行跨海水准测量方法施测,最长跨距为3.5公里,最短跨距为0.7公里。

测量精度和质量保证措施

1、选用正确的跨海水准测量方法

测距三角高程法是规范规定的跨海水准测量方法中的一种,该方法适用于各种长短跨距不同的跨海测量,因其根据三角高程测量基本原理测定高差,两岸仪器设站不需要严格保持同高(垂直角应小于1。)。其“使用两台经伟仪对向观测,测定偏离水平视线的标志倾角,用测距仪量测距离,求出两岸高差”的特定方法,在长距离跨海测量中,对减弱垂直折光误差影响效果明显,根据《规范》8.9.4.2条e项“⋯ 可在测完半数测回后仪器相互调岸”,这对于在海上交通困难,测量中需及时进行两岸仪器互相调岸观测的其它跨海测量方法来说,优势更加明显,不但节约了海上来回奔波的时间,提高了工作效率,也大大降低了跨海测量成本。

2、有利跨海测量场地的布设

跨海测线应尽量避免东西向设置,若跨海两岸呈东西相向时,应采取适当改变跨海测线角度进行布设,以避免观测视线正对日照。这时虽然增大了视线长度,但却可以避免一岸清晰,另一岸模糊而降低照准精度的弊端。根据海岛多山的特定条件,两岸可设站于山顶,使观测视线远离海面,并尽量选择两岸高度相近的跨海测线,最大限度地减少潮水涨退以及海水折光反射造成的观测误差影响。在同岸(仪器、标尺点需互换位置)和异岸(需调岸观测)设站时,采取固定仪器高度方法,不但能提高观测速度,还能从中防止仪器高数值出错,方便观测成果计算和检查,保证成果质量。

3、严格掌握同时对向观测原则

折光场是随时间和空间发生变化的,不同时间、不同地点含有不同的折光影响。在当前通讯十分方便的情况下,严格掌握同时开始、同时结束对向观测的每一测回操作。由于两岸基本相同的大气垂直折光误差可以在同步对向观测取中数的结果中得到消除和减弱(不能全部抵消),从而得到较为正确的高差。

跨海测量实施检验和精度分析

通过多处跨海水准测量的实施,对所传递到对岸的高程精度能否达到连岛工程设计的精度要求,采取以同等精度、不同的作业方法进行了对比测量和检验。

1、用直接水准测量方法检验

舟山连岛工程中的桃天门大桥在水准施测后期已合拢(尚未通车),对此段两岸跨海水准测量成果通过在建大桥以常规二等水准测量方法进行检测,两种施测方法高差基本一致。

2、同精度两次跨海水准测量检验

对工程中用测距三角高程法施测的11条跨海测段高程,又采用经伟仪倾角法进行同精度跨海水准测量,施测的高差结果见表1。

施测的高差结果

注:海面距离实际只有2.4公里,测距三角高程法设置长度为4.2公里。

11条跨海段中有两段高差超限,经两岸跨海点的延伸检测证实,超限是由于这两处布设在堤坝上的跨海点下沉所致,跨海测量高差正确。最长视距(3.5公里)的跨海测量,测距三角高程法所测高差是其它两种方法施测高差的中数值,可见其精度较为可靠。

3、环线闭合差的检验

整个连岛工程首级高程控制测量组成了一个大闭合环。其环闭合精度符合规范要求。

通过同精度不同方法的检验以及直接水准观测成果的比较,舟山连岛工程跨海水准测量高程精度完全满足设计精度要求。跨海测量虽然比跨水面静止、变化不大的江河、湖泊难度大的多,垂直折光误差的影响也较复杂,但只要观测方法正确,措施到位,精心施测,跨海测量传递的高程精度是有保证的。

测距三角高程法跨海水准测量在地形复杂、交通困难的海岛施测,对减弱垂直折光误差影响、提高成果质量、提高工效具有一定的优势。

信息标题:舟山连岛工程的精密水准测量

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