CN110080062B - 一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法 - Google Patents

一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，包括根据预设赛道布设多个第一控制点以形成首级控制网；根据首级控制网进行平面测量和高程测量；根据首级控制网和预设赛道布设多个第二控制点以形成加密控制网；根据加密控制网进行平面测量和高程测量；根据首级控制网和加密控制网布设多个第三控制点以形成赛道控制网；根据赛道控制网进行赛道测量。上述方法采用分级布设、逐级加密的方式设置控制网，实现了沿赛道线型的整体控制，能够对赛道及其周边建筑的具体部位进行精密测量。

Description

一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法
技术领域
本发明涉及控制测量领域，尤其涉及一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法。
背景技术
雪车雪橇赛道是由一种U型槽设计的钢筋混凝土结构形成的一种复杂长大线型空间双曲面造型的运动滑道。
一方面由于雪车雪橇赛道制冷系统的安装测量精度需保证在5mm以内、且赛道混凝土表面光滑度要求优于10mm；另一方面雪车雪橇项目的垂直落差大、长度长、弯道多、速度快，其赛道为内置冷凝管的混凝土结构，形状为空间扭曲的双曲面，且呈现急速、连续的变化趋势，安装测量点位及混凝土表面测量点位数据量非常大，对测量仪器定位精度要求非常高。因此如何建立系统稳定、精度高、控制点分布均匀的测量控制网并利用前述测量控制网进行测量控制成为了测量工作中至关重要的技术难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，可以确保控制网的各个控制点分布均匀、提高利用该控制网进行测量时的精度和稳定性。
为实现上述目的，本发明提供一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，包括：
根据预设赛道布设多个第一控制点以形成首级控制网；
根据所述首级控制网进行平面测量和高程测量；
根据所述首级控制网和预设赛道布设多个第二控制点、用以实现任一所述第二控制点间隔于相邻两个所述第一控制点之间且任一所述第二控制点位于预设赛道的相邻两个拐点的中点、以形成加密控制网；
根据所述加密控制网进行平面测量和高程测量；
根据所述首级控制网和所述加密控制网布设多个第三控制点、用以使自任一所述第三控制点能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个所述第一控制点和/或所述第二控制点、以形成赛道控制网；
根据所述赛道控制网进行赛道测量。
优选地，所述根据预设赛道布设多个第一控制点以形成首级控制网的步骤具体包括：
根据预设赛道选取多个所述第一控制点、以使全部所述第一控制点包围预设赛道的施工红线；
根据高等级平高控制点埋点要求在全部所述第一控制点所在的位置分别埋设观测墩、用以设置全部所述第一控制点以形成所述首级控制网。
优选地，所述根据所述首级控制网进行平面测量和高程测量的步骤具体包括：
根据所述首级控制网以一级三角网测量要求进行平面测量，且根据所述首级控制网以二等水准测量要求进行高程测量。
优选地，所述根据所述加密控制网进行平面测量和高程测量的步骤具体包括：
根据所述加密控制网以一级三角网测量要求进行平面测量，且根据所述加密控制网以二等水准测量要求进行高程测量。
优选地，所述加密控制网获取的数据使用所述第一控制点整体平差计算。
优选地，所述根据所述首级控制网和所述加密控制网布设多个第三控制点以形成赛道控制网的步骤具体包括：
根据预设赛道的基础U型槽每隔40m～60m选取一个所述第三控制点、用以使自任一所述第三控制点能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个所述第一控制点和/或所述第二控制点、以形成所述赛道控制网；
根据全部所述第三控制点的位置分别架设强制归心装置和测量仪器、以设置全部所述第三控制点。
优选地，所述赛道控制网采用全圆观测法获取测量数据。
优选地，所述赛道控制网的测量数据采用整网、局部平差计算。
相对于上述背景技术，本发明所提供的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法对控制网进行分级设置，依次设置首级控制网、加密控制网和赛道控制网，后者的设置以前者为基础，从而实现逐级加密。
由于形成加密控制网的第二控制点和形成赛道控制网的第三控制点均建立在多个第一控制点和预设赛道的基础上，因而最终由首级控制网、加密控制网和赛道控制网形成的整个控制网能够实现沿赛道线型的整体控制，且多个第一控制点、多个第二控制点和多个第三控制点能够相对于赛道及其周边建筑均匀分布，从而对赛道及其周边建筑的具体部位进行精密测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的首级控制网的控制点分布图；
图2为本发明实施例所提供的赛道控制网的控制点分布图；
图3为本发明实施例所提供的观测墩的结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的第一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；
图5为本发明实施例所提供的第二种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；
图6为本发明实施例所提供的第三种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；
图7为本发明实施例所提供的第四种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；
其中，01-预设赛道、02-基面、1-第一控制点、2-首级控制网、3-第三控制点、4-赛道控制网、5-观测墩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图7，图1为本发明实施例所提供的首级控制网的控制点分布图；图2为本发明实施例所提供的赛道控制网的控制点分布图；图3为本发明实施例所提供的观测墩的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的第一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；图5为本发明实施例所提供的第二种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；图6为本发明实施例所提供的第三种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法；图7为本发明实施例所提供的第四种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法。
请参考图1、图2和图4，本发明提供一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，包括：
S1：根据预设赛道01布设多个第一控制点1以形成首级控制网2；
S2：根据首级控制网2进行平面测量和高程测量；
S3：根据首级控制网2和预设赛道01布设多个第二控制点、用以实现任一第二控制点间隔于相邻两个第一控制点1之间且任一第二控制点位于预设赛道01的相邻两个拐点的中点、以形成加密控制网；
S4：根据加密控制网进行平面测量和高程测量；
S5：根据首级控制网2和加密控制网布设多个第三控制点3、用以使自任一第三控制点3能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个第一控制点1和/或第二控制点、以形成赛道控制网4；
S6：根据赛道控制网4进行赛道测量。
根据预设赛道01布设多个第一控制点1，第一控制点1的位置可选择土质较为稳定的地表，且全部第一控制点1的测量控制范围应当覆盖整个预设赛道01的施工范围。显然，这里的施工范围不仅仅包括向预设赛道01提供的施工空间，还包括向预设赛道01的配套设施所提供的施工空间。
全部控制点形成首级控制网2，可在预设赛道01的施工范围内进行测量工作。利用首级控制网2对预设赛道01或者任一地标建筑进行测量时，可综合考虑预设赛道01的尺寸、赛道的精度要求、赛道的形状及施工难度等因素选择建立方法，例如三角测量、导线测量或边角测量法。
形成加密控制网的多个第二控制点设置于全部第一控制点1的基础上，也就是说，加密控制网以首级控制网2为基础；其中，任一第二控制点一方面设置于相邻两个第一控制点1之间，另一方面设置于预设赛道01的相邻两个拐点的中点处，也即任一第二控制点同时满足两个条件：间隔于相邻两个第一控制点1之间和设置于预设赛道01的赛道曲线变化的中部。这样一来，全部第二控制点相对于全部第一控制点1来说，既增大了控制点的密度，又实现了首级控制网2与加密控制网的承接，减小了点位绝对误差，具有较高的精度。
利用加密控制网对预设赛道01或者任一地标建筑进行测量时，可采用与首级控制网2相同的建立方法，也可采用不同的建立方法。
形成赛道控制网4的多个第三控制点3建立在多个第一控制点1或多个第二控制点或多个第一控制点1和第二控制点的基础上，更具体的，任一第三控制点3可设置于全部第一控制点1和全部第二控制点之间、以实现自任一第三控制点3能够观测到至少三个后视高等级平面且能够观测到至少三个第一控制点1或三个第二控制点或三个第一控制点1和第二控制点。
本发明所提供的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法针对赛道结构复杂、施工精度高等特点加以改进，根据预设赛道01的尺寸、结构逐层设置首级控制网2、加密控制网和赛道控制网4，能够对预设赛道01的具体部位进行精密测量。
下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法做更进一步的说明。
请参考图1、图3和图5，根据预设赛道01布设多个第一控制点1以形成首级控制网2的步骤具体可包括：
S11：根据预设赛道01选取多个第一控制点1、以使全部第一控制点1包围预设赛道01的施工红线；
S12：根据高等级平高控制点埋点要求在全部第一控制点1所在的位置分别埋设观测墩5、用以设置全部第一控制点1以形成首级控制网2。
考虑到赛道相比于其他建筑设施而言，其具有独特的空间特性，例如呈现线性分布，为此，在本实施例中，第一控制点1可选择预设赛道01的施工红线且包围预设赛道01的点位，且全部第一控制点1呈现带状分布。
为了提高首级控制网2的精度，避免误差累计至加密控制网和赛道控制网4，第一控制点1可采用高等级平高控制点埋设要求进行埋点，举例来说，在各个第一控制点1的点位所在的基面02采用高等级平高控制点埋点要求埋设观测墩5，再将多个测量设备设置于各个观测墩5，从而由全部第一控制点1形成能够对赛道及其周围的地标建筑进行测量的首级控制网2。
请参考图1和图6，其中，根据首级控制网2进行平面测量和高程测量的步骤具体包括根据首级控制网2以一级三角网测量要求进行平面测量，且根据首级控制网2以二等水准测量要求进行高程测量。
在这一实施例中，首级控制网2在进行平面测量时可采用三角测量，因此，任一第一控制点1应与多个其他第一控制点1相互通视；首级控制网2进行高程测量时可采用水准测量。作为优选，首级控制网2进行平面测量时采用一级三角网测量要求，进行高程测量时采用二等水准测量要求。
同理，根据加密控制网进行平面测量和高程测量的步骤具体包括根据加密控制网以一级三角网测量要求进行平面测量，且根据加密控制网以二等水准测量要求进行高程测量。换句话说，加密控制网也可采用一级三角网测量要求进行平面测量，采用二等水准测量要求进行高程测量。
在上述实施例中，根据加密控制网获取的数据可使用第一控制点1进行整体平差计算。由于测量仪器的精度不完善和人为因素及外界条件的影响，测量误差总是不可避免，为了减小测量得到的数据的误差，可进行多次观测，使得观测值的个数多个确定未知量所必须观测的个数，即通过平差计算减小甚至消除测量误差。请参考图1、图2和图7，作为优选，前述平差计算具体为整体平差，也即将首级控制网2和加密控制网作为一个整体进行平差，提高第一控制点1和第二控制点之间的符合精度，进而提高首级控制网2和加密控制网的精度。
在上述任一实施例的基础上，本申请所说的根据首级控制网2和加密控制网布设多个第三控制点3、用以使自任一第三控制点3能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个第一控制点1和/或第二控制点以形成赛道控制网4的步骤具体包括：
S51：根据预设赛道01的基础U型槽每隔40m～60m选取一个第三控制点3、用以使自任一第三控制点3能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个第一控制点1和/或第二控制点、以形成赛道控制网4；
S52：根据全部第三控制点3的位置分别架设强制归心装置和测量仪器、以设置全部第三控制点3。
第三控制点3沿预设赛道01的基础U型槽设置，更具体的，可在基础U型槽架设强制归心装置，多个测量仪器和圆棱镜镜头分别置于各个强制归心装置上。为了确保赛道控制网4的精度，位于基础U型槽的相邻两个第三控制点3的间距为40m～60m；此外，自任意一个第三控制点3可观测至少三个后视高等级平面，同时还能观测至少三个第一控制点1或至少三个第二控制点或至少三个第一控制点1和第二控制点。
在此基础上，可采用全圆观测法自各个第三控制点3进行观测以获取测量数据，且前述测量数据可采用整网、局部平差计算，从而进一步提高对预设赛道01的施工测量的精度。
以上对本发明所提供的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，包括：
根据预设赛道(01)布设多个第一控制点(1)以形成首级控制网(2)；
根据所述首级控制网(2)进行平面测量和高程测量；
根据所述首级控制网(2)和预设赛道(01)布设多个第二控制点、用以实现任一所述第二控制点间隔于相邻两个所述第一控制点(1)之间且任一所述第二控制点位于预设赛道(01)的相邻两个拐点的中点、以形成加密控制网；
根据所述加密控制网进行平面测量和高程测量；
根据所述首级控制网(2)和所述加密控制网布设多个第三控制点(3)、用以使自任一所述第三控制点(3)能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个所述第一控制点(1)和/或所述第二控制点、以形成赛道控制网(4)；
根据所述赛道控制网(4)进行赛道测量。
2.根据权利要求1所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述根据预设赛道(01)布设多个第一控制点(1)以形成首级控制网(2)的步骤具体包括：
根据预设赛道(01)选取多个所述第一控制点(1)、以使全部所述第一控制点(1)包围预设赛道(01)的施工红线；
根据高等级平高控制点埋点要求在全部所述第一控制点(1)所在的位置分别埋设观测墩、用以设置全部所述第一控制点(1)以形成所述首级控制网(2)。
3.根据权利要求2所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述根据所述首级控制网(2)进行平面测量和高程测量的步骤具体包括：
根据所述首级控制网(2)以一级三角网测量要求进行平面测量，且根据所述首级控制网(1)以二等水准测量要求进行高程测量。
4.根据权利要求3所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述根据所述加密控制网进行平面测量和高程测量的步骤具体包括：
根据所述加密控制网以一级三角网测量要求进行平面测量，且根据所述加密控制网以二等水准测量要求进行高程测量。
5.根据权利要求4所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述加密控制网获取的数据使用所述第一控制点(1)整体平差计算。
6.根据权利要求1至5任一项所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述根据所述首级控制网(2)和所述加密控制网布设多个第三控制点(3)、用以使自任一所述第三控制点(3)能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个所述第一控制点(1)和/或所述第二控制点以形成赛道控制网(4)的步骤具体包括：
根据预设赛道(01)的基础U型槽每隔40m～60m选取一个所述第三控制点(3)、用以使自任一所述第三控制点(3)能够观测至少三个后视高等级平面且能够观测至少三个所述第一控制点(1)和/或所述第二控制点、以形成所述赛道控制网(4)；
根据全部所述第三控制点(3)的位置分别架设强制归心装置(5)和测量仪器、以设置全部所述第三控制点(3)。
7.根据权利要求6所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述赛道控制网(4)采用全圆观测法获取测量数据。
8.根据权利要求7所述的复杂空间双曲面赛道线型控制网建立方法，其特征在于，所述赛道控制网(4)的测量数据采用整网、局部平差计算。
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