[发明专利]一种水电站地下工程自由设站精密控制网的测设方法

说明书

一种水电站地下工程自由设站精密控制网的测设方法，通过布设控制网，依靠观测方法观测数据，根据所得数据配合平差算法和公式测算各项指标，具体包括以下步骤：采用多个三百六十度棱镜装置呈一字型对称分布于地下厂房上下游侧边墙处形成边角网；在布设的边角网中轴线的两端设置专用控制点，配合多个三百六十度棱镜装置形成的控制网进行观测；在两端的专用控制点之间选择自由设站点利用全圆边角法施测；然后根据观测数据进行处理时以赫尔默特平差算法为核心，设定自由设站第i测站j观测点独立坐标计算模型并通过平差计算各项指标加以分析。采用上述方法，实现了布网形式灵活、节约人力、物力、提高经济效益，提高测量精度，提高测量效率。

技术领域

本发明涉及水电站施工领域，特别是一种水电站地下工程自由设站精密控制网的测设方法。

背景技术

大型水电站地下工程建设中，地下厂房等特殊部位需安装高精度特种设备和现场施工的需要，需布设专用测量控制网。传统方式一般布设为边角网,测量放样及检测采用极坐标法；采用边角网方式建立的专用控制网相对精度不高、稳定性差、布网观测效率低、易受外界影响且恢复难度大等缺点；测量放样和检测时设站受限、精度较低(产生控制点加密误差、测站点对中误差及定向误差等)。

地下厂房金属结构和机电安装精度要求高、施工强度大，同时面临地质条件复杂、大跨度围岩变形等不利因素。如何快速准确的测设控制网络就成为了急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水电站地下工程自由设站精密控制网的测设方法，实现了布网形式灵活、不需建设观测墩、节约人力、物力、提高经济效益，控制网点不易破坏，易于保护；测量放样、检测作业时能有效提高测量精度；施工测量设站灵活，使用方便，显著提高了施工单位施工测量工作效率；不仅满足了金结安装测量需要，而且能发现和探测地下厂房边墙围岩变形。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水电站地下工程自由设站精密控制网的测设方法，通过布设控制网，依靠观测方法观测数据，根据所得数据配合平差算法和公式测算各项指标，具体包括以下步骤：

一)采用多个三百六十度棱镜装置呈一字型对称分布于地下厂房上下游侧边墙处形成边角网；

二)在布设的边角网中轴线的两端设置专用控制点，配合多个三百六十度棱镜装置形成的控制网进行观测；

三)在两端的专用控制点之间选择自由设站点利用全圆边角法施测；

四)然后根据观测数据进行处理时以赫尔默特平差算法为核心，设定自由设站第i测站j观测点独立坐标计算模型：

其中，(X_ij,Y_ij)为第i测站的第j观测点坐标的测站坐标，为第i测站点的坐标，S_ij为平距，a_ij为测站坐标系中的水平方位角,cos代表余弦，sin代表正弦，通过平差计算各项指标加以分析。

优选的方案中，在所述的步骤四中，平差计算各项指标的公式为：

一)相邻两测站s和t的独立坐标经相似变换化算为统一工程坐标的计算模型：

其中，(X_S,Y_S)为第s测站的测站坐标,(X_t,Y_t)为第t测站的测站坐标,ΔX、ΔY为平移参数，k为尺度参数，α为旋转角；

二)方向观测值误差方程：

权σ₀为单位权中误差，为方向观测值的中误差。