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测绘工程在机场建设中的应用分析
作者:黄宇彤,马丽莉  发布时间:2017年7月4日 浏览:1188 次

1  机场导航台测量

导航台是为飞机提供导航信号,确定飞机的位置并引导飞机按预定航线飞行的地面台站,其中包括无方向信标台、仪表着陆系统、全向性信标台、测距台等。

导航台建设前要先进行台址预选,预选过程分为测量和勘察两部分,测量主要提供其台址中心位置经纬度、场地坡度、台址中心标高、地形地物遮蔽角以及各种可能影响电波正常传播的障碍物所在的方位和距离。测量导航台址位置、坡度、标高属于传统测量,利用GPS联测高等级控制点即可获得,下面主要探讨台址环视遮蔽角测量方法。

导航台遮蔽角就是以台址为中心点所在水平面向上算起的无线电波信号被地形地物遮挡的垂直张角(如图1)。                                   

 

1(遮蔽角测量示意图)

遮蔽角测量前首先要测量其台址中心经纬度,可以利用GPS联测高等级控制点获得,其次要测量其台址中心磁偏角,在以磁方位零方向为起始方向,每间隔水平角1度,进行遮蔽角测量,在磁方位角1度间隔部分,如遇山峰或构建物等,均进行了加点测量。

测量方法一把测量仪器(全站仪或是经纬仪)架设在台址中心找出磁方位零方向进行测量并记录角度,内业用三角测量法计算出距离和障碍物高度,测量方法二利用Google earth卫星图片找出台址中心位置并画出射线,看射线通过位置并记录距离和高度。如图2                                     

2Google earth卫星图片)

方法一遮蔽角外业测量时要能见度要很高,且能用仪器看到视线所能到达最远处。所以外业观测受天气因素制约测量困难且误差较大,例如四川盆地机场冬季很难达到理想测量条件,这给台址选择带来很大困难且影响整个机场项目建设周期方法二前提是要知道台址的WGS-84经纬度,收敛角和磁偏角,所测区域的高程异常。优点测量精度高,缺点是卫星图片对新建建筑物的更新有延迟且图片很多区域缺少高程且提供高程多为WGS-84大地高。所以现在可以利用传统测量方法与Google earth卫星图片结合的方法测量遮蔽角既节省了时间,又提高了测量精度。遮蔽角测量成果如(图三):

  

3(遮蔽角测量成果)

经过大量的工程检测,在云、贵、川、西藏等高原机场的建设方面,卫星图片技术的大量运用使得台址建设的周期大大缩短,为整个机场建设项目顺利进行奠定了坚实的基础。

  1.  工程测量在机场建设中的应用

    机场建设工程主要包括飞机跑道、停机坪、候机厅等一系列配套设施的建设,在进行开工建设前需要进行大比例地形图测绘,大比例地形图用于上述工程的设计和施工。在工程施工中要进行高精度的平面和高程控制测量,其成果为跑道、停机坪等设施的施工提供平面和高程基准。下面主要针对高精度平面控制测量进行分析。

一般机场大多为矩形结构,所以布设的平面控制网一般也为矩形,现在平面控制网的建立方法大致分为导线测量和GPS控制测量两种方式。

所谓导线测量就是由测区内选定的控制点组成的连续折线,见(图4)所示。折线的转折点ABCEF称为导线点;转折边DABDBCDCEDEF称为导线边;水平角 bBbCbE称为转折角;其中bBbE在导线前进方向的左侧,叫做左角,bC在导线前进方向的右侧,叫做右角;aAB称为起始边DAB的坐标方位角。导线测量主要是测定导线边长及其转折角,然后根据起始点的已知坐标和起始边的坐标方位角,计算各导线点的坐标。

 

4 导线示意图

根据施工现场的情况和要求,导线可以布设成以下几种常用形式:闭合导线,附合导线,支导线。

GPS控制测量中一般布网要遵循几个原则[1]

1一般应采用独立观测边构成闭合图形,如三角形、多边形或附合线路,以增加检核条件,提高网的可靠性。

2GPS网点应尽量与原有地面控制点相结合。重合点一般不少于3个(不足时应联测),且在网中分布均匀,以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参数。

3GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合连接等几种基本方式。采用边连接式,每次用至少三台接收机,组成GPS网,能保证网的几何强度,提高网的可靠指标

4)在高精度控制网中要保证控制网边长满足规范要求。

在机场跑道施工中,平面控制点一般布设在跑道两端延长线和跑道两侧轴线距跑道中线约为50-100m的地域,点间距约为150-250m,用GPS观测时很难达到规范规定的网点间距要求如(表1

 

1(卫星测量控制网技术要求)

所以在机场高精度施工中一般采用导线测量作为其平面控制测量的首选方法。如某机场平面控制测量实例如下:机场施工平面控制网如(图5

 

5 机场施工平面控制网形图

在外业观测中,测量内容为测角和量距,测角可以用经纬仪测定,量距可以用钢尺和测距仪获得,随着全站仪技术的发展,可以通过全站仪一站式测定,采用的技术规范[2]如(表2

等级

测角中误差(″)

测距中误差(mm)

测距相对中误差

测回数

(1″级仪器)

方位角闭合差(″)

导线全长闭合差

四等

2.5

18

1/80000

4

5√n

≤1/35000

等级

仪器精度等级

半测回归零差(″)

一测回2C互差(″)

同一方向值测回较差(″)

备注

四等

1″级仪器

6

9

6

 

   2 四等导线观测技术规范

如果外业采取传统的人工观测方法,在高原建设的机场很难达到相关技术规范要求,因为高原日照强烈,昼夜温差大,地面辐射热会引起空气剧烈波动,使目标影像变得模糊甚至飘移 。现在在观测四等精密导线时适宜采用自动测量机器人对其观测,以LEICA TCA2003为例如(图6

          

6  LEICA TCA2003示意图

在观测中只要对导线上前后转点进行学习测量,便可以根据规范限差进行自动观测,客服了测量中的人差和自然条件恶劣的影响,从而大大提高了测量的效率及质量。某机场用自动测量机器人在高海拔机场的实测结果如下图7完全符合规范要求;

 

7 四等导线平差成果

3  结束语

综上所述,随着测绘工程技术的发展,卫星图片技术、自动观测技术被融入到机场建设工程当中,这些新的测绘技术不仅提高了测绘本身的效率,而且也减轻了测绘人员的工作负担,减小了误差,提高了测绘精度,相信在不久的将来将会研究出更多的新技术来满足工程的需要。

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