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【摘 要】 本文以红沿河核电厂二期工程次级测量控制网的建立为例,详细介绍了建立的过程,并对数据平差方法、精度、结果进行了分析和总结,按所提出的作业方法和技术要求所建立的控制网,其成果能够达到预期的精度,能够保证各项建设工程的定位要求。最后提出了几点建议,为国内核电厂同等级控制网的建立提供一定的参考和借鉴。
【关键词】 核电厂;次级控制网;平差
引言:
二期工程次级测量控制网(以下简称次级控制网)是为了红沿河核电站二期主厂区的土建和安装以及施工测量服务的。次级测量控制网是由8个钢筋混凝土结构的强制对中观测墩(平面和高程)组成。其中20米平台上有两个点,其它点均分布在主厂房周围8米平台上。
1 次级控制网设计
本项目布设的控制网为反应堆外围施工控制网,该网布设的基本原则是:次级控制网主要是为满足核岛、常规岛施工过程中的定位放线、设备安装、变形监测等需要,是在首级控制网的基础上布设的由8个控制点组成的独立网。次级控制网根据厂区总平面图布设,覆盖整个主厂区,使控制网点在施工的全过程中起到控制作用;控制网的平均边长应在200米左右;将厂房的主轴线纳入控制网内,或者控制网中应有两条边(或两个方向)与厂房的两个正交主轴线相互平行,以利于控制堆芯的平面位置确定和施工测量,并有利于建立厂房内部测量微网。
综合考虑上述原则并结合工程实际情况,布设8个次级网点,如图1所示。
2 次级控制网施测
次级控制网观测采用边角同测的作业方式,分别在10个控制点上进行边角观测。水平角测量采用全圆方向观测法,观测4测回,半测回每方向3次照准读数取平均值,方向值取4测回的平均值;测角读数精确到0.1″;测距边应观测两测回,每测回照准一次三次读数取平均值,在测距前应先测定测站、镜站的温度、气压、相对湿度,并将数值输入全站仪进行自动改正。距离读数精确到0.1㎜,温度精确到1℃,气压精确到1mb,相对湿度精确到1%,应量测斜距并进行人工归化改正得到该边的水平距离观测值。各边长应往返观测,并控制经改正计算后的往返测距离较差在2mm以内。测距精确到0.1mm。垂直角应往返测各观测两个测回,测回间较差和指标差均应不大于±5″,观测值取至0.1″;仪器高、棱镜高量至1mm,且应在观测前后各量测一次,两次互差应不大于2mm,结果取中数。两测站对向观测高差不符值不大于(mm),为测距边长度,单位km。
3 数据处理
⑴ 气象改正:将气象、气压数据输入到全站仪内进行自动改正。
⑵ 仪器加、乘常数改正值S,应按下式计算:
(3)
式中S——改正后的斜距;
SO——改正前的距离;
C——仪器加常数;
K——仪器乘常数。
⑶ 高程归化
归化(归算)到测区工程投影面上的测距边水平距离按下式计算:
(4)
式中DH——测区工程投影面上的测距边水平距离(m);
S——经气象及加、乘常数等改正后的斜距(m);
R——测区平均曲率半径(m);
H1、H2——分别为仪器的发射中心与反光镜的反射中心的高程值(m);
HO——测区工程投影面的高程(m);
h—— 仪器的发射中心与反光镜的反射中心之间的高差(m)。
⑷ 距离改化
测距边在高斯投影面上的长度DG,按下式计算:
(5)
式中DG——测距边在高斯投影面上的长度(m);
DH——测区工程投影面上的测距边水平距离(m);
Ym——測距边两端点横坐标平均值(m);
——测距边两端点横坐标的增量(m);
Rm——测距边中点的平均曲率半径(m),可用测区平均曲率半径代替。
⑸ 方向观测值的高斯投影方向改化
各测站方向值应进行方向改化,按下式进行:
(6)
(7)
式中,——测站点1向照准点2观测方向的方向改化值(″);
——测站点2向照准点1观测方向的方向改化值(″);
x1、x2、y1、y2——1、2点的坐标值(m);
Rm ——测距边中点处在参考椭球面上的平均曲率半径(m),可用测区平均曲率半径代替;
ym——1、2点的横坐标平均值(m)。
4 平差计算及精度评定
经各项改正后,将边长的平距及水平角输入到清华山维NASEW 2007,以AZS103为起算点,以AZS103-AZS101的坐标方位角为起算方位,进行一点一方位的严密平差计算。为确定先验权输入:固定误差:±1mm,比例误差:±1ppm,测角误差:±1.8″。平差方式选择方向平差,平差方法选择纯迭代平差,次数3次。平差后各项精度指标如下:
⑴ 验后方向中误差:±0.81″ 固定误差:±0.64mm
比例误差:±0.64ppm
⑵ 测角中误差为0.93″≦1.41″。
⑶ 平差后,平面控制网点位中误差详见表9。由表9可知,最弱点为AZ025,mx=0.51mm,my=0.334mm,点位中误差=0.610mm,满足mx=my≦±2mm的要求。
⑷ 平面控制网中最弱相邻点为AZ003-AZ021,相对点位中误差=±0.683mm。满足相邻点的相对中误差≦±2mm的要求。
⑸ 平差后,平面控制网点位中误差详见表10。由表10可知,最大边长比例误差为AZS103-AZ023,比例误差=1/124902,满足测距相对中误差≦1/100000的要求。表平面点位误差统计
5 结束语
本文以红沿河核电厂二期工程次级测量控制网为例,介绍了次级网建立与数据分析的流程和方法。次级测量控制网是核电厂过程建设的重要内容,确保厂区次级测量控制网的精度符合预期预期,方能确保核电站各项建设过程的定位满足要求,从而促进核电站精密工程建设的顺利进行。
【关键词】 核电厂;次级控制网;平差
引言:
二期工程次级测量控制网(以下简称次级控制网)是为了红沿河核电站二期主厂区的土建和安装以及施工测量服务的。次级测量控制网是由8个钢筋混凝土结构的强制对中观测墩(平面和高程)组成。其中20米平台上有两个点,其它点均分布在主厂房周围8米平台上。
1 次级控制网设计
本项目布设的控制网为反应堆外围施工控制网,该网布设的基本原则是:次级控制网主要是为满足核岛、常规岛施工过程中的定位放线、设备安装、变形监测等需要,是在首级控制网的基础上布设的由8个控制点组成的独立网。次级控制网根据厂区总平面图布设,覆盖整个主厂区,使控制网点在施工的全过程中起到控制作用;控制网的平均边长应在200米左右;将厂房的主轴线纳入控制网内,或者控制网中应有两条边(或两个方向)与厂房的两个正交主轴线相互平行,以利于控制堆芯的平面位置确定和施工测量,并有利于建立厂房内部测量微网。
综合考虑上述原则并结合工程实际情况,布设8个次级网点,如图1所示。
2 次级控制网施测
次级控制网观测采用边角同测的作业方式,分别在10个控制点上进行边角观测。水平角测量采用全圆方向观测法,观测4测回,半测回每方向3次照准读数取平均值,方向值取4测回的平均值;测角读数精确到0.1″;测距边应观测两测回,每测回照准一次三次读数取平均值,在测距前应先测定测站、镜站的温度、气压、相对湿度,并将数值输入全站仪进行自动改正。距离读数精确到0.1㎜,温度精确到1℃,气压精确到1mb,相对湿度精确到1%,应量测斜距并进行人工归化改正得到该边的水平距离观测值。各边长应往返观测,并控制经改正计算后的往返测距离较差在2mm以内。测距精确到0.1mm。垂直角应往返测各观测两个测回,测回间较差和指标差均应不大于±5″,观测值取至0.1″;仪器高、棱镜高量至1mm,且应在观测前后各量测一次,两次互差应不大于2mm,结果取中数。两测站对向观测高差不符值不大于(mm),为测距边长度,单位km。
3 数据处理
⑴ 气象改正:将气象、气压数据输入到全站仪内进行自动改正。
⑵ 仪器加、乘常数改正值S,应按下式计算:
(3)
式中S——改正后的斜距;
SO——改正前的距离;
C——仪器加常数;
K——仪器乘常数。
⑶ 高程归化
归化(归算)到测区工程投影面上的测距边水平距离按下式计算:
(4)
式中DH——测区工程投影面上的测距边水平距离(m);
S——经气象及加、乘常数等改正后的斜距(m);
R——测区平均曲率半径(m);
H1、H2——分别为仪器的发射中心与反光镜的反射中心的高程值(m);
HO——测区工程投影面的高程(m);
h—— 仪器的发射中心与反光镜的反射中心之间的高差(m)。
⑷ 距离改化
测距边在高斯投影面上的长度DG,按下式计算:
(5)
式中DG——测距边在高斯投影面上的长度(m);
DH——测区工程投影面上的测距边水平距离(m);
Ym——測距边两端点横坐标平均值(m);
——测距边两端点横坐标的增量(m);
Rm——测距边中点的平均曲率半径(m),可用测区平均曲率半径代替。
⑸ 方向观测值的高斯投影方向改化
各测站方向值应进行方向改化,按下式进行:
(6)
(7)
式中,——测站点1向照准点2观测方向的方向改化值(″);
——测站点2向照准点1观测方向的方向改化值(″);
x1、x2、y1、y2——1、2点的坐标值(m);
Rm ——测距边中点处在参考椭球面上的平均曲率半径(m),可用测区平均曲率半径代替;
ym——1、2点的横坐标平均值(m)。
4 平差计算及精度评定
经各项改正后,将边长的平距及水平角输入到清华山维NASEW 2007,以AZS103为起算点,以AZS103-AZS101的坐标方位角为起算方位,进行一点一方位的严密平差计算。为确定先验权输入:固定误差:±1mm,比例误差:±1ppm,测角误差:±1.8″。平差方式选择方向平差,平差方法选择纯迭代平差,次数3次。平差后各项精度指标如下:
⑴ 验后方向中误差:±0.81″ 固定误差:±0.64mm
比例误差:±0.64ppm
⑵ 测角中误差为0.93″≦1.41″。
⑶ 平差后,平面控制网点位中误差详见表9。由表9可知,最弱点为AZ025,mx=0.51mm,my=0.334mm,点位中误差=0.610mm,满足mx=my≦±2mm的要求。
⑷ 平面控制网中最弱相邻点为AZ003-AZ021,相对点位中误差=±0.683mm。满足相邻点的相对中误差≦±2mm的要求。
⑸ 平差后,平面控制网点位中误差详见表10。由表10可知,最大边长比例误差为AZS103-AZ023,比例误差=1/124902,满足测距相对中误差≦1/100000的要求。表平面点位误差统计
5 结束语
本文以红沿河核电厂二期工程次级测量控制网为例,介绍了次级网建立与数据分析的流程和方法。次级测量控制网是核电厂过程建设的重要内容,确保厂区次级测量控制网的精度符合预期预期,方能确保核电站各项建设过程的定位满足要求,从而促进核电站精密工程建设的顺利进行。