1、物探测量施工技术物探测量施工技术20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 目录目录 目目 录录1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用2、坐标与高程的理论知识、坐标与高程的理论知识3、GPS测量技术测量技术4、全站仪技术、全站仪技术5、SPS文件中有关测量的知识文件中有关测量的知识6、地形图的理论知识、地形图的理论知识7、物探测量的技术现状及发展方向、物探测量的技术现状及发展方向 物探施工工序物探施工工序1、施工技术设计、施工技术设计2、工区踏勘、工区踏勘3、测量放样施工、测量放样施工4、钻井、放线施工、钻井、放线施工5、仪器地震资料采集、仪器地震资料采集
2、6、现场处理、现场处理7、上交资料、上交资料20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用测线设计测线设计位置导航位置导航点位放样、偏移、测量点位放样、偏移、测量位置导航、点位偏移位置导航、点位偏移测线编排、高程数据测线编排、高程数据测线坐标成果、高程数据测线坐标成果、高程数据测量成果测量成果物探测量的目的物探测量的目的:1.勘查勘探施工区域的地表状况。勘查勘探施工区域的地表状况。2.根据勘探设计，在地表标示出勘探设备的根据勘探设计，在地表标示出勘探设备的位置。位置。3.利用先进手段，精确测量出物理点的位置利用先进手
3、段，精确测量出物理点的位置和高度，为地质解释和研究提供资料。和高度，为地质解释和研究提供资料。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用测量施工工序1、查阅资料，包括三角点成果、工区地形图、以往测量资料等。2、踏勘工区，了解工区地形，寻找三角点标志。3、通过GPS静态观测、数据计算，建立工区测量控制网，即GPS控制网。4、应用GPS RTK方法或全站仪测量放样物理点。同时实测物理点的坐标和高程。5、通过计算机对野外观测数据进行数据计算、质量分析和统计，得到测量成果。6、测线草图绘制。7、提供测线闭合通知书。8、上
4、交测量资料20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用一、如何借阅地形图？1、地形图是国家测绘工作的主要成果之一，是各种施工工程的必备参考资料。2、首先量测和计算工区的边框坐标，可以是平面直角坐标（X，Y），也可以是大地坐标经纬度。3、通过手算或计算机软件求算地形图的图幅编号。4、到单位主管领导领取单位负责人签字的物探公司档案内部借阅申请表，并填写借阅档案的内容。5、到公司信息中心档案室借阅档案，并填写相关借阅记录。6、妥善保管和使用地形图，不要折叠、涂抹或损坏地形图纸，避免受潮和淋雨。7、地形图属于保密资料，不要
5、随意转借、复印，必要复印的资料，用后要及时焚烧销毁。8、及时归还地形图资料，保证档案资料的利用率。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用二、如何踏勘工区？1、踏勘工区是进行物探施工的重要一环，必须引起各专业技术人员的重视，对工区影响施工的各种因素要尽量调查周全，取得丰富的工区地质、环境、社会、人文等资料。2、充分了解工区的具体地理位置，测线所涉及的行政区域、社会现状、宗教、人文风俗、交通状况、气候状况等。3、详细调查和记录施工测线范围内的地表状况，包括影响施工的主要环境如山地、城镇、湖泊、河流、公路、铁路、树
6、林、农田、重点经济作物、畜牧业等。4、完成施工地质调查任务，包括影响钻井和激发的地表岩性、地质露头等。5、工区可以利用的三角点的数量、分布、等级等现状。6、完成驻地选址，尽量做到交通便利、环境安全、施工方便7、编写踏勘报告20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用三、为什么要建立测量（GPS）控制网？1、通过测量（GPS）控制网，使用当地的国家控制点作为控制网网点，使工区施工位置与国家整体坐标网形成统一整体，坐标系统、高程系统满足规范规定要求。2、通过测量（GPS）控制网，施工工区成果资料和其它年度、相邻区域的地
7、上、地下资料相关一致，便于地震资料处理解释。3、通过建立测量（GPS）控制网，提高工区内部测量控制点的密度，为进一步放样物理点的测量做好准备。4、通过建立测量（GPS）控制网，求算施工区域的坐标系统转换参数，使GPS测量技术能够正常实施。5、通过建立测量（GPS）控制网，检验工区所使用的国家三角点的可靠程度，剔出受到自然或人为破坏的三角点。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用四、目前物探测量使用什么方法？物探测量的目的是将设计位置在地表标示出来，并测量出准确的坐标和高程，目前的测量主要有如下的测量方法：1、
8、GPS RTK全球定位实时动态差分测量，利用卫星定位导航技术放样并测量所有的物理点。2、全站仪测量技术，使用电子测角和电磁波测距技术自动测量测站到目标的角度和距离，从而通过内置程序自动计算出目标点的坐标和高程，或者已知目标点的坐标，反算出测站到目标点的距离、方位和高度，定位出物理点的位置。3、GPS导航，在踏勘、寻点等工作中还用到便携式导航型GPS仪器，这种测量方法简捷、快速、方便，各施工工序经常用到。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用五、数据处理都需要做什么？1、每日施工前上装设计数据到测量仪器，每日施
9、工后下载各个野外测量仪器的观测数据。2、检查野外仪器设置参数正确与否。3、检查每个点的观测值及卫星系统的各项精度指标。4、对每个观测数据进行计算、对比分析，计算出每个物理点相对于理论设计坐标的偏移量，包括沿测线方向的纵向偏移和垂直于测线方向的横向偏移。5、统计分析放样精度和测量精度是否符合施工设计和测量规范的要求。6、根据野外现场记录，编写或绘制测量草图7、根据野外观测数据和数据处理，编制测量成果资料8、填写测线合格通知书，上缴测量资料20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用六、上交测量资料都有哪些？1、测线合
10、格通知书 20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用六、上交测量资料都有哪些？2、测线草图-表格形式 20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用六、上交测量资料都有哪些？2、测线草图-平面图形式 20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用六、上交测量资料都有哪些？3、测线成果 20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 1 1、测量专
11、业在物探施工中的作用、测量专业在物探施工中的作用线号线号桩号桩号横坐标横坐标Y 纵坐标纵坐标X 高程高程HSPS文件头文件头坐标与高程l物理点的空间位置用坐标和高程来描述l常用的坐标形式：地心坐标(x,y,z)大地坐标(B,L,h)平面直角坐标(x,y,H)l 常用的高程形式：椭球高程(h)海拔高程(H)20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识参考椭球 -地球是个不规则的球体-为了便于科学研究，用一个接近大地水准面的椭球面作为测量的基准面。椭球的基本元素：长半轴a短半轴b扁率=(a-b)/a地球的平均半径为6371公
12、里ab20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识zx地心坐标（X,Y,Z)主要应用于空间卫星定位测量。定义：原点O与地球质心重合Z轴指向地球北极X轴指向格林尼治平子午面与地球赤道的交点Y轴垂直于XOZ平面构成右手系yo20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识地心坐标（空间直角坐标）：地心坐标（空间直角坐标）：X=4689237.193米米 Y=5257134.237米米 Z=4283567.916米米20082008年施工技术培训年施工技术培
13、训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识pBL起始子午面起始子午面赤道面赤道面20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识大地坐标（纬度B，经度L）主要用于导航 定义（P点的大地坐标）：大地纬度B：过P点的法线与赤道面的交角大地经度L：过P点的子午面与起始子午面的夹角大地坐标（椭球经纬度）：大地坐标（椭球经纬度）：纬度纬度B=46 27 45.327 经度经度L=124 54 31.58120082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标
14、与高程的基础理论知识平面直角坐标（x,y）xyo常用于工程测量定义：纵坐标x轴：中央子午 线投影到投影平面上的直线。横坐标y轴：赤道面与投影平面的交线xx202122oop20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识-椭球-投影面-投影-建立平面直角坐标系-投影分带平面直角坐标（高斯-克吕格投影坐标）：坐标形式：x=5148532.593米 y=21 644892.916米 技术参数：投影类型-横轴莫卡托投影 投影比例-1.00000 假东坐标-500000米 假北坐标-0.00000米20082008年施工技术培训年施
15、工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识高程高程 高程是指地球上某一点到地球或参考椭高程是指地球上某一点到地球或参考椭球某一参考平面的距离。球某一参考平面的距离。常见的高程有海拔高和椭球高。常见的高程有海拔高和椭球高。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识310350380450510570630距离大地水准面=P地球表面椭球高程椭球高程hh地球参考椭球椭球表面椭球高定义：地面某点沿椭球法线到基准椭定义：地面某点沿椭球法线到基准椭球面的距离称为椭球高程，或大地高球面的距离
16、称为椭球高程，或大地高程，简称大地高或椭球高。程，简称大地高或椭球高。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识P大地水准面地球表面椭球高程椭球高程h海拔高海拔高H高程异常高程异常dhhHdh椭球表面 定义：地面某点沿铅垂线方向到大地定义：地面某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离称为海拔高水准面的距离称为海拔高 程，简称程，简称海拔高或海拔海拔高或海拔海拔高海拔高20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识坐标系统和高程系统每个国家使用不同的坐标系
17、统 如：WGS-84世界坐标系统 1954北京坐标系统 北京新54坐标系统 西安80坐标系统我国石油物探目前使用的坐标系统为1954年北京坐标系统和1956年黄海高程系统。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识坐标系统1954年北京坐标系统主要技术参数：参考椭球：克拉索夫斯基托球 椭球参数：长半轴a=6378245 扁率倒数 f=298.3 投影类型：横轴莫卡托投影 投影比例：1.0000 假东坐标：500000米 假北坐标：0.00000米20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标
18、与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识坐标系统转换参数：不同坐标系统之间可以通过一定的数据进行转换。zxoy坐标平移参数：Dx，Dy，Dz旋转参数：x,y,z zxy尺度参数：KKDx,Dy,Dz20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 2 2、坐标与高程的基础理论知识坐标与高程的基础理论知识GLOBLEPOSITIONINGSYSTEMGPS全球定位系统全球定位系统GPS20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术美国国防部开发的第二代空间定位系美国国防部开发的第二代空间定位系美国国防部开发的第二代空间定位系美国
19、国防部开发的第二代空间定位系统统统统提供：提供：提供：提供：3-10 m 3-10 m 导航精度导航精度导航精度导航精度厘米级的差分测量精度厘米级的差分测量精度厘米级的差分测量精度厘米级的差分测量精度全球覆盖全球覆盖全球覆盖全球覆盖24 24 小时服务小时服务小时服务小时服务统一的坐标系统统一的坐标系统统一的坐标系统统一的坐标系统民用与军用共享民用与军用共享民用与军用共享民用与军用共享GPS 总体特征总体特征20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术系统控制部分：系统控制部分：1 个主控站5 个监控站空间部分：空间部分：NAVSTAR(N
20、AVigation Satellite Time and Ranging)24 颗卫星20200 Km轨道高度用户设备部分：用户设备部分：接收卫星信号GPS系统组成20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术卫星部分：卫星部分：2424颗导航卫星，卫星运行周期为颗导航卫星，卫星运行周期为1111小时小时5858分，分，分布在分布在6 6个轨道，轨道高度个轨道，轨道高度2 2万公里，万公里，20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术控制部分：控制部分：监测卫星运行状态，对卫星的轨道和时监
21、测卫星运行状态，对卫星的轨道和时钟等数据进行改正钟等数据进行改正20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术用户部分：用户部分：利用利用GPSGPS接收设备接收卫星信号，精接收设备接收卫星信号，精确快速计算仪器所在位置。确快速计算仪器所在位置。20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术Trimble 5700 GPSTrimble 5700 GPS测量仪器测量仪器产地：美国产地：美国精度：静态测量：精度：静态测量：5MM+1PPM5MM+1PPM 动态测量：动态测量：10MM+2PPM
22、10MM+2PPM用途：大地测量、工程测量用途：大地测量、工程测量20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术LEICA 530 GPS测量仪器测量仪器产地：瑞士产地：瑞士精度：静态测量：精度：静态测量：5MM+1PPM5MM+1PPM 动态测量：动态测量：10MM+2PPM10MM+2PPM用途：大地测量、工程测量用途：大地测量、工程测量20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术GARMIN GPSGARMIN GPS测量仪测量仪产地：台湾产地：台湾精度：精度：3-103-10米米用
23、途：人、车、船导航用途：人、车、船导航20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术GPS卫星定位的原理GPS全球定位测量通过接收机对在天空按照一定规律运行GPS卫星进行观测，取得一定数量的卫星信号，并进行计算处理，得到接收机所在位置的坐标、时间和方向等。根据定位方法可以分为伪距定位和载波相位差分定位20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术GPS卫星定位的原理伪距XllVlXllllllllVVVll VlllXlXXllVlXllllllllVVVll VlllXlX距离距离 =信号
24、传输时间信号传输时间 x x 光的速度光的速度20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术GPS卫星定位的原理伪距我们处在以我们处在以 RI 为半径的一个球面上为半径的一个球面上R13 个球面相交于一个点个球面相交于一个点3 个距离观测值可以解算出一个点的纬度、精度与高程个距离观测值可以解算出一个点的纬度、精度与高程R3R22个球面相交得到一个曲线个球面相交得到一个曲线20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术 GPS卫星定位的原理载波相位时刻(0)整周未知数时刻(0)的初始相位观测值
25、整周未知数时刻(1)时刻(1)的相位观测值20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术 差分定位差分定位消除了卫星与接收机的时钟误差使残余的大气延迟误差降低到最低限度精度提高到 3mm-5m基线向量基线向量基线向量基线向量BA A GPS卫星定位的原理差分定位20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术主要GPS测量模式导航测量 精度：3-10米静态差分测量 精度：5mm+1ppm(平面）10mm+2ppm(高程）动态差分测量RTK 精度：10mm+2ppm(平面）20mm+4ppm(高
26、程）准动态差分测量 精度：10mm+2ppm(平面）20mm+4ppm(高程）20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术静态差分静态差分GPSGPS测量测量Dx,Dy,Dz20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 4 4、GPSGPS测量技术测量技术实时动态差分测量实时动态差分测量REAL TIME KINEMATICRTKHRMS=1.298mVRMS=2.149mHRMS=0.008mVRMS=0.012m20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 3 3、GPSGPS测量技术测量技术200820
27、08年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 4 4、全站仪、全站仪测量技术测量技术全站仪的工作原理：全站仪的工作原理：利用角度和距离传递已知坐标及测利用角度和距离传递已知坐标及测量高度差量高度差测距仪测量距离竖直度盘测量垂直角度望远镜观察和对准目标水平度盘测量水平角度20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 4 4、全站仪、全站仪测量技术测量技术垂直角V距离S高差DH=S*tg(V)B点高程=A点高程+DH20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 4 4、全站仪、全站仪测量技术测量技术全站仪测量原理全站仪的观测值：距离S、垂直角、水平角S=V*T
28、A=A0+A0为起始方位角X2=X1+S*COS(A)Y2=Y1+S*S I N(A)H2=H1+S*tg()20082008年施工技术培训年施工技术培训测量技术测量技术 4 4、全站仪、全站仪测量技术测量技术测站后视测线点角度距离20082008年施工技术培训年施工技术培训测量测量4 4、全站仪、全站仪测量技术测量技术20082008年施工技术培训年施工技术培训测量测量 5 5、SPSSPS文件中有关测量的知识文件中有关测量的知识带盘发出并经检查确认的日期勘探测量日期工区说明SPS格式版本号客户地球物理承包方测量承包方数据除处理承包方物理点坐标位置描述地方时间与格林尼治时间差大地基准大地基准参数高程基准描述投影类型投影区带（带号）直角坐标单位描述直角坐标单位转换为米的比例因子标准纬线的纬度中央子午线的经度直角坐标系中原点经度和纬度投影系统中原点的直角坐标投影比例因子经、纬度比例因子20082008年施工技术培训年施工技术培训测量测量 5 5、SPSSPS文件中有关测量的知识文件中有关测量的知识经、纬度起始线其他信息工区项目代码和描述质量控制时间和责任人测量情况及测量员线号桩号或自编号东坐标Y北坐标X高程H
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