施工测量讲义

测 量 讲 义第一章 测量管理施工测量管理及措施在施工中，必须高度重视测量工作，必须加强施工测量复核。为达到中线和标高的测量误差均在限差内的目的，特制定以下技术措施：（1）施工放样前将施工测量方案设计与意见报告监理审批。内容包括施测方法、操作规程、观测仪器设备的配置和测量专业人员的配备等。（2）固定专用测量仪器和工具设备，建立专业测量组，专人观测和成果整理。（3）建立测量复核制度，按“三级复核制”的原则进行施测。每次施测后，须经项目主管工程师复核。（4）加强对测量用所有控制点的保护，防止移动和损坏；一旦发生移动和损坏，应立即报告监理，并与监理协商补救措施。（5）用于本工程的测量仪器和设备，应按照规定的日期、方法送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后方可投入使用。（6）用于测量的图纸资料，测量技术人员必须认真核对，必要时应到现场核对，确认无误无疑后，方可使用。如发现疑问作好记录并及时上报，待得到答复后，才能按图进行测量放样。（7）原始观测值和记事项目，应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手簿中。测量技术人员要认真整理内业资料，保证所有测量资料的完整。资料必须一人计算，另外一人复核。抄录资料，亦须认真核对。（8）外业前，测量技术人员对内业资料进行检查，所采用的测量方法、测量所用桩点以及测量要达到的目的向测工进行交底，做到人人明白；外业中，中线和高程测量要形成检核条件，满足校核条件要求的测量才能成为合格成果，否则返工重测。（9）外业后，应检查外业记录的结果是否齐全、清晰、正确，由另一人复核结果无误后，方可使用。（10）所用的导线点、水准点、轴线点（或中线点）要设置在工程施工影响范围之外、坚固稳定、不易受破坏且通视良好的地方。定期对上述各桩点进行检测，测量标志旁要有明显持久的标记或说明。（11）外业前，列出所用的测量仪器和工具，检查是否完好。在运输和使用测量仪器和的过程中，应注意保护，如发现仪器有异常，应立即停止使用并送检，并对上次测量成果重新作出评定。（12）测量过程中，必须消除干扰，需停工的要停工，以保证测量精度。各种建筑物放样时应和施工人员密切配合，避免出现不必要的偏差。（13）积极和测量监理工程师进行联系、沟通和配合，满足测量规范要求，并把测量结果和资料及时上报监理，测量监理工程师经过内业资料复核和外业实测确定无误后，方可进行下步工序的施工。(14)测量组在平面控制测量和地面、地下控制网测量及施工测量的精度符合中华人民共和国国家标准，认真贯彻执行测量复核制度，外业测量资料必须经第二人复核，内业测量成果必须二人独立计算，相互核对无误后，方可交付使用。建立严格的检查和检测制度，按规定的等级和精度要求进行检查和检测。测量原始记录、资料、计算、图表保持真实完整，无涂改，并由专人妥善保管。第二章 具体操作第一部分水准仪的使用 目前公司范围内经常采用水准管水准仪和自动安平水准仪。水准仪使用见录像片。第二部分经纬仪在施工测量中的运用见幻灯片部分 第三部分全站仪在施工测量中的运用全站仪的功能介绍一 全站仪（total station）的发展测角：光学经纬仪 电子经纬仪 半站仪测距： 钢尺 电磁波测距仪 全站仪 数据处理系统光学经纬仪(optical theodolite)，电子经纬仪(electronic theodolite) 二.全站仪的功能介绍1角度测量（angle observation）（1）功能：可进行水平角、竖直角的测量。（2）方法：与经纬仪相同，若要测出水平角AOB，则：1）当精度要求不高时：瞄准A点置零（0 SET）瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。2）当精度要求高时：可用测回法（method of observation set）。操作步骤同用经纬仪操作一样，只是配置度盘时，按“置盘”（H SET）。2距离测量（distance measurement）u PSM、PPM的设置测距、坐标、放样前。1）棱镜常数（PSM）的设置。一般： PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产棱镜）2）大气改正数（PPM）（乘常数）的设置。 输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值。（1）功能：可测量平距HD、高差VD和斜距SD（全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）（2）方法：照准棱镜点，按“测量”（MEAS）。3坐标测量（coordinate measurement）（1）功能：可测量目标点的三维坐标（X，Y，H）。（2）测量原理若输入：方位角，测站坐标（，）；测得：水平角和平距。则可计算出方位角和坐标 若输入：测站S高程，测得：仪器高i，棱镜高v，平距，竖直角，则有可计算出高程（2）方法：输入测站S（X，Y，H），仪器高i，棱镜高v瞄准后视点B，将水平度盘读数设置为瞄准目标棱镜点T，按“测量”，即可显示点T的三维坐标。4点位放样(Layout)（1）功能根据设计的待放样点P的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度。（2）放样原理1）在大致位置立棱镜，测出位置的坐标2）将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值dD和角度差dHR或纵向差值X和横向差值Y。3）根据显示的dD、dHR或X、Y，逐渐找到放样点的位置。第四部分GPS在测量中的使用2.5 9600型GPS测量系统的野外作业9600型GPS测量系统的野外作业非常简单方便，关键在于点位观测和记录，详细过程如下：2.5.1 制定观测计划在施测前，建议用户根据网的布设方案、规模的大小、精度要求、GPS卫星星座、参与作业的GPS数量以及后勤保障条件（交通、通信）等，制定观测计划。一、 确定工作量用户根据网的精度要求、接收机数目，顾及效率和网的精度、可靠性而确定的工作量。具体方法可参考有关规范。这里仅强调一下观测时段、时段长度（同步观测时间）与基线长度的关系。为了在后处理中能取得符合精度的成果，必须保证接收机的一定同步观测时间，其取决于众多因素：如基线长度、观测卫星的数目、卫星的空间位置精度因子（PDOP）及大气层（主要指电离层）状况。如果用户在4颗以上的卫星且PDOP值小于4.0的情况下进行观测，那么所需的观测时间将主要取决于基线的长度及电离层扰动。电离层的扰动是随时间及点位的位置而变化的。由于电离层的扰动在夜间要小得多，因此夜间的观测时间通常可以减小一半，或者测程增加一倍。所以，夜间将有利于10km以上的长基线测量。但是，除非有特别的限制条件，否则要规定精度的观测时间是不客观的。表1仅就一般情况下同步观测的时段数及时段的长度必须满足的要求提供一个参考值。当采用边连接方式可以用下式估算所需时段总数（NT）。NT=1（npki）/（ ki2）nT其中， ki 为接收机的数目；np为GPS网的点数； nT为相对定位的观测时段数。值得注意的是,大多数情形下只需对极限向量观测一个时段。二、 采用分区观测若GPS网的点数较多，而参与同步观测时段的9600型GPS接收机数目有限时，建议分区观测。但必须在相邻分区设置公共点，且公共点的数量一般不得少于3个。当相邻分区的公共点点数过少，将使网的整体性变差，从而影像网的精度，如增加公共点数则有会延缓测量工作的进程，这一点请用户根据网的要求慎重考虑。各级GPS测量基本技术要求规范 表1 项目级别ABCDE卫星截至高度角（0）1015151515同时观测有效卫星数44444有效观测卫星总数209644观测时段数6421.61.6基线平均距离（km）3007010155100.25时段长度（min）540240604540注：夜间可以将观测时间缩短一半，或者把距离延长一倍在一个观测分区内，用户还可根据参加作业的接收机数量，分成若干个同步观测的子区（每个子区必须有两台以上的接收机），这样整个测区就很容易进行作业管理，从而有利于作业效率的提高。三、 选择观测时段在GPS测量中，所测卫星与观测站所组成的几何图形，其强度可取空间位置精度因子（PDOP）来表示。无论是绝对定位或相对定位，其值均不应超过一定的要求。对应各精度等级，PDOP值应不超过下表所列限值。各级GPS测量中PDOP要求规定级别CDEPDOP81010注：为了保证观测质量，实际上PDOP一般在4.0一下才采集数据。四、 确定观测进程及调度最佳观测时间确定后，在观测工作开始之前，须制定观测工作的进程表及接收机的调度计划。尤其当GPS网的规模较大，参加作业的GPS较多时，建议用户仔细地制定和选择这些计划的优化方案，这对于顺利地实现预定的观测任务极为重要。观测工作的进程计划，涉及到网的规模、精度要求、作业的接收机数目核后勤保障条件等，在实际工作中，应根据最优化的原则合理制定。2.5.2安置及启动仪器安置仪器的步骤：在选好的观测站点上安放三脚架。注意观测站周围的环境必须符合上述的条件，即净空条件好，远离反射源，避开电磁场干扰等。因此，安放时用户应尽量避免将接收机放在树荫、建筑物下，也不要在靠近接收机的地方使用对讲机、手提电话等无线电设备。小心打开仪器箱，取出基座及对中器，将其安放在脚架上，在观测点上对中、整平基座。从仪器箱中取出接收机，将其安放在对中器上，并将其锁紧，再分别取出电池、采集器及其托盘，将他们安装在脚架上。在安装仪器时用户要注意下面的几点：当仪器需安置在三角点觇标的基板时，应先将觇标顶部拆除，以防止对信号的干扰，这时，可将标志的中心投影在基板上，作为安置仪器的依据。基座上的水准管必须严格居中。2.5.3如何量取天线高即仪器高安置好仪器后，用户应在各观测时段的前后，各量取天线高一次，量至毫米。量测时，由标石（或其他标志）或者地面点中心顶端量至天线中部，即天线上部与下部的中缝（见上图）。采用下面公式计算天线高： H= h2R20 h0其中，h标石或其他标志中心顶端到天线下沿所量的斜距（即h为客户用钢卷尺由地面中心位置量至天线边缘的斜距）； R0天线半径（天线相位中心为准）99mm； h0天线相位中心至天线中部的距离13mm。所算H即为天线高理论计算值。两次量测的结果之差不应超过3mm，并取其平均值采用。特别注意：实际输入仪器天线高时要求输入h，即用钢卷尺由地面中心位置量至天线边缘的斜距。2.5.4启动仪器在接收机控制面板上的电源开关。2.6 9600型接收机使用注意事项用户在使用9600型GPS接收机的时候，要注意以下的事项，以免不当的操作而造成不必要的麻烦：1.必须严格按照本操作手册进行接线和操作，以保证能够获得符合要求的成果。例如选点时按规程规定，避开树荫、建筑物、构筑物等，同时9600型GPS接收机使用时应避开强电磁场的干扰，如离开电视电信发射塔300米、高压线50米以上、电动机、对讲机（尤其是移动电话）等。2.不应在电压低的情况下（电源指示灯为红色）长时间工作，否则数据的质量会受到影响。3.搬运主机时，要十分小心。开箱前轻轻放好箱子，让仪器箱的盖子朝上，打开箱子的锁栓。4.9600型GPS接收机应存放在干燥、安全的地方，避免受潮及碰撞。5.应保证接收机每三个月使用一次以上，否则，9600型GPS接收机内存储的数据将有可能丢失，这样下次定位就需要较长的时间初始化各有关数据。总要求：GPS测量应遵循国家标准GPS测量规范布网、施测、检核、计算。第五部分控制测量5.1控制测量概述为了限制测量误差的累积，确保区域测量成果的精度分布均匀，并加快测量工作进度，测量工作应按照“从整体到局部，先控制后碎部”这样的程序开展。即在一个大范围内从事测量工作，首先应从整体出发，在区域内选择少数有控制意义的点，组成整体控制网，用高精度的仪器、精密的测量方法，求出各控制点的位置，这项工作称为控制测量。控制点的位置确定以后，再以各控制点为基准，确定其周围各碎部点的位置，这项工作称为碎部测量。 控制网分为平面控制网和高程控制网。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量。测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。根据其范围大小和功能不同，测量控制网分为国家控制网、城市控制网和小地区控制网。 国家控制网是在全国范围内建立的控制网，它为统一全国范围内的坐标系统和高程系统，并为各种工程测量提供控制依据。国家控制网按精度由高到低分为一、二、三、四共四个等级。它低级点受高级点控制。一等精度最高，是国家控制网的骨干，二等精度次之，它是国家控制网的全面基础。三、四等是在二等控制网下的进一步加密。 小地区控制网主要指面积在15平方公里以内的小范围，为大比例尺测图和工程建设而建立的控制网。小地区控制网应尽可能与国家控制网中的高级控制点进行联测，将国家控制点的坐标和高程作为小地区控制网的起算和校核数据。若与国家控制网进行连测有困难，也可以在测区内建立独立的控制网。 小地区平面控制网可以采用三角测量的方法建立，也可以采用导线测量的方法建立。所谓导线，就是将相邻控制点用直线连接而构成的折线图形。构成导线的控制点称为导线点。相邻导线点的边长称为导线边。相邻导线边之间的水平角称为转折角。导线测量就是通过测定导线边的边长和各转折角，根据已知数据，推算出各导线边的坐标方位角，从而求