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工程测量培训一、 铁路工程施工测量的特点与任务 铁路工程一般由桥梁工程、路基工程、沟涵排水工程、隧道工程等附属工程组成，构造繁杂，线路线型多变，施工里程一般较长，施工测量任务繁琐，整个线路呈带状形的，因此我们一般采用GPS做首级控制，在GPS控制点间加密四等导线作为加密控制测量，这些工作一般包括以下工作内容：施工阶段施工测量任务测量结果要求测量准备阶段1、 测量人员组织、仪器配置、检测。2、 施工现场勘察，编制施工测量控制方案。3、设计图纸的交接、会审和内业计算。4、控制导线移交、复测与加密。要求人员仪器精度数量满足施工要求，要求资料标识符合质检站要求。施工过程中1、控制导线定期复测、加密。2、用地红线圈定及原地面标高测量，进行土方计算，作发包依据。1. 3、对构造物几何尺寸进行检查和检测，校正施工偏差。4、 基桥台及路基的变形监测。5、 协助项目部土石方中间计量计算。满足工程测量规范要求。满足有关铁路线路施工技术规范。满足设计要求。满足施工的需要。为计价提供依据。工程竣工验收阶段竣工测量及竣工资料的移交满足铁路工程检验评定标准的要求。二、 测量方法目前我们的施工测量中主要采用GPS RTK、全站仪进行平面位置放样，电子水准仪进行高程控制测量及沉降观测，普通光学水准仪进行施工过程的高程放样。2.1 GPS RTK测量（1） GPS系统的相关理论随着科学技术的不断发展，在测量领域中GPS发挥着越来越重要的作用，GPS的应用领域也更加广泛。在这里我们简单介绍GPS的相关理论。GPS是全球定位系统的简称，是美国为了满足于自己在全球军事战略的需求，在70年代发展的适用于全球的定位技术。到90年代，这一技术在民用的测量中也发挥了显著的作用。整个GPS系统由3个部分组成：空间运行的卫星；地面的监控部分；用户使用的GPS接收机。卫星：空间的卫星设计和运行是有一定寿命的，所以卫星的数量在不同时期是变化的，目前大约有29颗卫星在正常运行。卫星的设计寿命大约为7.5年，平均分布在六个轨道面上，每个轨道面与赤道的夹角是55度，这样的设计保证了在任何时刻任何位置能接收到4颗以上的卫星来满足定位的需求。卫星的绕地运行周期为11小时58分，这样使的我们每天能够提前4分钟观测到相同的卫星（每月提前2个小时）。地面监控部分：能够不断的接收卫星的各种信息，并根据卫星的信息来判断卫星的运行情况，通过注入站来对卫星的进行调整，保证卫星正常的运行轨迹。地面用户的仪器：现在使用的测量型主要有，单频机，双频以及双频RTK的接收。单频GPS只能接收和处理卫星发来的L1上的信号，双频接收机能接收和处理L1和L2上的信号。RTK是只GPS接收机在配备了数据链之后，能实时的解算出相对的数据，达到了实时定位的目的。 另外还有导航型GPS是使用单机定位的原理，精度在几米到几十米不等。由上，我们可以了解到卫星定位使用的是空间数据，为了满足定位需求，需要一个以地心为原点的三维坐标系统。在1984年得出了一个最适用于全球的坐标系统-WGS84。这一系统是GPS定位的基准，GPS测量所得出的最原始的坐标都是WGS84的坐标。WGS84坐标是以经纬度进行标注的。我们在测量中是通过各点的WGS84的相对位置关系来推算出实际作业中各点的平面坐标位置。所以GPS的测量中存在了坐标的转换（在静态数据解算中有的软件称约束平差）。最终提供的成果是与已知点成果相一致的平面格网坐标系统（东，北，高）。（有关GPS的测量原理请参阅相关书籍）（2）GPS实际测量应用在野外进行测量时，静态的测量相对简单，只要将数据采集回去，在软件里进行处理。所以这里我们主要介绍RTK的作业中的几种情况；RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术，实施动态测量。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时通过输入的相应的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站的三维坐标及精度。A：在测量之前，我们有甲方提供控制点的WGS84坐标（一定要无约束平差的）和对应的地方坐标（一般为北京54坐标）。这样，我在外业测量时只需要在参考站上输入WGS84坐标，并输入对应的天线高。流动站上通过已知的WGS84坐标和对应的北京54坐标来计算坐标转换参数后，直接进行测量或放样。在这种情况下，参考站可以架设在整个控制网中的任何一个有已知WGS84坐标的控制点上，流动站使用相同的转换参数。测量的结果是相同的。（要求用于转换的控制点能包含整个作业区，尽量不要外推）B：在测量之前，我们只有甲方提供控制点的地方坐标（一般为北京54坐标）。这样我可以将参考站架设在其中的一个控制点上，在仪器中求出该点的WGS84坐标，然后用流动站去测量几个（最好是3个以上）控制点的WGS84坐标。（控制点能包含整个区域）并将对应的地方坐标输入到接收机中，进行计算坐标转换参数。然后流动站可以直接进行测量放样。这种作业时，在整个区域只需在参考站上求一次WGS84坐标值，以后再架在该点时，直接调用上次存储的WGS84坐标；架在其他的点上时，必需要有点的WGS84坐标，可以是通过流动站测出后再架，或已知地方坐标和转换参数求出的，这样就直接输入到参考站的仪器中。输入天线高开始工作。C：若该区域不能提供任何控制点的坐标，可以假设一个点的坐标，用一步法求出这个独立坐标系的参数，建立一个独立坐标系。（在去测量几个控制点时，可以用几个流动站测量不同的点，并将WGS84的坐标分别输入到其他的接收机内，分别进行坐标转换参数计算，其结果和在一台接收机内计算的结果和通过PC卡传输的结果是一致的）测量时可以先将要测量的点的WGS84坐标采集回去，在提交最终成果之前，将坐标转换好再提交。这样可以在测量过程顺带测量控制点，可以节约时间。有关坐标转换的计算中，通过几个点的相互对应的WGS84坐标和地方坐标，来计算出转换参数（坐标系统）。相反，也可以通过由WGS84坐标，通过转换参数可以求出地方坐标；另外已知地方坐标和转换参数，也可以求出点的WGS84的坐标。即WGS84；转换参数（坐标系统）；地方坐标三者只需要知道其中两个就可以求出另外一个。转换参数（坐标系统）有它对应的区域，这取决于参与转换的点分布的位置和图形以及转换的方法。经典法：优点-适用于大的区域，可以进行部分外推，精度均匀可靠，是最严密的转换方法，求出标准的7参数。 缺点-对点的数量要求，最好要3个点以上，而且需要平面和高程都有（少于3个点也能做，但一个点只能求3参数，少于3个点不能求出7参数），另外需要相关的椭球和投影信息。一步法：优点-是一种简单的强制拟和的方法，对点的数量要求不高，可以平面和高程分开处理，其高程误差不影响平面。不需要相关的投影和椭球信息。适用于小区域以及独立坐标系统，在小的区域几个点转换的精度甚至优于经典发结果。 缺点-只适用于小的区域，不能进行外推，在外推时精度损失很快。我们在施工当中一般都采用一步法进行转换。两步法：优点-是界于一步法和经典法的一种过度，具有两者的优点。可以适用于大的区域，对点的数量和点的平面及高程可以分开提供。在转换时，平面和高程互不影响。而且精度均匀可靠。 缺点-需要预转换，即在进行两步法转换时，需要一个参数作为预转换。也需要椭球和投影的有关信息。（3）RTK测量作业3.1 作业前必须先收集测区的高等级控制点成果，并将此成果按照RTK要求的数据格式导入RTK手簿坐标库。3.2 检查仪器的充电情况、储存空间情况。架设基站量取仪器高并开机，检查RTK手簿、移动站、基站的连接通信情况。3.3 采集控制点84坐标，求转换参数。将RTK坐标系统强制转换到地方坐标系，检查转换中出现的异常情况、取舍和增加已知点参与转换。作业中应尽可能采用足够多的控制点计算转换参数。在求解转换参数过程中，对于准备采用的合格参数，一定要选择 保存 和 应用 按钮来保存参数和应用于项目。3.4 RTK测量时，一定要注意观察当前的“固定解”状态。不得在非固定解状态下测量。对于用作控制级别的RTK测量，必须使用控制点测量模式，移动站架设在固定的对中架上，避免人工扶不稳和干扰。非作业人员远离差分天线或头顶不超过天线高度，测量中不在差分天线附近使用手机和对讲机。三、 路基的施工放样程序3.1路基放样路基横断面放样，就是在地面上标定出路基的位置和轮廓，使路堤和路堑按规定的尺寸进行施工。而路基横断面设计图、路基填挖高度表（或纵断面图）、路基宽度、边坡坡度、排水沟设计尺寸等，就是路基放样的依据。 路基放样主要是测设边桩，就是要定出路堤的坡脚和路堑的坡顶位置，此外，还要标定出路堤的高度和路基边坡的坡度。 3.1.1测设边桩（一）图解法测设边桩将各桩号处横断面地面线及路基设计断面按一定的比例，绘在厘米方格纸上，然后量出路基中心至路基边坡与地面相交点（坡脚）之距离，到现场用方向架（或仪器）定出横断面方向，用皮尺直接量出边桩的位置，钉上木桩。优点：手续简单，速度快，适用于地形变化不大的地段。但当地形变化较大，横断面测量不够准确时误差较大。（二）根据填挖高度测设边桩如果只有填挖高度时，可采用以下办法测设边桩。1、在平坦地面上测设边桩 当地面横向坡度很小，可根据路基的宽度、边坡坡度、填挖高度，计算中心桩到边桩的距离。 3、在倾斜地面上测设边桩(1)逐步接近法 路堤边桩距离 路堑边桩距离： 三、边坡放样有了边桩，还要按照设计的路基横断面，把边坡的位置标定出来。（一）用绳和小杆放样1、一次挂线当路堤高度不大时，可一次把线挂好。(二)路堑边坡及挖深的掌握方法路堑机械开挖过程中，一般都需配合人力同时进行整修边坡工作。1、机械挖土时，应按每层挖土厚度及边坡坡度保持层与层间的向内回收的宽度，防止挖伤坡或留土过多。2、每挖深1-1.5m左右应测设边坡，复核路基宽度，并将标杆向下移到挖土面的正确边线位置上。每挖3-4m或距路基面20-30cm时，应复测中桩、高程，复核路基面宽度。这样可及时的控制填方超填现象和挖方超挖现象的出现。 四、 铁路桥梁施工测量放样 4.1 铁路线路大中小桥的特点双线铁路的测量设计线一般都是以左线中心为基准，施工测量时，横桥方向一般以桥梁梁缝中心线作为墩台横向轴线，在顺桥方向直线上墩台中心线与左右线中心重合，曲线上墩台中心线为桥梁工作线的顶点位置，与左、右线中心并不重合，正确的位置是在线路曲线外侧延横桥方向增加一个E值，E值也就是桥梁工作线顶点到设计线路中心的距离。小半径曲线桥梁墩台位置设计时，一般会在横桥向设置横向预偏心，在不等跨设计时，会在顺桥向设置纵向予偏心。我们在计算放样坐标时必须认真审核施工图纸，充分领会设计意图，以免造成放样错误，这样充分保证跨距，保证墩台的相对关系。4.2 桥梁施工测量流程图桩基中心坐标测量放样 成桩中心坐标检查 承台底部角点测量放样承台模板安装后测量检查 墩身底部角点测量放样 墩身模板安装后测量检查垫石角点测量放样 架梁顶面高程控制测量垫石顶面高程复测及支座中心测量放样现浇梁底模测量放样现浇梁顶模测量放样现浇梁梁面高程测量放样全桥中线贯通测量，在梁面标出桥梁中心工作线位置4.3桥梁施工测量仪器操作流程 根据本工程施工特点，本工程主要采用中海达 V8 GPS与2级全站仪施测4.3.1GPS RTK测量操作流程1) GPS-RTK测量时，至少利用3个CPI、CPII或加密GPS控制点进行点校正，点校正结束后应查看点校正残差，防止点校正时产生粗差，点位中误差和点位复核要求应符合高速铁路工程测量规范（TB 10601-2009）关于GPS RTK中线放样测量的相关规定。2) GPS-RTK测设点位前，还应到相邻的控制点上校核。满足相关规定后才能进行测量放样。4.3.2全站仪极坐标法测量操作流程3) 在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视定向。定向后进入测量模式，测量出后视点的坐标和高程并与已知数据检核。测量无误，方可进行施工测量。否则，重复以上步骤，直至符合限差要求。4) 瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。利用仪器自身计算功能进行计算时，记录员也应进行相应的核对以检核输入数据的正确性。5) 在各待定测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录待定点的坐标和高程。以上步骤为测站点的测量。6) 在测站点上安置全站仪，照准另一置镜点检查坐标和高程。7) 观测员在全站仪内输入放样点的坐标，尤其输入后重新核对坐标无误。8) 观测员旋转仪器至目标方向，指挥前视人员移动棱镜至仪器视线方向上，测量平距。9) 根据仪器所显示的距离（+前进-后退），指挥司镜员在视线上前进或后退。10) 重复过程7，直到达到目标位置。（非坚硬地面此时可以打桩）11) 检查仪器的水平角值，棱镜汽泡严格居中（必要时架设三脚架），再测量一次，若D小于限差要求，则可精确标定点位。12) 测量并记录现场放样点的坐标和高程，与理论坐标比较检核。确认无误后在标志旁加注记。13) 重复610的过程，放样出该测站上的所有待放样点。14) 如果一站不能放样出所有待放样点，可以在另一测站点上设站继续放样，但开始放样前还须检测已放出的23个点位，其差值应不大于放样点的允许偏差。15) 全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值。16) 作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。17) 测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。18) 确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场技术员。4.4、桥梁测量放样4.4.1桩基测量放样1) 首先要根据设计院提供的曲线要素进行中线桩的复核，然后根据墩台里程桩号及相关尺寸进行桩基中心坐标计算，坐标计算成果要由两人以上核对无误后报测量监理工程师审批，审批合格后，坐标成果方可用于施工测量。2) 桩基中心坐标测量时，根据本工程特点和施工方法，需要做到以下几点：a) 在工程施工过程中，桩基中心放样采用中海达-RTK，利用至少3个以平面控制点进行点校正，点校正结束后应查看点校正残差，点位校正残差要小于1cm，GPS RTK使用要符合高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）中关于GPS RTK测量的相关规定。在施工放样前，仪器安置好后GPS RTK应到放样桩基附近的已知控制点进行测量复核，RTK手持杆水泡居中要使用用竹杆支撑，复核精度要小于1cm，才能开始桩基的测量放样。b) 桩基放样前，准备好木桩和小钉子，当桩位中心坐标施测出来后 ，要打上木桩，直到木桩稳固为止，并在木桩顶面精确放出桩位中心坐标后，钉上小钉子。RTK手持杆水泡居中要使用用竹杆支撑，放样误差要小于1cm，桩位中心坐标放样完毕后应实际丈量桩中心的间距进行复核，确定无误后每根桩位中心都要做两个以上的保护桩，以便随时校核桩位正确性。c) 桩基护筒埋设完成后再用GPS RTK对桩基中心位置进行复测，使用竹杆支撑使RTK手持杆水泡严格居中，平面测量误差控制在1cm以内，并对护筒标高进行测量，测量合格后，经测量监理确认后以书面技术交底交予现场技术员，方能进行桩基的开钻施工。4.4.2承台测量放样3) 承台基坑开挖前要在原地面测出高程控制点以指导基坑开挖，当基坑开挖到位后，使用水准仪测出桩基顶面高程，以便破除钻孔灌注桩桩头。4) 破除桩头后，要对每根成桩的中心位置再进行一次测量，检查成桩中心位置与设计的中心位置是否满足规范要求的小于5cm限差，并做好原始数据记录。5) 使用GPS RTK或全站仪极坐标法测量承台底4个角点或测量承台底十字中心线控制点。使用竹杆支撑RTK手持杆使水泡严格居中，平面严格误差控制在5mm以内。6) 测量完毕后用钢尺丈量各点间的距离及对角线距离，确认准确无误后，经测量监理确认后以书面技术交底交予现场技术员，方可进行下道工序施工。7) 承台模板立模后，及时对承台模板进行检查，采用全站仪极座标法测放承台十字中心线或各承台角点控制点，采用棱镜支架杆，平面误差控在3mm以内，用红油漆做标志点在模板上，根据各点拉线检查模板各部位几何尺寸。并要测出承台顶面高程，并要在模板上标出承台混凝土顶高程。高程误差控制在3mm以内，确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场技术员。8) 承台放样示意图承台放样示意图4.4.3墩柱测量放样4.4.3.1 垂直度控制测量作为高桥墩结构,垂直度是影响其结构稳定性、承载力以及外观质量的重要因素。因此,垂直度的控制测量是施工控制的主要内容。垂直度控制亦是墩身纠偏工作的主要依据。垂直度控制主要通过全站仪测放三维坐标法和激光铅直仪法进行控测。全站仪施放三维坐标法在每次浇注混凝土前，必须根据所立墩身模板的高度，并利用墩身坡度（外模为35:1，内模2130m时为70:1，3140m时为80:1，41m50m时为90:1）计算出墩身纵、横轴线坐标，再统一外放到墩身外模板上。利用钢板尺量出理论距离和实放距离的差值，即可反推出墩身的垂直度的变化，以便及时对墩身偏差进行调整。这样既可较好地控制墩身的垂直度,又可较好地控制墩身的几何尺寸,同时定期采用全站仪在导线控制点上进行墩身位置复核,作到控制无误。激光铅直仪法在浇注混凝土第一模块之前，必须在承台上准确放出墩身纵、横轴线的位置。选择墩身中心及距中心左、右、前、后各1m的点位，作为垂直度观测点（见图），并增设四个点作为护桩，以防控制点缺失。观测时把激光铅直仪安装在9个点上，并在工作平台上设激光接受靶，以显示光斑并扑捉斑心。激光斑心连线即为桥墩纵、横轴线。采用轴线引点对中进行墩身的竖直轴线传递，并且每隔2层要进行纠偏。这样就通过激光铅直仪将控制点准确的引到工作平台上，简化了繁琐的测量工作，而且控制点设在墩身内部，受外界环境影响小，控制准确，可靠。施工过程要配有专人对墩身的垂直度进行连续观测，并采用专用表格对观测时间、记录人、偏移量进行记录，以便根据观测数据及时对墩身模板进行调整，以防止墩身出现大的偏差和偏差累积。使用全站仪极坐标法在承台顶面测出墩柱底部角点或十字中心线控制点，模板固定后使用全站仪测量模板顶口平面位置，采用棱镜支架杆，平面测量误差要小于3mm。使用水准仪测量墩柱顶面的高程，高程测量误差要小于3mm。当水准仪施测无法满足要求时，使用全站仪三角高程测量的方法测量墩柱顶面高程，要采用全站仪正倒镜法取中值，测量方法及精度要符合三角高程测量规范要求。全站仪对墩柱平面位置放样，每次都必须复核后视角度和距离；水准仪进行墩柱高程放样时每次测量必须依据两个控制点。测量时要由两个以上测量人员分别放样相互检校，以确保测量质量。确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场技术员。4.4.4支座垫石测量放样9) 在支座施工前，必须进行平面控制点、高程点的复测及墩顶高程复测，并要与相邻标段联测平面和高程控制点。10) 在墩顶测设出支座垫石的角点位置 ,支座垫石顶面高程可通过各墩顶水准标志高程测设。11) 采用全站仪极坐标法测量放出支座垫石的平面位置，采用棱镜支架杆，平面测量误差要小于3mm。并使用全站仪或钢尺复核相邻支座垫石的间距；支座垫石顶部高程使用精密水准测量法控制，将平整度相对误差控制在2 mm以内。确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场技术员。4.4.5 全站仪坐标放样时，采用第三控制点进行检核和几何尺寸复核方法相结合，临时支导线放样，必须闭合到其他导线点，支导线点数一定不能超过两个。或测量上次放样点坐标检核。尽量避免使用自由设站法。4.4.6 标高放样，必须闭合到其他水准点检核，特别大批量放样标高，用拉线的方法检核。遵循以上检查制度，做到放样的自我复核，避免坐标放样全站仪输错数字，标高放样的读数错误，使用控制点点位错误，同时可以检查控制点是否沉降或位移。4.4.7 全站仪放样的注意事项（1）用全站仪放样点位时,需事先输入气象元素即现场的温度和气压,以便仪器自动进行气象改正。（2）需打开竖轴补偿器。经纬仪照准部的整平可使竖轴铅直，但受气泡灵敏度和作业的限制，仪器的精确整平有一定困难。这种竖轴不铅直的误差称为竖轴误差。竖轴误差对水平方向和竖直角的影响不能通过盘左、盘右读数取中数来消除。因此在一些较高精度的电子经纬仪和全站仪中安置了竖轴倾斜自动补偿器，以自动改正竖轴倾斜对水平方向和竖直角的影响。精确的竖轴补偿器，仪器整平到3范围以内，其自动补偿精度可达0.1。（3）输入正确的棱镜常数值（加常数与乘常数）。（系统误差）不同于仪器标称精度中的固定误差与比例误差。4.5 施工测量内外业资料要求4.5.1 首先必须对图纸会审，理解设计意图，对线性要素、中桩坐标复核，对全线标高根据图纸提供的要素进行复核,作好会审记录，对错误或疑问及时联系设计院明确。4.5.2 加强对图纸的管理，对于设计变更部分，在原图用红笔标注，通知所有测量人员，图纸应标明有效或无效；4.5.3 内业计算资料必须做到两人复核，或用不同的方法进行计算复核，可将计算数据从EXCEL表格中展绘到Auto cad当中，在图上量取各桥跨之间的相互关系，以此来复核计算放样数据的正确与否。4.5.4 测量记录本，根据实际情况，按分项工程或里程分册使用，标明放样检查内容、仪器、放样基准点、读数记录及施测人员。4.5.5 报验资料及时，并标明放样控制点与放样构造物的坐标、标高关系。4.5.6 每次检查前，预备检查资料，每分部、分项工程完成检查后，进行资料整理，归档管理。4.5.7 技术交底要及时，可在现场放样完毕后一式两份双方签认无误后，一份立即将放样成果书面交与现场施工管理人员。另一份带回存档，以备查验。五、 仪器设备要求 所有仪器使用前都必须经专业机构进行检校并在有效期内使用。六、 质量控制及检验6.1 质量标准桥梁测量作业应符合客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定及客运专线桥涵工程施工质量验收暂行标准相关要求6.2 控制要点6.2.1使用的仪器精度及性能指标及鉴定情况是否满足测规要求6.2.2观测环境变化的不定性，如空气、温度、大气折光等，地球曲率也是产生误差的原因之一。将全站仪视线长度控制在300m之内，有效地削弱大气折光等外界环境因素对测量结果的影响。6.2.3在施工控制测量过程中，其精度的保证取决于：严格按照施工测量规范之要求进行施测、准确的测量步骤、合格的测量仪器、严格的复核制度及严谨的工作态度。七、 工程测量用仪器设备使用、维护保养要求7.1全站仪使用、维护保养7.1.1全站仪使用时应注意事项：a、开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。b、开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部。切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。仪器用毕，并擦去表面的灰尘。装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。c、在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。不可将仪器对准太阳光。d、当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。e、当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后背着走。行走前要检查仪器箱是否锁好，检查安全带是否系好。当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置。7.1.2全站仪维护保养a、搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固，搬运时，应把制动螺旋略微关住，使仪器在搬站过程中不致晃动。b、仪器任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程度。c、光学元件应保持清洁，如沾染灰沙必须用毛刷或柔软的擦镜纸擦掉。禁止用手指抚摸仪器的任何光学元件表面。清洁仪器透镜表面时，请先用干净的毛刷扫去灰尘，再用干净的无线棉布沾酒精由透镜中心向外一圈圈的轻轻擦拭。除去仪器箱上的灰尘时切不可作用任何稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾中性洗涤剂擦洗。d、在潮湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干仪器表面的水分及灰尘后装箱。回到仪器室后立即开箱取出仪器放于干燥处，彻底凉干后再装箱内。e、冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能开箱。7.1.3仪器搬运时注意事项a、首先把仪器装在仪器箱内，再把仪器箱装在专供转运用的木箱内，并在空隙处填以泡沫、海绵、刨花或其它防震物品。装好后将木箱或塑料箱盖子盖好。需要时应用绳子捆扎结实。b、无专供转运的木箱或塑料箱的仪器不应托运，应由测量员亲自携带。在整个转运过程中，要做到人不离开仪器，如乘车，应将仪器放在松软物品上面，并用手扶着，在颠簸厉害的道路上行驶时，应将仪器抱在怀里。c、注意轻拿轻放、放正、不挤不压，无论天气晴雨，均要事先做好防晒、防雨、防震等措施。7.1.4全站仪保管的注意事项a、仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回仪器室；不得放在现场或工地。b、仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂。仪器必须放置专门架上或固定位置。c、仪器长期不用时，应以一月左右定期取出通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工作状态。d、仪器放置要整齐，不得倒置。7.1.5电池的维护 全站仪的电池是全站仪最重要的部件之一，现在全站仪所配备的电池一般为Ni-MH(镍氢电池)和Ni-Cd(镍镉电池)，电池的好坏、电量的多少决定了外业时间的长短。a、建议在电源打开期间不要将电池取出，因为此时存储数据可能会丢失，因此请在电源关闭后再装入或取出电池。b、可充电池可以反复充电使用，但是如果在电池还存有剩余电量的状态下充电，则会缩短电池的工作时间，此时，电池的电压可通过刷新予以复原，从而改善作业时间，充足电的电池放电时间约需8小时。c、不要连续进行充电或放电，否则会损坏电池和充电器，如有必要进行充电或放电，则应在停止充电约30分钟后再使用充电器。d、不要在电池刚充电后就进行充电或放电，有时这样会造成电池损坏。e、超过规定的充电时间会缩短电池的使用寿命，应尽量避免。f、电池剩余容量显示级别与当前的测量模式有关，在角度测量的模式下，电池剩余容量够用，并不能够保证电池在距离测量模式下也能用，因为距离测量模式耗电高于角度测量模式，当从角度模式转换为距离模式时，由于电池容量不足，不然会中止测距。7.2 GPS使用、维护保养7.2.1 GPS使用时应注意事项：a、开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。b、开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，切不可拿仪器倒置，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。仪器用毕，应擦去表面的灰尘。装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。c、在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。d、当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。e、当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后背着走。行走前要检查仪器箱是否锁好，检查安全带是否系好。当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置。7.2.2 GPS的维护保养a、搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固，以免在搬运时仪器滑落。b、仪器任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程度。c、仪器表面应保持清洁，在清洁仪器表面时，请先用干净的毛刷扫去灰尘，再用干净的棉布轻轻擦拭。除去仪器箱上的灰尘时切不可作用任何稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾中性洗涤剂擦洗。d、在潮湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干仪器表面的水分及灰尘后装箱。回到仪器室后立即开箱取出仪器放于干燥处，彻底凉干后再装箱内。e、冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能开箱。7.2.3仪器搬运时注意事项a、首先把仪器装在仪器箱内，再把仪器箱装在专供转运用的木箱内，并在空隙处填以泡沫、海绵、刨花或其它防震物品。装好后将木箱或塑料箱盖子盖好。需要时应用绳子捆扎结实。b、无专供转运的木箱或塑料箱的仪器不应托运，应由测量员亲自携带。在整个转运过程中，要做到人不离开仪器，如乘车，应将仪器放在松软物品上面，并用手扶着，在颠簸厉害的道路上行驶时，应将仪器抱在怀里。c、注意轻拿轻放、放正、不挤不压，无论天气晴雨，均要事先做好防晒、防雨、防震等措施。5.2.4全球定位系统保管的注意事项a、仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回办公室；不得放在现场或工地。b、仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂。仪器必须放置专门架上或固定位置。c、仪器长期不用时，应以一月左右定期取出通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工作状态。d、仪器放置要整齐，不得倒置。7.2.4电池的维护 G的电池是全球定位系统最重要的部件之一，现在全球定位系统所配备的电池一般为Ni-MH(镍氢电池)和Ni-Cd(镍镉电池)，电池的好坏、电量的多少决定了外业时间的长短。a、建议在电源打开期间不要将电池取出，因为此时存储数据可能会丢失，因此请在电源关闭后再装入或取出电池。b、可充电池可以反复充电使用，但是如果在电池还存有剩余电量的状态下充电，则会缩短电池的工作时间，此时，电池的电压可通过刷新予以复原，从而改善作业时间，充足电的电池放电时间约需8小时。c、不要连续进行充电或放电，否则会损坏电池和充电器，如有必要进行充电或放电，则应在停止充电约30分钟后再使用充电器。d、不要在电池刚充电后就进行充电或放电，有时这样会造成电池损坏。e、超过规定的充电时间会缩短电池的使用寿命，应尽量避免。7.3水准仪使用、维护保养7.3.1水准仪使用时应注意事项：a、开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。b、开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部。切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。仪器用毕，应擦去表面的灰尘。装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。c、在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。d、当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。e、搬站时将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置。7.3.2水准仪维护保养a、搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固，搬运时，仪器要尽量保持直立放置，使仪器在搬站过程中不致晃动。b、仪器任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程度。c、光学元件应保持清洁，如沾染灰沙必须用毛刷或柔软的擦镜纸擦掉。禁止用手指抚摸仪器的任何光学元件表面。清洁仪器透镜表面时，请先用干净的毛刷扫去灰尘，再用干净的无线棉布沾酒精由透镜中心向外一圈圈的轻轻擦拭。除去仪器箱上的灰尘时切不可作用任何稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾中性洗涤剂擦洗。d、在潮湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干仪器表面的水分及灰尘后装箱。回到仪器室后立即开箱取出仪器放于干燥处，彻底凉干后再装箱内。e、冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能开箱。5.3.4仪器搬运时注意事项a、首先把仪器装在仪器箱内，再把仪器箱装在专供转运用的木箱内，并在空隙处填以泡沫、海绵、刨花或其它防震物品。装好后将木箱或塑料箱盖子盖好。需要时应用绳子捆扎结实。b、无专供转运的木箱或塑料箱的仪器不应托运，应由测量员亲自携带。在整个转运过程中，要做到人不离开仪器，如乘车，应将仪器放在松软物品上面，并用手扶着，在颠簸厉害的道路上行驶时，应将仪器抱在怀里。c、注意轻拿轻放、放正、不挤不压，无论天气晴雨，均要事先做好防晒、防雨、防震等措施。7.3.3水准仪保管的注意事项a、仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回仪器室；不得放在现场或工地。b、仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂。仪器必须放置专门架上或固定位置。c、仪器长期不用时，应以一月左右定期取出通风防霉，以保持仪器良好的工作状态。d、仪器放置要整齐，不得倒置。7.4仪器设备维护保养计划7.4.1对于每台仪器在使用后应做好日常的维护保养,日常保养以擦拭仪器表面为主。7.4.2对主要仪器设备应执行周期保养,周期保养应以检查、调整为主。主要仪器设备的周期保养要求见表1表 1序号仪器设备名称保 养 要 求保养周期(月)1水准仪擦洗镜头、检查圆水准泡是否有偏差，必要时检查I角是否符合要求,若有误差超过范围进行调整。32全站仪擦洗镜头、检查圆水准泡是否有偏差，管水准泡是否居中,检查十字丝是否有偏差，检验视准轴的正确性。33GPS全球定位系统检查基座、圆水准泡是否有偏差，3全站仪测距误差的分析工程施工中，全站仪的使用改变了传统测量方式，减小甚至克服了使用光学测量仪器所无法避免的一些误差，大大提高了测量精度，同时，随着高精度全站仪的日趋“平民化”，用于施工测量的全站仪普遍为级仪器（测距中误差5mm），这些使得技术人员常常忽视工程测量规范中规定的、看似无足轻重实际上对测距精度影响很大的因素，如：气象改正、三角高程往返测、棱镜常数设置等。对于一般工程的测量，忽视这些影响因素也能满足工程施工的精度要求，但是，在高山地区或进行长大桥、隧控制测量时，如果不考虑这些因素的影响，测量成果的精度将会大大降低，甚至带入粗差，给构（建）筑物的定位带来较大的影响，难以满足规范的精度要求。本文将对工程测量中常见的影响全站仪测距精度的问题进行总结、探讨。一、 气象改正全站仪是利用光波在大气中的传播速度C为已知这一特性，通过测定光波在被测距离上往返传播的时间来求得距离值的。如图1所示，假设载波往返传播的时间为t，则AB的距离。由此可见，全站仪测距准确与否，除了传播时间t，还与载波在大气中的传播速度C密切相关。第10届国际计量大会定义光波在真空中的传播速度C0=299792458 m/s，它可以认为是一个无误常数。但是，我们所需要的是光波在大气中的传播速度。由于大气折射的影响，光波在大气中的传播速度并不等于其在真空中的传播速度，也不是一个恒定值，而是随大气折射率的不同而变化。大气折射率又随大气压、温度、湿度及气体成分的不同而变化，其中主要的影响因素是大气压和温度，根据经验公式：大气折射率式中：与进口全站仪、气压计的默认单位一致，大气压P的单位以hPa计,1hPa=0.75mmHg；温度t的单位以计；为空气膨胀系数，取1/273.15；n0为标准气象条件下（t=0，P=1013.25hPa）的大气折射率，根据科希公式：（为光波波长，单位以m计）。全站仪设计时是以固定的真空光速和测尺长度在某一气象条件（仪器的气象参考点）的折射率为基准来确定调制频率，使此条件下测得的距离为标准距离。实际作业时，应将实际气象条件下的大气折射率n与仪器气象参考点的折射率相比较，计算出折射率改正值，从而得出距离改正值，即通常所说的气象改正值。例如，TOPCON GTS-601全站仪采用的载波波长=0.82m，气象参考点为：t基=15、P基=1013.25hPa，由科希公式得n0=1.000295022，则：通过对上式求微分，可以计算出该仪器在气象参考点1km的距离上，温度变化1所产生的测距误差为0.97mm，大气压变化1hPa所产生的测距误差为0.28mm。由此可见，对于工程控制测量来说气象改正是不可忽略的因素，尤其是长基线或在高温天气、高海拔地区，要严格执行工程测量规范的规定：“当测四等及以上的边时，应量取两端点的测边始末的气象数据，计算时应取平均值”，在测距前量取实际的大气压和温度，并输入到全站仪中直接进行改正。二、 棱镜常数设置由于不同介质的折射率不同，全站仪载波信号在棱镜中传播的速度与在大气中的传播速度也不同，为了准确计算距离，就必须知道载波信号在棱镜中传播的时间差。如图2所示，棱镜在设计时根据全站仪所采用的载波波长，计算了一个等效的棱镜“零位”，据此推算出棱镜的绝对常数。棱镜的绝对常数式中：、分别为载波在棱镜和大气中的折射率；a、b分别为棱镜前平面到棱镜锥顶和支架竖轴的距离。此外，有的棱镜支架设计了两种不同的装配方式，如TOPCON有一型号的支架正、反面均可以安装棱镜，棱镜常数分别是0和-30，相差30mm。因此，测距前一定要详细了解相配套的棱镜型号、棱镜常数及支架的装配方式，以免给测量成果带入粗差。如需使用不同的棱镜，测距前应参照有关规范、说明书仔细测量棱镜的常数。三、 全站仪三角高程往返测问题地球表面近似于一个圆球面，由于球差的影响，当地面上两点间达到一定距离后就互不通视了。此外，地球表面的大气密度分布的总规律是下密上稀，由于气差的影响，全站仪发射的载波信号在大气中传播时必然产生连续折射，形成弯向地面的曲线。球差和气差对高程测量的影响值：式中：R为地球平均曲率半径，取6371km；K为大气垂直折光系数，取0.11；S为两点间的距离，单位为km，工程测量的控制点间距离一般较短，相对于地球平均曲率半径是个微小量，故可用平距代替斜距。此外，在高山地区，当测点平均高程较大，且测点间高差也较大时，还应考虑投影到参考椭球面或测区平均高程面对高差的影响值：式中：为两测点间高差；为两测点平均高程；为两测点在高斯