工程测量介绍

测绘行业特有工种职业技能培训工程测量朱丽影吉林省测绘行业特有工种职业技能鉴定站,工程测量的内容,按其服务的对象来讲：工业与民用建筑测量铁路、公路测量桥梁测量隧道及地下工程测量水利工程测量输电线路与输油管道测量城市建设测量,主要课程安排,第一篇控制测量精密经纬仪的结构、检验和校正电磁波测距仪的使用及观测成果的改正计算精密水准仪与三、四等水准测量平面控制测量与三角高程测量第二篇工程测量施工放样的基本作业方法线性工程测量作业方法工业与民用建筑测量方法水利工程测量与地下工程测量方法工程建筑物变形观测方法,第一篇控制测量,什么是控制测量？,为了工程建设的需要，在一定区域内布设一系列的控制点，求得控制点的平面位置和高程的测量工作，称为控制测量。控制测量一般采用的仪器有精密光学经纬仪、电磁波测距仪、精密水准仪等专业测量仪器。,第一章J2级经纬仪,经纬仪是用来测量水平角和垂直角的仪器,正确地确定水平面、铅垂线和垂直照准面经纬仪的基本结构必须能构成这些基本面和线，并使之保持正确的几何关系。,一、J2级经纬仪的基本结构1、基本结构仪器的垂直轴代表过测站的铅垂线，并作为仪器的旋转轴。水平度盘与过测站的水平面平行，用以量度水平角。望远镜用以构成视准线，以便精确照准目标。水准器用以指示垂直轴与测站铅垂线的一致性。水平轴作为望远镜俯仰旋转轴，以便照准不同高度的目标。垂直度盘平行于测站的垂直照准面，用以量度垂直角。垂直度盘指标器在水平轴的一端，用来表示读数指标水平或垂直。为了精确读取度盘读数，仪器上装有测微器，用于读取水平度盘和垂直度盘不足一格之值。仪器上部可以围绕垂直轴旋转的部分（望远镜、水平轴、支架）合称为照准部；下部的水平度盘、脚螺旋、垂直轴套等合称为基座。,2、主要部件的相互关系垂直轴与照准部的水准器轴垂直。当水准气泡居中时，垂直轴与铅垂线一致。垂直轴与水平度盘正交，且通过其中心。当垂直轴垂直时，水平度盘与过测站的水平面平行，在该面上度量的角度才是正确的水平角。水平轴与垂直轴正交，视准轴应与水平轴正交。当垂直轴垂直而望远镜俯仰时，视准轴所形成的面才是垂直照准面。水平轴与垂直度盘正交，且通过其中心。当垂直轴垂直、水平度盘水平时，垂直度盘就平行于过测站的相应垂直照准面，在它上面量取的角度才是正确的垂直角。当指标水准气泡居中时，垂直度盘的读数指标必须水平或垂直。,3、水平度盘与测微器经纬仪的水平度盘和测微器是用以量度水平角的重要部件3.1、水平度盘光学经纬仪的水平度盘是用玻璃制成的，在水平度盘圆周边上等间隔地刻有分划线，全周刻360，每度一标记，按顺时针方向增值，每度间隔内再等间隔刻有若干个小分划。J2经纬仪在每度间隔有3个分格，每格20。由于水平度盘的周长有限，度盘的分格很小，借助显微镜只能估读到1/10格，精确测角时，需要安置显微镜测微器以精确量取不足一格之值。,3.2、光学测微器及测微原理（1）度盘成像光路反射式度盘：度盘分划面上镀一层银，光线射到度盘分划面上，照亮分划后又被反射回来；威特经纬仪透射式度盘：光线能透过度盘；蔡司010经纬仪,（2）测微器的基本结构和测微原理1、双平行玻璃板式测微器结构：主要由两块平行玻璃板、测微盘及其他部件构成。原理：对于双平行玻璃板测微器，当将两块平行玻璃板相对转动时（即一顺时针，另一逆时针转动），度盘对径两端分划也就相对移动。如果将刻有分划的测微盘与转动平行玻璃板的机构联在一起，而且转动平行玻璃板使度盘分划线像相对移动一格时，测微盘正好从零分划转动到最后一个分划。这样，测微器就起到了量取不足一格值的作用。,2、光楔式测微器结构：主要由光楔和测微尺组成原理：将两组光楔分别安置在度盘对径分划的光路中，一块为固定光楔，一块为活动光楔。沿直线移动活动光楔，便可使度盘对径两端的分划光线作相向或相背移动。把活动光楔与测微尺固定在一起，装在一齿条上，用测微螺旋上的齿轮带动它，转动测微螺旋时，活动光楔与测微尺一起运动，度盘对径分划光线相对移动一格，测微尺相应从零分划移至末端的最后一个分划，这样测微尺就可量出度盘上不足一格的值来。,3.3、读数方法通过测微器使度盘对径分划线作相向移动并作精确重合，测微盘量取对径分划像的相对移动量，这种读数方法叫重合读数法。步骤如下：1、从读数窗中了解度盘和测微盘的刻度与注记,确定度盘的最小格值。度盘对径最小分格值G=1/2度盘上1的总格数测微盘的格值T=度盘对径最小分格值G/测微盘总格数2、转动测微螺旋，使度盘正倒像分划线精确重合。读取靠近度盘指标左侧正像分划线的度数N。3、取正像分划线N到其右侧对径流180的倒像分划之间的分格数n。4、取测微盘上的读数c，c等与测微盘零分划线与测微器格数指标间的总格数乘测微盘格值T。可得读数公式：M=N+nG+c,4、垂直度盘及垂直角计算4.1、垂直角垂直角是照准目标的视准线与相应的水平视线之间的夹角。4.2、垂直度盘垂直度盘固定在水平轴一端，水平轴的几何中心线与垂直度盘正交，且通过其中心。垂直度盘随望远镜的俯仰而转动。4.3、垂直角计算左=90-L+i右=R-270-i=（R-L-180）/2指标差i是由于仪器结构不正确而引起的，即由于指标水准器轴与指标线不平行引起的。i=（L+R）/2,二、经纬仪的检验与校正1、照准部水准器轴与垂直轴正交的检校使经纬仪的垂直轴与测站铅垂线一致，是获得垂直照准面和水平切面，从而测得水平角和垂直角的基本前提条件。仪器整平及照准部水准器轴与垂直轴正交的检查,B,C,A,2、指标差的检验和校正检校步骤如下：1、盘左盘右精确照准目标，并使指标水准器影像精吻合，得到盘左盘右读数L、R。2、将L、R代如指标差公式i=（L+R）/23、用公式L0=L-i（R0=R-i）求出正确读数4、在盘左或盘右位置，再精确照准目标，将测微盘对准正确读数的分秒值，然后用指标水准器调整螺旋使正确读数的度盘分划像精密重合。此时，指标线被校至正确位置，但水准气泡偏离了。用指标水准器改正螺旋，使气泡影像吻合。,3、光学对点器的检校在控制点上进行水平角观测时,必须使仪器中心与标志中心一致。使用光学对点器进行仪器对中时，必须使光学对点器的视准轴与仪器垂直轴重合。投影法：光学对点器安装在仪器的照准部上（蔡司010）垂球调校：光学对点器安装在仪器的基座上（威特T2）,A,投影法,调垂球法,4、视准轴误差的检验仪器的视准轴与水平轴不正交所产生的误差为视准轴误差。L-R=2C规范中规定2C绝对值对于J2型仪器应小于30选择一个垂直角接近于零的目标，盘左盘右测出2C值，按R0=R+C（L0=L-C）算出正确读数。用测微盘对准零数，用水平微动螺旋使度盘上下分划重合且读数为R0、L0，此时望远镜的十字丝中心偏离目标影像。再用十字丝网校正螺旋使十字丝照准目标。,5、水平轴倾斜误差的检验仪器的水平轴与垂直轴不正交产生的误差。垂直轴在铅垂位置，水平轴与垂直轴不正交而倾斜了一个角度i，这个i角称为水平轴倾斜误差。水平轴倾斜误差在现行规范中规定采用高低点法测定。在水平方向线的上下各设置一个照准目标，水平线上为高点，下为低点，高低点应大致在同一铅垂方向上，两目标的垂直角的绝对值应不小于3且大致相等，其差值不得超过30。观测高点和低点间的水平角6测回各测回角度值互差J2不得超过82C高低点分别比较J2不得超过10高低点垂直角、指标差的互差不得超过10,6、光学测微器行差的测定行差是测微盘上的理论分格数n0与实际分格数n之差。=(n0n)0度盘的正、倒像分格宽度不同，各自的行差也不一样。正=(n0n正)0倒=(n0n倒)0通常取正、倒分划像行差中数作为仪器的行差，即=(正+倒)/2,（a）,（b）,（c）,本章小结,掌握J2型经纬仪的基本结构、测微器原理、读数方法；掌握垂直度盘的结构、垂直角和指标差的计算方法；掌握指标差的检验和校正；掌握照准部水准器的检验校正；掌握视准轴误差的检验校正；掌握水平轴误差的检验；掌握光学测微器行差的检验和改正方法；,第二章电磁波测距,一、仪器加常数的测定1、仪器加常数加常数是由于仪器电子中心与其机械中心不重合而产生的。有时，反光镜的反光中心与其机械中心也不重合，也同样产生加常数。,2、加常数的测定方法六段解析法是一种不需要预先知道测线精确长度而采用电磁波测距仪本身的测量成果，通过平差计算求定加常数的方法。D+K=(d1+K)+(d2+K)+(dn+K)=+nkDK=n-1,为提高测距精度，须增加多余观测，故采用全组合观测法，共需观测21段距离。点号：0123456若以六个独立的距离改正数V01，V02，V03，V04，V05，V06，以及加常数K作为未知数,此时就14个多余观测值,通过平差计算就可以求出六段距离的平差值和加常数K。,实际生产中的一种简单测定加常数的方法：在一平坦地段选择3点架设3个脚架，使其在一条直线上，先将仪器架设在中间脚架上，两端安置反光镜，测定中间点到两端点的距离；然后，将仪器架设在一端，测定该点至另一端点的距离。在不考虑乘常数影响的情况下，中间点到两端点的距离之和与两端点间的距离的差即为加常数。,二、观测成果的改正计算改正计算大体上可分三类:一类是由仪器本身所引起的改正,如仪器加常数改正、置平改正、频率改正和周期误差改正。二类是因大气折射误差引起的改正，如气象改正和波道弯曲改正。三类是属于归算方面的改正，如归心改正、倾斜改正和化算到椭球体面上的改正。,1、加、乘常数的改正由于仪器使用一段时间以后，仪器内部发生变化以及在运输、操作过程中受震动和空气污染等，使仪器其加常数也有变化。按仪器检定部门提供的数据进行改正。2、频率改正f-f0Df=Df0当测距的精度要求较高时，测距仪应在仪器检定部门做主频检定，按此式进行改正。,3、周期误差改正先求出所测距离不是一个整测尺段的尾数。根据此尾数查表或周期误差改正图。当测距的精度要求较高时，应利用仪器检定部门提供的检定数据对测距仪进行此项改正。4、气象改正基本公式：D=-n*D=-(ng-ng0)*D0D0为测线距离的观测值；ng0为仪器制造时采用的基准折射率；ng为测距时大气条件下的折射率。实用公式根据不同仪器而有所差别，一般可在仪器说明书中找到。,5、波道弯曲改正（1）波道弯曲的几何改正K2Dhl=S324R地2(2)折射率代表性误差的改正Dk2=-(2K-K2)S3/(24R地2),6、水平距离的归算斜距改正测距仪测得观测值加上以上五项改正后，即可得到仪器参考点至反光镜间的斜距。现将斜距改化为水平距离。D0=Dcos（斜距D和视线的垂直角）或D0=（D2-H2）（斜距D和测线两端的高差）,7、主机置平误差和反射镜倾斜误差的改正计算Ha=asinHe=e+dsin-esin其中：为视线倾角d为横轴中心至棱镜中心的距离e为棱镜角顶至棱镜中心的距离a为仪器参考点至基座基板的距离,8、归心改正计算当作业时，如觇标橹柱遮挡了测距仪的视线；或点位上不适宜安置测距仪；或视线的中间有障碍物；或在点位上观测受地形、地物等外界干扰较大，影响测距作业和精度；或限于测距仪的测程无法一次观测全长时，都需偏心设站观测，这时测得的观测值必须归算为点位间的距离，这项改正计算称为归心改正。（1）当归心元素较小时：De=D-D=-(ecos+ecos)+（esin+esin)2/(2D)-(ecos+ecos)（2）当归心元素较大时：De=ecos+e2sin2/(2D),9、将地面上测得的平距归算至参考椭球面上长度的改正计算S=D-H2/(2D)(1-DHM/RA)+D3/(24RA2),第三章平面控制测量,一、方向观测法1、水平角观测的基本原则（1）观测前应认真调焦，消除视差。在一测回观测中不得变动焦距。（2）各测回起始方向要均匀配置度盘和测微器，以减弱度盘刻划误差和测微器分划误差。（3）在上、下半测回间纵转望远镜，进行盘左、盘右观测，以消除或减弱视准轴、水平轴倾斜误差。（4）上、下半测回照准目标的顺序相反，并保持照准每一目标的操作时间大致相等，以消除或减弱与时间成正比变化的误差。（5）在上、下半测回开始前，照准部应按将要转动的方向旋转1-2周，以减弱隙动差的影响。（6）测微螺旋和微动螺旋的最后动作应为“旋进”方向。,2、方向观测法方向法是在一测回内把测站上要观测的所有方向逐一观测，求出各方向的方向值，所需角度由有关方向值相减求得。,O,B,C,D,E,A,3、观测度盘表180（j-1)/m+10（j-1)+600(j-1)/m式中：m测回数；j测回序号（j=1、2、3、n）4、一测回操作程序将仪器照准零方向目标，按观测度盘对好度盘和测微器。顺时针方向旋转照准部12周后精确照准零方向目标，进行水平度盘和测微器的读数（重合对径分划线两次）。顺时针方向旋转照准部，精确照准2方向目标，读数。顺时针方向旋转照准部依此进行3，4，n方向的观测，最后归至零方向。纵转望远镜，逆时针方向旋转照准部12周后精确照准零方向，按程序方法进行读数。逆时针方向旋转照准部，按上半测回观测的相反次序观测至零方向。,5、使用J2型仪器进行三、四等水平角观测的测站限差（1）光学测微器两次重合读数之差：3（2）半测回归零差：8（3）一测回内2C互差：13（4）化归同一方向后，同一方向值各测回互差：96、水平角观测记录P33,7、重测和重测数的计算（1）因测回互差超限而重测，除明显孤值外，一般应重测观测结果中的最大值和最小值的测回。（2）一测回中，若重测方向数超过所测方向总数的1/3时，应重测全部方向。（3）零方向超限时，本测回全部方向重测。（4）在一测站上，若基本测回重测的方向数超过全部方向测回总数的1/3时，则该站成果全部重测。（5）重测时必须联测零方向。,二、平面控制测量概述为了某项工程建设，必须在国家大地控制网的基础上建立测区首级控制网，并在此基础上进一步布设加密控制网，建立平面控制网的基本方法有三角测量、导线测量和GPS测量。,1、平面控制测量的方法（1）三角测量优点：控制面积大，测角精度高，检核条件多，相邻三角点间的相对点位误差小。缺点：网中各边的边长和方位角的精度不均匀，离起始边和起始方位角越远，精度越低。各边必须通视。,A,C,B,P1,P5,P4,P3,P2,Pi,P6,Pn,三角网示意图,三角锁示意图,D,C,B,A,P1,P2,P3,Pn-1,Pn,（2）导线测量优点：单线布设，坐标传递迅速。只需前后两个方向通视，易于跨越障碍，布设灵活；各边直接测定，精度均匀，纵向误差小。缺点：控制面积小，检核条件少，横向误差大。,A,B,导线网示意图,P1,P2,P4,D,C,Pn,P3,A,B,附合导线示意图,P1,P2,Pn,A,闭合导线网示意图,P1,P4,B,Pn,P2,P3,Pn-1,A,支导线示意图,P1,P2,Pn,（3）GPS卫星定位测量优点：控制网布设灵活，无需通视，观测简单，相对精度高。,2、城市控制测量布网方案从整体到局部，从高级到低级。分级布网，可越级加密。,三、导线测量与计算见P39P46四、小三角测量见P47P51,五、归心改正与归心元素的测定1、归心改正类型由于仪器中心和测站标志中心不一致而产生的偏心，称为测站偏心。对测站偏心进行的改正称为测站归心改正。由于照准标的中心和标石中心不一致而产生的偏心，称为照准偏心。对照准偏心进行的改正称为照准归心改正。,2、归心元素测站点归心元素：连接测站标志中心与仪器中心的连线的距离称为测站偏心距。以仪器中心为顶点，以仪器中心和标志中心的连线顺时针旋转到测站零方向的夹角称为测站的偏心角。照准点归心元素：连接照准点标志中心与照准点标的中心的连线的距离称为照准点偏心距。以照准点中心为顶点，以照准点中心和标志中心的连线顺时针旋转到照准点零方向的夹角称为照准点的偏心角。,归心改正OT1CTBeTM1eYyB1MY,3、归心改正计算3.1、测站归心改正C=ey/S*sin(M+Y)*3.2、照准归心改正=eT/S*sin(M1+T)*,4、归心元素的测定4.1、图解法4.2、直接法,第四章精密水准仪与水准测量,一、精密水准仪1、精密水准仪的特点符合水准器望远镜应具有较好的光学性能仪器的结构必须有利于水准器轴与视准轴的相对稳定应具有光学测微器2、精密水准仪的检校圆水准器安置正确的检验与校正视准轴与水准器轴相互关系的检校,二、三、四等水准测量1、水准测量的一般原则（1）选择有利的观测时间。（2）仪器的前、后视距大致相等。（3）相邻测站观测顺序按“后前前后”或“后后前前”进行。（4）一个测段的测站数应为偶数。（5）根据规范的规定采用往返测或单程双转点法观测。（6）观测中，间歇点最好在固定点上，否则应选择两个固定点。,2、三等水准的观测顺序“后前前后”架好仪器，精平，瞄准后尺读取黑面上丝读数、下丝读数和中丝读数；转动望远镜，瞄准前尺读取黑面中丝读数和上丝读数、下丝读数；瞄准前尺读取红面中丝读数；转动望远镜，瞄准后读取红面中丝读数。,3、四等水准的观测顺序“后后前前”架好仪器，精平，瞄准后尺读取黑面上丝读数、下丝读数和中丝读数；瞄准后读取红面中丝读数；转动望远镜，瞄准前尺读取黑面中丝读数和上丝读数、下丝读数；瞄准前尺读取红面中丝读数。四等水准可以直接读取视距。,4、三、四等水准观测的测站限差见P64表4-35、往、返观测高差不符值、路线闭合差限差见P65表4-4,第五章GPS测量,一、GPS概述1、GPS相对于经典大地测量的特点（1）测站间无需通视（2）定位精度高（3）观测时间短（4）同时提供三维坐标（5）仪器操作简便（6）全天候作业,2、GPS的构成（1）卫星星座的构成24颗卫星分布于6个轨道面内，轨道相对于地球赤道的倾角为55，各轨道平面间的夹角为60，每个轨道有4颗卫星，轨道平均高度为20200km，卫星运行周期为11小时58分钟。,（2）地面监控部分主控站：地面监控系统的中心，主要负责协调和管理地面监控系统的工作，同时收集各监控站的所有资料，推算卫星星历、编制导航电文，提供GPS的时间基准、监测卫星的工作姿态、调度备用卫星。注入站：按主控站的指令，将导航电文分别注射给相应的GPS卫星。监测站：在主控站的控制下，通过接收机对GPS工作卫星进行跟踪观测，为主控站编制导航电文提供数据。,（3）用户部分GPS接收机单频接收机：只能接收L1频率的信号双频接收机：能同时接收L1、L2频率的信号导航型接收机：主要用于确定船舶、车辆、飞机等运动载体的实时位置和速度。测量型接收机：适用于各种测量工作。授时型接收机：用于天文台或地面监控站进行同频同步测定。,二、卫星大地测量中的坐标系统与时间系统1、坐标系统（1）地球坐标系（2）卫星大地测量基准WGS84坐标系（3）国家大地坐标系（4）地方独立坐标系,2、坐标系统间的转换（1）不同空间直角坐标系间的转换xDixxGi0z-yxGiyDi=y+(1+k)yGi+-z0xxGizDizzGiyx0 xGi(2)空间直角坐标与大地坐标的转换x=(N+H)cosBcosLy=(N+H)cosBsinLz=N(1-e2)+H其中：N=a/(1-e2sin2B)1/2,3、时间系统（1）世界时与恒星时（2）原子时（3）协调世界时（4）GPS时间系统,三、GPS定位的基本观测量及误差分析1、GPS卫星播发的信号（1）GPS的测距码C/A码（利用L1载波频率）P码（利用L2载波频率）数据码（2）GPS卫星的星历预报星历后处理星历,2、GPS定位的基本观测量（1）码相位伪距观测值（2）载波相位观测值（3）整周未知数的确定,3、GPS测量的误差来源及影响（1）与卫星有关的误差卫星星历误差卫星钟的误差地球自转的影响和相对论效应的影响（2）信号传播误差电离层折射的影响对流层折射的影响多路径效应的影响,（3）观测误差与仪器误差观测误差：仪器天线的对中误差、天线置平误差、天线高量取误差。仪器误差：接收机钟差、天线相位中心的位置偏差。,四、GPS定位的基本原理及定位方法1、GPS定位的基本原理（1）GPS定位的几何原理即空间后方交会（2）观测卫星的几何分布及其对绝对定位的影响,2、GPS定位方法（1）绝对定位与相对定位（2）静态定位与动态定位（3）实时差分定位（4）静态相对定位（5）实时动态定位（RTK）,五、GPS测量的设计与实施1、GPS测量的技术设计（1）GPS控制网技术设计的依据（2）GPS网的精度、密度设计（3）GPS网的基准设计（4）GPS网构成的基本概念及网特征条件（5）GPS网的图形设计,2、GPS测量的外业实施（1）选点、埋石（2）观测GPS测量作业的基本技术要求.,3、GPS测量的作业模式（1）静态定位模式（2）快速静态定位（3）准动态定位（4）往返式重复设站（5）动态定位（6）实时动态测量,4、数据处理及外业观测成果的质量检核（1）数据预处理（2）观测成果的外业检核重复基线边的检核同步观测环检核异步观测环检核,六、GPS数据处理1、基线解算2、网平差与坐标转换（1）三维无约束平差（2）二维约束平差（3）GPS点的高程计算,第二篇工程测量,工程测量？是用一定的仪器和测量方法，来解决工程建设中实际测量问题的一门应用学科，是现代工程建设不可缺少的质量保证。工程测量是为工程建设服务的，工程建设一般分三个阶段，勘测设计阶段、施工阶段和运营管理阶段。,工程测量在这三个阶段的作用主要是：勘测设计阶段提供各种比例尺地形图资料或数据资料施工阶段建立施工控制网，进行施工放样运营管理阶段进行变形观测，监视建筑物的安全性和稳定性,第六章施工测量,一、施工控制网,施工控制网是专门为工程建设施工而建立的，是工程施工放样的基础，它有别于勘测设计阶段所布设的测图控制网，一般来说，测图控制网不能代替施工控制网。,1、布设施工控制网的必要性从控制点点位看，测图控制网的目的是为测图服务的，其点位的选择主要是根据测图比例尺和地形条件进行，以密度满足测图最大视距要求、精度均匀、控制面积最大位目的。在建立测图控制网时，不可能考虑到建筑物的总体布置情况；而施工控制网要以满足施工放样为目的，根据设计工程的结构特点来进行点位的布置，点位分布不均匀，具有较强的针对性。所以，在控制点的点位密度和分布方面，测图控制网不可能代替施工控制网。从精度上看，测图控制网的精度要求是按测图比例尺的大小确定的，而施工控制网的精度要求则要根据工程建设的性质来决定。不同的工程有不同的精度要求。一般来说，施工控制网的精度要高于测图控制网的精度。,2、施工控制网的特点（1）控制范围小，控制点密度大，精度要求高。（2）施工控制网使用频繁。（3）施工干扰大。（4）施工控制网采用施工坐标系统。（5）在投影面的选择上与大地控制和测图控制不同，一般投影到最能反映工程精度的高程面上。,3、施工控制网的布设施工控制网一般采取分级布设的原则。首级控制网布满整个工程地区，主要作用是放样各个建筑物的主轴线。二级控制在首级的基础上加密，主要用以放样建筑物的细部。工业场地的首级控制网称为厂区控制网，二级控制网称为厂房控制网。大型水利工程的首级控制网称为基本网，二级网称为定线网。,二、施工放样1、施工放样的分类平面放样高程放样2、平面位置放样的方法直角坐标法极坐标法方向线交会法前方交会法距离交会法,高程放样高程放样主要采用几何水准测量的方法，有时采用钢尺直接丈量竖直距离的方法，以及三角高程测量的方法。b=HA+a-HB,A,B,a,b,平面位置放样（1）极坐标法见P85xBABAP,（2）直角坐标法见P85P4P3P1P2ABCD,（3）方向线交会法见P86利用两条互相垂直的方向线定出放样点的位置。N1DN2APBN3CN4,（4）前方交会法见P86P3P2P1PA13C2B,（5）轴线交会法见P87xMx1AP01y1BP2y2yx2N,（6）正倒镜投点法见P88a、前视等偏法AO,（6）正倒镜投点法见P88b、测站均位法O1AOBO2,第七章线型工程测量,铁路、公路、架空送电线路及地下管道等均属于线型工程，其中线统称为线路。在线路勘测设计阶段的测量工作，称为线路勘测测量，在线路施工阶段而进行的测量工作，称为线路施工测量。对铁路勘测而言，一般分初测和定测两个阶段。对公路勘测而言，可分为踏勘测量和详细测量两个阶段。架空送电线路的测量，一般概括为踏勘和终勘定位两个阶段。,一、公路踏勘测量公路踏堪测量是线路初步设计阶段的测量工作。根据研究的线路方案和原有的小比例尺的地形图，在现场结合实际情况进行选线，实地标注线路的走向和大致位置，并收集必要的地形资料，作为线路初步设计的依据。公路踏堪测量的主要测量任务是导线测量、高程测量和地形测量。,1、导线测量沿初步确定的线路敷设导线时应注意：（1）导线点应选在地势较高的地方，且能前后相互通视，以利于测边、测角。（2）导线点宜选在开阔的地方，以便于作为图根控制，进行地形测量。（3）导线点的间距要适中。（4）导线点应尽可能接近将来的线路位置，以便定测时利用。（5）合理设置加桩，在地形变化处，大中河流两岸，水沟底以及大型建筑物两端均应设置加桩。,2、高程测量踏勘阶段的高程测量分为基平测量和中平测量。基平测量：沿线布设的基本水准点的测量。中平测量：测定导线纵断面点的高程。一般采用单程水准测量，水准路线应起闭于基平测量所设的水准点上。,3、地形测量沿所选定的线路方向测绘带状地形图。其应尽量以导线点为测站，必要时可设置一个测站点。地形图的比例尺在平坦地区一般为1：50001：2000，山区和高山区为1：2000。测图的带宽一般为400m。,二、公路详细测量公路详细测量是在实地确定线路位置，并为施工设计收集资料的测量过程，详细测量应结合现场实际地形、选定线路合理位置，进行具体定线，为施工图设计和工程预算提供资料。详细测量的内容主要是：中线测量、纵横断面测量和局部地形测量。,1、中线测量中线测量是将线路的平面位置测设到实地上，并沿此线测设里程桩以及连接曲线，其内容可分为：定线测量里程桩设置,（1）定线测量根据图上定线与导线的几何关系，将线路的交点、转点等控制点测设到实地上去。定线测量可采用：支距穿线法拨角定线法直接定交点法,（2）里程桩设置里程桩是用来标志线路位置及其到距离起点的长度，同时又是纵、横断面测量的基础，也是施工放样的根据。里程桩从线路起点开始设置，一般每隔100m设置1个桩，称为百米桩。在线路坡度变化处或与地物相交处，应增加桩位。,2、纵、横断面测量（1）纵断面测量纵断面测量又称线路水准测量，是测量线路各中桩的高程，并按一定的比例尺展绘成纵断面图，以表示线路纵向地形的变化，为设计坡度提供依据。纵断面测量包括：基平测量中平测量,（2）横断面测量线路横断面测量是在中线各里程桩处，测量垂直于线路方向的地面起伏情况，并按一定的比例绘制线路横断面图，作为路基设计、土石方计算、路基防护设计等的依据。,三、圆曲线测设*1、圆曲线及其主要点测设（1）圆曲线主要点直线和圆曲线的切点：ZY圆曲线和直线的切点：YZ曲线中点：QZ（2）圆曲线要素两相邻直线偏角（线路转向角）：圆曲线半径：R切线长：T曲线长：L外矢距：E切曲差：q,2、圆曲线的详细测设圆曲线的详细测设的方法：（1）偏角法（2）直角坐标法常用方法（3）极坐标法（4）弦线支距法（5）弦线偏距法（6）正矢法,四、综合曲线测设*1、综合曲线及其主要点测设1）综合曲线主要点直缓点：ZH缓圆点：HY曲中点：QZ圆缓点：YH缓直点：HZ,2）综合曲线要素已知要素线路偏角（线路转向角）：圆曲线半径：R切线长：T曲线长：L外矢距：E切曲差：q缓和曲线：l0,2、综合曲线的详细测设综合曲线的详细测设的方法：（1）偏角法（2）直角坐标法,五、竖曲线测设*1、要素计算2、竖曲线测设,六、公路施工测量1、复测以详测为基础，对原来测量的结果进行检核测量，以证实详测时标定的线路交点、转点和中桩。复测认为正确的点位方可使用，对有变动的点位，应按详测精度进行重测，对被破坏的点位进行补测。另外，还包括线路调整而需重新定线的测量。,2、路基边桩放样就是对路基坡顶点和坡脚点的测设，其可根据路基设计断面图或路基中心填挖深度进行放样。3、路基边坡的放样4、路面放样（略）5、涵洞测设,七、架空送电线路测量1、图上选线2、踏勘3、定线测量4、中线桩测量5、平断面测量（1）中线断面测量（2）边线断面测量（3）风偏断面测量（4）平面和交叉跨越测量6、杆、塔定位测量,八、地下管线工程测量1、选择方案2、中线测量3、纵、横断面图测绘4、地下管道施工测量5、顶管施工测量,第八章工业与民用建筑施工测量,一、施工控制测量1、施工控制网的布设在面积不大的居住小区中，常采用建筑轴线作为平面控制；在旧城区域受地形限制的建筑场地中，常以多边形导线作为平面控制；在一般大、中型民用或工业建筑的新建场地中，则可建立矩形方格网作为施工控制；对于山区建筑场地，一般多依山傍谷分散建筑，则可充分利用原有测图控制网作为施工定位的依据。,（1）建筑轴线的测设（2）建筑方格网的测设附和法轴线法归化法,2、高程控制网由于施工中高程测设对水准点的密度要求较高，当勘测设计阶段所埋设的水准点满足不了要求时，必须根据施工要求重新建立高程控制网。高程控制一般分级布设，首级控制通常采用三等水准测量，加密控制一般采用四等水准测量。,二、场地平整测量1、方格法适于场地高低起伏较小、地面坡度变化均匀的场地。其施测步骤为：（1）测设方格网（2）计算地面平均高程（3）计算定坡场地方格点设计高程（4）填挖边界和填挖方量的计算2、等高线法当场地高低起伏较大且坡度变化较多时，采用等高线法效果比采用方格网法更好。3、断面法适于场地狭窄的带状地区。,三、民用建筑施工测量1、拨地测量当建筑用地审批确定后，进行的建筑用地界址的测设，称为拨地测量。2、建筑物的定位根据设计要求，将房屋的主要角点标定到实地上，周围基础开挖和细部施工的依据。定位方法有：根据已有建筑物进行房屋定位根据建筑方格网定位根据控制点的坐标定位,3、建筑物放线根据定位的主轴线桩（或角桩），详细测设建筑物各轴线的交点桩（中心桩），然后，根据中心桩，用白灰撒出基槽边界线。4、基础施工测量5、墙体施工测量5.1、轴线投测5.2、标高传递,四、工业建筑施工测量1、厂区施工控制网布设在工业建筑场地，为了放样各厂房轴线，以及各生产车间的联系设备，首先应布设在整个起总体控制作用的厂区施工控制网。厂区控制网可布设成矩形网、三角网等形式。厂区内的高程控制一般采用三等水准测量作为首级控制，采用四等水准测量进行加密。通常平面控制点均联测在高程控制网中。,2、厂房矩形控制网测设（1）角桩测设法（2）主轴线测设法3、柱基放线4、厂房构件安装测量（1）柱子安装测量（2）吊车梁和屋架安装测量,五、高层建筑施工测量*高层建筑施工时，其柱列轴线要逐层向上投测，不断校正各层柱子的上、下一致性和铅直性。,六、工程竣工测量竣工测量可分为施工过程中的竣工测量和工程全部完成后的竣工测量。,第九章*水利工程施工测量,水利工程依其种类可分为防洪工程、航运工程、筑港工程、灌溉工程、水利发电工程以及输水工程等。水利工程与一般工程相比，有较大的特殊性：第一，水利工程大多修建在地形复杂、起伏较大的山区河流中，场地小、施工困难。第二，主要建筑物建筑在水中，对工程质量要求高。第三，建筑形状复杂，即使在同一高度上，其形状和尺寸都不同。第四，同一水工建筑物建成后，一部分长期位于水下运行，要承受巨大的压力，另一部分位于水上，不受水压影响。第五，水利工程施工后，可塑性小，在修建水利工程时，必须经过详细的勘测和设计，施工时，必须认真地进行放样和施工。第六，水利工程风险大。,勘测设计阶段的测量工作（1）进行水利资源调查时，一般需要1：5000比例尺地形图。（2）进行技术经济调查时，需要测量、编制河道枯水期的小比例尺纵、横断面图。同时需要沿河两岸实测1：5000地形图和1：10000坝段地形图供地质勘探、经济调查、规划设计的整体布置。（3）进行初步设计时，需编制大比例尺的河道纵、横断面图，以及施测水利枢纽地区的大比例尺地形图。（4）进行技术设计时，需要在已确定坝轴线地区施测1：2000的地形图，根据最后确定的坝轴线、坝型、正常水位、高水位和整体布置方案，在实地定出水库淹没线和移民范围。,施工阶段的测量工作勘测阶段，为施测大比例尺地形图所布设的控制网，无论控制点的密度、精度和点位分布，都不能满足施工放样的要求，因此，在施工前，必须根据工地的地形、工程性质和规模等建立高精度的施工控制网，并以此进行施工放样。施工阶段后期，还要进行竣工测量。,一、水下地形测量1、水下地形测量的特点（1）沿选定好的断面布置水下地形点的位置（2）水下地形点的平面位置测定方法与常规测量方法有所不同（3）水下地形点的高程是间接求得的（4）水下地形测量具有同步性,2、河道控制网的布设3、测深断面和测深点的布设4、水下地形点平面位置的测定方法（1）断面索定位法（2）交会法（3）极坐标法（4）无线电定位法5、水下地形点高程测定（1）水位测量（2）水深测量,二、河道纵、横断面测量1、河道横断面测绘2、河道纵断面图编绘,三、水利枢纽工程施工测量1、平面控制网布设（1）多采用三角测量的方法布设。（2）分级布设施工控制网。（3）点位分布应以坝下游为重。（4）基本网的边长一般不超过1-2km，以保证控制网中相邻点间的精度以及必要的密度。（5）一般要求，施工控制网布设两条基线边。（6）施工控制网的基线长度应投影到放样精度要求最高的平面上。（7）应尽可能将坝轴线作为施工控制网的一条边，并且采用坝轴线方向作为施工坐标系统。,2、高程控制网布设高程控制网一般分两级布设，一级为基本水准网，一级为定线水准网。定线水准网是直接作为大坝定线放样的高程控制网，其稳定性由基本水准网来检测。基本水准网还作为大坝变形观测的高级控制。基本水准网的等级应岸水利枢纽施工区的大小及放样精度要求进行选择。定线水准路线应尽可能缩短，且起止于最近的基本水准点。,四、桥梁工程施工测量桥梁施工测量的主要任务是精确测定桥梁墩、台的中心位置及其纵、横轴线，作为桥梁施工细部放样和质量检核的依据。,1、桥梁施工控制网桥梁控制网的布设：（1）点位应选在视野开阔、通视良好且不受施工干扰、便于保存的地方。（2）控制网图形简单，且要有足够的强度，保证所得的桥轴线长满足施工要求，并能以足够的精度进行施工放样。（3）桥轴线应作为施工控制网的一条边，有效地削弱垂直于桥轴线方向的误差。（4）控制网的基线长度应为两桥台间距的0.7-0.8倍，至少应布设两条基线边，且最好分布于两岸。（5）桥梁控制网一般为独立控制网。,2、桥梁高程控制网作为桥梁施工高程控制的水准基点，每岸至少要以永久性标志埋设3个，并与国家的水准点进行联测，且至少有两个水准基点埋设在桥梁施工影响的变形范围之外。在施工过程中，应随时检查水准基点、施工水准点的稳定性，以保证施工质量。,3、直线桥梁施工测量墩、台定位直接丈量法光电测距法交会法墩、台纵、横轴线的测设,第十章地下工程施工测量,地下工程包括铁路隧道、公路隧道、输水隧道、城市地下隧道、矿山隧道、人防工程等等。地下工程施工测量就是在地下精确标定出工程的设计中线和高程位置，指导工程的开挖和衬砌，保证相向开挖隧道的正确贯通。,一、贯通测量及贯通误差1、地下工程施工测量的内容地面的平面和高程控制测量地下的平面和高程控制测量地面、地下控制的联系测量地下工程的施工放样,2、中线定线（1）标定法现场标定法是根据线路定测时所测定的隧道洞口点和隧道中线设计元素，在山岭上实地标定出隧道中线的位置，作为隧道进洞开挖的放样依据。（2）解析法当隧道较长且低下复杂时，现场标定法很不方便，而且精度较低，此时，建立一个地面控制网把两洞口联系起来，并根据隧道中线设计坐标，用解析法算出地面控制网与隧道中线的几何数据关系，作为隧道中线定线的依据。,3、贯通误差横向贯通误差：影响隧道工程的关键纵向贯通误差：改变线路设计长度，仅影响贯通面的位置高程贯通误差：影响线路坡度,二、地面控制测量1、三角测量2、导线测量3、水准测量,三、地下控制测量地下控制测量是以必要的精度，按照与地面控制测量统一的坐标系，建立地下控制，作为隧道中线放样及其衬砌放样的依据，以保证隧道相向开挖的正确贯通。,1、地下导线测量地下导线是随着隧道开挖而延伸的，只能布设成支导线形式，而且不能一次测完整个导线，只能随隧道的掘进进行，以重复观测的方法实现检核。地下导线采取分级布设的方法，先布设低级导线，再布设高级导线。当隧道贯通后，应将地下导线重新进行观测，以便最后确定隧道中线的位置。,2、地下水准测量地下水准测量是在地下建立一个与地面统一的高程系统，作为隧道纵坡施工放样的依据，保证在竖向正确贯通。地下水准测量应以