工程测量复习

1、第一章绪论第一章绪论第一节第一节工程测量学在测绘学中的定位和研究应用领域工程测量学在测绘学中的定位和研究应用领域 一、定义一、定义定义一：定义一：工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。一般的工程建设分为规划设计、施工建设和运营管理一般的工程建设分为规划设计、施工建设和运营管理三个阶段。工程测量学是研究这三阶段所进行的各种三个阶段。工程测量学是研究这三阶段所进行的各种测量工作。测量工作。定义二：定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建工程测量学主要研究在工程

2、、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用。民经济和国防建设中的直接应用。定义三：定义三：工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测下

3、、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。它主要以建设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。筑工程、机器和设备为研究服务对象。 二、研究应用领域二、研究应用领域（1 1）测量仪器与方法）测量仪器与方法 （2 2）测绘数据处理和应用）测绘数据处理和应用 （3 3）精密工程测量）精密工程测量 （4 4）地下和深层建筑物测量）地下和深层建筑物测量 （5 5）工程测量标准）工程测量标准 （6 6）变形监测、预报及控制）变形监测、预报及控制 （7 7）特殊工程测量）特殊工程测量 （8 8）工程测量信息化和自动

4、化等）工程测量信息化和自动化等第二节第二节 工程测量学内容的划分工程测量学内容的划分一、按工程建设阶段划分一、按工程建设阶段划分 （1 1）勘察设计阶段的控制测量和地形测量（）勘察设计阶段的控制测量和地形测量（测图测图）（2 2）施工阶段的施工测量和设备安装测量（）施工阶段的施工测量和设备安装测量（放样放样）（3 3）管理阶段的变形观测和维修养护测量（）管理阶段的变形观测和维修养护测量（变形及维修变形及维修）二、按服务对象可分为：二、按服务对象可分为：（1 1）工业与民用建筑测量）工业与民用建筑测量 （2 2）铁路公路测量）铁路公路测量（3 3）水利、桥梁测量）水利、桥梁测量 （4 4）矿山测

5、量）矿山测量 （5 5）城市测量）城市测量 （6 6）管线测量）管线测量 （7 7）工业及国防测量）工业及国防测量 （8 8）地籍测绘）地籍测绘三、工程测量的主要内容三、工程测量的主要内容（1 1）工程测量中的地形图测绘）工程测量中的地形图测绘 （2 2）工程控制网布设及优化设计）工程控制网布设及优化设计 （3 3）施工放样技术和方法）施工放样技术和方法 （4 4）工程的变形监测分析和预报）工程的变形监测分析和预报（5 5）工程测量的通用和专用仪器）工程测量的通用和专用仪器（6 6）工程测量学中的误差及测量平差理论）工程测量学中的误差及测量平差理论平差理论与传统测量相同，但有自身的特点：主要体

6、现在变平差理论与传统测量相同，但有自身的特点：主要体现在变形监测数据的检验、预测方法的建立等方面，包括的形监测数据的检验、预测方法的建立等方面，包括的自由网自由网平差、拟稳平差、稳健估计（或称抗差估计）等平差、拟稳平差、稳健估计（或称抗差估计）等 四、工程测量常用的技术四、工程测量常用的技术 （1 1）常规地面测量技术）常规地面测量技术 （2 2）卫星定位技术（）卫星定位技术（GPSGPS） （3 3）影像技术）影像技术 （4 4）水下地形测量技术）水下地形测量技术（5 5）特种量测技术）特种量测技术 （6 6）信息管理技术）信息管理技术 五、工程测量的特点五、工程测量的特点（1 1）与其它测

7、量的相同点：基本理论、方法、观测手段、）与其它测量的相同点：基本理论、方法、观测手段、平差原理及仪器使用相同平差原理及仪器使用相同1）测量精度要求变化大，从高精度测量到）测量精度要求变化大，从高精度测量到低精度测量低精度测量2）有特殊的测量仪器和特殊的点位装置）有特殊的测量仪器和特殊的点位装置3）测量场地小、干扰大（作业环境复杂）测量场地小、干扰大（作业环境复杂）4）测量时间性强，数据多）测量时间性强，数据多5）工程背景要求高）工程背景要求高不同点不同点今后的发展：今后的发展：（1）GPS定位技术的大力发展，结合基准站，定位技术的大力发展，结合基准站，动态动态RTK测量精度可达到测量精度可达到

8、mm级和亚级和亚mm级。级。（2）激光技术，）激光技术，1）三维激光扫描）三维激光扫描2 2）激光自动跟踪系统）激光自动跟踪系统 ME5000ME5000精密激光测距仪精密激光测距仪3 3）石英钟伸缩仪）石英钟伸缩仪4 4）测量机器人（）测量机器人（TCA2003TCA2003）5 5）激光准直仪、激光铅直仪、激光导向仪等）激光准直仪、激光铅直仪、激光导向仪等（3 3）摄影测量技术的发展）摄影测量技术的发展（4 4）GISGIS的发展的发展（5 5）高精度陀螺仪的发展）高精度陀螺仪的发展总体可概括为：总体可概括为：四化、十六字四化、十六字四化：四化：（1 1）内外业一体化）内外业一体化（2 2

9、）数据获取和处理自动化）数据获取和处理自动化（3 3）测量过程控制和系统行为的智能化）测量过程控制和系统行为的智能化（4 4）测量成果和产品的数字化）测量成果和产品的数字化十六字：十六字：连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便 第二章第二章 工程建设中的测量工作与信息管理工程建设中的测量工作与信息管理 一、工程规划设计阶段的测量一、工程规划设计阶段的测量主要是地形图测绘和各种剖面图绘制，另外在勘察阶段地质调主要是地形图测绘和各种剖面图绘制，另外在勘察阶段地质调查、钻孔定位等查、钻孔定位等二、工程施工建设阶段的测量二、工程施工建设阶段的测量工

10、程施工阶段的测量主要是按设计图纸要求将设计的建筑物位工程施工阶段的测量主要是按设计图纸要求将设计的建筑物位置、形状、大小及高程，在实地标定出来，以便进行施工，这置、形状、大小及高程，在实地标定出来，以便进行施工，这一过程也称为一过程也称为施工放样施工放样（测设）。（测设）。（一）施工测量（一）施工测量工程建筑物的放样，同样必须遵循工程建筑物的放样，同样必须遵循“从整体到局部从整体到局部”、“先控制后碎部先控制后碎部”的原则和工作程序。的原则和工作程序。 施工测量工作主要有施工测量工作主要有：（1 1）建立施工控制网）建立施工控制网保证测量精度，避免误差累积保证测量精度，避免误差累积1 1）对于

11、地形平坦但通视比较困难的地区，一般布设导线网；）对于地形平坦但通视比较困难的地区，一般布设导线网；2 2）对于地形起伏较大的山岭地区（如水利枢纽）及跨越江）对于地形起伏较大的山岭地区（如水利枢纽）及跨越江河的工程，一般采用河的工程，一般采用GPSGPS网或边角网。网或边角网。3 3）对于线状工程（如铁路和公路）多采用）对于线状工程（如铁路和公路）多采用GPSGPS与全站仪相与全站仪相结合所布的导线网。结合所布的导线网。4 4）地下工程一般采用导线测量）地下工程一般采用导线测量（2 2）施工放样）施工放样1 1）对于一般建筑工程多采用极坐标法和直角坐标法；）对于一般建筑工程多采用极坐标法和直角坐

12、标法；2 2）对于跨河工程一般采用前方交会、轴线交会等方法）对于跨河工程一般采用前方交会、轴线交会等方法3 3）GPS-RTKGPS-RTK4 4）自由设站法）自由设站法后方交会等后方交会等（二）监理测量（二）监理测量 （1 1）对控制网进行全面复测、检查）对控制网进行全面复测、检查（2 2）验收承包人的施工定线）验收承包人的施工定线（3 3）验收承包人测定的原始地面高程）验收承包人测定的原始地面高程（4 4）桥梁下、上部结构的施工放样的检测。）桥梁下、上部结构的施工放样的检测。（5 5）对每层路基的厚度、平整度、宽度、纵横坡度进行抽）对每层路基的厚度、平整度、宽度、纵横坡度进行抽查查 （6

13、6）审批承包人提交的施工图）审批承包人提交的施工图三、工程营运管理阶段的测量工作三、工程营运管理阶段的测量工作实际上该部分测量工程主要是建筑物安全监测（变形监测）实际上该部分测量工程主要是建筑物安全监测（变形监测）和设备的调整测量和设备的调整测量第三章第三章 工程控制网布设的理论与方法工程控制网布设的理论与方法第一节第一节 工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用一、测量控制网的分类一、测量控制网的分类（1 1）全球控制网）全球控制网（2 2）国家控制网）国家控制网（3 3）工程控制网）工程控制网二、工程控制网的分类、作用和建网步骤二、工程控制网的分类、作用和建网步骤（一）分类（一）分类1

14、 1、按用途分、按用途分：（1 1）测图控制网）测图控制网 （2 2）施工（测量）控制网）施工（测量）控制网（3 3）变形监测网）变形监测网 （4 4）安装（测量）控制网）安装（测量）控制网2 2、按网点性质分：、按网点性质分：（1 1）一维网（或称水准网、高程网）一维网（或称水准网、高程网）（2 2）二维网（或称平面网）二维网（或称平面网）（3 3）三维网；）三维网；3 3、按网形分：、按网形分：（1 1）三角网）三角网 （2 2）导线网）导线网 （3 3）混合网）混合网 （4 4）方格网）方格网4 4、按施测方法分：测角网、测边网、边角网、按施测方法分：测角网、测边网、边角网、GPSGPS

15、网；网；5 5、按坐标系和基准分：附合网（约束网）、独立网、按坐标系和基准分：附合网（约束网）、独立网、经典自经典自由网由网、自由网；、自由网；6 6、按其他标准划分：首级网、加密网、特殊网、专用网。、按其他标准划分：首级网、加密网、特殊网、专用网。（二）二）作用作用（1 1）为工程建设提供工程范围内统一的参考框架，为各项测）为工程建设提供工程范围内统一的参考框架，为各项测量工作提供位置基准量工作提供位置基准（2 2）满足工程建设不同阶段对测绘在质量（精度、可靠性）、）满足工程建设不同阶段对测绘在质量（精度、可靠性）、进度（速度）和费用等方面的要求。进度（速度）和费用等方面的要求。（3 3）工

16、程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量误差积）工程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用。累的作用。（三）建网步骤（三）建网步骤工程控制网的布设采用工程控制网的布设采用逐级布设方式逐级布设方式。主要步骤：主要步骤：与一般测图相同与一般测图相同1 1）确定控制网的等级；）确定控制网的等级；2 2）确定布网形式；）确定布网形式； 3 3）确定测量仪器）确定测量仪器和操作规程；和操作规程；4 4）在图上选点构网，到实地踏勘；）在图上选点构网，到实地踏勘；5 5）埋设标石、）埋设标石、标志；标志；6 6）外业观测；）外业观测；7 7）内业数据处理；）内业数据处理；8 8）提交成果。）提

17、交成果。三、施工控制网三、施工控制网1 1、施工平面控制网具有以下特点：、施工平面控制网具有以下特点：（1) 1) 控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高范围：一般几百平方米范围：一般几百平方米几十平方公里几十平方公里（2 2）使用频繁使用频繁（3 3）受施工干扰大）受施工干扰大控制点密度要求大控制点密度要求大（4 4）投影面特殊）投影面特殊（5 5）施工控制网常采用独立的坐标系，其坐标轴平行或垂直）施工控制网常采用独立的坐标系，其坐标轴平行或垂直于建筑物的主轴线于建筑物的主轴线（6 6） 有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高有时分两

18、级布网，次级网可能比首级网的精度高四、变形监测网四、变形监测网五、安装测量控制网五、安装测量控制网1 1、为大型设备构件安装定位及建筑物和设备变形观测和设备调、为大型设备构件安装定位及建筑物和设备变形观测和设备调整服务。整服务。2 2、布设要求：布设要求：控制点的密度和位置能满足设备构件的安装定位控制点的密度和位置能满足设备构件的安装定位要求。要求。3 3、布设形式：布设形式：安装测量控制网通常是一种安装测量控制网通常是一种微型边角网微型边角网，边长较，边长较短，一般从几米至一百多米。短，一般从几米至一百多米。第二节第二节 工程控制网的基准和建立方法工程控制网的基准和建立方法一、工程控制网的基

19、准一、工程控制网的基准1 1、工程控制网的基准可分为以下三种类型：、工程控制网的基准可分为以下三种类型： （1 1）约束网（有多余的已知数据）。）约束网（有多余的已知数据）。 （2 2）最小约束网（经典自由网）。只有必要的已知数据。）最小约束网（经典自由网）。只有必要的已知数据。 （3 3）无约束网（自由网）。）无约束网（自由网）。2 2、基准秩亏、基准秩亏实际上就是网缺乏必要的已知数据实际上就是网缺乏必要的已知数据若将全部网点的坐标作为未知数，则表现为观测值和坐标值若将全部网点的坐标作为未知数，则表现为观测值和坐标值之间的联系不固定，这将产生平差线性模型的图形矩阵之间的联系不固定，这将产生平

20、差线性模型的图形矩阵A A的的列亏。法方程矩阵列亏。法方程矩阵N N将出现秩亏。这种由于没有固定基准所将出现秩亏。这种由于没有固定基准所引起网产生平移或者转动，称为引起网产生平移或者转动，称为基准秩亏基准秩亏。二、工程控制网基准的建立方法二、工程控制网基准的建立方法（一）工程控制网的基准（一）工程控制网的基准（1 1）国家坐标基准）国家坐标基准 （2 2）局部坐标（或称为工程坐标）基准）局部坐标（或称为工程坐标）基准（2 2）三差改正：）三差改正：1 1）边长归化改正）边长归化改正将所测量的边长归算到参考椭球面的将所测量的边长归算到参考椭球面的改正改正2 2）投影改正）投影改正将参考椭球面上的

21、方向和边长投影到高斯将参考椭球面上的方向和边长投影到高斯平面上的改正，与测区到中央子午线的远近有关。平面上的改正，与测区到中央子午线的远近有关。3 3）方向改正）方向改正将所测量的方向归算到参考椭球面的改正将所测量的方向归算到参考椭球面的改正（二）自由网平差（二）自由网平差在一个平差模型中，若已知点坐标数多于基准秩亏数，这种平差在一个平差模型中，若已知点坐标数多于基准秩亏数，这种平差为为约束网平差约束网平差。特点：引起网的形状和比例尺发生变化。特点：引起网的形状和比例尺发生变化。自由网平差是指网的内部几何图形要根据多个点的近似坐标来确自由网平差是指网的内部几何图形要根据多个点的近似坐标来确定。

22、如果取所有点的近似坐标，则称为定。如果取所有点的近似坐标，则称为全自由网平差全自由网平差，如果只取，如果只取一部分点的近似坐标且这些点的坐标个数又大于基准秩亏数一部分点的近似坐标且这些点的坐标个数又大于基准秩亏数d d，则称为局部自由网平差。则称为局部自由网平差。采用自由网平差不会破坏网的内部几何采用自由网平差不会破坏网的内部几何图形图形第三节第三节 工程控制网的质量准则工程控制网的质量准则一、工程控制网的质量准则（精度、可靠性、灵敏度和费一、工程控制网的质量准则（精度、可靠性、灵敏度和费用准则）用准则）（一）精度准则（一）精度准则1 1、总体精度准则、总体精度准则（1 1）E E准则准则 置

23、信超椭球的最大半轴应尽可能地小置信超椭球的最大半轴应尽可能地小（2 2）体积准则）体积准则置信超椭球的体积应尽可能地小，即：置信超椭球的体积应尽可能地小，即：（3 3）方差准则（）方差准则（A A准则）准则）置信超椭球的半轴平方和应置信超椭球的半轴平方和应尽可能地小尽可能地小体积准则的缺点是：即使体积达到最小，但个别半轴仍较大。方体积准则的缺点是：即使体积达到最小，但个别半轴仍较大。方差准则可克服上述缺点。差准则可克服上述缺点。（4 4）平均精度准则）平均精度准则（5 5）均匀性和各向同性准则）均匀性和各向同性准则均匀性是指网中所有点具有相同均匀性是指网中所有点具有相同形状和大小的误差（或置信

24、）椭圆，而各向同性则是表示在均匀形状和大小的误差（或置信）椭圆，而各向同性则是表示在均匀的条件下还具有各方向精度相等的性质，即椭圆变成了圆的条件下还具有各方向精度相等的性质，即椭圆变成了圆2 2、点位精度和相对点位精度、点位精度和相对点位精度（1 1）描述点位精度的常用标量分如下两种：描述点位精度的常用标量分如下两种：1 1）赫尔默特（平均）点位误差（称为）赫尔默特（平均）点位误差（称为迹准则迹准则 ）2）维克迈斯托点位误差（称为面积准则）维克迈斯托点位误差（称为面积准则）（2 2） 相对相对点位点位精度精度用相对用相对误差椭圆描述误差椭圆描述（3 3）未知数函数的精度）未知数函数的精度控制网

25、中用直接连接或不直接连接的两点间的距离作未知数函控制网中用直接连接或不直接连接的两点间的距离作未知数函数来描述相邻精度。数来描述相邻精度。（4 4）主分量）主分量用置信椭球半轴表示，实际上表明了观测误差用置信椭球半轴表示，实际上表明了观测误差最大和最小的方向最大和最小的方向（5 5）准则矩阵）准则矩阵是人为设计的控制网坐标未知数的是人为设计的控制网坐标未知数的协方差矩阵，其元素是根据网的精度要求确定的。协方差矩阵，其元素是根据网的精度要求确定的。二、可靠性准则二、可靠性准则指发现（或探测）观测值粗差的能力（称指发现（或探测）观测值粗差的能力（称内部可靠性内部可靠性）和抵抗观测值粗差对平差结果影

26、响的能力（称和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力（称外部可靠外部可靠性性）。一般采用多余观测、重复观测或者多余已知点进）。一般采用多余观测、重复观测或者多余已知点进行检查。保证观测的可靠性。行检查。保证观测的可靠性。三、三、灵敏度准则灵敏度准则灵敏度实质上是特殊方向上的网点精度的反映，网的灵灵敏度实质上是特殊方向上的网点精度的反映，网的灵敏度愈高，所要求的观测值的精度也愈高。敏度愈高，所要求的观测值的精度也愈高。四、费用准则四、费用准则第五节第五节 施工测量控制网建立施工测量控制网建立一、施工控制网的布设原则一、施工控制网的布设原则（1 1）整体）整体局部局部 （2 2）先控制）先控制后碎部后

27、碎部（3 3）顾及施工顺序、方法、场地等）顾及施工顺序、方法、场地等二、施工测量控制网的布设形式二、施工测量控制网的布设形式（一）平面控制网（一）平面控制网（1 1）三角网）三角网 （2 2）测边网）测边网 （3 3）边角网）边角网 （4 4）导线网）导线网 （5 5）GPSGPS网网（二）高程控制网（二）高程控制网（1 1）水准网）水准网 （2 2）三角高程网）三角高程网二、二、 施工测量控制网精度的确定施工测量控制网精度的确定（一）误差来源（一）误差来源（1 1）施工误差）施工误差m m施施（构件制造误差、施工安装误差等）（构件制造误差、施工安装误差等）（2 2）测量放样误差（控制点误差）

28、测量放样误差（控制点误差m m控控和测设误差和测设误差m m放放）（二）精度确定方法（二）精度确定方法（1 1）当控制点误差占测设总误差的）当控制点误差占测设总误差的4040时，它使放样点位的测时，它使放样点位的测设总误差仅增加设总误差仅增加1010，这样的影响可忽略不计，这样的影响可忽略不计（2 2）等影响原则）等影响原则三、工民建施工测量控制网的建立三、工民建施工测量控制网的建立（1 1）厂区控制网）厂区控制网 （2 2）厂房控制网）厂房控制网四、四、 桥梁、隧道、水利枢纽施工测量控制网的建立桥梁、隧道、水利枢纽施工测量控制网的建立1 1、桥梁施工测量控制网的布设、桥梁施工测量控制网的布设

29、（1 1）布设要求：）布设要求：1 1）布在不受水淹和稳定的地方）布在不受水淹和稳定的地方2 2）在河岸轴线上各设一个控制点）在河岸轴线上各设一个控制点3 3）要有足够的强度和密度，以方便放样）要有足够的强度和密度，以方便放样4 4）桥梁控制网的边长一般在）桥梁控制网的边长一般在0.50.51.51.5倍的河宽范围内倍的河宽范围内（2 2）布设形式）布设形式（a a）大地四边形（）大地四边形（b b）双大地四边形）双大地四边形 （c c）大地四边形三角形）大地四边形三角形 (d(d）三角形）三角形2 2、 桥梁施工测量控制网的精度确定（两个实例）桥梁施工测量控制网的精度确定（两个实例）（1 1

30、）误差来源：）误差来源：1 1）测设误差）测设误差 2 2）构件生产误差）构件生产误差 3 3）施工误差）施工误差 4 4）安装误差）安装误差（2 2）根据桥梁架设确定控制网的精度）根据桥梁架设确定控制网的精度桥梁架设的极限误差桥梁架设的极限误差= =钢梁制造误差支座垫板安装误差钢梁制造误差支座垫板安装误差控制测量误差为钢梁架设误差的控制测量误差为钢梁架设误差的（3 3）从桥墩放样的允许误差分析控制网的必要精度）从桥墩放样的允许误差分析控制网的必要精度方法：方法： 取控制网测量误差占测设误差取控制网测量误差占测设误差M M的的4040考虑考虑（二）隧道施工测量控制网的建立（二）隧道施工测量控制

31、网的建立建立方法和误差分析建立方法和误差分析（三）水利枢纽施工测量控制网的建立（三）水利枢纽施工测量控制网的建立1 1、两重性、两重性 （1 1）松散性）松散性分为不同的整体，结构复杂分为不同的整体，结构复杂 （2 2）整体性）整体性各整体在平面位置及高程上相互联系，各整体在平面位置及高程上相互联系，具有较高的精度要求具有较高的精度要求形式：形式：三角网、测边网、边角网、导线网和三角网、测边网、边角网、导线网和GPSGPS网网21第六节第六节 典型工程控制网典型工程控制网一、隧道（洞）工程控制网一、隧道（洞）工程控制网洞内导线的设计可分由大地四边形构成的交叉双导线网两种洞内导线的设计可分由大地

32、四边形构成的交叉双导线网两种形式，长导线边按形式，长导线边按500500m m设计，大地四边形的两条短边可用钢设计，大地四边形的两条短边可用钢尺量取且不作方向观测。由于大地四边形全导线网的观测量尺量取且不作方向观测。由于大地四边形全导线网的观测量大，且靠近洞壁的侧边易大，且靠近洞壁的侧边易受旁折光影响受旁折光影响，所以采用交叉双导，所以采用交叉双导线网更好。为增加检核，应每隔一条侧边闭合一次，成为由线网更好。为增加检核，应每隔一条侧边闭合一次，成为由重叠四边形构成的交叉双导线网。重叠四边形构成的交叉双导线网。二、桥梁施工控制网二、桥梁施工控制网一般要求在桥轴线上布点，以控制桥长和进行桥轴线放样

33、一般要求在桥轴线上布点，以控制桥长和进行桥轴线放样第七节第七节 控制点的埋石与标志控制点的埋石与标志第八节第八节 工程控制测量内外业一体化工程控制测量内外业一体化归化测设：归化测设：将直接测设法所标定的点作为过渡点，通过测量将直接测设法所标定的点作为过渡点，通过测量过渡点与已知点间的关系，计算过渡点实际位置与正确位置过渡点与已知点间的关系，计算过渡点实际位置与正确位置的差值，通过差值对过渡点进行改正（归化），归化法所采的差值，通过差值对过渡点进行改正（归化），归化法所采用的差值可以是距离归化值，也可以是坐标归化值用的差值可以是距离归化值，也可以是坐标归化值（二）高程测设（二）高程测设水准法或三

34、角高程水准法或三角高程 第四章第四章 工程施工测设的基本方法及精度分析工程施工测设的基本方法及精度分析 一、方法：一、方法： 1 1、 平面位置平面位置（1 1）极坐标法（）极坐标法（2 2）直角坐标法）直角坐标法 （3 3）交会法）交会法（4 4）正倒镜投点法）正倒镜投点法 （5 5）RTKRTK法法 2 2、 按测设程序可分为：按测设程序可分为： （1 1）直接测设法）直接测设法 （2 2）归化测设法）归化测设法 距离交会侧方交会轴线交会方向交会后方交会前方交会)(距离归化角差归化坐标归化第五节第五节 铅垂线放样铅垂线放样一、经纬仪弯管目镜法一、经纬仪弯管目镜法二、光学铅垂仪法二、光学铅垂

35、仪法三、激光铅垂仪三、激光铅垂仪第六节第六节 平面测设方法的精度分析平面测设方法的精度分析误差误差极坐极坐标法标法直角直角坐标坐标前方前方交会交会方向方向交会交会轴线轴线交会交会距离距离交会交会正倒镜正倒镜透点法透点法对中误差对中误差测角误差测角误差测距误差测距误差标设误差标设误差仪器架设仪器架设目标偏心目标偏心瞄准误差瞄准误差重新调焦重新调焦端点误差端点误差第七节第七节 特种工程测量技术与仪器特种工程测量技术与仪器一、激光扫平仪一、激光扫平仪二、准直测量二、准直测量测小角法测小角法活动标牌法活动标牌法激光准直法激光准直法激光经纬仪准直激光经纬仪准直 波带板激光准直波带板激光准直引张线法等。引

36、张线法等。三、激光铅垂仪（激光垂线仪）三、激光铅垂仪（激光垂线仪）四、三维激光扫描仪四、三维激光扫描仪五、平行光管技术五、平行光管技术六、垂线和引张线技术六、垂线和引张线技术七、倾斜仪的应用七、倾斜仪的应用八、流体静力水准测量八、流体静力水准测量九、九、手持式激光测距仪手持式激光测距仪第五章第五章 工程建设中的地形图与应用工程建设中的地形图与应用一、工程建设三个阶段：一、工程建设三个阶段：（1 1）选址阶段（规划）（）选址阶段（规划）（2 2）初步设计）初步设计 （3 3）施工设计）施工设计不同阶段需要不同比例尺的地形图。不同阶段需要不同比例尺的地形图。 二、地形图的特点二、地形图的特点（1

37、1）具有可量性和可定向性）具有可量性和可定向性（2 2）综合性和易读性）综合性和易读性（3 3）主要性和舍弃性）主要性和舍弃性（4 4）局限性）局限性 三、地形图比例尺的选取原则：三、地形图比例尺的选取原则：（1 1）满足规划设计各阶段的要求）满足规划设计各阶段的要求（2 2）易于使用）易于使用（3 3）满足工程精度要求）满足工程精度要求四、模拟地形图的误差来源主要有：四、模拟地形图的误差来源主要有：解析图根点的展绘误差解析图根点的展绘误差m m展展；图解图根点的测定误差图解图根点的测定误差m m图图；测定地物点的视距误差测定地物点的视距误差m m视视；测定地物点的方向误差测定地物点的方向误差

38、m m向向地形图上地物点的刺点误差地形图上地物点的刺点误差m m刺刺五、数字法测图主要误差来源：五、数字法测图主要误差来源：定向误差对地物点平面位置的影响定向误差对地物点平面位置的影响m m定定；对中误差对地物点平面位置的影响对中误差对地物点平面位置的影响m m中中；观测误差对地物点平面位置的影响观测误差对地物点平面位置的影响m m测测；棱镜中心与待测地物点不重合对地物点平面位置的影响棱镜中心与待测地物点不重合对地物点平面位置的影响m m重重。六、地形图在工程建设中的应用六、地形图在工程建设中的应用（1 1）绘制地形断面图）绘制地形断面图 （2 2）按规定坡度选定最短路线）按规定坡度选定最短路

39、线 （3 3）确定开挖方量）确定开挖方量 5.55.5工程竣工图（现状图）测量与编绘工程竣工图（现状图）测量与编绘主要讲解了竣工图内容、特点、原则、要求及总图编绘等主要讲解了竣工图内容、特点、原则、要求及总图编绘等特点：特点：不但与勘察和施工阶段的测量工作有关，而且与设计、施工不但与勘察和施工阶段的测量工作有关，而且与设计、施工和生产管理也有着密切的关系。和生产管理也有着密切的关系。竣工图的精度应以细部坐标点的测量中误差来确定（竣工图竣工图的精度应以细部坐标点的测量中误差来确定（竣工图上所有建（构）筑物均以解析法测其细部坐标来表示它的平上所有建（构）筑物均以解析法测其细部坐标来表示它的平面位置

40、），而不取决于测图比例尺。面位置），而不取决于测图比例尺。测图比例尺的大小仅解决图纸负荷和设计使用方便问题，不测图比例尺的大小仅解决图纸负荷和设计使用方便问题，不作为测图精度的依据。作为测图精度的依据。竣工图还具有测图内容繁杂，以及根据不同用途而采取不同竣工图还具有测图内容繁杂，以及根据不同用途而采取不同的技术措施等特点。的技术措施等特点。原则：原则：控制测量系统应与原有系统保持一致。控制测量系统应与原有系统保持一致。测量控制网必须有一定的精度标准测量控制网必须有一定的精度标准充分利用已有的测量和设计的资料充分利用已有的测量和设计的资料第四节第四节 水下地形图测绘水下地形图测绘一、水下地形图概

41、念及用途一、水下地形图概念及用途（1 1）概念）概念水下地形图水下地形图用等高线表示水底地形高低起伏的地图用等高线表示水底地形高低起伏的地图水深图水深图用等深线描述水底地形相对于某一起算面的深度分用等深线描述水底地形相对于某一起算面的深度分布情况的图布情况的图海图海图大范围内（如海域）施测的水深图，如果采用统一编大范围内（如海域）施测的水深图，如果采用统一编号，则称为海图号，则称为海图（2 2）水下地形测量特殊性）水下地形测量特殊性水下地形不可见，不能选择特征点，只能均匀布点水下地形不可见，不能选择特征点，只能均匀布点水下地形测量一般以水面为基准，而水面高程是变化的，测水下地形测量一般以水面为

42、基准，而水面高程是变化的，测量时应及时观测水位的变化量时应及时观测水位的变化 水下地形测量水下地形测量= =水深测量水深测量+ +船的平面位置测量船的平面位置测量 二、水下地形测量的定位方法二、水下地形测量的定位方法(1)(1)无线电定位无线电定位 (2) (2) 电子速测仪定位电子速测仪定位(3)(3)差分差分GPSGPS定位定位 (3)(3)水下声学定位等。水下声学定位等。三、水深测量和水位观测三、水深测量和水位观测主要仪器设备主要仪器设备(1)(1)测深杆测深杆(05m) (05m) (2)(2)测深绳测深绳(20m)(20m) 回声测深仪回声测深仪(3)(3)测深仪测深仪 多波束测深仪

43、多波束测深仪(0.5300m)(0.5300m) 双波束测深仪双波束测深仪 激光测深仪激光测深仪四、测深点定位方法：四、测深点定位方法：1 1）前方交会）前方交会 2 2）后方交会）后方交会 3 3）断面索法）断面索法 4 4）极坐标法）极坐标法 5 5）无线电定位）无线电定位 6 6）GPSGPS定位定位深度基准面概念深度基准面概念水深计算的起算面称为深度基准面，理论深度基准面是理论水深计算的起算面称为深度基准面，理论深度基准面是理论上可能出现的最低潮面，位于平均海水面以下高度为上可能出现的最低潮面，位于平均海水面以下高度为L L的平的平面处。面处。在内河和湖泊采用最低水位、平均低水位或设计

44、水位在内河和湖泊采用最低水位、平均低水位或设计水位作为深度基准面。作为深度基准面。五、测深线、测深点的布设五、测深线、测深点的布设1 1测深点的布置测深点的布置散点法或测深线法散点法或测深线法2 2测深线的布设形式测深线的布设形式（1 1）与河流主流或岸线垂直，线间距一般为图上的）与河流主流或岸线垂直，线间距一般为图上的101020mm20mm（2 2）河道转弯处，布置成扇形）河道转弯处，布置成扇形（3 3）辐射状布设）辐射状布设六、水下地形测量方法及编绘六、水下地形测量方法及编绘第六章第六章 工程建筑物的施工放样工程建筑物的施工放样第一节第一节 建筑限差和精度分配建筑限差和精度分配一、建筑限

45、差一、建筑限差二、精度分配及放样精度要求二、精度分配及放样精度要求（一）等影响原则（一）等影响原则设设计允许的总误差为设设计允许的总误差为 ，允许测量工作的误差为，允许测量工作的误差为 1 1，允许，允许施工产生的误差为施工产生的误差为 2 2；允许加工制造产生的误差为；允许加工制造产生的误差为 3 3。若假定各工种产生的误差相互独立，则可写出：若假定各工种产生的误差相互独立，则可写出： 2322212（二）忽略不计原则（二）忽略不计原则6.2 6.2 常用施工放样方法常用施工放样方法一、直接放样方法一、直接放样方法1 1、高程：水准仪直接放样和全站仪无仪器高作业法放样、高程：水准仪直接放样和

46、全站仪无仪器高作业法放样2 2、角度放样、角度放样3 3、距离放样、距离放样(1)(1)点位放样点位放样极坐标法极坐标法全站仪坐标法全站仪坐标法交会法交会法直接坐标法（如直接坐标法（如GPS RTKGPS RTK法）等法）等(2)(2)垂线放样垂线放样 1 1）经纬仪弯管目镜法）经纬仪弯管目镜法 2 2）光学铅垂仪法）光学铅垂仪法 3 3）激光铅垂仪）激光铅垂仪（2 2）归化法放样点位）归化法放样点位1 1）距离交会归化法）距离交会归化法2 2）角度交会归化法）角度交会归化法3 3）测大角归化法）测大角归化法4 4）构网联测归化法放样）构网联测归化法放样第八章第八章 工业设备的安装和检校测量工

47、业设备的安装和检校测量特点：特点：（1 1）保证每个部件之间的精密连接，精度要求高）保证每个部件之间的精密连接，精度要求高（2 2）有特殊的测量仪器和方法）有特殊的测量仪器和方法（3 3）不同对象安装要求的精度不同）不同对象安装要求的精度不同（4 4）伴随工程建设的全过程）伴随工程建设的全过程第一节第一节 精密微型安装测量控制网的建立精密微型安装测量控制网的建立一、直伸三角形网一、直伸三角形网二、环形控制网二、环形控制网环形控制网一般布设成测环形控制网一般布设成测高环形三角网和大地四边形环锁高环形三角网和大地四边形环锁等等形式。形式。（一）测高环形三角网（一）测高环形三角网能显著地改善方位角传

48、递的精度，有效地克服了三角形因视能显著地改善方位角传递的精度，有效地克服了三角形因视线靠近隧道壁产生的旁折光影响，实质上是以测边、测高达线靠近隧道壁产生的旁折光影响，实质上是以测边、测高达到高精度测角的目的到高精度测角的目的（二）（二）大地四边形环锁大地四边形环锁四边形环锁的图形结构比较坚强，测量全部边不测角度，也是四边形环锁的图形结构比较坚强，测量全部边不测角度，也是一种较好的布设方案一种较好的布设方案三、三维控制网三、三维控制网三维控制网缺陷三维控制网缺陷: :三角高程测量的精度较低，与平面位置的精度不匹配，特别是三角高程测量的精度较低，与平面位置的精度不匹配，特别是在野外大气折射对垂直角

49、的影响很大。在野外大气折射对垂直角的影响很大。三维控制网的优点：三维控制网的优点：1)1)避免了二次布网、观测和平差的繁琐工作；避免了二次布网、观测和平差的繁琐工作；2)2)避免了一些相关元素分开处理在精度上、时间上和信息上带避免了一些相关元素分开处理在精度上、时间上和信息上带来的损失，理论上更加完善。来的损失，理论上更加完善。第二节第二节 设备安装和检校测量仪器与方法设备安装和检校测量仪器与方法一、传统的测量方法一、传统的测量方法机械测量法机械测量法样板法和数控机床法样板法和数控机床法光学测量法光学测量法双五棱镜法、经纬仪钢带尺法和五棱镜带尺双五棱镜法、经纬仪钢带尺法和五棱镜带尺法等法等电学

50、测量法等。电学测量法等。二、射电全息法二、射电全息法三、三、三坐标测量机三坐标测量机第三节第三节 精密定线和短边方位传递精密定线和短边方位传递一、精密定线的方法一、精密定线的方法 （一）外插定线（一）外插定线（二）内插定线（正倒镜法）（二）内插定线（正倒镜法）（三）机械法准直测量（三）机械法准直测量二、短边方位传递二、短边方位传递平行光管技术平行光管技术第四节第四节 三维工业测量系统三维工业测量系统（1 1）极坐标测量系统（包括全站仪测量系统、激光跟踪测）极坐标测量系统（包括全站仪测量系统、激光跟踪测量系统、激光雷达量系统、激光雷达/ /扫描测量系统）扫描测量系统）（2 2）经纬仪交会测量系统

51、）经纬仪交会测量系统 （3 3）摄影测量系统）摄影测量系统（4 4）距离交会测量系统）距离交会测量系统 （5 5）关节式坐标测量机。）关节式坐标测量机。第九章第九章 铁路及公路测量铁路及公路测量一、铁路、公路设计阶段一、铁路、公路设计阶段（1 1）勘测设计阶段）勘测设计阶段（2 2）施工建设阶段）施工建设阶段（3 3）竣工及试运营阶段）竣工及试运营阶段二、概念二、概念根据图上设计重要路段，在实地标定出线路的位置叫根据图上设计重要路段，在实地标定出线路的位置叫勘测勘测当初步设计批准后，结合现场实际情况确定线路的位置，并当初步设计批准后，结合现场实际情况确定线路的位置，并为施工设计收集必要的资料，

52、称为为施工设计收集必要的资料，称为定测定测初测初测是铁路初步勘测设计阶段所有测量工作的总称。是铁路初步勘测设计阶段所有测量工作的总称。主要任务：主要任务：选点插旗；选点插旗；导线测量；导线测量；水准测量；水准测量；带状带状地形图测量（现在一般航测完成）地形图测量（现在一般航测完成）在铁路初测阶段布设水准点和进行的水准测量称为在铁路初测阶段布设水准点和进行的水准测量称为基平测量基平测量以基平测量的水准点为基础，测定沿线各导线点，百米桩及以基平测量的水准点为基础，测定沿线各导线点，百米桩及加桩点的高程，用以给制线路纵横断面图，称为加桩点的高程，用以给制线路纵横断面图，称为中平测量。中平测量。三、曲

53、线测设三、曲线测设曲线曲线: : 平曲线（圆曲线、缓和曲线、回头曲线等）和竖曲线平曲线（圆曲线、缓和曲线、回头曲线等）和竖曲线（一）圆曲线的测设（一）圆曲线的测设圆曲线的测量三要素：圆曲线的起点圆曲线的测量三要素：圆曲线的起点ZYZY，中点，中点QZQZ和终点和终点YZYZ也称主也称主点点1 1、圆曲线的要素、圆曲线的要素（1 1）曲线半径）曲线半径R R （2 2）偏角（即曲线转向角）偏角（即曲线转向角）（3 3）切线长）切线长T T （4 4）曲线长）曲线长L L （5 5）外点矩）外点矩E E（6 6）切曲差（校正数或起距）切曲差（校正数或起距）q q2 2、各要素计算、各要素计算2ta

54、n RTRL180)12(secRELTq 23 3、主点里程计算、主点里程计算ZYZY里程里程JDJD里程里程T TYZYZ里程里程ZYZY里程里程L LQZQZ里程里程ZYZY里程里程L/2L/2JDJD里程里程QZQZ里程里程q/2q/2ZYZY里程里程T T（二）圆曲线的测设方法：（二）圆曲线的测设方法：（1 1）偏角法）偏角法 （2 2）切线支距法）切线支距法 （3 3）弦线支距法）弦线支距法 （4 4）弦线偏距法弦线偏距法 （5 5）极坐标法）极坐标法（三）复曲线测设（三）复曲线测设两条或两条以上半径不同的同向圆曲线组成的曲线称为两条或两条以上半径不同的同向圆曲线组成的曲线称为复曲

55、复曲线。线。（四）（四）缓和曲线的测设缓和曲线的测设在直线与圆曲线间插入一段半径由在直线与圆曲线间插入一段半径由逐渐变化到逐渐变化到R R的曲线，的曲线，这种曲线称为这种曲线称为缓和曲线缓和曲线（1 1）特点）特点 （2 2）缓和曲线要素及参数）缓和曲线要素及参数 主点：主点：ZHZH（直缓点）（直缓点） HYHY（缓圆点）（缓圆点） QZQZ（曲中点）（曲中点） YHYH（圆缓点）（圆缓点） HZHZ（缓直点）（缓直点）参数计算：参数计算：主点里程计算：主点里程计算： ZHZH点里程点里程=JD=JD里程里程-T -T HYHY里程里程=ZH=ZH点里程点里程+l+l0 0 QZQZ里程里程=ZH=ZH点里程点里程+l