工程测量技术培训课件

工程测量技术培训课件一、工程测量概述1.1工程测量的定义与作用工程测量是一门研究在工程建设的规划设计、施工建设和运营管理的各个阶段，应用测量仪器、工具和方法，测定地面点的平面位置和高程，以及放样已知设计数据到实地，为工程建设提供必要的测绘资料和技术保障的学科。它是工程建设不可或缺的基础性工作，被誉为工程建设的“眼睛”和“先行官”。其精确性直接关系到工程的质量、安全、进度和成本。1.2工程测量的任务与内容工程测量的任务贯穿于工程建设的全过程，主要包括以下几个方面：*勘测设计阶段：提供地形图、断面图、控制点等基础资料，为工程选址、线路规划、方案设计提供依据。*施工建设阶段：将设计图纸上的建筑物、构筑物的平面位置和高程，按设计要求精确地放样到实地，指导施工；同时进行施工中的质量监控和进度测量。*运营管理与维护阶段：对已建工程进行变形观测，监测其沉降、位移、倾斜等变化，确保工程结构安全；为工程的维修、改造、扩建提供数据支持。其核心内容包括控制测量、地形测绘、施工放样、变形监测等。1.3工程测量的基本原则为确保测量成果的准确性和可靠性，工程测量必须遵循以下基本原则：*从整体到局部，先控制后碎部：在测区范围内先建立统一的控制网，然后以此为基础进行细部测量和放样。这可以有效控制测量误差的累积，保证成果的整体精度。*步步有检核：测量工作的每一个环节都必须进行严格的检核，防止错误发生，确保观测数据的正确性。检核是测量工作的生命线。*技术先进，经济合理：在满足工程精度要求的前提下，应尽可能选用先进的测量仪器和方法，同时考虑测量成本和效率，选择最优方案。1.4对测量人员的基本要求*高度的责任心和严谨的工作态度：测量成果直接关系工程质量与安全，任何疏忽都可能造成严重后果。*扎实的专业理论知识和熟练的操作技能：熟悉测量原理、仪器性能及操作方法。*良好的团队协作能力：测量工作多为团队作业，需要成员间密切配合。*持续学习的能力：随着测量技术的不断发展，需及时掌握新技术、新方法。二、工程测量基础知识2.1地面点位的确定确定地面点的空间位置，通常需要三个基本要素：平面坐标（X，Y）和高程（H）。*坐标系统：在工程测量中，常用的是高斯平面直角坐标系。国家采用统一的高斯3°带投影，以保证全国范围内的坐标统一。对于小范围工程，也可采用独立平面直角坐标系。*高程系统：我国目前采用的高程基准是“国家规定的平均海水面”作为高程基准面，其对应的高程称为“绝对高程”或“海拔”。地面点到该基准面的铅垂距离即为该点的绝对高程。在局部地区，若引用绝对高程有困难，也可采用假定高程系统。2.2比例尺与比例尺精度*比例尺：地形图上某一线段的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比，称为地形图的比例尺。比例尺通常有数字比例尺（如1:500，1:1000）和图示比例尺两种表示方法。*比例尺精度：通常把图上0.1mm所代表的实地水平距离称为比例尺精度。它是衡量地形图质量的重要指标之一，也为确定测图比例尺和选择测量方法提供依据。例如，1:1000比例尺地形图的比例尺精度为0.1m。2.3测量误差的基本知识*测量误差的定义：观测值与真值之间的差异称为测量误差。任何测量工作都不可避免地存在误差。*误差的来源：主要包括仪器误差、观测误差（如人眼的分辨能力、估读误差、操作误差）和外界环境影响（如温度、湿度、风力、大气折光等）。*误差的分类：*系统误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化。系统误差具有累积性，可通过校正仪器、采用特定观测方法或计算改正数等途径加以消除或削弱。*偶然误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，误差的大小和符号呈现出偶然性，没有固定的规律。偶然误差是不可避免的，但具有一定的统计规律性，可通过多次观测取平均值等方法来减弱其影响。*衡量精度的指标：中误差、相对误差、极限误差等。*误差处理原则：正确区分系统误差与偶然误差，采取相应措施消除或削弱其影响，确保测量成果的精度符合要求。三、常用测量仪器及其基本操作3.1水准仪与水准测量*水准仪的组成：主要由望远镜、水准器（圆水准器、管水准器）和基座三部分组成。其核心作用是提供一条水平视线。*水准测量原理：利用水准仪提供的水平视线，读取竖立在两点上的水准尺的读数，通过计算求出两点间的高差，进而由已知点高程推算未知点高程。*水准测量的基本操作步骤：1.安置仪器：将水准仪安置在两点之间大致等距处，高度适中，稳固可靠。2.粗平：调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中，仪器粗略水平。3.瞄准：用望远镜瞄准后视水准尺，通过调焦使尺像清晰，并消除视差。4.精平：调节微倾螺旋，使管水准器气泡严格居中，视线精确水平。5.读数：读取水准尺上的读数，通常由注记的数字直接读出。*水准尺读数方法：注意区分尺面的注记方向和单位，通常读取米、分米、厘米，并估读毫米。*注意事项：*仪器安置应稳固，避免阳光直射。*尽量保证前后视距相等，以消除或减弱仪器i角误差等影响。*读数前务必使管水准器气泡居中。*观测过程中要注意保护仪器，防止碰撞。3.2经纬仪与角度测量*经纬仪的组成：主要由照准部（含望远镜、竖直度盘、读数设备、水准器）、水平度盘和基座三部分组成。用于测量水平角和竖直角。*水平角测量原理：地面上一点到两个目标点的方向线在水平面上的投影所夹的角度，称为水平角。经纬仪通过精确量测这两个方向线在水平度盘上的读数之差来求得水平角。常用的方法有测回法。*竖直角测量原理：在同一竖直面内，视线与水平线之间的夹角，称为竖直角。其测量通过竖直度盘实现。*经纬仪的基本操作步骤（以测回法测水平角为例）：1.对中：使仪器中心与测站点在同一铅垂线上。2.整平：使仪器竖轴竖直，水平度盘处于水平位置（通过调节脚螺旋使管水准器在各个方向气泡都居中）。3.瞄准：盘左位置（竖盘在望远镜左侧）瞄准左目标，读取水平度盘读数；再瞄准右目标，读取读数。4.盘右位置（竖盘在望远镜右侧）重复上述瞄准和读数步骤。5.计算：计算上、下半测回角值，取平均值作为一测回角值。*注意事项：*对中、整平是保证测角精度的关键，务必仔细操作。*瞄准目标时，尽量瞄准目标底部或清晰的轮廓线。*读数时，注意度盘的最小分划值及测微器的使用。3.3全站仪及其应用*全站仪的组成：集光电测距仪、电子经纬仪、微处理器和数据记录装置于一体，能同时进行角度测量、距离测量，并能自动计算坐标、高差等。*全站仪的基本功能：角度测量、距离测量（斜距、平距、高差）、坐标测量、坐标放样、数据存储与传输等。*全站仪的操作流程（以坐标测量为例）：1.安置仪器：对中、整平。2.开机与参数设置：设置棱镜常数、气象改正数等。3.建站：输入测站坐标、仪器高；输入后视点坐标或后视方位角，并瞄准后视点进行定向。4.测量：瞄准待测点棱镜，按测量键，仪器自动显示该点的三维坐标。*全站仪放样基本步骤：1.建站（同坐标测量）。2.输入放样点设计坐标。3.仪器指示角度和距离偏差，根据偏差移动棱镜，直至偏差为零。*注意事项：*熟悉所用全站仪的操作手册，不同品牌型号操作略有差异。*确保电池电量充足。*测距时，避免视线被遮挡，注意反射棱镜的正确使用。*数据及时备份，防止丢失。3.4GNSS接收机（简介）*基本概念：GNSS（全球导航卫星系统）接收机是利用卫星信号进行定位的仪器，如GPS、北斗等。*主要特点：全天候、高精度、高效率、操作简便，能直接获取点的三维坐标。*应用场景：控制测量、地形测绘、工程放样等。*使用注意事项：*确保在开阔地带使用，避免强电磁干扰。*注意卫星信号的数量和质量（PDOP值）。*对于高精度测量，需进行必要的参数设置和数据处理。3.5测量仪器的维护与保养*仪器应存放在干燥、通风、防震的环境中。*运输过程中，应装入专用仪器箱，并采取防震措施。*使用前应检查仪器是否完好，各部件是否正常工作。*使用过程中，避免阳光暴晒、雨淋、碰撞和剧烈震动。*仪器镜头应保持清洁，如需清洁，应用专用镜头纸或软布擦拭。*作业完毕，及时清理仪器上的灰尘和污垢，放入仪器箱内。*定期对仪器进行检校和保养，确保其处于良好工作状态。四、工程测量基本方法与技能4.1控制测量控制测量是工程测量的基础，其目的是建立统一的测量控制网，为后续的碎部测量和施工放样提供精确的起算数据。*平面控制测量：*导线测量：将一系列控制点组成折线形式，测定各折线边的长度和转折角，再根据起始点的坐标和起始边的方位角，推算各控制点坐标。导线可分为闭合导线、附合导线和支导线。*等级与技术要求：根据工程规模和精度要求，选择相应等级的控制网。其主要技术指标包括边长、测角中误差、导线全长相对闭合差等。*外业工作：选点埋石、测角、量边（或测距）、连测。*内业计算：坐标方位角推算、坐标增量计算、闭合差计算与调整、各点坐标计算。*高程控制测量：*水准测量：是目前高程控制测量中最常用的方法，精度高。按精度等级可分为不同等级的水准测量。*三角高程测量：根据两点间的水平距离（或斜距）和竖直角，计算两点间的高差。常用于地形起伏较大、水准测量困难的地区，或作为低等级高程控制。*水准测量外业施测：踏勘选点、埋设水准标石、进行观测（遵循“后-前-前-后”或“前-后-后-前”等观测程序）。*水准测量内业计算：高差闭合差计算与调整、各点高程计算。4.2碎部测量*碎部测量的概念：在控制测量的基础上，测定地物、地貌特征点（碎部点）的平面位置和高程，并按规定的比例尺和图示符号绘制成地形图的工作。*碎部点的选择：地物轮廓的转折点、交叉点、中心点；地貌的山脊线、山谷线、坡脚线、山顶、鞍部、洼地等的坡度变化点。*常用碎部测量方法：*极坐标法：利用全站仪或经纬仪配合测距仪，在控制点上设站，测定碎部点方向与已知方向间的水平角、测站点至碎部点的水平距离和高差，从而计算碎部点坐标和高程。这是目前最常用的方法。*其他方法：如角度交会法、距离交会法等，在特定条件下使用。*地形图的绘制：可分为手工绘图和数字化成图。数字化成图已成为主流，效率高、精度好。强调现场绘制草图的重要性，确保地物、地貌的正确表示。4.3施工放样*施工放样的概念：将设计图纸上建筑物、构筑物的特征点（轴线交点、轮廓点等）的设计坐标和高程，精确地测设到实地上，作为施工的依据。*施工放样的原则：由整体到局部，由高级到低级，先控制后碎部。*基本放样方法：*极坐标法：根据放样点的设计坐标和测站坐标，计算出放样所需的角度和距离，利用全站仪或经纬仪配合钢尺进行放样。*角度交会法：根据两个已知方向和放样点与这两个方向的夹角进行放样。*距离交会法：根据放样点到两个已知点的距离进行放样。*高程放样：用水准仪或全站仪，根据已知高程点，将设计高程测设到实地。例如，测设已知高程的水平桩。*放样的基本步骤：1.内业准备：熟悉图纸，计算放样数据（角度、距离、高差等）。2.现场放样：在控制点上设站，按选定的放样方法进行操作。3.检核：对放样出的点位进行必要的检核，确保无误。*注意事项：*放样数据必须反复核对，确保准确无误。*放样过程中，每一步都应有检核，防止错误。*对重要的结构部位和关键点位，应采用不同方法或多次放样进行检核。*放样成果需经监理或相关人员复核签认后方可使用。五、测量数据处理与成果整理5.1测量记录的基本要求*真实准确：直接记录观测数据，严禁伪造、涂改。*完整齐全：记录项目要完整，包括观测日期、时间、地点、天气、仪器型号、观测者、记录者、测站、测点、观测数据、检核结果等。*清晰规范：字迹工整，数字清晰，使用规定的符号和缩写。*电子记录：应及时备份，防止数据丢失，并确保记录的原始性和可追溯性。5.2数据计算的一般原则*有效数字：理解有效数字的概念，正确进行数字的取舍和运算。测量成果的精度应与观测精度相匹配。*近似计算规则：遵循“四舍六入五凑偶”的凑整规则。在计算过程中，中间结果应多保留一位有效数字，最后结果按要求取舍。5.3测量成果的整理与提交*图件绘制：*草图：现场绘制的碎部测量草图，应清晰反映地物地貌的相互关系和主要特征。*地形图：按规范要求着墨或进行数字化处理，