测量培训讲义.docx

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测量培训讲义

第一节工程测量基本知识

1、工程测量的概念

工程测量是研究工程建设在设计、施工和管理各阶段进行测量工作的理论、技术和方法的学科。

2、工程测量的主要内容

工程测量主要内容有测定和测设。

测定是按一定的手段和方法，使用测量仪器和工具，通过测量和计算得到一系列测量数据，把地球表面的的地形缩绘成地形图。

----认识自然。

测设是把图纸上规划好的建筑物或着机数据标定在地面上。

----改造自然。

3、地面点的表示

常用的坐标系统：

地理坐标、高斯平面直角坐标、独立平面直角坐标。

地理坐标：

地面点用经纬度来表示。

高斯平面直角坐标：

采用高斯横圆柱投影的方法把地面元素按一定条件投影到平面上建立平面直角坐标系。

独立平面直角坐标：

当测区较小时，用测区中心的切平面代替曲面做投影面来表示地面点的位置。

地面点用坐标和高程来表示。

4、测量工作的程序和原则

4.1基本概念

地球表面的外形分为地物和地貌。

地物：

地面上的物体。

地貌：

地面高低起伏的形态。

地物和地貌统称为地形。

4.2测量工作的程序和原则

程序：

1、控制测量；

2、碎步测量。

原则：

1、从整体到局部，先控制后碎步；----减少误差积累，加快测图进度。

2、步步有检核。

-----防止错漏、保证正确。

5、地面点位的三要素

三要素：

水平角（方向）、距离、高程。

第二节水准测量（第五章测量的基本工作及理论）

1、基本概念

测量地面上各点高程的工作称为高程测量。

测量高程的主要方法有：

水准测量、三角高程测量。

国家水准点分四个等级：

一、二、三、四等水准点

2、水准测量原理

水准测量的实质：

利用水准仪所提供的一条水平视线来测量两点之间的高差。

如下图所示：

3、水准测量的仪器介绍

水准仪是进行水准测量的主要仪器，它可以提供水准测量所必需的水平视线。

目前常用的水准仪有光学水准仪和电子水准仪，光学水准仪从构造上可以分为两大类：

利用水准管来获取水平视线的“微倾式水准仪”和利用补偿器来获得水平视线的“自动安平水准仪”。

电子水准仪配合条形码标尺，利用数字化图象处理方法可实现测量自动化。

3.1水准仪的分类

我国的水准仪按精度分为：

DS05、DS1、DS3、DS10四个等级。

D、S分别表示“大地测量”和“水准仪”。

数字表示仪器的标称精度，如05表示每公里往返测高差精度为±0.5mm，3表示每公里往返测高差精度为±3mm。

其中DS05、DS1属于精密水准仪。

DS3、用于一般水准测量，是日常测量工作中最常用的水准仪，应熟练掌握和熟练操作，DS10一般用于简易水准测量。

3.1DS3型水准仪介绍与使用

（1）微倾式水准仪

（2）自动安平水准仪

4、精密水准仪与电子水准仪介绍与使用

5、水准测量的误差来源与消除方法

5.1仪器误差

（1）水准仪：

i角误差（水准管轴与望远镜是准轴不平行的误差）。

可通过保持前后视距相等来削弱或消除。

（2）水准尺误差：

a、每米真长误差（如果超出要求应给观测值加改正）

b、分米分划误差（如果超出要求应给观测值加改正）

c、尺面弯曲误差（对水准尺加强保养）

d、一对水准尺的零点差（采用偶数站到达终点的观测措施可消除）

e、水准尺倾斜误差

一直上坡后视读数总大于前视，水准尺倾斜误差使得高差数值增大，一直下坡后视读数总小于前视，水准尺倾斜误差使得高差数值的绝对值增大，因此往返测不能消除水准尺倾斜误差。

应使用装有圆水准器的标尺使水准尺尽量立直削弱水准尺倾斜的影响。

5.2、观测误差

1、水准管气泡居中误差

2、照准误差

影响值为：

3、在水准尺上读数的估读误差。

视线长误差大，望远镜放大倍数小误差大。

5.3外界因素影响的误差

1、仪器下沉（后、前、前后的观测程序可以削弱其影响）

2、尺垫下沉（往返测平均值可削弱影响）

3、地球曲率的影响（前后视等距可消除其影响）

4、大气折光的影响（视线不低于0.3m削弱其影响）

第三节角度测量

1、角度测量有：

水平角测量、竖直角测量。

水平角：

通过两条直线所作铅垂面间的二面角。

竖直角：

同一铅垂面内某方向线与水平视线的夹角。

2、水平角观测

（1）、测回法

适合于观测两个方向的单角。

（2）方向观测法

当一个测站上需要观测两个以上方向时，需要观测归零方向。

3、竖直角观测

竖直角与天顶矩的区别。

（1）三丝法观测

（2）中丝法观测

第四节距离测量

1、钢尺量距

（1）直线定线（目估法、经纬仪穿线）

（2）距离丈量

一般量距：

定线后直接量。

（平量法）

精密量距：

定线、打桩、加力量斜距、水准仪测高差进行倾斜改正、温度改正。

2、测距仪量距

用全站仪、测距仪进行测量并进行气象改正、加乘常数改正。

第十一章铁路及公路路线

第一节铁路新线定测

本章内容主要讲述了设计单位进行线路勘测设计时的测量工作。

1、线路中线测量

初测完成后，在初测的带状地形图上定出线路中线的工作称为纸上定线。

中线测量是定侧阶段的主要工作，它的任务是把在带状地形图上设计好的线路中线结合现场具体条件，测设于实地，并用木桩标定。

中线测量分放线和中桩测设两步进行。

放线是把纸上定线所确定的交点、转点测设于地面上；中桩测设是实地进行距离丈量、测量转向角，并按规定钉设中桩。

1.1放线

（1）拨角法放线

①计算放线资料

计算交点桩放样的极坐标，计算曲线要素及主点里程。

②实地放线

根据计算资料，定出曲线的交点、转点桩，并按初测导线的精度测量水平角和距离。

然后测量中线。

③调整误差

拨角法放线的缺点是误差积累，为保证放线精度，每隔3-5km特殊情况下不大于10km应与初测导线联测一次进行闭合，联测闭合差不应超出下面的规定：

长度相对闭合差：

钢尺量距1/2000，光电测距1/3000。

水平角闭合差：

±30″

，n为测站数。

先计算闭合差（长度闭合差、角度闭合差、精度检核），然后进行闭合差的调整。

误差在允许范围内可不调整，若超限，则按直接闭合进行调整，即在检查点上置镜直接联测到下一交点。

（2）支距法放线

①纸上选点、量距

一般以初测导线点或转点做线路切线的垂线，把垂足做为转点，纸上定线时，直线段最少要有三个转点，且尽可能通视。

②实地放线

穿线

延长直线（每100米正倒镜横向不能大于5mm，大于400米正倒镜横向不大于20mm）。

直线中间加点

③定交点

无法设交点时可设副交点。

（3）极坐标法放线

在初测导线点上直接放样。

中桩横向限差±10cm

纵向为（S/2000+0.1）m，S为转点至中桩的距离。

2、线路高程测量及线路纵断面测量

（1）线路水准点高程测量

水准点密度一般2km设一个，但长度在300米以上的桥梁、500米以上的隧道两端及大型车站范围内均应设置水准点。

定测水准点在初测水准点基础上进行，精度与初测相同，首先应逐一复测初测水准点，当差值满足±30

（L为路线长度）时，采用初测成果，当确认初测有误方可更改。

（2）中桩高程测量

应起闭与水准点，不符值应满足±50

（L为路线长度）。

（3）绘制纵断面图

一般采用高程比例尺是水平比例尺的10倍。

3、线路横断面测量

（1）手水准测量

方向架定向，手水准测高差。

（2）水准仪测量

要求地势平坦，皮尺量距。

（3）经纬仪测量

高差由视距法测定，效率相比较高。

（4）光电测距仪测量

速度快、精度高。

第二节公路线路测量

1、初测

（1）导线测量

（2）水准测量

（3）地形测量

2、定测

（1）放线

（2）测角

（3）中线测量

（4）水准测量、绘制纵断面

（5）横断面测量

（6）地形修测

公路线路测量很多内容可参考铁路线路测量，只是铁路测量的精度相对要高些。

小地区控制测量

第一节控制测量的概念

一、控制测量基本概念

1、控制网：

在测区内选择一些有意义的控制点构成的几何图形。

2、平面控制测量：

测定控制网平面坐标的工作。

3、高程控制测量：

测定控制网高程的工作

二、控制网的分类

按控制网的规模可分为：

1、国家控制网

国家控制网又称基本控制网，即在全国范围内按统一的方法建立的控制网，它是全国各种比例尺测图的基本控制。

按精度等级分为：

一、二、三、四等网。

由高级到低级逐级加密。

2、城市控制网

城市控制网是在国家控制网基础上建立起来的，目的在于为城市规划、市政建设、工业民用建筑设计和施工服务。

城市控制网的建立于国家网相同。

只是精度不同，为满足不同目的和要求，城市控制网也要分级建立。

3、小区控制网

小区控制网：

面积小于15km2范围内建立的控制网。

小区控制网原则上应与国家或城市控制网联测形成统一的坐标系和高程系。

当连接有困难时，也可以建立独立控制网。

按面积大小分级建立分为：

（1）一级小三角或一级导线---控制面积2-15km2；

（2）二级小三角或二级导线---控制面积0.5-2km2；

（3）图根控制---控制面积0.5km2以下。

4、图根控制网

图根控制网：

直接为测图目的建立的控制网。

图根控制网也应尽可能与上述控制网联测形成一个统一的系统。

有困难时也可以建立独立控制网。

第二节导线测量

一、概念

导线：

在地面上按一定的要求选定一系列的控制点，将相邻控制点直接用直线连接起来构成的折线。

二、导线的布设形式

1、附合导线

附合导线：

起始于一个高级控制点，最后附合至另一个高级控制点的导线。

附合导线附合在两个已知方向和两个已知点上，具有检核条件。

2、闭合导线

闭合导线：

起、止于同一已知高级点，中间经过一系列导线点，形成一闭合多边形。

产生图形整体偏转不容易发现，图形强度不如附合导线。

3、支导线

支导线：

既不闭合到已知点也不回到原来的起始已知点。

无检核条件，错误不易发现，工作中慎用。

三、导线测量的技术要求

不同行业规范的技术要求不同，布设控制网时应参照相应的规范要求。

四、导线测量的外业

1、选点、埋石

2、测角

3、量边

4、联测

五、导线测量的内业工作

1、附合导线平差

主要掌握方位角闭合差的计算和分配原则，坐标增量闭合差的计算与分配原则。

（1）方位角闭合差按反号平均分配。

（2）坐标增量闭合差按边长比例进行反号分配。

只有当方位角、导线全长相对闭合差均满足相应的精度指标时方可进行平差。

如超限应分析原因并补测外业。

2、闭合导线的平差

闭合导线是附合导线的特殊形式。

第三节小三角测量

小三角测量：

在小范围内布设边长较短的三角网的测量。

三角网中直接测量的边称为基线。

一、小三角网的布设形式

三角锁、中点多边形、大地四边形、线型锁

二、小三角测量的技术要求

参照相应的规范

三、小三角测量的外业

1、选点、埋石

2、角度测量

3、基线测量

4、起始边定向

四、小三角的内业计算

主要掌握大地四边形的近似平差计算。

1、图形条件

2、第一次角度改正

3、第二次角度改正

4、边长计算

5、控制点坐标推算

第四节交会法定点

一、前方交会

二、侧方交会

有一个已知点不能置镜的情况，实质和前方交会一样。

三、后方交会

掌握危险圆的概念，注意不能使交会点落入危险圆附近。

第五节高程控制测量

一、三四等水准测量

二、三角高程测量

内容已经在“测量的基本工作和理论”章节中详细讲述。

三角高程测量时应注意对向观测、大气折光的影响、注意边长的控制等因素。

桥梁施工测量

第一节桥轴线长度的确定及控制测量

在选定的桥梁中线上，与桥头两端埋设两个控制点，两控制点间的连线称为桥轴线。

一、桥轴线长度所需精度估算

1、钢筋混凝土简支梁

2、钢板梁及短跨（≤64m）简支钢桁梁

3、连续梁及长跨（≤64m）简支钢桁梁

二、桥梁平面控制测量

平面控制网的布设

基线长度的选择

三、高程控制测量

参照“测量的基本工作与理论”中，水准测量的内容。

第二节桥梁墩、台中心定位及轴线测设

桥梁在直线上的布置

桥梁在曲线上的布置，

基本概念：

墩中心

桥梁工作线

桥梁工作线偏角

第三节桥梁细部放样

重点讲桥梁支座中心的计算，基础放样、墩身放样。