工程測量學基礎知識

1、 一、一、測量工作在施工生產中作用測量工作在施工生產中作用由于社會的發(fā)展，工程項目的增多，測量技術已經廣泛地應用于工程建設的各個階段。應用于工程建設上，其任務共分三項：測圖；放樣；監(jiān)測。測圖；放樣；監(jiān)測。測圖工作是設計和測繪部門的主要任務，我們只需了解一些概念即可。監(jiān)測可理解為監(jiān)控測量，監(jiān)測的主要內容為：在施工過程中對地質和地形變化情況進行監(jiān)視。例如：在隧道施工過程中，對圍巖受斂情況及拱頂下沉情況進行觀測，以及其它大型建筑物和高路基或地質不良地段需要經常地觀測它們的變形情況，以便采取相應的措施，確保工程質量和人員、行車的安全。對于我們施工單位而言，測量工作的主要任務就是放樣，因為測量放樣工作貫

2、穿著工程的全過程。放樣亦稱測設，就是把圖紙上設計好的各種建筑物按設計要求測設到地面上，并用一定的標志表示出來，作為施工的依據(jù)。測量的實際工作分為外業(yè)和內業(yè)兩個內容，其外業(yè)工作（放樣工作）即為測量地面上各點之間的角度、水平距離和高差，測量成果的好壞亦取決于這三項工作的質量；內業(yè)工作包括資料計算、現(xiàn)場放樣記錄、成果整理復核等。 水平距離、水平角和高程的測設水平距離、水平角和高程的測設1）測設工作的概念定義：測設，又稱放樣，是測繪的逆過程。根據(jù)待建、構筑物各特征點與控制點之間的距離、角度、高差等測設數(shù)據(jù)，以控制點為根據(jù)，將各特征點在實地樁定出來。測設的基本工作水平距離、水平角和高程（稱為測設工作三要

3、素）。2）水平距離的測設直接法從起點A直接用鋼尺或測距儀在給定方向上，丈量待放樣的水平距離，得B點。歸化法用直接法測設出B點精密丈量其距離根據(jù)差值，實地改正。3）水平角的測設正倒鏡分中法較精確的直接法。歸化法。步驟如下：用直接法放樣出角值，在實地標定過渡點P。精確實測AOP，得角值 ，并測量OP長度為S。計算歸化值。 ，式中 。從P出發(fā)，在OP的垂直方向上量取 值，得P終。4）高程的測設高程點放樣的方法在已知水準點（BM）和待放樣高程點P中間位置附近架儀，后視BM點，讀后視讀數(shù)a ，得視線高Hi=HBM+a，上、下移動水準尺，使前視讀數(shù)b=Hi-HP，并沿尺底畫線，得P點。 點平面位置的測設點

4、平面位置的測設正撥、反撥的概念：水平角正撥順時針測設；水平角反撥逆時針測設。 點平面位置的測設方法1）直角坐標法適用：有彼此垂直的主軸線時。方法： O點架儀，瞄準A，量取y，定出過渡點C；C點架儀，瞄準A，反撥90，量取x，得M點；量?。▁+MN），得N點；同樣的方法，測設Q、P點。檢核：四角是否等于90，MQ、PN長度是否符合要求。2）極坐標法適用：在施工現(xiàn)場較開闊，無方格控制網時可根據(jù)控制點利用極坐標法進行平面位置測設。如圖，A、B為建筑物附近的控制點，1、2為某建筑物的兩個端點，其坐標值已知，用極坐標法可以測設1、2點的位置。方法：（見圖）四四 豎直角測量豎直角測量水平角觀測的誤差與注意

5、事項水平角觀測的誤差與注意事項.儀器誤差 經緯儀受制造精度所限產生的誤差、檢驗校正不完善等殘留的誤差，都會影響到測角精度。儀器誤差主要有水平度盤的偏心誤差、視準軸誤差、橫軸誤差等。 水平度盤的偏心誤差水平度盤的偏心誤差是由于水平度盤的中心與照準部的旋轉中心不重合造成的。取同一方向兩次讀數(shù)的平均值，可消除度盤偏心差的影響。由于視準軸應垂直于橫軸的校正不夠完善，而儀器尚有殘余誤差時，會影響水平角的成果，給測角帶來誤差。采用測回法取盤左、盤右測角的平均值；或者用方向觀測法，一方向取盤左、盤右測角的平均數(shù)，可以消除視準軸誤差的影響。橫軸誤差：由于橫軸在裝調時有一定的誤差，因此，橫軸對豎軸的垂直有一定的

6、影響，當豎軸垂直時橫軸不水平，會給測角帶來誤差。采用測回法取盤左、盤右測角的平均值；或者用方向觀測法，一方向取盤左、盤右測角的平均數(shù)，可以消除橫軸誤差的影響。.安置儀器的誤差安置儀器的誤差包括對中誤差和整平誤差。對中誤差由于安置儀器時對中不精確，使儀器中心偏離了測站標志點，給測角帶來誤差。消除此項誤差時,必須注意儀器對中精度,特別是在短邊或角度接近180的情況下。整平誤差由于豎軸傾斜的方向和傾斜的大小在盤左、盤右兩個位置都不能改變，因此，采用盤左、盤右觀測同一目標的方法，不能消除對中誤差，只有精確將儀器整平，才能消除對中誤差的影響。.目標偏心誤差 目標偏心誤差是由于儀器所照準的目標點不是觀測標

7、志中心而引起的測角誤差。為了減少此項誤差，在較近距離測角時應盡量觀測目標底部，亦可直接照準垂球線，減少目標偏心的誤差。 .觀測誤差 照準誤差影響照準精度的主要因素有望遠鏡的放大倍率、目標的亮度與清晰度、視差消除的程度、人眼的分辨能力等。讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差主要取決于讀數(shù)設備，指估讀最小分劃不準確給測角帶來的誤差。.環(huán)境影響的誤差外界條件的影響很多，如觀測時光線不足、目標陰暗、空氣跳動、視線逆光等，會增大照準誤差；地面松軟會使儀器下沉、產生位移；刮風會使儀器產生晃動；太陽暴曬會使儀器變形等等。為減少上述因素對測角的影響，在觀測時要選擇有利時間，避開不利的影響；觀測時應將儀器安置穩(wěn)固；注意踩實三角架，

8、防止土質松軟儀器下沉；強光下給儀器打傘；刮風下雨停止觀測。 一一 平面控制測量概述平面控制測量概述.目的與作用1）為測圖或工程建設的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網和高程控制網。2）控制誤差的積累。3）作為進行各種細部測量的基準。.有關名詞1）小地區(qū)（小區(qū)域）：不必考慮地球曲率對水平角和水平距離影響的范圍。2）控制點：具有精確可靠平面坐標或高程的測量基準點(一般由設計部門提供)。3）控制網：由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形。4）控制測量：為建立控制網所進行的測量工作。.控制測量分類1）按內容分：平面控制測量、高程控制測量2）按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級3）按方法分：三角測量

9、、導線測量、水準測量、GPS衛(wèi)星定位測量4）按區(qū)域分：國家控制測量、城市控制測量、小區(qū)域工程控制測量.國家控制網在全國范圍內建立的控制網，稱為國家控制網。它是全國各種比例尺測圖的基本控制，并為確定地球的形狀和大小提供研究資料。國家控制網是用精密測量儀器和方法建立的。平面控制網：國家平面控制網由一、二、三、四等三角網組成。高程控制網：國家高程控制網由一、二、三、四等水準網組成。國家控制網的特點：高級點逐級控制低級點。.小區(qū)域（15km2以內）控制測量平面：國家或城市控制點首級控制圖根控制。高程：國家或城市水準點三、四等水準圖根點高程。二二 導線測量導線測量.導線的定義1)定義：將測區(qū)內相鄰控制點

10、（導線點）連成直線而構成的折線圖形。2)適用范圍較廣：主要用于帶狀地區(qū) (如：公路、鐵路和水利) 、隱蔽地區(qū)、城建區(qū)、地下工程等控制點的測量。 .導線布設形式根據(jù)測區(qū)情況和要求，導線布設可分為以下幾種形式：1)閉合導線 多用于面積較寬闊的獨立地區(qū)。2)附合導線 多用于帶狀地區(qū)及公路、鐵路、水利等工程的勘測與施工。3)支導線 支導線的點數(shù)一般不宜超過2個，僅作為補設導線點時使用。4)此外：還有導線網，其多用于測區(qū)情況較復雜地區(qū)和精度要求較高的地區(qū)。.導線的外業(yè)1)踏勘選點及建立標志 導線點應選擇在地勢較高、視野開闊處，便于擴展加密控制和實測碎部。 相鄰導線點應通視良好，利于測角量邊。 導線點應選

11、擇在土質堅硬處，便于長期保存和安置儀器。 導線點應盡量接近線路中線布設，在較大的橋址兩岸、隧道口附近要設置導線點，以供放樣使用。2)測水平角導線轉折角(左角、右角)及連接角采用全測回法或方向觀測法觀測，測角精度及標準參照規(guī)范執(zhí)行。3)量水平邊長 導線邊長一般采用全站儀或光電測距儀進行，觀測標準及精度要求參照規(guī)范執(zhí)行。三三 小三角測量小三角測量基本概念1）三角點：測區(qū)內的控制點組成相互連接的而成三角網，網中各三角形的頂點稱為三角點2）小三角測量：在小范圍內布設邊長較短的小三角網，觀測所有三角形的各內角，并丈量起始邊長，用近似方法進行平差，然后應用正弦定律算出各三角形的邊長，再根據(jù)已知邊的坐標方位

12、角、已知點坐標，求出各三角點的坐標。小三角測量的布設形式與等級1）布設形式單三角鎖中點多邊形線形三角鎖2）等級一級小三角二級小三角圖根小三角小三角測量的外業(yè)工作1）踏勘選點2）建立標志3）測量起始邊4）觀測水平角小三角測量的內業(yè)計算1）繪制計算略圖2）角度閉合差的計算與調整3）邊長閉合差的計算與調整4）三角形邊長計算5）計算各三角點的坐標五、道路中線測量例：某圓曲線半徑R為1500m，轉向角為203040，JD的里程為DK15+108.086,計算圓曲線各主點的里程。根據(jù)公式計算而得:T=271.394；L=536.980；E=24.354；q=5.809。則： JD= DK15+108.08

13、6 -)T -271.394 ZY= DK14+836.692 +)L/2 +268.490 QZ= DK15+105.182 +)L/2 +268.490 YZ= DK15+373.672圓曲線主要點測設（在JD處設站時）將經緯儀安置在交點JD上，瞄準直（切）線方向上的一個轉點ZD1，在視線方向上丈量出切線長T，即得ZY點（我們將ZY至JD的切線稱為直線，另一直線稱為直線）。再瞄準直（切）線方向上的一個轉點ZD2（或者由直線方向撥180亦為第直線方向），沿視線方向丈量切線長T，得YZ點。將望遠鏡從切線方向撥 的角值，定出方向線，量出E的長度，即得QZ點。QZ點應從兩個切線方向定出。圓曲線的詳

14、細測設圓曲線一般每20m設置一個點，此時可在ZY（YZ）點設站，采用偏角法和切線支距法（直角坐標法）兩種方法進行測設。偏角法測設圓曲線 圓曲線上的切線與弦線間的夾角稱為弦切角或偏角。由幾何原理知，偏角為該弦所對圓心角的一半。 = = （ -弧長）由ZY點后視JD，撥角，量20m距離，定出第一點，依次撥2、3由第一點按20m的間距依次量距，至QZ點后與已測設的QZ點符合，當閉合差不大于下列誤差時視為滿足精度要求：橫向誤差 0.1m；縱向誤差 1/3000當精度符合要求時，可將儀器搬到YZ點，用上述方法測設另一半曲線。 加緩和曲線后的測設加緩和曲線后的測設例某曲線JD里程為DK48+168.110，根據(jù)上例推算五大樁里程。 JD= D