1、.28/28第一部分 測量工作在施工生產中作用由于社會的發展,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。監測可理解為監控測量,監測的主要內容為：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穿著工程的全過程。放樣亦稱測設

2、,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。測量技術是為人類生產服務的一門技術,在施工生產中,測量具有十分重要的作用。例如：在鐵路、公路勘測設計的時候需要測繪較大比例尺的地形圖和斷面圖,以便設計部門利用該圖選擇和確定線路位置；我們施工單位要將設計好的線路位置準確地標定在地面上；整個工程完成后還要進行竣工測量等總之,在整個工程建設過程中,無論是勘測設計階段,施工階段和運營階段,這些工作都離不開測量。測量工作的質量將直接影響工程建設的設計方案及施工的進度和工程質量。因此,作為工程技術人員,只有熟練掌握和理解各種基本測量操作技術及必要的計算技巧,才

3、能通過測量對各種建筑物進行精確的定位、放樣。測量的實際工作分為外業和內業兩個內容,其外業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；內業工作包括資料計算、現場放樣記錄、成果整理復核等。第二部分 水準測量一 水準測量的原理水準測量亦稱高程測量,確定地面上某一點的高程所進行的測量稱為高程測量。確定一點的高程通常可采用水準測量方法和三角高程測量方法,而水準測量方法是最準確的也是最普通的使用方法三角高程測量方法將在全站儀使用部分做介紹。水準測量又稱為幾何水準測量我們施工單位也稱為抄平,是利用水準儀配合水準尺測定地面點高程的常用方法。要確定一個點的高

4、低位置也就是要知道這個點的高程,首先要確定一個起算面水準面。目前我國采用1985年國家高程基準,它是國家測繪機構在XX驗潮站附近設立固定標石,用精密水準測量方法成年累月長期觀測記錄而求得的,這個固定標石點稱為XX水準原點,高程為72.260m,是國家一等水準網和全國高程測量的起點。其他等級的國家水準點高程均以此推算。XX水準原點的高程即黃海平均海水面至該點的高差,我國都把XX水準原點附近的黃海平均海水面作為大地水準面,也就是我國計算高程的起算面。地面上某一點沿鉛垂線方向至大地水準面的距離稱為絕對高程或海拔簡稱為高程或標高,用H表示。大地水準面的絕對高程為零。有時在局部地區,求某一點的高程有困難

5、時,也可以假定一個水準面作為高程的起算面。地面上一點A至大地水準面的鉛垂距離用HA表示；至假定水準面的鉛垂距離用HA表示,如圖2-1。地面上任意兩點的高程之差稱為高差,利用水準儀進行高程測量的基本原理如下：地球上各點至大地水準面的鉛垂線不平行的而匯交于地心的。但在小范圍內我們可以把大地水準面當作水平面,所以HA、HB以及hAB可見圖2-1所示。A點對B點的高差為：hAB=HAHB=HAHB在施工測量時,測定兩點的高差是利用水準儀進行的,如圖2-2所示：設已知A點的高程為HA,現需要測定B點的高程,在A、B兩點之間安置水準儀,在A、B兩點之間豎立水準尺,利用水準儀提供的水平視線,從儀器中分別讀取

6、A、B兩點上水準尺的讀數為a和b,由圖中幾何關系可得出B點對A點的高差：hAB=ab則B點的高程為：HB=HA+ab= HA+ab這里我們把已知點A點稱為后視點,A點上水準尺的讀數稱為后視讀數；B點稱為前視點,B點上水準尺的讀數稱為前視讀數。計算高差時總是用后視讀數減去前視讀數。當ab時,高差為,說明前視點比后視點高；反之則前視點低于后視點。二 儀器和工具水準儀：由望遠鏡、水準器、基座三部分組成。1.望遠鏡由物鏡、目鏡和十字絲上、中、下絲三部分組成。2.水準器有兩種：圓水準器精度低,用于粗略整平。水準管精度高,用于精平。目前我們項目部各工點采用的水準儀均為自動安平水準儀,它沒有水準管；原來使用

7、的微傾式水準儀主要采用水準管進行精平,現在工地上已很少使用。3.基座為了支承并水平轉動儀器,需要一個基座；儀器的豎軸與支架連成一個整體插入基座的軸套里,使望遠鏡能繞豎軸轉動。水準尺水準尺簡稱標尺,供儀器讀數用。主要有單面尺、雙面尺和塔尺幾種,水準尺要求順直,刻劃準確、清晰,采用木質和鋁合金材料制作。鐵路五等水準測量常用的為塔尺,尺面分劃為1cm或5mm,每10cm處E字形刻劃的尖端注有阿拉伯數字。雙面尺又稱黑紅雙面標準尺,由兩把尺組成,雙面標準尺的黑面底部讀數均由0開始；紅面尺的底部讀數：一把為4687mm,另一把為尺墊在水準測量中,為使高程得到可靠的傳遞并使水準尺不致于下沉,常采用尺墊作轉點

8、,以防止觀測過程中水準尺下沉。三 水準儀的使用操作程序：粗平瞄準精平讀數粗平調節腳螺旋,使圓水準氣泡居中。規律：氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。瞄準1方法：先用準星器粗瞄,再用微動螺旋精瞄。2視差概念：眼睛在目鏡端上下移動時,十字絲與目標像有相對運動。產生原因：目標像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細反復交替調節目鏡和物鏡對光螺旋。精平若使用自動安平水準儀,儀器無微傾螺旋,故不需進行精平工作。讀數精平后,用十字絲的中絲在水準尺上讀數。1方法：米、分米看尺面上的注記,厘米數尺面上的格數,毫米估讀。2規律：讀數在尺面上由小到大的方向讀。故對于望遠鏡成倒像的儀器,即從上往下讀,望遠鏡成正

9、像的儀器,即從下往上讀。四 普通水準測量的實施及成果整理水準點通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點,稱為水準點,一般常用BM表示。有永久性和臨時性兩種。永久性水準點的高程由設計部門提供,臨時性水準點的高程由施工單位自行引測。水準路線水準路線依據工程的性質和測區情況,可布設成以下幾種形式如下圖所示：1閉合水準路線由已知點BM1出發,經過若干待測點,最后回到已知點BM1。2附合水準路線由已知點BM1出發,經過若干待測點,附合到已知點BM2。3支水準路線 由已知點BM1出發,引測到某一待定水準點A。 外業觀測觀測要求：1.水準儀安置在離前、后視距離大致相等之處。2.為及時發現觀測中的錯誤,通常采用

10、兩次儀器高法,即改變儀器高度0.10.2m左右,重新安置儀器,再測一次高差,兩次儀器高法高差之差h-h5mm時取平均值作為本站高差,否則要重測；或采用雙面尺法進行高差觀測。雙面尺法要求紅黑面讀數差3mmh黑-h紅5mm。3.水準測量記錄表注意：1起始點只有后視讀數,結束點只有前視讀數,中間點既有后視讀數又有前視讀數。2,只表明計算無誤,不表明觀測和記錄無誤。水準測量的成果處理內業一計算閉合差：1閉合水準路線：2附合水準路線：二分配高差閉合差1.高差閉合差限差容許誤差對于普通水準測量,有：fh容=30L適用于平原地區； fh容=12n適用于山區。式中,高差閉合差限差,單位：mm。L水準路線長度,

11、單位：km ； n測站數。2.分配原則：按與距離L或測站數n成正比,將高差閉合差反號分配到各段高差上。三計算各待定點高程用改正后的高差和已知點的高程,來計算各待定點的高程。五 水準測量的成果實例例如圖為按圖根水準測量要求施測某附合水準路線觀測成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準點,圖中箭頭表示水準測量前進方向,路線上方的數字為測得的兩點間的高差,路線下方數字為該段路線的長度,試計算待定點1、2、3點的高程。解算如下：第一步計算高差閉合差：第二步計算限差： fh容=30L=307.4=81.6因為 ,可進行閉合差分配。第三步計算每km改正數：第四步計算各段高差改正數：。四舍五入后,使。故

12、有：V1=-8mm,V2=-10mm,V3=-9mm,V4第五步計算各段改正后高差后,計算1、2、3各點的高程。改正后高差=改正前高差+改正數ViH1=HBM-A+=45.286+2.323=47.609H2=H1+=47.609+2.803=50.412H3=H2+=50.412-2.253=48.159BMB=H3+=48.159+1.420=45.579改正計算如下表:六 普通水準儀的檢驗與校正.水準儀軸線的幾何關系水準儀軸線應滿足的幾何條件是：1.水準管軸LL/視準軸CC2.圓水準軸LL/豎軸VV 3.橫絲要水平即：豎軸VV如下圖所示：.水準儀的檢驗與校正一圓水準器的檢驗與校正1.檢驗

13、：氣泡居中后,再將儀器繞豎軸旋轉180,看氣泡是否居中。2.校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半, 再用撥針撥動三個校正螺旋,使氣泡居中。二十字絲橫絲的檢驗與校正1.檢驗：整平后,用橫絲的一端對準一固定點P,轉動微動螺旋,看P點是否沿著橫絲移動。如P點偏離橫絲,則需要校正。 2校正 ：旋下目鏡處的十字絲環外罩,轉動左右2個校正螺絲。使橫絲對準P點,反復檢查,直到始終符合為準。三水準管軸平行于視準軸i角的檢驗與校正1.檢驗：1平坦地上選A、B兩點,約80m2在中點C架儀,讀取a1、b1,得h1=a1-b13在距B點約23m處安置儀器,讀取a2、b2,得h2=a2-b4若h2h1 ,則水準管軸不平行

14、于視準軸,有i角。因為h1為正確高差b2的誤差可忽略不計,故有：對于S3水準儀,若i角大于時,需校正。2.校正方法有二種：a.校正水準管旋轉微傾螺旋,使十字絲橫絲對準,撥動水準管校正螺絲,使水準管氣泡居中。b.校正十字絲保持水準管氣泡居中,撥動十字絲上下兩個校正螺絲,使橫絲對準a2讀數即可。七 自動安平、精密、電子水準儀簡介自動安平水準儀1原理：與普通水準儀相比,在望遠鏡的光路上加了一個補償器。2使用：粗平后,望遠鏡內觀察警告指示窗若全部呈綠色,方可讀數；最好狀態是指示窗的三角形尖頂與橫指標線平齊。3檢校：與普通水準儀相比,要增加一項補償器的檢驗,即：轉動腳螺旋,看警告指示窗是否出現紅色；以此

15、來檢查補償器是否失靈。精密水準儀每公里往返平均高差中誤差1mm1、精密水準儀提供精確的水平視線和精確讀數；2、精密水準尺刻度精確。3、讀數方法精平后,轉動測微螺旋,使十字絲的楔形絲精確夾準某一整分劃線。讀數時,將整分劃值和測微器中的讀數合起來。數字水準儀及條紋碼水準尺1、具有自動安平、顯示讀數和視距功能。2、能與計算機數據通訊,避免了人為觀測誤差。八 水準測量誤差及注意事項誤差來源有：儀器誤差、操作誤差、外界條件影響。1.儀器誤差主要有：視準軸不平行于水準管軸i角的誤差、水準尺誤差。2.操作誤差主要有：水準氣泡未嚴格居中、視差、估讀誤差、水準尺未豎直。 3.外界條件影響的誤差主要有：儀器下沉、

16、尺墊下沉、地球曲率、大氣折光、氣溫和風力。注意事項水準測量的誤差對高程的影響很大,了解誤差的性質及其對成果的影響是很有必要的；特別是系統性誤差,雖然對單個測站來說微不足道,但累計的結果卻是不可忽視的。掌握這些規律,就可很好的指導我們的操作,獲得優質的成果。在整個測量過程中,只要有一個測站出錯,就會導致整個測段內的成果不合格。要做到每個測站都正確無誤,測量人員必須緊密配合,認真細致的做好扶尺、觀測、記錄、計算等每一項工作?，F將水準測量注意事項列下：扶尺四要1.尺子要檢查：測量前要檢查標尺刻劃是否準確,塔尺銜接是否嚴密,測量過程中要隨時檢查尺底或尺墊是否粘有泥土。2.轉點要牢靠：轉點最好用尺墊,或

17、者選擇堅硬穩固而又有凸棱的石頭上,保證轉點在兩個測站的前后視中不改變位置。3.扶尺要檢查：塔尺如有橫向傾斜,觀測者易于發現可指揮立直；如前后傾斜則不易發現,會造成讀數偏大。故扶尺者身體要站直,如尺上有水準器時要檢查使氣泡居中。4.要用同一的尺：由于塔尺底部的磨損或包鐵松動,將會使尺底部零點位置不準,為消除其影響,在同一測段要用同一個尺。且測站數為偶數。觀測六要1.儀器要檢校：測量前要把儀器校正好,使各軸線間滿足應有的幾何條件。2.儀器要安穩：中心螺旋連接要穩固可靠,松緊適當,架腿要踩實,觀測者不得扶壓或騎跨架腿,觀測過程中不得碰動儀器。3.前、后視要等長：前、后視等長的水準測量,可以消除i角誤

18、差以及地球曲率的影響,如果地面坡度不大還可消除大氣折光的影響。普通水準測量最大視線長度不得大于150m,視線不要靠近地面,最小讀數要大于0.3m。4.視線要水平：使用微傾式水準儀度數前氣泡要符合,為避免匆忙讀數之差錯,讀數前后均應檢查氣泡是否符合。烈日下要打傘。5.讀數要準確：讀數前要消除視差,要認準橫絲,要認請標尺刻劃特點,每次讀數最好讀兩次。6.遷站要慎重：未讀前視讀數時不得匆忙搬動儀器,以免使水準路線中間脫節,造成返工；中途休息時,應將前視點選擇在容易尋找的地方,并作好標志,列如記錄,以便下次續測。記錄四要1.要復誦：讀數列入記錄時要邊記邊復誦；避免聽錯記錯。如觀測者兼作記錄時,記完后可

19、再看一下讀數,以資復核。 2.記錄要清楚：按規定格式填寫,字跡要端正,點號要記請,前后視讀數不得遺漏,不得顛倒。3.要原始記錄：要在現場用硬鉛筆HB填寫在記錄簿中,不得眷抄,以免轉抄錯誤。記錄錯誤時,不得用橡皮擦改,要在錯誤數字處畫一橫線,并將正確數字寫在上方。4.計算要復核：記錄者要及時根據讀數計算出高差,記入記錄簿并作計算的檢驗,再由另一人復核。記錄簿要將司儀、記錄、計算者簽名齊全,以明確責任。九 三、四等水準測量三、四等水準測量除用于國家高程控制網的加密外,還常用于小地區的首級高程控制工程建設中高速公路的高程一般均采用四等水準測量進行。三、四等水準測量比前述的國家等級外鐵路上常用的五等水

20、準測量在方法上和精度上都有所不同?，F將三、四、五等水準測量要求列于下表表,供參照使用。 三、四等水準測量的要求和方法1.觀測和記錄三、四等水準測量每站的觀測和記錄順序見表.1。2.測站上的計算與檢核視距計算：后視距 =100 前視距 =100 前后視距差 = 視距累積差 d=本站前站黑紅面零點差驗算：零點差=黑面尺零點K紅面尺零點 即：=K=K式中 K 、K為、尺黑紅面零點差。、的理論值為零,允許誤差見上表。高差計算：=100的理論值為零,允許誤差見上表。當、兩項計算無誤時且在允許誤差范圍內,即可計算高差中數。=100/2計算檢核：通過下列各式計算檢查結果的正確性=/2末站=/2=/2經校核無

21、誤,且誤差不超限時方準遷站。否則需核對計算,如果計算無誤,則需重測。三、四等水準測量記錄計算見下表.1十 三角高程測量三角高程測量適用于地形起伏較大的山嶺地區高程控制,采用全站儀結合光電測距進行。實踐證明,光電測距三角高程的精度可以達到四等水準的要求。原理如下圖有：=上圖中角為A、B兩點間的豎直角,因實際測設時一般均直接讀出測站的天頂角,再考慮大氣折光和球氣差的影響,故A、B兩點的高差可以用下式表達：式中： S實測斜距；天頂角； D計算平距,D=sinS。儀器高；前視棱鏡高。R 地球曲率半徑,6371km其他說明：當兩點距離較大時大于1000天頂角應采用盤左、盤右法觀測,其指標差應小于7。第三

22、部分 角度測量角度測量包括水平角測量和豎直角測量。測量水平角是為了確定地面點的平面位置；測量豎直角是為了間接測定地面點的高程。一.角度測量的原理1水平角定義從一點出發的兩空間直線在水平面上投影的夾角即二面角,稱為水平角。其范圍：順時針0360。2豎直角定義在同一豎直面內,目標視線與水平線的夾角,稱為豎直角。其范圍在00900之間。如圖當視線位于水平線之上,豎直角為正,稱為仰角；反之當視線位于水平線之下,豎直角為負,稱為俯角。二.光學經緯儀的使用經緯儀是測量角度的儀器。按其精度分：有DJ6、DJ2兩種。D、J表示大地測量經緯儀的意思,6和2表示一測回方向觀測中誤差分別為、。目前,DJ6型經緯儀在

23、我們公司已全部淘汰,主要采用DJ2型經緯儀測角。DJ2光學經緯儀的構造與DJ6相比,增加了：測微輪用于讀數時,對徑分劃線影像符合。換像手輪用于水平讀數和豎直讀數間的互換。豎直讀盤反光鏡豎直讀數時反光。DJ2經緯儀的讀數方法一般采用對徑重合讀數法轉動測微輪,使上下分劃線精確重合后讀數。經緯儀的安置內容及要求：對中3mm整平1格大致水平大致對中眼睛看著對中器,拖動三腳架2個腳,使儀器大致對中,并保持架頭大致水平。伸縮腳架粗平根據氣泡位置,伸縮三腳架2個腳,使圓水準氣泡居中。旋轉三個腳螺旋精平按左手大拇指法則旋轉三個腳螺旋,使水準管氣泡居中。1轉動儀器,使水準管與1、2腳螺旋連線平行。2根據氣泡位置

24、運用法則,對向旋轉1、2腳螺旋。3轉動儀器900,運用法則,旋轉3腳螺旋。4架頭上移動儀器,精確對中5腳螺旋精平。6反復4、5兩步。三 水平角測量的方法常用的有：測回法；方向觀測法。兩個基本概念：盤左正鏡 、盤右倒鏡.測回法1適用：兩個方向的單角AOB。2觀測步驟： 1盤左瞄準左邊A,讀取a1。2順時針旋轉瞄準右邊B,讀取b1。則上半測回角值：1=b1-a1。3倒鏡成盤右,瞄準右邊B,讀取b2。4逆時針旋轉瞄準左邊A,讀取a2。則下半測回角值：2=b2-a25計算角值：=1+2/23記錄格式見表若要觀測n個測回,為減少度盤分劃誤差,各測回間應按1800/n的差值來配置水平度盤。測回法觀測水平角

25、時,各測回間同方向2C值互差不得大于13；兩測回間同一方向值互差不得大于10。測回法小結：方向觀測法1適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。2觀測步驟：如圖,有四個觀測方向1上半測回選擇一明顯目標A作為起始方向零方向,用盤左瞄準A,配置度盤,順時針依次觀測A、B,C,D,A。2下半測回倒鏡成盤右,逆時針依次觀測A,D,C,B,A。同理各測回間按1800/n的差值,來配置水平度盤。3記錄、計算見下表2C值兩倍照準誤差：2C=盤左讀數盤右讀數180。一測回內2C互差：13。2半測回歸零差：8。3各方向盤左、盤右讀數的平均值：平均值=盤左讀數+盤右讀數180/2注意：零方向觀測兩次,應將平均值再取

26、平均。4歸零方向值：將各方向平均值分別減去零方向平均值,即得各方向歸零方向值。5各測回歸零方向值的平均值：同一方向值各測回間互差：10。方向觀測法小結：四 豎直角測量豎直度盤的構造1包括:豎盤豎盤指標水準管和豎盤指標水準管微動螺旋。后兩部分可采用豎盤指標自動歸零補償器來替代。2指標線固定不動,而整個豎盤隨望遠鏡一起轉動。3豎盤的注記形式有順時針與逆時針兩種。豎直角的計算公式順時針注記形式故有： 左=90-L 同理： 右=R-270一測回豎直角 =左+右/2 2.逆時針注記形式有：左=L-90右=270-R一測回的豎直角為：=左+右/2 豎盤指標差定義由于指標線偏移,當視線水平時,豎盤讀數不是恰

27、好等于90或者270上,而是與90或270相差一個x角,稱為豎盤指標差。當偏移方向與豎盤注記增加方向一致時,x為正,反之為負。計算公式1指標差：x=L+R-360/2 對于順時針注記的： 正確的豎直角= -L=左+x=R-=右-x2結論：取盤左盤右的平均值,可消除指標差的影響。豎直角的觀測及記錄格式見表一般規范規定,指標差變動范圍：J27；上表中指標差為5；在允許誤差范圍內。五 光學經緯儀的檢驗與校正.經緯儀的主要軸線:1、豎軸VV2、水準管軸LL3、橫軸HH4、視準軸CC5、圓水準器軸LL.經緯儀軸線應滿足的條件VVLL照準部水準管軸的檢校。HH十字絲豎絲十字絲豎絲的檢校HHCC視準軸的檢校

28、HHVV橫軸的檢校豎盤指標差應為零指標差的檢校光學垂線與VV重合光學對中器的檢校圓水準軸LLVV圓水準器的檢驗與校正.經緯儀的檢驗與校正1照準部水準管軸的檢校1檢驗：用任意兩個腳螺旋使水準管氣泡大致居中,然后將照準部旋轉180,若氣泡偏離1格,則需校正。2校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半后,再撥動水準管校正螺絲,使氣泡居中。此時若圓水準器氣泡不居中,則撥動圓水準器校正螺絲。2十字絲豎絲的檢校1檢驗：用十字絲交點對準一目標點,再轉動望遠鏡微動螺旋,看目標點是否始終在豎絲上移動。2校正：微松十字絲的四個壓環螺絲,轉動十字絲環,使目標點始終在豎絲上移動。3視準軸的檢校1檢驗：在平坦地面上選擇一直線

29、AB,約60m100m,在AB中點O架儀,并在B點垂直橫置一小尺。盤左瞄準A,倒鏡在B點小尺上讀取B1；再用盤右瞄準A,倒鏡在B點小尺上讀取B2 J6 ：2c；J2 ：2c時,則需校正。2校正：撥動十字絲左右兩個校正螺絲,使十字絲交點由B2點移至BB2中點B3。4橫軸的檢驗與校正1檢驗：在2030m處的墻上選一仰角大于30的目標點P,先用盤左瞄準P點,放平望遠鏡,在墻上定出P1點；再用盤右瞄準P點,放平望遠鏡,在墻上定出P2點。 J2：i時,則需校正。2校正：用十字絲交點瞄準P1 P2的中點M,抬高望遠鏡,并打開橫軸一端的護蓋,調整支承橫軸的偏心軸環,抬高或降低橫軸一端,直至交點瞄準P點。此項

30、校正一般由儀器檢修人員進行。5指標差的檢校1檢驗：用盤左、盤右先后瞄準80米以外的同一目標,計算出指標差x=/2。J2： x7時,要進行校正。2校正：用指標水準管微動螺旋,使中絲對準R- x位置,再有撥針使指標氣泡居中。6光學對中器的檢校1檢驗：精密安置儀器后,將刻劃中心在地面上投下一點,再旋轉照準部,每隔120投下一點,若三點不重合,則需校正。2校正：用撥針使刻劃中心向三點的外接圓心移動一半。7圓水準器的檢校 1檢驗：精平水準管氣泡居中后,若圓水準氣泡不居中,則需校正。2校正：用圓水準氣泡校正螺絲使其居中。六 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

31、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,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

32、用方向觀測法,一方向取盤左、盤右測角的平均數,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

33、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。讀數誤差讀數誤差主要取決于讀數設備,指估讀最小分劃不準確給測角帶來的誤差。.環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固；注意踩實三角架,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。第四部分 導線測量一 平面控制測量

34、概述.目的與作用1為測圖或工程建設的測區建立統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小地區小區域：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。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、導線測量、水準測量、GPS衛星定位測量4按區域分：國家控制測量、城市控制測量、小區域工程控制測量.國家控制網在全國范圍內建立的控制網,稱為

35、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。.小區域15km2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 導線測量.導線的定義1定義：將測區內相鄰控制點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 、隱蔽地區、城建區、地下工程等控制點的測量。.導線布設形式根據測區情況和要求,導線布設可分為以下幾種形式

36、：1閉合導線 多用于面積較寬闊的獨立地區。2附合導線 多用于帶狀地區及公路、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,其多用于測區情況較復雜地區和精度要求較高的地區。.導線的外業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范執行。3量水平

37、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范執行。.導線的內業計算1幾個基本公式：坐標方位角的推算：或 注意：若計算出的360,則減去360；若為負值,則加上360。2坐標正算公式由A、B兩點邊長DAB和坐標方位角AB計算坐標增量。其中：XAB=XB-XA；YAB=YB-YA3坐標反算公式由A、B兩點坐標來計算AB、DAB的具體計算方法如下：計算、計算根據、的正負號來判斷所在的象限。則為一象限。=則為二象限。=180-則為三象限。=180+則為四象限。=360-則=90則=270.導線計算過程推算各邊坐標方位角計算各邊坐標增量推算各點坐標。1閉合導線平差計算步驟繪制

38、計算草圖,在圖上填寫已知數據和觀測數據。角度閉合差的計算與調整計算閉合差：計算限差：圖根級若在限差內,則按平均分配原則,計算改正數：計算改正后新的角值：按新的角值,推算各邊坐標方位角。按坐標正算公式,計算各邊坐標增量。坐標增量閉合差的計算與調整計算坐標增量閉合差。 有：導線全長閉合差：導線全長相對閉合差：2分配坐標增量閉合差。若K閉合導線某閉合導線外業測量成果見下表,試計算各導線點成果。 2附合導線說明：與閉合導線基本相同,以下是兩者的不同點：角度閉合差的分配與調整方法一：1計算方位角閉合差：2滿足精度要求,若觀測角為左角,則將f反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角,則將f同符號平均分配

39、到各觀測角上。方法二：1計算角度閉合差 ,其中,的計算公式如下：左角：右角：2滿足精度要求,將f反符號平均分配到各觀測角上。坐標增量閉合差的計算三 小三角測量基本概念1三角點：測區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,再根據已知邊的坐標方位角、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工作1踏勘選點2建立標志3測量起始邊4

40、觀測水平角小三角測量的內業計算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四 角度前方交會法和側方交會法 前方交會計算 如下圖所示,導線上某一點P能與大地點A、B、C通視,則ABP構成一個三角形,通過解算三角形就能求得P點的坐標,這就是前方交會法。1計算公式2技術要求 為保證計算結果正確和提高交會精度,測規規定如下：前方交會和側方交會應有三個大地點,困難時應有兩個大地點。交會角不應小于30,并不應大于150,困難時亦不應小于20,并不應大于160。水平角測回數應根據精度要求進行,根據測點數量可采用全測回法或方向觀測法。 側方交會 側方交會法

41、基本與前方交會法相同,只是在一個大地點設站先測或角,再測定P點的角,此稱為側方交會法。如有第3個大地點C,可組成兩組側方交會,測量時仍然是兩個站,只不過多測一個方向,但由兩組數據求中數平均數求P點坐標,可以提高交會精度。計算公式與前方交會法相同。此外還有后方交會法、兩點交會法等；均可以根據已知大地點與待測點聯測求算待測點坐標。第五部分 測設的基本工作 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、高差等測設數據,以控制點為根據,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素。

42、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

43、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。圓曲線的詳細測設圓曲線一般每20m設置一個點,此時可在ZYYZ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

44、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。切線支距法直角坐標法 切線支距法是用直角坐標設置圓曲線的各點,以ZY 或YZ為坐標原點,切線為X軸,垂直于切線的直線為Y軸。 由上圖可知,曲線上各點的坐標為： X=RsinY=R1-cosC=2Rsin或C=度 式中：C為ZYYZ至各點的弦長。測設方法,以ZY為起點,計算出各點的坐標,再計算出偏角和弦長,可利用全站儀直接放出各點適合于鋼尺量距不便的地方。 加緩和曲線后的測設1加緩和曲線后的基本要素 為了使列車運行平穩,在直線于圓曲線間加一段半徑由無限大逐漸變化到等于圓曲線半徑的曲線,這種曲線稱為緩和曲線。如下圖所示： 加設緩和曲線后產生了三個參數緩和曲線常數 內移距p 圓曲線自切線方向向內移動的距離 切垂距m 自緩和曲線的起點或終點至圓心垂足點的距離 緩和曲線角如圖所示式中：緩和曲線的長度。加緩和曲線后的曲線要素 切線長T 曲線全長L 外矢距E 切曲差q q=2T-L例：已知R=1000m,=344000,=60m,求緩和曲線常數及綜合要素T、