施工测量员培训教材.docx

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施工测量员培训教材

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今天是我第一次给大家讲课，没有经验，准备得也不够充分，挺茫然的，也挺紧张的，所以讲的不好请大家见谅。

言归正传，考虑到时间关系我准备将所讲的分2部分：

1）工程测量的基本知识；2）测量仪器的操作。

一、理论知识

1.测量学的概念和分类

测量学是研究如何测定地面点的平面位置和高程，将地球表面的起伏形态和各种固定物体制成图，以及确定地球的形状和大小的科学。

测量学可分为大地测量学、地形测量学、摄影测量学、工程测量学、制图学等。

2.测量工作的原则

测量工作一般遵循由整体到局部、由高级到低级、先控制后碎部的原则。

3.测量常用的度量单位

测量学中常用的是长度、角度、面积等度量单位。

自1959年起，我国采用了国际公制为基本计量制度。

长度主单位为米，1米（m）＝10分米（dm）＝100厘米（cm）＝1000毫米（mm）＝3市尺；1000米＝1公里（km）＝2市里。

角度主单位为60进制的度，即将一个圆周角分为360格，每格称为1度（°）。

测量计算工作中，经常用与半径相等的弧所对的圆心角作为量角的单位，称为“弧度制”。

角度与弧度的换算关系为

。

面积主单位为平方米，大面积可用平方公里、公顷、公亩表示，农业上习惯用市亩作面积单位，1平方公里＝100公顷＝10000公亩＝1000000平方米＝1500市亩。

4.什么是水准面？

什么是大地水准面？

设想一个静止的海水面，无限延伸形成一个连续封闭的曲面，它处处与重力方向垂直，这个静止的海水面称为水准面。

水准面有无限多个，其中通过平均海水面的水准面叫大地水准面。

5.什么是高程？

什么是绝对高程？

什么是相对高程？

什么是高差？

由地面点到高程起算面的垂直距离，叫该点的“高程”，以H表示。

以大地水准面作为起算面的某点高程，叫该点的绝对高程，又称海拔。

以某一任意水准面作为高程起算面的某点高程，叫该点的“相对高程”，或称“假定高程”。

地面两点间的高程之差，称为两点的高差（或比高），以h表示。

6.什么是方位角？

什么是真方位角和坐标方位角？

从标准方向线（如真子午线，坐标纵轴等）的北端顺时针方向到某直线的角度，称为该直线的“方位角”。

以真子午线方向为标准方向来计算的方位角叫“真方位角”。

以“A”表示。

以坐标纵轴为标准方向来计算的方位角叫“坐标方位角”，又称方向角，以α表示。

7.我国的高程基准面

我国采用黄海平均海水面作为大地水准面。

常用的高程系统有1956年黄海高程系（青岛原点高程为72.289米）、1985国家高程基准（青岛原点高程为72.269米）。

8.测量高程常用的方法

测量高程的方法有几何水准测量（水准测量）、三角高程测量、气压高程测量。

城市高程控制测量可采用水准测量和三角高程测量。

水准测量的等级依次分为一、二、三、四等。

光电测距三角高程测量可代替四等水准测量。

9.水准测量的基本原理

利用仪器的水平视线从竖立在两地面点的标尺上截取读数值，求得两点间的高差，再推算出地面点的高程。

设地面上有A、B两点，A点为已知高程HA，B点为待测高程HB，欲测B点高程，需在A、B两点竖水准尺，在A、B间安置水准仪，利用水准仪的水平视线分别读出A尺读效a，B尺读数b，则AB高程差为hAB=a－b，如hAB为正，表明B点高于A点。

根据A点高程可求出B点高程HB=HA+hAB=HA+（a－b）。

10.水准仪的基本操作步骤

1）安置仪器、粗略整平；2）照准标尺及调焦；3）精确整平、标尺读数。

11.自动安平水准仪的特点

在自动安平水准仪的望远镜筒中安装有一个称为补偿器的装置，其特点是测量时只需将水准仪上的圆水准气泡居中，这时照准轴虽存在一微小倾角，但通过物镜光学中心的水平线经过补偿装置后仍能到达十字丝的交点，从而读得视线水平时应有的读数。

12.水准仪的检查校正

1）管水准轴应垂直于垂直轴，圆水准器轴线应平行于垂直轴

2）十字丝横丝应垂直于仪器垂直轴

3）照准轴应平行于管水准轴（i角的检验）

13.水准测量的误差来源

（1）视准抽与水准管轴不平行（i角）的误差。

（主要）

（2）水准仪的水准管整平误差。

（3）水准标尺的估读误差。

（4）水准标尺的倾斜误差。

（主要）

（5）水准标尺的零点差影响。

（6）地球曲率和大气折光的影响。

对于

（1）、（6）项误差可用前后视距离相等的方法减少误差。

对于第（5）项误差，可采用测段间为偶数站的方法消除影响。

14.三角高程的测量原理

三角高程测量是根据两点间的水平距离D和垂直角α，应用三角学的原理，计算出点间的高差，从而根据一点的高程计算出另一点的高程。

欲求A、B两点间的高差，将经纬仪安置A点，将觇标安置在B点。

正镜，以望远镜十字丝横丝照准B点觇标，将竖盘水准气泡居中后，读取竖直角盘左读数L。

同样倒镜再进行一次，读取竖直角盘右读数R。

则垂直角

。

量取仪器高iA和规标高VB，则AB高差为：

hAB=D·tg（αAB）＋iA－VB

15.何谓施工控制测量

为施工放样需要而布设的平面和高程测量控制网。

前者一般采用三角网、导线网、建筑方格网形式，后者一般采用水准网形式。

16.什么是建筑红线？

即建筑区内建筑用地的边界线。

它是由城建规划部门拨定，由测绘部门按一定精度测定的。

17.什么是施工测量，它包括哪些内容？

各种工程在施工阶段所进行的测量工作，叫施工测量。

它主要包括：

1）施工控制网的建立。

2）将设计好的建筑物平面位置和高程，标定在实地。

3）工程竣工后的竣工测量工作。

4）在施工期间，建筑物在平面和高程方面的位移和沉降变形的测量工作。

18.什么是施工放样？

常用的方法是什么？

施工放样就是将图上所设计的建筑物的平面位置和高程在实地标定出来，以作为施工的依据。

任何一项放样工作均由放样依据、放样方法和放样数据组成。

对于建筑物平面位置的放样通常采用直角坐标法、极坐标法和方向线交会法，高程放样多采用直接水准法和三角高程法。

（具体外业操作详做说明）

19.通常所说的抄平是什么意思？

所谓抄平就是按设计在地面上放出等于一定高程数值的标高点或标高线。

20.GPS-RTK

1、RTK原理

GPS接受器与太空中GPS卫星做后交测量---GPS卫星是已知点---只要在能收到卫星信号的地方就能测出三维坐标

2、RTK静态原理

GPS接受器与太空中GPS卫星做后交测量GPS卫星是已知点只要在能收到卫星信号的地方就能测出三维坐标。

由于快速的GPS测量达不到工程测量需要的精度所以就需要长时间（12-24小时）在一个点上重复测量而得出多个坐标后根据卫星授时平差就是所谓的静态

二、仪器的操作

一、水准仪的操作：

1）基本原理

水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。

2）安置仪器、粗略整平；2）照准标尺及调焦；3）精确整平、标尺读数。

a——后视读数A——后视点

b——前视读数B——前视点

1、A、B两点间高差：

（后视-前视）

2、测得两点间高差

后，若已知A点高程

，则可得B点的高程：

=Ha+（后视-前视）

3、视线高程：

4、转点的概念：

当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。

二、全站仪的操作

功能：

具备了水准仪测量标高的功能和经纬仪测量距离和角度的功能。

（一）、全站仪测量：

1、首先对中整平，过后开机

2、按“菜单”键选择“测量功能”

3、按对应的“F1”键进入测量模式后查找

（2）按“F2”键设置测站：

按“F4”键↓找到“坐标”，看“坐标”对应的是“F3”键，点击进入坐标输入模式，点名输入后回车（ENT键）、X输入后回车（ENT键）、Y输入后回车（ENT键），高程是地面高程加仪器高度，如果不需要高程的话就直接输入一个数据（不输的话仪器会提示高程错误）回车（ENT键），确定全部输入完毕无误之后，按“F4”键确认然后进入下一步

（3）按“F3”键设置后视：

选择“F2”键“坐标输入”按“F4”键↓找到“坐标”，看“坐标”对应的是“F3”键，点击进入坐标输入模式，点名输入后回车、X输入后回车（ENT键）、Y输入后回车（ENT键），高程是地面高程加仪器高度，如果不需要高程的话就直接输入一个数据（不输的话仪器会提示高程错误）回车（ENT键），确定全部输入完毕无误之后，按“F4”键确认然后进入下一步，让后指挥立尺员把棱镜立在后视点上，竖直，转动望远镜，照准棱镜中心，按“F1”“测存”键，仪器会提示“是不是需要多余观测”，按F1键对应的“取消”

（4）按“F4”键“开始测量”，指挥立尺员将棱镜立在要测量点上，

（1）按“F1”键设置作业：

作业名最好写上当天的日期，便于以，照准棱镜中心，按F1测存，或按F2测量，想保存的话再按F3保存，按F2测量时按面板上的“翻页”，既可以查找到此次测量得到的坐标数据。

最后，按面板上“ESC”一次，退出。

进行下一点测量工作。

（二）、全站仪放线：

1、首先在测站点架设仪器并且对中整平、精平，然后开机

2、按操作面板“菜单”键选择“放样功能”

3、按对应的“F2”键进入放样模式

（1）按“F1”键设置作业：

作业名最好写上当天的日期，便于以后查找

（2）按“F2”键设置测站：

按“F4”键↓找到“坐标”键，看“坐标”对应的是“F3”键，点击进入坐标输入模式，点名输入后回车（ENT键）、X输入后回车（ENT键）、Y输入后回车（ENT键），高程是地面高程加仪器高度，如果不需要高程的话就直接输入一个数据（不输的话仪器会提示高程错误）回车（ENT键），确定全部输入完毕无误之后，按“F4”键确认然后进入下一步。

（3）按“F3”键设置后视：

选择“F2”键“坐标输入”：

按“F4”键↓找到“坐标”，看“坐标”对应的是“F3”键，点击进入坐标输入模式，点名输入后回车（ENT键）、X输入后回车（ENT键）、Y输入后回车（ENT键），高程是地面高程加仪器高度，如果不需要高程的话就直接输入一个数据（不输的话仪器会提示高程错误）回车（ENT键），确定全部输入完毕无误之后，按“F4”键确认然后进入下一步，让后指挥立尺员把棱镜立在后视点上，竖直，转动望远镜，照准棱镜中心，按“F1”“测存”键，仪器会提示“是不是需要多余观测”，按F1键对应的“取消”

（4）按“F4”键“开始放样”，将放样点坐标输入仪器，按“F4”键↓找到“坐标”，看“坐标”对应的是“F3”键，点击进入坐标输入模式，点名输入后回车、X输入后回车（ENT键）、Y输入后回车（ENT键），高程是地面高程加仪器高度，如果不需要高程的话就直接输入一个数据（不输的话仪器会提示高程错误）回车（ENT键），确定全部输入完毕无误之后，按“F4”键确认然后进入下一步，输入过后沿水平方向缓缓转动仪器，将水平角调成0°0′0″，旋紧水平制动螺旋，也就是说要放样点就在此方向上，指挥立尺员移动棱镜，待水平距离也是0米时就可以已完成此点放样工作（上面显示的箭头方向既是立尺员要移动的方向，如“↑”表示他还要向前走上面显示的多远距离，“↓”表示他还要向仪器方向走上面显示的多远距离。

按面板上“ESC”一次，退出。

进行下一点放样工作。

三、GPS-RTK

在如今的时代高科技发展越来越快，新的技术在各个领域运用越来越广，GPS在公路桥梁工程开始兴起。

在学校时我和我们系里老师用GPS做过城市平面控制网，比较常规测量GPS有以下有点：

1）GPS点不要求相互通视，对GPS网的几何图形也没有严格要求，因而GPS点位的选择更为灵活。

2）定位精度高。

目前采用载波相位进行相对定位精度可达到1ppm。

3）观测速度快。

采用快速静态相对定位技术，观测时间可以缩短至数分钟。

4）功能齐全。

GPS技术可以同时进行平面和高程测量，采用实时动态测量还可以进行施工放样。

5）操作简便。

GPS自动化程度很高，它可以自动捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等一系列测量工作均由仪器完成。

6）全天候、全球性工作。

由于GPS卫星由24颗且合理分布，在地球任何地方、任何时间均能同时接收4颗以上卫星，且一般不受天气状况影响。

因此，GPS技术也多用于高速公路和大中型桥梁建设。

我建议我们公司是否也能引进该项设备。

Hi-RTK外业操作

步骤一：

室外架设基准站。

选择视野开阔且地势较高的地方架设基站，基站附近不应有高楼或成片密林（卫星接收不好）、大面积水塘（多路径效应严重）、高压输电线或变压器（有干扰）。

基站一般架设在未知点上，后面的说明均针对这种情况。

步骤二：

打开GPS基准站接收机（UHF基准站），打开手簿，设置项目

1、桌面Hi-RTK道路版图标，双击打开。

●若需新建项目执行2-3步操作：

2、项目→新建→输入项目名（默认为系统日期）→对勾确定

3、项目信息→坐标系统，在椭球选项卡选择合适的当地椭球（国家-80），投影选项卡输入中央子午线（112:

00:

00.00000E），椭球转换、平面转换和高程拟合均选择无，点击保存。

点击右上角“X”退出。

步骤三：

设置基准站

5、GPS→接收机信息→连接GPS→连接→选择仪器编号进行连接，如果编号不在列表中点击搜索，搜索到点击停止→连接→等待数据板信息出现后即认为连接成功。

6、菜单→基准站设置→等卫星锁定后，输入天线高（就是仪器的斜高），点击平滑进行10次平滑采集，对勾→数据链→（内置电台,频道,高功率）→其他→差分模式（RTK）→差分电文（CMR）→确定---等待弹出设置成功后，观察基站差分灯是否一秒闪烁一次。

7、菜单→断开GPS

步骤四：

设置移动台

同样方法使用手簿连接移动台（UHF移动台）。

8、菜单→移动站设置→数据链→（内置电台,频道和基准站一样,）→其他→差分电文格式（CMR）→确定。

菜单→天线设置，弹出的界面中输入天线斜高（从对中点量至主机中间缝隙处）→应用。

进入测量---得到固定解

步骤四：

求解转换参数（四参数+高程拟合）

9、到达欲参与求解参数的点位后，将对中杆放置水平，点击测量，进入测量界面。

点击平滑采集按钮

采集坐标，回车保存。

同样采集其他欲求参数的实地坐标。

10、将控制点坐标添加进控制点库。

在测量界面，菜单→控制点库→

→输入点名和x、y、h（类型选择xyh）→对勾保存。

同样添加其他控制点坐标。

11、参数→坐标系统→参数计算→添加→源点右边的

→记录点库中选择控制点1→目标右边的

→控制点库中选择控制点1对应的点→保存。

同样的方法将其他参与参数解算的坐标点对添加进来。

至少应该有2个坐标点对。

12、点击解算。

观察比例缩放因子K是否接近于1（至少0.9999……或者1.0000……）→运用→核对参数无误后点击对勾，保存坐标系统，并且更新坐标点库。

步骤五：

碎部测量和点放样

13、点击测量。

进入测量模式，到达采集的点位时，待解类型显示为“固定”时，点击按钮最右排小旗子

（快捷键“F2”），采集坐标，回车进行保存。

点击菜单→记录点库或者点击左下角

，查看记录点库。

14、点击菜单→点放样→左下角按钮

，输入放样点坐标，或者输入点名后点击

从点库中查找，或者直接从点库

中选择点，对勾确定进行该点的放样。

15、道路测量详情请参照Hi-RTK说明书操作或致电中海达技术人员。

步骤六：

内业数据传输。

在电脑上安装ActiveSync软件，打开手簿连接到电脑USB端口，如需驱动，可在中海达官网下载专区中寻找GIS手持机驱动下载即可。

16、项目→项目信息→记录点库右下角按钮

→给定文件名，选择所需的文件类型→确定。

17、打开电脑上“我的电脑”→“移动设备”→NandFlash→Project→Road→项目名→Points→拷贝出所需数据文件。

三、软件操作（南方CASS9.1）

南方CASS9.1是基于autoCAD为平台的一款辅助绘图软件。

我针对性的对施工中常用的工具做一介绍；

1.展点

1）展点形式可以选择：

①展高程点：

显示点位和高程值，在此过程中，需要输入注记高程点的距离（绘制等高线时使用该种方法）

②展外测点点号：

展各测点的点名与点位（进行地物编辑时使用该种方法）

2）编辑使用该种展点方法：

1展野外测点代码：

展各点编码及点位（使用编码成图时使用该种方法，目前已不在使用）

2展野外测点点位：

仅展各测点位置（不使用）

3展控制点：

选择控制点坐标数据文件，然后选择所展控制点的类型。

（注意在展控制点时，所展的点必须输入编码）

2.绘制等高线

1）展高程点：

单击绘图处理菜单下展高程点，选择数据文件夹（.dat）,然后根据命令提示区：

注记高程的距离，直接回车表示不对高程点注记进行取舍，若采集的高程点过密，可输入点间距进行取舍。

2）建立DTM（数字地面模型）——三角网

单击等高线菜单下建立DTM，根据对话框提示建立DTM的方式可以由数据文件生成，还可以由图面高程点生成。

（生成DTM要考虑实际地形，例如陡坎，要对其三角网进行修改）

3）修改三角网

1）删除三角形：

如果某局部内没有等高线通过的，可以将其局部内相关的三角形删除。

删除三角形的方法：

先将要删除的三角形局部放大，再选择”等高线”下拉菜单的“删除三角形”项，命令区提示选择对象：

这是便可以选择要删除的三角形，如果误删，可以输入命令“U”将其误删的三角形回复。

2）重组三角形：

指定两相邻三角形的公共边，系统自动将量三角形删除，并将两三角形的另两点连接起来，构成两个新的三角形，这样做可以改变不合理的三角形链接。

3）修改结果存盘：

修改过的三角网，要导出时，必须要修改结果存盘，否则导出的三角形未做修改。

4）绘制等高线

单击生成等高线下的绘制等高线，会提示选择所绘制等高线的等高距，输入所需要的等高距，最后选择等高线的拟合方式。

拟合方式：

不拟合（折线）、张力样条拟合、三次B样条拟合、SPLINE拟合。

3.土方计算

计算方法：

三角网法、方格网法、断面法

1）三角网法

①根据两期高程点绘制三角网（.sjw）,三角网要根据其地形做必要的修改，及三角形修改。

②工程应用菜单下单击“DTM法土方计算”单击“计算两期间土方”

③根据命令区域提示选择对应的选项。

④计算图和计算表自动生成

2）方格网法

①绘制计算对应

②

③④⑤

3）断面法

①②③④⑤