第1講平面控制測量

施工測量課程介紹楊文博1課程基本信息課程名稱工程測量II學(xué)時56學(xué)分3課程類型土建類專業(yè)核心技能課程授課對象土建類專業(yè)學(xué)生先修課工程測量基礎(chǔ)、工程制圖與識圖后續(xù)課程橋梁施工、隧道施工、線路施工、頂崗實習(xí)2課程性質(zhì)與作用

本課程是土建類專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，主要培養(yǎng)學(xué)生對線橋隧等工程施工過程中的施工控制測量、施工放樣、變形監(jiān)測、竣工測量等專業(yè)測量能力，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解線、橋、隧工程施工放樣中的測量理論，熟練掌握放樣數(shù)據(jù)計算和放樣方法。達到能分析和解決施工放樣中的一些問題的能力，以及團結(jié)協(xié)作、制定和實施工作計劃、綜合分析和判斷的能力。

線路施工測量線路施工測量隧道立井內(nèi)襯施工測設(shè)路基沉降觀測

專業(yè)能力目標

具備線路、橋梁、隧道的施工控制測量的能力。1具備線路中線資料計算及測量放樣能力23具備路基施工放樣測量能力4具備橋梁墩臺中心坐標的計算和測設(shè)的能力5具備GPS、全站儀、水準儀等各種測量儀器的操作能力6具備測量的方案設(shè)計能力3課程目標設(shè)計

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要具備各種線橋隧工程的施工測量能力，各種測量儀器的操作能力，數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用能力，資料搜集整理的能力，制定、實施工作計劃的能力，綜合分析判斷能力，使用和判斷肢體語言的能力，溝通能力，團隊協(xié)作能力，安全與自我保護能力，應(yīng)對緊急突發(fā)狀況的能力。掌握線路復(fù)測、線路中線及斷面測量、路基施工測量等知識；掌握線路施工測量的技術(shù)設(shè)計書和總結(jié)書基本要求和格式；掌握中線復(fù)測及橋梁施工控制測量、墩臺定位及標高放樣、基礎(chǔ)施工測量等知識；掌握隧道控制測量、隧道導(dǎo)坑延伸測量、隧道斷面測量等知識。知識目標1.1線路施工復(fù)測1.2線路中線及斷面測量1.3路基施工測量3.3隧道斷面測量3.1隧道控制測量3.2隧道導(dǎo)坑延伸測量1線路施工測量線橋隧測量2.1中線復(fù)測及橋梁控制測量2.2墩臺定位及標高測量2.3基礎(chǔ)施工測量2.4梁體架設(shè)施工測量2橋梁施工測量3隧道施工測量4考核設(shè)計期末閉卷考試課內(nèi)實訓(xùn)課堂表現(xiàn)70%課程總評成績總評=30%平時+70%期末30%第一篇施工控制測量第一章：平面控制測量§1.1概述

§1.2精密導(dǎo)線測量§1.3GPS定位測量技術(shù)第一章平面控制測量

§1.1概述

一、控制測量1、目的與作用為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)控制誤差的積累作為進行各種細部測量的基準2、有關(guān)名詞控制點(controlpoint)：

具有精確可靠平面坐標或高程的測量基準點。控制網(wǎng)(controlnetwork)：

由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形?？刂茰y量(controlsurvey)：

為建立控制網(wǎng)所進行的測量工作。3、控制測量分類按內(nèi)容分：

平面控制測量：測定各平面控制點的坐標X、Y。高程控制測量：測定各高程控制點的高程H。按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級按方法分：天文測量、常規(guī)測量(三角測量、導(dǎo)線測量、水準測量)、衛(wèi)星定位測量按區(qū)域分：國家控制測量、城市控制測量、小區(qū)域工程控制測量二、國家控制網(wǎng)

平面：國家平面控制網(wǎng)由一、二、三、四等三角網(wǎng)組成。高程：國家高程控制網(wǎng)是由一、二、三、四等水準網(wǎng)組成。

國家控制網(wǎng)的特點：高級點逐級控制低級點。

圖形1：國家一、二等平面控制網(wǎng)布置形式一等三角網(wǎng)二等三角網(wǎng)三、小區(qū)域（15km2以內(nèi)）控制測量小區(qū)域平面控制：國家城市控制點——首級控制——圖根控制。小區(qū)域高程控制：國家或城市水準點——三、四等水準——圖根點高程。

工程施工控制網(wǎng)建立工程施工控制網(wǎng)的任務(wù)：保證各項建筑物修建時平面位置和高程的放樣精度達到規(guī)定要求；監(jiān)測建筑物的變形勘測設(shè)計階段工程施工階段運營管理階段§1.2精密導(dǎo)線測量

一、定義及分類1．導(dǎo)線的定義：將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點（導(dǎo)線點）連成直線而構(gòu)成的折線圖形。2．適用范圍：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。3.

等級

國家：一、二、三、四級鐵路：二、三、四、五級二、導(dǎo)線布設(shè)形式

1．閉合導(dǎo)線

多用于面積較寬闊的獨立地區(qū)。2．附合導(dǎo)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(dǎo)線

支導(dǎo)線的點數(shù)不宜超過2個，僅作補點使用。還有導(dǎo)線網(wǎng)，其多用于測區(qū)情況較復(fù)雜地區(qū)。

圖形：導(dǎo)線的布設(shè)形式

附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線（導(dǎo)線網(wǎng)）三、導(dǎo)線的外業(yè)

1．踏勘選點及建立標志2．測水平角——轉(zhuǎn)折角(左角、右角)、連接角3、量水平邊長

附合導(dǎo)線外業(yè):已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB；CD,XC,YC。點1、2、3、4為新建導(dǎo)線點。DB1D12D23D34D4CAB1234CD觀測數(shù)據(jù)：連接角B

、C

；

導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角1,2,3,4

；

導(dǎo)線各邊長DB1，D12，……，D4C。ABCD(XB,YB)(XC,YC)BC1234附合導(dǎo)線圖四、工程精密導(dǎo)線的布設(shè)原則1．宜布設(shè)成直伸形狀，在必要的情況下，可以布設(shè)成直伸的導(dǎo)線閉合環(huán)。2．導(dǎo)線邊所在位置應(yīng)便于測距。3．導(dǎo)線點彼此之間通視良好，減弱折光的影響。四、工程精密導(dǎo)線的布設(shè)原則4．盡量布置長邊，以提高測距的相對精度并使導(dǎo)線點數(shù)減少。5．導(dǎo)線點所在位置應(yīng)便于放樣和連測。6.導(dǎo)線點位置應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)定的地方，并避免施工的干擾。

五、工程精密導(dǎo)線的測量方法

1.角度測量

用測回法觀測。奇數(shù)測回測左角，偶數(shù)測回測右角。左、右角分別取中數(shù)。測角精度、儀器型號和測回數(shù)三角鎖導(dǎo)線測量等級測角中誤差（″）儀器型號測回數(shù)二1.0DJ16～9DJ29～12三1.8DJ14DJ26四2.5DJ12DJ24五4.0DJ22

測站圓周角閉合差的限差導(dǎo)線等級二三四五△（″）2.03.65.08.0

1、照準左角時的左目標，實際安置值與規(guī)定安置值之差，應(yīng)小于相鄰兩測回測微盤位置之差的二分之一。2、順時針方向旋轉(zhuǎn)一、二周，精確照準左目標讀取水平度盤和測微器讀數(shù)；再用測微輪稍稍錯開分劃線，重新重合對經(jīng)分劃線，再一次讀取測微輪讀數(shù)。3、順時針方向轉(zhuǎn)動照準部，精確照準右目標，讀數(shù)方法同2款。以上操作為上半測回。4、縱轉(zhuǎn)望遠鏡，順時針方向轉(zhuǎn)動照準部，精確照準右目標，讀數(shù)方法同2款。5、順時針轉(zhuǎn)動照準部，精確照準左目標讀數(shù)方法同2款。以上操作為下半測回。

儀器型號兩次讀數(shù)之差半測回角值較差同一角度各測回間角值較差J11″6″5″J23″10″9″導(dǎo)線水平角觀測限差角度觀測注意事項：觀測右角時，仍以左角起始方向為準配置度盤位置。檢查左、右角之和與圓周角的閉合差

Δ=β左+β右–360o為了消除旁折光影響，一個測站的全部測回數(shù)，至少應(yīng)分配在兩個不同的時間段觀測。

三聯(lián)腳架法為了減弱儀器對中誤差和目標偏心誤差對測角和測距的影響，一般使用三個既能安置全站儀又能安置帶有覘牌（反射棱鏡）的基座和腳架，基座具有通用光學(xué)對中器。B前進方向TP1導(dǎo)線略圖2．邊長測量

根據(jù)測量設(shè)計所需的精度，結(jié)合儀器設(shè)備條件，采用光電測距方法往返觀測，或按不同時段觀測。

測距精度測距儀精度等級往返測回數(shù)

1/200000?41/150000?、??41/100000?2??31/50000?、??1???23.數(shù)據(jù)處理

導(dǎo)線環(huán)角度閉合差限差檢核：式中：m—設(shè)計所需的測角中誤差；

n—

導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角個數(shù)。測角中誤差計算：mβ應(yīng)符合測量設(shè)計的精度要求。導(dǎo)線的平差計算：

宜采用間接平差、條件平差。角、邊觀測值應(yīng)按下式確定權(quán)數(shù)：

式中mβ—導(dǎo)線測角中誤差；

mD—導(dǎo)線邊長中誤差。當導(dǎo)線精度要求不高時，如四、五等導(dǎo)線亦可采用近似平差。全球定位系統(tǒng)

衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）其它導(dǎo)航定位系統(tǒng)緒論GPS出現(xiàn)之前……

古老：

星歷導(dǎo)航導(dǎo)航儀：指南針航海表-----1761年英國JolnHarrison發(fā)明

進入20世紀以后……地基電子導(dǎo)航系統(tǒng)空基電子導(dǎo)航系統(tǒng)緒論衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展1957年10月4日，世界第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，標志著人類進入了空間技術(shù)的新時代?？栈娮訉?dǎo)航系統(tǒng)誕生。（衛(wèi)星電子導(dǎo)航系統(tǒng)）“子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是第一代衛(wèi)星電子導(dǎo)航系統(tǒng)的代表。

緒論﹥衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展子午衛(wèi)星子午衛(wèi)星星座子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)點：精度均勻、不受時間和天氣制約。

缺點：衛(wèi)星數(shù)目少（5～6顆），運行高度低（平均約1000km），觀測時段長緒論﹥衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展

全球定位系統(tǒng)（GPS）1973年美國國防部批準其陸海空三軍聯(lián)合研制第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)---全球定位系統(tǒng)緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）理論研究階段（1973年12月～1978年2月22日）建設(shè)階段（1978年～1989年2月14日）建成運行階段（1990年～1999年2月）更新階段（2000年～2030年）至今經(jīng)歷四個階段1993年滿24顆衛(wèi)星；1995年達到預(yù)期工作能力；發(fā)射BLOCKⅡ1989年2月14日年發(fā)射第一顆工作衛(wèi)星1978年2月22日發(fā)射第一顆實驗衛(wèi)星一、GPS的發(fā)展緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）GPS全球衛(wèi)星分布.avi緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）二、GPS的特點全球性---覆蓋整個地球表面全能性---可測三維位置、速度、時間全天候---24h∕d作業(yè)實時性---觀測時間短高精度---相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6，100～500km可達10-7，1000km以上可達10-9。不需通視---只需上空開闊操作簡單---只需“對中～整平～開機”，體積小，重量輕。

（實物示例）應(yīng)用廣泛---測量、導(dǎo)航、測時、測速（圖片舉例）緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）三、GPS存在的問題1、GPS的軍用保密政策與民用精度要求有沖突；2、無民用安全承諾；3、三維坐標精度不一致：高程精度最差，X坐標次之，Y坐標精度最高。緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）四、GPS在測量方面的應(yīng)用建立和維持全球性的參考框架緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）建立各級國家平面控制網(wǎng)緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）布設(shè)城市控制網(wǎng)、工程測量控制網(wǎng)，進行各種工程測量緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）在航空攝影測量、地籍測量、海洋測量中的應(yīng)用緒論﹥?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)一、GLONASS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

衛(wèi)星星座俄羅斯“格洛納斯”(GLONASS)星座俄羅斯“質(zhì)子-M”運載火箭緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)﹥GLONASSGlonass即俄全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，是原蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)，1995年投入使用的全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS和GLONASS空間星座部分

緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)﹥GLONASS地面控制系統(tǒng)一個系統(tǒng)控制中心，一個指令跟蹤站，網(wǎng)絡(luò)分布與俄羅斯境內(nèi)用戶設(shè)備接收機生產(chǎn)廠家較少，生產(chǎn)的多為專用型緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)﹥GLONASSGLONASS與GPS的比較參數(shù)GLONASSNAVSTARGPS系統(tǒng)中的衛(wèi)星數(shù)21＋321＋3軌道平面數(shù)36軌道傾角64.8°55°軌道高度19100km20180km軌道周期（恒星時）11h15min12h衛(wèi)星信號的區(qū)分FDMACDMAL1頻率1602~1615MHz頻道間隔0.5625MHz1575MHzL2頻率1246~1256MHz頻道間隔0.4375MHz1228MHz緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)﹥GLONASS特點：該系統(tǒng)與GPS相似，因技術(shù)、經(jīng)濟原因，目前只有11顆工作衛(wèi)星；

與GPS系統(tǒng)不同的是GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式，根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星（GPS是碼分多址（CDMA），根據(jù)調(diào)制碼來區(qū)分衛(wèi)星）

緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)﹥GLONASS二、GPS∕GLONASS（雙星定位系統(tǒng)）產(chǎn)生原因：

由于GPS與GLONASS的不同點是GPS用密碼（CDMA）而GLONASS用頻率（FDMA）來傳輸數(shù)據(jù)。但它們的組件和基本運作是類似的，故在確定了基準和時間的差異后，聯(lián)合使用更優(yōu)。緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)﹥雙星雙星系統(tǒng)優(yōu)勢體現(xiàn)在：1、提高精度，定位速度及可靠度。2、改善“信號盲區(qū)”的問題。緒論﹥其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)