测量 GPS 全站仪

高速铁路测量技术培训2010.10.15提纲一、测量学的概念二、工程测量的任务三、测量的基本工作四、测量工作的基本原则及基本要求五、坐标系统六、测量仪器七、平面控制网八、施工测量九、施工放样测量十、路基测量控制方法：十一、沉降观测十二、测量仪器维护保养措施一、测量学的概念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，或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图。测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学，量学包括测定、测设两部分内容。1.测定将设计图纸上规划设计好的建筑物位置，在实地标定出来，作为施工的依据。2.测设二、工程测量的任务1.基础平面控制网（CPⅠ）、线路控制网（CPⅡ）、高程控制网的复测；2.测设基桩控制网（CPIII）；3.高程控制网加密；4.线下工程施工测量；5.站场测量；6.建立线下工程构筑物的变形观测网；7.线下工程构筑物的变形观测；8.测量成果整理、分析及评估。9.测绘大比例尺地形图三、测量的基本工作1.平面直角坐标的测定测定地面点平面直角坐标的主要测量工作是测量水平角和水平距离。测定地面点高程的主要测量工作是测量高差。测量的基本工作是：高差测量水平角测量水平距离测量2.高程的测定四、测量工作的基本原则及基本要求4.1基本原则1.从整体到局部、先控制后碎部、由高级到低级2.前一步工作未作检核不进行下一步工作。4.2基本要求1.“质量第一”的观点。2.严肃认真的工作态度。3.保持测量成果的真实、客观和原始性。4.爱护测量仪器与工具。五、坐标系统地面点的空间位置须由三个参数来确定，即该点在大地水准面上的投影位置（两个参数）和该点的高程。1.地面点的平面位置地面点在大地水准面上的投影位置，可用地理坐标和平面直角坐标表示。平面直角坐标有高斯平面直角坐标和独立平面直角坐标两种。（1）高斯平面直角坐标利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平面直角坐标系。高斯平面直角坐标的建立方法高斯投影法是按6º经差（或3º经差）将地球划分成60个带（或120个带），然后将每带投影到平面上。规定：①中央子午线的投影为该坐标系的纵轴x轴，向北为正。②赤道的投影为横轴y轴，向东为正。③两轴的交点为坐标原点O。（2）独立平面直角坐标当测区范围较小时，可以把测区球面看作平面，在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系。在局部区域内确定点的平面位置，可以采用独立平面直角坐标。规定：①以南北方向为纵坐标轴，记作x轴，向北为正；②以东西方向为横坐标轴，记作y轴，向东为正；③坐标原点O一般选在测区的西南角，使测区内各点的x、y坐标均为正值；④坐标象限按顺时针方向编号。（2）独立平面直角坐标当测区范围较小时，可以把测区球面看作平面，在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系。在局部区域内确定点的平面位置，可以采用独立平面直角坐标。规定：①以南北方向为纵坐标轴，记作x轴，向北为正；②以东西方向为横坐标轴，记作y轴，向东为正；③坐标原点O一般选在测区的西南角，使测区内各点的x、y坐标均为正值；④坐标象限按顺时针方向编号。2.地面点的高程地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，简称高程，用H表示。（2）相对高程地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的相对高程或假定高程，用H'表示。（3）高差地面两点间的高程之差，称为高差，用h表示。高差有方向和正负。由上可知，确定地面点位的方法为：确定地面点的位置a.基准面（大地水准面）b.将地面点投影在大地水准面上c.平面坐标（x、y）高程（H）本标段加密坐标系统与设计相同，即：平面坐标系采用国家2000大地坐标系，形式为任意带高斯投影平面直角坐标系，中央子午线为120.3°，投影面大地高40米，高程异常6.3米。基本椭球参数为：长半轴a=6378137米，扁率f=1/298.257222101。高程系统采用与设计单位相同的1985国家高程基准。六、测量仪器水准仪经纬仪电子水准仪全站仪（S8)GPS七、平面控制网7.1平面控制测量地面控制测量按铁三院提供的平面控制网（CP0、CPI、CPII）及二等水准控制点，作为首级控制网，在其基础上，进行加密，以满足施工要求，控制网按三个阶段进行：第一步：对首级控制网的复测，由集团公司精测队及项目部测量队复核确认，并将测量成果报相关单位进行评审。第二步：在评审通过后，再在首级控制网的基础上进行水准点及导线网加密，导线网加密采用同等级加密，按CPII标准采用GPS（全站仪）进行进行测量、平差；水准点加密按二等国家水准测量的要求进行，加密导线点测量按照《高速铁路工程测量规范》中的要求和精度进行测量。第三步：进行路面及架桥施工阶段，进行CPIII导线点的选点和测量，以方便后期工程的施工，并保证施工精度要求。GPS测量成果的精度指标：控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差CPI≤1.3″1/180000CPII≤1.7″1/100000各级控制网主要技术指标控制网级别测量方法测量等级点间距相邻点相对中误差(mm)CP0GPS--50km20CPIGPS二等800m≤L≤4km一对点10CPIIGPS三等600～800m8导线三等400～800m8CPIII自由测站边角交会--50～70m一对点1注：加密测量加密点点间距为200-400m。导线测量主要技术指标等级测角中误差(″)测距相对中误差方位角闭合差(″)导线全长相对闭合差测回数0.5″级仪器1″级仪器2″级仪器6″级仪器二等11/250000±2√n1/10000069____三等1.81/150000±3.6√n1/1000004610__四等2.51/80000±5√n1/40000346__一级41/40000±8√n1/20000__22__二级7.51/20000±15√n1/12000____13边长观测的主要技术要求等级测距仪精度等级每边测回数一测回读数较差限值(mm)测回间较差限值(mm)往返观测平距较差限制(mm)往测返测二等I44232mDII57三等I22232mDII4457四等及以上I22232mDII57III441015一级及以下I22232mDII57III1015IV442030水平角方向观测的主要技术要求等级仪器等级半测回归零差(″)一测回内各方向2c互差(″)归零后同方向值各测回軿差(″)四等及以上0.5″级仪器4841″级仪器6962″级仪器8139一级及以下2″级仪器1218126″级仪器18---24说明：当观测方向垂直角度超过±3°的范围时，该方向2c互差可按相邻没，测回方向同方向进行比较，其值满足表中一测回内各方向2c值互差的限差。气压、气温读数取位要求测量等级干湿温度表（℃）气压表（hpa）二等0.20.5三等0.20.5四等0.51一级及以下127.2高程控制测量高程控制，主要依据设计院提供《精密工程控制测量网二等水准成果表》，经复测无后，作为高程控制及加密依据。作为标高高程系统采用1985国家高程基准。高程控制网复测按二等水准测量的方法进行测量，复测相邻水准点间的高差。水准测量作业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算每公里水准测量的偶然中误差MΔ。MΔ按下列公式计算：式中：△——测段往返高差不符值（mm）；L——测段长（km）；n——测段数；][41LnM如果水准路线数超过20条，还需按每条水准路线的高差闭合差计算每公里水准测量的全中误差Mw。Mw按下列公式计算：式中：W——每条水准路线的高差闭合差（mm）；L——测段长（km）；N——水准路线的条数。MΔ和Mw应满足二等水准的规定，分别小于或等于1mm和2mm。水准点首次加密按照二等水准进行测量，在进行导线加密时，采用附合水准路线，以避免出现局部高程点变动。][1LWWNMW高程控制网主要技术指标等级每千米高差偶然中误差MΔ(mm)每千米高差全中误差(mm)附合导线或环线周长的长度(km)附合导线长环线周长二等≤1≤2≤400≤750精密水准≤2≤4≤3--三等≤3≤6≤150≤200四等≤5≤10≤80≤100五等≤7.5≤15≤30≤30水准观测的主要技术指标等级水准仪型号水准尺类型视距前后视距差前后视距差累计视线高度光学数字光学数字光学数字光学数字二等DS1因瓦≤50＞3且≤50≤1.0≤1.5≤3.0≤6.0≥0.3≥0.55且≤2.8精密水准DS1因瓦≤60＞3且≤60≤1.5≤2.0≤3.0≤6.0≥0.3≥0.45且≤2.8三等因瓦≤100≤100≤2.0≤3.0≤5.0≤6.0三丝能读数≥0.35DS1双面木尺单面条码≤75≤75四等因瓦≤150≤100≤3.0≤5.0≤10.0≤10.0三丝能读数≥0.35DS1双面木尺单面条码≤100≤100五等DS1单面木尺单面条码≤100≤100大致相等三丝能读数≥0.35水准测量限差要求等级测段往返高差不符值(mm)附合线路或环线闭合差(mm)山区平原山区平原二等±4√K±0.8√n±4√L精密水准±8√K±8√L三等±2.4√n±12√K±15√L±12√L四等±4√n±20√K±25√L±20√L五等±30√K±30√L八、施工测量8.1施工测量概述1.施工测量的概念在施工阶段所进行的测量工作称为施工测量。2.施工测量的任务施工测量的任务是把图纸上设计的建(构)筑物的平面位置和高程，按设计和施工的要求放样(测设)到相应的地点，作为施工的依据。在施工过程中进行一系列的测量工作，以指导和衔接各施工阶段和工种间的施工。3.施工测量的主要内容根据工程结构物不同，施工测量有所不同，但都离不开测设距离、角度、高程，也就是确定点位。4.施工测量的特点（1）施工测量是直接为工程施工服务的，因此它必须与施工组织计划相协调。（2）施工测量的精度主要取决于工程的大小、性质、用途、材料、施工方法等因素。（3）施工测量受施工干扰大。8.2点的平面位置测设方法1.直角坐标法直角坐标法是根据直角坐标原理，利用纵横坐标之差，测设点的平面位置。2.极坐标法极坐标法是根据一个水平角和一段水平距离，测设点的平面位置。3.角度交会法角度交会法是在两个或多个控制点上安置经纬仪，通过测设两个或多个已知水平角角度，交会出点的平面位置。4.距离交会法距离交会法是由两个控制点测设两段已知水平距离，交会定出点的平面位置。8.3路基路面施工测量1.路基横断面测量路基横断面测量间距一般为20米，不同线下基础之间过渡段范围应加密为5-10米。在曲线控制桩、百米桩和线路纵、横向地形明显变化以及大中桥头、隧道洞口、路基支挡及承载结构物起讫点等，应测设横断面。横断面采用水准仪、经纬仪全站仪等测量，测量精度要求：高差：±（L/1000+h/100+0.2）m距离：±（L/100+0.1）m式中h---检测点至线路中桩的高差（m）K---检测点至线路中桩的水平距离（km）2.路基基床底层施工测量路基是铁路工程的基础，路基施工在铁路建设中至关重要，在施工中必须精心测量确保路基工程质量。路基施工测量的主要任务是：按照设计要求，在施工现场监控路基宽度、坡脚、堑顶，指导挖、填高度，使其达到设计标高。从而避免盲目施工及超挖、欠挖、欠填。1）.路基施工测量前期工作2）.路堑施工测量3）.路堤施工测量3.路基基床表层施工测量路基基床表层施工对施工放样的精度要求要比路基本体施工阶段高。当路基基床底层工程基本完工后，经由施工单位会同施工监理人员，按设计文件要求对路基中线、高程、宽度、边坡坡度等检验合格后方可进行基床表层施工。1）.路基表层中、边桩放样2）.高程放样3）.各结构层铺筑完工后全线的竣工测量8.4桥梁施工测量一、桥梁施工控制网的建立（主要针对于跨河桥梁）施工平面控制网结合桥梁长度、平面曲线和地形条件选用GPS、三角形网、导线（三等）及其组合法测量。高程控制网采用水准测量方法测量（二等水准）。桥梁平面控制网的测量等级和精度注：对于桥长小于800米的桥梁，两岸有足够数量的CPI、CPII控制点且能满足要求时，可直接利用，无需另行建网。测量等级