测量结业论文

测绘技术在实际中应用及新发展
一、实习感受
结束了两周的测量实习，我们已经能运用经纬仪测量角度，让我们体验到了测量学给工作、生活所带来的方便及其重要性。

以下为本次实习所接触及学到的测量知识：
(一)利用经纬仪测量水平夹角
利用经纬仪测量水平夹角，须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。

观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之水平；为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动，也能高低俯仰；当望远镜高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。

1.经纬仪操作
1)经纬仪的对中、整平和瞄准
a)对中
对中目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅线上。

先目估三脚架头大致水平，且三脚架中心大致对准地面标志中心，踏紧一条架脚。

双手分别握住另两条架腿稍离地面前后左右摆动，眼睛看对中器的望远镜，直至分划圈中心对准地面标志中心为止，放下两架腿并踏紧。

调节架腿使气泡基本居中，然后用脚螺旋精确整平。

检查地面标志是不位于对中器分划圈中心，若不居中，可稍旋松连接螺旋，在架头上移动仪器，使其精确对中。

b)整平
整平是利用其座上三个脚螺旋使照准部水准管气泡居中，从而导致竖轴竖直和水平度盘水平。

整平时，先转动照准部，使照准部水准管与任一对脚螺旋的连线平行，两手同时向内或外转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。

将照准部旋转90°，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中，按以上步骤反复进行，直到照准部转至任意位置气泡皆居中为止。

c)瞄准
2.水平角观测
1)测回法
这种方法用于观测两个方向之间的单角。

a)盘左位置精确瞄准左目标A，调整水平度盘为零度稍大，读数A左。

b)松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右方目标，读取水平度
盘读数B左。

以上称上半测回。

β上= B左- A左。

c)松开水平及竖直制动螺旋，盘右瞄准右方目标，读取水平度盘读数B
右，再瞄准左方目标 A右。

以上称下半测回。

β下= B左- A左。

d)上、下半测回合称一测回。

当测角精度要求较高时，往往要测几个测回，为了减少度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n按180°／n 变换水平度盘位置。

测回法测角记录
2)方向观测法
适用于观测两个以上的方向。

当方向多于三个时，每半测回都从一个选定的起始方向（零方向）开始观测，在依次观测所需的各个目标之后，应再次观测起始方向（称为归零）称为全圆方向法。

(二)角度测量注意事项
1.学习本章应弄清以下各主要问题：一是经纬仪测水平角的原理，构造及其使用；二是水平角测量；三是竖直角测量。

水平角是地面上两直线之间的夹角在水平面的投影。

常用的水平角观测方法有测回法(适用于两个方向间角度)及全圆测回法(用于三个以上方向)。

竖直角是在同一个竖直面内视线方向与水平线的夹角，学习时与水平角测量对照学习。

测量竖直角与测量水平角不同，在测量水平角时，当望远镜随照准部在水平方向转动时，水平度盘是固定不动的，而指标线随照准部转动，因而不同的方向就有不同的读数，两方向读数相减就求得水平角角值。

然而在测量竖直角时，由于竖盘装置在望远镜旋转轴的一侧，当仪器整平时，竖盘就代表一个竖直面，竖盘上刻有分划(和水平度盘一样)，当望远镜瞄准不同高度的目标上、下移动时，望远镜的旋转轴带动竖盘一齐旋转，这与水平度盘不同，而指标线是固定不变的，它与竖盘水准管相连，通过竖盘水准管微动螺旋的转动，指标可以作较小的移动。

所以观测时，必须转动竖盘水准管微动螺旋，使其气泡居中后，方能读取读数。

竖盘的注记形式不同，因此计算竖直角的公式也不相同。

我们所说的L和R是在指标位置正确的情况下。

一般说来，指标位置不一定正确，它与正确位置读数的差，叫做竖盘指标差，通常用X表示。

2.为了保证角度观测达到一定的精度要求，要了解经纬仪各轴系之间的关系，要弄懂经纬仪检验和校正的方法。

进一步分析角度测量中产生误差的原因、消除或减弱的方法，例如我们采用盘左和盘右观测取平均数的方法，可消除照准部偏心误差、视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴的残余误差。

但竖轴倾斜误差不能采用此法消除。

竖直角观测时采用此法可消除指标差的影响。

又如在短边上的端点观测角度时要特别注意对中，照准目标时要尽量瞄准目标的底部，因为它们对测角的影响与距离成正比。

为了消除度盘的刻划误差，需要配置度盘的位置，每测回变换按斗进行配置。

3.在测量过程中，我们随时都要有限差的观念，用测回法测角时要注意规范中所规定的上、下半测回的角值差，各测回间以角度之差来衡量，全圆测回法中，除注意上述两项限差外，还需用半测回归零差来衡量是否合乎要求，
若超出规定的限差范围，均需重测。

对零工作随经纬仪类型不问而略有差异，注意掌握复测经纬仪和方向经纬仪的对零步骤的不同点。

二、测量的定义及测量仪器
书本中对于工程测量学的理解，是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。

它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。

该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。

目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分；也有按行业划分成：线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等。

工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。

通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。

电脑型全站仪配合丰富的软件，向全能型和智能化方向发展。

带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量的全自动化，被称作测量机器人。

测量机器人可自动寻找并精确照准目标，在1 s内完成一目标点的观测，像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测，可广泛用于变形监测和施工测量。

GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。

将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。

它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。

而与我的工作最为接近的就属于建筑工程的测量了，随着现代化城市的发展，城市不断有新的规划，高楼遍地而起，这些建筑群及城市的规划都离不开工程测量的作用。

三、与工作紧密结合的测量实例
以下是一项关于实例测量工程的做法及相关信息：
(三)工程概况
**校区教学楼群*栋实验楼，楼长220.58m，层高4.5m，七层框架结构，沿伸缩缝分为四个区段：第一区为1g轴-12轴之间高度为22.50m为五层，第二区为1/12轴-22轴之间高度为27m为六层，第三区为1/22轴-24轴之间高度为31.5m为七层，第四区为1/24轴－/35轴之间高度为13.5m。

共设102个实验室和3个展览厅，首层占地面积6587.78㎡，总建筑面积28558㎡，抗震设防烈度7度，结构设计使用年限50年。

(四)施工测量仪器
为了控制工程的测量精度，设专职施工员测量放线，配备仪器，专人管理。

1.NTS－35全站仪一台。

2.JZJ经纬仪一台。

3.AT－G1自动精平水准仪两台。

4.50m长城牌钢卷尺三把。

5.5m钢卷尺15把，仪器由专人保管。

6.所用的测量仪器全部在鉴定合格的有效期内。

(五)工程定位
1.坐标点的引入
根据业主提供的建筑物定位图，由测量员将轴线桩引入现场。

在建筑物开挖线外约5米远位置测设1g轴、35g轴、Mg轴、Gg轴、Ag轴各轴线方向控制点，建筑物以各边轴为主控制线布网，埋设外挖基准点（端部带刻痕钢柱），埋深0.5米，并浇筑混凝土稳固，作为施工轴线的投测点。

2.工程定位
针对结构实际情况，平面采用外控法，根据工程流水划分，按楼段分段进行，
基础底板设置外控基准点，向上投测，实施轴线定位控制。

3.高程投测
依据高程控制和设计±0.000绝对高程，引测到楼的四周，设四个高程点做水准点，即BM点，每间隔一定时间观测一次，以做相互校验。

检测后的数据作为分析，以保证水准点使用的准确性。

现场高程根据基准BM点进行投测。

另外两点校核。

待施工到首层后，在首层平面易于向上传递标高的位置设四个高程标准点通过往返检测合格或（误差在±3㎜内为合格），标注“▼”，红油漆标记建筑标高，标记线应涂平、涂亮。

选择首层三个红“▼”为标高基准点用检测合格的钢尺向上传递并用红“▼”为标高标准，用鉴定合格的钢尺向上传递，并用红“▼”作好标记。

然后使用水准仪往返测出另两个基准点传递到施工层的标高基准点是否合格（误差在±3㎜内为合格），合格后方可在该层施测，每层的墙柱模板拆除后，采用水准仪和钢卷尺在墙柱上放出该楼层的建筑50㎝线。

4.平面控制线设置：
依两条外纵轴设纵向控制线，依两条外横轴和中间轴设横向控制线，四条外轴的控制线均以上述4条线向内移800㎜设置，中间轴控制线向西移800㎜设置，基础施工时，在基坑外围设置控制桩，用经纬仪投测，主体施工时铅垂仪控制投测，用经纬仪连线打点，全站仪测距用红漆标识，随主体逐层向上传递，用钢卷尺测量、墨斗弹放出轴线、梁、柱边线及20㎝控制线。

对放好的轴线，采用红油漆做标记。

平面首控图见下：
5.沉降观测水准点的埋设
为了准确反映该工程的实际沉降量及测量工作的整体性，在施工初埋设29个沉降观测基准点。

基准点设置在工程影响范围外地质条件良好以便引测的地方。

6.观测点的布置与埋设（依据设计位置埋置）
据首控图投测控制线，按照图纸设计进行轴线划分，观测点布置按照图纸设计，设沉降观测点。

为高质量完成工程沉降观测工作，、作到连续观测并达到规范要求的测量精度，观测标志在施工期间不被破坏时沉降观测的关键，为此，观测点无论采取内藏式或外露式，均要在埋设位置的柱上标注顶标位置线，主体施工时，每次沉降观测均用其检测沉降观测点®®是否移位，同时，项目部设测量员对其进行检查保护。

观察点埋置与主体施工同步，结构施工时即预埋钢筋，避免在混凝土柱上开凿留洞。

7.观测方案及技术要求
观测按《国家一、二等水准测量规范》规定，由业主聘请有资质的测量部门施工。

施工期间由项目部负责观测并作好记录，每完成一层观测一次，主体结构封顶后，第一年每季度观测一次，第二年每半年观测一次，第三年每年观测一次，直至沉降稳定为止，观测成果及时准确提供给建设单位和设计单位，发现沉降异常，及时与设计单位取得联系，积极采取措施。

(六)施工测量技术措施
1.施工测量设备
1)工程所使用的施工测量设备必须是经过行业鉴定机构或公司级具有检定资
质部门鉴定合格并有效期限内，否则不能使用。

2)当发现测试设备偏离校准状态时，应立即停止使用，并对该设备以前检测过
的产品重新进行检测。

3)检测设备对使用环境的温度，湿度有要求时，应采用有效措施，保证其工作
环境达到规定要求。

4)检测设备在下列情况下均应进行鉴定或校准：①周期鉴定;②购置的新设备。

③对设备的准确性发生怀疑时。

④设备被拆卸、损坏时。

⑤设备修理后。

⑥
精密设备经迁移、搬运后。

5)检验设备使用部门的计量员，根据要求在设备需要鉴定或校准时，向公司工
程部提出申请由工程部负责送检。

6)检测试验设备有法定校验规定的应送法定校验机构校验，其余的公司工程部
根据检测要求及验证资料编制校准方案，由工程部进行校验。

7)检验设备仪器的鉴定及校准状态采用在设备上粘贴标识牌加以标识，分合
格、准用和禁用三种。

2.定位测量，标高测量
1)为了确保本工程的测量精度，项目部配一名专职测量员负责本工程的测量放
线工作。

根据建设单位提供的定位控制线，按设计要求分别测出G栋实验楼
的Mg轴交1g轴、35g轴。

Gg轴交1g轴、34g轴;Ag轴交22g轴、23g轴;Bg 轴交24g轴;Kg轴交35g轴的交点处测量八个点作为本楼的平面受控网，在根据以上定位线，测出楼大角的轴线，以轴线外侧500㎜设置控制点，共设置18个控制点，利用经纬仪和钢卷尺引测到大角轴线，同时垂直向上逐层控制传递，并进行闭合复核。

2)施工时依据建设单位提供的现场±0.000高程控制点，在现场设置施工水准
点，用水准仪将标高分别引至实验楼四周围埋设标高控制，并做标记，作为施工期间楼的标高控制点，主体施工时，将±0.000高程测设到建筑物的四角，加以标识，标高的垂直传递采用钢卷尺，将楼层标高加50㎝引测到楼层的独立柱钢筋上，然后有水准仪进行平面标高施测，来控制施工平面标高。

3.轴线控制、标高控制
3)轴线控制：施工时，由专业测量员定位控制轴线及钢卷尺按照设计要求一次
排出各条纵横轴线，然后由项目工程师对放线尺寸逐个复核，合格后方可进行下道工序施工。

工程出±0.000后用经纬仪将定位控制轴线引至建筑物±
0.000以下5㎝处，然后用墨线与地下面控制线连接，建筑物内的轴线在按
专业测量设计要求用卷尺依次排开，弹线控制。

4)标高控制：楼层标高必须用钢卷尺垂直从外墙皮上的±0.000处引测。

楼层
的平面标高控制采用水准仪将楼层标高加500㎜引至各个柱子上主筋上，以便全方位对楼层标高进行控制。

保证施工测量的精度。

4.各测点的标识
由测量员负责，将平面首控点，甲方提供的水准点、定位红线、楼层标高、现场±0.000和各项控制线用本公司设计制作的专业标识牌粘贴，并注明名称及用途进行标识，确保在施工中正确应用。

5.龙门桩的保护措施
在楼大角分别设置十六个龙门桩，桩埋入土内大于800mm.根部用细石混凝土浇筑固定，并在地面以上桩的四周搭设钢管防护，并挂标示牌“严禁碰撞”。

(七)质量标准
1)±0.000的控制。

要符合设计、规范要求，依据BM3点高程导出±0.000
（423.2），用红漆标注到楼北配电房上；
2)轴线控制。

要符合设计、规范要求，按开挖前引测的8个轴线控制桩施放，
用混凝土将控制桩浇筑保护或在轴线两端应红漆画三角标注到板上；
3)几何尺寸控制要符合设计、规范要求；
4)保护措施要符合设计、规范要求；
5)平面轴线的允许全长偏差≤10㎜；
6)层位标高依据±0.000标高用水准仪引测至楼层上，允许偏差＜3㎜；
7)垂直中心线用经纬仪引上标注到柱面上，允许偏差＜3㎜。

四、测绘技术在其他方面的应用
（一）大型特种精密工程测量
1.国内览胜
1)三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震
监测，其规模之大，监测项目之多，都堪称世界之最。

不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术，在实践中也在不断发展新的技术和方法，如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统；拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等，都涉及到精密工程测量。

隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统，监测点的位置精度达到了亚毫米。

该工程用地面方法建立的变形监测网，其最弱点精度优于±1.5 mm。

2)北京正负电子对撞机的精密控制网，精度达±0.3 mm。

设备定位精度优于
±0.2 mm，200 m直线段漂移管直线精度达±0.1 mm。

大亚湾核电站控制网精度达±2 mm，秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1 mm。

3)上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2 mm，桥墩点位标定精度达±0.1
mm；武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。

高454 m 的东方明珠电视塔对于长114 m、重300 t的钢桅杆天线，安装的垂准误差
仅±9 mm。

2.国外简述
1)国外的大型特种精密工程更不胜枚举。

以大型粒子加速器为例，德国汉堡的
粒子加速器研究中心，堪称特种精密工程测量的历史博物馆。

1959年建的同步加速器，直径仅100 m，1978年的正负电子储存环，直径743 m，1990年的电子质子储存环，直径2000 m。

为了减少能量损失，改用直线加速器代替环形加速器，正在建的直线加速器长达30 km，100～300 m的磁件相邻精度要求优于±0.1 mm,磁件的精密定位精度仅几个微米，并能以纳米级的精度确定直线度。

整个测量过程都是无接触自动化的。

用精密激光测距仪TC2002K 距离测量，其测距精度与ME5000相当，对平均边长为50m的3 800条边，改正数小于0.1 mm的占95%。

美国的超导超级对撞机，其直径达27 km，为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上，利用了一种双重正形投影。

所作的各种精密测量，均考虑了重力和潮汐的影响。

主网和加密网采用GPS测量，精度优于1×10-6 D。

2)露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。

大型挖煤机长
140 m，高65 m,自重8 000 t，其挖斗轮的直径17.8 m，每天挖煤量可达10多万吨。

为了实时动态地得到挖煤机的采煤量，在其上安置了3台GPS 接收机，与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位，挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5 cm。

根据3台接收机的坐标，按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面，可计算出采煤量，经对比试验，其精度达7%～4%。

这是GPS，GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。

3)核电站冷却塔的施工测量系统。

南非某一核电站的冷却塔高165 m，直径163
m。

在整个施工过程中，要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50 mm，在塔高方向上每10 m的相邻精度优于10 mm。

由于在建造过程中发现地基地质构造不良，出现不均匀沉陷，使塔身产生变形。

为此，要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。

采用测量机器人用极坐标法作3维测量，对每一施工层，沿塔外壁设置了1 600多个目标点，在
夜间可完成全部测量工作。

对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍，所达到的相邻精度远远超过了设计要求。

精密测量不仅是施工的质量保证，也为整治工程病害提供了可靠的资料，同时也能对整治效果作出精确评价。

（二）其他领域工程测量
1.GPS新技术在抗洪减灾中的应用
1)抗洪抢险实时监测：堤防工程在防汛抗洪中发挥着巨大的作用。

长江中下游
堤防长约3万余km，其中干堤3600km。

由于水流的冲刷作用，许多堤段堤外无滩、堤岸合一，迎流顶冲，堤岸崩塌时有发生，严重威胁着堤防的安全。

实时监测险工险段，直观反映河床以及近岸受水流冲刷情况，对防汛抢险决策十分重要。

对险工险段监测就是适时施测大比例尺水下地形图。

由于作业效率低，成图时间长，采用常规方法根本无法进行实时监测。

长委水文局应用GPS水道测量系统采集数据，利用先进的Hypack 软件可以实行现场成图，并及时进行对比分析，提出险工险段监测报告，对河床局部冲淤变化、冲刷坑的部位和高程、深泓线变化、岸堤变化等进行定量分析，提供险工险段的险情，并向防汛指挥部门建议采取相应的对策，如抛石护岸、修筑子堤等。

还利用GPS系统监测荆江大堤、武汉大堤、黄广大堤、无为大堤、汉江遥堤等。

并对重点护岸险工段沙市、盐观、祁冲、灵黄、郝穴、监利、龙王庙、月亮湾、水口、下关、浦口、西坝、梅大等江段，每年进行2～5次1:1000～1:2000堤防险工测量，并进行分析，为防汛抢险提供了重要依据。

2)长江水道地形测量：对于长江中下游干流(包括部分重要文流)冲积性河道，
一般5年施测一次1:10000水下地形，特大洪、枯水年适当增加测次。

如1998年长江大洪水后，长委水文局及时安排了长江中下游1:10000长程水道地形测量，施测的范围从宜昌直至吴松口。

长江宜昌至吴淞口长约1790km，应用常规方法进行一次长程水道地形测量，从外业测量到内业成图需要2～3年的时间，但是应用静态GPS施测两岸控制，实时差分水道测量系统施测水下部分，仅需要半年时间，大大缩短了成图周期，提高了水道地形图的时效性。

3)湖泊水下地形测量：由于洞庭湖湖区水系复杂、洲滩密布，湖中围垦的废堤、
断堤多，洲滩上树林、芦苇套种，地形相当复杂，而且血吸虫病严重，一些想测量洞庭湖的单位都望湖兴叹。

1995年长江水利委员会水文局调集3套GPS水道测量系统协同作战，仅用1年的时间就完成了全部的内外业工作，提交了一套完整的洞庭湖水道地形图。

根据该测图量算出的洞庭潮面积和容积曲线，提出了最权威的数据，为洞庭湖规划治理提供了依据。

类似地，还利用GPS对鄱阳湖进行了水道地形测量。

4)三峡工程测量：在举世瞩目的三峡工程建设中，特别是在大江截流期间，GPS
广泛用于控制测量、水下地形测量、固定断面监测以及水文测验中。

5)流量测验中的应用：荷叶湖水文巡测断面，高洪期水面宽7km,过去采用常规
测验定位方法——基线辐射杆六分仪夹角定位法，靠测船在湖心来回游动。

由于视距太长，标志背景复杂，原来设置的断面标已无法通视。

为了保证荷叶湖断面水文巡测工作不中断，长江水利委员会中游局岳阳勘测大队利用GPS施测荷叶湖断面，收集高洪期水文资料。

从测验的情况看，GPS系统运行正常，解决了荷叶湖水文巡测中断面测验定位难的问题。

2.路桥及隧道施工测量
1)施工阶段的测量工作：包括线路施工、桥梁施工、隧道施工中的测量工作和
竣工测量。

2)铁路和道路竣工测量：用以检查工程建筑物是否符合设计要求，其成果作为
工程验收和运营管理的基本依据。

分为施工过程中的竣工测量和工程全部完成后的竣工测量。

3)运营阶段的测量工作：主要是线路及建筑物维修、改扩建工程测量以及桥梁、
隧道的变形观测。

根据竣工图表资料及平面、高程控制点标志进行里程、高程、纵、横断面、地形图测量及细部放样；建立较高精度控制网点进行桥梁、隧道变形观测。

铁路枢纽站场的改建和扩建，为了不影响列车运行或不受列车通行的干扰，多采用航空摄影测量或地面摄影测量方法，获取1∶500或更大比例尺的地形图（或平面图）。