测量培训教材

安徽电力建设第一工程公司建筑工程公司编制2005.06目录1 绪论12 工程测量学12.1 常用测量名词12.2 工程测量的基本工作3 3 测绘仪器及其应用54 坐标系的转换75 基础及上部结构施工测量75.1 基础部分施工测量75.2 上部结构施工测量86 安装测量97 沉降观测控制118 火电厂工程测量程序要求129 编后语131 绪论测量学是一门古老的地球科学，它来自于希腊文的“土地划分”，至少已有4000多年的历史。

近代的测量学已经发展为一门综合科学，它在一系列测量仪器与工具的帮助下能解决许多复杂的科学、技术与工程问题，现今通常叫做测绘科学。

测绘科学是研究地球的形状、大小和地表面上各种物体的几何形状及空间位置。

主要分为地形测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学和制图学。

2 工程测量学工程测量学研究城市建设、矿山与工厂、水利水电、农林牧业、铁道交通、地质矿产等领域在勘察、设计、施工和管理阶段进行的各种测量工作的学科。

工程测量包括三项基本工作：①距离测量②角度测量③高程测量。

从事测量工作必须遵循三项基本原则：①先整体、后局部，先控制、后碎部；②没有进行检查不进行下步工作；③随时检查。

2.1常用测量名词控制点：在测区内选取少数点位，用精密仪器和精确方法测定它们相对位置，作为测区的骨架，这些骨架点称为控制点。

我国于20世纪80年代初建立了1980年国家大地坐标系，其原点建在陕西省泾阳县永乐镇。

导线：将测区内的控制点，按一定的顺序连接组成连续的折线。

导线的布设形式有闭合导线、附合导线和支导线。

连测：将测量的点与高级点的连接测量。

测设、定位（放线）：将图纸设计位置标定到现场实地位置的测量活动的总和。

外业：在测区进行的实地勘察、选择控制点以及测定距离、角度和高程等工作。

内业：根据野外测量成果，在室内进行整理、计算和绘图等工作。

平差：A）对一系列带由偶然误差的观测值运用数理统计的方法来消除它们之间的不符值，求出未知量的最可靠值。

B ）评定测量成果的精度。

精度：同一量各观测值之间的符合程度，反映误差的分布情况，习惯上用一个具体数字来衡量误差分布的密集和离散程度。

常见衡量测量精度的指标有中误差、平均误差、相对误差、极限误差等。

改正：将测量的结果归化至设计位置的过程。

闭合差：测量的结果与理论值的差值。

水平角：指一点至两目标的方向线在水平面上的投影所形成的夹角。

方位角：由基本方向线的北端起按顺时针方向到一方向线的水平角度，称为该方向线方位角。

垂直角：指在同一竖直面上倾斜视线与水平线间的夹角。

高程（标高）：沿铅垂方向到大地水准面的距离，通常称绝对高程或海拔，简称高程。

我国规定采用青岛验潮站1956年求得的黄海平均海水面作为我国大地水准面的基准，即1956年黄海高程系统。

从1988年1月1日起，我国改用《1985年黄海高程系统》，基准点的高程为72.260 m。

望远镜视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。

视差：当望远镜瞄准目标后，眼睛在目镜处上下左右作少量的移动，发现十字丝和目标有着相对的运动，这种现象称为视差。

正镜、倒镜：在观测者对着望远镜的目镜时，竖盘在望远镜的左边称为盘左又称正镜、竖盘在望远镜的右边称为盘右又称倒镜。

在水平角观测时，为了消除仪器误差影响，通常用正镜和倒镜两位置观测。

沉降观测：指测量建筑物上所设观测点与水准点之间随时间的高差变化量。

误差：由人、仪器和客观环境这三方面所引起的观测误差。

可分为系统误差和偶然误差。

水准管（灵敏度）：是由玻璃管制成的，其上部内壁的纵向按一定半径磨成圆弧。

管内注满酒精和乙醚的混合液。

水准管分划值：水准管上2mm刻度所对的圆心角。

水准尺：由干燥优质木材、玻璃刚及铝合金等材料制成。

有塔尺和双面尺两种。

尺垫：为一个三角形的铸铁，上部中央有一个突起的半球体，为保证在水准测量中转点的高程不变，将水准尺立在半球体的顶端。

放大率:是从望远镜内所看到的物体的象的视角与未通过望远镜直接观测物体的视角之比。

2.2工程测量的基本工作2.2.1距离测量：有普通量距和精密量距两种方法。

使用钢卷尺精密量距时，要对所量长度加尺长、温度和高差三项改正数，有时还必须考虑垂曲改正。

尺长方程式：i t=i o+ 凶+i o a t-t o）i t――钢尺在温度t时的实际长度；i o ――名义长度；N――尺长改正数;a钢尺的热膨胀系数，一般取1.16 X1O-5~1.25 X10-5厂C;t o――钢尺检定时的温度；t――钢尺使用时的温度。

使用电磁波测距仪精密测量距离要输入温度、气压和棱镜常数。

电磁波测距的基本原理：通过测定发光源向光反射器（棱镜）发射电磁波往返的时间计算距离。

其基本数学模型为：D=vt/2=ct/2 nv --- 电磁波在空气中的传播速度c――光在真空中的传播速度n——光波的大气折射率2.2.2水准测量：测定地面点高程。

测量原理：利用水准仪所提供的水平视线测得高差而计算高程。

水准测量的基本方法是：将水准仪安置在已知高程点A与未知高程点B的中间，通过前、后水准尺的读数a,b计算未知点的高程H B0如上图所示，H B=H A+h AB= H A+（a-b），其中（a-b）即A点到B点的高程之差，简称高差h AB o2.2.3角度测量：使用经纬仪测量两方向线的夹角（水平、垂直）3测绘仪器及其应用当前我们公司的测绘仪器主要有：光学水准仪、光学经纬仪、电子经纬仪、电子全站仪和电磁波测距仪。

3.1 光学水准仪，是一种提供一条水平视线的精密光学仪器，它主要由望远镜、水准器、基座以及水准尺四个基本部分组成。

我们公司的光学水准仪主要有微倾式水准仪和自动安平水准仪两种。

水准仪的架设，基本操作顺序为：安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数五个步骤。

安置仪器：打开三角架，使架头大致水平并使高度适中，注意把三角架的腿踩入土中，再把仪器固连在三角架头上;粗略整平：转动基座上的三个脚螺旋，使圆水准气泡居中。

整平中要注意气泡移动的方向始终与左手拇指运动的方向一致。

瞄准水准尺：仪器粗平后即可用望远镜瞄准水准尺，其操作步骤：① 目镜调焦——转动目镜对光螺旋，使十字丝调至十分清晰为止; ②初步瞄准——利用望远镜上部的准星与缺口对准水准尺；③物镜调焦——转动望远镜物镜调焦螺旋，看清水准尺分划，再转动水平微动螺旋，使十字丝贴近水准尺边缘；④消除视差——反复调节目镜调焦螺旋，直至物像与十字丝分划板的平面重合为止。

⑤ 精确整平一一转动微动螺旋，使水准管气泡精确居中。

⑥ 读数应迅速用十字丝中丝在水准尺上读出读数。

读数一般读出四个量级：m、dm 、cm 、mm 。

3.2 经纬仪，是广泛应用于各种方向、角度测量的代表性测量仪器。

经纬仪主要有基座、照准装置、测脚装置和安平装置组成。

经纬仪的架设，就是把仪器安置于测站点上，使仪器的竖轴与测站点在同一铅垂线上，并使水平度盘水平。

包括仪器安装、仪器对中、仪器整平。

321仪器安装，①解开捆脚皮带，将三只伸缩制动螺旋松开，伸开三脚架；②在测点上分开三角成正三角形等间隔位置，使测点放在正三角形的中心位置；③踩实三脚架踏脚，并以一只脚的高度为标准，调节其余两脚，使架头大致水平；④将仪器装在三角架大致中央位置，一手握住仪器，另一只手将三角架的中心螺旋旋入仪器基座中心螺孔中并固紧。

3.2.2仪器对中，①光学对点器对光调焦，分别旋转光学对点器目镜视度圈和调焦手轮，使分划板与测点标志成像在同一成像平面；②对中，松开中心螺旋，推动仪器基座，将整个仪器在架头上平移，使光学对点器分划中心与测站标志重合，旋紧中心螺旋。

3.2.3仪器整平，通过水准管气泡使水平度盘处于水平状态，操作程序参见3.1.2及3.1.3中的⑤。

3.3全站仪(Electronic Total Station)，是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。

我公司现拥有SOKKIA SET2100 及Leica TCR1102 各一套。

由于全站仪的坐标测量和坐标放样的两大特点在工程测量中的广泛应用，近几年我公司的测量水平得到了迅速的提高，基本实现了公司测量由光学时代向电子时代的跨越。

坐标测量，通过输入测站点的坐标和配置水平度盘，测量照准目标的坐标。

坐标测量的一般程序：开机/度盘定位一一参数设置一一设置测站信息与定向--- 选择坐标显示模式---- 照准目标---- 坐标测量操作 ---- 自动显示坐标(E、N、Z )。

坐标放样，与坐标测量模式互为相反工作过程，一般采用极坐标原理。

坐标放样的一般程序：开机/度盘定位一一参数设置一一设置测站信息与定向 -- 选择坐标显示模式------------------ 输入测站点坐标---- 输入放样点坐标 ---- 照准目标一一坐标放样操作，自动显示坐标差( E、N、Z)――移动对中杆——重复照准。

4坐标系的转换为了工作的方便，设计和施工部门常采用一种独立坐标系统，称为施工坐标系或建筑坐标系。

建筑坐标系的纵轴通常用A表示，横轴用B表示。

厂区平面控制网通常为测量坐标系，如果建筑方格网的坐标系与厂区平面控制网坐标系不一致，则在布置方格网前将两者坐标系统一。

转换公式为：A= (X-X o) COS a+ (Y-Y o) SIN aB= (Y-Y o) COS a (X-X o) SIN aa --- 建筑坐标系纵轴在测量坐标系中的方位角；(X，丫)――测量坐标；(X o，Y o)――建筑坐标系原点在测量坐标系中的坐标。

5基础及上部结构施工测量5.1基础部分施工测量土方开挖，使用全站仪按坐标放样法测设拐点。

基础放线，根据建筑方格网网，米取中线投点法测设主轴线用于基础施工。

垫层浇完且强度达到设计值的75%以后，将主轴线投测到垫层上,弹出墨线，并用红油漆在轴线的相关位置标上三角符号，用以立模、扎筋。

5.2上部结构施工测量轴线测设，根据建筑物轴线相对的控制点测设主轴线。

柱列中间柱子的上部结构放线，由于现场通视困难，上部结构轴线测设采用平行线投点法。

观测步骤如下：根据柱中心控制点A、B测设AB的平行线A 'B '，其间距为2〜3m （参见图6-1）。

A '、B '制作临时控制点，用混凝土固定。

将经纬仪安置在B点，照准A。

此时由一人在柱上持木尺，并将木尺横放，纵转望远镜仰视木尺，使十字丝正好对准2m或3m那么尺的零点即为柱子中心点。

烟囱上部结构轴线分别从四个方向向上正、倒镜测设。

每次放线结束时，务必检查与上次放线结果的偏差，当投点高度在5m及5m以下时偏差量控制在土3mrp 5m以上时偏差量控制在土5mm柱列端部柱子的上部结构放线，其方法是将仪器置于柱中心线端点上，照准柱子下端的中线点，仰视向上投点（参见图6-2）。