工程测量监理培训教材(2011版)

工程测量监理人员应用教程第一章 工程测量内容1. 工程测量内容：1.1. 建设方委托有测量资质单位布设测量工程控制网（点），提出 首级控制网（点）成果，必要时或施工阶段复测并加密控制点。1.2. 依据设计文件进行基础（桩基）及以上主体各部位的施工轴线、 高程的测量。1.3. 工程施工构筑物、高层建筑、结构安装及大型设备安装垂直度 测量。1.4. 建筑施工、竣工使用过程建筑体的变形（沉降、倾斜）测量。第二章 测量控制点1.测量控制点：分类为平面坐标控制点和高程水准控制点。2控制网布设原则：业主提供高等级精度控制点，根据施工区域依 次加密控制网，测量控制点精度由高级到低级逐级加密布设和测量的 原则。3测量体系：目前我国测量平面坐标系使用1980 年西安坐标系，高 程系统使用1985年国家高程基准（1956基准=1985基准=0.029m）。4工程测量控制点：工程测量控制点是针对工程建设建立的局部测 量控制点。大型工程须依据国家控制点建立独立的工程测量控制点， 如公路工程，新建大型工业厂房工程等。中小型工程依据局部控制点， 多数为规划部门提供红线点，施工单位引测加密为工程测量控制点， 如城区房建工程等。5.工程平面坐标控制点系统： 国家坐标系（包含地方区域坐标系）：与国家坐标控制点联的工程 控制点。一般由业主移交工程坐标控制点（又称首级控制点），施工单 位根据施工部位进行加密（又称加密控制点），联测后整体评定加密 工程控制点精度不高于首级控制点的精度。 建筑坐标系;又称施工坐标系或设计坐标系，通常与施工主体建筑 轴线方向定为0 度方位角，坐标计算方便，均以建筑尺寸相加。实际 工程中建筑坐标系与国家坐标系是很多工程共用体系，设计图纸文件 提供两坐标系的转换公式。 独立坐标系：根据工程局部情况，与现场已有建筑物轴线建立相对 施工建筑位置的参照测量坐标系，实际中应用也较多。6高程水准测量系统：一般使用国家1985 年的国家高程基准，有的 使用地方区域高程体系和独立高程系统。7控制点建立过程简述： 业主委托由专业单位及规划部门测量并提供首级控制点和红线点 坐标、高程点及测量成果，业主将测量成果提供给工程施工单位使用。 施工单位根据施工区域和部位加密埋设施工加密控制点。a）根据首级控制点的位置，考虑地形及视线通视情况实地埋设加密控制点，一般埋设在施工区域周围，控制点每200 米左右埋设一个，并以附和或闭合坐标导线控制点（高程水准点）的形式与首级控制点连 接。b）测量各角度、导线边长、高程等原始数据，并与首级控制点联测， 收集记录必要的测量数据。c）将记录测量数据整理并填入测量平差表格进行平差计算。e）测量成果评定等级，交测量成果表。 依据施工报验监理复测业主提供首级控制点，检测并最终确认加密 控制点成果，作为施工测量依据。8、监理检测导线控制点及水准点：8.1、平面坐标控制点（导线点）检测：首级坐标控制点复核;业主一般提供两个以上的首级坐标控制点。 规范首级导线等级应为一级以上。规范中导线评定标准为方位角闭合 差和导线边全长闭合差限值（2 个指标评定），以便复测结果进行比 较和评定。a）提供2个点的复测：（如图使用全站仪检测），仪器置A点（测站点）， 棱镜设置 B 点（后视点），由于只有两个控制点，复核只能有边长 全长相对闭合差，没有方位角闭合差。AB设业主提供A （X、Y ）、B（X、Y）,实测B点坐标为B （X、Y）A AB BBB则：理论边长 S = V （X - X）2+（Y- Y）2ABA BA B实测边长 S =V （X- X ）2+（Y- Y ）2ABABAB评定：导线边全长相对闭合差=（S -S ）/S = 1/nAB ABAB查GB50026-2007工程测量规范导线规范一级导线导线边全长相 对闭合差限差为1 / 15000；如果1/n大于限差，不满足要求，否则 合格。b）提供3 个点的复测：如图示，业主提供3 个通视的控制点，复核 指标有边长全长相对闭合差和方位角闭合差。仪器设站架设在A（X、）点，后视B （X、Y）点（较长的一个边）,A AB B测量B点和C （X、Y）点。CC（a）方位角闭合差：测量A角度值BAC （经纬仪方式直接测角，一般测量 2 个测回）。I） 测量AB方向a,测量AC方向a A角度值BAC = a -ABACACaABII）计算A角度理论值。A角度理论值BAC=AC的方位角一AB的方位角=0a （方ACAB位角计算详见第四章4.1.3 内容）III）方位角闭合差指标评定：方位角闭合差二测量A角度值BACA角度理论值BAC查 GB50026-2007 工程测量规范导线指标一级导线方位角闭合差限差为土 10 Jn （注：n为测站数，此时测站数为1,限差单位 为）在限差内认为这项指标合格。否则重测角度比较。（b） 边长全长相对闭合差：I）分别测量AB、AC边长，与AB、AC理论边长进行比较，（理 论边长计算值为：两个坐标的理论边长=J（X1-X2） 2+ （Y1-Y2） 2）。II）分别计算AB、AC边长的偏差，边长偏差二土（测量值一理论 值），（注意偏差值有正负符号）。最后边长偏差之和为符合首级控制 点边长闭合差 T。III）边长相对闭合差指标评定：导线边全长相对闭合差=首级控制点 边长闭合差T/ （S + S ）= 1/nAB AC查GB50026-2007工程测量规范导线规范一级导线导线边全长相 对闭合差限差为1 / 15000；如果1/n大于限差，不满足要求，否则 合格。c）对于业主提供的首级控制点的其他形式，采用加密控制点与首级 控制点连接，进行边长，角度测量后进行平差，并按规范要求进 行评定，合格使用（第四章2、 1、 2内容）。d）如业主提供的导线控制点检测不合格，与业主沟通。第三章 测量仪器及应用1测量仪器：主要完成距离、高程、角度、水平度的常规测量 工作的仪器，工程测量的仪器为测距仪、水准仪、经纬仪、全站 仪等，工程测量检测工具为水平仪、铅垂仪等。1.1经纬仪：测量平面水平角和垂直面竖角角度。仪器由上部 照准部分（望远镜、照准部水准器、垂直轴、水平轴、垂直度盘 等）和基座部分（水平度盘、基座、垂直轴套、调平仪器脚螺旋 等）组成。垂直度盘在仪器望远镜一侧，进行观测照准时在左称 为盘左观测，在右称为盘右观测。盘左（盘右）观测为半个测回， 进行盘左和盘右观测测量均值为一个测回观测。垂直角度（竖角） 测量方法与水平角测量相同。(5!0-rm.L.1- VURKKl 3. KIHKM: 砧L3.t *f+*#*丄止卄“耳-Wti 怛IL VtKDRi 13. S*9fcU1.1.1仪器架设：在测站点设置脚架和安装仪器、用仪器光学 对中器对中、仪器整平（先用仪器圆气泡粗平，在用长管气泡精 平）。经纬仪与全站仪建立测站时，仪器架设均要按上述步骤进行，详 见全站仪内容。1.1.2角度测量：测量两个方向度数差值；设站测量观测 4 个 以上方向一般采用方向观测法（或全圆观测法），第一个方向测 后，顺序测其他方向，最后测一圈回到第一方向闭合观测（也叫 归零，两次观测一般有差异，称归零差）。例：下为一个测回测 角方法，a为仪器架设测站点，B、C为测量照准方向点，a为测 量角度。盘左（半个测回）：方向AB为 0 00, 00方向 AC 为 46 03 12盘右（半个测回）方向AC为 226 03 18方向 AB 为 18 0 00 06一个测回方向值为（盘左+盘右T80 ） -F2（规范要求限制的照准误差2c=盘左-（盘右-180 ）,查规范超限 须进行重新测量。）方向 AB 为 0 00 03方向 AC 为 46 03 15实测角度a值为46 03 151.1.3经纬仪测量规范指标： 水平角方向观测法的技术要求等级仪器精度等级测微器两次重 合读数差（）半测回归零差（）一测回内2c互差（）同一方向值各 测回较差（）四等及 以上1级16962级38139一级及以下2级一1218126级一18一24视准轴误差（仪器的视准轴与水平轴不正交产生的误差）2c 检测通过方向观测按2c二盘左-（盘右T80 ）计算后与表进行 比较，合格数据才能使用。 照准部旋转轴正确性指标：管长水准气泡调平后旋转各位置的 读数较差，1级仪器不应超过2格、2级不应超过1格、6 级不应超过 1.5 格. 水平轴不垂直于垂直轴之差指标（又称水平轴倾斜误差，是仪 器水平轴与竖直轴不正交产生的误差） ：1级仪器不应超过 10， ,2级不应超过 15， 6级不应超过 20。（主要由检 测单位检定），自检方法简述如下；a、设置目标：先安置仪器，在距仪器5m以外的竖直墙面 上设置两个目标，在水平线上下各设置一个高点 ，一个低点。两 点的垂直角的绝对值应大致相等且大于 3，差值不得超过 30。b、测定方法:a）观测高低两点的水平角 6 个测回，每测回间更换水平度盘 和测微器读数（变化观测起始方向度数值），对于 J2 型仪器为：180 /m+i/2+i/2m式中 m测回数；i水平度盘最小分划值,每一测回用盘左、右观测，在6 测回中，前 三个测回照准部均按顺时针方向旋转，而后三个测回照准部按逆 方向旋转。观测限差为 2c 互差按高、低点在测回间分别比较， 对于J2型仪器应小于10 ；各测回角值互差J2型仪、器应小于 8；对于超出限差的测回，应进行重测。b）观测高、低点的垂直角a高a低，用中丝法测三个测回, 垂直角和指标差互差均不得超过 10，对超限测回应重测。c）最后结果计算：水平轴不垂直于垂直轴之差值：i = l/2（cs-Cfc） ctganncs=l/2n （2c）饨=1/2n（2c）快限差：i的绝对值，对于J22型仪器不应超过15。1.1.4. 经纬仪垂直度观测方法：施工中高度20m以下建筑垂直度控制常用经纬仪观测完成，如现浇楼柱、安装钢结构立柱等的abed、cdef为钢结构立柱的两个垂直度观测面，00，、PP， 为两个垂直度控制线，AB、CD为正交安装轴线，安装完成后0 点与 B 点重合， P 点与 C 点重合，钢结构安装测量控制如下： 土建轴线交验：安装前土建施工移交轴线（图AB线、CD列）, 立柱安装验收轴线，合格后进行安装施工。 确定00、PP安装垂直度控制线：立柱制作中各尺寸均有 偏差，垂直度控制线不能按照ab、ef进行安装，通过a点与b 点分中标出 0点， c 点与 d 点分中标出 0；同理分中标出 P 点、 P点，最终确定00、PP安装垂直度控制线。 架设经纬仪2台同时观测：分别在A点、D点（最好在轴线上） 架设2台经纬仪并整平仪器，立柱开始吊装，底部0点与B点重 合，P点与C点重合并固定。经纬仪按照一测回法进行观测，先 盘左照准0 （B）点或P （C）点，仪器固定方向并锁住水平转动， 仪器照准部垂直向上转动，照准0点或P点，0点或P点 不在垂直视线上，调整立柱上部，直到0点或P点与垂直视 线重合，初步固定立柱上部。然后经纬仪盘右按盘左方法观测， 如有偏差调整0点或P点至仪器垂直视线距离的一半（半 距法），垂直度观测完成。实际要进行立柱另两个面的垂直度控 制才能完整的进行垂直度控制。 立柱安装最终固定后，应进行立柱垂直度竣工测量，测量出竣 工垂直度偏差。1.2光电测距仪：测量距离有直接量距（钢尺量距）、光学量距 （视距测量）、物理法（光电测距）、 GPS 定位等方法。光电测距 仪主要测量地面两点间的水平距离和斜距，一般与经纬仪 组合（或连体）进行测量，全站仪的使用，使单一测距仪基本没有使 用。1.2.1测距仪的测距原理是仪器在测站发射光波（激光、红外 光等），目标设光反射镜（棱镜）将光波反射至仪器，反射的光波 仪器接收，仪器记录光波发射到接收的行程时间，则 D=1 2ctD 为测量距离， c 为光速， t 为记录的光往返行程时间。1.2.2测距仪规范划分短程测距为3km以下，中程为315km;1.2.3.测距精度指标主要看标称精度m =a+b X D(mm)mDD 为测距中误差，a为标称固定误差，b为每公里比例误差系数，D 为测距公里长度。根据测距仪出厂标称精度的绝对值，按 1 公里的测距中误 差，测距仪的精度分为3级。小于5mm为I级、510mm为II级、 1120mm 为III级。规范测距主要技术指标控制网等级仪器精度等级每边测回数一测回读 数较差 (mm)单程各测 回较差 (mm)往返测距较差往返三等5mm级33W572 (a+bD)两倍仪器出厂标定精度10 mm级441015四等5mm级22W5710 mm级331015一级10 mm级21015二、三级10 mm级110151.2.4. 测距反光镜(棱镜)要设置棱镜常数，仪器要进行设置。棱镜常数是光发射的棱镜面到棱镜架设点的距离，一般为 -30mm 和 0mm 两种情况。1.2.5测距仪测距指标：测距指标按要求定期送有资质单位进 行检定，测距检验条件要求狠高，没有自检项目。实际监理检查 中需要进行自检内容我认为主要是： 测距仪在固定误差的检测：如图示，AC约150m长的任意一段 直线（一般在 A、C 两控制点上）， B 点为直线中间任意点，仪器 分别架设A、B两点，设水平距离为D，测距固定误差为K,检ij测K值。AAAABC设站A：测量AB距离二D + K测量AC距离二D + KABAC设站B：测量BA距离二D + K 测量BC距离二D + KBABC判断及分析：首先测量 AB 距离严格与测量 BA 距离相同（测量差 值小于1mm），如果差异大说明有其他误差，无法确定固定误差K 值。没有差异进行下步工作。测量 AB 距离=测量 BA 距离+测量 BC 距离,则有：D + K= （D + K ） +（D + K）则有：ABBABC= D （D +D ）ABBA BC如果 K 大于二倍的标称精度，说明仪器有固定误差，须进行调整。 实际监理检测时发现一是施工方测量人员把棱镜常数用错，可用 此方法检测出来。二是固定误差 K 值可用棱镜常数加以修正。 测距目标棱镜架杆的检测：精密测量棱镜应使用三脚架基座对 中目标控制点中心（如控制网检测），其他测量检测使用三脚架 杆对中控制点、轴线及测量放样点检测，三脚架杆的垂直度须随 时进行自检校正。三脚架杆垂直度由竖直圆水准气泡进行控制， 调整圆水准管轴与架杆轴平行，检测方法为：a）架设经纬仪及调平，离仪器10m左右将三脚架杆调平架设好。b）经纬仪照准棱镜中心，然后垂直向下照射杆尖，若杆尖偏离垂直视线则架杆不垂直，须调整气泡（架杆转 90 度同样进行另一 方向垂直度检测）。c）进行气泡调整，将架杆调整到仪器垂直视线，水准气泡偏离, 校正气泡居中（架杆转90 度同样进行另一方向校正）。反复几次 检测校正后，没有仪器垂直视线偏离情况，校正完成。1.2.6、测距注意事项 气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。 测线应尽量离开地面障碍物1.3m以上，避免通过发热体和较宽水面的上空。 测线应避开强电磁场干扰的地方，例如测线不宜接近变压器、咼压线等。 镜站的后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。 要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机内，将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。1.3全站仪;目前全站仪使用常规化，也是监理测量检测中使用 和掌握的主要仪器内容。全站仪实际是经纬仪和测距仪的功能组 合，其特性和仪器相关精度指标要求与经纬仪和测距仪一致，仪 器自检内容也没有区别。全站仪种类较多，仪器主要为照准部和电子面板输入部分组成， 外观及操作与经纬仪基本相同，可进行水平角、垂直角，距离和 三角高程等测量。1.3.1全站仪架设（与经纬仪相同）： 安置仪器a）仪器三脚架放置测站控制点，脚架顶面大致平整，面上仪器连接螺栓大致在控制点位上（常用石子在连接螺 栓底做自由落体，看是否石子落在控制点上来调整脚架位置）； b）从仪器箱取出仪器与脚架连接螺栓连接（仪器螺栓未连接时仪 器手提柄不能松手，以免仪器滑落） ,仪器置脚架顶面中固定紧 密，通过仪器光学对中器看控制点是否在视线分划板中心区域， 若不在视线内，则用脚架再调整对中器，直到对中器中分划板中 心看控制点； 用仪器光学对中器对中：调整平脚螺旋（如下图）：+TB测站控制点T为仪器光学对中器中心，A、B、C为基座整平脚螺旋，调 平原理是先AB（或AC、BC）两螺旋组合（线）调整，后再C （或B、 A）单个（点）调整，AB（或AC、BC）（线）调整时A与B （或A与 C、 B 与 C） 螺旋互为反向旋转。通过AB调整，光学对中器中看到控制点沿AB方向移动， 再调整 C 螺旋，控制点沿 C 方向移动,反复前面步骤，直到光学 对中器的T点与控制点重合（注：此时仪器气泡没有调到水平）。 整平：将仪器对中调平的主要步骤，a）粗平（调圆气泡）： 分别升降仪器三脚架任意两个脚（第三个脚不能调），使圆气泡 居中，看光学对中器中控制点是否与T点重合，没有重合再从 步进行，直到光学对中器中控制点与T点重合。b）精平（调长管 气泡）如步图中整平螺旋的调整。仪器机头旋转，使长管气泡 轴与AB螺旋（线）方向一致，调A、B螺旋，使长管气泡居中。 仪器机头在转 90度，调 C 螺旋使长管气泡居中，在转回仪器机 头调AB螺旋，反复几次后直到长管气泡居中。c）如不能调到位， 则在规范范围内则按半格法调整，圆长管气泡水平时，旋转机头 180 度，如偏离1 格位置，则向调平方向调回半格；如超过规范 范围气泡偏位太大，则须送仪器检定单位校正。1.3.2全站仪测量：各种全站仪的操作、测量原理、使用 功能大同小异，主要差异是程序及功能设置和测量精度不同。监 理检测实际须掌握的仪器操作主要为仪器建站模式、仪器测量模 式、仪器放样模式三种。各种全站仪共有功能及差异分析：a）开机（ON）与关机（OFF）：少数开关机独立设置按键，大多 数开关机共一键（一般红色键），开机短按开机键，关机一种长 按开机键，一种按开机键后，再按确认键。b）正常屏幕显示：开机后多数仪器进入正常显示屏，少数 仪器出现温度（T）、气压（P）、棱镜常数（K）等测量作业参数界面， 确定和更改测量作业参数后须将仪器照准镜竖向旋转 1 圈，屏幕 才出现正常显示屏；正常显示屏一般设置 4至5个页面，用仪器 上下按键进行翻页；各页面设置大体为： （a）XYZ 坐标界面， （b） 水平角（HA）、垂直角（VA）界面，（c）水平距离（HD）、斜距（SD）、 高差（VD）界面等。c）输入（或确认键）（ENT）和退出（ESC）（返回）键：输入 数据及进入某一程序和功能条文按确认键，如按错了仪器任何 键，则可多次按退出（返回）键返回到正常屏幕显示（监理在操 作仪器中一定要注意，使用任何仪器在按键时出现不明白的界面 内容，多次按退出键返回正常界面，否则会无意造成仪器检定和 配置参数改变，导致测量仪器不能使用和重新检校）。d）上下左右键：数据输入，修改，屏幕翻页、进入指定程 序和功能等按键。e）测量功能键：主要有直接有测量键和屏幕底排提示测量 功能字幕所对应按键两种。f）建站、放样部分：一般仪器设置在程序里和模式键里查 找，有的仪器则专门设置按键，但监理人员一定要知道从哪里调 用。仪器测量建站模式（STAN） : a）建站是仪器架设在已知的 控制点上，通过已知方位角（正北方向角）或另一个已知坐标建 立仪器与实地的测量关系。仪器建站必须满足条件（a）实地有两 个及以上的已知坐标点；（b）实地至少有一个已知坐标点和该已 知坐标点的定位方位角（正北方向角）。b）测量建站的目的是确定仪器的坐标体系与实地坐标体系 一致，也可以认为仪器建站后的水平角0 00 00的方向为实 地正北方向。建站的作用是能将设计图的坐标及建筑位置通过测 量放置在实地上。建站方法：业主提供两个已知点坐标A（X、Y、Z ）和B（X、A A ABY、Z）,仪器在A控制点架设、对中、整平后开始建站，仪器屏BB幕调出测站功能，依次输入 A 点号、 X 、 Y 、 Z ，按确认键，A AA仪器屏幕此时提示输入后视坐标，按确认键，依次输入 B 点号 X、Y，按确认键后仪器屏幕提示照准目标B控制点，照准目标BBB,按确认（或测量键）；通过测量坐标，屏幕显示坐标B（X、BY 、 Z ）的测量值，与提供 B 控制点坐标比较（主要比较平面坐 BB标 X、 Y 值， Z 值为高程一般没有进行设置），偏差在测量误差范 围内，建站工作完成。少数仪器建站采用先输入测站坐标、后视 坐标等测量参数后，瞄准目标，直接按确认（或测量）键，建站 完成。 测量模式（MC）：吏用测量模式是在上述建站模式的条件下进 行（除测量距离外），少数仪器屏幕外设置测量键（跟踪测量键）， 多数仪器是屏幕显示最下排有标识指示（如测量、记录等），在 标识指示下方对应的按键作为测量键等（如 F1 键为测量键）。通 过屏幕翻页与测量键配合，可进行水平角、方位角、坐标、水平 距离、斜距、高差等测量工作，显示测量数据。监理检测中要学 会收集设计数据与记录相对应的测量数据，并进行相应差值比 较，通过规范限差评定测量成果是否满足要求。 测量放样模式（S-O）:使用测量放样模式必须在上述建站模 式的条件下进行，监理实际检测中应用较少，主要施工放样吏用 多。放样模式少数仪器设置在按键上，多数仪器设置在程序或菜 单内，多采用坐标法进行放样，其基本方法：a）从设计图纸及设 计参数计算收集放样坐标。b）仪器建站复核控制点满足规范要 求。c）进入坐标放样模式。d）输入放样点坐标，按确认键后，屏 幕出现放样角度差值。）仪器目镜转至角度差值为0 00 00 时，为仪器放样的方向并锁定仪器，测站人指挥架设目标棱镜的 人在放样的方向上（左右移动目标棱镜）为止。f）对准目标棱镜 测量，屏幕出现目标距离偏差，正（负）偏差向仪器方向内（外） 移动目标棱镜，重复对准目标棱镜测量，直到距离偏差为 0，放 样点地面标识。g）放样过程a） f）须多次重复，放样准确性及 精度随之提高。h）转换成测量模式测量放样点坐标，与设计坐 标进行比较，合格进行确认。 三角高程测量模式：测量距离精度提高，应用全站仪测量高程 几乎代替水准测量的方法，规范也列三角高程可用于四等精度测 量。实际我在几年监理高程检测中，认为应用全站仪检测高程能 达到水准测量精度仪器，特别推荐监理人员掌握这项技术。a）三角高程测量原理：如图，测站为A点，后视点为B，ABf 为水平视线（常规设置仪器竖角读数为90时）。已知A点高程 Ha，A与B的三角高差%，测量B点高程值Hb（b）计算三角高差V二测量水平距离ABX tgeBB二测量斜距距离ABXSine（c）计算B点高程值H=A点高程H+计算三角高差VBABBb）全站仪测量高程：由于仪器设站整平后，仪器高是固定的，三角高程测量目标采用固定高度架杆棱镜（镜高高度在一个测站设置后不能改变，否则不能测量高程）。具体测量如下： （a）高差法：如图，仪器架设C点，已知A点高程叫，测量B点高程 H 。B仪器整平，仪器屏幕进入测量高差界面，目标镜高设置为2m（本次固定后不能改变），先架设于A点，测量高差并记录V。CA目标棱镜架设B点，测量高差并记录VCB计算AB两点高差V =V -VAB CA CB计算B点高程H=H +VB A AB如有其他点（D点等）可按上述方法测量计算D点等高程,V =V - V ; H=H+VAD CA CD D A AD（b）坐标法：如上图，基本要求及测量方法与高差法相同，只是仪器屏幕设置在测量坐标界面。通过测量和记录 Z 的数据，则V =Z - Z ；H=H+VAB A B B A AB 其他常用模式（可以不进行建站或任意建站进行测量）主要有:a）测量实地面积，通过依次测量实地闭合图形边线坐标，测量出 面积，边线坐标点测量越密，测量面积越精确。b）对边测量：仪器进行测站以外任意两个点的的距离，实际中测量地形横断面时应用较多。c）悬高测量：测量悬在高空，人员无法上去目标一个点与目标垂直到地面的高度，精度级别较低。一般测量高压线与地面的高度， 烟囱顶至地面高度等。1.4水准仪：一般由望远镜、管状水准器或补偿器、竖轴、基座等组成。目前水准仪多为自动安平仪，主要有S、S等精度型13 号。水准仪上圆水准器作用是使竖轴铅垂，长管水准器作用是使 望远镜视轴水平（注：自动安平没有长管水准器）。水准仪型号DS0 5DS1DS3DS10千米往返咼差中数 偶然中误差W 0.5mmW1mmW3mmWlOmm主要用途国家一等 水准测量 及地震监 测国家二等 水准测量 及精密水 准测量国家三、四 等水准测量 及一般工 程水准测量一般工 程水准 测量1.4.1水准仪测量原理：仪器设置水平视线，架设在两测量水准点中间，分别在水准点上放置水准尺读出两测量水准点读数 （已知点到仪器水平距离为前视距，未知点到仪器水平距离为后 视距），计算两点高差。主要目的通过已知水准点高差测量计算 所需的未知点高程。如图示：A（已知点）仪器点已知A点高程H，测量B点高程H两点高差为AB ，。 仪器架设、调平整平、照准目标。 读A点水准尺面读数AA；读B点水准尺面读数BB, 测量两点高差V二读数AA读数BB,AB 求出B点高程H=H +VB A AB1.4.2水准测量规范指标： 高程控制点间距，一般地区应为13km,工业厂区宜小于1km,但一个测区及周围至少3 个高程控制点。 水准测量技术要求：等级每千米咼 差全中误 差（mm）仪器型号水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差（mm）与已知点联测附合或环线平地山地一等2DS1因瓦往返往返各一次4 VL三等6DS1因瓦各一12 VL4 VN四等10DS3双面次往一次20 VL6 VN五等15DS3单面30 VL注：L为往返测段、附合或环线水准线路长度（km） ;n为测站数。 水准仪视准轴与水准管轴夹角（i角）DS1小于15 ； DS3小 于 20。 四等水准观测技术要求视线长度100m；前后视的距离较差5m；前后视的距离较差累积10m；视线离地面最低高度0.2m；1.4.3. 水准仪i角检验：水准仪视准轴与水准管轴夹角（i角） 是水准测量的误差来源，规范要求测量中要进行自检（一般 15 天自检一次），超规范要求须校正。 i角误差对高程的影响：如图示，视线为A B ,导致测量读数误差A点为A A和B点为BB，如果水平视距AO与BO不相等，根据1.4.1、节中高差计 算原理，高差i角误差W二读数误差Az A一读数误差Bz B。AB前后视距相差越大，高差误差 W 越大，前后视距相等， W 可相ABAB互抵消为零。 水准仪i角检验：设正确高差V , i角最大影响高差V ,ABABa）仪器架设两水准点中间（或选择两固定点也可测量），前后视 距基本相等。由条所述，咼差i角误差W为零，此时可测量AB计算出正确高差 VAB。b）器架设其中的一个水准点（距离 1m 处），前后视距差为最大 时，测量i角最大影响高差V 。ABc）= V 一V则可计算出i角：ABAB，tg（i角）二高差i角误差W 一（两水准点水平距离一2）AB i角问题仪器的使用:a）i 角超过规范要求须送仪器检定单位进行检校。b）采用前后视距等距进行水准测量，可消除i角引起的误差。第四章 测量检测及计算1. 测量原则：测量检测中几个重要原则，监理人员始终要控制和 掌握的。1.1. 测量控制网（点）：测量控制网分平面控制导线网（点）和 高程控制水准网（点），布网原则是： 先总体后局部，先咼级网（咼等级精度）后逐级加密网（低 等级精度）。这里说的是控制网整体网的精度，一般加密整体网 的精度没有前一级控制网精度咼。 同级导线边长基本一致,导线相邻边边长差异不大于2/3。 主要考虑测量观测时仪器望远镜调焦产生视线误差，测距精度不 同等。1.2. 设站测量：建站测量、放样作业中应遵循的基本原则： 减少误差原则：后视长向边检测（放样）短向边（测量有 一定的控制范围）。 复核原则：测量（放样）作业完成前后要与控制点闭合， 复核无误后才能确定测量过程的准确性（主要发现测量中间过程 仪器是否变动，测量准确性判断）。 仪器：自校原则；仪器每次使用或定期需对规范要求的重 要指标进行自检自校，如经纬仪2c、水准仪i角等，不能自校 的需送有资质检定单位检定。2工程测量控制网检测：平面控制和高程控制。2.1. 平面控制测量：随着全站仪的广泛应用，实际工程控制网主要为 导线（点）网，三角网的形式基本没有，本篇只介绍导线（点）网的 检测、计算、评定。2.1.1. 导线（点）网的形成（施工加密控制（点）网）： 施工加密控制网：工程开工前业主提供首级控制点（至少2个以上 的坐标控制点）资料，并进行施工、监理三方实地交桩。施工依据首 级控制网在施工部位埋设加密控制点，施工加密控制网的布设采用导 线（点）网的布设形式，并与首级控制点联测闭合，数据处理及平差， 进行测量成果评定，满足测量规范要求后使用。 施工加密方格网：依据首级控制点或施工加密控制网建立的正方形 或矩形施工控制网，一般为厂房轴线平行布置，相对精度较高。2.1.2. 工程施工（加密）控制网的特点：控制的范围较小，控制 点的密度较大，精度要求较高。使用频繁。受施工的干扰大。 坐标体系与首级网一致（有的也转换成施工坐标，但提供坐标换成公 式）。首级高程体系与施工一致。分两级布设控制网，次级网可 能比首级网的精度高（主要指控制点整体相对精度）。2.1.3. 导线（点）网的作用：使用导线（点）对施工部位轴线及其他 放样进行测量平面位置控制，保证施工部位的相关位置，尺寸符合设 计。2.1.4. 导线（点）网的定义：导线是将一系列测量控制点，依相邻次 序连接而构成折线形式的平面控制图形。由一系列导线元素构成：导 线点，是导线上的已知点和待定点；导线边，是连接导线点的折线边； 导线角，指导线边之间所夹的水平角。与已知方向相连接的导线角称 为连接角（亦称定向角）。导线角按其位于导线前进方向的左侧或右侧 而分别称为左角或右角，并规定左角为正、右角为负； 导线（点）网的形式：2.1.5. 闭合导线：起止于同一已知点的环形导线。如图示，粗线为首级控制点（两个已知点），细线为施工加密点（3 个未知点）。附合导线：起止于两个已知点的导线，或者说起始于一个已知点而 终止于另一个已知点。如图示，粗线为首级控制点（四个已知点）， 细线为施工加密点（4 个未知点）。 支导线：是从一个已知 点出发，既不附合于另一个已知点，也不 闭合于同一个已知点。如图示，粗线为首级控制点（两个已知点）， 细线为施工加密点（2个未知点）。2.1.6. 导线精度问题：在同级首级控制点加密情况，附合导线和闭合 导线精度要高于支导线精度，附合导线和闭合导线可进行平差提高控 制点精度，支导线则不能平差（没有闭合条件）。从图形条件附合导 线最佳：闭合导线没有首级控制点方位角闭合，导线加密点方向不稳2.1.7.规范中导线测量主要技术要求：等级导线长 度（km）平均边 长（km）测距相对中 误差测回数方位角闭 合差（）导线全长相对 闭合差1 级 仪器2 级 仪器三等1431 /6103.6 Vn1 / 55000150000四等91.51 / 80000465 Vn1 / 35000一级40.51 / 30000210 Vn1 / 15000二级2.40.251 / 14000116 Vn1 / 10000三级1.20.11 / 7000124 Vn1 / 5000注：n为测站数。2.1.8.导线测量（又称控制测量）及平差（简易平差）原理 导线测量:如图示（附和导线A、B、C、D四个点为首级控制点；E、F 为施工区加密控制点；各点连线表示连线点相互通视，箭向为导线计 算前进方向，依据前进方向的确定，角a为左角，右角为左角360 左角）。a）复核首级控制点：分别设站B、C控制点，测量记录A、D坐标和 AB、CD距离，分别计算AB、CD边长相对闭合差精度并与首级点等级 相应的规范指标进行比较，不符要求与业主沟通或重新提供控制点； 符合等级要求进行下步测量。如首级导线控制点为四等点：（a）四等导线规范指标（导线全长相对闭合差）为1 / 35000。（b）复核首级控制点AB边长相对闭合差=（实测AB边长-理论AB边长） 三理论AB边长=1 /N;（c）比较：如果1/NW 1 / 35000,认为合格，否则与业主沟通或重新 提供控制点；同样进行CD边长比较。b）导线测量：主要按规范技术要求测量导线所有边长AB、B1、12等； 测量导线角度左角AB1、B12、12C等（一般测量导线左角值，测量右 角后要换算为左角）。c）计算：计算首级控制点理论边长、方位角（见后面计算部分），计 算整理测量角度、边长等，填入导线计算表。 导线平差计算及评定;见附和导线左角测量计算表。a）测量角度（左角）填入观测角值栏、测量边长填入边长栏、起算已 知坐标和计算方位角填入（红字）栏。b）计算及导线简易平差：（a）计算方位角闭合差计算：如表中I）计 算出-12.28，并从导线测量技术要求中计算容许值。（b）闭合差值平差：每个测量角平均分配误差值（本例小数部分分 配给一个角），计算前进方向方位角。（c）计算坐标增量;通过方位角及测量边长分别计算坐标X和Y的增 量，填入表中增量栏。（d）计算坐标闭合差及导线全长相对闭合差：如表中II）计算出X 闭合差-0.027m ； Y闭合差-0.018m；导线全长闭合差0.032m、导线全长相对 闭合差 1/27000，并从导线测量技术要求中查相应等级容许值，本例按 一级导线技术要求比较。c）进行评定：本例按照规范满足一级导线技术要求；针对工程施工 相关施工规范，评定一级导线是否满足工程测量控制精度要求，如不 能满足要求须按上述步骤重新测量，或要求业主提供更高一级控制点 进行导线测量控制。附和导线左角测量计算上观测角值改正 数改正后角值方位角边长横坐标增量(mm)横坐标(m)点 号m计算值改正数XA5736.491B7378.916567.65832955523.283295555.28288.54-266.68391157334.1996300.984162502531625028200.28-154.306621402332.1966146.684104545231045455397.97166.251312C651827.1916312.947127311031273113D124940.196631.772725121912.28124940.19886.806-254.7382711512836259=a -n*180+工观测角=7.37 8.91-2*180+725.1219-360=12.4927.91起-a=12.4927.91- 12.4940.19=-12.28 V =-f /n f =10*(4)1/2=20:, 终已知p/艮容/fy=E -(Y-Y=599.455-(2137.5Y C BK20mm改正数-Vi=-(20/Ls) *Li附合水准路线高差闭合差调整原则是，高差闭合差以相反符号，按测段水准路线长度成正比例分配到各测段的 高差值上。计算检核：改正后的高差代数和等于终点高程与起点高程 之差。383.979-382.996=0.801 m 计算高程闭合差：1点测量高程二BM1高程+BM11的测量高差;2 点测量高程=1 点测量高程+ 12 的测量高差BM2测量高程=3点测量高程+ 3 BM 2的测量高差高程闭合差二BM2测量高程一BM2已知高程 高程平差：a)平地进行水准测量按水准视距长度与线路总长比例分配闭合差，进行高差改正。b)山地进行水准测量按水准测站总数平均分配配闭合差，进行高差改正。 评定：见上述水准仪内容水准技术要求表；按四等水准评定闭合差应小于a）平地20 V线路总长（km）、b）山地6 丁测站总数。2.2.3. 高程测量相关事项：（规范限定） 考虑对目标清晰度及读数准确，水准视线长度一般小于100m。 考虑仪器i角误差影响，一站水准测量前后视距要求尽可能相 同。 水准测量要进行闭合。3.测量数据：分理论（设计）测量参数和实测数据，包括平面位 置坐标和垂直截面高程。3.1. 设计参数及数据：监理测量检测中首先要收集设计及理论数 据。以便施工中进行检测，确定施工测量放样的准确性，判断能 否满足要求。3.1.1. 控制网成果收集： 控制网检测合格后，监理确认施工控制可以用于施工测量，测 量成果作为施工依据，监理要收集并经常检查施工是否使用合格 控制点，以免施工测量滥用控制点。使用临时点也要与两个合格 的等级控制点闭合，没有偏差才能使用。 要求施工定期进行控制点复测，控制点数据没有变化才能继续 使用，否则重新控制点的测量、评定。3.1.2. 设计数据收集：监理对设计数据收集作用主要核对施工报 验资料的正确性和现场实测检测的依据。首先依据设计平面布置 图确定位置和标识尺寸，通过结构图确定标高面，通过两种方式 取得测量设计数据： 设计电子版图扑捉坐标，图纸查阅高程。 根据设计参数编程计算。 全站仪设置程序计算。3.2. 测量数据：测量工作主要通过仪器测量获得角度、距离、高程等测量数据，主要特性是：3.2.1. 测量数据是按精度要求进行的测量工作，不满足精度要求 不能使用。3.2.2测量数据有误差，测量误差产生的原因主要有仪器误差、 观测误差、外界环境。按误差的性质可分为系统误差和偶然误差 两大类。误差的表示形式采用绝对误差与相对误差。3.2.3测量数据要与相应的理论值进行比较，以确定数据的可靠性和真实性，测量误差（）=测量值理论值4测量理论坐标计算：主要是三角函数公式计算 坐标转换 极坐标的公式 注：函数计算器中常用方位角计算、坐标增量计 算为 Pol（+键）（或 Rec （-键）。4.1. 坐标系统及计算：目前建筑业使用平面坐标系统为国家大地 坐标系和建筑坐标系二系统。国家大地坐标系为国家统一使用坐 标系；建筑坐标系根据建筑的具体建设情况确定，建筑坐标又称 设计坐标或施工坐标，设计图中要提供建筑坐标与国家大地坐标 转换公式；另外测量中只考虑局部相关位置的精度，根据情况建立独立的坐标体系，称为独立坐标系，但实际应用的很少。4.1.1. 测量坐标：定义正交坐标轴纵轴为X轴、向上方向为0 北方向，横轴为Y轴、向左方向为东方向，方位角为直线方向与 北方向的角度（注：与数学坐标系有区别，三角函数公式通用）。4.1.2. 坐标计算参数： 起点坐标：坐标计算要确定起点坐标，通过起点坐标的相关参 数计算所求坐标，起点坐标要根据计算需要自行定义，用0（X,0Y ）表示。0 方位角：导线边起点（i）至另一点（j）的方向与大地真北方向（顺时针）的夹角，用a表示。ij 距离：导线边边长（i点至j点）的长度，用S表示。ij4.1.3. 建筑坐标的计算：建筑坐标能直接表示出建筑物轴线方向 的尺寸关系，建筑坐标以建筑物a(Xl.Yl) b(Xl.Y2)c(X2.Yl) i d(X2.Y2)一个轴线方向为 0度方向（建筑坐标 0度方位角），所有建筑坐标的计算均为起点坐标与建筑物尺寸相加（减），或者说任意两个建筑坐标对应值相减直接求得（图 1）建筑物轴线向的距离尺寸（建筑物一个轴线方向不为 0度方向则与建筑物尺寸关系按大地坐标计算公式计算）。如图1 例： 方位角： a =a 180 =0； a =a 180 =90ca accd dc 距离：S =X-X ； S =Y-Yac 12ab 12 坐标计算：已知a（X , Y）点坐标，距离Sac, Sci；求出i点11坐标 i（Xi, Yi）是：Xi二X-Sac ； Yi二Yl+Sci （式中距离加减1注意坐标增量的方向）4.1.4. 大地坐标（任意坐标）计算：大地坐标0度方向（0度方位角）为地球真北方向，大地坐标计算采用公式计算（图 2）。方位角：已知a（X，Y）点，b（X，Y）点坐标；a点设为计算1 1 2 2起点坐标0（X，Y）00a 二a 土 180 二arctg（A YA X）ab ba=arctg（Y -Y） -F （X -X ）2 1 2 1（注： a 则按象限判断角度： 1 象限abA Y0，A X0 为a ； 2 象限A Y0，abA XV0 为a +180； 3 象限 A YV0，abA XV0 为a +180； 4 象限A YV0，A X0 为a +360 ）abab