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1、临沂市公路勘察设计院外 业 测 量一、测量学的基本概念与测量仪器的使用注意事项测量学是指研究如何测定地面点的平面位置及高程，如何将地球表面的地貌及其他信息测绘成图，如何确定地球的形状和大小，并将设计图纸上的工程构造物放样到实地上的科学。主要分为普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学、制图学等。测量在道路、桥梁工程建设中起着重要作用，测量工作必须遵循“从整体到局部，由高级到低级，先控制后碎部”的原则。前期的控制及地形图测量可为获得一条最经济、最合理的路线提供重要的数据支持，纵横断面、桥涵的测量可为设计提供必要的数据，并可指导施工。道路、桥梁、隧道竣工后，在营运阶段要定期进行变形观测，确保
2、道路、桥梁、隧道等构造物的安全使用。可以说，道路、桥梁、隧道等的勘测设计、施工、竣工后的养护维修各个阶段都离不开测量技术。作为一名路桥工程的专业技术人员，必须具备测量学的一些基本理论、基本知识和基本技能。随着测绘事业的发展，测绘仪器越来越先进，操作越来越简单，但现在操作人员往往不注意各种仪器的正确操作，扭动螺旋时用力过大，仪器使用间隙远离立镜点。测量仪器作为一种精密仪器，任何不正确的操作都容易增大测量误差和造成仪器的损坏。各种仪器一般都有其固定的操作程序。水准仪测量一般操作程序为：粗平、瞄准、精平、读数。但现今使用的水准仪大都为自动精平的，已基本省略了精平的步骤。但使用前应先检查仪器是否是自动
3、精平水准仪。全站仪作为目前使用的主要仪器，其一般操作程序为：对中、粗平、精平、观测。但其对中、精平一般需两次以上。经纬仪目前已基本不再使用了。各种仪器在使用过程中，对角螺旋、制动螺旋、望远镜头等均需轻微扭动，以免造成仪器的观测误差和损坏。水准仪、全站仪等测绘仪器是一种结构复杂、价格昂贵的精密仪器，如果仪器损坏或发生故障，都会给生产带来直接影响，因此必须严格遵守操作规程，正确使用。仪器在使用过程中一般应注意如下事项：1、对于新购置的仪器或者是首次使用仪器时，应结合仪器认真阅读仪器使用说明书。通过反复学习、使用，力求做到“得心应手”，最大限度的发挥仪器的作用。2、仪器的镜头不能直接照准太阳，否则容
4、易造成仪器损坏或者导致观测者眼睛受到伤害。3、在整个操作过程中，观测者不准离开仪器，以避免发生意外事故。特别是我们的项目大多是老路加宽改造，在公路上测量，车辆、行人较多，好奇者又较多，尤其需要注意这一点。4、仪器使用时发现问题，且勿擅自打开、拆卸或者修理仪器。5、仪器应保持干燥，在潮湿情况下使用或遇雨后应将仪器擦干，放在通风处，完全晾干后才能装箱。6、所有制动螺旋不可拧的过紧。7、全站仪在搬站时，即使距离很近，也应取下仪器装箱。8、全站仪充电时应按说明书的要求进行，使用对应型号的充电器，充电时达到充满既可，不要长时间插在电源上，电池不要弄湿。9、光学镜头不可直接用一般布或卫生纸擦拭。二、平面控
5、制测量与路线中线测量（一）平面控制测量1、控制测量的任务与基本内容控制测量的任务就是精确确定地面点的空间位置。由这些点位构成的网形称为控制网。其作用是作为较低等级测量工作的依据，在精度上起控制作用。控制测量的服务对象主要是各种工程建设、城镇建设和土地规划与管理等工作。这就决定了它的测量范围比大地测量要小，并且在测设手段和数据处理方法上具有多样化的特点。工程建设方面，根据建设进程，大体上可分为规划设计阶段（此阶段又分为可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段）、施工建设阶段和建设后营运阶段。每个阶段都对控制测量提出不同的要求。例如：在规划设计阶段需要建立适于测绘中、大比例尺地形图的测图控制网
6、，用于作为图根控制测量的依据，以保证地形图的精度和图幅间的准确拼接。在施工建设阶段，必须建立必要精度的施工控制网，以保证将设计要素精确的放样到实地上去。建后运营阶段必须建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用网，为能精确的测出建筑物的微小变形，要求变形观测控制网具有较高的精度。严格说来，控制测量作为一项工程，同样可分为三个阶段，每个阶段都有各自的任务。在控制网设计阶段的主要内容有可行性论证，估算起技术经济指标，撰写技术设计报告等。在控制网的施测阶段，主要内容是根据技术设计报告进行网的布设：踏勘选点、埋石、委托保管、观测、数据处理等。在使用阶段，主要是对控制网成果进行有效的管理，以便能够迅速、准
7、确的为各项工程建设提供有用的资料，此外还包括对网的维护和补测等。但在实际操作过程中，各阶段的分界线并不是十分明确，甚至是往往有些交叉。作为我们目前情况来说，其中省略了不少内容。2、控制网的布设形式平面控制网的布设形式主要分为三角网：在地面上选定一系列点位，使其相互通视，并按三角形的形式连接起来即构成三角网；三角网中的观测数据是网中的全部方向值；起算数据为起算边长、起算坐标、起算方位角。导线网：导线网是目前工程控制测量中最常用的布设形式，它可以是单一的附合导线或者闭合导线，也可以是由一个或多个节点构成的导线网；网中的观测量为角度（方向）和边长；起算数据为坐标和方位角。边角网和三边网：边角网是指测
8、角又测边的以三角形为基本图形的网，如果只测边而不测角即为三边网。实际上导线网就可以看作边角网的特殊形式；随着测距仪、全站仪等测距设备的完善和普及，导线网和边角网得到了广泛的应用，已基本上代替了三角网作为等级控制；由于在测站上完成测边比完成测角要容易的多，因而在设备和现场条件允许的情况下，大多采用完全测边网。在精度要求较高的情况下，可采用部分测角或边角全测的边角网。GPS网：进入90年代后，随着GPS定位技术在我国的引进，到目前为止，GPS和GPS RTK定位技术已成为我们控制测量的主要技术手段；作为高自动化、高精度的测量方法，它带来了测量技术、测量方法的一次革命性变革。3、导线测量导线测量作为
9、我们目前最常用的一种方法，我们进行着重介绍一下。导线测量在公路、铁路水利、地下工程等带状地区、隐蔽地区的控制点测量中应用最为广泛。将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图形称为导线。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角，根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。导线根据测区的不同情况可布设成闭合导线、符合导线、支导线三种形式。闭合导线：从一已知点出发，最后仍回到这一点，组成一闭合多边形，需要已知起始点坐标和起始方位角，可采用附近高级控制点或者假定。闭合导线多用在面积较宽阔的独立地区作测图控制。附合导线：从一对高级控制点出发，最后附合到另外一对高级控制点上。多用在带状地
10、区作测图控制，并广泛应用于公路、铁路等工程的勘测施工。支导线：从一控制点出发，既不闭合也不附合于已知控制点上。闭合导线和附合导线在外业测量与内业计算中都能校核，因此是布设导线的主要形式。支导线没有校核条件，差错不容易发现。但目前我们在路网改建的平面控制测量中沿线国家高级控制点极少且距离较远，受地形条件和设备的影响，我们多采用支导线形式布设控制网，这就需要我们在测角、测距时要小心仔细，角度按两个测回测设以减少误差。控制点要放在通视条件好，不易被破坏的地方，栓桩要求准确，醒目明显。严格执行中华人民共和国行业标准公路勘测规范JTJ061-99。测量成果精度均应满足该规范规定。测量记录应现场立即记录，
11、字迹要清楚，整齐，不准涂改，字改字，转抄；不准伪造数据以符合精度。4、GPS系统简介：GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的简称，该系统是美国国防部研制的以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。现在共有24颗卫星在工作，在地球表面任何地方任何时刻，在高度角15度以上，平均可同时观测到6颗卫星，随着美国政府取消了限制民用精度的“SA”政策，进一步提高了民用精度。GPS系统的建立为测绘工作提供了一个崭新的定位测量手段，GPS导航定
12、位具有定位精度高、观测时间短、测站间无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候作业、功能多应用广等显著特点，因而在城市与工程控制网的建立、更新与改造中得到了日益广泛的应用。随着GPS技术不断成熟，公路、铁路等线路勘测也逐步开始应用该技术。线路控制网大多以狭长形式布设，并且有很多工程是穿越山林，周围已知控制点较少，使得传统测量方法在网形布设、误差控制等多方面带来很大问题，同时作业时间也比较长，直接影响了工程建设的正常进度。GPS技术应用，使其测量效率及测量精度得到了可喜的提高。目前线路测量中应用GPS技术主要有两种情况，一种是应用GPS定位技术替代导线测量；一种是应用GPS定位技术加密国家控制点
13、或建立首级控制网。现在RTK技术的发展，甚至可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速的测定地形点、地物点的三维坐标，为地形图测量和中线测量提供了更便捷的方法，采用RTK技术进行测图或者放样时不需点间通视，仅需一人背着仪器在要测的点位上呆上几秒钟即可完成，大大提高了测图和放样的工作效率，在其有效的接收范围内，基准站不需要搬迁。（二）路线中线测量路线中线测量是通过直线和曲线的测设，将道路的中线具体的测设到地面上去，并测出其里程。随着测设技术的发展，我们目前所指的中线测量主要是指中线放样，横断面的测量，在控制及地形图测量完成后采用先进的计算机技术一般先在计算机上定出路线的
14、走向，并计算出沿线中桩坐标，然后采用全站仪或者RTK技术将设计数据放样到实地上，测出横断，中平后即可完成中线测量。由于测量设备的发展，现在基本都是采用极坐标法进行放样。中桩放样时应确保点位准确，纵横误差应满足规范要求，后一测站对前一测站所放中桩要有校核，中桩处应写有明显标识。测设时里程桩可分为整桩和加桩，加桩可分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩，加桩要准确，使纵向地面线能准确反映实际地形起伏情况。三、高程控制测量及路线纵横断面测量（一）高程控制测量在建立好平面控制网后必须建立相应的高程控制网，要布设高程控制网，首先必须建立一个统一的高程基准面，所有的都以这个面为零起算，也就是以高程基准
15、面为零高程面。由于大地水准面所形成的体形是与整个地球最为接近的体形，因此通常采用大地水准面作为高程基准面，我国以青岛验潮站为基本验潮站，并推求其平均海水面作为我国的高程基准面，现在根据19521979年间的验潮资料计算确定的高程基准面成为“1985国家高程基准”。高程测量按使用的仪器和测量方法来分有水准测量、三角高程测量、气压高程测量三种。水准测量是高程测量中最常用的方法。我们平常也主要是采用水准测量。水准测量的原理是利用水准仪的水平视线，在已知高程点和未知高程点上竖立水准尺并读取读数，测定两点间的高差，从而可由已知点的高程推算出未知点的高程。水准点是通过水准测量方法获得高程的高程控制点，在我
16、们路线测量中通常用BM表示。在水准点之间进行水准测量所经过的路线称为水准路线，水准路线可布设成以下几种形式：闭合水准路线，从某一已知水准点BM1开始，沿各高程待定的水准点进行水准测量，最后仍回到原出发水准点BM1，成为闭合水准路线。该测量所得各段的高差总和理论上应等于零，可以作为水准测量正确与否的检验。附合水准路线，从已知水准点BM1出发，沿各高程待定的水准点进行水准测量，最后符合到另一个已知高程的水准点BMn上，称为附合水准路线。该测量所得各段的高差总和理论上应等于两端已知水准点间的高差，可以作为水准测量正确性与否的检验。支水准路线，从一个已知高程的水准点BM1出发，沿各高程待定的水准点进行测量，其路线既不闭合也不附合，称为支水准路线。支水准路线应进行往返水准测量，往返高差总和绝对值应相等，而符号相反，以此作为支水准路线测量正确性与否的检验。我们现在路网改建中高程控制测量由于沿线国家高等级水准点比较少，一般都是沿路线布设，采
