市政工程测量PPT课件(共9单元)项目五--场地测量

项目五 场地测量市政工程测量0102全站仪应用小地区控制测量目录CONTENTS01大比例尺地形图测绘全站仪应用01任务引入2020年1月11日，由中国科学院国家天文台主导建设的500m口径球面射电望远镜（FAST）通过国家验收，标志着这项有“中国天眼”之称的重大工程项目正式交付国家使用。FAST的结构极其复杂，巨大的工程体量、超高精度的施工要求以及特殊的工作方式，给FAST的安装调试带来了严峻的技术挑战。调试团队设计了一系列富有创新性的技术应用。例如，通过采用基于全站仪、惯性导航、卫星导航的多系统数据融合测量技术，解决了FAST调试所涉及的工程测量、施工控制及安全评估等一系列技术难题。思考：全站仪是工程测量中常用的测量工具，它一般由哪些部件构成？具有哪些功能呢？1.1 全站仪概述1全站仪的基本结构全站仪集光电测距仪、电子经纬仪、数据处理与显示装置于一体。不同型号的全站仪，其使用方法略有不同，但其基本结构大致相同。下面以广州南方测绘科技股份有限公司生产的NTS-310型全站仪为例，介绍全站仪的基本结构。NTS-310型全站仪的基本结构如图5-1所示。其中，键盘和显示屏是全站仪主要的操控部件，其他部件的结构及功能与经纬仪相似。1.1 全站仪概述1全站仪的基本结构1仪器中心标志；2光学对中器；3水准管；4圆水准器；5脚螺旋；6基座紧锁轮；7显示屏；8键盘；9竖直制动螺旋和微动螺旋；10物镜；11电池盒；12水平制动螺旋和微动螺旋；13RS232电缆接口；14SD卡插口；15USB接口；16目镜；17望远镜把手；18目镜调焦螺旋；19粗瞄准器。图5-1 NTS-310型全站仪的基本结构1.1 全站仪概述1全站仪的基本结构1）键盘键盘是全站仪的操作界面，其按键分布如图5-2所示。键盘上各按键的名称与功能如表5-1所示。图5-2 全站仪键盘的按键分布1.1 全站仪概述1全站仪的基本结构表5-1 键盘上各按键的名称与功能1.1 全站仪概述1全站仪的基本结构表5-1 键盘上各按键的名称与功能（续）1.1 全站仪概述1全站仪的基本结构2）显示屏显示屏是全站仪的数据和功能信息显示窗口，显示屏中各符号的含义如表5-2所示。表5-2 显示屏中各符号的含义1.1 全站仪概述2反光棱镜组1）单棱镜组如图5-3所示，单棱镜组是将反光棱镜（以下简称棱镜）和觇牌组装在一起并安放于基座上的一种测量辅助工具。架设单棱镜组时，应先将其安放到三脚架上，松开伸缩锁紧螺旋，调节棱镜至合适高度后旋紧伸缩锁紧螺旋；然后利用基座上的光学对中器和脚螺旋进行对中、整平，具体方法与光学经纬仪相同；最后将棱镜的反光面朝向全站仪。图5-3 单棱镜组1.1 全站仪概述2反光棱镜组2）对中杆棱镜组如图5-4所示，对中杆棱镜组是将棱镜（或棱镜和觇牌的组合）固定在对中杆上的一种测量辅助工具。架设对中杆棱镜组时，应先将对中杆的下尖对准地面标志，张开两条架腿，调整到合适角度后将两条架腿踩实；然后用双手分别握紧两条架腿上的握式锁紧装置，拉伸或压缩架腿使圆水准器的气泡居中；最后将棱镜的反光面朝向全站仪。对中杆与棱镜连接的伸缩杆上有刻划，可根据需要调节棱镜的高度，对中杆与伸缩杆接口处刻划的读数即为棱镜的高度。图5-4 对中杆棱镜组1.2 全站仪的系统设置1初始设置1）温度和气压设置测量测区环境的温度和气压，根据测量值对全站仪进行设置，方法如表5-3所示。表5-3 温度和气压设置1.2 全站仪的系统设置1初始设置表5-3 温度和气压设置（续）1.2 全站仪的系统设置1初始设置2）棱镜常数设置光在玻璃中的传播速度要比空气中慢，因此光在反射棱镜中传播所用的超量时间会使所测距离比实际距离大，这个增大的数值称为棱镜常数（PSM）。通常国产棱镜的棱镜常数为-30mm，进口棱镜的棱镜常数为0。NTS-310型全站仪对棱镜常数的出厂设置为-30mm。若使用的棱镜与系统设置的棱镜常数匹配，则无须进行设置；否则，必须设置相应的棱镜常数，方法如表5-4所示。1.2 全站仪的系统设置1初始设置表5-4 棱镜常数设置1.2 全站仪的系统设置1初始设置3）倾斜补偿设置全站仪中安装有倾斜传感器，用于检测仪器的整平误差，系统将据此计算竖直角自动改正数，以对整平误差进行补偿，这种补偿称为倾斜补偿。当进行角度测量时，为了确保测量精度，应开启倾斜补偿功能。若提示补偿超限，则表明仪器的整平误差超出仪器自动补偿的范围，此时必须对仪器进行整平。此外，当仪器处于不稳定状态或有风天气时，竖直角的显示是不稳定的，在这种状况下应开启倾斜补偿功能。倾斜补偿设置的方法如表5-5所示。1.2 全站仪的系统设置1初始设置表5-5 倾斜补偿设置1.2 全站仪的系统设置2单位设置在“设置（1/2）”界面，按“F1”键进入“单位设置”界面，然后按“F1”“F4”键可分别对角度、温度、气压、距离的单位进行设置，可选单位如表5-6所示。表5-6 角度、温度、气压、距离的可选单位1.2 全站仪的系统设置3测量参数设置1）折光改正设置仪器在进行距离测量时，可根据系统设置的大气折光系数，对由大气折光和地球曲率所产生的测量误差进行自动改正。大气折光系数的出厂设置为，该值为通用的大气折光系数，当实际大气折光系数与该值不符或系统设置有误时，应进行折光改正设置，方法如表5-7所示。表5-7 折光改正设置1.2 全站仪的系统设置3测量参数设置2）竖直角读数设置竖直角的读数可以水平方向为零点起算（水平零），也可以竖直方向为零点起算（垂直零）。在测量前可根据需要选择合适的竖直角读数方式，方法如表5-8所示。表5-8 竖直角读数设置1.2 全站仪的系统设置3测量参数设置3）测程设置在不同的测程设置下，仪器会匹配不同的测量速度，具体如下。测程为02km，测程短，测量速度快。测程为05km，测程长，测量速度较慢。测量时应根据实际情况设置合适的测程，方法如表5-9所示。表5-9 测程设置1.3 全站仪的基本测量功能1角度测量1）水平角和竖直角的测量全站仪可同时测量水平角和竖直角，方法如表5-10所示。表5-10 水平角和竖直角测量1.3 全站仪的基本测量功能1角度测量表5-10 水平角和竖直角测量（续）1.3 全站仪的基本测量功能1角度测量2）盘左、盘右模式切换盘左、盘右模式切换的方法如表5-11所示。表5-11 盘左、盘右模式切换1.3 全站仪的基本测量功能1角度测量3）水平角设置若要以某一角度值作为起始方向测量水平角，可通过锁定角度值或输入角度值进行设置，方法如表5-12所示。表5-12 水平角设置1.3 全站仪的基本测量功能2距离测量1）测量方法进行距离测量前应预先设置温度和气压，并检查确认棱镜常数的设置是否正确。距离测量的方法如表5-13所示。表5-13 距离测量1.3 全站仪的基本测量功能2距离测量2）测量模式的转换距离测量的模式有连续测量、单次测量和跟踪测量三种，可在“距离测量”模式下，按“F2”（模式）键在三种测量模式之间进行转换，屏幕上将分别显示N，1，T标志。3）距离测设全站仪可根据预先输入值或前次测量值进行距离测设，方法如表5-14所示。表5-14 距离测设1.3 全站仪的基本测量功能2距离测量表5-14 距离测设（续）1.3 全站仪的基本测量功能3坐标测量表5-15 坐标测量1.3 全站仪的基本测量功能4程序测量表5-16 面积测量1）面积测量全站仪通过已知点（至少三个点）的坐标，可进行以内的面积测量，方法如表5-16所示。1.3 全站仪的基本测量功能4程序测量表5-16 面积测量（续）1.3 全站仪的基本测量功能4程序测量表5-16 面积测量（续）2）道路测量应用道路测量程序，可简单地定义一条直线、曲线或缓和曲线，然后根据道路设计确定的桩号和偏差对设计点进行坐标计算，以此作为测量基础或施工放样的依据。通过该程序可实现水平定线、竖直定线、道路测设、斜坡测设等功能。1.4 全站仪的使用注意事项在日光下测量时，应避免将物镜直接瞄准太阳，必要时应安装滤光镜。避免在高温或低温下存放仪器，亦应避免温度骤变。不使用仪器时，应将其装入箱内，置于干燥处；注意防震、防尘和防潮；长期不使用时，应将仪器上的电池卸下分开存放，且每月对电池充电一次。测量作业前，应全面、仔细地检查仪器，确认仪器各项指标、功能、电源、初始设置和改正参数均符合要求时再进行作业。仪器使用完毕后，应用绒布或毛刷清除仪器表面的灰尘；仪器被雨水淋湿后，切勿通电开机，应用干净软布擦干并在通风处放置一段时间。如发现仪器功能异常，应交由专业维修人员处理，不可擅自拆开仪器，以免发生不必要的损坏。NTS-310型全站仪采用激光测距，使用时不得将激光对准人的眼睛。任务实训-认识和使用全站仪1实训目的掌握NTS-310型全站仪的基本结构。掌握NTS-310型全站仪的基本操作方法。2实训安排场地：长度不小于70m的场地，选择高低不同的两个目标点A，B及测站点O。器材：NTS-310型全站仪、棱镜、记录本。人员：每组57人，其中2人负责操作棱镜，1人负责操作全站仪，其他人负责记录。任务实训-认识和使用全站仪3实训步骤1）认识全站仪在测站点O安置全站仪，其方法与经纬仪的安置方法相同。观察仪器的结构，记录全站仪的基本组成部件。观察键盘上各按键的分布情况，分析各按键的作用。2）使用全站仪使用全站仪测量OA和OB的竖直角，水平角，OA和OB的斜距、平距和高差，将测量结果填入表5-17，具体步骤如下。任务实训-认识和使用全站仪表5-17 全站仪测量记录任务实训-认识和使用全站仪3实训步骤2）使用全站仪（1）初始设置。在目标点A和B处安置棱镜，使棱镜的反光面对准全站仪。对中和整平全站仪，其方法与经纬仪的对中和整平方法相同。打开电源，进入“仪器自检”模式，将望远镜竖直转动360，使显示屏显示竖直度盘和水平度盘的读数。输入棱镜常数、温度、气压等参数。开启倾斜补偿功能。任务实训-认识和使用全站仪3实训步骤2）使用全站仪（2）角度测量。进入“角度测量”模式。瞄准点A，将水平度盘设置为00000，读取并记录点A的竖直角。转动照准部瞄准点B，读取并记录点B的竖直角和水平角。（3）距离测量。进入“距离测量”模式，测量模式设置为“单次测量”。瞄准点A，依次读取测站点距点A的斜距、平距和高差。瞄准点B，依次读取测站点距点B的斜距、平距和高差。测量完毕后关闭全站仪。小地区控制测量02任务引入雄安新区三等水准网和C级平面控制网经河北省测绘产品质量监督检验站检验合格并通过验收，于2019年12月5日正式启用。此后，在雄安新区范围内实施的各类建设项目、测绘项目等，将统一使用雄安新区三等水准网和C级平面控制网成果。思考：水准网和平面控制网是控制网的两种形式，它们是如何测得的呢？2.1 控制测量概述根据测量任务的精度要求来测量控制点的平面位置和高程，并以此建立控制网的测量工作称为控制测量。控制测量由一系列控制点组成的网状结构称为测量控制网，简称控制网。控制网在选定测量区域内，按照相关规范要求布设的一系列分布大致均匀且对整体具有控制作用的点称为测量控制点，简称控制点。控制点2.1 控制测量概述1平面控制测量1）平面控制测量的形式l（1）卫星定位测量。卫星定位测量是采用高精度卫星定位技术开展平面控制网的布设和测量。它通过多台接收机同时接收多颗定位卫星的信号，来确定地面点的三维坐标，具有测量精度高、速度快、操作简便等特点。目前常用的是GPS卫星定位测量。l（2）导线测量。导线测量是将地面上选定的控制点连接成折线或多边形，通过测量边长及相邻边的夹角来确定各控制点的平面位置。导线测量布点灵活，光电测距仪、全站仪的普及，使导线边长的测量极为简便，因此导线测量广泛应用于工程测量中。l（3）三角形网测量。三角形网是由一系列相连的三角形构成的平面控制网。2.1 控制测量概述1平面控制测量（2）城市平面控制网在城市区域布设的平面控制网称为城市平面控制网。它是国家平面控制网的延伸，主要为城市大比例尺测图、城市规划、工程建设和城市管理提供基本控制点。（1）国家平面控制网在全国范围内布设的平面控制网