测量小知识

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§1  水准测量的原则
一、原理
利用水准仪建立一条水平视线，并于立在A，B两点的水准尺上截取读数a,b，则两点高差 。
若A点高程已知，则 称为后视读数， ——前视读数。
二、高程计算法
1、高差法
利用高差计算高程的方法，
2、视线高程法
利用视线高程计算高程的方法

三、连续水准测量
当A、B两点高差较大的相距较远时，安置一次仪器不能测定两点间的高差，可在沿A到B的水准路线中间增设ZD，依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定各点间的高差，最后取各个测点的代数和。

转点的概念
定义：起传递高程作用的临时立尺点
特点：其上有两个读数
临时选点
水准仪的使用
1、粗平：调脚螺旋使用水准气泡居中，竖曲船直
2、气泡在左手大拇指移动方向一致
2、瞄准
目镜对光 准量、照门、标尺三点一线
物镜对象
3、精平
4、读数
§2  水准测量的方法及成果整理
一、水准点
用水准测量的方法建立的高程控制点（BM）
均匀分布在全国各地，起控制高程的作用
长期保留设地面标志
二、水准路线
1、闭合
2、附合
3、支水准
三、水准测量的方法
1、观测程序
2、表格记录计算
铅笔记录，不准涂改，不准橡皮檫，不准转抄

测站        测点        后视        前视        高差
1        A        1.625                0.628
2                 1.784        0.997        0.573
3                 0.660        1.211        -0.311
4                 1.444        0.971        0.442
        B                1.002       
                5.513        4.181        1.332
四、水准测量的校核
1、测站校核
检查一个测站的错误，一个测站只测一次高差，高差是否正确无法知道，对一个测站重复效差的测定， 。
变更仪高法
双仪器
双面尺
后红=后黑+K
前丘=前黑+K
h丘=h黑
2、计算校核
用计算高差的总和检验各站高差计算是否正确。
3、成果校核
是水准测量消除错误，提高最后成果精度的重要措施
由于测量误差的影响，使水准路线的实测效益与应有值不符，其差值称闭合差。
闭合差=观测值-理论值（真值、高精度值）
闭合：
附合：
支水准：
容许误差：计算所得高差闭合差 应在规定的容许范围内，认为精度合格，
普通水准测量   
五、高差闭合差的调整与计算
通过高差闭合差的调整，来改正观测高差所包含的误差，用改正后的高差计算高程。
改正原则：按测站数（比路线长度）成正比，反长分配
步骤：
1、高差闭合差的计算


2、高差闭合差的调整
每站的改正数   
3、计算高程
测点        测站数        实测高差        改正数        改正高差        高程
1        8        1.234        0.009        1.243        200.000
2        6        0.345        0.006        0.351       
3        5        -1.599        0.005        -1.594       
1                                       
        19        -0.020        0.020        0       

§3、经纬仪的操作
1、对中
2、整平
3、瞄准
4、读数
田标准方向的北端，顺时针方向量到某直线的水平角度，称为方位角，其值 。
由真子午线北端起算的方位角称为真方位角A
由磁子午线北端起算的方位角称为磁方位角Am
由坐标纵线起算的方位角称为坐标方位角 。
根据两点的直角坐标，计算水平距离和方位角


       根据所求象限换成方位角。
导线测量
一、导线布设形式
导线：递增已知的高级控制点和所求的低级控制占布置或连续的折线形式，由导线点，导线也及转折角组成。
1、闭合导线，起点和终点是同一已知点。
2、附合导线：起点终点是不同的已知点。
3、支导线  直线形，没有多余观测，最多支2点，必须往返测。
二、导线的外业
选点、测角、量边、连测
1、踏勘选点及建立标志
收集控制点的资料，制定技术计划。
选点原则：
1）相邻点间通视良好，地势平坦，便于测角和量距
2）点位选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器，施测碎部
3）导线各边的长度大致相等
4）导线点应有足够的密度，且分布均匀，便于控制整个测区。
2、测角（测右角）
测日，半测日较差
3、量边
钢尺一盘量距往返丈量
4、连测
独立地区（只有一个控制点）测起始方位角
非独立地区（已知两个以上的控制点）测连接角 。
三、导线内业计算
按规定的表格计算，角度取至秒， 的数位与边长的小数位相 ，步之有校核。
（一）闭合导线计算
1、编号，将已知数据填入表格中。
2、角度闭合差的计算与调整

       

（反号平均分配给各观测角，不能均分时，短边所夹的角多分配一点）
3、方位角的椎算
           大于360     -360
               小于0       +360
         （校核）
4、坐标增量的计算及闭合量的调整。
1）坐标增量 的计算


2） 的计算与调整
        


导线全长闭合差
导线全长相对闭合差





5、计算坐标
                         （校核）
                        
（二）附合导线的计算
1.坐标反算
                    
2.由



        





3. 的计算


    (不包括AB.CD边)
四、导线测量错误的查找
1、 超限
> 容，角度测量出错。
分别从导线的两端计算两组坐标值，某一点的两组坐标值极为接退，则该点角度测错。
2、K超限
坐标增量闭合差超限时，说明边长测量有误。
计算
若某边的方位角与 或  极为接近，则该边有可能量错。

角度前方交会
局部地方用于加密控制点。
A、D、C为已知点，P为约定点。在A、B、C上设站，观测水平角 、 、 、 。则解 可求列P点的坐标。


           


角度测方交会：在已知点B和均求点P上观测 。

三、四等水准测量
一、三、四等水准测量的技术要求
1.视线长度        80m
2.视线高度          0.2 m
3.前后视距差        5 m
4.前后视距累积差    10 m
二、三、四等水准测量
1.观测程序
1）后视黑面，读上，下视距丝和中丝计数
2）前视黑面，读上，下视距丝和中丝读数
3）前视红面，读中丝读数
4）后视红面，读中丝读数
四等：后黑——后红——前黑——前红
2.测站的计算与校核
视距：D后（9）=（1-2）×100
D前（10）=（4-5）×100
前，后视距差d 11=9-10
前，后视距累积差 12=上站12+本站11
读数：13=6+k-7
14=3+k-8
高差：h黑 15=8-7
h丘 16=8-7
    17=14-13=15-16
h平=18= （15+16 ）
每页水准测量计算校核
高差          （偶数站）
   （奇数站）
视距    末站
成果计算：    容，对 进行调整计算


初测：在指定范围内布设导线，测量路线各方案的带状地形图和纵断面图，收集水文、地质资料，为低上定线，编制比较方案等初步设计提供依据。
定测：中线测量、纵断面测量、模断面测量、局部地区大比例尺地形图测绘。
中线测量
通过直线和曲线的测设，将路中线测设到地面上。
包括交点和转点的测设，转折角度测定，中桩测设及圆曲线测设。
一、交点和转点的测设
1、交点的测设
（1）根据与地物关系测设交点
在图上量出JD2至两房角和电杆的距离，距离交会测设JD。
（2）由导线和交点的设计坐标测高交点
由坐标反算方位角，边长，按极坐标，角度交会，距离交会测设点，D4、D5、JD8的坐标，反算 。
在D5安J，后视D4，向右测设 角，在方向线上测设D58的值。
（3）穿线交点法测设交点
利用图上导线点与纸上定线的直线段之间的角度和距离的关系，将中线的直线段独立地测设到地面上，相邻直线延长定出交点。
一、圆曲线主点测设
1、主点测设要素
已知     
            


   2、主点桩号计算
桩号=JD桩号－T
桩号= 桩号+
桩号= 桩号+
桩号= 桩号+     （校核）
3、主点测设
由交点沿后直线方向量切线长T，打桩   点
由交点沿前直线方向量切线长T         点
沿分角方向线向外量外矢距E           点
一、圆曲线主点的测设
1、圆曲线测设元素的计算
        的偏角为 ，曲线的半径为R，主点测设元素的计算公式




2、主点桩号的计算
JD的桩号由中线丈量中得到，根据交点的桩号和曲线测设元素，计算主点的桩号。
        桩事情= 桩号-T
        桩号= 桩号+L
桩号= 桩号-
        桩号= 桩号+ （校核）
例：已知         设计圆曲线R=2000m
求曲线测设元素及主点桩号
1、T=62.293
L=120.777
E=9.477
D=3.809
2、主点桩号








         （计算无误）
二、圆曲线详细测设
1、切线支距法
以曲线的 或 点为原点，切线为x轴，过原点的半径为y轴，根据坐标x,y测设曲线上各桩点Pi。
测设时分别从曲线的起点和终点向中点各测设曲线的一半，采用整桩距法设桩，即弧长 （20m，10m，5m）。
设 为所测点至原点间的弧长。
所对的圆心角。
则Pi的坐标，


施测步骤：
1）从 点开始用钢尺沿切线方向量取Pi的横坐标Xi，得垂足Ni。
2、全站仪极坐标法（在统一的测量坐标系中，任意已知控制点上设站，放任何曲线的点）关键计算点在测是坐标系中的坐标。

已知：交点 的偏角   
        的里程
  的方位角       P点的里程  
（一）求圆心0的坐标

=



（二）求P点的坐标





道路工程测量
§11-1概述
一、道路工程测量
指道路工程在各阶段测量工作的总称。
勘测——设计——施工——竣工——使用
二、勘测阶段的道路测量简介
（一）控制测量             遵循测量的原则
1、平面控制测量 ，用导线测量形式建立。平均边长50m
高等级公路      国家一级导线    低等级公路 二、三级导线
城市一级道路
2、高程控制，用国家五等水准测量
沿线建立BM点，密度    平微  1KM
                            山重  500m
（二）路线测量（细部测量）
1、中线测量：道路的中心线，由直线和曲线组成
2、纵断面测量
3、横断面测量
4、1:500带状地形图的测绘
三、施工阶段的道路测量
设计方将JD、BM的资料交给施工单位。
1、为满足施工需要而进行的控制测量加密（要求同设计）勘测JD500 m。施工时JD150m。
2、恢复中线测量
3、复测纵、横断面（复核土石方工程，如超限，通知业主，设计方）
4、道路工程（路基、路面、桥涵、隧道分部工程）的施工放样和控制施工质量的检测。
5、竣工测量，验收测量，竣工总平方图。

§11-2  道路中线测量
中线测量：确定道路中心线的平面位置的工作（一系列直线和曲线组成）内容：测设m选定路线交点和转点。测量交点转折角，丈量路线显柱，设置里程桩，圆角线测设。
一、交点的选定和转点的设置
路线的转折点—交点，是布设线路，详细测设直线和曲线的控制点，与相邻两交点距离太长的或互不通视时，应设置转点作为测角照准的目标，量距，定线的标志。
1、交点的选定，用选线工程师根据规范选定。
2、轻点的设置
1）交点间设轻点
JD4、JD5互不相视， 为初定轻点，将全站仪安置在 用正例镜分中延长直线JD4¬¬¬— 至 。并测出 至JD4、JD5的距离a，b 若 与JD5重合，或偏差在路线容许移动的范围内，则而位置可定，将JD5移至 ，若JD5位置不允许移动或 超限时，则调整 的位置。
横移的距离         （校核）
2）延长线上设转点
在延长线上初定转点 ，全站仪置 ，正例镜照准 ，后俯视 ，得 。若 与 重合或偏差 在容许范围内，转点位置可定， 移至 ，否则调整 的位置。

二、路线性转折角的测定
在交点处，路线将改变方向，为了设置曲线需要测量转折角，又叫偏角，是路线由原方向与偏转后方向间的夹角，用 表示，偏角有左右之分。
在路线测量中，偏角通常是观测路线的右角 ，按下式计算
               
             
定分角方向：为了设置曲线，右角测定后定出合角方向线
后视方向a，前视方向为b。分角方向平盘读数为c。
           （ ）
量交点间的距离，供中桩量距用。
三、里程桩的设置
路线 ，转角测定后，即可进行实地量距，设置里程桩，标定中线位置，里程桩亦称中桩，表示桩至起点的水平距离。
如 1234.64m   桩号为K1+234.64
整桩：每隔20m或50m 百米桩，公里桩
加桩：地形加桩：中线地形变化点，设置的桩
地物加桩：桥涵等人工物造物，与铁路交叉的桩
曲线加桩：曲线起点、中点、终点设置的桩
关系加桩：在转点和交点上设置的桩。

§11-5 路线纵断面的测量