控制测量实用教程第四章 导线测量
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常规测绘技术目录 (1)几个基本概念 (1)测量工作的程序 (2)水准测量 (3)三角高程测量 (6)角度和方向测量 (6)距离测量 (9)测量误差 (10)控制测量................................................................. 1 1 导线控制测量. (12)传统地形测量方法 (13)数字测图技术 (14)地形图的应用 (15) (16)水利工程测量 (16)桥梁工程测量 (17)路线工程测量 (17)工程的变形监测 (18)工业与民用建造测量 (19)地下工程测量 (19)矿山测量 (20)隧道工程测量............................................................. 2 1 工业设备的安装及检校测量(三维工业测量) .. (22)海洋测绘 (22)地籍测量 (24)房地产测绘 (27)摄影测量 (27)【垂线】重力的作用线称为铅垂线,简称垂线。
【水准面】某一时刻处于没有风浪的海洋水面,称为水准面。
【大地水准面】在高度不同的水准面中选择一个高度适中的水准面作为平均海水面,这个平均海水面就称为大地水准面。
它是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面,是一个重力等位面,即物体沿该面运动时,重力不做功,是通过验潮站对海水面长期观测得到。
大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面,也是海拔高程系统的起算面。
大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息。
【高程基准】是推算国家统一高程控制网中所有水准高程的起算依据,它包括一个水准基面和一个永久性水准原点。
确定水准基面则是取验潮站长期观测结果计算出来的平均海面。
中国以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的水准基面,即零高程面。
中国水准原点建立在青岛验潮站附近,并构成原点网。
用精密水准测量测定水准原点相对于黄海平均海面的高差,即水准原点的高程,定为全国高程控制网的起算高程。
子学习情境2-5 经纬仪导线测量一、国家平面控制(锁)网的概念为了统一全国的测量工作,需要在我国九百六十多万平方公里的领土上,建立国家的控制网。
国家控制网的作用很多,但最主要是在测绘地形图中起控制作用。
地形图是分幅测绘的,这就要求测绘的各幅地形图能相互拼接而构成整体,且精度均匀。
因此,需要由国家有关部门,根据国家经济和国防建设的需要,全面规划,按照国家制定的统一测量规范,建立起国家控制网。
建立国家控制网的原则是分级布网,逐级控制。
国家控制网分为国家平面控制网和国家高程控制网,建立国家平面控制网的常规方法是三角测量和导线测量。
三角测量是在地面上选择一系列平面控制点组成许多互相连接的三角形,成网状的称三角网(图2-5-1),成锁状的称三角锁(图2-5-2)。
在这些平面控制点上用精密的仪器进行水平角观测,经过严密计算,求出各点的平面坐标,这种测量工作称为三角测量。
用三角测量的方法确定的平面控制点称为三角点。
图2-5-1 图2-5-2导线测量是建立平面控制的另一种常规方法;在地面上选择一系列控制点,将它们依次连成折线,称为导线。
图2-5-3所示的形式为单一导线。
导线构成网状称导线网(图2-5-4)。
测出导线中各折线边的边长和转折角,然后计算出各控制点坐标,这种测量工作称为导线测量。
用导线测量的方法确定的平面控制点称为导线点。
图2-5-3 图2-5-4国家平面控制网(锁)按其精度分为一、二、三、四共4个等级,从一等至四等,控制点的密度逐级加大,而精度则逐级降低。
国家平面控制网(锁)按其精度分为一、二、三、四共4个等级,从一等至四等,控制点的密度逐级加大,而精度则逐级降低。
一等三角锁是国家平面控制的骨干,一般沿经纬线方向构成纵横交叉的锁系,如图2-5-5所示。
纵横四个锁段构成锁环,每个锁段长约200 km。
在锁环中,隔一定距离选择一个控制点,用天文测量的方法,测定其经纬度作为锁中起算和检核的数据。
这种控制点又称为天文点。
导线控制测量第一节控制测量概述测量工作必须遵循“从整体到局部,由高级到低级,先控制后碎部”的原则,即先在全测区范围内,选定若干个具有控制作用的点位,组成一定的几何图形,以较精确的方法,测定这些点位的平面位置和高程。
测定控制点的工作,称为控制测量。
控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。
平面控制测量是测定控制点的平面位置,高程控制测量是测定控制点的高程。
一、平面控制测量由于控制点间所构成的几何图形的不同,平面控制测量又分为三角测量和导线测量。
如图6-1所示,将控制点、、、、、、、组成相互连接的三角形,测量出1~2条边作为起算边(或称为基线)的长度,如图中、边,并测量所有三角形的内角再根据已知边的坐标方位角、已知点的坐标,求出其余各点的坐标。
也可以用导线测量方法建立,如图6-2所示,将控制点、1、2、3、4用折线连接起来,测量各边的边长和各转折角,由起算边的坐标方位角和点的坐标,也可算出另外一些转折点的坐标。
用三角测量和导线测量的方法测定的平面控制点分别称为三角点和导线点。
在全国范围内统一建立的控制网,称为国家控制网。
国家平面控制网分为一、二、三、四等,主要通过精密三角测量的方法,按着先高级、后低级,逐级加密的原则建立的。
它是全国各种比例尺测图的基本控制和各项工程基本建设的依据,并为研究地球的形状和大小、军事科学及地震预报等提供重要的研究资料。
近些年来,随着科学技术的不断发展,全球定位系统已经得到了广泛的应用,目前,全国大地网已经布设完成,这些先进的测量方法精度高、效率高、操作方便,具有很多的优越性,现在,正逐步普及应用于各项工程建设的工程测量工作当中,并获得较好的经济效益。
为城市及各种工程建设需要的平面控制网称为城市平面控制网。
城市平面控制网应在国家控制点的基础上,根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求,布设成不同的等级,以供测绘大比例尺地形图及施工测量使用。
按国家建设部1999年发布的《城市测量规范》,城市平面控制网的主要技术要求见表6-1和表6-2规定。
如何使用导线测量法进行测绘工作导线测量法是一种常见且有效的测绘工作方法。
本文将探讨如何使用导线测量法进行测绘工作,并介绍该方法的步骤和注意事项。
一、导线测量法的基本原理导线测量法是一种基于几何三角关系的测量方法。
它通过测量各个控制点之间的水平方向和垂直方向的距离,进而确定未知点的位置坐标。
该方法依赖于准确的仪器和工具来进行测量,包括经纬仪、测距仪等。
二、使用导线测量法的步骤1. 确定测量区域:在进行导线测量之前,首先需要确定测量的区域范围。
这可以通过仔细研究和了解地形地貌,确定需要测量的目标和区域界限。
2. 建立控制网:在导线测量中,建立控制网是非常关键的一步。
控制网是指一组已知坐标点,可以用来确定未知点的坐标。
通过在测量区域内选取一些固定的点,并测量出其坐标值,可以建立起一个基准点,从而实现对其他点的测量。
3. 布设导线:在控制网建立完成后,接下来需要布设导线。
导线是将测量工作中的控制点相连的线段,用来确定其他未知点的位置。
布设导线时需要注意线的精度和准确性,保证测量结果的可靠性。
4. 进行测量:在布设导线后,即可开始测量工作。
使用经纬仪等仪器进行水平和垂直方向的角度测量,并配合测距仪进行距离测量。
同时,还需要进行各项误差的校正,确保测量结果的准确性。
5. 计算坐标:通过测量所得的角度和距离数据,结合已知控制点的坐标,可以使用三角法或其他计算方法,计算出未知点的坐标。
6. 检查和纠正:在计算出未知点的坐标后,需要对测量结果进行检查和纠正。
这可以通过对比不同控制点的坐标值,以及通过重复测量同一控制点来验证数据的准确性。
三、导线测量法的注意事项1. 仪器校准:在进行导线测量之前,需要对使用的仪器进行校准,确保其准确性和可靠性。
定期对仪器进行维护和检修,提高测量的精度。
2. 天气条件:天气条件对测量结果的准确性有一定影响。
尽量选择无风或微风的天气进行测量,以减少测量误差。
3. 环境干扰:在进行测量时,需要注意周围环境的干扰。
导线测量实训步骤导线测量是一项常见的工程实践技术,用于测量和确定导线的位置、方向和长度。
它在建筑、土木工程、电气工程等领域中广泛应用。
下面将介绍导线测量的步骤,以帮助使用者获得准确的测量结果。
步骤一:准备工作在进行导线测量之前,需要做好准备工作。
首先,检查并确保所使用的测量仪器和设备工作正常。
其次,熟悉测量地点的地形和环境条件,了解可能会影响测量结果的因素,如地形起伏、草坪或道路的平整度等。
最后,制定测量计划,确定需要测量的导线区域和具体要求。
步骤二:选择测量仪器和设备根据具体的测量需求,选择适当的测量仪器和设备。
常用的导线测量仪器包括全站仪、镜反射器、测距仪、三角板等。
根据测量区域的不同,还可以选择激光测距仪、GPS测量仪等辅助测量设备。
在选择测量仪器和设备时,要考虑测量精度、测量范围、测量时间等因素。
步骤三:设置测量控制点在进行导线测量之前,必须设置测量控制点。
控制点是一些已知位置的点,用于确定测量起点和方向。
在设置控制点时,要选择稳定的地面或建筑物作为基准点,并使用全站仪或其他仪器进行测量和记录。
控制点的数量和分布要根据具体的测量需求和要求来决定。
步骤四:测量导线的水平方向在测量导线之前,需要先测量导线的水平方向。
首先,将全站仪等测量仪器放置在一个稳定水平的基准点上,使用水平仪或自动水平器进行校准。
然后,使用全站仪的水平仪功能来测量导线的水平方向。
根据具体的测量需求,可以选择使用镜反射器或其他目标物作为测量目标。
步骤五:测量导线的垂直方向在测量导线的垂直方向之前,需要先确定导线的测量起点和方向。
使用全站仪等仪器,根据已设置的控制点来确定测量起点和方向。
然后,使用全站仪的垂直仪功能来测量导线的垂直方向。
在测量垂直方向时,可以使用镜反射器或其他目标物作为测量目标,并采集相应的数据和测量结果。
步骤六:测量导线的长度测量导线的长度可以使用多种方法和仪器,如测距仪、激光测径仪等。
在进行测量时,需要注意选择合适的测量方法和测量仪器,并考虑影响测量精度的因素,如目标物的反射性、遮挡物的存在等。
使用导线测量法进行测绘的步骤导线测量法是一种常用的测绘方法,它通过将测量对象与测量台架上的导线相连,利用几何关系和三角函数的计算来确定测量目标的位置和方向。
下面将介绍导线测量法的具体步骤。
1. 准备测量仪器和设备。
在进行导线测量前,需要准备好一套包括测量台架、测量脚架、测量仪器以及导线等在内的测量设备。
确保这些设备都处于良好的工作状态,并进行必要的校准和调试。
2. 设置测量控制点。
在开始实际的导线测量前,需要在测量区域内设置一些控制点。
这些控制点通常位于测量区域的边界或重要地物上,可以使用误差较小的GPS技术来确定其坐标。
设置控制点的目的是提供参考点,以便后续的测量可以与之对应。
3. 架设测量台架。
将测量台架根据需要放置在测量区域内,并确保其稳定和水平。
台架的位置应尽量选择平整、无遮挡的地方,并保持足够的稳定性,以减小测量误差。
4. 悬挂导线。
将导线通过测量台架上的导线夹固定在台架上,然后上下调整和拉紧导线,使其保持一定的张力。
导线的上端应与仪器连接,而下端应与测量目标相连。
5. 进行观测和记录。
使用测量仪器对测量目标和控制点进行观测。
观测过程中,应按照一定的顺序和要求对各个目标点进行观测,并记录所得到的观测数据。
6. 数据处理和计算。
根据观测数据,使用三角函数和几何关系进行计算,以确定测量目标的位置和方向。
这些计算可以使用计算机软件来完成,以提高计算的准确性和效率。
7. 检查和验证。
对测量结果进行检查和验证,确保其符合测量要求和精度要求。
如果发现测量误差较大或不满足要求,应重新测量或采取其他措施来提高测量精度。
8. 绘制测量图。
根据测量结果绘制测量图,可以使用CAD软件或手工绘图的方式。
绘图时应按照一定的比例和标准,将测量结果准确地表达出来,并标注测量目标的位置和方向。
9. 编制测量报告。
根据测量结果编制测量报告,将测量过程中的步骤、方法和结果详细地记录下来。
报告中还可以包括对测量数据的分析和说明,以及针对可能存在的问题和改进的建议。
导线控制测量流程一、任务概述。
1、任务情况。
任务的来源,具体的工作内容,建立控制网的等级及测绘目地。
2、测区概况。
地理位置、交通状况、地理人文环境。
3、测区范围。
测区四至。
4、测量技术依据。
根据具体合同和工程实际选择合适规范。
5、测区已知资料。
已知控制点坐标,控制点分布,控制点坐标系。
二、导线控制网设计方案。
1、网形选择;根据控制点及测区状况选择合适的布设形式闭合导线、附和导线、以及支导线一般情况下不采用支导线形式。
根据测区形状选择合适网形。
2、等级选择;根据项目需要以及控制网面积选择合适等级。
(按规范选择见表1)当测区测图的最大比例尺为1:1000时,一、二、三级导线的导线长度、平均边长可适当放长,但最大长度不应大于表中规定相应长度的2倍。
表1:导线测量技术要求注:表中n为测站数。
3、收集工作底图;一般为地形图,交通图也可,进行室内设计控制点网形,并在底图上做出控制点位大样图。
4、制定观测计划以及调度安排。
5、处理完成后,要求所有参与人员召开安全交底会议和技术交底会议并做好各项会议记录。
三、实地踏勘与埋石。
1、选点;(1)点位应选在土质坚实、稳固可靠、便于保存的地方,视野应相对开阔,便于加密、扩展和寻找;(2)邻点之间应通视良好,其视线距障碍物的距离,三、四等不宜小于1.5m;四等以下宜保证便于观测,以不受旁折光的影响为原则;(3)当采用电磁波测距时,相邻点之叫视线成避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场;(4)相邻两点之间的视线倾角不宜过大;(5)充分利用旧有控制点;(6)绘制点之记。
2、埋石。
(1)与室内设计的埋石坐标做比较,如果跟设计偏差不大,就可以进行实地埋设标石,如果偏差较大则需要进行网形变动,在保证网形精度前提下进行埋石;(2)根据导线等级选择相应规范中的标石,标石样式见下图:图1:二、三等平面控制点埋设图图2:一、二级平面控制点埋设图(3)绘制完整点之记。
四、外业观测。
1、仪器选用(全站仪),按照精度要求选择合适的全站仪;2、仪器检测;3、首级控制网水平角观测;4、首级控制网距离观测(按等级选择直读距离和三角高程测量);5、首级控制网高程观测(三角高程高程测量或者水准测量);6、次级加密网水平角观测和距离观测;7、次级加密网高程测量。
导线控制测量一、导线的布网形式导线是由若干条直线连成的折线,每条直线叫导线边,相邻两直线之间的水平角叫做转折角。
测定了转折角和导线边长之后,即可根据已知坐标方位角和已知坐标算出各导线点的坐标。
按照测区的条件和需要,导线可以布置成下列几种形式:1)附合导线如图所示,导线起始于一个已知控制点,而终止另一个已知控制点。
控制点上可以有一条边或几条边是已知坐标方位角的边。
2)闭合导线如图所示,由一个已知控制点出发,最后仍旧回到这一点,形成一个闭合多边形。
在闭合导线的已知控制点上必须有一条边的坐标方位角是已知的。
3)支导线如图所示,从一个已知控制点出发,既不符合到另一个控制点,也不回到原来的始点。
二、导线测量的外业观测导线测量的外业包括以下几个步骤。
1.选点及埋设标志。
首先确定导线的形式和布置方案;选点应考虑便于导线测量、施工放样。
选点的原则为:1) 相邻导线点间必须通视良好;2)导线点应选在地势高、视野开阔便于施工利用的地方;3)导线边长大致相同;点位均匀、一等导线以500米为宜。
4)土质坚硬、易于保存和寻找。
选好点后应埋设混凝土桩。
埋桩后应统一进行编号。
为了今后便于查找,应量出导线点至附近明显地物的距离。
绘出草图,注明尺寸,称为点之记。
2.测角 可测左角,也可测右角,闭合导线测内角。
3.测边 目前全站仪已成为距离测量的主要手段。
三、导线测量的内业计算1).坐标的正算和反算 如图7.7所示, 已知一点A 的坐标A x 、A y 、边长AB D 和坐标方位角AB α,求B 点的坐标B x 、B y ,称为坐标正算问题。
由图可知AB A B ABA B y y y x x x ∆+=∆+= (7.1)式中x ∆称为纵坐标增量和y ∆称为横坐标增量,是边长在坐标轴上的投影,即:AB AB AB ABAB AB D y D x ααsin cos ⋅=∆⋅=∆ (7.2)x ∆、y ∆的正负取决于αcos 、αsin 的符号,要根据α的大小、所在象限来判别,如图7.8。
6.4.1 导线布设形式一)导线将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线,称为导线。
这些控制点称为导线点。
导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值;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。
用经纬仪测量转折角,用钢尺测定边长的导线,称为经纬仪导线;若用光电测距仪测定导线边长,则称为电磁波测距导线。
(二)闭合导线以高级控制点A、B 中的A点为起始点,并以AB边的坐标方位角α AB为起始坐标方位角,经过1、2、3、4 点仍回到起始点A,形成一个闭合多边形的导线称为闭合导线。
(三)附合导线以高级控制点A、B 中的B点为起始点,以AB边的坐标方位角α AB为起始坐标方位角,经过5、6、7、8 点,附合到另外两个高级控制点CD中的C 点,并以CD边的坐标方位角α CD为终边坐标方位角,这样的导线称为附合导线。
(四)支导线从一个高级控制点C 和一条高级边的坐标方位角α CD出发延伸出去的导线称为支导线。
由于支导线缺少对观测数据的检核,故其边数及总长都有限制6.4.2 踏勘选点及建立标志选点前,应调查搜集测区已有地形图和高一级的控制点的成果资料,把控制点展绘在地形图上,然后在地形图上拟定导线的布设方案,最后到野外去踏勘,实地核对、修改、落实点位。
如果测区没有地形图资料,则需详细踏勘现场,根据已知控制点的分布、测区地形条件及测图和施工需要等具体情况,合理地选定导线点的位置。
实地选点时,应注意下列几点:(1) 相邻点间通视良好,地势较平坦,便于测角和量距;(2) 点位应选在土质坚实处,便于保存标志和安置仪器;(3) 视野开阔,便于施测碎部;(4) 导线各边的长度应大致相等,除特殊情形外,对于二、三级导线,其边长应不大于350m,也不宜小于50m,平均边长如表6.3 和表6.4 所示;(5) 导线点应有足够的密度,分布较均匀,便于控制整个测区。
导线点选定后,要在每一点位上打一大木桩,其周围浇灌一圈混凝土(图6.12),桩顶钉一小钉,作为临时性标志,若导线点需要保存的时间较长,就要埋设混凝土桩(图6.13)或石桩,桩顶刻“十”字,作为永久性标志。