建筑工程测量PPT.ppt

2023年1月31日星期二,1,建筑工程测量,2023年1月31日星期二,2,学习情境1 土石方工程施工测量,1 地面点的确定2 水准测量3 角度测量4 距离测量5 全站仪的使用,6 测量误差7 控制测量8 大比例尺地形图测绘9 地形图应用10 施工测量的基本方法,2023年1月31日星期二,3,任务7 控制测量,7.1 控制测量概述,7.2 坐标正算与坐标反算,7.3 经纬仪钢尺量距导线测量7.4 全站仪导线测量,7.6 交会测量的外业观测与内业计算,7.7 GPS定位测量简介,7.5 导线的简易平差,2023年1月31日星期二,4,7.1 控制测量概述,一.控制测量的概念二.平面控制测量三.高程控制测量,2023年1月31日星期二,5,一.控制测量的概念,1.目的与作用,为测图或工程建设(放样)的测区建立统一的平面和高程控制网控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准,2.控制测量分类 按内容分：平面控制测量、高程控制测量 按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级,按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量,控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。,2023年1月31日星期二,6,控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制点所构成的网状几何图形。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根点：图根控制网中的控制点。,3.有关名词,2023年1月31日星期二,7,二.平面控制测量,概念：建立平面控制网，测定各平面控制点的坐标X、Y。,1.一般概念等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等级作为以后各等的控制基准；小地区 内布置一级、二级、三级和图根控制。,布置形式：三角锁、三角网(三边网、边角网)、导线网、交会定点、GPS测量等。,布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。,2023年1月31日星期二,8,2.常规平面控制测量的等级关系,城市平面控制网的等级关系,二等,三等,三等,四等,四等,2023年1月31日星期二,9,一等三角锁为全国平面控制网的基础（曾经）,3.各级平面控制网布置形式,二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网 的骨干。,一等三角锁,二等连续网,格网间距,2023年1月31日星期二,10,三等、四等三角网和导线网,根据测区的需要，在二 等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：,三角网或三边网,导线网,20世纪90年代，我国利用GPS技术建立了国家级的GPS控制网。,2023年1月31日星期二,11,4.平面控制测量的主要技术要求,表1.7.1 卫星定位测量控制网的主要技术,2023年1月31日星期二,12,表1.7.2导线控制测量的主要技术要求,注：1 表中n 为测站数。2 当测区测图的最大比例尺为1：l000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。,2023年1月31日星期二,13,表1.7.3 图根导线测量的技术要求,2023年1月31日星期二,14,表1.7.4 三角形网测量的技术要求,2023年1月31日星期二,15,三.高程控制测量,概念：建立高程控制网，测定各控制点的高程H。,主要方法：水准测量,另外方法：三角高程测量、GPS高程测量。,等级关系：国家高程控制测量分一等、二等、三等、四等，前一等作为以后各等的控制基准；地形测量时，布设图根水准(也称等外水准)。工程测量中高程控制测量分二、三、四、五等，二三等宜采用水准测量，四等及以下可采用三角高程测量，五等也可用GPS拟合高程测量。,布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。,2023年1月31日星期二,16,城市水准网主要技术要求,表1.7.5 水准测量的主要技术要求,2023年1月31日星期二,17,7.2 坐标正算与坐标反算,1 直线定向的概念确定地面上两点之间的相对位置，仅知道两点之间的水平距离是不够的，还必须确定此直线与标准方向之间的水平夹角。确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。,7.2.1 直线坐标方位角的计算,2023年1月31日星期二,18,标准方向：坐标纵轴方向(中央子午线方向)前面已述及，我国采用高斯平面直角坐标系，每一6带或3带内都以该带的中央子午线为坐标纵轴方向。因此，该带内直线定向，就用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。如假定坐标系，则用假定的坐标纵轴(X轴)作为标准方向。工程测量中，常以坐标纵轴方向为标准方向。,2023年1月31日星期二,19,2.直线的坐标方位角 测量工作中，常采用坐标方位角来表示直线的方向。由标准方向（坐标纵轴）的北端起，顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的坐标方位角，其角值范围从0 360。坐标方位角：,X轴,2023年1月31日星期二,20,例1：已知CD=782024，JK=3261230，求DC，KJ：,当标准方向为坐标纵轴(中央子午线)方向时，直线的方位角称为坐标方位角(，简称方位角)。,X,Y,B,AB,各点的坐标纵轴方向都是平行的，所以，一条直线有两个 相差180的方位角，互称为正、反方位角。,正、反方位角关系：,BA,BA=AB180,解：DC=2582024 KJ=1461230,3.正、反坐标方位角及其推算,2023年1月31日星期二,21,方位角的推算,左角公式：右角公式：方位角的范围：,若前360，则减去360；若前 0，则加上360。,2023年1月31日星期二,22,解：B1=BA+B=AB 180+B=7620+180+18542=8202,12=1B+1=B1 180+1=8202+180+21108=11310,23=21+2=12 180+2=11310+180+15045=8355,方位角推算公式：,方位角的推算,2023年1月31日星期二,23,确定直线方向的方法除直线的方位角以外，有时也用小于90的角度（象限角）来确定。即，从坐标纵轴方向的北端或南端顺时针或逆时针旋转至某直线的水平锐角(090)，称为该直线的坐标象限角。,4.直线的坐标象限角,2023年1月31日星期二,24,坐标象限角与坐标方位角之间的换算,2023年1月31日星期二,25,5、坐标计算公式,（1）坐标正算（由、D，求 X、Y）,已知A（），求B点坐标。,2023年1月31日星期二,26,注：计算出的 AB，应根据X、Y的正负，判断其所在的象限。,（2）坐标反算（由X、Y，求、D，）,已知A（）、B（）,求。,2023年1月31日星期二,27,7-2导线测量,7.3 经纬仪钢尺量距导线测量7.4 全站仪导线测量,一.导线测量概述二.导线测量的外业三.导线测量的内业计算,2023年1月31日星期二,28,导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。,导线测量概述,导线的已知点和新建点组成的若 干条直线(即导线边)联结成一系 列折线或闭合多边形。,闭合导线和附合导线也称为单导 线，结点导线和两个环以上的导 线称为导线网。,导线测量概述,导线测量时，通常只需要前后两 点相互通视。,2023年1月31日星期二,29,一.单导线的布置形式,一.单导线的布置形式,1.闭合导线2.附合导线3.支导线,2023年1月31日星期二,30,1.闭合导线,已知数据：AB，XB，YB,观测数据：连接角B；导线转折角0，1，,5；导线各边长DB1，D12，D51。,1.闭合导线,闭合导线图,A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。,2023年1月31日星期二,31,2.附合导线图,2.附合导线,A,B,1,2,3,4,C,D,已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。,AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。,AB,CD,(XB,YB),观测数据：连接角B、C；导线转折角1,2,3,4；导线各边长DB1，D12，D4C。,(XC,YC),B,C,1,2,3,4,附合导线图,2023年1月31日星期二,32,3.支导线,3.支导线图,观测数据：转折角B,1 边长DB1，D12,2023年1月31日星期二,33,二.导线测量的外业,二.导线测量的外业,1.踏勘选点（选点）、建标2.导线边长测量（测边）3.导线角度测量（测角）4.导线连接测量（连测）,2023年1月31日星期二,34,导线测量外业的准备工作,准备工作：收集资料：测区旧地形图、已知点(平面和程控制 点)资料、测量规范；仪器工具：所用仪器(包括仪器的检验和校正)、工 具、记录手簿、材料。,1.踏勘选点及建立标志,(1).踏勘测区 实地了解测区地形；了解已知点状况。,(2).图上(指原有旧图)设计布网方案 导线网形、等级；导线边长、总长、点位密度等符合规范要求。,1.踏勘选点及建立标志,2023年1月31日星期二,35,(3).实地选点(4).建立标志,(3).实地选点(考虑以下因素)：,视野开阔，便于测图(重要)；,2023年1月31日星期二,36,临时性标志,大铁钉,沙石路、沥青、砖石缝,临时性标志图,2023年1月31日星期二,37,(5).绘制点位图 在现场丈量23个攀距，便于以后寻找或确定点位。用红油漆标出攀距出发点，并写点号与攀距尺寸。画出攀距关系的平面示意图，作为控制点资料。攀距交会角度要好。,(5).绘制点位图,电杆,房屋,道路,控制点,2023年1月31日星期二,38,点 号 D5 桩 别 大铁钉埋设日期 2009年5月20日 备 注,导线点的点位图,导线点的点之记,2023年1月31日星期二,39,2.导线边长测量 测定导线各边长(往返丈量)。,精度要求：符合规范规定。,2.导线边长测量,例：图根导线,2023年1月31日星期二,40,3.导线角度测量 观测导线各转折角、连接角。,DJ6一个测回(图根导线)。边长较短时，采用光学对点。,全部测左角，或全部测右角；闭合导线测内角。,4.导线连接测量 导线定向（与高级控制点的连接，包括连接角和连接边测量）,2023年1月31日星期二,41,三.导线测量的内业计算,三.导线测量的内业计算,1.附合导线的计算2.闭合导线的计算3.支导线计算4.无定向附合导线的特点,导线计算目的：计算各导线点的坐标。要求：合理分配测量误差，评定导线测量的精度。,2023年1月31日星期二,42,三、导线测量的内业计算,思路：,由水平角观测值，计算方位角；由方位角、边长D，计算坐标 增量X、Y；由坐标增量X、Y，计算X、Y。,（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内业计算）,2023年1月31日星期二,43,1、坐标计算公式：,（1）坐标正算（由、D，求 X、Y）,已知A（），求B点坐标。,2023年1月31日星期二,44,注：计算出的 AB，应根据X、Y的正负，判断其所在的象限。,（2）坐标反算（由X、Y，求、D，）,已知A（）、B（）,求。,2023年1月31日星期二,45,2、附合导线的计算,如图，A、B、C、D是已知点，起始边的方位角 和终止边的方位角 为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。,例：,C,1,前进方向,2023年1月31日星期二,46,B,（1）计算角度闭合差：,前进方向,或,2023年1月31日星期二,47,（各级导线的限差见规范幻灯片 12）,检核：,（2）闭合差分配（计算角度改正数）：,式中：n 包括连接角在内的导线转折角数,2023年1月31日星期二,48,（3）计算改正后的角度改：,计算检核条件：,（4）推算各边的坐标方位角：（用改正后的改）,计算出的，否则，需重算。,2023年1月31日星期二,49,（5）计算坐标增量X、Y：,（6）计算坐标增量闭合差：,由于 的存在，使导线不能和CD连接，存在导线全长闭合差：,导线全长相对闭合差：,2023年1月31日星期二,50,（7）分配闭合差：,检核条件：,（8）计算改正后的坐标增量：,检核条件：,2023年1月31日星期二,51,（9）计算各导线点的坐标值：,依次计算各导线点坐标，最后推算出的终点C的坐标，应和C点已知坐标相同。,2023年1月31日星期二,52,3.闭合导线的计算,闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，需要强调以下两点：,(1)角度闭合差的计算,n边形闭合导线内角和的理论值应为：,北,2,1,4,3,78.16m,105.22m,129.34m,80.18m,闭合差：,2023年1月31日星期二,53,（2）坐标增量闭合差的计算,根据闭合导线本身的特点：,理论上,实际上,北,2,1,4,3,78.16m,105.22m,129.34m,80.18m,2023年1月31日星期二,54,4.支导线计算,已知数据：AB,XB,YB,A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。,支导线因终点为待定点,因此没有检核条件。,3.支导线计算,由于支导线没有检核条件，无法直接检验观测值的差错。但为了检核和提高精度，一般往返观测，有了多余观测，就会产生方位角闭合差和坐标闭合差。,观测数据：转折角B,1；边长SB1，S12。,2023年1月31日星期二,55,支导线的计算步骤,支导线的计算步骤,2023年1月31日星期二,56,7.6 交会测量的外业观测与内业计算,需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法。,一.前方交会 侧方交会 后方交会,二.测边交会,2023年1月31日星期二,57,一.前方交会的计算,一.前方交会的计算,A,B,P,已知点：A(XA,YA)、B(XB,YB)待定点：P 观测数据：、,(=180-),2023年1月31日星期二,58,1）按导线推算待定点P的坐标：,或,A,B,P,2023年1月31日星期二,59,前方交会计算公式,2）直接计算待定点坐标的公式：,A,B,P,余切公式,正切公式,2023年1月31日星期二,60,二.后方交会计算,二.测边交会计算,2023年1月31日星期二,61,7-5 三、四等水准测量,7.7 GPS定位测量简介,1、GPS系统组成,1）GPS卫星星座2）地面监控部分3）GPS接收机,2、GPS定位的基本原理,利用GPS接收机接收四颗或四颗以上高速运转的GPS卫星信号，以测定地面点到这些卫星的空间距离，用距离交会法求得地面点的空间位置。,2023年1月31日星期二,62,3、GPS定位测量的优点,1）定位精度高2）观测时间短3）测站间无须通视4）操作简便5）可提供三维坐标6）全天候作业7）功能多、应用广,2023年1月31日星期二,63,4、,