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1、土木工程测量 第第9 9章章 测设的基本工作测设的基本工作9.1测设水平距离9.2测设水平角9.3测设已知高程9.4测设已知坡度的直线9.5测设点的平面位置9.6数字化测设的基本方法 测设工作是根据工程设计图纸上待建的建筑物、构筑物的轴线位置、尺寸及高程，算出各特征点（或轴线交点）与控制点（或已建成建筑物的特征点）之间的距离、角度、高差等测设数据，然后以地面控制点为根据，将待建的建筑物、构筑物的特征点在实地标定出来，以便指导施工。因此，测设的基本工作是测设已知的水平距离、水平角度和高程。第第9 9章章 测设的基本工作测设的基本工作 在现场测设某长度时，线段的起点和方向是已知的。在精度要求一般的
2、情况下进行测设时，从已知点开始，按已给定的方向用一般丈量方法丈量出给定的长度值，将线段的另一端暂时标定于地面上，为了检核，应进行两次测设或测设后返量。若两次丈量之差在限差之内，则取其平均值作为最后结果，根据其与给定距离的差值，可对暂定点进行改正。测设水平距离9.1.1一般方法一般方法1.9.1 9.1 测设水平距离测设水平距离【例例9-19-1】9.1 9.1 测设水平距离测设水平距离 【解】按精密量距方法计算各项改正数的结果为9.1 9.1 测设水平距离测设水平距离端点改正法端点改正法3.首先从已知点A开始，沿给定方向以钢尺不加任何改正测设给定的距离并定出B点，视其为概略位置。再以钢尺精密丈
3、量AB的长度，加各项改正后得AB距离的实长D，计算其与拟测设距离D之差，即D=DD 当D为正时，说明AB小于D，使用检定过的钢尺，从B点沿AB方向向前量D得C点，此时因D值很小，可不考虑其他各项改正；若D为负，则沿BA方向量D得C点钉桩，AC即拟测设距离。端点改正法测设距离9.1 9.1 测设水平距离测设水平距离 测设水平角是指根据已知方向把该角的另一方向测设到地面上，使它们之间的夹角等于已知数值。按精度要求及使用仪器的不同，测设已知角值的水平角的方法有经纬仪盘左盘右分中法和端点垂线改正法。9.2 9.2 测设水平角测设水平角 如图所示，设地面上已有OA方向线，拟从OA方向顺时针测设已知水平角
4、。为此，将经纬仪安置在O点，先在盘左位置用望远镜瞄准A点，读取水平度盘的读数，松开水平制动螺旋，旋转照准部使读数增加角值，在此视线方向上定出B点。为了消除仪器误差和提高精度，再用盘右重复上述步骤得到B点，取BB的中点B钉桩，则AOB就是要测设的角。经纬仪盘左盘右分中法9.2.1经纬仪盘左盘右分中法测设水平角9.2 9.2 测设水平角测设水平角 测设已知高程是根据已知高程的水准点将设计高程测设到实地上，并设置标志作为施工的依据，如建筑物室内地坪0.000的测设、道路工程路线中心设计高程的测设、桥墩和隧道口高程的测设、管道工程坡度钉的测设等。9.3 9.3 测设已知高程测设已知高程 例如，设某建筑
5、物的设计室内地坪高程为45.229 m，附近已知水准点B的高程HB=44.926 m，则测设0.000的方法是：如图9-4所示，B点为已知水准点，在欲测设高程处钉一根较长木桩A，在A、B之间安置水准仪，先在水准点上立尺，设读数为1.225 m，则水准仪的视线高程H44.9261.22546.151 m；根据视线的高程和地坪的高程，可算出A点尺上的应读前视读数为46.151-45.229=0.922 m。在A点处立尺，使尺紧贴木桩一侧上下移动，直至尺上读数为 0.922 m时在木桩上沿尺底画一条水平线，此线的高程就是45.229 m，即室内地坪0.000的位置。9.3 9.3 测设已知高程测设已
6、知高程图9-4 测设已知高程9.3 9.3 测设已知高程测设已知高程 建筑工地上常用的一种方法是用一支长约为2 m的木杆代替水准尺，在杆上画线代替前、后视读数。做法是先算出室内地坪0.000与水准点的高差，安置好水准仪，在水准点上立木杆，观测者指挥司尺员在木杆上画出十字丝横丝的位置（如a），用它代替后视读数，根据高差符号从木杆的画线处a向上（如水准点高程高于设计高程则向上，反之向下）量取高差值，再画一条横线（如b）代替前视读数，司尺员在欲测设点所钉木桩的侧面上下移动木杆，待十字丝横线对准木杆上b横线时在木桩上沿木杆底画一条水平线，该水平线所对的位置即室内地坪0.000的位置。9.3 9.3 测
7、设已知高程测设已知高程这种方法同样可以用于其他位置的高程测设。当0.000标志做好后，需要测设比0.000 高50 cm的水平线，此时先将木杆立于0.000处，在十字线横丝落于杆上的位置处做一个标志，并从此处向下量50 cm，在木杆上画一条横线，测设时只要十字丝横丝切在这一条横线上，木杆底即+50 cm处。以此线为准可测出一系列50 cm高的水平线。9.3 9.3 测设已知高程测设已知高程 高程传递9.3.2 在施工中，常需要向深坑内测设已知高程点，或向上引测高程，这时一般利用悬吊钢尺引测。如图9-5所示，拟利用高程为H0的BM0点测设基坑内高程为HA的A点，其方法是在坑边悬吊钢尺，尺零点在下
8、方，在坑外利用水准仪读得BM0上水准尺的后视读数a1，然后读取钢尺上的前视读数b1；在坑内安置仪器，在钢尺上读后视读数a2，此时即可计算测设A点时的应读前视读数b2。因为 ，所以 。9.3 9.3 测设已知高程测设已知高程 使用水准仪指挥立于A桩侧面的水准尺上下移动，当尺上读数为b2时，在A桩上沿尺底画线，此线高程即HA。若基坑内需进行多个高程点测设，则应采用上述同样的方法，先在基坑内设立临时水准点，再由临时水准点测设基坑内所需的高程点。在工程中，需要由低处向高处传递高程时，引测高程点的做法与上述做法相似。图9-5 坑基高程传递9.3 9.3 测设已知高程测设已知高程 在道路工程和管线工程施工
9、中，经常需要测设已知坡度的直线，坡度平缓时可用水准仪测设，坡度较大时需用经纬仪测设。在道路勘测选线中也常用带角度分划的手水准仪进行坡度的测设。9.4 9.4 测设已知坡度的直线测设已知坡度的直线 如图9-6（b）所示，要求用经纬仪由A点沿AB方向测设一条坡度为-3.5%的直线。先计算出该坡度的倾斜角=arctan(3.5%)=20016，然后安置经纬仪于A点，在竖盘上设置倾角，此时视线即要测设的坡度线，在视线方向上按一定的间距钉出1、2点，使各点桩顶所立标尺的读数恰为仪器高 i，则各桩顶的连线即设计坡度线。在进行此项工作前，应对经纬仪的竖盘指标差进行检验与校正,使竖盘上设置的倾角准确无误。9.
10、4 9.4 测设已知坡度的直线测设已知坡度的直线图9-6 测设已知坡度的直线9.4 9.4 测设已知坡度的直线测设已知坡度的直线 直角坐标法9.5.1 若在拟测设的建筑物附近已布置了互相垂直的控制轴线（如建筑方格网），则可用直角坐标法测设点位。9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置 （1）计算坐标增量。（2）安置经纬仪于O点，沿OM方向量取 得P点。（3）安置经纬仪于P点，后视M，以盘左、盘右分中法逆时针测设90，并在此方向上量取 得A点。其他各点可由同样的方法求得。最后，应检测建筑物的四个角值、四边边长及对角线的长度。这种方法只需量距和测设直角，工作简便，精度较高，但地势应便于量距
11、。9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置 极坐标法9.5.2 极坐标法所测设的点的位置由一个极角和一个极距来决定。这种方法适用于测设距离较短且便于量距的场地。9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置首先计算测设数据 、。测设时，将经纬仪安置于测站G点上，后视F点测设角，再在视线方向测设距离DGM，即得M点。极坐标法灵活方便，安置一次仪器可以测设多点，适用于复杂形状的建筑物定位。当使用测距仪测设时，应用极坐标法的优越性更为明显。9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置 竖盘指标自动归零装置9.5.3 距离交会法是指根据两个或两个以上的已知距离交会出点的平面位置。如图9-
12、9（a）所示，P点为弓形建筑物上的一点，其坐标为已知。A、B为控制点，距离DAP、DBP可由坐标反算或在设计图上图解求得。测设时分别以A、B为圆心，以DAP和DBP为半径画弧，或用两盘钢尺丈量交会，其交点就是P点。在实际工作中应采用第三个距离DCP进行校核。用距离交会法测设点位，操作简便，测设速度快。若用钢尺量距，则要求场地平整，交会距离不大于钢尺全长，交会角度应为30120。9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置图9-9 交会法测设点位9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置 角度交会法9.5.4 角度交会法是指根据两个或两个以上已知角度的方向线交会出点的平面位置。当待测设
13、点离控制点较远、地形复杂、量距不便时，采用角度交会法较为适宜。如图9-9（b）所示，O3为立交桥第三号桥墩的中心，其坐标及控制点A、B、C的坐标为已知，通过计算得出测设角1、2、3。将经纬仪分别安置于控制点A、B、C处，根据夹角可交会出O3点。9.5 9.5 测设点的平面位置测设点的平面位置按极坐标测设按极坐标测设1.使用全站仪测设点的位置9.6.19.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 如图9-8所示，根据待测设点M及已知点G、F的坐标可计算出M点与G点的距离DGM及GM与已知边GF的夹角。按极坐标测设M点的步骤如下：（1）在G点设站，全站仪对中、整平、开机、自检、定标完成
14、后，照准已知点F的反射棱镜，将水平度盘置零。（2）顺时针旋转照准部，并结合水平微调螺旋，当水平角的显示值为时，望远镜的方向即GM的方向。（3）指挥反射棱镜在此方向上移动，并不断测量反射棱镜的水平距离。当水平距离的读数为DGM时，反射棱镜的底部即M点的平面位置。（4）测定该点的实际高程，通过实际高程与待测设高程之差确定出测设点M的高程。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法按三维坐标测设按三维坐标测设2.（1）安置仪器并打开后，将仪器调整为测设模式，输入测站点的坐标及仪器高。（2）输入后视点的坐标或后视边的方位角，用望远镜照准后视点上的反射棱镜进行后视定向测量。（3）输入待测设
15、点的三维坐标及前视点的反射棱镜高，按坐标测设功能键，移动前视点反射棱镜并使望远镜瞄准反射棱镜，不断按坐标测量键，屏幕显示当前反射棱镜的位置与待测设点坐标的差值。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 （4）根据坐标差值的大小及符号逐渐移动反射棱镜的位置并测量坐标，直至坐标x、y的差值为零，这时反射棱镜的底部即测设点的平面位置；然后上下移动反射棱镜使高程之差也为零，则M点的位置就确定了。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 （1）已知控制点的选择。首先在准备要放样的区域范围内选择三个（或四个）已知坐标控制点（三个点的控制范围最好要比放样点的分布范围大，以保证
16、放样精度）。（2）已知控制点及待测设点的坐标输入。在手簿主页上单击“键入”，弹出信息选择界面，选择“点”，弹出信息输入界面，在该界面中依次输入已知控制点及待测设点的三维坐标，并保存。GPS RTK测设点的位置9.6.29.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 （3）点校正。在手簿首页执行“测量”“工地测量”命令，按Enter键。在弹出的界面中选择“添加”，按Enter键，在“网格点名”中选择“列表”，在弹出的已输入的点名中选择一个，按Enter键。在“GPS点名”中选择“测量”，输入GPS点名，在“方式”中选择“已观测控制点”，输入天线高，选择“测量”。在“使用”中选择“水平与
17、垂直”，并单击“接受”。重复上述步骤选择多个控制点。最后，显示所有点的水平残差和垂直残差，若残差均满足精度要求，则完成了点校正工作。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 （4）启动基准站。将基准站接收机安置于已知点上，在基准站附近安置电台。打开基准站，在手簿首页执行“测量”RTK命令，按Enter键。在弹出的窗口中选择“启动基准站接收机”，按Enter键。基准站的点名通过列表输入，量仪器高并输入。单击“接受”“确定”，即完成了基准站的启动，并将手簿从基准站断开。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 （5）启动流动站。在手簿首页执行“配置”“测量形式”RT
18、K命令，单击“编辑”。选择“流动站电台”，单击“编辑”，选择相应电台类型和方法，单击“连接”，在弹出的界面中选择与基准站一样的频率，并根据实际情况选择基准站的电台模式，单击“接受”。再选择“测量”里的“RTK”，按Enter键，在弹出的界面中选择“开始测量”，按Enter键，这样就完成了移动站的启动工作。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法 （6）点放样。在手簿首页执行“测量”“放样”命令，在弹出的放样类型中选择“点”，在弹出的界面中显示所有点名，单击要测设的点的点名，单击“放样”。（7）在放样界面中同时显示当前移动站点的位置与待放样点的南北向及东西向的距离和高差，据此不断挪动移动站并单击“放样”，直至移动站的位置与东西向及南北向的距离差在规定的范围内，此时移动站位置即要测设的点的水平位置。在该位置处上下移动接收机并单击“放样”，当高差也满足规定要求时，接收机底部的位置即待测设点的高程位置。9.6 9.6 数字化测设的基本方法数字化测设的基本方法THANK YOU