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1、工程测量学第六章第二讲 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第六章 施工放样的方法和精度分析v6-1.6-1.概述概述v6-2.6-2.坐标法放样坐标法放样v6-3.6-3.其他直接放样方法其他直接放样方法v6-4.6-4.归化法放样归化法放样v6-5.6-5.高程放样方法高程放样方法v6-6.6-6.刚体的放样定位刚体的放样定位v6-7.6-7.高耸建筑物的铅垂线放样高耸建筑物的铅垂线放样6-2.6-2.坐标法放样坐标法放样v设计图纸所表示的建筑物轮廓
2、或特征点往往是以角点坐标的形式表达的。v测量放样就是要在待建的场地上确定设计坐标相对应的位置，并用标桩表示出来。坐标法放样主要采用两种方式：一种是常用的极坐标法，也就是采用经纬仪+测距仪或全站仪来放样；另一种是直接采用GPS RTK法放样。极坐标放样的基本元素为角度和距离。一、角度放样放样角度实际上是从一个已知方向出发放样出另一个方向，是它与已知方向间的夹角等于预定角值的工作。一般放样方法 例如放角60在测站点安置仪器，盘左瞄准A点，配置度盘0 00 00计算B点处的水平度盘的应读数 转动照准部使水平度盘度数为 在视线方向按定线方当定出B 点同法盘右定出B点，连接BB 取中点得B点检查：测回法
3、实测角 10 00 00盘左 60 00 00 盘右 60 00 00 OAB二、距离放样v距离放样是将图上设计的已知距离在实地上标定出来，即按给定的一个起点和方向标定出另一个端点。1、一般方法、一般方法 当测设精度要求不高时，从已知点出发，沿给定的方向，用钢尺直接丈量出已知水平距离，定出这段距离的端点。为了检核，应返测一次，若两次丈量的相对误差在1/20001/5000内，取平均位置作为该端点的最后位置。1、一般方法、一般方法如如图图所所示示，已已知知点点，欲欲放放样样点点。设设计计距距离离为为28.50m，放放样样精精度度要要求达到求达到1/2000。放样方法与步骤如下：。放样方法与步骤如
4、下：（1）以以为为准准在在放放样样的的方方向向上上量量28.50m，打打一一木木桩桩，并并在在桩桩顶顶标标出出方方向向线线AB。（2）甲甲把把钢钢尺尺零零点点对对准准点点，乙乙拉拉直直并并放放平平尺尺子子对对准准28.50m处处，在在桩桩上上画出与方向线垂直的短线画出与方向线垂直的短线 ，交，交AB方向线于方向线于 点。点。（3）返测）返测 得距离为得距离为28.508m。则。则D=28.5028.508=-0.008m。相对误差相对误差=，测设精度符合要求。，测设精度符合要求。改正数改正数=。（4）垂直向内平移垂直向内平移4mm得得mn短线，其与方向线的交点即为欲测设的短线，其与方向线的交点
5、即为欲测设的点。点。2、精确方法、精确方法v当测设精度要求1/10000以上时，则用精密方法，使用检定过的钢尺，用经纬仪定线，水准仪测定高差，根据已知水平距离D经过尺长改正ld、温度改正lt和倾斜改正lh后，用下列公式计算出实地测设长度L，再根据计算结果，用钢尺进行测设。v L D-（ld+lt+lh)三、点位放样v工程建筑物的形状和大小，常通过其特征点在实地表示出来。v点位放样是建筑物放样的基础。v放样点位时应有两个以上的控制点，且已知待定点坐标，通过距离和角度来放样待定点。v极坐标放样在操作上可采用经纬仪+钢尺（或测距仪）法，也可采用全站仪直接坐标放样法。（一）经纬仪+钢尺（或测距仪）放样
6、法v 当施工控制网为导线时，常采用极坐标法进行放样。v 用经纬仪放样：如右图，A、B为地面上已有的控制点，其坐标分别为A(xA，yA)和B（xB，yB）,P为一待放样点，其设计坐标为P（xP，yP）用极坐标法放样的工作步骤如下：v1、计算放样元素再计算出BAP的水平角v2、外业测设v（1）经纬仪架在A点上，对中、整平。v（2）以AB为起始边，顺时针转动照准部，测设水平角，然后固定照准部。v（3）在视准轴（视线）的方向上测设距离DAP 即得P点。分析放样点位的精度v工程测量工作中常要作误差分析。v而误差椭圆是分析点位误差的好工具。v以观测值中误差为基础做出的误差椭圆称为基本误差椭圆。v以k倍中误
7、差为基础做得的误差椭圆称为k倍误差椭圆。v利用误差椭圆可以方便地求出点位在任意方向上的误差大小，它等于误差椭圆在该方向上投影长度的一半；误差椭圆在坐标轴上投影，可得到mx，my。根据解析几何定理“椭圆的任一对共轭半径平方之和是常数”，所以点位精度可写为va、b分别为椭圆的长半轴和短半轴。v由6-3的误差椭圆可以看出共轭半径：v所以点位误差：v式中，为共轭半径间的夹角。v对于极坐标放样，可得v那么点位P的精度为v式中，为距离放样的精度，为角度放样的精度。（二）全站仪坐标放样法v以上极坐标法放样，需要事先根据坐标计算放样元素，而放样元素的计算是要根据仪器架设位置而定的，有时现场仪器的架设位置会有变
8、化，则要重新计算放样元素。v而用全站以坐标放样法，就不需要事先计算放样元素，只要提供坐标就行，而且操作十分方便。1、按MENU进入主菜单测量模式。2、按LAYOUT进入放样程序，再按SKP略过选择文件。3、按OOC.PT（F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（x0,y0,H0）；并在INS.HT一栏，输入仪器高。4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，输入后视点A的坐标（xA,yA）；若不知A点坐标而已知坐标方位角OA，则可再按AZ，在HR项输入OA的值。瞄准A点，按YES。5、按LAYOUT（F3）：输入待放样点B的坐标（xB,yB,HB）及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（F1
9、）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的dHR=，即找到了OB方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于OB方向上。0000006、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即为B点的平面位置。其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。7、按NEXT放样下一个点C。（三）GPS RTK放样法vGPS RTK是一种全天候、全方位的新型测量系统，是目前实时、准确地确定待测点位置的最佳方式。v它需要一台基准站接收机和一台或多台流动站接收机，以及用于数据传输的电台。vR
10、TK定位技术，是将基准站的相位观测数据及坐标信息通过数据链方式及时传送给动态用户，动态用户将收到的数据链连同自采集的相位观测数据进行实时差分处理，从而获得动态用户的实时三维位置。v动态用户再将实时位置与设计值相比较，进而指导放样。GPS RTK的作业方法和作业流程v1.收集测区的控制点资料v2.求定测区转换参数v3.工程项目参数设置v4.野外作业v5.野外实施1.收集测区的控制点资料v任何测量工程进入测区，首先一定要收集测区的控制点坐标资料，包括控制点的坐标，等级、中央子午线、坐标系等2.求定测区转换参数v城市测量是在地方独立坐标系上进行的，这就存在WGS-84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问
11、题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据总体规划和工程需要，求定测区转参数可分为2种情况。v1.可以对一个大的测区(一个乡镇、县区的一部分等)事先测定转换参数，在测区内各工程实施RTK作业时，直接输入参数和基准站WGS-84坐标。首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点，获得各点的WGS-84坐标和地方坐标系下的坐标，利用同一点的2种坐标求出转换参数。在工程应用中，每个点都可安置基准站。v2.也可在 一个工程中临时求得转换参数，但不能在另一个工程中应用。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS-84坐标，然后流动站联测2个以上的地
12、方坐标系下的控制点，求解坐标转换参数。v在计算转换参数时，要注意两点：v1.已知点最好选在测区四周及中心，均匀分布，这样能有效地控制测区。v2.为了提高精度，课利用最小二乘法选3个以上的点求解转换参数。为了检验转换参数的精度和正确性，还可以选用几个点不参加计算，而带入公式起检验作用，经过检验满足 要求的的转换参数认为是可靠的3.工程项目参数设置v根据GPS实时动态差分软件的要求，应输入下列参数：v1.当地坐标系的椭球参数，长轴和偏心率v2.中央子午线v3.测区西南角和东北教的大致经纬度v4.测区坐标系间的转换参数v5.根据测量工程的要求，可输入放样点的设计坐标，以便野外实时放样。4.野外作业v需要指出的是：GPS测出的高程是以参考椭球面作为高程起算面的大地高，而工程测量采用的高程系统是以大地水准面为起算面的正高或正常高，两者存在较大的差异；5.野外实施vGPS RTK定位技术具有与使用其他测量仪器所不同的优点。采用一般仪器，既要求通视，又费工费时，而且精度不均匀。vRTK测量拥有彼此不通视条件下远距离传递三维坐标的优势，并且不会产生误差积累，应用RTK放样法能快速、高效率地完成测量放样任务。