基础知识 测量培训1

1、 1熟悉图纸和施工现场熟悉图纸和施工现场 设计图纸主要有路线平面图、纵横断面图和附属构筑物等。在明了设计意图及对测量精度要求的基础上，应勘察施工现场，找出各交点桩、转点桩、里程桩和水准点的位置，必要时应实测校核，为施工测量做好充分准备。 2公路中心线复测公路中心线复测 公路中心线定测以后，一般情况不能立即施工，在这段时间内，部分标桩可能丢失或者被移动。因此，施工前必须进行一次复测工作，以恢复公路中心线的位置。 3测设施工控制桩测设施工控制桩 由于中心线上的各桩位，在施工中都要被挖掉或者被掩埋，为了在施工中控制中线位置，需要在不受施工干扰，便于引用，易于保存桩位的地方测设施工控制桩。（道路上一般

2、都是先布设道路中桩，按中桩放线挖填方做好路床，然后按中桩向两侧依据设计要求的路宽垂直布设“腰桩”，在腰桩上测好横断面高程后，两侧腰桩拉线来控制道路各层结构的标高）。4 4水准路线复测水准路线复测 水准路线是公路施工的高程控制基础，在施工前必须对水准路线进行复测。如有水准点遭破坏应进行恢复。为了施工引测高程方便，应适度加设临时水准点。加密的水准点应尽量设在桥涵和其他构筑物附近，易于保存、使用方便的地方。 5 5路基边坡桩的放样路基边坡桩的放样 路基放样主要是测设路基施工零点和路基横断面边坡桩(即路基的坡脚桩和路堑的坡顶桩)。 6 6路面的放样路面的放样 路基施工后，为便于铺筑路面，要进行路槽的放

3、样。在已恢复的路线中线的百米桩、十米桩上，用水准测量的方法测量各桩的路基设计高，然后放样出铺筑路面的标高。路面铺筑还应根据设计的路拱线形数据，由施工人员制成路拱样板，控制施工操作。 7 7其他其他 涵洞、桥梁、隧道等构筑物，是公路的重要组成部分。它的放样测设，亦是公路工程施工测量的任务之一。在实际工作中，施工测量并非能一次完成任务，应随着工程的进展不断实施，有的要反复多次才能完成，这是施工测量的一大特征。初测在路线可能范围内，测绘带状地形图、纵断面图，收集地质、水文等资料，为初步设计提供依据。定测在选定设计方案的路线上进行中线测量、纵、横断面 测量、带状地形图测绘。1.平面直角坐标的换算平面直

4、角坐标的换算 工程构造物特征点的平面位置是用坐标表示的。在施工放样以前必须了解设计数据所提供的点的坐标是用那一种坐标系。只有在坐标系统一的条件下，才能进行行坐标、距离、角度的计算和改正。在公路工程测量中有五种坐标系可供选用。11 国家国家3带高斯正投影平面直角坐标系带高斯正投影平面直角坐标系工程建设是在地球曲面上进行的，工程设计计算是在平面上进行的，这样就会有曲面上的数据向平面归算的问题，高斯平面直角坐标系就是在此基础上建立起来的。利用它可以解决曲面数据与平面数据的转换问题。在离中央子午线较近，地面平均高程较低的地区，不必考虑投影变形的影响，可直接采用国家统一的3带高斯正投影平面直角坐标系。1

5、）高斯投影的几何意义高斯投影是高斯平面直角坐标系建立的基础，其几何意又如图1-2-1所示。将地球椭球体作为圆球看待。在圆球表面上选定一个子午圈，将投影面卷成一个圆柱，套在圆球上并使其与选定的子午圈相切，这条切线NBS称为轴子午线(中央子午线)。NAS和NCS是两条和NBS经差为3或1.5并关于NBS对称的子午线。此外，将赤道面扩大使之与圆柱体相交，其交线GH即与轴子午线垂直。当将圆柱体从两极沿着圆柱轴线切开，并展开成平面时，圆柱体上的这两条正交的直线，就是高斯平面直角坐标系统的坐标轴。其中由轴子午线投影的直线NBS是高斯平面直角坐标系的纵轴，称为X轴；而由赤道投影的直线GH是高斯平面直角坐标系

6、的横轴，称为Y轴；B为坐标原点。由子午线NAS、NCS所包围而构成的带状称为投影带，若子午线NAS和NCS经差为6，称为6投影带，若经差为3，称为3投影带。每一个高斯投影的6带和3带都有其自己的坐标轴和坐标原点。横坐标以轴子午线以东为正，以西为负。纵坐标以赤道以北为正，以南为负。为了使横坐标均为正值，我国轴子午线的横坐标值加上500km，即将坐标原点向西平移500km。如图（1-2-1b）所示。2）高斯平面直角坐标表示的地面的位置我国国家测量大地控制点均按高斯投影计算其高斯平面直角坐标。在图1-2-1a)中，球面点P，大地坐标为 ， 。在图1-2-1b)中的 点是 的高斯投影点，其高斯平面直角

7、坐标是Xp，Yp。它们的意义是：xp表示P 点在高斯平面上到赤道的距离；yp包括有投影带的带号、附加值500km和实际坐标Y三个参数，即yp=带号N + 500Km + Yp (1-2-3)PLPBP例如，某地面点坐标x =2433586.693m， y =38 514366.157m。其中x表示该点在高斯平面上到赤道的距离为2433586.693m 。根据式(1-2-3)，该地面点所在的投影带带号N=38，是3带，地面点Yp坐标的实际值Yp=14366.157m（即去掉原坐标轴中代号38，并减去附加值500km），表示该地面点在中央子午线以东14366.157m；若y坐标实际值Y带负号，则表

8、示该地面点在中央子午线以西。12 补偿投影面的补偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系带高斯正形投影平面直角坐标系这种坐标系仍采用国家3带高斯正形投影，但是投影的高程面不用参考椭球面，而另选用一个高程参考面，借以补偿因高斯投影带来的长度变形。在这个高程参考面上，投影长度变形为零。13 任意带高斯正形投影平面直角坐标系任意带高斯正形投影平面直角坐标系任意带带高斯正形投影平面直角坐标系仍将地面观测结果归算到参考椭球面上，但不采用国家3带统一的分带方法，而选择过测区边缘或测区中央或测区内某一点的子午线作为中央子午线，借以补偿因实测结果归算至参考椭球面带来的长度变形。14 高程抵偿面的任意带高斯正形

9、投影平面直角坐标高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系系这种坐标系通常是把投影的中央子午线选在测区的中央，地面观测值归算至测区的平均高程面上，按高斯正形投影计算平面直角坐标。这是综合补偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系和任意带高斯正形投影平面直角坐标系这两种坐标系优点的一种任意高斯平面直角坐标系，是工程中常用的测量坐标系统。15 工程独立平面直角坐标系工程独立平面直角坐标系这是一种对测区面积较小时，可以把该测区的球面当成平面看待，即可不进行方向和距离改正，将地面点直接沿铅垂线投影到水平面上，把局部地球表面作为平面而建立的独立平面直角坐标系。这种坐标系统可与国家控制网联系，获取起算坐

10、标及起始方位角；亦可采用假定坐标，公路勘测规范(JTJ061-99)规定，二级(含二级)以下公路、独立桥梁、隧道及其它构造物等小测区方可采用。在计算平面点位放样数据时，如果点的坐标处于不同的坐标系，要首先进行坐标换算(换算成统一的坐标系)，再计算放样数据。126 平面直角坐标的换算平面直角坐标的换算1）平面直角坐标换算的一般方法如图1-2-3所示，设 Xp,Yp、 为P点在国家控制网坐标系中的坐标； Xp,Yp 、 为P点在工程独立控制网坐标系中的坐标； Xo,Yo , 为工程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标； 为两坐标系纵坐标轴的夹角。如果一条边PM在国家坐标系中的坐标方位角为A，而在工

11、程独立坐标系中的坐标方位角为 ，则 可按下式计算： (1-2-4)A当由工程独立坐标系中的坐标（ ， ）换算到国家坐标系中的坐标( ， )时，其换算公式为PxPyPXPYOPPPOPPPYyxYXyxXcossinsincosPXPYPxPyA当国家坐标系换算到工程独立坐标系时也可以使用上式。换算时应将式中的， ，互换，并且。mXA608.92562mYA157.72049mXB371.92529mYB555.72174mxA382.1073myA447.1199mxB841.1036myB922.1323例题：已知A、B两点在国家坐标系中的坐标为：，； ， 。在工程独立坐标系中的坐标为，。试

12、求出两坐标系的换算公式。2405104608.92562371.92529157.72049555.72174arctanarctan ABABABXXYYA7312106382.1073841.1036447.1199922.1323arctanarctan ABABABxxyy解：（1）工程独立坐标系中的坐标换算到国家坐标系中的坐标的实用公式： 5503173121062405104 ABABAAAYX ,AAyx ,5134.708788838.91457)()(AOAOYX将A点在两坐标系中的坐标以及之值代入式（1-2-5），计算工程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标，得：BBYX

13、,BByx ,5137.708788834.91457)()(BOBOYX将B点在两坐标系中的坐标以及之值代入式（1-2-5），计算工程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标，得：5136.708782/ )(8836.914572/ )()()()()(BOAOOBOAOOYYYXXX取由A、B两点算得的平均值OXOY将、三个值带入式（1-2-5）即可得实用公式： 5136.7087899965. 002644. 08836.9145702644. 099965. 0yxYyxX2 公路工程施工中使用的高程系统公路工程施工中使用的高程系统21 高程系统的一般概念高程系统的一般概念 地面点高程，

14、是指地面点到某一高程基准面的铅垂距离。地面点的高程是表示地面位置的重要参数。地面点高程基准面一经认定，地面点的高程系统就确定了。一般地，高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。1）大地高系统以参考椭球体面为基准面的高程系统称为大地高系统。大地高，表示地面点到参考椭球体面的垂直距离。2）正高系统以大地水准面为基准面的高程系统称为正高系统。正高表示地面点到大地水准面的垂直距离。3）正常高系统以似大地水准面为基准面的高程系统称为正常高系统。正常高表示地面点到似大地水准面的垂直距离。大地水准面是在测定平均海水面中得到的高程基准面。正常高系统是我国国家高程测量采用的高程系统。国家高程点的高程是正常高。正常高系统是以似大地水准面作为测量基准面的高程系统，我国采用黄海平均海水面为似大地水准面，进而确定国家高程基准面的高程，即水准原点的高程。历史上我国采用过两种高程系统：一是1956国家高程基准，水准原点高程为72.289m；一是1985国家高种基准，水准原点高程为72.260m。两者相差0.029m。这一点在引用国家水准点高程时应注意。2）公路工程实际应用中的地面点高程的概念在设计文件中给定的地面点的高程，通常采用两种高程系统：一种是国家统一的绝对高程系统；另一种是独立测