第1讲平面控制测量

1、1 1 课程基本信息课程基本信息2 2 课程性质与作用课程性质与作用 本课程是土建类专业的核心专业课程之一，主要本课程是土建类专业的核心专业课程之一，主要培养学生对线桥隧等工程施工过程中的施工控制测培养学生对线桥隧等工程施工过程中的施工控制测量、施工放样、变形监测、竣工测量等专业测量能量、施工放样、变形监测、竣工测量等专业测量能力，通过本课程的学习，要求学生理解线、桥、隧力，通过本课程的学习，要求学生理解线、桥、隧工程施工放样中的测量理论，熟练掌握放样数据计工程施工放样中的测量理论，熟练掌握放样数据计算和放样方法。达到能分析和解决施工放样中的一算和放样方法。达到能分析和解决施工放样中的一些问题

2、的能力，以及团结协作、制定和实施工作计些问题的能力，以及团结协作、制定和实施工作计划、综合分析和判断的能力。划、综合分析和判断的能力。线路施工测量线路施工测量线路施工测量线路施工测量隧道立井内衬施工测设隧道立井内衬施工测设路基沉降观测路基沉降观测 专业能力目标专业能力目标具备线路、桥梁、隧道的施工控制测量的能力。具备线路、桥梁、隧道的施工控制测量的能力。1具备线路中线资料计算及测量放样能力具备线路中线资料计算及测量放样能力23具备路基施工放样测量能力具备路基施工放样测量能力4具备桥梁墩台中心坐标的计算和测设的能力具备桥梁墩台中心坐标的计算和测设的能力5具备具备GPSGPS、全站仪、水准仪等各种

3、测量仪器的操作能力、全站仪、水准仪等各种测量仪器的操作能力6具备测量的方案设计能力具备测量的方案设计能力3 3 课程目标设计课程目标设计 通过本课程的学习，学生要具备各种线通过本课程的学习，学生要具备各种线桥隧工程的施工测量能力，各种测量仪器的桥隧工程的施工测量能力，各种测量仪器的操作能力，数据处理软件的应用能力，资料操作能力，数据处理软件的应用能力，资料搜集整理的能力，制定、实施工作计划的能搜集整理的能力，制定、实施工作计划的能力，综合分析判断能力，使用和判断肢体语力，综合分析判断能力，使用和判断肢体语言的能力，沟通能力，团队协作能力，安全言的能力，沟通能力，团队协作能力，安全与自我保护能力

4、，应对紧急突发状况的能力。与自我保护能力，应对紧急突发状况的能力。l掌握线路复测、线路中线及断面测量、路基施工测量等掌握线路复测、线路中线及断面测量、路基施工测量等知识；知识；l掌握线路施工测量的技术设计书和总结书基本要求和格掌握线路施工测量的技术设计书和总结书基本要求和格式；式；l掌握中线复测及桥梁施工控制测量、墩台定位及标高放掌握中线复测及桥梁施工控制测量、墩台定位及标高放样、基础施工测量等知识；样、基础施工测量等知识；l掌握隧道控制测量、隧道导坑延伸测量、隧道断面测量掌握隧道控制测量、隧道导坑延伸测量、隧道断面测量等知识。等知识。知识目标知识目标1.1线线路路施施工工复复测测1.2线线路

5、路中中线线及及断断面面测测量量1.3路路基基施施工工测测量量3.3隧隧道道断断面面测测量量3.1隧隧道道控控制制测测量量3.2隧隧道道导导坑坑延延伸伸测测量量1 线路施工测量线路施工测量线桥隧测量线桥隧测量2.1中中线线复复测测及及桥桥梁梁控控制制测测量量2.2墩墩台台定定位位及及标标高高测测量量2.3基基础础施施工工测测量量2.4梁梁体体架架设设施施工工测测量量2 桥梁施工测量桥梁施工测量3 隧道施工测量隧道施工测量4 4 考核设计考核设计期末闭卷考试期末闭卷考试课内实训课内实训课堂表现课堂表现70%课程总评成绩课程总评成绩总评总评=30%平时平时+70%期末期末30%第一章：平面控制测量第

6、一章：平面控制测量1.1 概述概述一、控制测量一、控制测量1、目的与作用、目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网平面控制网和和高程控制网高程控制网控制误差的积累控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准作为进行各种细部测量的基准控制点控制点(control point) (control point) ： 具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。控制网控制网(control network)(control network)： 由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。控制

7、测量控制测量(control survey)(control survey)： 为建立控制网所进行的测量工作。为建立控制网所进行的测量工作。按内容分：按内容分： 平面控制测量：测定各平面控制点的坐标平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X X、Y Y。 高程控制测量：测定各高程控制点的高程高程控制测量：测定各高程控制点的高程H H。按精度分：按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级三级按方法分：按方法分：天文测量、常规测量天文测量、常规测量( (三角测量、导线测三角测量、导线测量、水准测量量、水准测量) )、卫星定位测量、卫星定位测量按区域分：按区域

8、分：国家控制测量、城市控制测量、小区域国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量工程控制测量一等三角网一等三角网二等三角网二等三角网建立工程施工控制网的任务：保证各项建筑物修建时平面位置和高程的放样精度达到规定要求；监测建筑物的变形p 勘测设计阶段勘测设计阶段p 工程施工阶段工程施工阶段p 运营管理阶段运营管理阶段 附合导线闭合导线支导线单结点导线（导线网）附合导线外业附合导线外业: :已知数据：已知数据： ABAB,X,XB B,Y,YB B； CDCD,X,XC C,Y,YC C。点点1 1、2 2、3 3、4 4为新建导线点。为新建导线点。D DB1B1D D1212D D2323D

9、 D3434D D4C4CA AB B1 12 23 34 4C CD D观测数据观测数据：连接角连接角 B B 、 C C ； 导线转折角导线转折角 1 1, , 2 2, , 3 3 , , 4 4 ； 导线各边长导线各边长D DB1B1，D D1212，D D4C4C。ABCD(X(XB,B,Y YB B) )(X(XC,C,Y YC C) )BC1234附合导线图附合导线图 360中中右角左角 2360）右角（左角左角中中 2360）右角（左角左角中中2360）左角（右角右角中中1、照准左角时的左目标，实际安置值与规定安、照准左角时的左目标，实际安置值与规定安置值之差，应小于相邻两测回

10、测微盘位置之差的置值之差，应小于相邻两测回测微盘位置之差的二分之一。二分之一。2、顺时针方向旋转一、二周，精确照准左目标、顺时针方向旋转一、二周，精确照准左目标读取水平度盘和测微器读数；再用测微轮稍稍错读取水平度盘和测微器读数；再用测微轮稍稍错开分划线，重新重合对经分划线，再一次读取测开分划线，重新重合对经分划线，再一次读取测微轮读数。微轮读数。3、顺时针方向转动照准部，精确照准右目标，、顺时针方向转动照准部，精确照准右目标，读数方法同读数方法同2款。款。以上操作为上半测回。以上操作为上半测回。4、纵转望远镜，顺时针方向转动照准部，精确、纵转望远镜，顺时针方向转动照准部，精确照准右目标，读数方

11、法同照准右目标，读数方法同2款。款。5、顺时针转动照准部，精确照准左目标读数方、顺时针转动照准部，精确照准左目标读数方法同法同2款。款。以上操作为下半测回。以上操作为下半测回。 导线水平角观测限差导线水平角观测限差 为了减弱仪器对中误差和目标偏心误差对测角和测距的影响，一般使用三个既能安置全站仪又能安置带有觇牌（反射棱镜）的基座和脚架，基座具有通用光学对中器 。B前进方向TP1导线略图导线略图 测距精度测距精度 测距仪精度等级测距仪精度等级 往返测回数往返测回数 1/200 000 4 1/150 000 、 4 1/100 000 2 3 1/50 000 、 1 2nmf2限式中：m 设计

12、所需的测角中误差； n 导线环内角个数。测角中误差计算：m应符合测量设计的精度要求。 Nnfm/2 宜采用间接平差、条件平差。角、边观测值应按下式确定权数： 式中 m导线测角中误差； mD导线边长中误差。 当导线精度要求不高时，如四、五等导线亦可采用近似平差。221DDmmPPu 卫星大地测量及其发展u 全球卫星定位系统（GPS）u 其它导航定位系统绪论 古老：古老： 星历导航星历导航导航仪：指南针导航仪：指南针航海表航海表-1761年英国年英国Joln Harrison发明发明 进入20世纪以后地基电子导航系统地基电子导航系统空基电子导航系统空基电子导航系统绪论 19571957年年1010

13、月月4 4日，世界第一颗人造地球卫星发射成功，标日，世界第一颗人造地球卫星发射成功，标志着人类进入了空间技术的新时代。志着人类进入了空间技术的新时代。 空基电子导航系统诞生。（卫星电子导航系统）空基电子导航系统诞生。（卫星电子导航系统） “子午卫星导航系统子午卫星导航系统”是第一代卫星电子导航系统的代表。是第一代卫星电子导航系统的代表。 绪论卫星大地测量及其发展子午卫星子午卫星子午卫星星座子午卫星星座子午卫星导航系统子午卫星导航系统绪论卫星大地测量及其发展 19731973年美国国防部批准其陆海空三军联合研制第二代卫星年美国国防部批准其陆海空三军联合研制第二代卫星导航定位系统导航定位系统-全球

14、定位系统绪论全球定位系统（GPS）理论研究阶段（理论研究阶段（1973年年12月月1978年年2月月22日）日）建设阶段建设阶段（1978年年1989年年2月月14日）日）建成运行阶段建成运行阶段（1990年年1999年年2月）月）更新阶段更新阶段（2000年年2030年）年）至今经历四个阶段至今经历四个阶段1989年年2月月14日年发射第一颗工作卫日年发射第一颗工作卫星星1978年年2月月22日发射第一颗实验卫星日发射第一颗实验卫星一、GPS的发展绪论全球定位系统（GPS） GPS全球卫星分布全球卫星分布.avi绪论全球定位系统（GPS）全球性全球性-覆盖整个地球表面全能性全能性-可测三维位

15、置、速度、时间全天候全天候-24hd作业实时性实时性-观测时间短高精度高精度-相对定位精度在50km以内可达10-6，100 500km可达10-7，1000km以上可达10-9。不需通视不需通视-只需上空开阔操作简单操作简单-只需“对中整平开机”，体积小，重量轻。（实物示例）应用广泛应用广泛-测量、导航、测时、测速（图片举例）绪论全球定位系统（GPS）1、GPS的军用保密政策与民用精度要求有冲突；2、无民用安全承诺；3、三维坐标精度不一致：高程精度最差，X坐标次之，Y坐标精度最高。绪论全球定位系统（GPS） 建立和维持全球性的参考框架绪论全球定位系统（GPS） 建立各级国家平面控制网绪论全球

16、定位系统（GPS） 布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量绪论全球定位系统（GPS）市话网市话网市话网市话网市话网深圳市连续运行卫星定位导航服务系统结构及通信网络示意图深圳市连续运行卫星定位导航服务系统结构及通信网络示意图市电信局监控分析中心卫星定位信号发射台FM电台基准站1基准站2基准站3基准站4基准站5进入移动电话系统用户用户全向天线定向天线Modem 在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用绪论全球定位系统（GPS）GLONASS全球卫星定位系统Galileo全球卫星导航定位系统北斗导航卫星定位系统 绪论其他导航定位系统u卫星星座卫星星座俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)星

17、座俄罗斯“质子-M”运载火箭绪论其他导航定位系统GLONASSGlonass即俄全球导航卫星系统，是原苏联从即俄全球导航卫星系统，是原苏联从80年代初开始建设，年代初开始建设，1995年投入使用的全球定位导航系统。年投入使用的全球定位导航系统。 绪论其他导航定位系统GLONASSu地面控制系统地面控制系统一个系统控制中心，一个指令跟踪站，网络分布与俄罗斯境内u用户设备用户设备接收机生产厂家较少，生产的多为专用型绪论其他导航定位系统GLONASS绪论其他导航定位系统GLONASS特点：该系统与GPS相似，因技术、经济原因， 目前只有11颗工作卫星； 与与GPS系统不同的是系统不同的是GLONAS

18、S系统采用频系统采用频分多址分多址(FDMA)方式，根据载波频率来区分不同方式，根据载波频率来区分不同卫星（卫星（GPS是码分多址（是码分多址（CDMA），根据调制），根据调制码来区分卫星）码来区分卫星） 绪论其他导航定位系统GLONASS产生原因：产生原因： 由于GPS与GLONASS的不同点是GPS用密码（CDMA）而GLONASS用频率（FDMA）来传输数据。但它们的组件和基本运作是类似的，故在确定了基准和时间的差异后，联合使用更优。绪论其他导航定位系统双星双星系统优势体现在：1 1、提高精度，定位速度及可靠度。、提高精度，定位速度及可靠度。2 2、改善、改善“信号盲区信号盲区”的问题。

19、的问题。绪论其他导航定位系统双星 星座由30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为2.3万公里的3个轨道面上，星座包括27颗工作星，另加3颗备份卫星。 该系统的典型功能是信号中继 。 该系统确定地面位置或近地空间位置要比GPS精确10倍。其水平定位精度优于10米，时间信号精度达到100纳秒。 绪论其他导航定位系统 Galileothe Galileo satellite constellation altitude 23616 kmSMA 29993.707 kminclination 56 degrees period 14 hours 4 min ground track repeat about 10 daysG G G GA A L L I IL L E E O OA A L L I IL L E E O OD D A A T T A AD D A A T T A A27 + 3 satellites in three Medium Earth Orbits (MEO)W alker 27/3/1ConstellationGIOVE A GIOVE B 我国自行研制的两颗北斗导我国自行研制的两颗