工程测量技术应用手册范本1

工程测量技术应用手册TOC\o"1-2"\h\u15219第1章工程测量基础 3255161.1测量原理概述 314021.1.1测量的数学基础 4278581.1.2地面测量控制网 4153421.1.3坐标系统与地图投影 4155821.2测量误差与精度分析 4138721.2.1测量误差的来源与分类 4166471.2.2误差传播规律 4149891.2.3精度分析 4175491.3测量仪器及其使用 4135071.3.1角度测量仪器 491381.3.2距离测量仪器 565601.3.3高程测量仪器 5110941.3.4无人机测量系统 5104081.3.5测量仪器的使用方法 512932第2章水平控制测量 510022.1水平控制网的建立 595972.1.1控制网的设计 559862.1.2控制点的选择 5138262.1.3控制网观测 6216702.2水平控制点的布设与测量 6171222.2.1控制点布设 6114312.2.2控制点测量 6228162.3水平控制测量数据处理 6165882.3.1数据预处理 68162.3.2数据平差 6199022.3.3控制点坐标输出 732530第3章垂直控制测量 796163.1垂直控制网的建立 7313203.1.1垂直控制网的设计 7317873.1.2垂直控制网的布设 7111033.1.3垂直控制网的观测 782353.2垂直控制点的布设与测量 764623.2.1垂直控制点的布设 8193423.2.2垂直控制点的测量 8123433.3垂直控制测量数据处理 821215第4章地形图测绘 8283374.1地形图概述 8283614.1.1地形图基本概念 858944.1.2地形图分类 8315414.1.3地形图比例尺 9298574.1.4地形图坐标系 982894.2地形图测绘方法 9305374.2.1地面测量 9157544.2.2航空摄影测量 9157564.2.3卫星遥感测量 9271754.3地形图绘制与更新 9121934.3.1地形图绘制方法 9188894.3.2地形图更新 956904.3.3地形图质量控制 94119第5章工程施工测量 10136055.1施工控制网建立 10157385.1.1施工控制网类型及选择 10285865.1.2施工控制网布设原则 1088325.1.3施工控制网测量方法 10279015.1.4施工控制网数据处理 10263645.2建筑物轴线及高程测量 1095485.2.1轴线测量 10315895.2.2高程测量 10174535.2.3轴线及高程测量精度分析 11199825.3施工现场管理与监测 11295535.3.1施工现场管理 11110435.3.2施工监测内容 11311505.3.3施工监测方法 1196215.3.4施工监测数据分析 1112799第6章道路工程测量 1162296.1道路工程测量概述 11201636.2道路中线测量 1127136.2.1中线测量的目的与要求 11100896.2.2中线测量的方法 12222616.2.3中线测量的实施步骤 1244906.3道路横断面测量与设计 12134566.3.1横断面测量的目的与要求 1220146.3.2横断面测量的方法 12314286.3.3横断面测量的实施步骤 12137776.3.4横断面设计 1331455第7章桥梁工程测量 13298897.1桥梁工程测量概述 13268597.2桥梁控制网建立 13287167.2.1控制网布设原则 13214067.2.2控制网建立方法 1341867.3桥梁结构施工测量 14278747.3.1施工测量内容 1418607.3.2施工测量方法 1412187第8章水利水电工程测量 14311798.1水利水电工程测量概述 1452658.2水利水电工程控制测量 14203388.2.1控制测量的意义与任务 14224348.2.2控制测量的方法 14177338.2.3控制测量的实施 1560698.3水工建筑物施工测量 1511658.3.1施工测量的意义与任务 15120288.3.2施工测量的方法 15175318.3.3施工测量的实施 1520102第9章地下工程测量 15302089.1地下工程测量概述 15325669.2地下控制测量 15131439.2.1地下控制网布设 16316399.2.2地下控制点测定 16146239.2.3控制成果处理与分析 16125809.3地下工程开挖与支护测量 1674049.3.1开挖测量 16219479.3.2支护测量 1659249.3.3施工监测 173245第10章测量成果质量检验与评估 171451510.1测量成果质量检验方法 17843510.1.1数据检查 172454010.1.2现场复核 17620510.1.3对比分析 171492610.1.4统计分析方法 172839810.2测量成果质量评估 171926910.2.1评估标准 181012410.2.2评估方法 182432710.2.3评估结果 181307410.3测量成果报告编制与提交 182692310.3.1报告内容 18285010.3.2报告格式 18196010.3.3提交要求 18749510.3.4修改与完善 18第1章工程测量基础1.1测量原理概述工程测量是工程建设和土木工程中不可或缺的环节，其基本原理涉及长度、角度、高程等基本量的测定。本节主要概述工程测量的基本原理，包括测量的数学基础、地面测量控制网、坐标系统与地图投影等内容。1.1.1测量的数学基础测量的数学基础主要包括几何学、三角学和统计学等。其中，几何学是测量的基本数学工具，用于描述和处理点、线、面等几何元素及其相互关系；三角学则在地形测量、建筑测量等方面具有重要作用；统计学则用于测量数据的处理和分析，评估测量结果的精度和可靠性。1.1.2地面测量控制网地面测量控制网是由一系列控制点组成的测量网络，用于为各类工程测量提供统一的测量基准。控制网的设计、布设和优化是工程测量的关键环节。1.1.3坐标系统与地图投影坐标系统是描述地面点位置关系的数学模型。地图投影是将地球表面上的地理坐标转换成平面直角坐标的过程。选择合适的坐标系统和地图投影是保证测量精度和便于工程应用的重要条件。1.2测量误差与精度分析测量误差是测量结果与真实值之间的差异，工程测量中应尽量减小误差。本节主要介绍测量误差的来源、分类、传播规律以及精度分析的方法。1.2.1测量误差的来源与分类测量误差主要来源于仪器误差、环境因素、操作者因素等。根据误差的性质和特点，测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差。1.2.2误差传播规律误差传播规律用于描述测量误差在数据处理和计算过程中的传播和积累。了解误差传播规律有助于提高测量精度和可靠性。1.2.3精度分析精度分析是评价测量结果质量的重要手段，主要包括相对误差、绝对误差、均方误差等方法。通过精度分析，可以评估测量结果的可靠性和准确性。1.3测量仪器及其使用测量仪器是工程测量的重要工具，本节主要介绍常用的测量仪器及其使用方法。1.3.1角度测量仪器角度测量仪器主要包括经纬仪、全站仪等。这些仪器广泛应用于工程测量中的水平角和垂直角测量。1.3.2距离测量仪器距离测量仪器包括钢尺、光电测距仪、激光测距仪等。它们在工程测量中用于测定两点之间的水平距离或斜距。1.3.3高程测量仪器高程测量仪器主要包括水准仪、全站仪等。它们用于测定地面点的高程，为工程建设提供高程控制。1.3.4无人机测量系统无人机测量系统是一种新兴的测量技术，通过搭载各类传感器，实现快速、高效的地表数据采集和处理。1.3.5测量仪器的使用方法各类测量仪器在使用前应进行检校和调整，保证其满足测量要求。使用过程中应遵循操作规程，保证测量结果的准确性。同时要定期进行维护和保养，延长仪器的使用寿命。第2章水平控制测量2.1水平控制网的建立水平控制网是工程测量的基础，其准确性直接影响到整个工程的质量。本节主要介绍水平控制网的建立方法。2.1.1控制网的设计根据工程规模、测量精度要求及现场条件，设计合适的水平控制网。控制网应具备以下特点：（1）网点分布均匀，覆盖整个工程区域；（2）控制网等级明确，精度适宜；（3）控制网结构稳定，便于扩展和加密。2.1.2控制点的选择控制点的选择应遵循以下原则：（1）位于工程区域范围内，便于观测；（2）地基稳固，不易沉降；（3）远离干扰源，如电磁干扰、振动等；（4）具有明确的地理位置，便于其他测量数据的衔接。2.1.3控制网观测采用高精度的测量仪器，按照设计要求进行控制网观测。观测时应注意以下几点：（1）观测条件稳定，避免温度、湿度等外界因素影响；（2）观测时段合理，避免地球物理现象影响；（3）重复观测，保证数据准确性。2.2水平控制点的布设与测量2.2.1控制点布设根据控制网设计，将控制点布设于工程区域内。布设时应注意以下几点：（1）控制点间距适当，满足测量精度要求；（2）控制点位置明显，便于观测；（3）控制点数量充足，便于后续加密。2.2.2控制点测量采用高精度的测量仪器，对控制点进行测量。测量内容包括：（1）水平角测量：采用全站仪或经纬仪进行测量；（2）距离测量：采用全站仪、光电测距仪或钢尺等设备进行测量；（3）高程测量：采用水准仪或全站仪进行测量。2.3水平控制测量数据处理2.3.1数据预处理对观测数据进行预处理，包括：（1）数据整理：检查数据完整性和正确性；（2）数据筛选：剔除粗差和异常值；（3）数据格式转换：将原始数据转换为统一格式。2.3.2数据平差采用最小二乘法对控制网数据进行平差计算，求取控制点坐标及精度。平差计算应包括以下内容：（1）自由网平差：消除控制网内部约束，求取控制点坐标；（2）约束网平差：引入外部控制点，提高控制网精度；（3）精度分析：评价控制网平差结果精度。2.3.3控制点坐标输出将平差后的控制点坐标输出，为后续工程测量提供依据。输出格式应规范，便于使用和保存。第3章垂直控制测量3.1垂直控制网的建立垂直控制网是工程测量的重要组成部分，主要应用于高层建筑物、大型桥梁、隧道等工程的施工和监测。本章首先介绍垂直控制网的建立方法。3.1.1垂直控制网的设计垂直控制网的设计应根据工程规模、精度要求及现场条件进行。设计内容包括：（1）选择合适的垂直控制网类型，如三角网、水准网、GPS网等；（2）确定控制网的等级和精度要求；（3）制定控制网布设方案，包括控制点数量、位置和分布；（4）制定观测计划，包括观测方法、仪器设备、观测时间等。3.1.2垂直控制网的布设垂直控制网的布设应遵循以下原则：（1）保证控制点分布均匀，覆盖整个工程区域；（2）控制点应具有较高的稳定性，避免因外界因素影响而产生位移；（3）控制点之间的相对位置关系应明确，便于后续观测和数据处理；（4）控制网的布设应考虑施工过程中可能出现的误差累积和传递。3.1.3垂直控制网的观测垂直控制网的观测主要包括水准测量、三角测量、卫星定位测量等方法。观测过程中应严格控制以下几点：（1）按照设计好的观测计划进行，保证观测数据的质量；（2）使用合适的仪器设备，保证观测精度；（3）观测过程中应避免外界因素干扰，如温度、湿度、振动等；（4）观测数据应进行严格检查，保证无误。3.2垂直控制点的布设与测量3.2.1垂直控制点的布设垂直控制点的布设应根据以下原则进行：（1）控制点应位于工程区域内的关键部位，如工程边界、结构物节点等；（2）控制点应具有足够的稳定性，避免因施工等因素产生位移；（3）控制点应便于观测，减少观测误差；（4）控制点的布设数量应满足工程精度要求。3.2.2垂直控制点的测量垂直控制点的测量主要包括以下内容：（1）采用水准测量、三角测量等方法进行控制点的高程测量；（2）采用卫星定位测量、导线测量等方法进行控制点的平面位置测量；（3）根据测量结果，计算控制点的高程和平面位置；（4）对测量数据进行质量检查，保证控制点数据的准确性。3.3垂直控制测量数据处理垂直控制测量数据处理主要包括以下步骤：（1）对观测数据进行预处理，包括数据清洗、异常值剔除等；（2）根据控制网的布设类型和观测数据，选择合适的平差模型进行计算；（3）计算控制点的高程和平面位置，并进行精度分析；（4）对计算结果进行质量评定，保证满足工程精度要求。第4章地形图测绘4.1地形图概述地形图是表示地表形态、地貌、地物等地形要素的图件，是工程测量、规划设计、土地管理、环境保护等领域的基础资料。本章主要介绍地形图的基本概念、分类、比例尺及地形图坐标系等内容。4.1.1地形图基本概念地形图是一种以图形方式表达地表自然形态和地物的空间分布规律的图件。它通过等高线、地貌符号、注记等要素，将地形的三维空间信息转换为二维平面信息。4.1.2地形图分类根据地形图的比例尺、精度、用途等不同，可将其分为基本地形图、通用地形图、专题地形图等。4.1.3地形图比例尺地形图比例尺是表示地形图上一单位长度与实际地面相应距离的比值。通常采用分数形式表示，如1:10000、1:50000等。4.1.4地形图坐标系地形图坐标系是描述地形图上各要素位置关系的系统。我国常用坐标系有1954年北京坐标系、1980年国家坐标系等。4.2地形图测绘方法地形图测绘方法主要包括地面测量、航空摄影测量、卫星遥感测量等。以下分别介绍这些方法的基本原理和应用。4.2.1地面测量地面测量是通过对地面上的一系列控制点进行测量，获取地形图的基本数据。地面测量方法包括三角测量、导线测量、水准测量等。4.2.2航空摄影测量航空摄影测量是利用飞机、卫星等载体携带的摄影设备，从空中获取地面影像，通过影像解译、量测等过程，制作地形图的方法。4.2.3卫星遥感测量卫星遥感测量是利用卫星搭载的传感器，从太空获取地表信息，通过数据处理和分析，制作地形图的方法。4.3地形图绘制与更新地形图的绘制与更新是保证地形图现势性、准确性的重要环节。本节主要介绍地形图绘制与更新的基本方法、技术要求及质量控制。4.3.1地形图绘制方法地形图绘制方法包括手工绘制、计算机辅助绘制等。目前计算机辅助绘制已成为地形图绘制的主要方法。4.3.2地形图更新地形图更新是对现有地形图进行修改、补充、完善的过程。地形图更新方法包括全野外更新、室内更新、野外与室内相结合的更新等。4.3.3地形图质量控制地形图质量控制是保证地形图绘制与更新成果满足精度、规范要求的关键环节。质量控制主要包括数据源质量控制、数据处理质量控制、成果质量控制等。第5章工程施工测量5.1施工控制网建立施工控制网是工程施工测量的基础，其建立质量直接关系到整个工程的质量。本节主要介绍施工控制网的建立方法及注意事项。5.1.1施工控制网类型及选择施工控制网主要有三角网、导线网、GPS网等类型。应根据工程规模、地形地貌、精度要求等因素选择合适的控制网类型。5.1.2施工控制网布设原则施工控制网布设应遵循以下原则：（1）控制点应均匀分布，覆盖整个施工区域；（2）控制点应具有较高的稳定性，便于长期使用；（3）控制点间距离应适中，便于测量和施工。5.1.3施工控制网测量方法施工控制网测量方法包括水准测量、三角测量、导线测量等。应根据工程精度要求选择合适的测量方法。5.1.4施工控制网数据处理施工控制网数据处理主要包括平差计算、精度分析等。应采用合适的软件进行数据处理，保证控制网精度满足要求。5.2建筑物轴线及高程测量建筑物轴线及高程测量是施工过程中的重要环节，关系到建筑物的质量和使用功能。5.2.1轴线测量轴线测量主要包括平面控制测量和轴线放样测量。平面控制测量应采用高精度仪器，保证测量精度；轴线放样测量应采用合适的放样方法，如极坐标法、前方交会法等。5.2.2高程测量高程测量主要包括水准测量和三角高程测量。应根据工程精度要求选择合适的高程测量方法。5.2.3轴线及高程测量精度分析对轴线及高程测量结果进行分析，评估测量精度是否满足施工要求。如不满足，应采取措施进行调整。5.3施工现场管理与监测施工现场管理与监测是保证工程质量、进度和安全的重要手段。5.3.1施工现场管理施工现场管理主要包括施工现场平面控制、高程控制、施工监测等方面的管理。5.3.2施工监测内容施工监测主要包括以下内容：（1）建筑物变形监测；（2）地下工程监测；（3）周边环境监测；（4）施工过程监测。5.3.3施工监测方法施工监测方法包括地面监测、遥感监测、自动化监测等。应根据工程特点选择合适的监测方法。5.3.4施工监测数据分析对施工监测数据进行分析，评估工程质量、进度和安全状况，为施工决策提供依据。同时根据监测结果，及时采取措施，保证工程安全。第6章道路工程测量6.1道路工程测量概述道路工程测量是道路建设中的重要环节，关系到道路工程的布局、设计、施工和运营管理。本章主要介绍道路工程测量的基本原理、方法和技术要求。内容包括平面控制测量、高程控制测量、中线测量、横断面测量等，旨在为道路工程提供准确、可靠的测量数据。6.2道路中线测量6.2.1中线测量的目的与要求道路中线测量是确定道路中心线位置、长度、曲率等几何参数的测量工作。其目的是为道路设计、施工和运营管理提供基本依据。中线测量要求精度高、操作简便、速度快，保证道路线形合理、美观。6.2.2中线测量的方法（1）经纬仪测量法：利用经纬仪测定道路中线的方向和长度。（2）全站仪测量法：采用全站仪进行角度和距离测量，快速、准确地确定中线位置。（3）激光测量法：利用激光指向和测距原理，进行中线测量。（4）GPS测量法：利用全球定位系统（GPS）进行中线测量，提高测量精度和效率。6.2.3中线测量的实施步骤（1）控制测量：建立平面控制网和高程控制网，为中线测量提供基准。（2）放样测量：根据设计图纸，将中线位置放样到实地。（3）曲线测量：对道路曲线段进行精确测量，保证线形合理。（4）中线标注：将中线位置标注在地面上，为施工提供依据。6.3道路横断面测量与设计6.3.1横断面测量的目的与要求道路横断面测量是获取道路横向地面高程、宽度、坡度等数据的测量工作。其目的是为道路设计、施工和土方计算提供依据。横断面测量要求精度高、数据全面，以保证道路横向几何尺寸的准确性。6.3.2横断面测量的方法（1）水平仪测量法：利用水平仪进行横断面高程测量。（2）全站仪测量法：采用全站仪进行横断面高程和距离测量。（3）激光扫描法：利用激光扫描设备获取横断面数据，提高测量效率。6.3.3横断面测量的实施步骤（1）控制测量：建立高程控制网，为横断面测量提供基准。（2）放样测量：根据设计图纸，将横断面位置放样到实地。（3）数据采集：采用相应测量方法，采集横断面各点的高程和距离数据。（4）数据处理：对采集的数据进行处理，绘制横断面图，为道路设计和施工提供依据。6.3.4横断面设计根据横断面测量数据，结合道路设计标准和要求，进行横断面设计。主要包括以下内容：（1）确定横断面形式：根据道路等级、地形地貌等因素，选择合适的横断面形式。（2）确定横断面尺寸：根据设计标准，确定横断面的宽度、坡度等参数。（3）土方计算：根据横断面设计，计算各段的挖填方量，为施工组织提供依据。通过本章的学习，读者应掌握道路工程测量的基本原理、方法和技术要求，为实际工程中的应用奠定基础。第7章桥梁工程测量7.1桥梁工程测量概述桥梁工程测量是桥梁建设过程中的重要环节，关系到桥梁的工程质量、安全和使用寿命。本章主要介绍桥梁工程测量的基本理论、方法和技术。桥梁工程测量主要包括平面控制测量、高程控制测量、施工放样测量及变形监测等内容。7.2桥梁控制网建立7.2.1控制网布设原则桥梁控制网应遵循以下原则进行布设：（1）控制点应具有足够的稳定性，易于保存和观测；（2）控制点应分布合理，满足桥梁工程测量的精度要求；（3）控制点数量应适中，以保证控制网的可靠性和经济性。7.2.2控制网建立方法桥梁控制网建立方法如下：（1）平面控制网：采用三角测量、导线测量或GNSS测量等方法建立；（2）高程控制网：采用水准测量、三角高程测量或GNSS高程测量等方法建立；（3）控制点埋设：按照设计要求，在桥梁工程范围内埋设控制点，并进行编号和标识。7.3桥梁结构施工测量7.3.1施工测量内容桥梁结构施工测量主要包括以下内容：（1）桥墩、桥台位置测量；（2）上部结构（梁、板、拱等）位置和形状测量；（3）预应力混凝土构件的预应力管道坐标测量；（4）支座、伸缩缝及附属设施位置测量；（5）施工过程中的变形监测。7.3.2施工测量方法（1）采用全站仪、水准仪等测量仪器进行施工放样；（2）利用计算机辅助设计（CAD）软件进行测量数据的处理和放样图的绘制；（3）采用GNSS测量技术进行大范围、高精度的施工控制测量；（4）结合施工现场条件，采用合适的测量方法进行桥梁结构变形监测。通过以上测量方法，保证桥梁工程的质量和进度，为我国桥梁建设贡献力量。第8章水利水电工程测量8.1水利水电工程测量概述水利水电工程测量是工程建设中不可或缺的环节，其主要任务是为工程设计、施工和运行管理提供准确、可靠的测量数据。本章主要介绍水利水电工程测量的基本理论、方法及其在实际工程中的应用。8.2水利水电工程控制测量8.2.1控制测量的意义与任务水利水电工程控制测量是对整个工程区域进行精确的空间定位，为后续施工测量提供基准。其主要任务是建立统一的平面控制网和高程控制网，保证工程测量精度满足设计要求。8.2.2控制测量的方法（1）平面控制测量：采用三角测量、导线测量、卫星定位测量等方法建立平面控制网。（2）高程控制测量：采用水准测量、三角高程测量、卫星定位高程测量等方法建立高程控制网。8.2.3控制测量的实施（1）控制测量的前期准备：收集相关资料，制定测量方案，进行技术交底。（2）控制测量的外业工作：按照测量方案进行野外数据采集，保证测量精度。（3）控制测量的内业工作：对野外采集的数据进行计算、处理，形成控制成果。8.3水工建筑物施工测量8.3.1施工测量的意义与任务水工建筑物施工测量是保证工程建设质量的关键环节，其主要任务是对施工过程进行实时监控，保证建筑物位置、形状和尺寸符合设计要求。8.3.2施工测量的方法（1）基础施工测量：主要包括平面控制点、高程控制点的布设，以及基础开挖、基础桩位等的测量。（2）主体结构施工测量：对建筑物主体结构的各个部位进行测量，包括轴线控制、模板定位、钢筋布置等。（3）竣工测量：对建筑物进行整体测量，验证施工质量，为验收提供依据。8.3.3施工测量的实施（1）施工测量的前期准备：制定施工测量方案，明确测量任务和要求。（2）施工测量的外业工作：按照测量方案进行野外数据采集，保证测量精度。（3）施工测量的内业工作：对野外采集的数据进行计算、处理，指导施工。通过本章的学习，读者可以掌握水利水电工程测量的基本理论和方法，为实际工程中的测量工作提供参考。第9章地下工程测量9.1地下工程测量概述地下工程测量是针对地下空间及地下结构物的测量工作，其目的在于为地下工程设计、施工、运营及维护提供准确的空间位置信息和变形监测数据。本章主要介绍地下工程测量的基本原理、方法及其在实际工程中的应用。9.2地下控制测量地下控制测量是地下工程测量的基础，其主要任务是通过一系列的控制点建立统一的测量基准，保证地下工程测量数据的准确性、可靠性和一致性。9.2.1地下控制网布设地下控制网布设应根据地下工程的特点和测量要求，结合地面控制网，采用合理的布网方法和技术。布设时应注意以下几点：（1）控制点应具有足够的稳定性、易于识别和便于保护；（2）控制网应具有良好的几何结构和足够的强度；（3）控制网应具有较高的精度，满足地下工程测量要求。9.2.2地下控制点测定地下控制点测定可采用以下方法：（1）水平角测量：采用全站仪或电子经纬仪进行水平角测量，测定控制点之间的方向关系；（2）高程测量：采用水准仪或三角高程测量方法，测定控制点的高程；（3）距离测量：采用全站仪或激光测距仪，测定控制点之间的距离。9.2.3控制成果处理与分析地下控制测量成果应进行