工程测量技术与质量控制手册

工程测量技术与质量控制手册TOC\o"1-2"\h\u23608第1章工程测量基础 4324121.1测量基本概念 4249811.1.1测量的定义 491361.1.2测量的分类 401.1.3测量的作用 461741.1.4测量的基本要求 5188871.2测量坐标系与基准 58161.2.1测量坐标系 5303311.2.2测量基准 5240521.2.3测量坐标系与基准的应用 5173221.3测量误差与精度 5239571.3.1测量误差分类 641921.3.2测量误差来源 644321.3.3测量精度评定 612729第2章测量仪器及其使用 6228492.1水平仪 6125602.1.1光学水平仪 6174982.1.2电子水平仪 6267642.2经纬仪 759462.2.1结构与原理 7228012.2.2使用方法 727702.3全站仪 7115042.3.1结构与原理 722782.3.2使用方法 7135032.4激光扫描仪 776702.4.1结构与原理 7225892.4.2使用方法 721267第3章水准测量 88303.1水准测量原理 8306303.1.1重力水准面 858603.1.2高程系统 8251463.1.3水准仪器及其工作原理 8270593.2水准路线布设 8104383.2.1水准路线布设原则 8300243.2.2水准路线布设方法 851253.2.3水准路线布设注意事项 917163.3水准测量数据处理 9283883.3.1水准尺读数计算 9119833.3.2高程计算 966703.3.3误差分析 923037第4章导线测量 9197384.1导线测量原理 9294964.1.1三角形相似原理 10312104.1.2勾股定理 10216044.2导线布设与观测 10113184.2.1导线布设 1056794.2.2导线观测 10200704.3导线测量数据处理 1092314.3.1数据检查 10179454.3.2计算导线各边的长度 11238384.3.3计算导线闭合差 11117924.3.4误差分析 1143244.3.5数据整理与输出 1124669第5章三角测量 11243915.1三角测量原理 11232905.2三角网布设 11320655.3三角测量数据处理 116715第6章测量控制网建设 12112806.1控制网概述 1281226.2控制网点布设 12243016.2.1控制网点的选择 12209076.2.2控制网点布设原则 12111656.2.3控制网点布设方法 13321816.3控制网数据处理 13174876.3.1数据采集 13255486.3.2数据处理方法 13280686.3.3数据成果整理与提交 134254第7章工程施工测量 14148147.1施工测量基本要求 14195917.1.1施工测量应遵循国家有关测量标准和规范，保证测量数据的准确性、可靠性和科学性。 14231657.1.2施工测量前应充分了解设计图纸和施工要求，明确测量的目的、任务和内容。 14192577.1.3施工测量应采用合适的测量方法、仪器设备和人员，保证测量工作的顺利进行。 1491777.1.4施工测量过程中应做好原始数据的记录和整理，及时反馈信息，为施工提供依据。 14269917.1.5施工测量应定期进行质量控制，保证测量成果满足施工质量要求。 14313537.2建筑物轴线测量 14290297.2.1轴线测量是建筑物施工测量的重要内容，其目的是确定建筑物的平面位置和尺寸。 14246327.2.2轴线测量前应进行控制点布设，控制点应具有足够的稳定性和可靠性。 14255807.2.3轴线测量应采用电子全站仪等高精度测量仪器，提高测量效率。 14182937.2.4轴线测量过程中应遵循“从整体到局部”的原则，先测量主轴线，后测量次轴线。 14295297.2.5轴线测量成果应进行校核，保证误差在允许范围内。 14176347.3高程控制测量 1416897.3.1高程控制测量是保证建筑物垂直度和平整度的关键环节。 14155357.3.2高程控制测量应采用水准仪、电子水准仪等仪器，按照国家有关规范进行。 1436307.3.3高程控制测量应布设闭合水准路线，提高测量精度。 14200007.3.4高程控制测量过程中应严格控制温度、气压等外界因素对测量结果的影响。 144907.3.5高程控制测量成果应进行校核，保证误差在允许范围内。 1463607.4施工场地平整测量 14219187.4.1施工场地平整测量是保证施工场地满足施工要求的重要环节。 1544347.4.2施工场地平整测量应采用全站仪、水准仪等仪器，按照设计要求进行。 15256187.4.3施工场地平整测量应全面覆盖施工区域，保证测量数据的准确性。 1516427.4.4施工场地平整测量过程中应重点关注场地高程、坡度等因素，为施工提供依据。 1528277.4.5施工场地平整测量成果应进行校核，及时调整不符合设计要求的地方。 1518401第8章质量控制与管理 15184688.1质量控制基本概念 1577398.1.1质量定义 15260508.1.2质量控制原则 1516528.1.3质量控制目标 151208.2测量质量管理体系 15308038.2.1测量质量管理体系概述 15124188.2.2测量质量管理体系的构成 15297998.2.3测量质量管理体系的建立与运行 15164648.3质量控制方法 15161228.3.1数据审核 1660098.3.2过程控制 1622358.3.3抽样检验 16307428.3.4误差分析 1620618.3.5质量改进 1619888.3.6质量保证 16237388.3.7质量评估 16309008.3.8质量培训与教育 1620130第9章测量成果整理与分析 1681799.1测量数据整理 161629.1.1数据清洗 16140539.1.2数据排序 16185869.1.3数据归一化 17321759.1.4数据整理与汇总 17186259.2测量成果分析 17281079.2.1数据分析方法 17236429.2.2数据分析内容 17262029.2.3异常值分析 17151729.2.4质量评估 17184199.3测量报告编制 1748769.3.1报告结构 17256009.3.2报告内容 1723929.3.3报告编制要求 179979.3.4报告审批与提交 1731466第10章现代测量技术应用 171191410.1遥感技术在工程测量中的应用 18910410.2惯性测量技术在工程测量中的应用 181817010.3GPS技术在工程测量中的应用 183244110.4三维激光扫描技术在工程测量中的应用 18第1章工程测量基础1.1测量基本概念工程测量是工程建设和项目管理中不可或缺的环节，其基本任务是确定各种几何位置和形状，为工程建设提供准确、可靠的测量数据。本节主要介绍工程测量的基本概念，包括测量的定义、分类、作用和基本要求。1.1.1测量的定义测量是一种通过对物体或现象进行观察、比较和计算，以确定其几何位置、形状、大小和数量等特性的科学方法。1.1.2测量的分类根据测量对象和目的的不同，工程测量可分为以下几类：（1）地形测量：为工程建设提供地形地貌信息，包括平面和高程数据。（2）工程控制测量：为工程建设提供精确的控制网，保证工程建设的准确性。（3）施工测量：在工程建设过程中，对施工对象进行定位、放样和监测。（4）变形监测：对工程结构物进行长期或短期的变形观测，以保证工程安全。1.1.3测量的作用工程测量在工程建设中具有以下重要作用：（1）提供准确的基础数据，为工程设计和施工提供依据。（2）保证工程建设质量，提高工程安全性。（3）指导施工过程，提高施工效率。（4）监测工程变形，预防发生。1.1.4测量的基本要求为了保证工程测量的准确性和可靠性，测量工作应遵循以下基本要求：（1）科学合理地选择测量方法、仪器和设备。（2）严格按照测量标准和规范进行操作。（3）对测量数据进行严谨的处理和分析。（4）保证测量成果的准确、可靠和及时。1.2测量坐标系与基准测量坐标系和基准是进行工程测量的基础，本节主要介绍测量坐标系和基准的概念、分类及其在工程测量中的应用。1.2.1测量坐标系测量坐标系是用于描述地球表面点位置的一种数学模型。常见的测量坐标系有：（1）大地坐标系：以地球质心为原点，用于描述地球表面点的绝对位置。（2）平面直角坐标系：在地球表面某区域内，以一个点为原点，建立相互垂直的坐标轴，用于描述该区域内点的相对位置。（3）高程系：用于描述地球表面点的高程，通常采用平均海平面作为高程基准。1.2.2测量基准测量基准是进行测量的参照标准，包括大地基准、水平基准和高程基准。（1）大地基准：用于确定地球形状、大小和地球表面点的绝对位置。（2）水平基准：用于描述地球表面水平线的方向。（3）高程基准：用于描述地球表面点的高程。1.2.3测量坐标系与基准的应用在工程测量中，测量坐标系和基准的应用主要包括：（1）确定工程控制网。（2）转换不同坐标系之间的测量数据。（3）进行地形测量、施工测量和变形监测。1.3测量误差与精度测量误差是测量值与真实值之间的差异，它直接影响测量结果的准确性。本节主要介绍测量误差的分类、来源和精度评定方法。1.3.1测量误差分类测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差。（1）系统误差：在相同条件下，测量值偏离真实值的固定量。（2）随机误差：在相同条件下，测量值偏离真实值的随机量。（3）粗大误差：由于操作不当、仪器故障等原因导致的明显偏离真实值的误差。1.3.2测量误差来源测量误差主要来源于以下几个方面：（1）人的因素：操作不当、读数误差等。（2）仪器因素：仪器精度、仪器稳定性等。（3）环境因素：温度、湿度、气压等。（4）方法因素：测量方法、数据处理方法等。1.3.3测量精度评定测量精度的评定方法主要有以下几种：（1）中误差：表示测量误差的一般水平。（2）相对误差：表示测量误差与测量值之间的比值。（3）极限误差：表示测量误差的允许范围。（4）置信概率：表示测量结果的可信程度。第2章测量仪器及其使用2.1水平仪水平仪是工程测量中常用的一种仪器，用于检测或校正物体的水平状态。它主要包括光学水平仪和电子水平仪两种类型。2.1.1光学水平仪光学水平仪主要由水平泡和望远镜组成。使用时，通过观察水平泡的位置来判断被测物体是否达到水平状态。光学水平仪具有结构简单、使用方便等优点。2.1.2电子水平仪电子水平仪采用电子传感器检测水平状态，具有高精度、快速响应等特点。它通常具备数字显示和声光报警功能，便于操作者直观了解被测物体的水平状态。2.2经纬仪经纬仪是一种用于测量水平角和垂直角的仪器，广泛应用于大地测量、建筑工程测量等领域。2.2.1结构与原理经纬仪主要由望远镜、水平仪、基座和三脚架组成。它利用水平仪和望远镜的旋转，通过读取度盘上的刻度，实现对水平角和垂直角的测量。2.2.2使用方法在使用经纬仪进行测量时，首先需要将仪器架设在三脚架上，保证仪器稳定。然后调整水平仪，使仪器达到水平状态。接着进行水平角和垂直角的测量。2.3全站仪全站仪是一种集光、机、电于一体的综合性测量仪器，能同时进行角度和距离测量。2.3.1结构与原理全站仪主要由望远镜、测距仪、控制器和基座组成。它采用电子测距技术和角度测量技术，实现高精度、高效率的测量。2.3.2使用方法在使用全站仪进行测量时，首先将仪器架设在三脚架上，并进行调平。然后输入相关参数，启动测量程序，即可进行角度和距离的测量。2.4激光扫描仪激光扫描仪是一种利用激光技术进行空间测量的仪器，广泛应用于地形测绘、建筑测量等领域。2.4.1结构与原理激光扫描仪主要由激光发射器、接收器、旋转扫描装置和控制器组成。它通过旋转扫描装置，使激光束在空间进行扫描，并通过接收器接收反射回来的激光信号，实现空间坐标的测量。2.4.2使用方法在使用激光扫描仪进行测量时，首先将仪器架设在合适的位置，并保证其稳定。然后启动控制器，设置相关参数，进行扫描测量。测量完成后，将数据导入计算机进行处理，得到所需的空间坐标信息。第3章水准测量3.1水准测量原理水准测量是利用水准仪器在一定的水准路线上，通过对水准尺读数来确定地面点高程的一种测量方法。本节主要介绍水准测量的基本原理，包括重力水准面、高程系统和水准仪器的构造及其工作原理。3.1.1重力水准面地球重力场是决定水准面形状的基础，重力水准面是指在地球重力场中，静止的水所形成的表面。在实际测量中，通常以平均海平面作为重力水准面的参考。3.1.2高程系统高程系统是指将地球表面的高程进行统一度量的一套标准和方法。我国采用1985国家高程基准，以黄海平均海平面作为高程起算面。3.1.3水准仪器及其工作原理水准仪器主要包括光学水准仪和电子水准仪。光学水准仪通过望远镜观测水准尺，利用补偿器消除仪器倾斜带来的读数误差；电子水准仪则采用电子传感器和处理器，自动读取和计算水准尺读数。3.2水准路线布设水准路线布设是水准测量的重要环节，关系到测量结果的精度和可靠性。本节主要介绍水准路线的布设原则、方法及注意事项。3.2.1水准路线布设原则水准路线布设应遵循以下原则：（1）保证测量精度：选择合适的路线，使测量误差控制在允许范围内；（2）提高测量效率：合理规划路线，减少测量工作量；（3）保证安全：避免危险地带，保证测量人员的安全。3.2.2水准路线布设方法水准路线布设方法包括以下几种：（1）闭合水准路线：起止点相同的水准路线，适用于精度要求较高的测量；（2）附合水准路线：起止点不同，但与已知高程点相连的水准路线，适用于大范围测量；（3）支水准路线：从一个已知高程点出发，测量一定范围内的地面点高程。3.2.3水准路线布设注意事项（1）避免水准路线过长，以免累积误差过大；（2）合理选择水准点，保证测量精度；（3）注意水准尺的稳定性，避免因外界因素导致的读数误差。3.3水准测量数据处理水准测量数据处理是对水准尺读数进行计算，得出地面点高程的过程。本节主要介绍水准测量数据处理的方法和步骤。3.3.1水准尺读数计算将水准尺读数转换为高程差，需进行以下计算：（1）仪器常数修正：根据水准仪器的仪器常数，对读数进行修正；（2）温度、气压修正：根据实际温度、气压与标准温度、气压的差异，对读数进行修正；（3）地球曲率改正：考虑地球曲率对读数的影响，进行改正；（4）大气折光改正：根据大气折光对读数的影响，进行改正。3.3.2高程计算将高程差累积计算得到各测量点的高程，具体步骤如下：（1）闭合水准路线：从起点开始，依次计算各点高程；（2）附合水准路线：从已知高程点开始，计算各点高程；（3）支水准路线：从已知高程点出发，计算各点高程。3.3.3误差分析对水准测量结果进行误差分析，找出可能的误差来源，为提高测量精度提供依据。主要分析以下误差：（1）仪器误差：包括仪器本身的精度和稳定性；（2）观测误差：包括读数误差和操作失误；（3）环境因素误差：如温度、气压、大气折光等影响；（4）数据处理误差：如计算错误、数据转录错误等。第4章导线测量4.1导线测量原理导线测量是工程测量中常用的一种测量方法，其基本原理是基于三角形相似和勾股定理。导线测量主要应用于建筑工程、道路工程、水利工程等领域。本章将详细介绍导线测量的基本原理及其在实际工程中的应用。4.1.1三角形相似原理导线测量中，相邻控制点之间的连线形成一系列的导线。这些导线通常构成一个或多个闭合或非闭合的导线环。根据三角形相似原理，当已知一个导线环中两条边的长度及它们之间的夹角时，可以计算出第三条边的长度。4.1.2勾股定理在导线测量中，勾股定理用于计算导线环中任意一条边的长度。勾股定理表述为：直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方。通过测量已知导线环中两条边的长度及它们之间的夹角，可以计算出第三条边的长度。4.2导线布设与观测导线测量的关键步骤是导线的布设与观测。合理的布设和精确的观测是保证导线测量质量的基础。4.2.1导线布设导线布设应遵循以下原则：（1）导线应布设成直线或平滑曲线，避免出现锐角和折线。（2）导线应布设在地形变化较小的区域，以保证测量精度。（3）导线长度应适中，避免过长或过短。（4）导线应布设成闭合或非闭合的导线环，以减小测量误差。4.2.2导线观测导线观测主要包括以下内容：（1）观测已知点和未知点之间的水平距离。（2）观测已知点和未知点之间的垂直距离。（3）观测已知点和未知点之间的方向角。（4）观测已知点和未知点之间的夹角。4.3导线测量数据处理导线测量数据处理主要包括以下步骤：4.3.1数据检查在数据处理前，应对观测数据进行检查，保证数据的正确性和完整性。4.3.2计算导线各边的长度根据三角形相似原理和勾股定理，计算出导线环中各边的长度。4.3.3计算导线闭合差根据导线环中各边的长度和角度，计算出导线的闭合差，以评估测量精度。4.3.4误差分析对导线测量结果进行误差分析，找出可能存在的误差源，并提出相应的改进措施。4.3.5数据整理与输出将处理后的导线测量数据整理成表格、图形等形式，供后续工程设计和施工使用。第5章三角测量5.1三角测量原理三角测量是一种基于几何原理的测量方法，主要应用于大地测量、工程测量等领域。其基本原理是通过测量两个角度和一个边长来确定一个三角形的三个顶点位置。在此基础上，通过对多个相连三角形的测量，可以构建起整个测量区域的控制网。三角测量原理包括正弦定理、余弦定理和相似三角形原理等，这些原理为测量提供了严谨的数学基础。5.2三角网布设三角网布设是三角测量的关键环节，其质量直接影响到测量结果的准确性。在进行三角网布设时，应遵循以下原则：（1）合理选择三角形的边长和角度。边长应适中，不宜过长或过短；角度应避免过小或过大，以保证测量的准确性。（2）保证三角网的结构稳定。三角网应具有足够的强度和稳定性，避免因地形变化等原因导致三角网变形。（3）布设方式灵活。根据实际测量需求，可采用规则网、不规则网或混合网等形式布设。（4）考虑测量精度和成本。在满足精度要求的前提下，尽量减少测量工作量，降低成本。5.3三角测量数据处理三角测量数据处理主要包括以下几个方面：（1）观测数据整理。对观测数据进行检查、筛选和整理，保证数据的正确性和可靠性。（2）观测值平差。采用最小二乘法对观测值进行平差计算，求出各观测值的改正数，从而提高测量精度。（3）坐标计算。根据三角形的观测数据，运用三角测量原理计算出各顶点的坐标。（4）精度分析。对测量结果进行精度分析，评估测量误差，为后续测量提供参考。（5）成果整理。将测量结果整理成图表、报告等形式，以便于使用和保存。通过以上步骤，可以得到准确可靠的三角测量结果，为工程测量提供重要依据。第6章测量控制网建设6.1控制网概述测量控制网是工程测量的基础，其目的是为了保证测量数据的准确性和可靠性。本章主要介绍测量控制网的建设，包括控制网的分类、作用以及控制网的设计原则。控制网在工程测量中具有举足轻重的地位，它是连接各项测量工作的纽带，为各项测量任务提供统一的基准和依据。6.2控制网点布设6.2.1控制网点的选择控制网点的选择是建设测量控制网的关键环节。应根据工程规模、测量精度要求、地形地貌等因素，合理选择控制网点。控制网点应具备以下条件：（1）地点稳定，不易发生形变；（2）便于观测和保存；（3）视野开阔，通视条件良好；（4）易于到达，交通便利。6.2.2控制网点布设原则（1）均匀分布：控制网点应均匀分布在测区范围内，保证测量精度和覆盖范围；（2）等级分明：根据测量精度要求，将控制网分为不同等级，逐级布设；（3）相互联系：各级控制网点之间应保持一定的联系，便于相互检核和传递；（4）简单可靠：控制网点布设应简单明了，便于实施和操作。6.2.3控制网点布设方法（1）地面控制点：在测区地面上设立固定标志，作为控制网点；（2）高程控制点：利用水准测量方法，布设高程控制网点；（3）空间控制点：利用卫星定位技术，布设空间控制网点；（4）联测控制点：将不同等级、不同类型的控制网点进行联测，提高控制网的精度。6.3控制网数据处理6.3.1数据采集控制网数据采集主要包括平面控制数据和高程控制数据的采集。数据采集应遵循以下原则：（1）采用高精度的测量仪器和设备；（2）按照规定程序和方法进行测量；（3）记录完整、准确的测量数据；（4）进行现场检查和初步处理，保证数据质量。6.3.2数据处理方法（1）原始数据检查：对采集的原始数据进行检查，剔除异常值；（2）平差计算：采用最小二乘法进行控制网平差计算，求取各控制点的坐标和高程；（3）精度分析：对控制网的精度进行分析，评估控制网的可靠性；（4）控制网优化：根据实际测量结果，对控制网进行调整和优化，提高测量精度。6.3.3数据成果整理与提交（1）整理控制网数据，编制控制网成果表；（2）提交控制网成果，包括控制点坐标、高程、点位分布图等；（3）对控制网成果进行归档，便于后续工程测量工作的参考和使用。第7章工程施工测量7.1施工测量基本要求7.1.1施工测量应遵循国家有关测量标准和规范，保证测量数据的准确性、可靠性和科学性。7.1.2施工测量前应充分了解设计图纸和施工要求，明确测量的目的、任务和内容。7.1.3施工测量应采用合适的测量方法、仪器设备和人员，保证测量工作的顺利进行。7.1.4施工测量过程中应做好原始数据的记录和整理，及时反馈信息，为施工提供依据。7.1.5施工测量应定期进行质量控制，保证测量成果满足施工质量要求。7.2建筑物轴线测量7.2.1轴线测量是建筑物施工测量的重要内容，其目的是确定建筑物的平面位置和尺寸。7.2.2轴线测量前应进行控制点布设，控制点应具有足够的稳定性和可靠性。7.2.3轴线测量应采用电子全站仪等高精度测量仪器，提高测量效率。7.2.4轴线测量过程中应遵循“从整体到局部”的原则，先测量主轴线，后测量次轴线。7.2.5轴线测量成果应进行校核，保证误差在允许范围内。7.3高程控制测量7.3.1高程控制测量是保证建筑物垂直度和平整度的关键环节。7.3.2高程控制测量应采用水准仪、电子水准仪等仪器，按照国家有关规范进行。7.3.3高程控制测量应布设闭合水准路线，提高测量精度。7.3.4高程控制测量过程中应严格控制温度、气压等外界因素对测量结果的影响。7.3.5高程控制测量成果应进行校核，保证误差在允许范围内。7.4施工场地平整测量7.4.1施工场地平整测量是保证施工场地满足施工要求的重要环节。7.4.2施工场地平整测量应采用全站仪、水准仪等仪器，按照设计要求进行。7.4.3施工场地平整测量应全面覆盖施工区域，保证测量数据的准确性。7.4.4施工场地平整测量过程中应重点关注场地高程、坡度等因素，为施工提供依据。7.4.5施工场地平整测量成果应进行校核，及时调整不符合设计要求的地方。第8章质量控制与管理8.1质量控制基本概念8.1.1质量定义质量控制是保证产品或服务达到预定质量标准的过程。在工程测量领域，质量主要涉及数据的准确性、可靠性和完整性。8.1.2质量控制原则质量控制遵循以下原则：以预防为主，注重过程控制，强化员工培训，持续改进。8.1.3质量控制目标质量控制的目标是保证测量数据的准确性、可靠性和及时性，满足工程项目的需求。8.2测量质量管理体系8.2.1测量质量管理体系概述测量质量管理体系是指在测量活动中，为实现质量控制目标而建立的一套系统化的管理方法。8.2.2测量质量管理体系的构成测量质量管理体系包括组织结构、程序、过程和资源等要素。8.2.3测量质量管理体系的建立与运行建立测量质量管理体系应遵循以下步骤：制定质量方针和目标、编制质量手册、制定程序文件、实施过程控制、内部审核、管理评审和持续改进。8.3质量控制方法8.3.1数据审核数据审核是对测量数据进行检查、分析和评价的过程，以保证数据的准确性、可靠性和完整性。8.3.2过程控制过程控制是在测量活动中对关键环节进行监控，保证测量过程符合规定要求。8.3.3抽样检验抽样检验是从测量结果中抽取一定比例的数据进行检验，以评估整体数据的质量。8.3.4误差分析误差分析是对测量结果中的误差进行识别、分类和评价，以减小或消除误差对测量质量的影响。8.3.5质量改进质量改进是通过分析测量过程中存在的问题，采取相应措施，以不断提高测量质量。8.3.6质量保证质量保证是通过对测量活动的全过程进行监控，保证测量结果满足预定的质量要求。8.3.7质量评估质量评估是对测量质量进行全面、系统的评价，为质量管理提供依据。8.3.8质量培训与教育质量培训与教育是对测