第1講平面控制測量

1、1 1 課程基本信息課程基本信息2 2 課程性質(zhì)與作用課程性質(zhì)與作用 本課程是土建類專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，主要本課程是土建類專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，主要培養(yǎng)學(xué)生對線橋隧等工程施工過程中的施工控制測培養(yǎng)學(xué)生對線橋隧等工程施工過程中的施工控制測量、施工放樣、變形監(jiān)測、竣工測量等專業(yè)測量能量、施工放樣、變形監(jiān)測、竣工測量等專業(yè)測量能力，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解線、橋、隧力，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解線、橋、隧工程施工放樣中的測量理論，熟練掌握放樣數(shù)據(jù)計工程施工放樣中的測量理論，熟練掌握放樣數(shù)據(jù)計算和放樣方法。達到能分析和解決施工放樣中的一算和放樣方法。達到能分析和解決施工放樣中的一些問題

2、的能力，以及團結(jié)協(xié)作、制定和實施工作計些問題的能力，以及團結(jié)協(xié)作、制定和實施工作計劃、綜合分析和判斷的能力。劃、綜合分析和判斷的能力。線路施工測量線路施工測量線路施工測量線路施工測量隧道立井內(nèi)襯施工測設(shè)隧道立井內(nèi)襯施工測設(shè)路基沉降觀測路基沉降觀測 專業(yè)能力目標(biāo)專業(yè)能力目標(biāo)具備線路、橋梁、隧道的施工控制測量的能力。具備線路、橋梁、隧道的施工控制測量的能力。1具備線路中線資料計算及測量放樣能力具備線路中線資料計算及測量放樣能力23具備路基施工放樣測量能力具備路基施工放樣測量能力4具備橋梁墩臺中心坐標(biāo)的計算和測設(shè)的能力具備橋梁墩臺中心坐標(biāo)的計算和測設(shè)的能力5具備具備GPSGPS、全站儀、水準(zhǔn)儀等各種

3、測量儀器的操作能力、全站儀、水準(zhǔn)儀等各種測量儀器的操作能力6具備測量的方案設(shè)計能力具備測量的方案設(shè)計能力3 3 課程目標(biāo)設(shè)計課程目標(biāo)設(shè)計 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要具備各種線通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要具備各種線橋隧工程的施工測量能力，各種測量儀器的橋隧工程的施工測量能力，各種測量儀器的操作能力，數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用能力，資料操作能力，數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用能力，資料搜集整理的能力，制定、實施工作計劃的能搜集整理的能力，制定、實施工作計劃的能力，綜合分析判斷能力，使用和判斷肢體語力，綜合分析判斷能力，使用和判斷肢體語言的能力，溝通能力，團隊協(xié)作能力，安全言的能力，溝通能力，團隊協(xié)作能力，安全與自我保護能力

4、，應(yīng)對緊急突發(fā)狀況的能力。與自我保護能力，應(yīng)對緊急突發(fā)狀況的能力。l掌握線路復(fù)測、線路中線及斷面測量、路基施工測量等掌握線路復(fù)測、線路中線及斷面測量、路基施工測量等知識；知識；l掌握線路施工測量的技術(shù)設(shè)計書和總結(jié)書基本要求和格掌握線路施工測量的技術(shù)設(shè)計書和總結(jié)書基本要求和格式；式；l掌握中線復(fù)測及橋梁施工控制測量、墩臺定位及標(biāo)高放掌握中線復(fù)測及橋梁施工控制測量、墩臺定位及標(biāo)高放樣、基礎(chǔ)施工測量等知識；樣、基礎(chǔ)施工測量等知識；l掌握隧道控制測量、隧道導(dǎo)坑延伸測量、隧道斷面測量掌握隧道控制測量、隧道導(dǎo)坑延伸測量、隧道斷面測量等知識。等知識。知識目標(biāo)知識目標(biāo)1.1線線路路施施工工復(fù)復(fù)測測1.2線線路

5、路中中線線及及斷斷面面測測量量1.3路路基基施施工工測測量量3.3隧隧道道斷斷面面測測量量3.1隧隧道道控控制制測測量量3.2隧隧道道導(dǎo)導(dǎo)坑坑延延伸伸測測量量1 線路施工測量線路施工測量線橋隧測量線橋隧測量2.1中中線線復(fù)復(fù)測測及及橋橋梁梁控控制制測測量量2.2墩墩臺臺定定位位及及標(biāo)標(biāo)高高測測量量2.3基基礎(chǔ)礎(chǔ)施施工工測測量量2.4梁梁體體架架設(shè)設(shè)施施工工測測量量2 橋梁施工測量橋梁施工測量3 隧道施工測量隧道施工測量4 4 考核設(shè)計考核設(shè)計期末閉卷考試期末閉卷考試課內(nèi)實訓(xùn)課內(nèi)實訓(xùn)課堂表現(xiàn)課堂表現(xiàn)70%課程總評成績課程總評成績總評總評=30%平時平時+70%期末期末30%第一章：平面控制測量第

6、一章：平面控制測量1.1 概述概述一、控制測量一、控制測量1、目的與作用、目的與作用為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)平面控制網(wǎng)和和高程控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)控制誤差的積累控制誤差的積累作為進行各種細部測量的基準(zhǔn)作為進行各種細部測量的基準(zhǔn)控制點控制點(control point) (control point) ： 具有精確可靠平面坐標(biāo)或高程的測量基準(zhǔn)點。具有精確可靠平面坐標(biāo)或高程的測量基準(zhǔn)點?？刂凭W(wǎng)控制網(wǎng)(control network)(control network)： 由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形。由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形。控制

7、測量控制測量(control survey)(control survey)： 為建立控制網(wǎng)所進行的測量工作。為建立控制網(wǎng)所進行的測量工作。按內(nèi)容分：按內(nèi)容分： 平面控制測量：測定各平面控制點的坐標(biāo)平面控制測量：測定各平面控制點的坐標(biāo)X X、Y Y。 高程控制測量：測定各高程控制點的高程高程控制測量：測定各高程控制點的高程H H。按精度分：按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級三級按方法分：按方法分：天文測量、常規(guī)測量天文測量、常規(guī)測量( (三角測量、導(dǎo)線測三角測量、導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量量、水準(zhǔn)測量) )、衛(wèi)星定位測量、衛(wèi)星定位測量按區(qū)域分：按區(qū)域

8、分：國家控制測量、城市控制測量、小區(qū)域國家控制測量、城市控制測量、小區(qū)域工程控制測量工程控制測量一等三角網(wǎng)一等三角網(wǎng)二等三角網(wǎng)二等三角網(wǎng)建立工程施工控制網(wǎng)的任務(wù)：保證各項建筑物修建時平面位置和高程的放樣精度達到規(guī)定要求；監(jiān)測建筑物的變形p 勘測設(shè)計階段勘測設(shè)計階段p 工程施工階段工程施工階段p 運營管理階段運營管理階段 附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線（導(dǎo)線網(wǎng)）附合導(dǎo)線外業(yè)附合導(dǎo)線外業(yè): :已知數(shù)據(jù)：已知數(shù)據(jù)： ABAB,X,XB B,Y,YB B； CDCD,X,XC C,Y,YC C。點點1 1、2 2、3 3、4 4為新建導(dǎo)線點。為新建導(dǎo)線點。D DB1B1D D1212D D2323D

9、 D3434D D4C4CA AB B1 12 23 34 4C CD D觀測數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù)：連接角連接角 B B 、 C C ； 導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角 1 1, , 2 2, , 3 3 , , 4 4 ； 導(dǎo)線各邊長導(dǎo)線各邊長D DB1B1，D D1212，D D4C4C。ABCD(X(XB,B,Y YB B) )(X(XC,C,Y YC C) )BC1234附合導(dǎo)線圖附合導(dǎo)線圖 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、照準(zhǔn)左角時的左目標(biāo)，實際安置值與規(guī)定安、照準(zhǔn)左角時的左目標(biāo)，實際安置值與規(guī)定安置值之差，應(yīng)小于相鄰兩測回

10、測微盤位置之差的置值之差，應(yīng)小于相鄰兩測回測微盤位置之差的二分之一。二分之一。2、順時針方向旋轉(zhuǎn)一、二周，精確照準(zhǔn)左目標(biāo)、順時針方向旋轉(zhuǎn)一、二周，精確照準(zhǔn)左目標(biāo)讀取水平度盤和測微器讀數(shù)；再用測微輪稍稍錯讀取水平度盤和測微器讀數(shù)；再用測微輪稍稍錯開分劃線，重新重合對經(jīng)分劃線，再一次讀取測開分劃線，重新重合對經(jīng)分劃線，再一次讀取測微輪讀數(shù)。微輪讀數(shù)。3、順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)右目標(biāo)，、順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)右目標(biāo)，讀數(shù)方法同讀數(shù)方法同2款。款。以上操作為上半測回。以上操作為上半測回。4、縱轉(zhuǎn)望遠鏡，順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，精確、縱轉(zhuǎn)望遠鏡，順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)右目標(biāo)，讀數(shù)方

11、法同照準(zhǔn)右目標(biāo)，讀數(shù)方法同2款?？?。5、順時針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)左目標(biāo)讀數(shù)方、順時針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)左目標(biāo)讀數(shù)方法同法同2款?？?。以上操作為下半測回。以上操作為下半測回。 導(dǎo)線水平角觀測限差導(dǎo)線水平角觀測限差 為了減弱儀器對中誤差和目標(biāo)偏心誤差對測角和測距的影響，一般使用三個既能安置全站儀又能安置帶有覘牌（反射棱鏡）的基座和腳架，基座具有通用光學(xué)對中器 。B前進方向TP1導(dǎo)線略圖導(dǎo)線略圖 測距精度測距精度 測距儀精度等級測距儀精度等級 往返測回數(shù)往返測回數(shù) 1/200 000 4 1/150 000 、 4 1/100 000 2 3 1/50 000 、 1 2nmf2限式中：m 設(shè)計

12、所需的測角中誤差； n 導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角個數(shù)。測角中誤差計算：m應(yīng)符合測量設(shè)計的精度要求。 Nnfm/2 宜采用間接平差、條件平差。角、邊觀測值應(yīng)按下式確定權(quán)數(shù)： 式中 m導(dǎo)線測角中誤差； mD導(dǎo)線邊長中誤差。 當(dāng)導(dǎo)線精度要求不高時，如四、五等導(dǎo)線亦可采用近似平差。221DDmmPPu 衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展u 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）u 其它導(dǎo)航定位系統(tǒng)緒論 古老：古老： 星歷導(dǎo)航星歷導(dǎo)航導(dǎo)航儀：指南針導(dǎo)航儀：指南針航海表航海表-1761年英國年英國Joln Harrison發(fā)明發(fā)明 進入20世紀(jì)以后地基電子導(dǎo)航系統(tǒng)地基電子導(dǎo)航系統(tǒng)空基電子導(dǎo)航系統(tǒng)空基電子導(dǎo)航系統(tǒng)緒論 19571957年年1010

13、月月4 4日，世界第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，標(biāo)日，世界第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，標(biāo)志著人類進入了空間技術(shù)的新時代。志著人類進入了空間技術(shù)的新時代。 空基電子導(dǎo)航系統(tǒng)誕生。（衛(wèi)星電子導(dǎo)航系統(tǒng)）空基電子導(dǎo)航系統(tǒng)誕生。（衛(wèi)星電子導(dǎo)航系統(tǒng)） “子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是第一代衛(wèi)星電子導(dǎo)航系統(tǒng)的代表。是第一代衛(wèi)星電子導(dǎo)航系統(tǒng)的代表。 緒論衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展子午衛(wèi)星子午衛(wèi)星子午衛(wèi)星星座子午衛(wèi)星星座子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)緒論衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展 19731973年美國國防部批準(zhǔn)其陸?？杖娐?lián)合研制第二代衛(wèi)星年美國國防部批準(zhǔn)其陸海空三軍聯(lián)合研制第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)導(dǎo)航定位系統(tǒng)-全球

14、定位系統(tǒng)緒論全球定位系統(tǒng)（GPS）理論研究階段（理論研究階段（1973年年12月月1978年年2月月22日）日）建設(shè)階段建設(shè)階段（1978年年1989年年2月月14日）日）建成運行階段建成運行階段（1990年年1999年年2月）月）更新階段更新階段（2000年年2030年）年）至今經(jīng)歷四個階段至今經(jīng)歷四個階段1989年年2月月14日年發(fā)射第一顆工作衛(wèi)日年發(fā)射第一顆工作衛(wèi)星星1978年年2月月22日發(fā)射第一顆實驗衛(wèi)星日發(fā)射第一顆實驗衛(wèi)星一、GPS的發(fā)展緒論全球定位系統(tǒng)（GPS） GPS全球衛(wèi)星分布全球衛(wèi)星分布.avi緒論全球定位系統(tǒng)（GPS）全球性全球性-覆蓋整個地球表面全能性全能性-可測三維位

15、置、速度、時間全天候全天候-24hd作業(yè)實時性實時性-觀測時間短高精度高精度-相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6，100 500km可達10-7，1000km以上可達10-9。不需通視不需通視-只需上空開闊操作簡單操作簡單-只需“對中整平開機”，體積小，重量輕。（實物示例）應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛-測量、導(dǎo)航、測時、測速（圖片舉例）緒論全球定位系統(tǒng)（GPS）1、GPS的軍用保密政策與民用精度要求有沖突；2、無民用安全承諾；3、三維坐標(biāo)精度不一致：高程精度最差，X坐標(biāo)次之，Y坐標(biāo)精度最高。緒論全球定位系統(tǒng)（GPS） 建立和維持全球性的參考框架緒論全球定位系統(tǒng)（GPS） 建立各級國家平面控制網(wǎng)緒論全球

16、定位系統(tǒng)（GPS） 布設(shè)城市控制網(wǎng)、工程測量控制網(wǎng)，進行各種工程測量緒論全球定位系統(tǒng)（GPS）市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)深圳市連續(xù)運行衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及通信網(wǎng)絡(luò)示意圖深圳市連續(xù)運行衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及通信網(wǎng)絡(luò)示意圖市電信局監(jiān)控分析中心衛(wèi)星定位信號發(fā)射臺FM電臺基準(zhǔn)站1基準(zhǔn)站2基準(zhǔn)站3基準(zhǔn)站4基準(zhǔn)站5進入移動電話系統(tǒng)用戶用戶全向天線定向天線Modem 在航空攝影測量、地籍測量、海洋測量中的應(yīng)用緒論全球定位系統(tǒng)（GPS）GLONASS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng) 緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)u衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座俄羅斯“格洛納斯”(GLONASS)星

17、座俄羅斯“質(zhì)子-M”運載火箭緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASSGlonass即俄全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，是原蘇聯(lián)從即俄全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，是原蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)，年代初開始建設(shè)，1995年投入使用的全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)。年投入使用的全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)。 緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASSu地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)一個系統(tǒng)控制中心，一個指令跟蹤站，網(wǎng)絡(luò)分布與俄羅斯境內(nèi)u用戶設(shè)備用戶設(shè)備接收機生產(chǎn)廠家較少，生產(chǎn)的多為專用型緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASS緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASS特點：該系統(tǒng)與GPS相似，因技術(shù)、經(jīng)濟原因， 目前只有11顆工作衛(wèi)星； 與與GPS系統(tǒng)不同的是系統(tǒng)不同的是GLONAS

18、S系統(tǒng)采用頻系統(tǒng)采用頻分多址分多址(FDMA)方式，根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同方式，根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星（衛(wèi)星（GPS是碼分多址（是碼分多址（CDMA），根據(jù)調(diào)制），根據(jù)調(diào)制碼來區(qū)分衛(wèi)星）碼來區(qū)分衛(wèi)星） 緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASS產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 由于GPS與GLONASS的不同點是GPS用密碼（CDMA）而GLONASS用頻率（FDMA）來傳輸數(shù)據(jù)。但它們的組件和基本運作是類似的，故在確定了基準(zhǔn)和時間的差異后，聯(lián)合使用更優(yōu)。緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)雙星雙星系統(tǒng)優(yōu)勢體現(xiàn)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“信號盲區(qū)信號盲區(qū)”的問題。

19、的問題。緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)雙星 星座由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬公里的3個軌道面上，星座包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星。 該系統(tǒng)的典型功能是信號中繼 。 該系統(tǒng)確定地面位置或近地空間位置要比GPS精確10倍。其水平定位精度優(yōu)于10米，時間信號精度達到100納秒。 緒論其他導(dǎo)航定位系統(tǒng) 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 我國自行研制的兩顆北斗導(dǎo)我國自行研制的兩顆