《工程測量控制》課件

工程測量控制：打造卓越工程的基石課程目標(biāo)與內(nèi)容概述課程目標(biāo)掌握工程測量控制的基本概念與理論。熟悉各類測量儀器的使用與維護(hù)。具備工程測量控制方案的設(shè)計與實施能力。能夠進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的處理與分析。了解BIM技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。內(nèi)容概述緒論：工程測量控制的重要性與發(fā)展歷程。測量誤差理論基礎(chǔ)：誤差來源、分類與控制。測量基準(zhǔn)與坐標(biāo)系統(tǒng)：國家大地控制網(wǎng)、城市控制測量網(wǎng)、工程控制測量網(wǎng)。緒論：工程測量控制的重要性保證工程質(zhì)量工程測量控制通過精確的測量和監(jiān)控，確保工程的各個環(huán)節(jié)符合設(shè)計規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而保證工程的整體質(zhì)量。控制工程成本精確的測量可以避免因誤差導(dǎo)致的返工和材料浪費，從而有效控制工程成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。確保工程安全工程測量控制的概念與定義1概念工程測量控制是指在工程建設(shè)過程中，為了保證工程的精度、質(zhì)量和安全，對工程的幾何形狀、位置和變形進(jìn)行測量、監(jiān)控和管理的活動。2定義通過建立控制網(wǎng)，進(jìn)行精確測量，對工程的施工過程進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)偏差，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行糾正，以保證工程按照設(shè)計要求進(jìn)行。核心工程測量控制的特點與作用高精度工程測量控制需要高精度的測量儀器和技術(shù)，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。實時性工程測量控制需要對工程進(jìn)行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，以避免問題的擴(kuò)大。綜合性工程測量控制涉及到測量、數(shù)據(jù)處理、分析、管理等多個方面，需要綜合運用各種技術(shù)和方法。工程測量控制的發(fā)展歷程1古代利用簡單的工具（如繩索、木桿）進(jìn)行測量，主要用于土地測量和簡單的建筑工程。2近代隨著測量儀器的不斷發(fā)展（如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀），測量精度和效率得到顯著提高，開始應(yīng)用于大型工程。3現(xiàn)代GPS、激光掃描、BIM等技術(shù)的應(yīng)用，使得工程測量控制更加智能化、自動化和信息化。工程測量控制的分類按控制目的平面控制測量：確定工程的平面位置。高程控制測量：確定工程的高程。變形控制測量：監(jiān)測工程的變形情況。按工程階段規(guī)劃設(shè)計階段測量：為工程規(guī)劃設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。施工階段測量：指導(dǎo)工程施工，保證施工質(zhì)量?？⒐を炇针A段測量：對工程進(jìn)行驗收，確認(rèn)工程質(zhì)量。測量誤差理論基礎(chǔ)誤差產(chǎn)生測量過程中，由于各種因素的影響，測量結(jié)果與真值之間存在差異，這種差異稱為測量誤差。誤差分類測量誤差可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差。誤差處理了解誤差的來源和特性，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行消除或減小誤差的影響，提高測量精度。誤差的來源與分類儀器誤差測量儀器本身的缺陷或未校準(zhǔn)引起的誤差。1觀測誤差觀測者由于技術(shù)水平或視覺誤差引起的誤差。2外界條件誤差由于溫度、濕度、氣壓等外界條件變化引起的誤差。3偶然誤差的統(tǒng)計規(guī)律正態(tài)分布在大量觀測條件下，偶然誤差的分布呈現(xiàn)正態(tài)分布的規(guī)律，即誤差小的多，誤差大的少，且正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。統(tǒng)計特性對稱性：正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。有界性：誤差的絕對值不會超過一定的范圍。抵償性：大量觀測的誤差之和趨近于零。系統(tǒng)誤差的消除與控制誤差分析分析系統(tǒng)誤差的來源和特性，找出產(chǎn)生誤差的原因。儀器校準(zhǔn)定期對測量儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，消除儀器誤差。觀測方法采用合理的觀測方法，如正倒鏡觀測、多次觀測取平均值等，減小觀測誤差。精度評定與誤差傳播1精度評定對測量結(jié)果的精度進(jìn)行評估，常用的指標(biāo)有中誤差、極限誤差等。2誤差傳播分析誤差在測量計算中的傳播規(guī)律，預(yù)測最終結(jié)果的精度。測量基準(zhǔn)與坐標(biāo)系統(tǒng)測量基準(zhǔn)是進(jìn)行測量工作的依據(jù)，包括高程基準(zhǔn)和平面基準(zhǔn)。坐標(biāo)系統(tǒng)是用來描述地面點位置的數(shù)學(xué)系統(tǒng)，包括大地坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系等。重要性統(tǒng)一的測量基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng)是保證測量成果一致性和可比性的前提。國家大地控制網(wǎng)定義國家為了統(tǒng)一全國的測量成果，建立的高精度、高等級的控制網(wǎng)。作用為全國的測量工作提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)，是各種工程測量的基礎(chǔ)。組成由GPS網(wǎng)、精密水準(zhǔn)網(wǎng)和重力網(wǎng)組成。城市控制測量網(wǎng)定義為了滿足城市建設(shè)和管理的需要，在城市范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)。特點密度高：點位分布密集，以滿足城市建設(shè)的需要。精度高：精度要求較高，以保證城市規(guī)劃和建設(shè)的質(zhì)量。工程控制測量網(wǎng)1定義為了滿足特定工程的需要，在工程區(qū)域內(nèi)建立的控制網(wǎng)。2特點針對性強：根據(jù)工程的特點和精度要求進(jìn)行設(shè)計。靈活性高：可以根據(jù)工程的進(jìn)展情況進(jìn)行調(diào)整和補充。坐標(biāo)系的建立與轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系選擇根據(jù)工程的需要選擇合適的坐標(biāo)系，如大地坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系等。1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將不同坐標(biāo)系下的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以滿足工程計算和分析的需要。2高程控制測量1定義確定地面點高程的測量工作。2方法主要方法有水準(zhǔn)測量、三角高程測量和GPS高程測量。3作用為工程建設(shè)提供高程基準(zhǔn)，是各種工程測量的基礎(chǔ)。水準(zhǔn)測量的原理與方法1原理利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，測量兩點間的高差。2方法通過在兩點間設(shè)置多個測站，逐站測量高差，最終計算兩點間的高程差。精密水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求儀器精度使用高精度的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺。觀測方法采用嚴(yán)格的觀測方法，如雙面尺觀測、前后視距相等。環(huán)境條件選擇穩(wěn)定的環(huán)境條件，避免陽光直射和風(fēng)的影響。高程基準(zhǔn)與高程傳遞1高程基準(zhǔn)國家統(tǒng)一規(guī)定的高程起算面，如黃海高程系。2高程傳遞將高程基準(zhǔn)傳遞到工程區(qū)域內(nèi)，建立工程高程控制網(wǎng)。三角高程測量與GPS高程測量三角高程測量利用經(jīng)緯儀測量豎直角和距離，計算兩點間的高差。GPS高程測量利用GPS接收機(jī)獲取地面點的大地高，通過高程擬合或轉(zhuǎn)換得到正常高或正高。平面控制測量1定義確定地面點平面位置的測量工作。2方法主要方法有導(dǎo)線測量和GPS控制測量。3作用為工程建設(shè)提供平面基準(zhǔn)，是各種工程測量的基礎(chǔ)。導(dǎo)線測量的原理與方法原理通過測量相鄰兩點間的水平距離和水平角，推算各導(dǎo)線點的坐標(biāo)。方法分為閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線和支導(dǎo)線三種形式，根據(jù)工程需要選擇合適的導(dǎo)線形式。角度觀測與距離測量角度觀測使用經(jīng)緯儀測量水平角和豎直角，是導(dǎo)線測量的重要組成部分。1距離測量使用測距儀測量兩點間的水平距離，是導(dǎo)線測量的重要組成部分。2導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)與計算布設(shè)根據(jù)工程的精度要求和地形條件，合理選擇導(dǎo)線點的位置和導(dǎo)線形式。計算對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算各導(dǎo)線點的坐標(biāo)，并進(jìn)行精度評定。GPS控制測量1定義利用GPS接收機(jī)獲取地面點的三維坐標(biāo)，建立平面控制網(wǎng)。2特點精度高：定位精度可達(dá)毫米級。效率高：可以快速獲取大量地面點的坐標(biāo)。覆蓋范圍廣：不受地形和氣候條件的限制。GPS定位原理與方法定位原理基于衛(wèi)星測距的原理，通過測量GPS衛(wèi)星到地面接收機(jī)的距離，確定接收機(jī)的位置。定位方法包括單點定位、差分定位、靜態(tài)定位、動態(tài)定位等。GPS網(wǎng)的布設(shè)與數(shù)據(jù)處理布設(shè)根據(jù)工程的精度要求和地形條件，合理選擇GPS測站的位置和觀測時間。數(shù)據(jù)處理對GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，消除各種誤差的影響，計算各測站的坐標(biāo)，并進(jìn)行精度評定。GPS在工程測量中的應(yīng)用工程控制測量建立高精度、高效率的工程控制網(wǎng)。地形測量快速獲取地形數(shù)據(jù)，制作數(shù)字地面模型（DEM）。變形監(jiān)測對工程的變形情況進(jìn)行實時監(jiān)測。變形監(jiān)測1定義對工程的變形情況進(jìn)行定期或連續(xù)的測量，以評估工程的穩(wěn)定性和安全性。2意義及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，采取相應(yīng)的措施，確保工程的安全運行。3方法主要方法有水準(zhǔn)測量、傾斜觀測、位移觀測等。變形監(jiān)測的目的與意義目的了解工程的變形規(guī)律，評估工程的穩(wěn)定性和安全性。意義為工程的安全運行提供保障，為工程的維護(hù)和加固提供依據(jù)。變形監(jiān)測的方案設(shè)計確定監(jiān)測對象根據(jù)工程的特點和風(fēng)險評估，確定需要進(jìn)行變形監(jiān)測的對象。選擇監(jiān)測方法根據(jù)監(jiān)測對象的特點和精度要求，選擇合適的監(jiān)測方法。布設(shè)監(jiān)測點根據(jù)監(jiān)測對象的形狀和變形規(guī)律，合理布設(shè)監(jiān)測點。變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集與處理1數(shù)據(jù)采集使用測量儀器對監(jiān)測點進(jìn)行定期或連續(xù)的觀測，獲取變形數(shù)據(jù)。2數(shù)據(jù)處理對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，消除各種誤差的影響，計算變形量。變形分析與預(yù)警變形分析對變形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解工程的變形規(guī)律。1預(yù)警根據(jù)變形規(guī)律和預(yù)警指標(biāo)，對工程的變形情況進(jìn)行預(yù)警。2線路工程測量1定義為線路工程（如公路、鐵路、管道等）的規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護(hù)提供測量服務(wù)的活動。2內(nèi)容線路中線的測設(shè)。線路縱橫斷面測量。線路竣工測量。線路中線的測設(shè)1選線根據(jù)地形、地質(zhì)等條件，選擇合適的線路走向。2定線在選定的線路上，確定線路的具體位置。3放線將線路的設(shè)計位置標(biāo)定到地面上。線路縱橫斷面測量縱斷面測量測量沿線路中線方向的地形起伏情況，為線路的縱坡設(shè)計提供依據(jù)。橫斷面測量測量垂直于線路中線方向的地形起伏情況，為線路的路基設(shè)計提供依據(jù)。線路竣工測量測量精度測量線路的實際位置和尺寸，驗證其是否符合設(shè)計要求。圖紙繪制繪制線路竣工圖，為線路的維護(hù)和管理提供依據(jù)。隧道工程測量1定義為隧道工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護(hù)提供測量服務(wù)的活動。2內(nèi)容隧道控制測量。隧道貫通測量。隧道變形監(jiān)測。隧道控制測量建立控制網(wǎng)在隧道洞內(nèi)外建立控制網(wǎng)，為隧道的施工提供基準(zhǔn)。精度要求隧道控制測量精度要求高，以保證隧道的順利貫通。隧道貫通測量貫通精度測量隧道兩端的中線位置和高程，確保隧道能夠精確貫通。貫通方案根據(jù)測量結(jié)果，制定合理的貫通方案，減小貫通誤差。隧道變形監(jiān)測1監(jiān)測目的監(jiān)測隧道的變形情況，評估隧道的穩(wěn)定性和安全性。2監(jiān)測內(nèi)容包括隧道洞壁的收斂變形、地面的沉降變形等。橋梁工程測量1定義為橋梁工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護(hù)提供測量服務(wù)的活動。2內(nèi)容橋梁控制測量。橋梁施工測量。橋梁變形監(jiān)測。橋梁控制測量基礎(chǔ)建立橋梁控制網(wǎng)，為橋梁的施工提供基準(zhǔn)。精度橋梁控制測量精度要求高，以保證橋梁的穩(wěn)定性和安全性。橋梁施工測量精度根據(jù)設(shè)計圖紙，精確放樣橋梁的各個構(gòu)件，保證橋梁的施工質(zhì)量。監(jiān)控對橋梁的施工過程進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)偏差，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行糾正。橋梁變形監(jiān)測1長期安全監(jiān)測橋梁的變形情況，評估橋梁的穩(wěn)定性和安全性。2健康診斷包括橋梁的沉降、撓曲、振動等。高層建筑工程測量1定義為高層建筑工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護(hù)提供測量服務(wù)的活動。2內(nèi)容高層建筑控制測量。高層建筑施工測量。高層建筑沉降觀測。高層建筑控制測量1控制在高層建筑周圍建立控制網(wǎng)，為高層建筑的施工提供基準(zhǔn)。2精度高層建筑控制測量精度要求高，以保證高層建筑的垂直度和整體穩(wěn)定性。高層建筑施工測量精準(zhǔn)根據(jù)設(shè)計圖紙，精確放樣高層建筑的各個構(gòu)件，保證高層建筑的施工質(zhì)量。監(jiān)控對高層建筑的施工過程進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)偏差，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行糾正。高層建筑沉降觀測穩(wěn)定對高層建筑的沉降情況進(jìn)行定期觀測，評估高層建筑的穩(wěn)定性和安全性。精密工程測量1定義為對精度要求極高的工程（如大型科學(xué)儀器、精密機(jī)械安裝等）提供測量服務(wù)的活動。2特點高精度：測量精度可達(dá)微米級。高可靠性：測量結(jié)果需要高度可靠。精密定位與定向精準(zhǔn)利用高精度的測量儀器和技術(shù)，確定物體或設(shè)備的位置和方向。精準(zhǔn)控制是精密工程測量的關(guān)鍵技術(shù)。精密變形監(jiān)測1監(jiān)測變化對物體的微小變形進(jìn)行監(jiān)測，評估物體的穩(wěn)定性和安全性。2預(yù)防是精密工程測量的重要組成部分。精密測量儀器的校準(zhǔn)儀器檢測定期對精密測量儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保儀器的精度和可靠性。BIM技術(shù)在工程測量控制中的應(yīng)用1技術(shù)BIM技術(shù)在工程測量控制中的應(yīng)用越來越廣泛，