基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)量培訓(xùn)1

1、 1熟悉圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng)熟悉圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)計(jì)圖紙主要有路線平面圖、縱橫斷面圖和附屬構(gòu)筑物等。在明了設(shè)計(jì)意圖及對(duì)測(cè)量精度要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，找出各交點(diǎn)樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁、里程樁和水準(zhǔn)點(diǎn)的位置，必要時(shí)應(yīng)實(shí)測(cè)校核，為施工測(cè)量做好充分準(zhǔn)備。 2公路中心線復(fù)測(cè)公路中心線復(fù)測(cè) 公路中心線定測(cè)以后，一般情況不能立即施工，在這段時(shí)間內(nèi)，部分標(biāo)樁可能丟失或者被移動(dòng)。因此，施工前必須進(jìn)行一次復(fù)測(cè)工作，以恢復(fù)公路中心線的位置。 3測(cè)設(shè)施工控制樁測(cè)設(shè)施工控制樁 由于中心線上的各樁位，在施工中都要被挖掉或者被掩埋，為了在施工中控制中線位置，需要在不受施工干擾，便于引用，易于保存樁位的地方測(cè)設(shè)施工控制樁。（道路上一般

2、都是先布設(shè)道路中樁，按中樁放線挖填方做好路床，然后按中樁向兩側(cè)依據(jù)設(shè)計(jì)要求的路寬垂直布設(shè)“腰樁”，在腰樁上測(cè)好橫斷面高程后，兩側(cè)腰樁拉線來(lái)控制道路各層結(jié)構(gòu)的標(biāo)高）。4 4水準(zhǔn)路線復(fù)測(cè)水準(zhǔn)路線復(fù)測(cè) 水準(zhǔn)路線是公路施工的高程控制基礎(chǔ)，在施工前必須對(duì)水準(zhǔn)路線進(jìn)行復(fù)測(cè)。如有水準(zhǔn)點(diǎn)遭破壞應(yīng)進(jìn)行恢復(fù)。為了施工引測(cè)高程方便，應(yīng)適度加設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。加密的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)在橋涵和其他構(gòu)筑物附近，易于保存、使用方便的地方。 5 5路基邊坡樁的放樣路基邊坡樁的放樣 路基放樣主要是測(cè)設(shè)路基施工零點(diǎn)和路基橫斷面邊坡樁(即路基的坡腳樁和路塹的坡頂樁)。 6 6路面的放樣路面的放樣 路基施工后，為便于鋪筑路面，要進(jìn)行路槽的放

3、樣。在已恢復(fù)的路線中線的百米樁、十米樁上，用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)量各樁的路基設(shè)計(jì)高，然后放樣出鋪筑路面的標(biāo)高。路面鋪筑還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的路拱線形數(shù)據(jù)，由施工人員制成路拱樣板，控制施工操作。 7 7其他其他 涵洞、橋梁、隧道等構(gòu)筑物，是公路的重要組成部分。它的放樣測(cè)設(shè)，亦是公路工程施工測(cè)量的任務(wù)之一。在實(shí)際工作中，施工測(cè)量并非能一次完成任務(wù)，應(yīng)隨著工程的進(jìn)展不斷實(shí)施，有的要反復(fù)多次才能完成，這是施工測(cè)量的一大特征。初測(cè)在路線可能范圍內(nèi)，測(cè)繪帶狀地形圖、縱斷面圖，收集地質(zhì)、水文等資料，為初步設(shè)計(jì)提供依據(jù)。定測(cè)在選定設(shè)計(jì)方案的路線上進(jìn)行中線測(cè)量、縱、橫斷面 測(cè)量、帶狀地形圖測(cè)繪。1.平面直角坐標(biāo)的換算平面直

4、角坐標(biāo)的換算 工程構(gòu)造物特征點(diǎn)的平面位置是用坐標(biāo)表示的。在施工放樣以前必須了解設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)所提供的點(diǎn)的坐標(biāo)是用那一種坐標(biāo)系。只有在坐標(biāo)系統(tǒng)一的條件下，才能進(jìn)行行坐標(biāo)、距離、角度的計(jì)算和改正。在公路工程測(cè)量中有五種坐標(biāo)系可供選用。11 國(guó)家國(guó)家3帶高斯正投影平面直角坐標(biāo)系帶高斯正投影平面直角坐標(biāo)系工程建設(shè)是在地球曲面上進(jìn)行的，工程設(shè)計(jì)計(jì)算是在平面上進(jìn)行的，這樣就會(huì)有曲面上的數(shù)據(jù)向平面歸算的問題，高斯平面直角坐標(biāo)系就是在此基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。利用它可以解決曲面數(shù)據(jù)與平面數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換問題。在離中央子午線較近，地面平均高程較低的地區(qū)，不必考慮投影變形的影響，可直接采用國(guó)家統(tǒng)一的3帶高斯正投影平面直角坐標(biāo)系。1

5、）高斯投影的幾何意義高斯投影是高斯平面直角坐標(biāo)系建立的基礎(chǔ)，其幾何意又如圖1-2-1所示。將地球橢球體作為圓球看待。在圓球表面上選定一個(gè)子午圈，將投影面卷成一個(gè)圓柱，套在圓球上并使其與選定的子午圈相切，這條切線NBS稱為軸子午線(中央子午線)。NAS和NCS是兩條和NBS經(jīng)差為3或1.5并關(guān)于NBS對(duì)稱的子午線。此外，將赤道面擴(kuò)大使之與圓柱體相交，其交線GH即與軸子午線垂直。當(dāng)將圓柱體從兩極沿著圓柱軸線切開，并展開成平面時(shí)，圓柱體上的這兩條正交的直線，就是高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)軸。其中由軸子午線投影的直線NBS是高斯平面直角坐標(biāo)系的縱軸，稱為X軸；而由赤道投影的直線GH是高斯平面直角坐標(biāo)系

6、的橫軸，稱為Y軸；B為坐標(biāo)原點(diǎn)。由子午線NAS、NCS所包圍而構(gòu)成的帶狀稱為投影帶，若子午線NAS和NCS經(jīng)差為6，稱為6投影帶，若經(jīng)差為3，稱為3投影帶。每一個(gè)高斯投影的6帶和3帶都有其自己的坐標(biāo)軸和坐標(biāo)原點(diǎn)。橫坐標(biāo)以軸子午線以東為正，以西為負(fù)?？v坐標(biāo)以赤道以北為正，以南為負(fù)。為了使橫坐標(biāo)均為正值，我國(guó)軸子午線的橫坐標(biāo)值加上500km，即將坐標(biāo)原點(diǎn)向西平移500km。如圖（1-2-1b）所示。2）高斯平面直角坐標(biāo)表示的地面的位置我國(guó)國(guó)家測(cè)量大地控制點(diǎn)均按高斯投影計(jì)算其高斯平面直角坐標(biāo)。在圖1-2-1a)中，球面點(diǎn)P，大地坐標(biāo)為 ， 。在圖1-2-1b)中的 點(diǎn)是 的高斯投影點(diǎn)，其高斯平面直角

7、坐標(biāo)是Xp，Yp。它們的意義是：xp表示P 點(diǎn)在高斯平面上到赤道的距離；yp包括有投影帶的帶號(hào)、附加值500km和實(shí)際坐標(biāo)Y三個(gè)參數(shù)，即yp=帶號(hào)N + 500Km + Yp (1-2-3)PLPBP例如，某地面點(diǎn)坐標(biāo)x =2433586.693m， y =38 514366.157m。其中x表示該點(diǎn)在高斯平面上到赤道的距離為2433586.693m 。根據(jù)式(1-2-3)，該地面點(diǎn)所在的投影帶帶號(hào)N=38，是3帶，地面點(diǎn)Yp坐標(biāo)的實(shí)際值Yp=14366.157m（即去掉原坐標(biāo)軸中代號(hào)38，并減去附加值500km），表示該地面點(diǎn)在中央子午線以東14366.157m；若y坐標(biāo)實(shí)際值Y帶負(fù)號(hào)，則表

8、示該地面點(diǎn)在中央子午線以西。12 補(bǔ)償投影面的補(bǔ)償投影面的3帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系這種坐標(biāo)系仍采用國(guó)家3帶高斯正形投影，但是投影的高程面不用參考橢球面，而另選用一個(gè)高程參考面，借以補(bǔ)償因高斯投影帶來(lái)的長(zhǎng)度變形。在這個(gè)高程參考面上，投影長(zhǎng)度變形為零。13 任意帶高斯任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系正形投影平面直角坐標(biāo)系任意帶帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系仍將地面觀測(cè)結(jié)果歸算到參考橢球面上，但不采用國(guó)家3帶統(tǒng)一的分帶方法，而選擇過(guò)測(cè)區(qū)邊緣或測(cè)區(qū)中央或測(cè)區(qū)內(nèi)某一點(diǎn)的子午線作為中央子午線，借以補(bǔ)償因?qū)崪y(cè)結(jié)果歸算至參考橢球面帶來(lái)的長(zhǎng)度變形。14 高程抵償面的任意帶高斯正形

9、投影平面直角坐標(biāo)高程抵償面的任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系系這種坐標(biāo)系通常是把投影的中央子午線選在測(cè)區(qū)的中央，地面觀測(cè)值歸算至測(cè)區(qū)的平均高程面上，按高斯正形投影計(jì)算平面直角坐標(biāo)。這是綜合補(bǔ)償投影面的3帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系和任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系這兩種坐標(biāo)系優(yōu)點(diǎn)的一種任意高斯平面直角坐標(biāo)系，是工程中常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)。15 工程獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系工程獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系這是一種對(duì)測(cè)區(qū)面積較小時(shí)，可以把該測(cè)區(qū)的球面當(dāng)成平面看待，即可不進(jìn)行方向和距離改正，將地面點(diǎn)直接沿鉛垂線投影到水平面上，把局部地球表面作為平面而建立的獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系。這種坐標(biāo)系統(tǒng)可與國(guó)家控制網(wǎng)聯(lián)系，獲取起算坐

10、標(biāo)及起始方位角；亦可采用假定坐標(biāo)，公路勘測(cè)規(guī)范(JTJ061-99)規(guī)定，二級(jí)(含二級(jí))以下公路、獨(dú)立橋梁、隧道及其它構(gòu)造物等小測(cè)區(qū)方可采用。在計(jì)算平面點(diǎn)位放樣數(shù)據(jù)時(shí)，如果點(diǎn)的坐標(biāo)處于不同的坐標(biāo)系，要首先進(jìn)行坐標(biāo)換算(換算成統(tǒng)一的坐標(biāo)系)，再計(jì)算放樣數(shù)據(jù)。126 平面直角坐標(biāo)的換算平面直角坐標(biāo)的換算1）平面直角坐標(biāo)換算的一般方法如圖1-2-3所示，設(shè) Xp,Yp、 為P點(diǎn)在國(guó)家控制網(wǎng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； Xp,Yp 、 為P點(diǎn)在工程獨(dú)立控制網(wǎng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； Xo,Yo , 為工程獨(dú)立坐標(biāo)系原點(diǎn)O在國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； 為兩坐標(biāo)系縱坐標(biāo)軸的夾角。如果一條邊PM在國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方位角為A，而在工

11、程獨(dú)立坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方位角為 ，則 可按下式計(jì)算： (1-2-4)A當(dāng)由工程獨(dú)立坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（ ， ）換算到國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)( ， )時(shí)，其換算公式為PxPyPXPYOPPPOPPPYyxYXyxXcossinsincosPXPYPxPyA當(dāng)國(guó)家坐標(biāo)系換算到工程獨(dú)立坐標(biāo)系時(shí)也可以使用上式。換算時(shí)應(yīng)將式中的， ，互換，并且。mXA608.92562mYA157.72049mXB371.92529mYB555.72174mxA382.1073myA447.1199mxB841.1036myB922.1323例題：已知A、B兩點(diǎn)在國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：，； ， 。在工程獨(dú)立坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為，。試

12、求出兩坐標(biāo)系的換算公式。2405104608.92562371.92529157.72049555.72174arctanarctan ABABABXXYYA7312106382.1073841.1036447.1199922.1323arctanarctan ABABABxxyy解：（1）工程獨(dú)立坐標(biāo)系中的坐標(biāo)換算到國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)的實(shí)用公式： 5503173121062405104 ABABAAAYX ,AAyx ,5134.708788838.91457)()(AOAOYX將A點(diǎn)在兩坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及之值代入式（1-2-5），計(jì)算工程獨(dú)立坐標(biāo)系原點(diǎn)O在國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，得：BBYX

13、,BByx ,5137.708788834.91457)()(BOBOYX將B點(diǎn)在兩坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及之值代入式（1-2-5），計(jì)算工程獨(dú)立坐標(biāo)系原點(diǎn)O在國(guó)家坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，得：5136.708782/ )(8836.914572/ )()()()()(BOAOOBOAOOYYYXXX取由A、B兩點(diǎn)算得的平均值OXOY將、三個(gè)值帶入式（1-2-5）即可得實(shí)用公式： 5136.7087899965. 002644. 08836.9145702644. 099965. 0yxYyxX2 公路工程施工中使用的高程系統(tǒng)公路工程施工中使用的高程系統(tǒng)21 高程系統(tǒng)的一般概念高程系統(tǒng)的一般概念 地面點(diǎn)高程，

14、是指地面點(diǎn)到某一高程基準(zhǔn)面的鉛垂距離。地面點(diǎn)的高程是表示地面位置的重要參數(shù)。地面點(diǎn)高程基準(zhǔn)面一經(jīng)認(rèn)定，地面點(diǎn)的高程系統(tǒng)就確定了。一般地，高程系統(tǒng)有大地高系統(tǒng)、正高系統(tǒng)和正常高系統(tǒng)。1）大地高系統(tǒng)以參考橢球體面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)稱為大地高系統(tǒng)。大地高，表示地面點(diǎn)到參考橢球體面的垂直距離。2）正高系統(tǒng)以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)稱為正高系統(tǒng)。正高表示地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的垂直距離。3）正常高系統(tǒng)以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)稱為正常高系統(tǒng)。正常高表示地面點(diǎn)到似大地水準(zhǔn)面的垂直距離。大地水準(zhǔn)面是在測(cè)定平均海水面中得到的高程基準(zhǔn)面。正常高系統(tǒng)是我國(guó)國(guó)家高程測(cè)量采用的高程系統(tǒng)。國(guó)家高程點(diǎn)的高程是正常高。正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面作為測(cè)量基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)，我國(guó)采用黃海平均海水面為似大地水準(zhǔn)面，進(jìn)而確定國(guó)家高程基準(zhǔn)面的高程，即水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程。歷史上我國(guó)采用過(guò)兩種高程系統(tǒng)：一是1956國(guó)家高程基準(zhǔn)，水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289m；一是1985國(guó)家高種基準(zhǔn)，水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.260m。兩者相差0.029m。這一點(diǎn)在引用國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)高程時(shí)應(yīng)注意。2）公路工程實(shí)際應(yīng)用中的地面點(diǎn)高程的概念在設(shè)計(jì)文件中給定的地面點(diǎn)的高程，通常采用兩種高程系統(tǒng)：一種是國(guó)家統(tǒng)一的絕對(duì)高程系統(tǒng)；另一種是獨(dú)立測(cè)