工程測(cè)量方法及計(jì)算的實(shí)施

1、山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 目 錄摘要 1引言 2第一章 測(cè)量的發(fā)展 21、測(cè)量學(xué)的起源22、測(cè)量學(xué)的發(fā)展過程及用途23、測(cè)量學(xué)的發(fā)展前景3第二章 GPS平面控制測(cè)量 31、加密GPS控制測(cè)量及測(cè)區(qū)控制測(cè)量布網(wǎng)原則32、加密GPS控制測(cè)量技術(shù)要求33、觀測(cè)準(zhǔn)備44、GPS觀測(cè)作業(yè)要求45、數(shù)據(jù)處理46、重測(cè)和補(bǔ)測(cè)57、GPS網(wǎng)平差58、動(dòng)態(tài)GPS觀測(cè)技術(shù)要求59、GPS測(cè)量預(yù)期精度5第三章 土方測(cè)量51、土方的含義以及在工程中的作用52、土方控制測(cè)量63、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與檢核7第四章 應(yīng)用CASS7.0軟件計(jì)算土方的方法71、 CASS7.0計(jì)算土方的方法與步驟 72、土方計(jì)算方法的比較與分析 10第

2、五章 導(dǎo)線測(cè)量 111、導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求 112、導(dǎo)線網(wǎng)的設(shè)計(jì)、選點(diǎn)與埋石 11第六章 距離測(cè)量121、儀器的選用及標(biāo)稱精度 122、邊長(zhǎng)測(cè)距的主要技術(shù)要求 123、測(cè)距作業(yè)應(yīng)符合的規(guī)定 12參考文獻(xiàn) 13工程測(cè)量方法及計(jì)算的實(shí)施摘 要測(cè)量工程建設(shè)中意義很大，對(duì)工程的工程造價(jià)都有很重要的影響。所以提高工程測(cè)量的精度方法便成為了工程建設(shè)中的一個(gè)重點(diǎn)，而測(cè)量技術(shù)是施工過程中常用的一項(xiàng)技術(shù)，利用GPS測(cè)量、土方測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量和距離測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量相比可以縮短作業(yè)時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高成果精度。應(yīng)用平差軟件及南方CASS7.0成圖軟件，大大降低了土方計(jì)算的復(fù)雜度、難度，提高了工作的效率，使工作流

3、程更為簡(jiǎn)單，易操作。利用各種測(cè)量方法和南方成圖軟件來(lái)計(jì)算土方的方法，越來(lái)越受到工程等各界人士的歡迎，本文主要介紹了一些各種測(cè)量方法的工作流程，解決一些相關(guān)問題，同時(shí)給出一些有益的結(jié)論。關(guān)鍵詞：測(cè)量；GPS；土方；CASS7.0；技術(shù)引言在工程施工中，工程測(cè)量是重要的。其工程量的測(cè)算是制作工程量清單及計(jì)算土方工程費(fèi)用的重要依據(jù)。因此要求測(cè)量必須具有易操作性和準(zhǔn)確性。隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷進(jìn)步以及大中型工程對(duì)其計(jì)算的精確度要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的測(cè)量計(jì)算方法已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)這一需求。進(jìn)而被一些先進(jìn)的儀器、測(cè)繪技術(shù)和相應(yīng)的測(cè)量計(jì)算軟件所代替，其中利用先進(jìn)的測(cè)量方法及南方CASS7.0軟件進(jìn)行土方的測(cè)量與計(jì)算就是

4、一種常用的方法。它有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)繪土方方法的費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、精度的缺點(diǎn)。第一章 測(cè)量的發(fā)展1、測(cè)量學(xué)的起源早在公元前6世紀(jì)古希臘的畢達(dá)哥拉斯（Pythagoras）就提出了地的球形狀的概念兩世紀(jì)后，亞里士多德（Aristotle）作了進(jìn)一步論證，支持這一學(xué)說。又一世紀(jì)后，埃拉托斯特尼（Eratosthenes）用在南北兩地同時(shí)觀測(cè)日影的辦法首次推算出地球子午圈的周長(zhǎng)。其想法很簡(jiǎn)單，先測(cè)量地面上一段( 子午線) 的弧長(zhǎng)l，再測(cè)量該弧長(zhǎng)所對(duì)的中心角。則地球的半徑R 就可求得：R=l/ ；地球子午線的周長(zhǎng)L=2R ，這里關(guān)鍵在于如何求。為此要同時(shí)在南北兩點(diǎn)測(cè)量豎桿影子的長(zhǎng)度。憑影長(zhǎng)和桿高就可以求得兩

5、個(gè)桿子與陽(yáng)光的夾角1和2。設(shè)在同一時(shí)刻兩地的陽(yáng)光相互平行，則 = 2 - 1。2、測(cè)量學(xué)的發(fā)展過程及用途在人類認(rèn)識(shí)地測(cè)球形狀和大小的過程中，測(cè)量學(xué)獲得了飛速的發(fā)展。例如：三角測(cè)量和天文測(cè)量的理論和技術(shù)、高精度經(jīng)緯儀制作的技術(shù)、距離丈量的技術(shù)及有關(guān)理論、測(cè)量數(shù)據(jù)處理的理論以及誤差理論等。在測(cè)量學(xué)發(fā)展的過程中很多數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家作出了巨大的貢獻(xiàn)，如托勒密、墨卡托等。 地圖上詳細(xì)表示著山脈、河流、道路、居民點(diǎn)等地形和地物，具有確定位置、辨識(shí)方向的作用。地圖一直在軍事活動(dòng)中起著重要的作用，這對(duì)于行軍、布防以及了解敵情等軍事活動(dòng)都是十分重要的。因此，早就成為軍事上不可缺少的工具，獲得廣泛的應(yīng)用。人造衛(wèi)星

6、定位技術(shù)早期用于軍事部門，后逐步解密才在測(cè)繪及其它眾多部門中獲得應(yīng)用、海洋測(cè)量技術(shù)首先是由航海的需要而產(chǎn)生，但其高速發(fā)展的動(dòng)力主要來(lái)自軍事部門的需要等等。至今軍事測(cè)繪部門仍在測(cè)繪領(lǐng)域科技前沿對(duì)重大課題進(jìn)行探索和研究 傳統(tǒng)上各國(guó)測(cè)繪部門隸屬于軍事部門。至今相當(dāng)多國(guó)家的測(cè)繪部門仍然隸屬于軍事部門。隨著測(cè)繪技術(shù)在各方面的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，測(cè)繪科技國(guó)際間的交流日益頻繁，不少國(guó)家終于建立了民用的測(cè)繪機(jī)構(gòu)。 測(cè)量學(xué)的起源和土地界線的劃定緊密聯(lián)系著。非洲尼羅河每年泛濫會(huì)把土地的界線沖刷掉，為了每年恢復(fù)土地的界線很早就采用了測(cè)量技術(shù) 。早期亦稱“土地測(cè)量”、“土地清丈”等。用以測(cè)定地塊的邊界和坐落，求算地塊的面

7、積，在農(nóng)業(yè)為主的社會(huì)里，國(guó)家為了征稅而開展地籍測(cè)量，同時(shí)記錄業(yè)主姓名和土地用途等。 在我國(guó)，地籍測(cè)量是國(guó)家管理土地的基礎(chǔ)。地籍測(cè)量的成果不僅用于征稅，還用于管理土地的權(quán)屬以保障用地的秩序，為了提高土地利用的效益、合理和節(jié)約利用十分珍貴和有限的土地。3、測(cè)量學(xué)的發(fā)展前景現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展促進(jìn)了測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展。從二十世紀(jì)六十年代開始，光電技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等引入測(cè)繪領(lǐng)域后，測(cè)量?jī)x器已廣泛趨向于電子化和自動(dòng)化，產(chǎn)生了電子水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀、全站型電子測(cè)速儀等自動(dòng)化程度很高的儀器。利用這些儀器，可對(duì)野外觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)儲(chǔ)存，并與計(jì)算機(jī)連接自動(dòng)處理數(shù)據(jù)和繪圖。隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，可以全天候

8、和全天時(shí)對(duì)地觀測(cè)，獲得覆蓋面積大、信息豐富的地面數(shù)據(jù)。遙感信息的應(yīng)用分析也已從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過渡，從對(duì)資源與環(huán)境的定性調(diào)查向計(jì)算機(jī)輔助的定量自動(dòng)制圖過渡，從對(duì)各種現(xiàn)象的表面描述向軟件分析和計(jì)算探索過渡。二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，GPS衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合，在空間定位技術(shù)方面引起了革命性的變化。用GPS同時(shí)測(cè)定三維坐標(biāo)的方向?qū)y(cè)繪定位技術(shù)從陸地和近海擴(kuò)展到整個(gè)海洋和外層空間，從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)，從單點(diǎn)定位擴(kuò)展到局部定位與廣域差分，從事后處理擴(kuò)展到實(shí)時(shí)定位與導(dǎo)航，相對(duì)精度大大提高，絕對(duì)精度擴(kuò)展到米級(jí)、厘米級(jí)乃至亞毫米級(jí)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，測(cè)量科學(xué)必然會(huì)向更高層次的電子化、

9、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。第二章 GPS平面控制測(cè)量1、加密GPS控制測(cè)量及測(cè)區(qū)控制測(cè)量布網(wǎng)原則加密GPS控制網(wǎng)沿測(cè)區(qū)外圍按點(diǎn)對(duì)布設(shè)，構(gòu)成大地四邊形組成的網(wǎng)狀圖形，點(diǎn)對(duì)的距離為1-5km左右。組成點(diǎn)對(duì)的兩點(diǎn)間應(yīng)互相通視，其間距應(yīng)大于400m，特殊情況下不短于300m。本控制網(wǎng)約須布置8個(gè)GPS控制點(diǎn)，最少須聯(lián)測(cè)3個(gè)國(guó)家級(jí)四等或四等以上平面控制點(diǎn)，3個(gè)以上四等水準(zhǔn)點(diǎn)或五等水準(zhǔn)點(diǎn)，加密GPS控制網(wǎng)采用靜態(tài)作業(yè)模式。測(cè)區(qū)的加密控制測(cè)量采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS（RTK）作業(yè)模式，布設(shè)為相互通視的點(diǎn)對(duì)。2、加密GPS控制測(cè)量技術(shù)要求本次加密GPS控制測(cè)量按國(guó)家E級(jí)網(wǎng)要求施測(cè)。靜態(tài)測(cè)量?jī)x器采用徠卡500系列GPS

10、接收機(jī)；動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)(RTK)測(cè)量徠卡500系列GPS接收機(jī)。GPS測(cè)量解算及平差軟件采用徠卡隨機(jī)軟件SkiPro 3.0.GPS進(jìn)行后處理及基線解算等。靜態(tài)GPS觀測(cè)技術(shù)要求：GPS測(cè)量基本技術(shù)要求規(guī)定項(xiàng)目衛(wèi)星截止高度角同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)有效衛(wèi)星總數(shù)觀測(cè)時(shí)段時(shí)段長(zhǎng)度（min）采樣間隔S時(shí)段任一衛(wèi)星有效觀測(cè)時(shí)間（min）E級(jí)15491.0453015說明：2.1、在時(shí)段中觀測(cè)時(shí)間大于15分鐘的衛(wèi)星為有效觀測(cè)衛(wèi)星。2.2、計(jì)算有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)時(shí)，應(yīng)將各時(shí)段的有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)扣除其間的重復(fù)衛(wèi)星數(shù)。2.3、觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)度，應(yīng)為開始記錄數(shù)據(jù)到結(jié)束記錄的時(shí)間段。2.4、使用前GPS接收機(jī)應(yīng)進(jìn)行全面檢驗(yàn)（內(nèi)容包括一

11、般檢視，通電檢驗(yàn)，試測(cè)檢驗(yàn)），每年還要進(jìn)行定期檢驗(yàn)。GPS定位測(cè)量所用通風(fēng)干濕表與空盒氣壓表應(yīng)定期送計(jì)量部門檢驗(yàn)，在有效期內(nèi)使用。觀測(cè)時(shí)應(yīng)記錄各項(xiàng)氣象元素和天氣狀況，雷電、風(fēng)暴天氣時(shí)，不進(jìn)行觀測(cè)。3、觀測(cè)準(zhǔn)備GPS接收機(jī)在開始觀測(cè)前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱和靜置，具體要求按接收機(jī)操作手冊(cè)進(jìn)行。GPS天線定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北，顧及地磁偏角修正后，其定位誤差應(yīng)不大于5。4、GPS觀測(cè)作業(yè)要求觀測(cè)員必須嚴(yán)格遵守調(diào)度命令，按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)作業(yè)。經(jīng)檢查接收機(jī)電源電纜和天線等各項(xiàng)聯(lián)結(jié)無(wú)誤后方可開機(jī)。開機(jī)后經(jīng)檢驗(yàn)有關(guān)指示燈和儀表顯示正常后方可進(jìn)行自測(cè)試并輸入測(cè)站名、觀測(cè)單元和時(shí)段等控制信息。接收機(jī)啟動(dòng)前與作業(yè)過程中，應(yīng)

12、隨時(shí)逐項(xiàng)填寫測(cè)量手薄中的記錄項(xiàng)目。接收機(jī)開始記錄數(shù)據(jù)后，觀測(cè)員可使用專用功能鍵和選擇菜單，查看測(cè)站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號(hào)、衛(wèi)星健康狀況、各通道信噪比、相位測(cè)量殘差、實(shí)時(shí)定位的結(jié)果及變化、存儲(chǔ)介質(zhì)記錄和電源情況等，如發(fā)現(xiàn)異常情況或未預(yù)料到的情況，應(yīng)記錄在測(cè)量手薄的備注欄內(nèi)，并及時(shí)報(bào)告組長(zhǎng)。每時(shí)段觀測(cè)開始及結(jié)束前各記錄一次觀測(cè)衛(wèi)星號(hào)、天氣狀況、實(shí)時(shí)定位經(jīng)緯度和大地高、PDOP值等，當(dāng)記錄氣象元素時(shí)，每時(shí)段氣象觀測(cè)應(yīng)不少于3次（開始、中間、結(jié)束）。觀測(cè)期間，不得在天線附近50m以內(nèi)使用電臺(tái)，10m以內(nèi)不能使用對(duì)講機(jī)或手機(jī)通話。一時(shí)段觀測(cè)中不允許進(jìn)行以下操作：接收機(jī)關(guān)閉又重新啟動(dòng)；進(jìn)行自測(cè)試；改變衛(wèi)

13、星仰角限值；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；改變天線位置；按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能健。5、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理采用隨接收機(jī)配備的商用軟件，起算坐標(biāo)系采用WGS84坐標(biāo)系。當(dāng)采用不同類型接收機(jī)時(shí)，應(yīng)將觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成同一格式，基線處理采用廣播星歷，雙差固定解。GPS觀測(cè)值均應(yīng)加入對(duì)流層延遲修正，對(duì)流層延遲修正模型中的氣象元素采用標(biāo)準(zhǔn)氣象元素模型。6、重測(cè)和補(bǔ)測(cè)未按施測(cè)方案要求，外業(yè)缺測(cè)、漏測(cè)或數(shù)據(jù)處理后，觀測(cè)數(shù)據(jù)不能滿足規(guī)定時(shí)，有關(guān)成果及時(shí)補(bǔ)測(cè)。對(duì)需補(bǔ)測(cè)或重測(cè)的觀測(cè)時(shí)段或基線，具體分析原因，盡量安排一起進(jìn)行同步觀測(cè)。7、GPS網(wǎng)平差在基線向量檢核符合要求后，以三維基準(zhǔn)向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差作為觀測(cè)信息，以一個(gè)點(diǎn)

14、的WGS84系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)，進(jìn)行GPS網(wǎng)的無(wú)約束平差。基線分量和改正數(shù)絕對(duì)值應(yīng)滿足下式：Vx3，Vy3，Vz3否則認(rèn)為該基線或其附近的基線存在粗差，應(yīng)在平差中采用軟件提供的自動(dòng)方法或人工方法剔除，直至上式滿足。然后在WGS-84坐標(biāo)系下進(jìn)行二維和三維約束平差。最后固定各已知點(diǎn)的北京坐標(biāo)及高程進(jìn)行三維平差。8、動(dòng)態(tài)GPS觀測(cè)技術(shù)要求：流動(dòng)站距參考站的距離一般不超過3km。參考站采用靜態(tài)GPS控制點(diǎn)或國(guó)家四等以上控制點(diǎn)，由一參考站遷到另一參考站后應(yīng)對(duì)兩控制點(diǎn)進(jìn)行檢核。檢核限差：x5cm；y5cm；h10cm；不允許在控制點(diǎn)上發(fā)展參考站。GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（GTK）測(cè)量應(yīng)按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，作

15、業(yè)前做好星歷預(yù)報(bào)，合理安排野外作業(yè)時(shí)間，作業(yè)時(shí)應(yīng)按照隨機(jī)操作手冊(cè)進(jìn)行。9、GPS測(cè)量預(yù)期精度靜態(tài)GPS測(cè)量預(yù)期精度（相鄰控制點(diǎn)間）：Mx5cm；My5cm；Mh10cm；動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量預(yù)期精度（相對(duì)高級(jí)控制點(diǎn)：參考站）：Mx5cm；My5cm；Mh10cm；第三章 土方測(cè)量1、土方的含義以及在工程中的作用土方工程是土建工程中土體開挖、運(yùn)送、填筑、壓密以及棄土、排水、土壁支撐等工作的總稱。在工程施工中，土方工程是重要的分項(xiàng)工程。其工程量的測(cè)算是制作工程量清單及計(jì)算土方工程費(fèi)用的重要依據(jù)。因此土方工程在整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目中具有重大的意義其可分為以下六點(diǎn)：1.1 完成擬建項(xiàng)目的場(chǎng)地平整，為建筑物的基礎(chǔ)

16、開工創(chuàng)造條件；1.2 完成整個(gè)場(chǎng)地景觀的初步造形；1.3完成整個(gè)場(chǎng)地后期的土石方基本平衡調(diào)配，包括基礎(chǔ)開挖土石方在整個(gè)場(chǎng)地的平衡調(diào)配；1.4在場(chǎng)地具備的條件下，為后期種植土回填儲(chǔ)備種植土資源；1.5完成整個(gè)場(chǎng)地的豎向標(biāo)高控制；1.6整個(gè)工程成本控制的重點(diǎn)。2、土方控制測(cè)量2.1 土方測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)土方工程的測(cè)量與計(jì)算所需的控制網(wǎng)主要是測(cè)圖控制網(wǎng)。該控制網(wǎng)的作用是為土方工程的測(cè)量工作提供工程范圍內(nèi)統(tǒng)一的參考框架，為土方測(cè)量工作提供位置基準(zhǔn)，滿足土方工程在設(shè)計(jì)階段對(duì)測(cè)繪在質(zhì)量、進(jìn)度和費(fèi)用等方面的要求?？刂凭W(wǎng)也具有控制全局、提供基準(zhǔn)和控制測(cè)量誤差積累的作用。在布網(wǎng)前應(yīng)收集測(cè)區(qū)內(nèi)已有的平面、高程控制

17、和地形圖等測(cè)繪資料。網(wǎng)點(diǎn)的密度視測(cè)圖而定，點(diǎn)的位置取決于地形條件，控制范圍應(yīng)較大，應(yīng)盡量均勻便于施測(cè)和進(jìn)行圖根加密。測(cè)圖控制網(wǎng)還應(yīng)與國(guó)家控制點(diǎn)相連2。圖3-1土方測(cè)量導(dǎo)線控制網(wǎng)測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)，即控制點(diǎn)的選擇與測(cè)量工作。土方工程控制網(wǎng)的布設(shè)也采用逐級(jí)布設(shè)方式等。根據(jù)工程的精度要求進(jìn)行網(wǎng)的的布設(shè)，建網(wǎng)步驟主要是： 確定控制網(wǎng)的等級(jí)；確定布網(wǎng)形式；確定測(cè)量?jī)x器和操作規(guī)程（國(guó)家或行業(yè)規(guī)范）；在圖上選點(diǎn)構(gòu)網(wǎng)，到實(shí)地踏勘；埋設(shè)標(biāo)石、標(biāo)志；外業(yè)觀測(cè)；內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理；提交成果。如圖3-1所示，即為土方測(cè)量控制網(wǎng)一個(gè)導(dǎo)線控制網(wǎng)。2.2 全站儀的外業(yè)觀測(cè)全站儀的外業(yè)觀測(cè)主要包括儀器的架設(shè)、外業(yè)作業(yè)、觀測(cè)記錄等。下

18、面我們就分別介紹這三個(gè)方面：（1）儀器的架設(shè)：全站儀的架設(shè)與經(jīng)緯儀過程基本一樣：首先按觀測(cè)者的身高調(diào)整好三腳架的長(zhǎng)度，張開三腳架，使三個(gè)腳尖的著地點(diǎn)大致與地面的測(cè)站點(diǎn)等距離，并使三腳架頭大致水平，從儀器箱中取出全站儀，放到三腳架頭上，一手握住全站儀支架，一手將三腳架上的連接螺旋轉(zhuǎn)入全站儀支架；然后用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中、整平，反復(fù)對(duì)中整平直到對(duì)中標(biāo)志與控制點(diǎn)嚴(yán)格一致。（2）外業(yè)作業(yè)：外業(yè)觀測(cè)的主要任務(wù)是獲得能正確反映工程區(qū)內(nèi)的地形各個(gè)特征點(diǎn)以及必要的點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)。全站儀架設(shè)好后，假設(shè)A、B是已知控制點(diǎn)且B為測(cè)站點(diǎn)，A為后視點(diǎn)，其平面坐標(biāo)分別為A(XA，YA)，B(XB，YB)，高程分別為HA，H

19、B。P是待測(cè)點(diǎn)，其平面坐標(biāo)用Xp、Yp表示，高程用Hp表示。開機(jī)并初始化，進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量模式，輸入測(cè)站點(diǎn)B的坐標(biāo)(XB，YB)、高程HB以及儀器高i。再輸入后視點(diǎn)A的平面坐標(biāo)(XA，YA)，在儀器提示是否照準(zhǔn)的時(shí)候去照準(zhǔn)后視點(diǎn)A，并按確認(rèn)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部去照準(zhǔn)被測(cè)點(diǎn)P，輸入該點(diǎn)的棱鏡高v，按測(cè)量坐標(biāo)鍵，幾秒鐘后就顯示出P點(diǎn)面坐標(biāo)(Xp，Yp),以及P點(diǎn)的高程Hp其原理如圖2-2所示。如此反復(fù)直到所有的必要點(diǎn)都測(cè)完為止。圖3-2全站儀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的原理（3）觀測(cè)記錄：全站儀的數(shù)據(jù)記錄主要是自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。它是由全站儀自動(dòng)測(cè)量，記錄，并保存在全站儀器存儲(chǔ)器中供隨時(shí)調(diào)用和處理。它主要包括點(diǎn)的三維坐標(biāo)：平

20、面X坐標(biāo)、平面Y坐標(biāo)以及高程H坐標(biāo)。3、 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與檢核觀測(cè)成果應(yīng)進(jìn)行外業(yè)檢核，這是確保外業(yè)觀測(cè)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)預(yù)期測(cè)量精度的重要環(huán)節(jié)。觀測(cè)任務(wù)結(jié)束后，必須在測(cè)區(qū)及時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行檢核，對(duì)于外業(yè)預(yù)處理成果，要按規(guī)范要求嚴(yán)格檢查、分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格成果，并根據(jù)情況采取重測(cè)或補(bǔ)測(cè)措施。成果檢核無(wú)誤后，即可進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程大體可分為：預(yù)處理、平差計(jì)算以及坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。第四章 應(yīng)用CASS7.0軟件計(jì)算土方的方法1、 CASS7.0計(jì)算土方的方法與步驟1.1 DTM法由DTM模型來(lái)計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測(cè)定的地面點(diǎn)坐標(biāo)(X，Y，Z)和設(shè)計(jì)高程，通過生成三角網(wǎng)來(lái)計(jì)算每一個(gè)三棱

21、錐的填挖方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。DTM法土方計(jì)算共有兩種方法，一種是進(jìn)行完全計(jì)算，一種是依照?qǐng)D上的三角網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算。完全計(jì)算法包含重新建立三角網(wǎng)的過程，又分為：“根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算”和“根據(jù)圖上高程點(diǎn)計(jì)算”兩種方法。依照?qǐng)D上三角網(wǎng)法直接采用圖上已有的三角形，不再重建三角網(wǎng)。首先要展繪高程點(diǎn)，菜單“繪圖處理”-“展高程點(diǎn)”，在彈出的“輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名”對(duì)話框中選擇數(shù)據(jù)文件“野外數(shù)據(jù).dat”。然后用復(fù)合線畫出所要計(jì)算土方的區(qū)域，菜單“工程應(yīng)用”-“DTM法土方計(jì)算”-“根據(jù)圖上高程點(diǎn)計(jì)算”。提示：選擇邊界線用鼠標(biāo)點(diǎn)取所畫的閉合復(fù)合線。請(qǐng)輸入邊界插值間隔(m)

22、：邊界插值間隔的設(shè)定的默認(rèn)值為20m；提示：選擇高程點(diǎn)或控制點(diǎn)此時(shí)可逐個(gè)選取要參與計(jì)算的高程點(diǎn)或控制點(diǎn)，也可拖框選擇。如果鍵入“ALL”回車，將選取圖上所有已經(jīng)繪出的高程點(diǎn)或控制點(diǎn)；提示：平場(chǎng)面積=XXXX平方米，平場(chǎng)標(biāo)高(m)：鍵入設(shè)計(jì)高程，此例輸入5.3m?；剀嚭笃聊簧巷@示填挖方的提示框，命令行顯示：挖方量=XXXX立方米，填方量=XXXX立方米；關(guān)閉對(duì)話框后系統(tǒng)提示：請(qǐng)指定表格左下角位置：用鼠標(biāo)在圖上適當(dāng)位置點(diǎn)擊，CASS7.0會(huì)在該處繪出一個(gè)表格，包含平場(chǎng)面積、最大高程、最小高程、平場(chǎng)標(biāo)高、填方量、挖方量和圖形4。其計(jì)算結(jié)果，如圖4-1所示。圖4-1土方計(jì)算成果1.2 方格網(wǎng)法由方格網(wǎng)

23、來(lái)計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測(cè)定的地面點(diǎn)坐標(biāo)(X，Y，Z)和設(shè)計(jì)高程，通過生成方格網(wǎng)來(lái)計(jì)算每一個(gè)長(zhǎng)方體的填挖方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。菜單“應(yīng)用”-“方格網(wǎng)法土方計(jì)算”，將彈出選擇高程坐標(biāo)文件的對(duì)話框，在對(duì)話框中選擇所需坐標(biāo)文件。提示：選擇土方計(jì)算邊界線，用鼠標(biāo)點(diǎn)取所畫的閉合復(fù)合線。輸入方格寬度，這是每個(gè)方格的邊長(zhǎng)，默認(rèn)值為20m。由原理可知，方格的寬度越小，計(jì)算精度越高。但如果給的值太小，超過了野外采集的點(diǎn)的密度也是沒有實(shí)際意義的。提示：最小高程=XXXX，最大高程=XXXX。設(shè)計(jì)面是：(1)平面(2)斜面，選1。屏幕提示：輸入目標(biāo)高程：(米)輸入設(shè)計(jì)高程

24、回車后命令行顯示：挖方量=XXXX立方米，填方量=XXXX立方米，同時(shí)圖上繪出所分析的方格網(wǎng)，并給出每個(gè)方格的填挖方，每行的挖方和每列的填方，如圖3-2所示。系統(tǒng)首先將方格的四個(gè)角上的高程相加(如果角上沒有高程點(diǎn)，通過周圍高程點(diǎn)內(nèi)插得出其高程)，取平均值與設(shè)計(jì)高程相減。然后通過指定的方格邊長(zhǎng)得到每個(gè)方格的面積，再用長(zhǎng)方體的體積計(jì)算公式得到填挖方量。因此，用這種方法算出來(lái)的土石方量與用其它方法得出的結(jié)果會(huì)有較大的差異，一般說來(lái)，這種方法得出的結(jié)果精度不太高，這是由于這種方法的局限性。但是方格網(wǎng)法簡(jiǎn)便直觀，加上土方的計(jì)算本身對(duì)精度要求不是很高，因此這一方法在實(shí)際工作中還是非常實(shí)用的。用格網(wǎng)法算土方

25、量，設(shè)計(jì)面可以是水平的，也可以是傾斜的。圖4-2方格網(wǎng)法計(jì)算土方的結(jié)果注意：在用該方法時(shí),用復(fù)合線畫出所要計(jì)算土方的區(qū)域一定要閉合，但是盡量不要擬合。因?yàn)閿M合過的曲線在進(jìn)行土方計(jì)算時(shí)會(huì)用折線迭代影響計(jì)算結(jié)果的精度5。2、 土方計(jì)算方法的比較與分析DTM模型來(lái)計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測(cè)定的地面點(diǎn)坐標(biāo)和設(shè)計(jì)高程，通過生成三角網(wǎng)來(lái)計(jì)算每一個(gè)三棱錐的填挖方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。方格網(wǎng)計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測(cè)定的地面點(diǎn)坐標(biāo)和設(shè)計(jì)高程，通過生成方格網(wǎng)來(lái)計(jì)算每一個(gè)長(zhǎng)方體的填挖方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。DTM法是使用實(shí)測(cè)的地形數(shù)據(jù)

26、構(gòu)成不規(guī)則三角TIN，而非擬合的數(shù)據(jù)構(gòu)網(wǎng)。只要地形變化較大的區(qū)域具有足夠的地形點(diǎn)，DTM構(gòu)成的TIN是絕對(duì)能夠真實(shí)客觀反映實(shí)際地形變化的。TIN相對(duì)方格網(wǎng)法構(gòu)成的面片高程來(lái)說精度非常高。DTM法的精度較高，因?yàn)槿蔷W(wǎng)能很好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形，從而更好地表達(dá)真實(shí)的地面特征。但是要注意的是DTM方法計(jì)算土方量精度雖高，但其計(jì)算過程中數(shù)據(jù)量大，占用大量存儲(chǔ)空間。因此，如果地圖本身數(shù)據(jù)量大時(shí)就應(yīng)慎重考慮是否采用該方法，而且TIN網(wǎng)要比構(gòu)成方格網(wǎng)耗費(fèi)的資源多。地形點(diǎn)的位置不合理，DTM法算土方肯定不精確的，可能比方格網(wǎng)法還差。這就要看地形點(diǎn)是在什么地方。比如說，構(gòu)成的三角型正好是陡坎削了或是一塊凹塘

27、填了，那構(gòu)成的TIN就不合理了。所以打地形點(diǎn)和修改TIN還是要加以注意。如果在地形支離破碎的地方合理打地形點(diǎn)和構(gòu)成的TIN真實(shí)反映地形，DTM法計(jì)算的土方就十分準(zhǔn)確6。方格網(wǎng)法要求測(cè)量格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程，這就需要先進(jìn)行方格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)放樣，然后再測(cè)量高程，增加了測(cè)量的工作量，但方格網(wǎng)有個(gè)好處能夠在繪制成平面圖，并且在圖上標(biāo)注各處的填挖高度和施工土方量，目前部分單位用全站儀或GPS-RTK在野外采樣碎部特征點(diǎn)，然后構(gòu)成DTM，用插值的方法內(nèi)插出格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程，再計(jì)算土方量。插值時(shí)要求地面兩點(diǎn)之間的坡度是均勻的，這就與實(shí)際情況很難相符。另外對(duì)于蜿蜒的帶狀地形，用方格網(wǎng)法出現(xiàn)許多不完整的格網(wǎng)，使用和計(jì)算都不方

28、便，所以此方法一般適用于地形起伏不大，且地面坡度有規(guī)律，區(qū)域范圍比較大的施工場(chǎng)地。計(jì)算土方量，操作簡(jiǎn)單，圖面直觀，可增強(qiáng)測(cè)量計(jì)算的透明度。方格法計(jì)算土方量的誤差主要來(lái)源是方格頂點(diǎn)高程的測(cè)量誤差及場(chǎng)地面積的求積誤差等，同時(shí)也跟方格邊長(zhǎng)有關(guān)，采用的方格邊長(zhǎng)越短，計(jì)算越精確，考慮到繪圖比例尺的關(guān)系，一般方格邊長(zhǎng)取5.0m為宜。地形高差越大，采用算術(shù)平均法計(jì)算平均標(biāo)高誤差越大，求出的土方量誤差也大。采用加權(quán)平均法可以提高其計(jì)算精度。當(dāng)精度要求更高時(shí)，應(yīng)考慮用DTM法計(jì)算7。因此，采用DTM和方格網(wǎng)法計(jì)算土方，要看實(shí)際地形的起伏變化復(fù)雜程度，如果地形點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布合理的話，DTM法絕對(duì)比方格網(wǎng)法準(zhǔn)確。對(duì)于

29、原地面起伏較大的地方，還是最好不要用方格網(wǎng)去算量，雖然這是大家比較認(rèn)可的土方算量的方法，但是它更適合地面比較平坦的場(chǎng)地。如果地形起伏不大,則是用方格網(wǎng)法比較簡(jiǎn)單。第五章 導(dǎo)線測(cè)量1、導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求1.1各等級(jí)導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求，應(yīng)符合下表的規(guī)定。導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求表等級(jí)導(dǎo)線長(zhǎng)度（km）平均邊長(zhǎng)（km）測(cè)角中誤差測(cè)距中誤差（mm）測(cè)距相對(duì)中誤差測(cè)回?cái)?shù)方位角閉合差導(dǎo)線全場(chǎng)相對(duì)閉合差1級(jí)儀器2級(jí)儀器5級(jí)儀器三等1431.8201/1500006103.51/55000四等91.52.5181/800004651/35000一級(jí)40.55151/3000024101/15000二級(jí)2.

30、40.258151/1400013161/10000三級(jí)1.20.112151/700012241/5000注：1.1.1、表中的n為測(cè)站數(shù)1.1.2、當(dāng)測(cè)區(qū)測(cè)圖的最大比例尺寸為1：1000，一、二、三級(jí)導(dǎo)線的導(dǎo)線長(zhǎng)度、平均邊長(zhǎng)可適當(dāng)放長(zhǎng)，但是最大長(zhǎng)度不應(yīng)大于表中規(guī)定相應(yīng)長(zhǎng)度的2倍。1.2當(dāng)導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)比較短時(shí)，應(yīng)控制導(dǎo)線邊數(shù)不超過表5.1相應(yīng)等級(jí)導(dǎo)線長(zhǎng)度和平均邊長(zhǎng)算得的邊數(shù)，當(dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度小于表5.1規(guī)定長(zhǎng)度的1/3時(shí)，導(dǎo)線全長(zhǎng)的絕對(duì)閉合差不應(yīng)小于13cm。1.3導(dǎo)線網(wǎng)中，結(jié)點(diǎn)于結(jié)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)于高級(jí)點(diǎn)之間的導(dǎo)線段長(zhǎng)度應(yīng)大于表5.1中相應(yīng)等級(jí)規(guī)定長(zhǎng)度的0.7倍。2、導(dǎo)線網(wǎng)的設(shè)計(jì)、選點(diǎn)與埋石2.1導(dǎo)線網(wǎng)

31、的布設(shè)規(guī)定2.1.1、導(dǎo)線網(wǎng)用作測(cè)區(qū)的首級(jí)控制時(shí)，應(yīng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，并且聯(lián)測(cè)2個(gè)已知方向。2.1.2、加密網(wǎng)可采用單一符合導(dǎo)線或結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線網(wǎng)形式。2.1.3、結(jié)點(diǎn)間或結(jié)點(diǎn)于已知點(diǎn)間的導(dǎo)線段宜布設(shè)成直伸形狀，相鄰邊長(zhǎng)不宜相差過大，網(wǎng)內(nèi)不同環(huán)節(jié)上的點(diǎn)也不宜相距過近。2.2導(dǎo)線點(diǎn)位的選定規(guī)定2.2.1、點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定可靠、便于保存的地方，視野應(yīng)相對(duì)開闊，便于加密、擴(kuò)展和尋找。2.2.2、相鄰點(diǎn)之間應(yīng)通視良好，其視線距障礙物的距離，三、四等不宜小于1.5m；四等13以下宜保證便于觀測(cè)，以不受旁折光的影響為原則。2.2.3、當(dāng)采用電磁測(cè)距時(shí)，相鄰點(diǎn)之間視線應(yīng)避開煙囪、散熱塔、散熱池等發(fā)熱體及強(qiáng)電磁場(chǎng)。2.2.4、相鄰兩點(diǎn)之間的視線傾角不宜過大。2.2.5、充分利用舊有控制點(diǎn)。第六章 距離測(cè)量1、儀器的選用及標(biāo)稱精度1.1、一級(jí)及以上等級(jí)控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)，應(yīng)采用中、短程全程儀或墊倉(cāng)板測(cè)距，一級(jí)以下也可采用普通鋼尺量距。1.2、中、短程測(cè)距儀器的劃分，短程為3km以下，中程為3-15km。1.3、測(cè)距儀器的標(biāo)稱精度，按（*）式表示。mD=a+bD（*）式中mD測(cè)距中誤差（mm）；a標(biāo)稱精度中的固定誤差（mm）；b標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù)（mm/km）；D測(cè)距長(zhǎng)度（km）；1.4、測(cè)距儀器及相關(guān)的氣象儀表，應(yīng)及時(shí)校驗(yàn)。當(dāng)在高海拔地區(qū)使用空盒氣壓表時(shí)，宜送當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)（