工程测量
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1.3 测量工作概述

1.3.1 测量工作的基本内容

工程测量的基本工作就是确定野外点位的三维坐标及把设计坐标点标定到野外实地位置。为了完成上述测量的基本工作,要进行相应要素的测量工作。

图113 地面点位的确定

如图113上A、B、C为地面上的三点,投影到水平面上的位置分别为a、b、c。若A点位置已知,要确定B点的位置,除测量出A、B间的水平距离DAB,还需知道B点在A点的哪一方向,图上a、b的方向可用直线ab与过a

点的指北方向间的水平夹角α表示,水平夹角α称为方位角,至此就可确定B点在图上的位置b。如果还需确定C点在图上的位置,需测量BC的水平距离DBC与B点上相邻AB、BC两边的水平角β,水平角β称为转折角。因此,为了确定地面点的平面位置,必须测定水平距离和水平角。从图中可以看出,要完全确定A、B、C三点的位置,还需要测量其高程HA、HB、HC,若A点的高程HA已知,只需测定高差hAB、hBC,即可确定

B、C点高程HB、HC

综上所述,水平距离、角度和高差是确定地面点位置的三个基本几何要素。确定地表点位相应需要进行三项基本测量工作,即水平距离测量、高差测量和角度测量。在后面章节中,具体介绍各项测量工作的基本

方法。

1.3.2 测量工作的基本原则

测绘地形图或施工放样时,要在一个测站上测绘出该测区的全部地形或者放样出建筑物的全部点位是不可能的。如图114中所示测站1,在该测站只能测绘出附近的地形或者放样出附近的建筑物点位,对于山后面的部分以及较远的范围就观测不到,因此需要在若干控制点上分区观测,最后各测站点上所测地形图拼成该测区完整的地形图。测量工作不可避免会产生误差,为防止误差的累积,确保测量精度,在实际测量工作中应按照下列程序进行。

首先在整个测区内综合考虑地质地形条件、测量方法等因素,选择一些密度较小、分布合理且具有控制意义的控制点,组成一定的几何图形,如图114中的1、2、3、…点,然后采用精密的仪器和方法,测量水平距离、角度、高差,通过必要的计算,把它们的空间三维坐标确定出来并保证必要的精度,这项工作称为控制测量。精确求出这些控制点的平面位置和高程后,再以这些控制点为测站来测绘周围的碎部点,直至测完整个测区,这部分工作称为碎部测量。每个碎部点的位置都是从控制点来测定的,测量误差不会从一个碎部点传递到另外一个碎部点,因此在一定的观测条件下,各个碎部点都能保证相应的精度。这就是为保证测量精度,避免误差累积和削减其对测量成果影响,测量工作所必须遵循的原则之一:“先整体,后局部;先控制,后碎部”。

图114 控制测量与碎部测量

测量工作应遵循的第二个原则是“步步有检核”。测量工作每项成果都必须经过严格的随时检核,在确保无误的情况下才能进行下一步工作。因为测量工作有多个环节,甚至一个环节中包含很多的重复性操作,这些环节、操作中只要有一步是错误的,则以后的各项工作都可能是徒劳无益的,只有坚持这个原则,才有可能避免测量成果出现错误。

测量工作有外业与内业之分。在野外利用测量仪器和工具在测区内进行实地勘查、选点、测定地面点间的距离、角度和高程的工作,称为外业。在室内对外业的测量数据进行

检查、处理、计算和绘图、出图、撰写技术总结等工作,称为内业。1.3.3 测量工作的程序

(1)技术设计。这是对项目区内测绘工作进行总体规划,确定好所采用测量仪器、测量方法,安排好实施计划和实施步骤,确保技术上可行,实践上可能和经济上合理。

(2)控制测量。这是以测区附近国家平面控制网和高程控制网的控制点数据为基础,根据测区的面积大小,确定首级控制网和图根控制网的等级和技术要求,进行平面控制点和高程控制点的选点、埋设和施测、平差计算。

(3)碎部测量。这是在利用控制测量成果的基础上,对控制点周围的地物和地貌的特征点进行观测、计算、绘图或将图纸上设计的建筑物点位在地面上标定下来,以便进行施工。

(4)成果提交。对内业、外业工作做全面的检查,以确保成果的可靠性和真实性,并撰写测量作业总结,经检查验收合格后的测绘成果才能交付使用。