1、工程测量监理培训教材版 精品工程测量监理人员应用教程第一章 工程测量内容1. 工程测量内容：1.1. 建设方委托有测量资质单位布设测量工程控制网（点），提出首级控制网（点）成果，必要时或施工阶段复测并加密控制点。1.2. 依据设计文件进行基础（桩基）及以上主体各部位的施工轴线、高程的测量。1.3. 工程施工构筑物、高层建筑、结构安装及大型设备安装垂直度测量。1.4. 建筑施工、竣工使用过程建筑体的变形（沉降、倾斜）测量。第二章 测量控制点1.测量控制点：分类为平面坐标控制点和高程水准控制点。2控制网布设原则：业主提供高等级精度控制点，根据施工区域依次加密控制网，测量控制点精度由高级到低级逐级加
2、密布设和测量的原则。3测量体系：目前我国测量平面坐标系使用1980年西安坐标系，高程系统使用1985年国家高程基准(1956基准=1985基准=0.029m)。4工程测量控制点：工程测量控制点是针对工程建设建立的局部测量控制点。大型工程须依据国家控制点建立独立的工程测量控制点，如公路工程，新建大型工业厂房工程等。中小型工程依据局部控制点，多数为规划部门提供红线点，施工单位引测加密为工程测量控制点，如城区房建工程等。5.工程平面坐标控制点系统：国家坐标系（包含地方区域坐标系）:与国家坐标控制点联的工程控制点。一般由业主移交工程坐标控制点(又称首级控制点)，施工单位根据施工部位进行加密（又称加密控
3、制点），联测后整体评定加密工程控制点精度不高于首级控制点的精度。建筑坐标系;又称施工坐标系或设计坐标系，通常与施工主体建筑轴线方向定为0度方位角，坐标计算方便，均以建筑尺寸相加。实际工程中建筑坐标系与国家坐标系是很多工程共用体系，设计图纸文件提供两坐标系的转换公式。独立坐标系：根据工程局部情况，与现场已有建筑物轴线建立相对施工建筑位置的参照测量坐标系，实际中应用也较多。6高程水准测量系统：一般使用国家1985年的国家高程基准，有的使用地方区域高程体系和独立高程系统。7控制点建立过程简述：业主委托由专业单位及规划部门测量并提供首级控制点和红线点坐标、高程点及测量成果，业主将测量成果提供给工程施工
4、单位使用。施工单位根据施工区域和部位加密埋设施工加密控制点。a)根据首级控制点的位置，考虑地形及视线通视情况实地埋设加密控制点，一般埋设在施工区域周围，控制点每200米左右埋设一个，并以附和或闭合坐标导线控制点（高程水准点）的形式与首级控制点连接。b)测量各角度、导线边长、高程等原始数据，并与首级控制点联测，收集记录必要的测量数据。c）将记录测量数据整理并填入测量平差表格进行平差计算。e)测量成果评定等级，交测量成果表。依据施工报验监理复测业主提供首级控制点，检测并最终确认加密控制点成果，作为施工测量依据。8、监理检测导线控制点及水准点：8.1、平面坐标控制点（导线点）检测：首级坐标控制点复核
5、;业主一般提供两个以上的首级坐标控制点。规范首级导线等级应为一级以上。规范中导线评定标准为方位角闭合差和导线边全长闭合差限值（2个指标评定），以便复测结果进行比较和评定。a) 提供2个点的复测:(如图使用全站仪检测)，仪器置A点（测站点），棱镜设置B点（后视点），由于只有两个控制点，复核只能有边长全长相对闭合差，没有方位角闭合差。A B设业主提供A（XA 、YA）、B(XB 、YB),实测B点坐标为B（XB 、YB）则：理论边长SAB=(XA- XB)2(YA- YB)2 实测边长SAB=(XA- XB)2(YA- YB)2评定：导线边全长相对闭合差（SAB-SAB）SAB1n查GB50026
6、-2007工程测量规范导线规范一级导线导线边全长相对闭合差限差为115000；如果1n大于限差，不满足要求，否则合格。b) 提供3个点的复测：如图示，业主提供3个通视的控制点，复核指标有边长全长相对闭合差和方位角闭合差。A BC仪器设站架设在A （XA 、YA）点，后视B (XB 、YB)点（较长的一个边），测量B点和C (XC 、YC)点。(a)方位角闭合差：测量A角度值BAC（经纬仪方式直接测角，一般测量2个测回）。）测量AB方向aAB , 测量AC方向aAC A角度值BACaAC aAB ）计算A角度理论值。A角度理论值BACAC的方位角AB的方位角AC AB（方位角计算详见第四章4.1
7、.3内容）方位角闭合差指标评定：方位角闭合差=测量A角度值BACA角度理论值BAC查GB50026-2007工程测量规范导线指标一级导线方位角闭合差限差为10n (注： n为测站数，此时测站数为1，限差单位为)在限差内认为这项指标合格。否则重测角度比较。(b)边长全长相对闭合差：）分别测量AB、AC边长，与AB、AC理论边长进行比较，（理论边长计算值为：两个坐标的理论边长=（X1-X2）2+（Y1-Y2）2）。）分别计算AB、AC边长的偏差，边长偏差=（测量值理论值），（注意偏差值有正负符号）。最后边长偏差之和为符合首级控制点边长闭合差T。）边长相对闭合差指标评定：导线边全长相对闭合差首级控制
8、点边长闭合差T(SAB+ SAC)1n查GB50026-2007工程测量规范导线规范一级导线导线边全长相对闭合差限差为115000；如果1n大于限差，不满足要求，否则合格。c) 对于业主提供的首级控制点的其他形式，采用加密控制点与首级控制点连接，进行边长，角度测量后进行平差，并按规范要求进行评定，合格使用（第四章2、1、2内容）。d) 如业主提供的导线控制点检测不合格，与业主沟通。第三章 测量仪器及应用1测量仪器：主要完成距离、高程、角度、水平度的常规测量工作的仪器，工程测量的仪器为测距仪、水准仪、经纬仪、全站仪等，工程测量检测工具为水平仪、铅垂仪等。1.1经纬仪：测量平面水平角和垂直面竖角角
9、度。仪器由上部照准部分（望远镜、照准部水准器、垂直轴、水平轴、垂直度盘等）和基座部分（水平度盘、基座、垂直轴套、调平仪器脚螺旋等）组成。垂直度盘在仪器望远镜一侧，进行观测照准时在左称为盘左观测，在右称为盘右观测。盘左（盘右）观测为半个测回，进行盘左和盘右观测测量均值为一个测回观测。垂直角度（竖角）测量方法与水平角测量相同。 1.1.1仪器架设：在测站点设置脚架和安装仪器、用仪器光学对中器对中、仪器整平（先用仪器圆气泡粗平，在用长管气泡精平）。经纬仪与全站仪建立测站时，仪器架设均要按上述步骤进行，详见全站仪内容。1.1.2角度测量：测量两个方向度数差值；设站测量观测4个以上方向一般采用方向观测法
10、（或全圆观测法），第一个方向测后，顺序测其他方向，最后测一圈回到第一方向闭合观测（也叫归零，两次观测一般有差异，称归零差）。例：下为一个测回测角方法，A为仪器架设测站点，B、C为测量照准方向点，为测量角度。 BA C盘左（半个测回）：方向AB为 00000方向AC为 460312盘右（半个测回） 方向AC为 2260318 方向AB为 18 00006一个测回方向值为 (盘左+盘右-180) 2（规范要求限制的照准误差2c=盘左-(盘右-180),查规范超限须进行重新测量。）方向AB为 00003方向AC为 460315 实测角度值为4603151.1.3经纬仪测量规范指标：水平角方向观测法的
11、技术要求：等级仪器精度等级测微器两次重合读数差（）半测回归零差（）一测回内2c互差（）同一方向值各测回较差（）四等及以上1级16962级38139一级及以下2级-1218126级-18-24视准轴误差（仪器的视准轴与水平轴不正交产生的误差）2c检测通过方向观测按2c=盘左-(盘右-180)计算后与表进行比较，合格数据才能使用。照准部旋转轴正确性指标：管长水准气泡调平后旋转各位置的读数较差，1级仪器不应超过2格、2级不应超过1格、6级不应超过1.5格.水平轴不垂直于垂直轴之差指标（又称水平轴倾斜误差，是仪器水平轴与竖直轴不正交产生的误差）：1级仪器不应超过10，,2级不应超过15，6级不应超过2
12、0。（主要由检测单位检定），自检方法简述如下；a、设置目标：先安置仪器，在距仪器5m以外的竖直墙面上设置两个目标，在水平线上下各设置一个高点 ，一个低点。两点的垂直角的绝对值应大致相等且大于3，差值不得超过30。 b、测定方法: a)观测高低两点的水平角6个测回，每测回间更换水平度盘和测微器读数(变化观测起始方向度数值)，对于J2型仪器为： 180/m+i/2+i/2m - 式中m测回数; i水平度盘最小分划值,每一测回用盘左、右观测，在6测回中，前三个测回照准部均按顺时针方向旋转，而后三个测回照准部按逆方向旋转。观测限差为2c互差按高、低点在测回间分别比较，对于J2型仪器应小于10；各测回角
13、值互差J2型仪器应小于8；对于超出限差的测回，应进行重测。 b）观测高、低点的垂直角高低，用中丝法测三个测回，垂直角和指标差互差均不得超过10，对超限测回应重测。 c）最后结果计算：水平轴不垂直于垂直轴之差值：限差：i的绝对值，对于J2型仪器不应超过15。1.1.4经纬仪垂直度观测方法：施工中高度20m以下建筑垂直度控制常用经纬仪观测完成，如现浇楼柱、安装钢结构立柱等的垂直度控制。如图示： p e ca O fp C 列轴线 D O d b B（线轴线）Aabcd、cdef为钢结构立柱的两个垂直度观测面，OO、PP为两个垂直度控制线， AB、CD为正交安装轴线，安装完成后O点与B点重合，P点与
14、C点重合，钢结构安装测量控制如下：土建轴线交验：安装前土建施工移交轴线（图AB线、CD列），立柱安装验收轴线，合格后进行安装施工。确定OO、PP安装垂直度控制线：立柱制作中各尺寸均有偏差，垂直度控制线不能按照ab、ef进行安装，通过a点与b点分中标出O点，c点与d点分中标出O；同理分中标出P点、P点，最终确定OO、PP安装垂直度控制线。架设经纬仪2台同时观测：分别在A点、D点（最好在轴线上）架设2台经纬仪并整平仪器，立柱开始吊装，底部O点与B点重合，P点与C点重合并固定。经纬仪按照一测回法进行观测，先盘左照准O（B）点或P（C）点，仪器固定方向并锁住水平转动，仪器照准部垂直向上转动，照准O点或
15、P点，O点或P点不在垂直视线上，调整立柱上部，直到O点或P点与垂直视线重合，初步固定立柱上部。然后经纬仪盘右按盘左方法观测，如有偏差调整O点或P点至仪器垂直视线距离的一半（半距法），垂直度观测完成。实际要进行立柱另两个面的垂直度控制才能完整的进行垂直度控制。立柱安装最终固定后，应进行立柱垂直度竣工测量，测量出竣工垂直度偏差。1.2光电测距仪：测量距离有直接量距（钢尺量距）、光学量距（视距测量）、物理法（光电测距）、GPS定位等方法。光电测距仪主要测量地面两点间的水平距离和斜距，一般与经纬仪组合（或连体）进行测量，全站仪的使用，使单一测距仪基本没有使用。1.2.1测距仪的测距原理是仪器在测站发射
16、光波（激光、红外光等），目标设光反射镜(棱镜)将光波反射至仪器，反射的光波仪器接收，仪器记录光波发射到接收的行程时间，则D=12ct-D为测量距离，c为光速，t为记录的光往返行程时间。1.2.2测距仪规范划分短程测距为3km以下，中程为315km;1.2.3测距精度指标主要看标称精度mD=a+bD(mm)- mD为测距中误差，a为标称固定误差，b为每公里比例误差系数，D为测距公里长度。 根据测距仪出厂标称精度的绝对值，按1公里的测距中误差，测距仪的精度分为3级。小于5mm为级、510mm为级、1120mm为级。规范测距主要技术指标控制网等级仪器精度等级每边测回数 一测回读数较差(mm)单程各测
17、回较差(mm)往返测距较差往返三等5mm级33572（a+bD）两倍仪器出厂标定精度10 mm级441015四等5mm级225710 mm级331015一级10 mm级21015二、三级10 mm级110151.2.4测距反光镜（棱镜）要设置棱镜常数，仪器要进行设置。棱镜常数是光发射的棱镜面到棱镜架设点的距离，一般为-30mm和0mm两种情况。1.2.5测距仪测距指标：测距指标按要求定期送有资质单位进行检定，测距检验条件要求狠高，没有自检项目。实际监理检查中需要进行自检内容我认为主要是：测距仪在固定误差的检测：如图示，AC约150m长的任意一段直线（一般在A、C两控制点上），B点为直线中间任意
18、点，仪器分别架设A、B两点，设水平距离为Dij，测距固定误差为K，检测K值。A B C设站A：测量AB距离=DAB+ K 测量AC距离=DAC+ K设站B：测量BA距离=DBA+ K 测量BC距离=DBC+ K判断及分析：首先测量AB距离严格与测量BA距离相同（测量差值小于1mm），如果差异大说明有其他误差，无法确定固定误差K值。没有差异进行下步工作。 测量AB距离=测量BA距离+测量BC距离,则有： DAB+ K= （DBA+ K ）+（DBC+ K） 则有： = DAB（DBA+DBC）如果K大于二倍的标称精度，说明仪器有固定误差，须进行调整。实际监理检测时发现一是施工方测量人员把棱镜常数
19、用错，可用此方法检测出来。二是固定误差K值可用棱镜常数加以修正。测距目标棱镜架杆的检测：精密测量棱镜应使用三脚架基座对中目标控制点中心（如控制网检测），其他测量检测使用三脚架杆对中控制点、轴线及测量放样点检测，三脚架杆的垂直度须随时进行自检校正。三脚架杆垂直度由竖直圆水准气泡进行控制，调整圆水准管轴与架杆轴平行，检测方法为：a)架设经纬仪及调平，离仪器10m左右将三脚架杆调平架设好。b)经纬仪照准棱镜中心，然后垂直向下照射杆尖，若杆尖偏离垂直视线则架杆不垂直，须调整气泡（架杆转90度同样进行另一方向垂直度检测）。c）进行气泡调整，将架杆调整到仪器垂直视线，水准气泡偏离，校正气泡居中（架杆转90
20、度同样进行另一方向校正）。反复几次检测校正后，没有仪器垂直视线偏离情况，校正完成。1.2.6、测距注意事项气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。 测线应尽量离开地面障碍物1.3m以上，避免通过发热体和较宽水面的上空。 测线应避开强电磁场干扰的地方，例如测线不宜接近变压器、高压线等。 镜站的后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。 要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机内，将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。1.3全站仪;目前全站仪使用常规化，也是监理测量检测中使用和掌握的主要仪器内容。全站仪实际是经纬仪和测距仪的功能组合，其特性和仪器相关精度指标要
21、求与经纬仪和测距仪一致，仪器自检内容也没有区别。全站仪种类较多，仪器主要为照准部和电子面板输入部分组成，外观及操作与经纬仪基本相同，可进行水平角、垂直角，距离和三角高程等测量。1.3.1全站仪架设（与经纬仪相同）：安置仪器-a)仪器三脚架放置测站控制点，脚架顶面大致平整，面上仪器连接螺栓大致在控制点位上（常用石子在连接螺栓底做自由落体，看是否石子落在控制点上来调整脚架位置）；b)从仪器箱取出仪器与脚架连接螺栓连接（仪器螺栓未连接时仪器手提柄不能松手，以免仪器滑落）,仪器置脚架顶面中固定紧密，通过仪器光学对中器看控制点是否在视线分划板中心区域，若不在视线内，则用脚架再调整对中器，直到对中器中分划
22、板中心看控制点；用仪器光学对中器对中：调整平脚螺旋（如下图）： A B+T测站控制点CT为仪器光学对中器中心，A、B、C为基座整平脚螺旋，调平原理是先AB(或AC、BC)两螺旋组合（线）调整，后再C(或B、A)单个（点）调整，AB(或AC、BC)（线）调整时A与B（或A与C、B与C)螺旋互为反向旋转。通过AB调整，光学对中器中看到控制点沿AB方向移动，再调整C螺旋，控制点沿C方向移动,反复前面步骤，直到光学对中器的T点与控制点重合（注：此时仪器气泡没有调到水平）。整平：将仪器对中调平的主要步骤，a)粗平（调圆气泡）：分别升降仪器三脚架任意两个脚（第三个脚不能调），使圆气泡居中，看光学对中器中控
23、制点是否与T点重合，没有重合再从步进行，直到光学对中器中控制点与T点重合。b)精平（调长管气泡）如步图中整平螺旋的调整。仪器机头旋转，使长管气泡轴与AB螺旋（线）方向一致，调A、B螺旋，使长管气泡居中。仪器机头在转90度，调C螺旋使长管气泡居中，在转回仪器机头调AB螺旋，反复几次后直到长管气泡居中。c)如不能调到位，则在规范范围内则按半格法调整，圆长管气泡水平时，旋转机头180度，如偏离1格位置，则向调平方向调回半格；如超过规范范围气泡偏位太大，则须送仪器检定单位校正。1.3.2全站仪测量：各种全站仪的操作、测量原理、使用功能大同小异，主要差异是程序及功能设置和测量精度不同。监理检测实际须掌握
24、的仪器操作主要为仪器建站模式、仪器测量模式、仪器放样模式三种。各种全站仪共有功能及差异分析：a)开机(ON)与关机(OFF)：少数开关机独立设置按键，大多数开关机共一键（一般红色键），开机短按开机键，关机一种长按开机键，一种按开机键后，再按确认键。b)正常屏幕显示：开机后多数仪器进入正常显示屏，少数仪器出现温度(T)、气压(P)、棱镜常数(K)等测量作业参数界面，确定和更改测量作业参数后须将仪器照准镜竖向旋转1圈，屏幕才出现正常显示屏；正常显示屏一般设置4至5个页面，用仪器上下按键进行翻页；各页面设置大体为：(a)XYZ坐标界面，(b)水平角(HA)、垂直角(VA)界面，(c)水平距离(HD)
25、、斜距(SD)、高差(VD)界面等。c)输入（或确认键）(ENT)和退出(ESC)（返回）键：输入数据及进入某一程序和功能条文按确认键，如按错了仪器任何键，则可多次按退出（返回）键返回到正常屏幕显示（监理在操作仪器中一定要注意，使用任何仪器在按键时出现不明白的界面内容，多次按退出键返回正常界面，否则会无意造成仪器检定和配置参数改变，导致测量仪器不能使用和重新检校）。d)上下左右键：数据输入，修改，屏幕翻页、进入指定程序和功能等按键。e)测量功能键：主要有直接有测量键和屏幕底排提示测量功能字幕所对应按键两种。f)建站、放样部分：一般仪器设置在程序里和模式键里查找，有的仪器则专门设置按键，但监理人
26、员一定要知道从哪里调用。仪器测量建站模式(STAN)：a)建站是仪器架设在已知的控制点上，通过已知方位角（正北方向角）或另一个已知坐标建立仪器与实地的测量关系。仪器建站必须满足条件(a)实地有两个及以上的已知坐标点；(b）实地至少有一个已知坐标点和该已知坐标点的定位方位角（正北方向角）。b)测量建站的目的是确定仪器的坐标体系与实地坐标体系一致，也可以认为仪器建站后的水平角00000的方向为实地正北方向。建站的作用是能将设计图的坐标及建筑位置通过测量放置在实地上。建站方法：业主提供两个已知点坐标A（XA、YA、 ZA）和B(XB、YB、ZB)，仪器在A控制点架设、对中、整平后开始建站，仪器屏幕调
27、出测站功能，依次输入A点号、XA 、YA 、 ZA ，按确认键，仪器屏幕此时提示输入后视坐标，按确认键，依次输入B点号XB 、YB ,按确认键后仪器屏幕提示照准目标B控制点，照准目标B，按确认（或测量键）；通过测量坐标，屏幕显示坐标B(XB 、YB 、ZB)的测量值，与提供B控制点坐标比较（主要比较平面坐标X、Y值，Z值为高程一般没有进行设置），偏差在测量误差范围内，建站工作完成。少数仪器建站采用先输入测站坐标、后视坐标等测量参数后，瞄准目标，直接按确认（或测量）键，建站完成。测量模式(MC)：使用测量模式是在上述建站模式的条件下进行（除测量距离外），少数仪器屏幕外设置测量键（跟踪测量键），多
28、数仪器是屏幕显示最下排有标识指示（如测量、记录等），在标识指示下方对应的按键作为测量键等（如F1键为测量键）。通过屏幕翻页与测量键配合，可进行水平角、方位角、坐标、水平距离、斜距、高差等测量工作，显示测量数据。监理检测中要学会收集设计数据与记录相对应的测量数据，并进行相应差值比较，通过规范限差评定测量成果是否满足要求。测量放样模式(S-O)：使用测量放样模式必须在上述建站模式的条件下进行，监理实际检测中应用较少，主要施工放样使用多。放样模式少数仪器设置在按键上，多数仪器设置在程序或菜单内，多采用坐标法进行放样，其基本方法：a)从设计图纸及设计参数计算收集放样坐标。b)仪器建站复核控制点满足规范
29、要求。c)进入坐标放样模式。d)输入放样点坐标，按确认键后，屏幕出现放样角度差值。e) 仪器目镜转至角度差值为00000时，为仪器放样的方向并锁定仪器，测站人指挥架设目标棱镜的人在放样的方向上（左右移动目标棱镜）为止。f)对准目标棱镜测量，屏幕出现目标距离偏差，正（负）偏差向仪器方向内（外）移动目标棱镜，重复对准目标棱镜测量，直到距离偏差为0，放样点地面标识。g)放样过程a）f）须多次重复，放样准确性及精度随之提高。h）转换成测量模式测量放样点坐标，与设计坐标进行比较，合格进行确认。三角高程测量模式：测量距离精度提高，应用全站仪测量高程几乎代替水准测量的方法，规范也列三角高程可用于四等精度测量
30、。实际我在几年监理高程检测中，认为应用全站仪检测高程能达到水准测量精度仪器，特别推荐监理人员掌握这项技术。a）三角高程测量原理： 如图，测站为A点，后视点为B，AB为水平视线（常规设置仪器竖角读数为90时）。已知A点高程HA ,A与B的三角高差VBB，测量B点高程值HBB A B 仪器点 目标点(a)测量水平距离AB、测量斜距AB、测量垂直角。(b)计算三角高差VBB=测量水平距离ABtg=测量斜距距离ABsin(c) 计算B点高程值HB=A点高程HA+计算三角高差 VBBb)全站仪测量高程：由于仪器设站整平后，仪器高是固定的，三角高程测量目标采用固定高度架杆棱镜（镜高高度在一个测站设置后不能改变，否则不能测量高程）。具体测量如下：(a)高差法：如图，仪器架设C点，已知A点高程HA，测量B点高程HB。 BCD A-仪器整平，仪器屏幕进入测量高差界面，目标镜高设置为2m(本次固定后不能改变),先架设于A点，测量高差并记录VCA。-目标棱镜
