全站仪培训

工程测量与全站仪的使用

第一部分 测量学简介

一、测量学是一门测定地面点位，研究地球形状和大小的科学，包括大地测量学、地形测量学、摄影测量学、工程测量学等。

工程上主要应用的是工程测量学，它研究工程建设在勘测、设计、施工和管理阶段所需要进行的测量，主要包括：工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装、竣工测量、变形观测和维修养护等有关测量的理论和技能。

我们施工企业着重点在施工测量阶段，内容有工程控制网的复核和加密、施工放样、设备安装、竣工测量、变形观测等。

二、测量上确定地面点的空间位置，是采用基准面上建立坐标系，通过对距离、角度、高差三个基本量的测量来实现的，测、算、绘是测量的基本功。 地球总的形体可视为由海水包围着的球体，它非常用接近一个两极扁平、赤道隆起的椭球。测量工作是以椭球体作为计算的基准面，并在这个面上建立坐标系，从而确定了地面点的位置。 测量坐标系包括：

地理坐标(大地坐标)：地面点在大地水准面的投影位置，通常采用地理坐标经度、纬度来确定。我们国家建立了1954年北京坐标系和1980西安坐标系。 平面直角坐标（工程测量采用的坐标）：在小范围内，把球面当作平面，用水平直角坐标系来确定点位。测量上平面直角坐标与数学上的基本相似，但坐标轴互换，象限顺序相反，测量上通常确定直线的方向是以坐标轴北端为准的，顺时针方向量度，采用平面直角坐标后，便可以直接应用三角公式进行测量坐标的计算。

高斯—克吕格坐标：是将球面地理坐标转化为平面直角坐标的坐标轴系。 三、测量的有关概念、测量程序。

高程：地面点至高程基准面的铅垂距离，称为绝对高程或海拔，我国规定采用青岛验潮站1956年（1950~1956的统计资料）所确定的黄海平均水面为全国统一的高程基准面，根据该面所建立的青岛原点所推算的高程系统，称为“1956年黄海高程系统”；我国还有“1985国家高程基准” （1952~1979的统计资料）等高程系统。

方位角：以直线端点的子午线（真子午线、磁子午线、轴子午线）北端为准，顺时针至直线的水平夹角，称为该直线的方位角，角值为0°~360°。

测量误差：在测量时，测量结果与实际值之间的差值叫误差。包括系统误差和偶然误差。我们在工程测量时评定观侧值的精度指标有：中误差、极限误差、相对误差。

测量的目的就是为了确定地面点的平面位置和高程，需要距离、角度、高差三个基本量，为防止误差积累过大，正确的测量程序和方法是按照“从整体到局部”、“由高级到低级”、“先控制后碎部”的原则分层次进行的，国家建有平面控制网和高程控制网。平面控制又分为三角测量和导线测量，国家基本的平面控制网主要采用三角测量，分四个等级，一等精度最高。导线测量分精

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密导线测量和图根导线测量。高程控制分水准测量和三角高程测量，国家高程控制网是用水准测量的方法建立的，按其精度分为四等，一等的精度最高。

第二部分 公路工程施工测量的要求

一、一般规定

（一）、施工测量开始前应完成下列准备工作：

1、建设单位组织设计、勘测单位向施工单位办理桩点交接手续。给出施工图控制网、点的等级、起算数据，并形成文件。施工单位应进行现场踏勘、复核。

2、施工单位应组织学习设计文件及相应的技术标准，根据工程需用编制施工测量方案。施工测量方案内容主要包括：工程概况、编制依据、施工测量组织机构及人员、测量仪器、平面控制网及高程控制网的布设与精度要求、施工放样测量方法及精度要求、质量保证措施、施工测量安全及仪器管理等。

3、测量仪器、设备、工具等使用前应进行符合性检查，确认符合要求。严禁使用未经计量检定、校准及超过检定有效期或检定不合格的仪器、设备、工具。

（二）、施工单位开工前应对施工图规定的基准点、基准线和高程测量控制资料进行内业及外业复核。复核过程中，当发现不符或与相邻施工路段或桥梁的衔接有问题时，应向建设单位提出，进行查询，并取得准确结果。

（三）、开工前施工单位应在合同规定的期限内向建设单位提交测量复核书面报告。经监理工程师签认批准后，方可作为施工控制桩放线测量、建立施工控制网、线、点的依据。

（四）、施工测量用的控制桩应进行保护并校测。

（五）、施工记录应使用专用表格，记录应字迹清楚，严禁涂改。

（六）、施工中应建立施工测量的技术质量保证体系，建立健全测量复核制度。从事施工测量的作业人员应经专业培训，考核合格后持证上岗。 （七）、测量控制网应作好与相邻道路、桥梁控制网的联系。

二、平面控制测量

（一）、平面测量应按当地统一的坐标系统实施。低等级公路可假设坐标系统。平面控制网布设，应因地制宜、确保精度、满足施工实际需要并方便使用。 （二）、公路工程施工控制点分为三级：施工图交桩点（首级控制点）、施工控制点、放样测量点。国家有关标准规定的各种精度的三角点，一级、二级、三级导线点以及相应精度的GPS点，均可作为施工测量的首级控制，一般由设计、勘测单位提供。

（三）、施工测量应作好起点、终点、转折点、交点及其他重要设施的位置、方向的控制及校核。

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（四）、导线测量施工控制网的导线测量、复核的主要技术指标： 公路等级 高速、一级 二级 平均测距中控制导线长导线全长相边长误差等级 度（Km） 对闭合差 （m） （mm） 一级 二级 10 6 500 300 ±17 ±30 ≤1/15000 ≤1/10000 测角测回中误方位角闭数差合差（″） DJ2 （″） ±5 ±8 ±10±16NN 2 1 三级及三级 ≤1/2000 ±20 ±30N 1 以下

三、高程控制测量

（一）、高程控制应按当地统一的高程系统实施。低等级公路可假设高程系统。高程控制应采用直接水准测量，按二等、三等水准测量方法建立首级高程控制网。

（二）、水准测量的主要技术指标： 每千米高差路线长度水准仪 往返较差、环线等级 水准尺 观测次数 中误差（mm） （Km） 型号 闭合差 三等 ≤6 ≤16 DS3 双面 往返各一次 ±12 L （三）、水准测量所使用的仪器及水准尺应符合下列规定： 1、水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS3不得超过20″；

2、水准尺上的米间距平均真长与名义长之差，对于双面水准尺不得超过0.5mm；

3、自动安平水准仪其补偿误差（Δa）不得超过0.2″。 （四）、水准观测的主要技术指标： 视线长前后视距较视线距地面两次读数较两次所测高等级 水准仪型号 度（m） 差（m） 最低高度（m） 差（mm） 差较差（mm） 三等 ≤75 ≤3 ≤2.0 ≤3.0 DS3 0.3 （五）、全站仪高程测量可代替四等水准测量（闭合差±20 L），施工过程中可根据设计和相关规范的精度要求、施工现场地形条件、放样方便与快

捷等因素选取相应的测量方式。

（六）、对高程控制网应进行平差计算，高程控制点的高程应以平差后的结果为准。

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四、施工放线测量

（一）、施工布桩、放线测量前应建立平面、高程控制网，依实地情况埋设牢固、通视良好。

（二）根据设计布设测桩。

中线直线段可以用坐标法、正倒镜分中延长法布设。一般宜采用坐标法，当采用正倒镜分中延长直线时，正倒镜点位的横向偏差，每100m不应大于5mm。曲线部分可以用坐标法、极坐标法、偏角法、支距法等布设，一般全站仪都采用坐标法。

中线控制桩包括：中线的起点、终点、折点、交点、平曲线的直圆、圆直点和曲中点、缓和曲线的直缓、缓直点，竖曲线的中点等特征点，整百米桩、施工分界点等。分段施工时，中线和高程测量应进入相邻施工合同段100~200m，分界点应由相邻施工单位共同进行校核确认。

当施工过程中测量桩可能被损坏时，应设辅助平面控制桩与高程控制桩，中线桩可采用交会法、边线桩法进行固定，以便在施工中及时完成桩位的恢复与检校。

（三）、高程控制测量应符合下列规定： 1、高程测量视线长宜控制在50~80m；

2、高程测量应采用DS3及以上等级水准仪施测；

3、高程测量放样时必须要用二个以上控制点进行闭合复核，闭合差≤±12 Lmm(L为相邻控制点间距，单位为Km)；

4、高程测量两次所测高差较差应≤3.0mm。

（四）、平面控制测量应符合下列规定：

1、平面控制应采用DJ2经纬仪或全站仪施测；

2、施工放样点允许误差M（cm），相对于相邻控制点，应符合下列规定： 偏位要求 ≤1 ≤2 ≤3 其他 点位放样允许误0.7 1.3 2 5 差M 示例 支座安装 水泥砼路面面层 沥青表处路面 一般桩位 注：偏位要求与放样允许误差之比一般为3：2 3、采用全站仪放点时必须用三个以上导线控制点进行复核，相对闭合差应≤1/10000。采用经纬仪放点后应用三个以上交点或转点进行复核，其水平角观测值较差应≤12″。

（五）、道路中心桩直线段间距宜为10~20m，曲线段宜为5~10m。 （六）、交叉路口路面平面、高程测量应按设计规定的高程方格网、等分圆网分层测定。

（七）、与路面有关的附属构筑物的外观控制测量应在控制方向按平面、高程控制需要设控制桩。

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（八）、工程完工后应进行竣工测量。竣工测量包括：中心线位置、高程、横断面图式、附属结构和地下管线的实际位置与高程。测量成果应在竣工图中标明。

（九）、施工测量的记录及成果均应在正式记录本上填写，按规定整理测量资料，作为工程质量证明资料的组成部分报监理签字并存档。

第三部分 全站仪简介

一、全站仪的概念 全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。

全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后，功能还可进一步拓展。

二、全站仪生产厂家及品牌 从上世纪80年代末至今，世界主要的测绘仪器厂家经过兼并、竞争、重组，形成了3+1的格局，即“三强一大”，三强分别是美国天宝、瑞士徕卡、日本拓普康；一大是南方测绘。其他品牌还有北京博飞，天津欧波，苏州一光，武汉中纬等等。

在市场销售量最大的主流全站仪，形成了中国南方与日本拓普康“二强争霸”的局面。

三、决定全站仪性能和可靠性的六大技术

绝对编码——其简单的结构、很小的故障率、装、调的高效率，使工厂能大批量地生产全站仪，而采用光栅技术则不可能大批量快速生产。

双轴圆电子气泡——从根本上解决了国产全站仪测角的精度。

激光免棱镜——解决了测量速度、仪器的可靠性，改变了测量方式，用过激光免棱镜的用户不可能回头用红外线全站仪。

Win全站仪——解决了全站仪长期以来存在操作界面复杂，不好用的毛病，全站仪可以直接测图，可以从事复杂的工程测量。

一块板的技术——使全站仪结构简单、好修、故障率低。

防水技术——大大提升仪器适应的测量环境，仪器的长期稳定有了保障。 Win全站仪将成为主流，徕卡率先实现Windows化，国产品牌南方Win全站仪仅比普通全站仪高1～2千元。

四、全站仪的技术指标

1、全站仪的主要技术指标有以下几点： 测角精度（如：2＂、5＂、6＂等）

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