工程测量设计论文.doc

你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。
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第一章 绪论
一、设计的目的和范围
目的：
1）了解建筑工程的总体布局，以及建筑物在规划设计和施工建设等各个阶段的测量工作，加深对课堂教学内容的理解；
2）对工程施工控制网的布设、施工期的施工测量、数据处理等内容有更深刻的认识；
3）掌握线路工程测量、建筑施工测量、管道施工测量、水利工程测量等内容控制网的设计和测设方法，能够利用计算机来选取最佳方案。
测区范围：平顶山市河南城建学院新校区
二、测区概况
平顶山市位于河南省中西部，东邻漯河，西接洛阳，南与驻马店、南阳为邻，北与郑州、许昌相接。面积7947平方公里，人口462万，辖3区2市4县，99个乡(镇),2588个行政村。 自然环境 地势西高东低，西南接外方山，北临嵩山，东北部为平原丘陵。境内河流纵横，主要有汝河、沙河、洪河等，均发源于西部山区，有昭平台、白龟山两大水库。年平均气温14.9℃，年平均降水量733毫米，全年无霜期226天。平顶山市自然环境优越。属暖温带大陆性季风气候，四季分明，气候温和，雨量充沛，无霜期长，适宜多种农作物和动植物的生长。小麦、烟叶和果蔬种植是三大优势作物，其中烟叶生产久负盛名，是全国三大烟叶产区之一。
　 经济现状 国内生产总值169.68亿元，其中第一产业31.17亿元，第二产业91.42亿元，第三产业47.08亿元。人均国内生产总值3673元，农民人均牧人1174元。现有耕地412.99万亩，粮食作物以小麦、玉米、大豆、红薯、水稻为主，经济作物有芝麻、花生、油菜、烟叶、蔬菜。森林树种有泡、杨树、槐树等，森林覆盖率64%。　平顶山市历史文化蕴藏深厚，旅游产业发展迅速，自然及人文景观遍布全市。目前，全市已开发旅游景点40多处，其中有风景入画的国家级自然保护区--石人山风景区，集山、林、湖、城为一体的“石漫滩国家森林公园”，千年古刹风穴寺，北宋大文学家苏轼父子墓地“三苏坟”，著名典故“叶公好龙”遗址玩龙仙坛，碧波荡漾的昭平湖和白龟沙洲，亚洲第一的飞机博览中心等景区。风穴寺在汝州市城东北9公里风穴山中，创建于后魏，现存最高建筑为唐开元时建筑七祖塔，钟楼内悬有宋铸铁钟一口，寺院周围有各代和尚墓塔83座，是我省较大的塔林。另有塔里寺墓碑、三苏坟、大张遗址、白朗墓地、湖寺塔等22处，鲁山石人山风景区是河南省游览区之一。
三、测区困难类别：测区地势较高低起伏，通视条件较好
第二章 测区已有成果及资料、图纸
一、测区已有成果：
测区有13个控制点分布在校园内（平面控制点及高程控制点重合），保存完好且精度符合要求，可以使用。
二、资料及图纸：
河南城建学院西校区详细规划－规划调整总平面图一张，比例尺为1：1500，校内控制点坐标数据成果表及水准点成果表一张，《工程测量学课程设计》指导书一份。
第三章 测区工程技术设计
第一节 测区首级控制网设计方案
一、 平面控制网和高程控制网的图上布设（即综合导线控制网）

1、 控制网的布设形式及精度分析
(1).把搜集到的测区中比例尺地形图拼接起来，在图上绘出实地上已知的四级方格网、导线和水准路线。
(2).依据对三角点位的要求和最佳结构，并考虑到最低建标高度，从已知点开始，逐点扩展设计网。布点的基本步骤是由高级到低级，由已知点到未知点，由内向外逐点步设。
(3).按照《规范》对高程起算点的密度要求，拟定水准联测路线。
(4).在地形图上判断和检查相邻点间的不通视情况。
(5).图上选点完毕后，应进行检查，以确保布设的网形符合《规范》的规定。
2、 导线测量注意事项
(1) 导线的边长、两结点间点的个数都必须满足规范要求。
(2) 应在每一个导线点上安置仪器，每一条边都要往返双向观测。
(3) 按相应等级水平角测量的测回数和限差要求测量导线点至前、后两点间的水平角，在结点上大于两个方向。
(4) 按相应等级垂直角测量的测回数和限差要求测量导线相邻两点间的垂直角。
(5) 观测斜距,逐项改正计算平距；直接测量的平距、高差可以用来检核。
(6) 每站应测量温度（一、二等需要测干、湿温）、气压
(7) 测前、测后各量1次仪器高和觇牌高，2次互差不得超过2㎜
3、布设网型如下：

四等导线方格网
1－15为设计的导线控制点，k4、k5为已知控制点，坐标如下

x
y
h
K4
3739073.544
424244.663
140.957
K5
3739073.544
424187.301
136.209

第二节 作业规范、规程及作业依据

一、导线测量的技术要求应符合表3.1的规定 表3.1
等级
附合导
线长度
（km）
平均边
长（km）
每边测
距中误
差（mm）
测 角
中误差
（″）
导线全长
相对闭合
差
方位角
闭合差
（″）
测 回 数
DJ1
DJ2
DJ6
三等
30
2.0
13
1.8
1/55 000
±3.6
6
10
—
四等
20
1.0
13
2.5
1/35000
±5
4
6
—
一级
10
0.5
17
5.0
1/15000
±10
—
2
4
二级
6
0.3
30
8.0
1/10000
±16
—
1
3
三级
—
—
—
20.0
1/2000
±30
—
1
2
注：表中n为测站数。
二、光电测距的技术要求 表3.2
平面控制
网等级
测 距 仪
精度等级
观测次数
总测回数
一测回读数
较差（mm）
单程各测回
较差（mm）
往返较差
往
返
二、三等
Ⅰ
1
1
6
≤5
≤7

Ⅱ
8
≤10
≤15
四等
Ⅰ
1
1
4～6
≤5
≤7
Ⅱ
4～8
≤10
≤15
一级
　　Ⅱ　　　　　
1
—
2
≤10
≤15

Ⅲ
4
≤20
≤30
二级
Ⅱ
1
—
1～2
≤10
≤15
Ⅲ
2
≤20
≤30

三、主要控制桩、水准点桩的规格及埋设
1、主要控制桩图
注：1.冻土地区，尺寸可加长并埋深；
2.四等以上控制点，尺寸可适当加大；
3.三级导线，可自行设计。
2、水准点桩图（附图B2）
附图B2（单位：cm）
注：冻土地区，尺寸可加长，并埋入冻土深度线以下。

第三节 仪器及观测方法要求
一、所需仪器： J6经纬仪一台、 全站仪一台、水准仪一台（均包括配套设施）
二、仪器检查项目
仪器在使用前须进行必要的检查，合格后方能使用：
（1）、经纬仪一般状态必须检定的项目
a、经纬仪光学对中器对中误差的检验与校正；
b、照准部水准管轴应垂直于竖轴的检验与校正（既水准管的校正）；
c、经纬仪十字丝的检验与校正；
d、经纬仪视准轴不垂直于横轴的误差C的检定与校正；
e、经纬仪横轴不垂直于竖轴的误差i角的检定与校正；
(2)、经纬仪若经常抖动或经摔打后，补充检定的项目
a、经纬仪照准部旋转轴系的检验；
b、经纬仪光学测微器行差的检定；
c、经纬仪照准部旋转时仪器底座位移产生的系统误差的检验。
对于DCJA型红外测距仪应定期到检测中心进行检查
三、外业观测
1、作业要求
(1). 外业观测是测量成果的基础，其数据必须真实有效。外业观测必须按操作规程严格执行，做好测前、测中、测后三检查。
(2). 应在成像清晰、气象条件稳定等有利观测时段进行外业工作，雨、雪、大风和气温超过40℃时不宜作业。
(3).方向观测测回间要重新整置仪器
(4).导线环角度闭合差、测角中误差、测距相对中误差、三角高程对向观测较差和导线环闭合差均应满足对应等级的限差要求。外业观测超限应及时补测或重测。
2、精密测角的一般原则
为了最大限度地减弱或消除各种误差影响，在精密测角时应遵循下列原则
(1)、仪器的盘左和盘右两个位置进行，盘左观测上半测回，盘右观测下半测回，取上下半测回的平均值作为最后观测值，这样可以消除仪器视准轴误差和水平轴倾斜误差的影响
(2)、在一测回观测中，要求下半测回照准目标的先后顺序和上半测回相反，这样可以消弱仪器脚架扭转、因气温引起视准轴变化和基座扭转引起的度盘带动等差影响
(3)、每半测回开始观测前，照准部应向将要旋转的方向先转1~2周；在半测回观测过程中，照准部不得有相反方向转动，这样可以消弱照准部对度盘的带动误差和脚螺旋空隙带动误差的影响
(4)、测微螺旋。水平微动螺旋的最后操作应为“旋进”，这样可以消弱测微器、微动螺旋的隙动误差
(5)、各测回的起始方向应均匀分配在度盘和测微器的各个位置上，这样可以消弱水平度盘分划的长周期误差和短周期误差，以及测微尺的分划误差
(6)、观测前要认真调焦，消除视差，在一测回中不的改变望远镜的焦距，以免由于视准轴的变动而引起视准轴误差的变化
(7)、整平仪器时，照准部气泡应严格居中，在一测回观测过程中气泡偏差过大时应停止观测，重新整置仪器；当目标垂直角较大时，应在测回之间从新整置仪器
(8)、观测一定要在通视良好，成像稳定和清晰时进行，有条件时可在不同光段内完成，尽力减弱旁折光和相位差的影响

《规范》中对方向观测法的各项限差规定如下表
表3-1 观测限差表

等级

经纬仪型号
半测回零差
/(”)
同一方向各测回互差
/(”)
一二级小三角及一二三级导线
J6
18
24
3.一个测站上观测工作顺序
3.1安置经纬仪
(1)先将脚架安放在测站上，使脚架头大致水平，脚架头中心大致对准测站中心；把仪器固定在脚架上，移动脚架的两个脚，使地面测站标志中心与对中器中心大致重合；
(2)通过升降脚架使圆水准气泡居中，松开仪器连接螺丝，移动仪器，使地面测站标志中心与对中器中心精确重合，拧紧连接螺丝。
(3)用仪器脚螺旋精确整平仪器：先将长水准管与两脚螺旋平行，调整这两个脚螺旋使水泡居中；再使长水准管垂直于这两个脚螺旋的连线方向，调整第三脚螺旋，使气泡居中。
    以上对中、整平过程可能要反复进行，直到精确对中，且旋转照准部在各个方向上，长水准管气泡居中。在强制对中观测墩上安置仪器时，没有（1）、（2）步骤。
3.2根据观测方案，利用技术设计或选点略图寻找并识别各观测目标；
3.3量取仪器高度、觇标高度（注意量取的位置）、温度、气压。
3.4观测
角度观测一般采用方向观测法进行，方向观测法一测回的操作步骤如下：
(1)将仪器照准零方向（第一方向），按观测度盘表配置好度盘和测微器位置；
(2)顺时针方向旋转照准部1～2周后精确照准零方向，读定度、分和光学测微器读数两次（重合两次、读两次数）；
(3)顺时针方向旋转照准部，精确照准1方向，读定度、分和光学测微器读数两次。继续顺时针方向旋转照准部依次观测2、3、4……N方向，最后闭合至零方向。
    以上观测为上半测回。
(4)纵转望远镜，逆时针方向旋转照准部1～2周后，精确照准零方向，读数（重合两次、读数两次）。
(5)逆时针方向旋转照准部，按上半测回观测的相反次序N……3、2、1观测至零方向。
    以上操作为一测回，当方向数小于四个时，可不闭合至零方向。
3.5记录检查，如有需要重测（或补测）的，应马上重(补)测。重测注意事项如下：
(1)重测一般应在基本测回（即规定的全部测回）完成以后，对全部成果进行综合分析，作出正确的取舍，并尽可能分析出影响质量的原因后再进行。切忌不加分析，片面地、盲目地追求观测成果的表面上合格，以致最后得不到良好的结果。
(2)因对错度盘、测错方向、读错记错、碰动仪器、气泡偏离过大、上半测回归零差超限以及其它原因未测完的测回，都可以立即重测，并不算重测的测回数。
(3)一测回中2C互差超限或化归同一起始方向后，同一方向值各测回互差超限时，重测超限方向并联测零方向（起始方向的度盘位置与原测回相同）。因测回互差超限重测时，除明显孤值外，原则上应重测观测结果中2C值最大和最小的测回。
(4)一测回中超限的方向数大于测站方向总数的1/3时，应重测整个测回。
(5)若零方向的2C互差超限或下半测回的归零差超限，则应重测整个测回。
(6)在一个测站上重测的方向测回数超过测站上方向测回总数的1/3时，应重测全部测回。
(7)基本测回成果和重测成果都要汇总于记簿中，每一测回只取一份合格成果。
3.6通知镜站，仪器装箱，清点物品，搬站。
第四节 控制网的精度估算
网形及精度统计表

项目
单位
数据
备注
平面已知点数
个
2

平面未知点数
个
15

方向观测设站数
站
17

方向观测总数
个
47

边长观测数
条
23

最大边长
m
132.828
4－5
最小边长
m
40.283
5－9
验后平面单位权中误差

验后测角中误差
"

最大平面点位中误差
mm
6.34
点名：4
最大平面相邻点间误差
mm
3.34
4－5
最大方位角误差
"
4.71
9－12
最大边长误差
mm
2.00
5－9
最大边长比例误差

1/20118
5－9

高程已知点数
个
2

高程未知点数
个
15

高差观测数
段
23

验后高程单位权中误差
mm

最大高程中误差
mm
4.73
点名：4
最大高程相邻点间误差
mm
3.85
4－5

优化设计模拟控制点成果表

点名
坐标
高程
( m )
备注
X( m )
Y( m )
k4
38929964.998
24526185.397
140.957

k5
38930032.630
24526139.781
136.209

1
38929889.112
24526236.580

2
38929839.796
24526163.559

3
38929790.833
24526091.062

4
38929744.449
24526021.714

5
38929853.420
24525946.405

6
38929900.908
24526016.720

7
38929949.871
24526089.217

8
38929999.188
24526162.337

11
38929983.254
24526066.672

10
38929934.291
24525994.174

9
38929886.803
24525923.859

12
38929959.344
24525877.027

13
38930005.543
24525946.052

14
38930054.507
24526018.549

15
38930103.912
24526091.704

优化设计模拟数据精度表

测站
照准点
方位角中
误差(")
边长中误
差(mm)
边长相对
中误差
k4
k5
0.00

k4
1
3.65
1.87
1/48897
k4
8
2.01
1.37
1/30102
1
k4
3.65

1
2
4.00
1.92
1/45852
2
1
4.00
1.92
1/45852
2
3
4.04
1.92
1/45681
2
7
3.52
1.56
1/84927
3
2
4.04
1.92
1/45681
3
4
4.58
1.92
1/44240
3
6
4.02
1.53
1/87070
4
3
4.58
1.92
1/44240
4
5
4.34
1.83
1/72438
5
4
4.34
1.83
1/72438
5
9
4.57
2.00
1/20118
5
6
4.38
1.77
1/47977
6
5
4.38
1.77
1/47977
6
7
3.94
1.78
1/49131
6
3
4.02
1.53
1/87070
7
6
3.94
1.78
1/49131
7
2
3.52
1.56
1/84927
7
8
3.23
1.77
1/49837
8
k4
2.01
1.37
1/30102
8
7
3.23
1.77
1/49837
8
k5
2.06
1.37
1/29443
k5
8
2.06
1.37
1/29443
k5
11
3.68
1.67
1/52790
k5
15
4.18
1.77
1/48651
11
k5
3.68
1.67
1/52790
11
10
4.01
1.68
1/52072
11
14
4.20
1.46
1/59019
10
11
4.01
1.68
1/52072
10
9
4.36
1.67
1/50924
10
13
4.43
1.45
1/59172
9
10
4.36
1.67
1/50924
9
12
4.71
1.75
1/49061
9
5
4.57
2.00
1/20118
12
9
4.71
1.75
1/49061
12
13
4.71
1.77
1/48033
13
12
4.71
1.77
1/48033
13
10
4.43
1.45
1/59172
13
14
4.25
1.77
1/49546
14
13
4.25
1.77
1/49546
14
11
4.20
1.46
1/59019
14
15
4.35
1.77
1/49811
15
14
4.35
1.77
1/49811
15
k5
4.18
1.77
1/48651
点位误差

点名
坐标误差
误差椭圆参数
高程中误
差(mm)
Mx(mm)
My(mm)
M(mm)
A(mm)
B(mm)
F(度 分)
1
1.94
1.54
2.48
1.95
1.53
172 11
2.57
2
1.78
2.50
3.07
2.50
1.78
87 14
2.85
3
2.13
3.44
4.04
3.47
2.06
100 27
3.20
4
3.87
5.55
6.34
4.66
2.38
110 38
4.73
5
3.37
2.85
4.41
3.85
2.15
144 12
3.06
6
2.57
2.25
3.42
2.69
2.11
152 28
2.99
7
1.80
1.70
2.48
1.80
1.70
9 03
2.56
8
1.15
0.85
1.43
1.37
0.40
145 16
1.37
11
1.63
1.61
2.29
1.68
1.56
39 28
2.36
10
2.70
2.20
3.49
2.81
2.06
155 53
2.90
9
3.77
2.58
4.57
4.04
2.14
155 09
3.03
12
5.99
3.58
6.52
4.71
2.26
174 56
4.71
13
3.47
1.97
3.99
3.47
1.96
4 20
3.03
14
2.41
1.72
2.96
2.49
1.60
19 09
2.66
15
1.63
1.87
2.48
1.88
1.62
103 39
2.46
点间误差

起点名
终点名
纵横向误差
误差椭圆参数
高程点间
误差(mm)
纵向(mm)
横向(mm)
M(mm)
A(mm)
B(mm)
F(度 分)
k4
1
1.87
1.62
2.48
1.95
1.53
172 11
2.57
k4
8
1.37
0.40
1.43
1.37
0.40
145 16
1.37
1
2
1.92
1.71
2.57
1.98
1.64
81 05
2.54
2
3
1.92
1.71
2.57
1.99
1.63
83 48
2.50
2
7
1.56
2.26
2.75
2.27
1.56
58 48
2.60
3
4
1.92
1.88
2.69
2.05
1.74
97 44
2.54
3
6
1.53
2.59
3.00
2.59
1.52
58 22
2.61
4
5
1.84
2.79
3.34
2.80
1.83
60 44
3.85
5
9
2.00
0.89
2.19
2.00
0.89
147 44
1.89
5
6
1.77
1.80
2.53
1.86
1.71
107 25
2.40
6
7
1.78
1.67
2.44
1.78
1.67
58 45
2.43
7
8
1.77
1.38
2.24
1.79
1.36
43 15
2.44
8
k5
1.37
0.40
1.43
1.37
0.40
145 16
1.37
k5
11
1.67
1.57
2.29
1.68
1.56
39 28
2.36
k5
15
1.77
1.74
2.48
1.88
1.62
103 39
2.46
11
10
1.68
1.70
2.39
1.75
1.63
5 40
2.36
11
14
1.46
1.75
2.28
1.75
1.46
56 24
2.25
10
9
1.67
1.79
2.45
1.84
1.62
173 32
2.33
10
13
1.45
1.84
2.35
1.85
1.45
50 56
2.25
9
12
1.75
1.97
2.63
2.00
1.71
34 52
2.46
12
13
1.77
1.94
2.62
2.01
1.68
175 25
2.45
13
14
1.77
1.80
2.52
1.88
1.68
5 58
2.41
14
15
1.77
1.86
2.57
1.88
1.76
166 09
2.48

第四章 总结和展望
通过这次工程测量课程设计，我受益匪浅，让我对工程测量有了更深刻的学习，并且对以前所学的控制测量有了更系统的复习，巩固了我的专业知识，而且也学会了收集一些必要的资料、查找一些测量设计规范和运用一些平差软件进行平差。但是在设计过程中也遇到了许多困难和问题，比如控制网的布设等级怎么计算、控制网的布设形式怎样选择，以及怎样对控制网的精度估算和平差。在朱老师的指导和带领下，我们慢慢克服了这些困难和问题，顺利的完成了此次课程设计。

命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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