全站仪在工程测量中的应用及其维护

第一篇：全站仪在工程测量中的应用及其维护

水准仪的使用方法

水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。现介绍水准仪的使用方法。

一、水准仪器组合：

1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架

二、操作要点：

在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：

将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。

四、保养与维修：

1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用；

2．避免阳光直晒，不许可随便拆卸仪器；

3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片；

4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理； 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。经纬仪的使用方法

1）三脚架调成等长并适合操作者身高，将仪器固定在三脚架上，使仪器基座面与三脚架上顶面平行。

2）将仪器舞摆放在测站上，目估大致对中后，踩稳一条架脚，调好光学对中器目镜（看清十字丝）与物镜（看清测站点），用双手各提一条架脚前后、左右摆动，眼观对中器使十字丝交点与测站点重合，放稳并踩实架脚。3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器

4）将水准管平行两定平螺旋，整平水准管。5）平转照准部90度，用第三个螺旋整平水准管。

6）检查光学对中，若有少量偏差，可打开连接螺旋平移基座，使其精确对中，旋紧连接螺旋，再检查水准气泡居中 全站仪的使用方法 全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。

全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。一）、概况

电磁波测距按测程来分，有短程(＜3km)、中程(3—15km)和远程(＞15km)之分。按测距精度来分，有Ⅰ级(5mm)、Ⅱ级(5mm— 10mm)和Ⅲ级(＞10mm)。按载波来分，采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪；采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰)，采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以砷化稼(GaAs)发光二极管所发的荧光作为载波源，发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化，因此它兼有载波源和调制器的双重功能。GaAs发光二极管体积小，亮度高，功耗小，寿命长，且能连续发光，所以红外测距仪获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。

（二）、测距原理

欲测定A、B两点间的距离D，安置仪器于A点，安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B，经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知，如果光束在待测距离D上往返传播的时间。已知，则距离D可由下式求出

式中c＝c。／n，c。为真空中的光速值，其值为299792458m／s, n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t, 气压P和湿度e有关。

测定距离的精度，主要取决于测定时间 的精度，例如要求保证±lcm的测距精度，时间测定要求准确到6．7×10—lls，这是难以做到的。因此，大多采用间接测定法来测定。间接测定 的方法有下列两种： 1．脉冲式测距

由测距仪的发射系统发出光脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，测出这一光脉冲往返所需时间间隔()的钟脉冲的个数以求得距离D。由于计数器的频率一殷为300MHz(300×106Hz)，测距精度为O.5m，精度较低。2．相位式测距

由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波，测出该调制光波在测线上往返传播所产生的相依移，以测定距离D。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。在砷化镕(GaAs)发光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变电流)后，它发出的光强就随注入的交变电流呈正弦变化，这种光称为调制光。测距仪在 A点发出的调制光在待测距离上传播，经反射镜反射后被接收器所接收，然后用相位计将发射信号与接受信号进行相位比较，由显示器显出调制光在待测距离往、返传播所引起的相位移φ。

（三）、全站仪的操作与使用

不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。1.全站仪的基本操作与使用方法 1）水平角测量

（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。

（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。

（3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。2）距离测量（1）设置棱镜常数

测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

（2）设置大气改正值或气温、气压值

光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。（4）距离测量

照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。

应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。3）坐标测量

（1）设定测站点的三维坐标。

（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。（3）设置棱镜常数。

（4）设置大气改正值或气温、气压值。（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

全站仪在工程测量中的应用及其维护

随着现代科学技术的不断发展和计算机 的广泛 应用，现代测绘技术水平也得到了迅速的提高，测绘野外作业手段也有了质的飞越。一种集测距装置、测角装置和微处理器为一体的新型测量仪器就应运而生。这种能自动测量和计算，并通过电子手簿或直接实现自动记录，存储和输出的测量仪器，称为全站型电子速测仪，简称全站仪。

全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录系统和通讯系统。

全站仪组成及各系统间关系控制系统是全站仪的核心，主要由微处理机、键盘、显示器、存储卡、制动和微动旋钮、控制模块和通讯接口等软硬件组成。根据要求，通过键盘(面板)可 以进行各种控制操作如 ：参数预置，选择显示和记录模式，进行存贮卡格式化，建立或选择工作文件，数据输入输出．确定测量模式等。全站仪的基本组成

全站仪即全站型电子速测仪，是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单 元等组成 的三维坐标测 量系统 ．测量结果 能自动显示，并能与外接设备交换数据的多功能测量仪器。从总体上看全站仪有下列两大部分组成 ：

1.1 为采集数据而没置的专用设备：主要有电子测角系统，电子测距系统，数据存储系统，还有自动补偿设备等。1.2 过程控制机 ：主要用于有序地实现上述每一专用设备的功能。过程控制机包 括与测 量数据相连接的外转设备及进行计算、产生指令的微处理机。2 全站仪的使用

在全站仪的使用问题上，不 同的厂家 生产的仪器 有着一定 的差

异，但进行数据采集操作过程 大致是 相同的。全站仪采集碎部 点的过 程如下 ：

2．1 测 站安置仪器 在测站上将仪 器进行整平、对 中，其具体 作法与

常规测绘仪器 的整平对 中方法相 同。

2_2 打开电源 开 启 电源 的方法 ：将 电源 开关打 开，显示 屏显示，所

有点 阵发亮 ．几秒后 即可进行 测量。对各种类型 的仪器 可参 照仪器使

用说 明书进行操作。

2．3 设置 垂直零点 松开望远镜 制动螺旋将望远 镜上下转 动，当望

远镜通过水平线时，将指示 出垂直零 点，并显示 垂直角。2．4 仪器参数 设置 仪器参数是 控制仪器测量状 态、显示状 态数据

改正等功能 的变量，在全站仪 中一般 都可根据测量要求通过键 盘进行

改变，并且所选取 的选择项可保存 到下一 次改变为止。2．5 设 置度盘初始值 可先 照准定 向 目标，然后按 “OSET”键设嚣度盘初值为 0度。也可用水平制动 和微动螺旋转动全站仪使其水平角为要求的值．用“HOLD”键 锁定度盘，再转动照准部 瞄准定向 目标，第二

次用 “HOLD”键解锁，完成初始设置。

2．6 照 准待测 目标进行水平角和距离测量 在完 成测量后全 站仪将

根据用户 的设置在 屏幕 上显示测 量结 果。

以上 是全站仪 进行 角度测 量和距 离测量的工作过程，全 站仪的其

它功能用户可根据所购买 的仪器 说明书进行 操作。3 全站仪保管的注意事项 3．1 仪器应 由专人负责保管。

3．2 仪器箱 内应保持干燥，及 时更换 干燥 剂。仪器必须放置专 门架上 或固定位 置。

3。3 仪器长期不用时，应 以一月左右定期取 出通风防霉并通 电驱潮

以保 持仪 器良好 的工作状 态。3．4 仪器放置要整齐，不得倒置。4 全站仪使用时的注意事项

4．1 开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢 固

4．2 开箱后 提取仪器前，要看 准仪 器在箱 内放置 的方式 和位置，装 卸

仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取 出或装 入仪器箱时，应握住

仪器提手和底座，不可握住显示单元 的下部。切 不可拿仪 器的镜筒，否

则会影 响内部 固定部件，从而 降低仪器 的精度。应握住仪器 的基座部

分，或双手握住望远镜支架 的下部。仪器用毕，先盖上物镜罩，并擦 去

表面 的灰尘。装箱时各部位要放置妥 帖，合 上箱盖 时应无 障碍。

4．3 在太 阳光照射 下观测仪器，应 给仪 器打伞，并 带上遮 阳罩，以免

影响观测精度。在 杂乱环 境下 测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在

光滑 的表面 时，要用细绳(或细铅丝)将三脚架 三个脚联起来 ．以防滑

倒。仪器箱 上严禁坐人。

4-4 当架设仪器在 三脚架上时，尽 可能用木制三脚架 ．因为使用金属

三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。

4．5 当测站之 间距 离较远，搬站 时应 将仪器卸下，谨记放松 仪器上 的 的制动，装箱后背着走。行走前要检查仪器箱是否锁好，检查安全带是

否系好。当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连 同三脚架一起靠在

肩上，但仪器要尽量保持直立放置。

4．6 搬站之 前，应检查 仪器与脚 架 的连 接是否 牢固，搬 运时 ．应 把制

动螺旋略微关住，使仪器在搬站过程 中不致晃动。4．7 仪器任何 部分发生故 障，不勉 强使用，应立 即检修，否则会 加剧 仪器的损坏程度。

4．8 光学元件应保持 清洁，如沾染灰沙必须 用毛刷或柔软 的擦 镜纸 擦掉。禁止用手指抚摸仪器的任何光学元件表面。清洁仪器透镜表面

时，清先用干净 的毛刷扫 去灰尘，再用 干净 的无 线棉布沾酒精 由透镜

中心向外一圈圈地轻轻擦拭。除去仪器箱上 的灰尘时切不可作用任何

稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾 中性洗涤剂擦洗。4．9 在潮湿环境 中工作，作业结束，要 用软布擦干仪器表 面的水 分及

灰尘后装箱。回到办公室后立即开箱取 出仪器放 于干燥 处，彻底凉干 后再装箱内。

4．10 冬天室内、室外温差较大时，仪 器搬 出室外或搬入室内，应隔一

段时间后才能开箱。5 仪器转运时的注意事项

5．1 首先把仪器装在仪 器箱内，再把仪 器箱 装在专供转运用 的木箱

内，并在空隙处填以泡沫、海绵、刨花或其他防震物 品。装 好后将 木箱

或塑料箱盖子盖好。需要时应用绳子或胶皮带捆扎结实。5．2 无专供转运 的木箱 或塑料箱 的仪器 不应 托运，应 由测量员 亲 自

携带。在整个转运过程中，要做到人不离开仪器，如乘 车，应将仪器放

在松软物品上面，并用手扶着，在颠簸厉害 的道路上行驶 时，应将仪器 抱在怀里

5-3 注意轻拿轻放，放正，不挤不压，无论 天气晴雨，均要事先做好防晒、防雨、防震等措施。6 全站仪电池的使用

全站仪的电池是全站仪最重要的部件之一，现在全 站仪 所配备的电池一般为 Ni—MH(镍 氢电池)和 —Cd(镍镉 电池)，电池 的好坏、电量的多少决定了外业时间的长短。在电源打开期间不要将电池取出，因为此时存储数据可能会丢失，因此应在电源关闭后再装入或取出电池。

第二篇：浅谈工程测量在水利枢纽工程中的应用

浅谈工程测量在水利枢纽工程中的应用

魏焰展(福建省漳州市水利水电勘测设计研究院,邮编363000)

摘要:随着测绘技术的迅猛发展,工程测量的方法和技术也在不断地进步和更新。结合工程测量在水利枢纽工程中的应用,本文概括了工程测量的相关理论,并阐述了工程测量在水利枢纽工程应用中的特点。关键词:工程测量;水利枢纽工程

1概述

水利工程源远流长。公元前21世纪禹奉命治理洪水，已有“左准绳，右规矩”，用以测定远近高低。20世纪50年代以后，测量工作吸收各种新兴技术，发展更加迅速，出现许多先进的测量仪器，为工程测量在水利枢纽工程中提供了先进的技术和工具，向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利条件。2流域规划阶段的测量

由于流域规划是在整个流域地区进行，因此，不仅要对河流中径流的水利资源进行规划，同时也要对该区域地下水源进行规划。流域规划的主要内容之一是制定河流的梯级开发方案，合理地选择枢纽的位置和分布。在进行梯级布置时，不仅需要在地形图上确定合适的位置，而且还应确定各水库的正常高水位。为此，测量人员应提供该流域内的地形图、河流纵横断面图以及河谷地形图。可收集国家基本图或其他勘测单位的现有图提供设计使用。在收集资料时，除具体成果、成图外，还应收集下列资料：施测单位、时间、作业规范，标石耐久程度和保存情况，实测结果所达到的各项精度指标，所采用的坐标系统等。根据需要有时还要测定河流水面高程，测定局部地区河流的横断面及水下地形图。

2.1河流水面高程的测定

尽管在河流上每隔一定的间距设有水文站，但要详细了解河流水面的变化特征，仅靠水文站的观测是不够的。因此，还必须沿河流布设一定数量的水位点，以测定水面高程及其变化，水位点应尽可能位于河流水面变化的特征处。水位点的密度应根据河流的比降、落差、横断面形态变化等来确定，同时也要考虑各设计阶段的要求。为了测定水面高程，首先沿河流建立统一的高程控制，然后再设立水位点进行水位观测。建立高程控制时，通常是在河流沿线布设一定数量的高程控制点，它们应尽可能布设在靠近河岸但又不致被洪水淹没、较为稳定的地点，且最好与待测水位点位于同岸；它们的分布尽量与水位点的位置相对应。控制点的高程一般采用等级几何水准法测定，其精度要求要视地形条件、水面比降和路线长度而定。

2.2横断面测量

对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面的位置一般可根据设计用途由设计人员会同测量人员先在地形图上选定，然后再现场确定。横断面应尽量选在水流比较平缓且能控制河床变化的地方。为方便于水深测量，横断面应尽可能避开急流、险滩、悬崖、峭壁，断面方向应垂直于河槽。横断面的间距视河流大小和设计要求而定，一般在重要的城镇附近、支流入口，水工建筑物上、下游和河道大转弯处等都应加设横断面；而对于河流比降变化和河槽形态变化小、人口稀少和经济价值低的地区，可适当放宽黄断面的间距。横断面的位置在实地确定后，应在断面两端设立断面基点或在一端设立一个基点并同时确定断面线的方位角。断面基点应埋设在最高洪水位以上，并与控制点联测，以确定其平面位置和高程。断面基点平面位置的测定精度不低于编制纵断面图使用的图根控制精度；高程一般应以等外水准测定。当地形条件限制无法测定断面点的平面位置和高程时，可布设成平面基点和高程基点，分别确定其平面和高程。横断面的编号可以从某一建筑物的轴线或支流入口处由上游向下游或下游向上游的顺序统一编号，并在序号前冠以河流名称或代号，还应注出横断面的里程桩号。横断面常用的方法有：断面索法、交会法、GPS(RTK)法等。

横断面测量的精度要求：横断面地形点的精度，包括地形点对中心线桩的平面位置中误差：平地、丘陵地应≤±1.5m，山地、高地应≤±2.0m；地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。

横断面测量的测设要求：

1、中心线与河道、沟渠、道路等交*时，应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时，可只沿中心线施测一条所交渠、路的的横断面；当交角小于85°或大于95°时，应垂直于所交渠、路和沿中心线方向各测一条断面。2横断面通过居民地时，一侧测至居民地边缘，并注记村名，另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时，一侧可测至山坡上1~2点，另一侧适当延长。3横断面上地形点密度，在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点，提高横断面的精度。

外业工作结束后，应对观测成果进行整理，检查和计算各测点的起点距，由观测时的工作水位和水深计算各测点的高程，然后将河道横断面图按一定的比例通过cass等软件在计算机上绘制并打印。

2.3纵断面编绘

河道纵断面是指沿着河流深泓点（即河床最低点）剖开的断面。用横坐标表示河长，纵坐标表示高程，将这些深泓点连接起来，就得到河底的纵断面形状。在河流纵断面图上应表示出河底线、水位线以及沿河主要居民地、工矿企业、铁路、公路、桥梁、水文站等的位置和高程。

河流纵断面图一般是利用已有的水下地形图、河流横断面图及有关水文资料进行编绘的，其基本步骤如下：

1、量取河道里程

2、换算同时水位，按距离成正比计算各点水位改正数的方法（由上游水位计算：△Hm=△HA-(△HA-△HB)/L*l1，由下游水位计算：△Hm=△HB+(△HA-△HB)/L*l2，hm= Hm-△Hm。式中△Hm中间点的水位改正数、Hm中间点处的观测水位、hm中间点处的同时水位、△HA上游水位改正数、△HB下游水位改正数、L上下游间水平距离、l1上游到中间点的水平距离、l2下游到中间点的水平距离）

3、编制河道纵断面表

4、绘制河道纵断面图

3水利枢纽工程设计阶段的测量

水利枢纽工程设计阶段的测量工作主要包括：各种比例尺的地形图测绘、水库淹没界线测量、地质勘察测量和控制测量等。

3.1控制测量

为保证工程设计阶段各项测绘工作的顺利进行，需在工程设计区域建立精度适当的控制网。控制测量的目的就是为了地形图测绘和各种工程测量提供控制基础和起算基准。控制网具有控制全局、限制测量误差累积的作用，是各项测量工作的依据。控制测量应遵循从高级到低级、由整体到局部、逐级控制、逐级加密的原则。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制网常用三角测量、导线测量、三边测量和边角测量等方法建立，目前，由于GPS技术的推广应用，利用GPS建立平面控制网已成为主要方法。高程控制网主要用水准测量和三角高程测量方法建立。

3.2数字化测图

3.2.1 数字化地形测量的仪器设备硬件条件数字化地形测量的仪器设备从控制测量到成果成图输出大致需要GPS接收机、全站仪、计算机、绘图仪以及与之相关的平差计算成图软件、数据传输、交换附件、通讯器材等。仪器设备配置水平较常规地形测量是一个质的飞跃。

3.2.2 数字化地形测量工作的人员素质条件数字化地形测量的技术人员应当熟练掌握测量专业技术、熟练掌握计算机及测绘软件的应用技术,这对测量人员的技术素质提出了更高的要求。

3.2.3 作业方法

在生产工序上,数字化地形测量不一定要遵守“先控制、后测图”的原则,控制测量、碎部测图可以同时进行,甚至可以是先测图后控制,只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站(图形)纠正。在控制点点之记的制作上,数字化地形测量不一定要将其作为一个专门工作来进行,可依据最终成图编绘点之记。碎部测图在数字化地形测量中只是个数据采集的过程,成图大量的工作量从外业转移到了内业,目前,碎部成图作业方法较多,因人而异。笔者认为较为成熟的方法是简码法,特点是成图数学精度好、地物地貌要素详尽、作业效率较高。

3.2.4 简码法数字化地形测量及其作业流程

简码法是数字化地形测量过程中,观测员给每一个碎部测点赋于一个自定义编码,并依据这种自定义编

码编图成图的一种数字化地形测量方法。

简码法数字化测图作业流程为:外业数据采集(自定义编码)→内业概略编图→草图外业补充调绘→内业详细编图→外业巡回检查→最终成果成图。分述如下:

外业数据采集:该环节重点是碎部点三维坐标与自定义编码采集,强调碎部点的数学精度、采集数量和自定义编码的可自我识别程度、强调测站与棱镜之间通讯联系,而不必过分关注碎部点间的连接关系。在同一个测站上,只要能看到而视线又不是过长,宜及时采集,不必频繁搬站。自定义编码不必过于严格,只要编图时作业员自己能够识别即可,完全根据作业员的习惯和自我条件决定。值得注意的是:由于自定义编码具有一定的随便性,在增加了自我识别难度的同时,也使其具有相当的灵活性和可开发性。

内业概略编图:既然是概略编图,其原则应该定为能识别多少就编多少,能编到什么程度就编到什么程度,不能识别的在外业补充调绘时处理。这一环节只需要编出有基本轮廓的平面草图,该草图只作为外业补充调绘的工作底图,绘图输出时应包括碎部点的简码信息,最好先不要绘出等高线。

草图外业补充调绘:该环节以带简码的基本平面图为工作底图,对照实地补充绘图,加上必要的量测,应理清地物、地貌要素的属性、各种线条间的连接关系等。外业补充调绘成果图在内容上已经是详细的平面图了。

内业详细编图:根据外业补充调绘成果图修编概略草图,在此基础上构高程模型三角网绘等高线生成初步地形图。绘图输出时最好将高程模型三角网和等高线一并绘出,作为外业巡回检查的工作底图。外业巡回检查:重点是高程模型三角网的检查与修编,以及植被、境界类符号补充调绘与检查、初步成果地形图外业最终检查等。

最终成果成图:根据外业巡回检查成果图再次修编初步成果地形图,以及图面整饰图帼分幅等。人员组织:数字化地形测量的一个作业组采用简码法时宜按一名技术员+一名测量工人编制,一个项目由多个作业组施测时需专设一名核心技术人员负责质量检查、成果资料汇总、电脑维护等。

3.3水库淹没界线测量

测设移民线、土地征用线、土地利用线、水库清理线等各种水库淹没、防护、利用界线的工作称为水库淹没界线测量。这些界线以设计正常蓄水位为基础，结合浸没、塌岸、风浪影响等因素综合确定，根据需要测设其中的一种、几种或全部。边界线的测设工作通常由测量人员配合水工设计人员和地方政府机关共同进行，其中测量人员的主要任务是用一系列的高程标志点将水库的设计边界线在实地标定下来，并委托当地有关部门或村民保管。界桩分为永久桩和临时桩两类。界线通过厂矿区或居民点时，在进出处各设一各永久桩，内部若干米测设一个临时桩，主要街道标出界线通过的实际位置。大片农田及经济价值较高的林区，一般每隔2～3km测设一个永久桩，再以临时桩加密到能互相通视。只有少量庄稼的山地，可只测设临时桩显示界线通过的位置。经查勘确定不予利用的永久冻土地、大片沼泽地、陡峭坡地等经济价值很低的地区，可不测设界桩。在通常情况下，一般采用几何水准法和经纬仪高程导线法进行，目前随着空间技术的迅速发展，RTK技术定位得到广泛应用。

3.4地质勘察测量

配合水利工程地质勘察所进行的测量工作称为地质勘察测量。其基本任务：

1、为坝址、厂址、引水洞、水库、堤线、料场、渠道、排灌区的地质勘察工作提供基本测量资料；

2、主要地质勘探点的放样；

3、联测地质勘探点的平面位置、高程和展绘上图。具体工作包括：钻孔测量、井峒测量、坑槽测量、地质点测量、剖面测量等。

3.5河道测量

河道测量主要内容包括：平面、高程控制测量；河道地形测量；河道纵、横断面测量；测时水位和历史洪水位的联测；某一河段瞬时水面线的测量；沿河重要地物调查或测量。

4水利枢纽工程的施工阶段测量

水利枢纽的技术设计批准以后，即可着手编制各项工程的施工详图。水利枢纽工程施工阶段的测量工作主要包括：施工控制测量、大坝的施工放样、水工隧洞施工测量、水电站厂房施工测量、金属结构安装测量等

4.1施工控制测量

建立施工控制网的主要目的是为建筑物的施工放样提供依据，所以必须根据施工总体布置图和有关测绘资料来布设。另外，施工控制网业可为工程的维护保养、扩建改建提供依据。施工控制测量分为：平面控制网的建立，一般按两级布设，即基本网和定线网；高程控制网的建立，由于勘测期间建立的高程控制点在点位分布和密度方面往往不能满足施工的要求，因此必须进行适当的加密，也分两级布设基本网和临时性作业水准点。

4.2大坝的施工放样

大坝施工放样的主要步骤有：坝轴线的测设、清基中的放样工作、坝体分块控制线的测设、坝体浇筑中的放样工作

4.3水工隧洞施工测量

水工隧洞按其作用可分为：引水发电洞、输水洞、支洞、泄洪洞、导流洞等，其中测量精度要求最高的是发电洞及其支洞。隧洞施工测量的主要内容包括：洞外控制测量、洞内控制测量、联系测量、隧洞中心线放样、开挖断面和衬砌断面的放样等

4.4水电站施工测量

水电站厂房施工测量的主要内容包括：厂房施工控制网的建立、基础开挖测量、厂房建筑放样测量等。在建立厂房控制网时，其点位精度和点位分布都应考虑机组的安装测量。

4.5金属结构安装测量

在水电工程中，闸门、压力管道、机组设备等都是金属构件，其安装测量的精度一般较高，要建立独立的控制网，须与轴线关系保持一致。

5水利枢纽工程的变形监测

变形监测的主要观测项目：水平位移观测、垂直位移观测、挠度观测、裂缝观测、应力/应变观测、分层沉降观测、倾斜观测、渗流观测、温度观测、检查观测、滑坡崩岸观测。

变形观测的精度和周期——在制定变形观测方案时，首先要确定精度要求。对于不同的监测目的所要求的观测精度不同。观测周期与工程的大小、测点所在位置的重要性、观测目的以及观测一次所需时间的长短有关。及时进行第一周期的观测有重要的意义。

观测资料的整编和分析——资料整编的主要内容包括：收集资料、审核资料、填表和绘图、编写整编成果说明。观测资料分析其目的是对水利工程系统和各项水工建筑物的工作状态做出评估、判断和预测，达到有效地监视建筑物安全运行的目的。常用的分析方法有：作图分析、统计分析、对比分析、建模分析。结语

伴随着测绘新技术的不断进步,现代水利枢纽工程测量必将朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展。

参考文献

[1]张正禄,李广云,潘国荣等.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.[2] 高井祥,肖本林,付培义等.数字测图原理与方法[M].江苏:中国矿业大学出版社,2005.

第三篇：GPS在工程测量中的应用1

GPS在工程测量中的应用

摘 要：简述了全球定位系统（GPS）的基本结构和测量原理，总结了GPS用于工程测量所具有的特点，介绍了GPS在工程测量中的应用实例。

关键词：GPS；工程测量；应用实例全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统，历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制，陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用［1］，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。本文介绍GPS在山区工程测量中的应用，并提出几点体会。1 GPS简介1．1 GPS构成GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。（1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20 200 km，运行周期为11 h 58 min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。（2）GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监 测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。（3）GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标。

1．2 GPS定位原理GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的［2］。如图1所示，在待 测点Q设置GPS接收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心（测站点）至卫星的距离ρ

1、ρ

2、ρ3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标（Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，从而由下式解算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）：1．3 GPS测量的特点相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点：①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50 km的基线上，其相对定位精度可达1×10－6，在大于1 000 km的基线上可达1×10－8。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20 min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。2 应用实例2．1 工程概

况本文涉及的工程由某集团公司投资建造，是一个集休闲、娱乐、旅游、渡假等功能于一体的综合项目。工程位于城郊，占地66．7 hm2多，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约90 m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。2．2 GPS测量的技术设计（1）设计依据 GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》［3］及工程测量合同有关要求制定的。（2）设计精度 根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。要求平均边长小于1 km，最弱边相对中误差小于1／10 000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15 mm，比例误差系 数b≤20×10－6。（3）设计基准和网形 如图2所示，控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个（I12，I13），高程控制点5个（I12，I13，105，109，110，其高程由四等水准测得）。采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式。（4）观测计划 根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度（空间位置因子PDOP），选择最佳观测时段（卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6），并编排作业调度表。

2．3 GPS测量的外业实施（1）选点 GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。（2）观测 根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10 s。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。2．4 GPS测量的数据处理GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标（见表1），其各项精度指标符合技术设计要求。3 结束语通过GPS在测量中的应用，得到如下体会。（1）GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300 m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1／10 000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。（2）GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。

（3）GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少（仅联测5个），致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。

第四篇：全站仪测量实习报告

首先感谢学校和老师给以了我这次参加工程实践的机会，在这次20多天的实习过程中，经过这次实习，无论在心理上还是在生理上都得到了很好的锻炼。

学生现在学习的内容是为以后的发展奠定基础，是丰富自己的文化知识，是自己能够成为一个对社会，对国家有用的人才，但是现在我们所学的知识大多只是理论上的东西，为此我们应该将理论和实际联系起来，积极参加实际工程，这次为期20天的实习教会了我们如何将自己所学的知识应用于实际工程项目之中，懂得了解决一些实际问题的方法，对增加自己的生活和工作经历有很大益处。同时也可以说这次工作是对同学的一次考念，在实习过程中有的同学虽然生病但是依然坚持工作，可以说着种精神是相当高贵的。

通过这次野外工程实习，加强了自身掌握数字测图外业数据采集方法与内业作图方法，更加深刻的理解了数字测图在野外的运用，数字测图带来的不但是数据采集速度的提高，工作效率的增加，更加减轻了工作人员的工作强度；明白了在数据采集过程中应该注意的问题，使自己在课堂上学到的知识得到了在实际中的运用

首先，通过实习，让我发现我在平时学习中存在的很多知识漏洞。课本上介绍仪器使用的知识都比较抽象，到了真正实践中的时候，我们未能很好把书本知识应用到实践中，还需要老师再次进行指导。在近距离的接触这些实物，能我更牢固的掌握相关的知识点;也能令我提高对仪器的操作的熟练、精准程度(比如能够迅速对中整平)。

第五篇：全站仪测量高程方法

全站仪测量高程有两种情况：1种是仪器架设在水准点，另一种是仪器架设在非水准点上。

第一种情况计算公式：高程=H（测站点高程）+i（全站仪高）+h（测量点高差）-I（测量点棱镜高）

第二种情况计算公式：高程=H（后视水准点高程）-h（后视高差）+h（前视高差）+i（后视棱镜高）-I（前视棱镜高）注：一般前后视棱镜设置同样高度。简化公式可以去掉最后两项。

全站仪仪器内计算待测点高程的过程是：

全站仪控制点高程+全站仪高+全站仪发射点与棱镜中点高差-对中杆高度=对中杆控制点高程，比如全站仪架的控制点高程为100m，仪器高1.5m，测得高差显示为8m（假设棱镜头比全站仪发射点高），棱镜高度1.3m，则待测点高程为

100+1.5+8-1.3=108.2m

全站仪测量点高程可以满足一般施工，比水准仪方便，任意建站整平就可开始测量待测点和已知点相对高差，从而快速得出待测点高程。现在桥梁施工盖梁完，就要求接着做垫石，这时水准仪只能从桥头过来，如果距离比较远那就只能拿全站仪测。全站仪测高程开始时先正倒镜各测几个垫石，观察数据稳定时就可以直接用正镜测完。

全站仪测量高程，我拿宾得、徕卡的测过几座桥，从基础施工到铺装，150米内没问题，可以满足施工要求，相对用水准仪测的那几座桥真的很省力。不放心可以拿水准仪复核几个点就可以了。

有时候做控制点，用水准仪翻山越岭的测累计误差其实比全站仪大，也耗时耗力。全站仪测量高程其实涉及到很多改正，比如温差、高程修正，可以翻阅其他参考书，去新浪爱问搜有很多，不过我们一般做一级导线点控制点距离也就400米以内偏多，不用改正可以满足施工精度了，高程四等水准的话也不用折光、温差改正，只要对向观测的两次高差满足规范（查<工程测量规范>GB50026-2007)，以及平差过关就可以了。