【PD91页】毕业论文_浅谈道路工程测量技术.doc文档修订稿 ㊣ 精品文档 值得下载

上的工程构造物的平面位置和高程在实地标定出来，作为施工的依据。

在施工过程中，检测工程构造物的几何尺寸，以实现从设计图纸到工程实物的质和量的转变。

在交通土木工程中，工程构造物主要指路基路面桥涵隧道及其附属构造物和排水构造物。

在路基施工前，通过测量放样确定路线中线桩公路用地界桩路堑坡顶路堤坡脚边沟等构造物的施工位置在桥涵施工前，通过测量放样确定基坑开挖墩台建造的施工位置在隧道施工前，利用控制测量结果对隧道定向定位等都是通过测量放样实现的。

在施工过程中，通过测量放样对工程构造物外形几何尺寸进行控制和检测，及时修正偏差，以准确体现设计意图在工程竣工后，通过测量对工程进行质量检查和验收。

实践证明，精确地测量放样能准确控制施工质量和节约工程成本。

因此，施工放样是工程施工过程中的重要环，它贯穿工程施工全过程。

公路工程施工放样的依据公路工程施工放样的依据是公路工程技术标准，各种构造物的施工技术规范规程测量规范等以及工程设计图纸。

测量放样工作应遵循从整体到局部的原则，先进行控制测量，再进行细部放样测量。

通过控制测量，建立起平面控制点和高程控制点与工程构造物特征点之间的平面位置和高程的几何联系。

以平面控制点的坐标和高程控制点的高程为依据，利用传统测量仪器进行距离高程和角度的测量放样或者利用全站仪和进行三维坐标放样来确定工程构造物特征点在实地上的空间位置。

在放样过程中，工程设计图纸是图解控制点和工程构造物特征点之间几何关系的依据现行的施工技术规范规程，以及测量规范是核查放样结果精度的依据。

只有利用精度符合标准的几何数据，才能精确地测定工程构造物特征点的准确位置，以指导施工。

第章测量学基本知识第节平面点位置的确定工程构造物特征点的平面位置是用坐标表示的。

在施工放样以前必须了解设计数据所提供的点的坐标是用那种坐标系。

只有在坐标系统的条件下，才能进行行坐标距离角度的计算和改正。

国家带高斯正投影平面直角坐标系工程建设是在地球曲面上进行的，工程设计计算是在平面上进行的，这样就会有曲面上的数据向平面归算的问题，高斯平面直角坐标系就是在此基础上建立起来的。

利用它可以解决曲面数据与平面数据的转换问题。

在离中央子午线较近，地面平均高程较低的地区，不必考虑投影变形的影响，可直接采用国家统的带高斯正投影平面直角坐标系。

高斯投影的几何意义高斯投影是高斯平面直角坐标系建立的基础，其几何意又如图所示。

为了便于说明高斯投影的概念，将地球椭球体作为圆球看待。

在圆球表面上选定个子午圈，将投影面卷成个圆柱，套在圆球上并使其与选定的子午圈相切，这条切线称为轴子午线中央子午线。

和是两条和经差为或并关于对称的子午线。

这样，球面上的轴子午线就毫无变形地转移到圆柱面上。

此外，将赤道面扩大使之与圆柱体相交，其交线即与轴子午线垂直。

当将圆柱体从两极沿着圆柱轴线切开，并展开成平面时，圆柱体上的这两条正交的直线，就是高斯平面直角坐标系统的坐标轴。

其中由轴子午线投影的直线是高斯平面直角坐标系的纵轴，称为轴而由赤道投影的直线是高斯平面直角坐标系的横轴，称为轴为坐标原点。

由子午线所包围而构成的带状称为投影带，若子午线和经差为，称为投影带，若经差为，称为投影带。

图如上所述，每个高斯投影的带和带都有其自己的坐标轴和坐标原点。

横坐标的计算是以轴子午线以东为正，以西为负。

纵坐标的计算是以赤道以北为正，以南为负。

为了使横坐标均为正值，我国轴子午线的横坐标值加上，即将坐标原点向西平移。

如图所示。

高斯平面的特点投影后的中央子午线是直线，长度不变。

投影后的赤道是直线，保持垂直。

离开中央子午线的子午线投影是以两级为终点的弧线，离中央子午线越远，弧线的曲率越大，说明离中央子午线越远投影变形越大。

高斯平面直角坐标系的建立根据高斯平面投影带的特点，高斯平面直角坐标系按下述四个规则建立轴是中央子午线的投影，北方为正方向轴是赤道的投影，东方为正方向原点，即中央子午线与赤道交点，用表示图四个象限按顺针顺序排列，如图所示。

投影带的中央子午线与编号投影带的宽度以投影带边缘子午线之间的经度差表示。

为避免高斯投影带的变形太大，投影带的宽度，不能太宽，般宽度取或者。

高斯投影根据经差逐带连续进行，即将地球曲面展开成平面。

经差为的带高斯投影平面，将全球分为个的投影带，各带的中央子午线的经度与投影带的带号有如下对应关系经差为的带高斯投影平面，将全球分为个的投影带，各带的中央子午线的经度与投影带的带号有如下对应关系根据我国在大地坐标系统中的经度位置，从上述公式可见，我国用到的带的带号在之间，用到的带的带号在之间。

高斯平面直角坐标表示的地面的位置我国国家测量大地控制点均按高斯投影计算其高斯平面直角坐标。

在图中，球面点，大地坐标为，。

在图中的点是的高斯投影点，其高斯平面直角坐标是，。

它们的意义是表示点在高斯平面上到赤道的距离包括有投影带的带号附加值和实际坐标三个参数，即带号例如，地面点坐标，。

其中表示该点在高斯平面上到赤道的距离为。

根据式，该地面点所在的投影带带号，是带，地面点坐标的实际值即去掉原坐标轴中代号，并减去附加值，表示该地面点在中央子午线以东若坐标实际值带负号，则表示该地面点在中央子午线以西。

根据坐标的投影带带号，可以按式推算投影带中央子午线的经度为。

补偿投影面的带高斯正形投影平面直角坐标系这种坐标系仍采用国家带高斯正形投影，但是投影的高程面不用参考椭球面，而另选用个高程参考面，借以补偿因高斯投影带来的长度变形。

在这个高程参考面上，投影长度变形为零。

任意带高斯正形投影平面直角坐标系任意高斯正形投影平面直角坐标系仍将地面观测结果归算到参考椭球面上，但不采用国家带统的分带方法，而选择过测区边缘或测区中央或测区内点的子午线作为中央子午线，借以补偿因实测结果归算至参考椭球面带来的长度变形。

高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系这种坐标系通常是把投影的中央子午线选在测区的中央，地面观测值归算至测区的平均高程面上，按高斯正形投影计算平面直角坐标。

这是综合补偿投影面的带高斯正形投影平面直角坐标系和任意带高斯正形投影平面直角坐标系这两种坐标系优点的种任意高斯平面直角坐标系，是工程中常用的测量坐标系统。

平面直角坐标系这是种对测区面积较小时，可以把该测区的球面当成平面看待，即可不进行方向和距离改正，将地面点直接沿铅垂线投影到水平面上，把局部地球表面作为平面而建立的平面直角坐标系。

这种坐标系统可与国家控制网联系，获取起算坐标及起始方位角亦可采用假定坐标，公路勘测规范规定，二级含二级以下公路桥梁隧道及其它构造物等小测区方可采用。

在计算平面点位放样数据时，如果点的坐标处于不同的坐标系，要首先进行坐标换算换算成统的坐标系，再计算放样数据。

平面直角坐标的换算如图所示，设为点在国家控制网坐标系中的坐标为点在工程控制网坐标系中的坐标为工程坐标系原点在国家坐标系中的坐标为两坐标系纵坐标轴的夹角。

如果条边在国家坐标系中的坐标方位角为，而在工程坐标系中的坐标方位角为，则图可按下式计算当由工程坐标系中的坐标，换算到国家坐标系中的坐标，时，其换算公式为当国家坐标系换算到工程坐标系时也可以使用上式。

换算时应将式中的，与，互换，并且。

第二节平面点的高程系统高程系统的般概念地面点高程，是指地面点到高程基准面的铅垂距离。

地面点的高程是表示地面位置的重要参数。

地面点高程基准面经认定，地面点的高程系统就确定了。

般地，高程系统有大地高系统正高系统和正常高系统。

大地高系统以参考椭球体面为基准面的高程系统称为大地高系统。

大地高，表示地面点到参考椭球体面的垂直距离。

正高系统以大地水准面为基准面的高程系统称为正高系统。

正高表示地面点到大地水准面的垂直距离。

正常高系统以似大地水准面为基准面的高程系统称为正常高系统。

正常高表示地面点到似大地水准面的垂直距离。

图图表示上述三个基准面的关系，其中大地水准面是在测定平均海水面中得到的高程基准面。

我国在山东青岛设验潮站，长期测定海水面高度，得出我国大地水准面的高程原点，如图中点。

通常，参考椭球体面大地水准面似大地水准面在处重合。

但是，由于地球内部的物质不均匀性，参考椭球体面大地水准面似大地水准面在其它地方不重合。

如图中处，是大地水准面与参考椭球体面的差距，是似大地水准面与参考椭球体面的差距。

般地，大地水准面与参考椭球体面的差距难以得到，故无法将测得的地面点正高换算到参考椭球体面上。

在实际测量工作中，选用的似大地水准面是个与参考椭球体面的差距为的并可以得到的大地水准面。

由此可见，差距是可以求得的，故可以将测得的地面点正常高换算到参考椭球体面上。

正常高系统是我国国家高程测量采用的高程系统。

国家高程点的高程是正常高。

正常高系统是以似大地水准面作为测量基准面的高程系统，我国采用黄海平均海水面为似大地水准面，进而确定国家高程基准面的高程，即水准原点的高程。

历史上我国采用过两种高程系统是国家高程基准，水准原点高程为是国家高种基准，水准原点高程为。

两者相差。

这点在引用国家水准点高程时应注意。

公路工程实际应用中的地面点高程的概念在设计文件中给定的地面点的高程，通常采用两种高程系统种是国家统的绝对高程系统另种是测区所采用的假定的相对高程系统。

绝对高程地面点沿其铅垂线到法定的似大地水准面的垂直距离称为绝对高程。

如图所示，定义经点的似大地水准面为法定的似大地水准面，表示两点分别到法定的似大地水准面的绝对高程。

绝对高程是正常高系统所确定的地面点高程。

实际工程应用中，按国家高程点的正常高推算地面点高程，这种工程上的地面点高程