航道测量与航标管理

nullnullnull第一节 内河水道第一节 内河水道一 河流基本知识 （1）河流：河流是指陆地表面上的线性凹地与在其上流动的河水的总称，是在地壳构造运动的基础上，水流与河床长期不断相互作用下形成的。 （2）河流分类： ① 山区河流：流经地势高峻，地形复杂的山区。河谷的形 成一方面与地壳构造运动密切相关，一方面受水流侵蚀作用的影响。主要特点如下： 河床质为原生基岩、块石、卵石、粗沙；河谷断面常呈“V”字或“U”字形。 沿程多为开阔段与峡谷段相间。 山区河流的水面比降一般都比较大、流态十分紊乱、流速大。 山区河流的流量与水位变幅极大。 河道稳定少变。（除非出现地震、山崩、滑坡）。 ② 平原河流：流经地势平坦、土质疏松的平原地区。平原河流的形成过程主要表现为水流的堆积作用，在这一作用下，河谷中形成深厚的冲积层，河口淤积成广阔的三角洲。主要特点如下： 河床质为粗沙、中沙、细沙和粘土。 横断面在顺直河段多为抛物线形或矩形；弯曲河段的弯顶部分为不对称三角形；江心洲分汊河段呈“W”字形（马鞍形）；游荡型河段则十分散乱。 平原河流的水面比降一般都比较小、流速也较小；流态比较平缓，不正常水流较少，且强度较弱。 水位变幅不大；但河道多变。 第一节 内河水道第一节 内河水道一 河流基本知识（3）河流的分段 ① 按航运经济分：上游、中游、下游、河口（感潮河段） ② 按地理地质分：河源、上游、中游、下游、河口（大的河流） （4）基本概念 ① 河流长度：河流的河源到河口间的轴线长度。 ② 干 流：一般指长度最长或流量最大的河流。 ③ 支 流：指不与干流同出一源而流入干流的河流。（有一级、二级、…之分） ④ 水 系：在一定集水区内，有大大小小的河流、湖泊所构成的脉络相通的系统。 ⑤ 分 水 岭：划分相邻水系、河流的山岭或河间高地；分水岭上最高点的连线，称为分水线。 ⑥ 流 域：分水线所包围的区域称为流域，流域是水系的集水区域。 ⑦ 河 谷：河水流经或曾经流经过的凹地。一般有谷底、冲积层、谷坡、阶地、河床、河槽、河漫滩等部分组成。 ⑧ 河 床：河谷内曾经被水流浸漫（淹没）的部分。 ⑨ 河 槽：河床中正被水流淹没的部分。第一节 内河水道第一节 内河水道二 航道1 航道定义： （1）凡能供船舶航行的水域。 （2）水道中具有一定深度、宽度、净空高度和弯曲半径，能供船舶安全航行的水域称航道。 （3）指由航标标示的或按国家规定的等级河流中供船舶航行的水域。 2 航道种类： 主 航 道：航道中水深大、流量大的水域称主航道。通常为下水船的航路。 副 航 道：主航道两侧的缓流区和汊道称为副航道。一般为上水船的航路。 季节性航道：指只能在特定季节的特定水位才能通航的航道。常作为上水船的航路。 经 济 航 道： 相对主航道而言，能缩短航程、提高航速、减少航行时间（缩短营运周 期）从而提高经济效益的航道。包括缓流航道、短捷航道、经济迂回航 道。第一节 内河水道第一节 内河水道三 航道尺度 1 概念 航 道 尺 度： 指一定水位下的航道深度、航道宽度、航道曲 率半径。随水位的变化而变化。 航道 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 尺度： 指全年通航期内，在一定的通航保证率下，当 水位下降至零水位时，航道中必须维护的最小 尺度。也叫航道保证尺度、航道保障尺度、航 道最小尺度。(包括Hmin、Bmin、Rmin)第一节 内河水道第一节 内河水道三 航道尺度2 航道标准深度（Hmin） 指航道在枯水期内应维护的最小水深。可用下式表示： Hmin = T + △h 式中：T ——允许通航的最大船舶的最大吃水（m）； △h—— 剩余水深（m）。作用是保证船舶航行安全。海 船一般为0.7 m，我国颁布的内河通航标准规定 △h为： 沙质河床 0.1～0.3m 石质河床 0.2～0.5m第一节 内河水道第一节 内河水道确定△h应考虑的因素： ① 动吃水因素；② 螺旋桨安全；③ 舵效因素；④ 波浪影响； ⑤ 顶推船队编队产生的吃水增值。 交通部长江航务管理局对长江干线枯水期航行船舶剩余水深（△h）的规定如下： 川 江：客、货轮0.3 m；拖轮（包括华字艇）0.2 m。 中、下游：各轮均为0.2 m。 凡拖、运一级危险品的船舶，按上述规定增加0.1 m。 长江干线的标准深度规定如下： 川江： 2.9 m 中游： 2.9 m 下游： 南京以上 4.0 m 南京以下 10.5 m 其中通州沙、白茆沙 7.5 m 夹水道开放情况： 中游： H —— 2.7 m B —— 80 m 下游： H —— 3.5 m B —— 100 m三 航道尺度第一节 内河水道第一节 内河水道3 航道标准宽度（Bmin） 航道标准宽度是指在设计最低通航水位时的航道宽度，也就是整个通航期内航道的最小宽度。三 航道尺度单向双向第一节 内河水道第一节 内河水道三 航道尺度 单线航道宽度： 双线航道宽度： 第一节 内河水道第一节 内河水道确定航道标准宽度时，应考虑的因素： 船舶（队）的尺度、船（队）型、船舶（队）的操纵性、偏航程度； 航道尺度、航道形态； 流速、流态； 气象条件。 长江干线对航道标准宽度Bmin的规定： 川江—— 60m； 中游—— 80m； 下游——100m； 当与Hmin的维护不能兼顾时可缩窄Bmin，不得小于：川江50m；中、下游60m。分月设标水深和航宽见航道公报和航道通电。三 航道尺度第一节 内河水道第一节 内河水道三 航道尺度上述标准宽度 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 存在的问题？如何解决？第一节 内河水道第一节 内河水道4 航道最小曲率半径（Rmin） 定义： ①指航道弯曲处，其轴线圆半径的长度。（水利工程） ②指航道弯曲处，其水流动力轴线圆半径的长度。（航运部门） 基本要求：保证最大的下行船队能安全通过弯曲河段。 影响因素：船队最大尺度、流速、流态、船舶操纵性、河岸情况。 经验公式： 式中： ——流向与航向的夹角； u ——流速； V ——航速； b ——船宽； B ——有效航槽宽； S ——舵面积； K ——系数； ——流速系数； L ——船舶（队）长度。 有关规定：我国通航标准规定1～4级航道Rmin=(4～5)L,5～6级航道 Rmin=4L； 长江航道局规定：川江（渝～宜段）Rmin=750 m。三 航道尺度实际工作中，常需在航行图或航道图量取R，其几何作图法如下：第一节 内河水道第一节 内河水道5 净空高度（D） 定义：①指桥梁下缘最低点到设计最高水位面的垂直距离。（航道整治和桥梁设计部门） ②指过江建筑物（桥梁、电缆）下缘最低点到当地零水位面的垂直距离。（航运部门） 判别式： D-T-（hmax –t)≥？ΔD 案例：武汉长江大桥（一桥） 三 航道尺度1——规定剩余高度（ ΔD ）； 2——实际剩余高度（ ΔDs ）； 3——自由通航高度（D-T-ΔD）； 4——船舶水上高度； 5——净空高度（D）； 6——船舶吃水（t）； 7——水位（T）； 8——船舶最大高度（hmax）。第一节 内河水道第一节 内河水道6 净空宽度（Bj） 定义：①指桥梁通航孔两桥墩轴线之间的水平距离。 （桥梁设计部门） ②指桥梁通航孔两桥墩内侧边缘之间的水平距离。 （航运部门） 按下式计算： 单向通航： 双向通航：三 航道尺度第一节 内河水道第一节 内河水道三 航道尺度 1定义的差别会导致工程造假 2因桥型不同，净空高度及净空宽度如何起算 3净空宽度计算中应考虑那些因素第一节 内河水道第一节 内河水道 为了水运建设及与之有关的水利、桥梁等建设的经济合理，并符合远景发展需要，使全国内河互相衔接，充分利用我国河流资源，提高综合运输能力，逐步实现内河标准化，建立内河运输网。以便充分发挥水运在国民经济中的作用。交通部重新制订颁发了《全国内河通航标准》。这个《标准》适用于全国通航内河。包括天然河流、渠化河流和各类限制性航道。 《标准》将通航载重量50吨级至3000吨级驳船的航道依次分为七级，每级有几种船队型式，以适应广泛的需要。具体河流的航道等级，应在近、远期规划的基础上通过技术经济论证选定。 一至五级航道以分节驳顶推为代表队型；六至七级航道以拖带、机动驳顶拖和分节驳顶推为代表队型。 四 航道等级第一节 内河水道第一节 内河水道 《标准》根据水文和气象条件、船舶的结构、强度和抗风浪能力的大小，可将内河航道分成A、B、C三个航区(船舶的可航区域)，其中在某些水域，依据水流湍急情况，又划分了急流航段，即J级航段，并按滩地流速大小划分为J1、J2、J3三档。 Jl级航段：航区内滩地流速为5．5m／s以上至6．5m／s的航段。 J2级航段：航区内滩地流速为4．5m／s以上至5．5m／s的航段。 J3级航段：航区内滩地流速为3．5m／s以上至4．5m／s的航段。 航区等级按A级、B级、C级高低顺序排列，如表1所示。不同的J级航段分别从属于所在水域的航区等级。 航道等级计算波高×计算波长（m）波高范围（m）A2.5×30.01.5～2.5B1.5×15.00.5～1.5C0.5×5.00.5以下。 四 航道等级 表1第二节 河流动力学基本原理第二节 河流动力学基本原理 河流中运动着的泥沙，根据其运动状态的不同，可分为推移质和悬移质两大类。 1.悬移质：在河流中泥沙一颗一颗地沿河床滚动、滑动或跳跃前进，运动一阵，停止一阵，呈间歇性。运动着的泥沙与静止的泥沙经常彼此交换。前进的速度远较水流速度为小。这一类泥沙叫做推移质，在水流所挟运的泥沙中属于比较粗的一部分。当河床上有一定数量的推移质向前运动的时候，河床表面往往形成起伏的沙波。 接触质 跃移质 层移质 沙波运动 泥石流 2.悬移质：在一定水流条件下，泥沙在水中浮游前进，顺水流前进的速度与水流的速度基本上相同。浮游的位置时上时下，较细的泥沙能上升至接近水面；较粗的泥沙有时甚至回到河床上“休息”，与床面泥沙(简称床沙)发生置换现象，但与推移质比较起来，浮游的持续性一般说是相当大的。这一类泥沙叫做悬移质，在水流所挟运的泥沙中属于比较细的一部分。 一 泥沙运动的基本形式 第二节 河流动力学基本原理第二节 河流动力学基本原理3．沙波运动 推移质运动达到一定规模的地方，河床表面便形成起伏的沙波。沙波是推移质运动的一种主要形式。 波峰 波谷 波长 波高 迎流坡 背流坡 平轴环流一 泥沙运动的基本形式第二节 河流动力学基本原理第二节 河流动力学基本原理 4．河流的工作 侵蚀：就是指水流对河床的冲刷，是河流发育壮大的主要因素。侵蚀的结果，给河流带来很多泥沙来源，以及溶解在水中的物质。 河流的侵蚀作用侵蚀分为两种：一种称深侵蚀，指侵蚀作用朝纵深方向发展，使河流的深度和长度(溯源侵蚀)增加；一种称侧侵蚀，指侵蚀作用朝向两岸，使河床加宽或发生平面变形。在河流上游地区，一般水面比降大、流速大、冲刷力强，故深侵蚀是常见形式。而侧侵蚀在河流下游较常见。 搬运：就是指河水以推移或悬移的形式，把侵蚀下来的泥沙、石块往下游输送。 沉积：是指泥沙在水流挟带过程中，由于流速的减小，使水流挟沙能力降低，泥沙颗粒便由运动状态变为静止状态，沉积于河槽中。任何一条河流的流速都是从上游往下游递减，故挟沙能力也是从上游往下游递减。而沉积则从上游往下游递增。因此，常在上游河床上发现石块或卵石，而在下游河床上只有细颗粒的泥沙，这就是河口地区发生大量泥沙淤积的主要原因。 侵蚀、搬运、沉积是河流工作的统一过程。没有侵蚀就没有什么可以搬运，没有搬运就不可能产生沉积。河流的工作是永远朝着一个方向进行的。整个过程的趋势似乎是要削平大陆，填平海洋。通过这一过程，河流本身也逐渐壮大起来。一 泥沙运动的基本形式第二节 河流动力学基本原理第二节 河流动力学基本原理1．边滩：沙齿 沙嘴 2．冲积堆 3．沙包 4．江心洲 形成原因：(1) 边滩尾部被水流冲刷而脱离边滩。这种江心洲是不稳定的。 (2) 两条河流汇流后，水流的流速和挟沙能力降低，引起泥沙沉积，形成江 心洲。 (3) 河槽平面形状发生急变，使水流情况也随之改变，如在河槽束窄处的上 方有壅水，泥沙因之沉积，形成江心洲。这种江心洲是十分稳定的。 (4) 河道裁弯取直。 5. 石梁 6. 石嘴 7. 石质边滩和石质江心洲 8. 孤石二 泥沙冲积物第三节 河流的一般演变规律第三节 河流的一般演变规律1 基本组成 弯道段 过渡段 凸岸与凹岸 弯曲半径（R） 弯道中心角（φ） 弯曲系数（a） 2 弯道环流 是指在弯曲河段的弯道段由于水流质点作曲线运动，受重力与惯性离心力的作用，而形成的 一种表层水流流向凹岸，底层水流流向凸岸的封闭水流。这种封闭水流与纵向水流结合在一起，便形成一种旋转前行的螺旋流。这个螺旋流在横面内的投影，即为弯道环流。 3 水流特性 顶冲点——”枯水上提、洪水下挫” 水流动力轴线——“枯水傍岸、洪水居中” 4 演变 多年变化 凹岸崩退凸岸淤张——变弯下移 自然裁弯： 条件：a.有鸿沟出现； b.鸿沟抗冲能力差； c.突遇大水年。 人工裁弯： 年内变化 过渡段浅滩在一个水文年内的周期性变化特点（下一节详细说明）一 弯曲河段第三节 河流的一般演变规律第三节 河流的一般演变规律 1 基本组成 上、下边滩 上、下深槽 沙梗 2 浅滩分类 按碍航情况可划分为： 正常浅滩 交错浅滩 复式浅滩 散乱浅滩 3 演变 绝对的活动性和相对的稳定性。 多年变化： 逐年下移、突然上提 年内变化： 水流挟沙能力公式 满宁流速公式 可得出下式 特点： 洪水期深槽冲刷、浅滩淤积； 枯水期浅滩冲刷、深槽淤积。 二 浅滩河段第四节 相关水文、气象要素第四节 相关水文、气象要素1 比降 （1）纵比降 水面落差与河长之比叫水面纵比降J 。 影响纵比降的主要因素是河床床面纵比降，其它包括： （1）水位的影响。 （2）河槽断面的影响。 （3）干支流汇合的影响。 （4）潮汐的影响。 （5）风的影响。 一 水文第四节 相关水文、气象要素第四节 相关水文、气象要素（2）横比降 河流中横断面两端点的水面高差△h与相应河宽B之比称为横比降i，可用下式表示： 产生原因： ①惯性离心力 ②水位暴涨暴落 ③ 科氏力 一 水文第四节 相关水文、气象要素第四节 相关水文、气象要素2 流速 水流质点在单位时间内流经的距离称为流速，一般以米/秒为单位。流速大小可用谢才公式表示： 谢才系数是一个具有量纲的系数，它反映了河床表面粗糙度对水流的影响，可用满宁公式计算： 流致漂移量：一 水文第四节 相关水文、气象要素第四节 相关水文、气象要素3 水位 （1）水位零点： 绝对零点： 当地零点：航行水尺零点 航行基准面 理论深度基准面 （2）水位与水深的关系： 当时当地实际水深=当时当地实际水位+图示水深 （3）水位期的划分： 最高水位、高水位、中水位、低水位、最低水位。 按月份划分水位期：一般12月至来年3月为枯水期，其中以1~2月水位最枯；4~6月和10~11月为中水期；7~9月为洪水期，其中高洪水期多出现在8月份。 一 水文第四节 相关水文、气象要素第四节 相关水文、气象要素 风对船舶航行的影响 风对干舷和上层建筑较高的航行船舶有明显的影响，其对船舶作用的程度和特征与船舶受风面积及风动中心位置、干舷高度与吃水之比、风级及风舷角大小、船舶航向与航速度等诸多要素有关。风力愈大，使船舶产生倾斜、漂移、偏转的程度亦愈大。 设真风为Vw，船风为Vs，视风为Vr。真风角q是真风矢量Vw与船舶运动方向的夹角；风舷角θ是视风Vr与船舶中剖面的夹角，其范围从船中剖面向左或右在00~1800间变化。真风、视风及船风的关系可用下式表达： 二 气象第四节 相关水文、气象要素第四节 相关水文、气象要素船舶（队）在航行中受风影响情况下的漂移量（ ）可用下式计算： 其中： 该系数一般取0.038～0.041； ——船体水线上侧受风面积（m 2 ）； ——船体水线下侧面积（m 2 ），取Bw=L×d； ——风中船速（kn）； ——相对风速（m/s）； ——风作用方向与航道轴线的夹角。二 气象第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 测量学是人类在长期生产实践中总结、创造发展起来的一门历史悠久的科学，是人类与大自然斗争的一种手段，随着科学技术的不断进步，工程建设项目增加，内容日趋复杂，其对测量工作的要求也愈来愈高，这就在测绘科学领域内逐渐地形成“工程测量”学科。围绕工程建设对测绘工程技术的要求，1964年国际测量师联合会(简称FIG，下同)，设立了工程测量科技委员会，以便在世界范围内研讨工程测量的理论、仪器、工作 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和发展方向，从此工程测量就正式以一个学科在国际上进行学术讨论和交流。 1 工程测量的内容：工业建筑测量、水利工程测量、铁路、公路测量、桥梁测量、隧道、矿山及地下工程测量、输电线路与输油管道测量、城市和国防工程测量等。 2 工程建设的程序：一般划分为三个阶段，即规划设计、建筑施工、经营运转。 一 工程测量的主要任务第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 工程测量最基本的任务有两个：一是确定实际物体（被测对象）上任意一点（被测点）在某一特定坐标系中的位置（通常用二维或三维坐标来描述）；二是根据设计物体（放样或测设对象）上离散特征点的已知坐标确定抽象物体在实际空间中的位置。前者称为测量，后者称为测设或放样。测量和放样都是通过角度、距离、高差等观测量确定点的位置。 各工程阶段的具体测量工作如下：一 工程测量的主要任务第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题（1）工程规划设计阶段的测量工作：主要是提供各种比例尺的地形图，另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要的工程或地质条件不良的地区进行建设，则还要对地层的稳定性进行测量。 （2）工程施工阶段的测量工作：主要是把经讨论、审查和批准之后的各种设计工程建筑物，按照施工的要求将其平面位置和高程在现场标定出来（即所谓定线放样），作为实地修建的依据。 首先，要根据地形、工程的性质以及施工的组织与 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 等，布设不同形式的施工控制网，作为放样的基础。因为放样是直接为施工服务的，故称为施工放样，又称测设。然后，再按照施工的需要，采用不同的放样方法，将图纸上设计的建筑物转移（测设）到实地上。 （3）工程经营运转阶段：为了监视重要建筑物的安全与稳定情况，了解工程设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要对建筑物进行变形观测。其观测项目包括建筑物及其地基的水平位移、垂直位移(又称沉陷)、倾斜、裂缝及其摆动等。一 工程测量的主要任务第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 随着传统测绘技术走向数字化测绘技术，工程测量的服务面不断拓宽，与其它学科的互相渗透和交叉不断加强，新技术、新理论的引进和应用更加深入，因此今后工程测量总的发展趋势为：测量数据采集和处理向一体化、实时化、数字化方向发展；测量仪器和技术向精密、自动化、智能化、信息化方向发展；工程测量产品向多样化、网络化、社会化方向发展。具体表现在以下几个方面： 1.大比例尺工程测（成）图数字化 目前，国内外已经研制成大比例尺成图数字化系统，正在推广和完善。 （1）一种是野外数据采集、处理到绘图的数字化系统。整个系统形成了一个数据流，而且是双向的，包括全站型仪器、计算机和数控绘图桌。 （2）另一种是机助测量系统。该系统包括机助测量和工程软件两部分功能，前者由控制绘图机画出工程地形图、等高线图、带状平面图、立体透视图、纵横断面图、剖面图、地籍图、竣工图、地下管网图等。后者工程软件包括数据处理软件、数字地面模型软件及应用软件三大部分，可以进行工程量计算和土地规划及工程设计。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题2.工业测量的最新进展 （1）经纬仪测量系统 经纬仪测量系统（MTS）是由多台高精度电子经纬仪构成的空间角度前方交会测量系统，最多可接8台电子经纬仪。电子经纬仪测量系统的硬件设备主要由高精度的电子经纬仪、基准尺、接口和联机电缆及微机等组成。采用手动照准目标，经纬仪自动读数，逐点观测的方法。在几米到十几米的测量范围内，测量精度可达到0.02～0.05mm。 （2）全站仪极坐标测量系统 全站仪极坐标测量系统是由一台高精度的测角、测距全站仪构成的单台仪器三维坐标测量系统（STS)。极坐标测量系统的发展方向是自动极坐标测量系统（APS），其照准和观测完全自动化，特别使用于露天建设工地的滑坡变形监测。最新的APS采用了自动目标识别（ATR）技术，能自动瞄准棱镜进行测量。其基本原理是ATR与望远镜同轴安装，并向目标发射激光束，返回的激光束被仪器中的CCD相机捕获从而计算出反射光点中心的位置，并化算为水平角改正数，最后驱动马达步进到棱镜的中心位置。 二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题2.工业测量的最新进展 （3）激光跟踪测量系统 激光跟踪测量系统与常规经纬仪测量系统不同的是可全自动地跟踪反射装置，只要将反射装置在被测物的表面移动，就可实现该表面的快速数字化。由于干涉测量的速度极快（每秒最多到500次读数），其坐标坐标重复测量精度高（达到5ppm），特别适用于动态目标的监测，如机器人的检校等。 （4）数字摄影测量系统 数字摄影测量系统是采用数字近景摄影测量原理，通过2台高分辨率的数字相机对被测物同时拍摄，得到物体的数字影像，经计算机图像处理后得到精确的X、Y、Z坐标。为了保证最佳的图像量测精度和效果，被测点的标志比较讲究，采用特制的回光反射标志。在拍摄图像时采用多姿态和不同角度以消除镜头的畸变差，数字相片的相对定向和绝对定向采用专用磁性定向标志和标准尺放在物方空间，同时被拍摄到图像中。相对定向由鼠标控制完成，而影像匹配则由计算机完成。特别适合动态物体的快速坐标测量，操作方便，对现场环境无任何要求，尤其在有毒、有害环境下是其它工业测量系统无法比拟的。在近距离范围内测量精度达到了0.01～0.03mm。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题3.施工测量自动化和智能化的进展 施工测量的工作量大，现场条件复杂，施工测量的自动化、智能化是长期的目标。目前出现的“自动寻标全站仪”，操作时测量员只需携带一个反射器到待测设的点上，由智能反射器（RPU）发射一个信号，则速测仪接收后自动启动并搜集RPU信号，寻到后自动照准并显示方向、距离、竖角、平距及三维坐标，测量员利用RPU键盘和显示器检查测量过程。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题4.工程测量仪器和专用仪器向自动化方向发展 （1）精密角度测量仪器，发展到用光电测角代替光学测角，光电测角能够实现数据的自动获取、改正、显示、存储和传输，测角精度较光学仪器高。 （2）精密工程安装、放样仪器，以全站式电子速测仪发展最为迅速。不仅具有测角和电子测距的功能，而且具有记录、存储和运算能力，有很高的作业效率。最新的全能型全站仪，在完善的硬件条件下，包含了丰富的软件，可实现地面控制测量、施工放样和大比例尺碎部测量一体化，同时还具有中文菜单提示和人机交互操作功能。 （3）精密距离测量仪器，其精度与自动化程度愈来愈高。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题（4）高精度定向仪器，陀螺经纬仪在自动化观测方法上有了较大进步。新型陀螺经纬仪由微处理器控制，可自动观测陀螺连续摆，并能补偿外部干扰，因此测角时间短、精度高，可达到±3″～ ±4″。目前陀螺经纬仪正向激光陀螺定向发展。 （5）精密高程测量仪器，采用数字水准仪实现了高程测量的自动化。利用图像匹配原理实现自动读取视线高和距离，实现了几何水准测量的自动安平、自动读数和记录、自动检核，测量精度达到每公里往返测高差均值的标准差为0.4mm，测量速度比常规水准测量快30％，为高程测量和放样提供了极大的方便。 （6）工程测量专用仪器。主要指用于应变测量、准直测量和倾斜测量等需要的专用仪器。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 5.特种精密工程的发展 为了保证各种大型建设工程的顺利进行，需要进行特种精密工程测量。特种精密工程测量的特点是把现代大地测量学和计量学结合起来，使用精密测量和计量仪器，在超出计量的条件下，达到 以上的相对精度。 二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题6.工程测量数据处理自动化和数据库 随着计算机技术的发展，工程测量数处理正在逐步走向自动化，主要表现在对各种控制网的整体平差、控制网的最优化设计和变形观测的数据处理和分析等方面。随着工程测量数据采集和数据处理的逐步自动化、数字化，测量工作者能更好地使用和管理海量工程测量信息的最有效途径是建立工程测量数据库或与GIS技术结合建立各种工程信息系统。目前，许多工程测量部门已经建立了各种用途的数据库和信息系统，包括控制测量数据库、地下管网数据库、道路数据库、营房数据库、土地资源信息系统、城市基础地理信息系统、军事工程信息系统等，为管理部门进行信息、数据检索与使用管理的科学化、实时化和现代化创造了条件。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 7.工程摄影和遥感技术的广泛应用 工程摄影测量是用量测机或非量测机对目标摄影，解析出空间坐标，它通过直接线性变换法而获得的，不必进行常规的像片内、外方位定向。根据这些点位的空间坐标，绘画出目标的等值线图及其形状。 实时摄影测量是利用面阵列摄影机直接数字化影像，通过模数转换器和数字图像处理器的一种数字摄影测量技术，将他应用于近景摄影测量有独特的有点，图像稳定性强、处理周期短、获取物方空间坐标快、价格便宜。 主要设备包括：（1）固态摄影机或电视摄影机1～2台；（2）模数转换器；（3）数字图像处理器；（4）控制计算机；（5）输出设备（如监视器、打印机和绘图机等）。 实时摄影测量系统的工作过程为：图像获取、图像处理和摄影测量处理。 二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题8.GPS在工程测量中的应用 GPS定位技术是近代迅速发展起来的卫星定位技术，在国内外获得了日益广泛的应用。用GPS进行测量有许多有点：精度高；作业时间短；不受时间、气候条件和两点间通视条件的限制，可在统一坐标系统中提供三维坐标信息等，因此在工程测量中有着极广的应用前景。 随着差分GPS技术（DGPS）和实时动态GPS技术（RTK）的发展，出现了GPS全站仪的概念。可以利用GPS进行施工放样和碎部点测量，并在动态测量中有着极为广泛的应用，从而进一步拓宽了GPS在工程测量中的应用前景。二 工程测量学的发展趋势第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 三 工程测量学的基本原来、方法和技术1.工程测量中的观测量 工程测量的本质是通过各种观测量确定客观存在的（实际的）被测物体上各特征点在某一特定坐标系下的空间三维坐标（或平面位置与高程）及其随时间的变化，另一方面，则是根据设计的坐标（平面位置和高程）通过各种观测量将设计的（抽象的）实体放样到显示世界中来，因此，涉及到观测量这一重要概念。工程测量中的观测量主要有以下几种： （1）角度（或方向）观测量 角度分水平角和高度角（或称垂直角），如图所示，β是测站A所观测的夹角P1AP2。如果P1为零方向，该方向的度盘读数为0°00′00.0″，AP1的方位角为α，则 AP1、AP2的坐标方向角分别为α和α＋ β。称P1、P2点的度盘读数为方向观测值，按顺时针方向计算，两方向观测值之差为相应两方向间的水平观测值。 高度角是观测方向线与水平线之间的夹角，天顶距则是观测方向线与铅垂线间的夹角。 水平角一般通过光学经纬仪或电子经纬仪的度盘获取。而高度角则是由经纬仪的竖盘得到。角度的单位有两种，一种是360度的度分秒制，一种是400度的新度制。 第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 三 工程测量学的基本原来、方法和技术 （2）距离观测量 包括两点间的斜距、平距、一点到某直线的距离、一点到某一平面的距离。距离可以用钢尺、皮尺、铟瓦线尺直接丈量，称为机械法量距；也可以通过经纬仪、视距仪以及定长横基尺用光学法得到，称视距法和视差法测距；但最多的是用电磁波测距仪根据相位法或脉冲法原来测量两点间的距离，称光电法测距或电磁波测距；采用全球定位系统技术也可以得到两点间的距离，观测量是接收机到卫星间的伪距，其原来与电磁波测距相同。 距离测量的精度与距离长短、所使用仪器的方法等有关，单位为公制的米。 （3）高差观测量 两点之间的高差为两点正常高程（俗称海拔高程）之差，实质上是一种在特定方向上的距离。通常用几何水准测量的方法或电磁波测距三角高程测量的方法获得，在特殊情况下也可用钢尺代替水准尺获取地面点与井下点之间的高差。对于工程变形监测，则多采用液体静力水准测量系统精确测量监测点之间的高差及其变化。 （4）方位角观测量 地面上某一方向线与真北方向之间的夹角称为真方位角，通常用陀螺经纬仪测得。第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 三 工程测量学的基本原来、方法和技术 2.工程测量的定位原理 （1）高差与高程的测定 一般利用水准仪提供的水平视线测定两点之间的高差， （见图1）： 若A点的高程已知，则B点的高程为： 如图2所示，对于三角高程测量中的高差 计算，AB两点之间的高差为： 式中：S0为AB两点间的实测水平距离， α12为P、N两点间的垂直角，i1、v2分别为仪器 高和觇标高，C称球气差系数，有： K为大气垂直折射系数，R为参考椭球面上弧 线的曲率半径。 第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题（2）点的平面直角坐标的测定 下面以极坐标法、测角前方交会法为例，说明由已知点平面坐标计算未知点平面坐标的原理。 如图3所示，A、B为已知点，坐标为（XA、YA）和（XB、YB），P为待定点，β和 SAP分别为水平角和水平距离，可以根据A站上的方向、斜距、天顶距观测值以及仪器高、目标高、测站温度、气压、点的近似高程等信息通过各种改正计算得到，P点的坐标为： 三 工程测量学的基本原来、方法和技术 式中： 极坐标是确定点位的最简单方法，随着电子全站仪的问世而被广泛采用。第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 极坐标用于放样时，则P点的坐标已知，通过坐标反算可求取AP的边长、AB和AP的方位角，从而得到放样元素α和SAP如下： 通过放样元素即可在实地上标定出P点。 三 工程测量学的基本原来、方法和技术第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 测角前方交会确定点P的平面位置的原理如 图 5所示。在已知点A、B上观测角度α、β，可 按余切公式（或称变形的戎洛公式）计算出特定 点P的坐标： 三 工程测量学的基本原来、方法和技术第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题（3）点的空间三维直角坐标的测定 在工程测量中，如图5所示的坐标系， 待定点P的三维空间直角坐标采用空间前 方交会法，按下式计算： 其中： 三 工程测量学的基本原来、方法和技术 β1、β2和α1、α2为在A、B两点上架设仪器所测得的P点的水平角和垂直角，L为A、B两台仪器间的水平距离； α12为A、B两台仪器间的垂直角。第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 仪器实际测量的是方向值r1P和r2P，设两台仪器间的方向值为r12和r21，则有： 我们把确定初始参数r12、r21、α12和L的值称为系统的定向。设A、B两台仪器间的高差为： ，利用已知长度的基准尺进行测量可以得到L，因此系统定向主要是确定参数r12、r21。 三 工程测量学的基本原来、方法和技术第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题3.通用的地面测量方法和技术 经典的地面测量方法与技术 （1）角度与方向测量 ※ 光学经纬仪测角 ※ 陀螺经纬仪定向 （2）长度测量 ※ 机械法 ※ 视距法 ※ 电磁波测距 三 工程测量学的基本原来、方法和技术（3）高程测量 ※ 光学几何水准测量 ※ 电磁波测距三角高程测量 （4）近景摄影测量 第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题现代地面测量方法与技术 （1）电子全站仪 （2）测量机器人 （3）电子水准仪 4.专用测量技术与方法 （1）精密角度测量 （2）精密距离测量 （3）精密高程测量 ※ 微水准测量 ※ 液体静力水准测量 （4）倾斜测量 ※ 气泡倾斜仪 ※ 伺服加速度计式倾斜仪 （5）精密基准线测量三 工程测量学的基本原来、方法和技术（6）精密投点 （7）精密定位测量 （8）三维工业测量 （9）混合测量系统 5.空间测量方法与技术 甚长基线干涉测量、激光测月、激光测卫、卫星测高、卫星导航定位（全球定位系统GPS）。第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 在港口码头的设计中，一般分两个阶段。在初步设计阶段，需要比例尺为1：1000或1：2000的陆上地形图与水下地形图，以便布置铁路枢纽、仓库、码头、船坞、防波堤以及其它的一些附属建筑物，并进行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较。在施工设计阶段应采用1：500或1：1000比例尺地形图，以便进一步精确地确定建筑物的位置和尺寸。 一般来说，1：5000比例尺地形图可用于规划设计，如总体规划、方案比较等；1：2000比例尺地形图用于初步设计； 1：1000比例尺地形图用于施工设计，是应用较广的一种测图比例尺；1：500比例尺地形图用于地形复杂、建筑物密集、精度要求较高的施工设计。四 水路交通中地形图的应用第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 在规划设计阶段所进行的勘测工作，首先是建立测图控制网，然后，测绘地形图。因此，控制点的密度和精度是以满足测图为目的。当建筑物的总平面设计确定后，开始进行土方工程，则原有测图控制网点或因施工而毁掉，或因点位分布不当或因密度不够、或因精度偏低而不能满足放祥的要求，因此除了小型工程或放样精度不高的建筑物可以利用测图控制网作为施工控制以外，一般较复杂的大中型工程，规划设计阶段应先建立测图控制网，施工阶段再建立施工控制网。 五 施工控制网的布设第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 1.施工控制网的分类 施工控制网分为平面控制网和高程控制网。 2.施工控制网的精度要求 施工控制网的精度由建筑物的放样精度所决定，它一般高于测图控制网的精度。有时由于工程的某一部分要求较高的放样精度，可在施工控制网内部根据需要的精度，建立更精密的局部独立控制网。 3.施工控制网的特点 相对于测图控制来讲，施工控制网一般具有以下特点： （1）控制范围小，密度大，精度高。 （2）使用频繁。 （3）易受施工干扰或破坏。 五 施工控制网的布设第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 在设计的总平面图上，一般用施工坐标系统的坐标来表示建筑物的平面位置。所谓施工坐标系统，就是以建筑物的主要轴线为坐标轴而建立起来的坐标系统，地形图多为国家坐标系统或独立坐标系统，因此，施工坐标系统与地形图坐标系统不一致。施工平面控制网的坐标系统应与工程设计所采用的坐标系统相同。一般情况下，工程设计所采用的坐标系统与工厂主要车间或主要建筑物的轴线重合或平行。为了提高网的精度和便于放样，在布设施工控制网时，应尽可能将这些轴线作为控制网的一条边。当施工控制网与测图控制网发生联系时，则应进行坐标换算，以便统一坐标系统。 六 施工控制网的坐标系统第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 为了把测图坐标换算为施工坐标，设计部门应同时给出两个或几个点的测图坐标和施工坐标，以便把所有控制点和建筑物特征点的测图坐标全部换算为施工坐标．即使设计部门全部换算完，放样单位在使用资料前也要复核一遍。因此，掌握坐标换算方法，乃是必备的基本技能。 六 施工控制网的坐标系统第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 如图所示，将测图坐标系换算为施工坐标系，可分为两步进行：先把测图坐标系xoy进行平移，使原点o移到o’处，得到一个过渡坐标系x’0’y’。然后，把坐标系x’o’y’顺时针方向旋转，得到施工坐标系x”o”y”。此时x”o”y”的坐标系统的一个坐标轴与建筑主轴线一致或平行。六 施工控制网的坐标系统第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 图中任意一点P在坐标系xoy，x’o’y’和x”o”y”中的坐标分别为 ， 和 。 由移轴关系得如下公式： (a) 再由移轴关系得公式： (b)六 施工控制网的坐标系统第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 将（b）代入（a），得到由施工坐标换算测图坐标的关系式: （1） 从公式（1）中可得到由测图坐标换算施工坐标的关系式： （2） 式（1）和（2）称为一般坐标换算公式。式中 是新原点在测图坐标系中的坐标， 是施工坐标系相对于测图坐标系的夹角，由x’轴顺时针方向旋转至x”轴时为正，反之为负。在上图中 角为直线o’P与坐标轴o’y’的夹角，在推导o’P直线时要用到。六 施工控制网的坐标系统第五节 工程测量的基本问题第五节 工程测量的基本问题 上式中的x’o、y’o及 等参数，由设计文件给出。为使施工场地的坐标不出现负值，通常选择坝轴线某一端点的坐标为一个整数。当施工工程控制网联测一条直线的两个端点后，求得该两点在两个坐标系统中的坐标值，可按下列公式计算或校核有关参数。 （3）