论路基工程质量的成因及处治措施

----周小军路基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求

修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物，本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载，有足够的强度、稳定性和耐久性。路基的强度与稳定性，受水、温度、土质等客观因素影响，同时也受行车荷载的作用，路基设计、施工方法及养护方法是否正确等人为因素制约。

一、路基工程质量通病的特征及成因

特征：

1.路基整体或局部不均匀沉降

2.路基纵横向开裂

3.路基滑动

成因：

1.工程地质条件不良，原地面地基承载力不够（如泥沼

地段等）若填筑前未经换土或软基处理，易形成压缩下沉或

挤压位移。

2.工程地形条件复杂，当路堤穿过沟谷时，沟谷中心填土

最大，向两端逐渐减低，由于填土高度不同而产生不均匀下

沉。

3.水文气候等因素，降雨量过大、冰冻、积雪或温差过大，

都可能使高填路堤产生不均匀下沉。

4.路堤填料，若填料中混入种植土、腐殖土或泥沼等劣质

土，或冻土等，填石路基石料规格不一，性质不匀，乱石中

空隙很大，在一定期限（例如雨季）可能产生局部明显下沉

或开裂。

5.设计方面，如断面尺寸不合理，边坡取值不当，排水、

防护与加固不妥，未对高填路堤进行稳定性验算，且施工工

艺、填料未作特别要求说明。

6.施工方面，填筑顺序不当，未在全宽范围内分层填筑，填筑厚度不符合规定，填料质量不符合要求，原路边坡没有去除植被、树根，未做台阶处理。

7.不同性质的填料混填，因不同土类的可压缩性和抗水性差异，形成不均匀沉降，路基填料含水量控制不严，又无大型整平和碾压设备，使压实达不到要求。

8.施工过程中未注意排水，遇雨天时，路基积水严重，无法自行排水，有的积水浸入路基内部，形成水囊，晴天施工时也未排除积水控制含水量就继续填筑，以致造成隐患，施工单位责任心不强，自检控制不到位。

二、预防处治措施

设计方面：

1.做好地质勘探调查对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细探查，尤其要对特殊路基段提供详细的设计资料，地表不良路段，设计可考虑换土或掺白灰、水泥及铺设土工布等措施。

2.确保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性，按照路基设计规范要求，根据土基干湿类型及毛细水位高度，确保路基最小填筑高度，当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时，则应采取相应的处治措施，如：换填砂砾、石渣等透水性材料设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基，影响路基工作区内的土基强度与稳定性。土质挖方路基，须换填不少于60cm砂砾，石质挖方路基，须设置30cm砂砾垫层，横向排水不畅路段要加设盲沟。

3.明确路基填料质量标准要求在各级公路工程施工图设计中，必须明确不同填高内路基填料的CBR值（最小强度）及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾（角砾）类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。

4.完善路基综合排水设计县级以上公路工程设计中，必须

遵循因地制宜，整体规划，综合考虑的原则进行路基纵、横向排水设计，避免造成路基两侧长期积水浸泡路基，使路基承载力下降面发生沉降变形。在村屯路段必须设置排水边沟，平坡路段边沟须设有纵坡，确保排水通畅。高填方路段采用集中排水措施，并与警示桩、防撞墙统筹考虑，要求在每20-40ｍ及主要变坡点处设置简易或永久性泄水槽。挖方段根据上边坡的汇水而积来设计截水沟，并考虑边坡土质和边坡，设置挡墙防止塌方，路基较低路段可以采取加设砂砾层及渗水盲沟，并加大、加深边沟等排水措施。

5.确保路基边坡稳定性高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等规范确定，高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时，可考虑在边坡中部加置边坡平台。

6.积极采用路基综合防护形式积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式，在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎（砾）石土的挖方边坡以及受水流侵蚀，植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施，沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。

施工方面：

1.做好施工组织设计，合理安排施工段的先后顺序，明确构造物和路基的衔接关系，对高填方段应优先安排施工，在施工中以施工组织设计为龙头，根据施工现场的实际情况，合理调配人员、设备，是保证高填方路基施工质量的重要环节。

2.做好施工前的准备工作，开工前要认真审阅设计文件，详细了解各段的填、挖情况，地质情况，填、挖土质和调配情况，对重要地段要作重点勘察，进一步核对设计资料，发现设计文件中有误及时上报业主，妥善处理。

3.认真清除地表土不良土质，加强地基压实处理，地表植被、树根、垃圾、不良土质（盐渍土，膨胀土等）必须予以清除，同时应加大地表的压实密度，采用大吨位振动压路机

处置。

4.、填筑路基前，首先，必须疏通路基两侧纵横向排水系统，避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土，在干燥状态下（最佳含水量）结构比较强，有较强承载能力，一旦受水浸泡，将易形成翻浆或路基沉降，因此做好路基施工前排水畅通尤为重要，工程监理和施工质量自检人员应认真监督；其次，要严格选取路基填料用土。路基填料确定前，需进行土质分析、CBR值、标准击实等试验，对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和CBR值、最大粒径不能满足规范要求的材料，不能用于路基填筑；再则，路基填筑前还要根据设计进行施工放样，建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确，确保路基宽度满足设计要求，路基坡角范围内，要求清除杂草、树根、淤泥等，并进行整形碾压，压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段做好宽度不小6ｍ的向内倾斜的台阶。

5.填石路基与鸡爪形地段路基施工，可利用重型夯实设备进行强夯处理，或将土工隔栅（土布）水平分层布置在填石路堤内，防止或减缓细料在填料空隙中的流动。

6.路基施工必须分层填筑，分层碾压，严禁路改工程中滚填，一般路段压实度不得大于30cm，构造物两侧（桥涵头处理）松铺厚度不得大于20cm.不同性质的土不能混填，同一种土填筑厚度不能小于50cm（两层）。路基填筑须全幅填筑，一次到位，严禁帮宽。碾压过程中，要控制好含水量，压实度达到规范要求后，方可进行后续施工，压实度检测每层2000㎡（不足2000㎡ 按2000㎡计）不少于4点。根据不同填土类型和压实厚度，选择好压实设备，对于砂砾土振动压路机具有滚压和振动双重作用，效果较好。

7.路堑施工要保证排水畅通，对上坡施工时，应注意确保坡体的稳定性，避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破尽量采用中小炮，光面爆破的方法，避免大规模爆破形成松散面积过大，坡体失稳，机械开挖时，边坡应配以平地机或人工修整。路床顶面如有超挖，应清除松方并采用透水性材料进行回填，并认真碾压，压实度按路床项目标准进行控制。

8.路基施工中，按照设计要求首先做好排水工程以及施工

场地附近的临时排水设施，以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡，以便于表面水及时排出。

9.路基土石方施工时或完工后，应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。防护工程的砂浆、混凝土，应采用机械拌和，随拌随用，并注重做好养生。

第二篇：道桥工程毕业论文

河南交通职业技术学院

毕业论文

题目： 浅议公路工程的施工测量方法 系别： 道桥工程系 专业： 道路桥梁工程技术专业 班级： 学生姓名：指导教师： 潘威

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目 录

论文摘要........................................................................................................................ 2

一、公路工程施工测量的重要性................................................................................ 3

二、公路工程施工测量常用仪器简述。.................................................................... 4

三、水准仪的运用方法................................................................................................ 6

四、全站仪的运用方法.............................................................................................. 10

五、GPS........................................................................................................................ 12

六、结束语：.............................................................................................................. 13

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论 文 摘 要

随着科学技术的发展，公路工程的施工也逐渐走向了现代化。公路工程测量在工程施工中占据着举足轻重的地位，时代在变迁，测量学也在不断更新、完善。公路工程施工测量的进步主要体现在测量仪器上，然而，仪器的更新同时带动了测量方法的增多，方法走向了速度和精度同时提高的时代。本文将围绕公路工程测量中几种常用的仪器对公路工程施工测量的方法进行介绍。

关键词：测量 水准仪 全站仪 GPS 原理 方法 步骤

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浅议公路工程的施工测量方法

王宪跃

（河南交通职业技术学院 道路桥梁工程技术专业）

一、公路工程施工测量的重要性

工程施工测量的主要任务是运用专门的测量仪器，通过一定的技术方法把设计图纸上的数据、几何形状、位置真实地放样到实地。一般公路工程测量工作包括：

（一）、编制测量规划

测量规划是整个项目测量过程中的指导方向和行动纲领，在施工准备阶段编制测量规划是为以后开展现场施工工作的必要准备。在编制测量规划时应注意结合施工工程内容和特点有针对性地编制，应注意熟悉图纸、规范要求，每项工程建设的设计经过讨论审查和批准之后即进入施工阶段，这时首先要将所设计的公路路线，按施工要求在现场标定出来，作为实地建设的依据。为此，根据工程现场的地形、工程的性质，建立不同的施工控制网，作为定线放样的基础，然后采用不同的放样方法，逐一将设计图纸转化为地上实物。

（二）、开工前的交接桩

在交接桩位过程中一定要注意点位的完好及与交桩资料的吻合，还认真理解设计文件中有关控制点的等级要求及导线、桥梁控制网的精度，设计单位的测量精度及导线、桥梁控制网的布设是否满足勘测设计规范要求。

（三）、控制点的复测工作

控制点的复测工作要求配备足够的测量人员，使用全部校检过的测量仪器，认真制定复测的技术方案，一般对设计单位提供的所有点位同精度复测，以满足在施工阶段的测量放样精度要求。

（四）、施工控制点的加密

控制点的加密一般要求与原设计的控制点的精度相同，导线点的加密应采用附合导线，应附合到原设计单位提供的导线点上，同时要注意加密点位应离开公路中线的距离不宜过大或过小，一般离开路线中线的距离为80～100米左右为宜。水准点的加密应闭合到原设计的点位上，点位布置注意：⑴在桥梁的两侧应 3

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加密；⑵需要观测沉降的路段应加密；⑶点位应布置在可靠、稳固的地方。点位埋设应牢固、无松动现象，点位埋设的地方应不易破坏、不易沉降等以保证满足以后施工的要求。

（五）、定线放样

用先进的测量设备配以便捷、高效、准确的放样计算程序进行公路路线定位，精度要满足规范要求，定线桩位密度也要满足施工现场要求。对全部工程的原地面线进行实际测定，并要求监理工程师进行检查验收，以作为路基横断面施工图和土石方工程计量的依据。测定工作应在原始地面线被施工扰动以前进行，测定所使用的仪器精度及操作方法符合勘测设计要求与规程。

在公路工程施工过程中，从工程开工一直到工程结束，均离不开公路工程的测量工作。首先对公路路线的定位，确定公路的实际位置，有了准确的地面标识然后才能确定施工的范围，才可进行施工。在施工中需要一系列的测量工作配合施工，以保证施工的顺利和精确性。当工程完成，竣工时还需要有测量工作的协助来评定工程的合格。因此工程测量工作前，制定必要的合理的精度，是关系到该工程建设中周期长短的一项重要的工作。

二、公路工程施工测量常用仪器简述。

（一）、水准仪

建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。

水准仪广泛用于公路行业和建筑行业，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。

1.水准仪的分类

（1）微倾水准仪：借助于微倾螺旋获得水平视线的一种常用水准仪。作业时先用圆水准器将仪器粗略整平，每次读数前再借助微倾螺旋，使符合水准器在竖直面内俯仰，直到符合水准气泡精确居中，使视线水平。微倾的精密水准仪同普通水准仪比较，前者管水准器的分划值小、灵敏度高，望远镜的放大倍率大，明亮度强，仪器结构坚固,特别是望远镜与管水准器之间的联接牢固,装有光学测微器，并配有精密水准标尺，以提高读数精度。

（2）自动安平水准仪：借助于自动安平补偿器获得水平视线的一种水准仪。它的特点主要是当望远镜视线有微量倾斜时,补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动,从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。补偿的基本原理是:当望远镜视线水平时,与物镜主点同高的水准标尺上物点P构成的像点Z0应落在十 4

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字丝交点Z上。当望远镜对水平线倾斜一小角后，十字丝交点Z向上移动，但像点Z0仍在原处，这样即产生一读数差Z0Z。当很小时可以认为 Z0Z 的间距为f′（f′为物镜焦距）,这时可在光路中K点装一补偿器,使光线产生屈折角[116],在满足f′=[116] s0（s0为补偿器至十字丝中心的距离，即KZ）的条件下，像Z0就落在Z点上；或使十字丝自动对仪器作反方向摆动,十字丝交点Z落在Z0点上。如光路中不采用光线屈折而采用平移时，只要平移量等于Z0Z，则十字丝交点Z落在像点Z0上,也同样能达到Z0和Z重合的目的。自动安平补偿器按结构可分为活动物镜、活动十字丝和悬挂棱镜等多种。补偿装置都有一个“摆”，当望远镜视线略有倾斜时，补偿元件将产生摆动，为使“摆”的摆动能尽快地得到稳定，必须装一空气阻尼器或磁力阻尼器。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定，尤其在多风和气温变化大的地区作业更为显著。

（3）激光水准仪：利用激光束代替人工读数的一种水准仪。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内，使其沿视准轴方向射出水平激光束。

（4）数字水准仪：这是上世纪90年代新发展的水准仪，集光机电、计算机和图像处理等高新技术为一体，是现代科技最新发展的结晶。

2.自动安平水准仪工作原理

自动安平水准仪依靠圆水准泡进行粗略调平，这项工作的目的是让水准仪的望远镜轴粗略的处于水平状态。自动安平水准仪与微倾水准仪的最大不同在于它的补偿器，我们知道微倾水准仪是依靠复合气泡来使望远镜轴精确处于水平位置，而自动安平的仪器则依靠补偿器来使视线轴处于水平。

补偿器的工作原理是利用地球引力进行工作的，它将一组透镜用掉丝悬挂，在地球引力的作用下，悬挂的透镜始终垂直于地面，当仪器没完全整平时也就是望远镜轴于水平线有一夹角(i角) ，则相应的补偿器会始终垂直于地面，其也将与望远镜轴产生夹角(i+90度角) ，经过悬挂的透镜,我们的视线就会得到改正,使我们得到正确的水平视线。

（二）、全站仪

全站仪是一种集光、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。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

1.全站仪的分类

（1）经典型全站仪：经典型全站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能。

（2）机动型全站仪：在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱 5

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动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。

（3）无合作目标性全站仪; 无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。

（4）智能型全站仪; 在机动化全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照准的新功能，因此在自动化的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量，因此，智能型全站仪又称为“测量机器人”。

（三）、GPS

1. GPS功用

全球定位系统的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

2. GPS特点

（1）定位精度高：应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7，1000KM可达10-9。在300-1500M工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较，其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。

（2）观测时间短：随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟

三、水准仪的运用方法

（一）、水准仪的作用

水准仪广泛用于建筑行业，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。在公路施工中主要用于水准测量。

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（二）、水准仪的测量原理及方法

1.原理

水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。

2.水准仪的使用方法与步骤

（1） 安置仪器

将三角架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，并将脚尖踩入土中，然后用连接螺旋将仪器连在三脚架上。

（2） 认识仪器

了解仪器各部件的名称及其作用并熟悉其使用方法。同时熟悉水准尺的分划注记。

（3） 粗略整平

先对向转动两只脚螺旋，使圆水准器气泡向中间移动，再转动另一脚螺旋，使气泡移至居中位置。

（4） 瞄准

转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（手感螺旋有阻力），转动微动螺旋，使水准尺成像在十字丝交点处。当成像不太清晰时，转动对光螺旋，消除视差，使目标清晰。

（5） 精平、读数

在水准管气泡窗观察，转动微倾螺旋使符合水准管气泡两端的半影像吻合，视线即处于精平状态，在同一瞬间立即用中丝在水准尺上读取米、分米、厘米，估读毫米，即读出四位有效数字。

3.水准测量的方法

（1）仪器高法

①在地面上选定2、3、4三个点作为待定高程点，BM1为已知高程点。 ②在BM1与TP1之间，安置水准仪，目估前、后视的距离大致相等，进行粗略整平和目镜对光，观测者按下列顺序观测：

后视立于BM1上的水准尺，瞄准、精平、读后视读数，记入观测手簿； 前视立于TP1上的水准尺，瞄准、精平、读前视读数，记入观测手簿； 改变水准仪高度10cm 以上，重新安置水准仪，粗略整平；

前视立于TP1上的水准尺，瞄准、精平、读前视读数，记入观测手簿； 后视立于BM1上的水准尺，瞄准、精平、读后视读数，记入观测手簿。 ③当场计算高差，记入相应栏内。两次仪器高测得高差之差?h不超过±5mm，取其平均值作为平均高差。

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④用相同方法，沿选定的路线，依次设站，经过2、3、4点连续观测，最后仍回到BM1。

⑤进行计算检核，即后视读数之和减前视读数之和应等于平均高差之和的两倍。

⑥计算高差闭合差，并对观测成果进行整理，推算出2、3、4点坐标。

（2）双面尺法

①从某一水准点出发，选定一条闭合水准路线。路线长度200~400米，设置4~6站，视线长度30m左右。

②安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测：

后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；

前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；

前视水准尺红色面，精平，读中丝读数；

后视水准尺红色面，精平，读中丝读数

③记录者在“四等水准测量记录”表中按表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，⑼~ ⒃为计算结果：

后视距离⑼=100×{ ⑴-⑵ }

前视距离⑽=100×{ ⑷-⑸ }

视距之差⑾=⑼-⑽

∑视距差⑿=上站⑿+本站⑾

红黑面差⒀=⑹+K-⑺，（K=4.687或4.787）

⒁=⑶+K-⑻

黑面高差⒂=⑶-⑹

红面高差⒃=⑻-⑺

高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀

平均高差⒅=1/2{ ⒂+⒃ }

每站读数结束( ⑴~⑻ )，随即进行各项计算( ⑼~⒃ )，并按技术指标进行检验，满足限差后方能搬站。

④依次设站，用相同方法进行观测，直到线路终点，计算线路的高差闭合差。按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为±20√L mm，L为线路总长（单位：km）。

（三）、数据处理的方法

水准测量的通用公式为：

视线高程=后视水准点高程+后视读数

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测点高程=视线高程-前视读数

实测高程=后视点高程+后视读数-前视读数

高差=后视点高程-前视点高程

待测高程=已知高程+高差

（四）、水准测量的误差分析及措施

1.误差分析

（1）观测误差

①整平误差：水平气泡和符合气泡没有切实居中。在观测时必须使符合气泡居中，视距线不能太长（三、四等水准测量视距分别小于等于 75、100米），后视观测完毕转向前视，要注意重新转动微倾螺旋令气泡居中才能读数，但不能转动脚螺旋，否则将改变仪器高度产生误差。

②照准误：用放大镜照准水准尺，由于放大镜的精度有限，水准尺距离仪器越远误差越大，因此，前后视距必须在三四等水准测量要求视距要求之内。

③估读误差：在读数时，毫米读数需要估读，它与十字丝的粗细，望远镜放大倍数和视线长度有关，若望远镜放大倍数较小或视线较长，尺子成像小，并显得不够清晰，照准误差和估读误差都将增大。故对各等级的水准测量，规定了仪器应该具有的放大镜倍率及视线的极限长度。

（2）仪器误差

①仪器本身误差：仪器虽经校正，但却不完善，还会存在一些误差，比如水准管轴不平行于视准轴的误差。观测时，只要将仪器安置于距前后视距等距离处，就可消除这项误差。

②调焦误差：由于仪器制造加工不够完善，当转动对光螺旋调焦时，对光透镜产生非直线移动而改变视线位置，产生对光误差，即调焦误差。这项误差，仪器安置于前后视尺等距离处，就可消除这项误差。

③水准尺误差：水准尺刻度和尺底零点不准确等误差。观测前应对水尺进行检验；尺子的零点误差，使单程观测站数为偶数时即可消除。

（3）外界条件影响

①仪器升降的误差：由于土壤的松散度和仪器自重，可能引起仪器上升或下沉，从而产生误差。整平前要将三脚架固定牢固；三等水准测量中，应按后、前、前、后的顺序观测。

②天气情况的影响：大风、下雨、阴天、能见度等都会影响测量精度，产生测量误差，因此，应该在晴朗的日子测量。

2.避免措施

（1）选用精密的测量仪器

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（2）多次测量取平均值

四、全站仪的运用方法

（一）、全站仪的基本功能

1.测角功能：测量水平角、竖直角或天顶距；

2.测距功能：测量平距、斜距或高差；

3.跟踪测量：即跟踪测距和跟踪测角；

4.连续测量：角度或距离分别连续测量或同时连续测量。

5.坐标测量：在已知点上架设仪器，根据测站点和定向点的坐标或定向方位角，对任一目标点进行观测，获得目标点的三维坐标值。

6.悬高测量：可将反射镜立于悬物的垂点下，观测棱镜，再抬高望远镜瞄准悬物，即可得到悬物到地面的高度。

7.对边测量：可迅速测出棱镜点到测站点的平距、斜距和高差。

8.后方交会：仪器测站点坐标可以通过观测两坐标值存储于内存中的已知点求得。

9.距离放样：可将设计距离与实际距离进行差值比较迅速将设计距离放到实地。

10.坐标放样：已知仪器点坐标和后视点坐标或已知仪器点坐标和后视方位角，即可进行三维坐标放样，需要时也可进行坐标变换。

11.预置参数：可预置温度、气压、棱镜常数等参数。

12.测量的记录、通讯传输功能。

（二）全站仪测量的方法及步骤

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 10

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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。

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。

4.点位放样

（1）在大致位置立棱镜，测出当前位置的坐标。

（2）将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值 dD 和角度差 dHR 或纵向差值ΔX 和横向差值ΔY 。

（3）根据显示的 dD 、dHR 或ΔX 、ΔY ，逐渐找到放样点的位置。

5.程序测量

（1）数据采集

（2）坐标放样

（3）对边测量、悬高测量、面积测量、后方交会等。

（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。

（三）、全站仪测量的误差分析及措施

1.误差分析

全站仪常规测量误差主要有：

（1）全站仪本身固有的系统误差

（2）仪器升沉的误差

（3）仪器高度量测的误差（目前大部分品牌全站仪无激光垂直量测，需要测量斜高）

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（4）棱镜高度量测的误差（即对中杆刻度分化误差与倾斜误差）

（5）外界因素，包括温度、湿度、风力、大气折光等。

五、GPS

（一）、GPS的功用

1.陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；

2.海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；

3.航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

（二）、GPS的定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：

上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

Di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。

C为GPS信号的传播速度（即光速）。

四个方程式中各个参数意义如下：

x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。

Xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，

可由卫星导航电文求得。

Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。

Vto为接收机的钟差。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。 12

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（三）、GPS的定位方法

GPS接收机在地面上接受位于天上的至少4颗GPS定位卫星的信号（电磁波）。根据定位信号到达GPS接收机的时间差，GPS接收机就可以计算出自己距离卫星的准确距离。又因为GPS定位卫星在天上的位置是已知的，所以可以通过公式，把这个位置和刚刚得到的距离，换算出GPS接收机在地面的位置（经纬度、海拔等等）。

六、结束语：

近年来，测量新技术、新设备的不断出现，给公路施工测量带来了全新的工作模式。测量仪器的使用逐渐变的简单而精确，使公路建设的步伐加快，质量不断提高！水准仪、全站仪、GPS等测量仪器在公路测量中的作用不断加深，在这个飞速发展的时代里，质量和速度成为了主题，所以，我们要不断跟随时代的脚步，了解先进科技的产物，掌握它们的使用方法和科技原理，提高自己的运用能力，为21世纪测量事业的飞速发展加砖添瓦！

参考文献：

1．李青岳.陈永奇主编.工程测量学.北京：人民交通出版社.

2．邹永廉主编.建设工程测量学.武汉：武汉大学出版社,1991.

3．顾孝烈主编. 测量学.上海：同济大学出版社,1990.

4．张坤宜主编.交通土木工程测量.武汉：武汉大学出版社, 2003．

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