建築測量的原理及應用？

一、工程測量的原理

(一)水準測量原理

水準測量原理是利用水準儀和水準標尺，根據水平視線原理測定兩點高差的測量方法。測定待測點高程的方法有高差法和儀高法兩種。

1．高差法——採用水準儀和水準尺測定待測點與已知點之問的高差，透過計算得到待定點的高程的方法。

2．儀高法——採用水準儀和水準尺，只需計算一次水準儀的高程，就可以簡便地測算幾個前視點的高程。

例如：當安置一次儀器，同時需要測出數個前視點的高程時，使用儀高法是比較方便的。所以，在工程測量中儀高法被廣泛地應用。

(二)基準線測量方法

基準線測量原理是利用經緯儀和檢定鋼尺，根據兩點成一直線原理測定基準線。測定待定位點的方法有水平角測量和豎直角測量，這是確定地面點位的基本方法。每兩個點位都可連成一條直線(或基準線)。

1．保證量距精度的方法

返測丈量，當全段距離量完之後，尺端要調頭，讀數員互換，按同法進行返測，往返丈量一次為一測回，一般應測量兩測回以上。量距精度以兩測回的差數與距離之比表示。

2．安裝基準線的設定

安裝基準線一般都是直線，只要定出兩個基準中心點，就構成一條基準線。平面安裝基準線不少於縱橫兩條。

3．安裝標高基準點的設定原理

根據裝置基礎附近水準點，用水準儀測出的標誌具體數值。相鄰安裝基準點高差應在0．5mm以內。

4．沉降觀測點的設定

沉降觀測採用二等水準測量方法。每隔適當距離選定一個基準點與起算基準點組成水準環線。

例如：對於埋設在基礎上的基準點，在埋設後就開始第一次觀測，隨後的觀測在裝置安裝期間連續進行。

二、工程測量的程式和方法

(一)工程測量的程式

無論是建築安裝還是工業安裝的測量，其基本程式都是：建立測量控制網一設定縱橫中心線一設定標高基準點一設定沉降觀測點一安裝過程測量控制一實測記錄等。

(二)平面控制測量

1．平面控制測量的要求

(1)平面控制網布設的原則：應因地制宜，既從當前需要出發，又適當考慮發展。

(2)平面控制網建立的測量方法有三角測量法、導線測量法、三邊測量法等。

(3)平面控制網的等級劃分：三角測量、三邊測量依次為二、三、四等和一、二級小三角、小三邊；導線測量依次為三、四等和一、二、三級。各等級的採用，根據工程需要，均可作為測區的首級控制。

(4)平面控制網的座標系統，應滿足測區內投影長度變形值不大於2．5cm／km。

(5)三角測量的網(鎖)佈設，應符合下列要求：

各等級的首級控制網，宜佈設為近似等邊三角形的網(鎖)，其三角形的內角不應小於30。；當受地形限制時，個別角可放寬，但不應小於25。。

加密的控制網，可採用插網、線形網或插點等形式，各等級的插點宜採用堅強圖形佈設，一、二級小三角的佈設，可採用線形鎖，線形鎖的佈設，宜近於直伸。

2．平面控制網布設的方法

(1)導線測量法的主要技術要求：

當導線平均邊長較短時，應控制導線邊數。

導線宜佈設成直伸形狀，相鄰邊長不宜相差過大。

當導線網用作首級控制時，應佈設成環形網，網內不同環節上的點不宜相距過近。

(2)三邊測量的主要技術要求：

各等級三邊網的起始邊至最遠邊之間的三角形個數不宜多於10個。

各等級三邊網的邊長宜近似相等，其組成的各內角應符合規定。

(3)平面控制網的基本精度，應使四等以下的各級平面控制網的最弱邊邊長中誤差不大於0．1mm。

3．常用的測量儀器

測量儀器必須經過檢定且在檢定週期內方可投入使用。

例如：光學經緯儀：它的主要功能是測量縱、橫軸線(中心線)以及垂直度的控制測量等。光學經緯儀主要應用於機電工程建(構)築物建立平面控制網的測量以及廠房(車問)柱安裝鉛垂度的控制測量，用於測量縱向、橫向中心線，建立安裝測量控制網並在安裝全過程進行測量控制。

例如：全站儀是一種採用紅外線自動數字顯示距離的測量儀器。採用全站儀進行水平距離測量，主要應用於建築工程平面控制網水平距離的測量及測設、安裝控制網的測設、建安過程中水平距離的測量等。

建築測量儀器是測量員考察工程標準的法寶。工程建設的規劃設計、供水裝置施工及恆壓供水經營管理階段進行測量工作所需用的各種定向、測距、測角、測高、測圖及攝影測量等方面的儀器。下面三種常見建築測量儀器使用方法您知道嗎。

水準測量的原理是利用水準儀提供的水平視線，讀取豎立於兩個點上的水準尺上的讀數，來測定兩點間的高差，再根據已知點工程計算待定點高程。大量的工程、建築施工利用水準儀進行水準測量是精密測量高程的主要方法。水準儀的使用包括：水準儀的安置、粗平、瞄準、精平、讀數五個步驟。

【安置】安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上並置於兩觀測點之間。首先開啟三腳架並使高度適中，用目估法使架頭大致水平並檢查腳架是否牢固，然後開啟儀器箱，用連線螺旋將水準儀器連線在三腳架上。

【粗平】粗平是使儀器的視線粗略水平，利用腳螺旋置園水準氣泡居於園指標圈之中。具體方法用儀器練習。在整平過程中，氣泡移動的方向與大拇指運動的方向一致。

【瞄準】瞄準是用望遠鏡準確地瞄準目標。首先是把望遠鏡對向遠處明亮的背景，轉動目鏡調焦螺旋，使十字絲最清晰。再鬆開固定螺旋，旋轉望遠鏡，使照門和準星的連線對準水準尺，擰緊固定螺旋。最後轉動物鏡對光螺旋，使水準尺的清晰地落在十字絲平面上，再轉動微動螺旋，使水準尺的像靠於十字豎絲的一側。

【精平】精平是使望遠鏡的視線精確水平。微傾水準儀，在水準管上部裝有一組稜鏡，可將水準管氣泡兩端，折射到鏡管旁的符合水準觀察窗內，若氣泡居中時，氣泡兩端的象將符合成一拋物線型，說明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合，說明視線不水平。這時可用右手轉動微傾螺旋使氣泡兩端的象完全符合，儀器便可提供一條水平視線，以滿足水準測量基本原理的要求。注意：氣泡左半部份的移動方向，總與右手大拇指的方向不一致。

【讀數】用十字絲，解讀水準尺上的讀數。現在的水準儀多是倒象望遠鏡，讀數時應由上而下進行。先估讀毫米級讀數，後報出全部讀數。注意：水準儀使用步驟一定要按上面順序進行，不能顛倒，特別是讀數前的符合水泡調整，一定要在讀數前進行。

經緯儀是一種廣泛使用在地形測量、工程及礦山測量中的光學測角儀器。主要由水平度盤、照準部和基座三大部分組成。測量時，將經緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上，用水準器將儀器定平，用望遠鏡瞄準測量目標，用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。

【安置方法】三腳架調成等長並適合操作者身高，將儀器固定在三腳架上，使儀器基座面與三腳架上頂面平行；將儀器舞擺放在測站上，目估大致對中後，踩穩一條架腳，調好光學對中器目鏡（看清十字絲）與物鏡（看清測站點），用雙手各提一條架腳前後、左右擺動，眼觀對中器使十字絲交點與測站點重合，放穩並踩實架腳。

伸縮三腳架腿長整平圓水準器；將水準管平行兩定平螺旋，整平水準管；平轉照準部90度，用第三個螺旋整平水準管；檢查光學對中，若有少量偏差，可開啟連線螺旋平移基座，使其精確對中，旋緊連線螺旋，再檢查水準氣泡居中。

【度盤讀數方法】光學經緯儀的讀數系統包括水平和垂直度盤、測微裝置、讀數顯微鏡等幾個部分。水平度盤和垂直度盤上的度盤刻劃的最小格值一般為1°或30′，在讀取不足一個格值的角值時，必須藉助測微裝置，DJ6級光學經緯儀的讀數測微器裝置有測微尺和平行玻璃測微器兩種。

全站儀，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station）。是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能於一體的測繪儀器系統。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。廣泛用於地上大型建築和地下隧道施工等精密工程測量或變形監測領域。

全站儀具有角度測量、距離（斜距、平距、高差）測量、三維座標測量、導線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途。內建專用軟體後，功能還可進一步拓展。

【水平角測量】按角度測量鍵，使全站儀處於角度測量模式，找準第一個目標A；設定A方向的水平度盤讀數為0°00′00〃；找準第二個目標B，此時顯示的水平度盤讀數即為兩方向間的水平夾角。

【距離測量】測距前須將稜鏡常數輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正；光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設定的一個標準值，此時的大氣改正為0ppm。實測時，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值）。

【座標測量】設定測站點的三維座標；設定後視點的座標或設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。當設定後視點的座標時，全站儀會自動計算後視方向的方位角，並設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。

設定稜鏡常數；設定大氣改正值或氣溫、氣壓值；量儀器高、稜鏡高並輸入全站儀；照準目標稜鏡，按座標測量鍵，全站儀開始測距並計算顯示測點的三維座標。