土木工程测量_工程测量设计

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第一章测量学的基础知识

（测量学研究的对象是地球机器表面和外层空间中的各种自然地和人造物体的有关信息。它研究的男、内容是测定空间点的几何位置、地球的形状、地球重力场及各种动力现象，研究采集和处理地球表面各种形态及其变化信息并绘制成图的理论、技术和方法以及各种工程测量工作的理论、技术和方法。）

土木工程建设中的作用【掌握】P3土木工程测量学是研究土木工程建设在勘察设计、施工建设及营运管理等各个阶段中的各项测量工作的理论、方法和技术的学科。其主要任务有测图、用图、放样和变形观测等。

重力的作用线又称铅垂线，铅垂线是测量工作的基准线。

静止的水面称为水准面。在测量工作中，把通过平均海水面并向陆地延伸而形成的闭合曲面称为大地水准面。大地水准面是测量工作的基准面。

地面点位的确定：大地坐标，高斯平面直角坐标，独立平面直角坐标，空间直角坐标。

6°带和3°带的计算【掌握】P6

6°带带号 N=int[(L+3)/6+0.5]3°带带号n=int（L/3+0.5）

高斯平面直角坐标和国家统一坐标之间的相互转换【掌握】P7

测量平面直角坐标系和数学平面直角坐标系的不同点【掌握】P7

某地面点沿该点铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该地面点的绝对高程或海拔，简称高程。某地面点沿该点铅垂线方向到任一水准面的距离，称为该地面点的相对高程。地面上两点的高程之差成为高差。

在半径为10km的范围内进行距离测量工作时，用水平面代替水准面所产生的距离误差可以忽略不计。对于面积为100k㎡范围内的多边形，用水平面代替水准面时，在一般测量工作中，对角度的影响可以忽略不计。进行高程测量中，即使在很短的距离内也必须考虑地球曲率的影响。

★★水平角、水平距离和高差是确定地面点位的三个基本要素。测量工作的原则是：在布局上“由整体到局部”，在精度上“由高级到低级”，在程序上“先控制后碎部”。

第二章水准测量

高程测量分为水准测量、三角高程测量、GPS测量、气压高程测量。水准测量原理【掌握】P14

水准测量是利用一条水平视线，并借助与竖立在地面上的标尺，来测定地面上两点之间的高差，然后根据其中一点的高程推算出另外一点高程的方法。

水准仪的使用★★★★★

1、安置仪器根据水准测量的要求，应选择合适的地方安置仪器，用中心螺旋将水准仪安置在三脚架头上。

2、粗略整平粗平是通过角螺旋的高低使圆水准器气泡居中，从而是仪器竖轴大致铅垂，视准轴粗略水平。

3、瞄准水准尺

目镜调焦——将望远镜对着明亮的背景或物镜调焦至无穷远，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝成像清晰。

粗略瞄准——转动望远镜，使照门和准星的连线对准水准尺，旋紧制动螺旋。

精确瞄准——在目镜前观察目标，同时旋转物镜调焦螺旋，使水准尺成像清晰。然后转动水平微动螺旋，使十字丝纵丝对准水准尺中央或稍偏一点。

消除视差——仔细地进行物镜调焦，直到眼睛上下移动时读数不变为止。

4、精确整平和读数通过望远镜左边的符合水准器观察窗观看气泡影像，同时用右手转动微倾螺旋，使符合气泡吻合。一旦吻合，则立刻从望远镜内读取中丝在水准尺上的读数。为了避免读听错误，报读数时，一般不带小数点。

测站检核【重点】P24

水准测量成果计算【掌握】★★★★★ P26

附合水准路线成果计算【重点】★★★★★ P28

水准测量的误差来源及注意事项：水准测量的误差主要来源于仪器误差、观测误差和外界条件的影响。

1、仪器误差（1）水准管轴与望远镜视准轴不平行引起的误差（因此在测量中使前后视距相等，可以消除或减弱其误差对高差的影响。）

2、观测误差

3、外界条件的影响（1）仪器下沉（2）尺垫下沉（3）地球曲率及大气折光的影响。（在水准测量中，采取前后视距相等，可以消除或减弱其对高差的影响）

（4）温度的影响

水准管轴平行于视准轴的检验与校正【掌握】P33

第三章 角度测量

角度测量是测量工作的基本内容之一。它包括水平角测量和竖直角测量。水平角的定义：水平角是指地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上所夹的角度。

经纬仪的使用【重点】P46

水平角测量【掌握】P48

水平角测量常用的方法有测回法和方向观测法。（2c值的计算）

竖直角计算公式 及 竖直角观测【掌握】P56

第四章距离测量与直线定向

距离测量的方法：钢尺量距、视距测量、电磁波测距、直线定向。

视准轴水平及倾斜时视距测量公式【掌握】P72

电磁波测距根据不同的测时方法可以分为脉冲法测距、相位法测距。

标准方向（三北方向）真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴方向。直线定向方法【掌握】P85

第五章测量误差的基本知识

观测误差的来源：观测者的误差、仪器误差、外界条件的影响。

观测误差的分类：

1、系统误差（概念及特性）在一定的观测条件对某未知量进行一系列的观测，若观察误差的符号和大小保持不变或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。在测量工作中，应尽量消除和减小系统误差对测量结果的影响。方法有两种：一是在观测方法和程序上采用必要的措施，限制或消弱系统误差的影响，（如角度测量中采取盘左、盘右观测，水准测量中限制前后视距差等；）另一种是找出系统误差的原因和规律，对观测值进行系统误差的改正，（如对距离观测值进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，对竖直角进行指标差改正等）

2、偶然误差在一定的观测条件对某未知量进行一系列的观测，如果观测误差的大小和符号均呈现偶然性，即从表面现象看，误差的大小和符号没有规律性，这样的错误称为偶然误差。产生偶然误差的原因往往是不固定的和难以控制的。在观测中，系统误差和偶然误差都是不可避免的。但系统误差可以采取适当的方法加以消除或减弱，而偶然误差无法消除。

偶然误差的特性：1在一定的观测条件下的有限个观测中，偶然误差的绝对值不超过一定的限值。2绝对值较小的误差出现的频率大，绝对值较大的误差出现的频率小。3绝对值相等的正、负值出现的频率大致相等。4当观测次数无限增多时，偶然误差平均值的极限为0

衡量精度的标准：中误差、相对误差、极限误差和容许误差。

P98-99 计算（七个步骤）【掌握】

P103两个公式（5-47）和（5-48）【掌握】.第六章控制测量

在整个测区范围内选定一些对整体起控制作用的点即控制点，由控制点构成的几何图形称为控制网。对控制网进行布设、观测、计算，确定控制点的空间位置，这种测量工作称控制测量。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量两种。平面控制网的常规布设方法主要采用三角网。三边网、边角网、导线网。导线测量【重点】★★★★P108

导线测量的外业工作包括：踏勘选点、边长测量、角度测量和连接测量。踏勘选点中，选定导线点实际位置时，应综合考虑以下几点：

（1）相邻导线点间应相互通视。如使用钢尺丈量导线边长，导线点应选在地势较平坦便于量距的地方。

（2）导线点应选在土质坚实处，便于保存标志和安置测量仪器。

（3）导线点周围要视野开阔，便于测图或放样。

（4）导线的边长与总长应满足表6-4要求，相邻边长比一般不超过1/3

（5）导线点应有足够的密度，分布较均匀，以便控制整个测区。

导线测量的内业计算【重点】★★★★P111

附合导线的计算 ★★★★

当原有的控制点密度不能满足测图或施工需要时，可采用交会法测量控制点，称为交会定点。常用的交会定点方法有测角前方交会、测角后方交会或边角后方交会、侧边交会。

P127-128几个公式

第七章地形图测绘与应用

地形图按比例尺分为三类：1：500、1：1000、1:2000、1:5000比例尺地形图称为大比例尺地形图；1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万比例尺地形图称为中比例尺地形图；1:25万、1:50万、1:100万比例尺称为小比例尺地形图。

比例尺的表示方法：数字比例尺和图示比例尺。比例尺的精度【掌握】把相当于图上0.1㎜的实地水平距离称为比例尺的精度。P140

地物符号分为比例符号、半比例符号、非比例符号、注记符号。

等高线是地面上高程相等的相邻点连接成的闭合曲线。相邻等高线间的高差称为等高距。相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距。

等高线的特性：

（1）同一条等高线上的各点的高程相等。

（2）等高线是闭合曲线。

（3）不同高程的等高线不能相交。

（4）等高线与山脊线、山谷线正交。

（5）等高线间的平距与地面的坡度成反比。

经纬仪测回法【掌握】P153

地形图应用的基本内容：1.点位坐标的确定2.点位高程的确定3.量算两点间的水平距离4.量算直线的方位角5.直线坡度的确定

土地整平的常用方法有1.方格网法2.断面法3.等高线法

第八章施工放样与施工控制的布设

测图工作是将地面上的地形和地物的平面位置和高程测绘在地形图上。放样的基本内容可分为平面位置放样和高程放样，平面位置的放样可归结为角度和长度的放样等。根据放样的操作过程不同，放样方法可以归纳为两类：直接放样法和归化放样法。

角度放样【掌握】P175

通常测设点位的方法有：直角坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等。

坐标法放样根据采用的坐标不同而分为极坐标法和直角坐标法两种。高程放样【掌握】P181传递高程放样法

第九章 线路工程测量

线路工程建设过程中需要进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。(线路测量是为各种线路工程设计和施工服务的。它的主要任务：一是为线路工程的规划设计提供地形图和断面图；二是按设计的位置及要求将线路测设于实地，为线路施工提供依据。)

在线路的交点、转点及转角测定后，即可进行实地量距、设置里程桩、标定中线位置。里程桩亦称中桩，桩上写有桩号，表示从线路起始点沿线至该桩的水平距离。

加桩分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩。

圆曲线的测设【掌握】P204

纵断面测量一般分为两步进行：首先沿线路方向设置水准点，建立线路的高程控制，称为基平测量；然后根据各水准点的高程，分段进行水准测量，测定各里程桩的地面高程，称为中平测量。

P226为了控制管道的设计高程，还需要在坡度板上设计坡度。为此，在坡度横板上设一坡度立板一侧对齐中线，在立板侧面上测设一条高程线并钉上小钉，称为坡度钉，其高程与管底设计高程相差一整分米数。

施工测量主要内容有：平整场地；主轴线放样；基础轴线或柱列轴线放样；基础施工测量；轴线及高程传递 ；建筑物变形观测。

将控制建筑物整体形状起定位作用的轴线称为建筑物主轴线。所谓定位，就是把建筑物的轴线交点标定在地面上，然后再根据这些交点进行放样。

细部轴线放样中，延长线的标志有龙门板和轴线控制桩两种做法。

基础施工测量【掌握】P249

建筑物变形观测按其使用目的可以分为：施工变形测量（即在施工过程中的调整和控制建筑物的变形量）；监视变形观测（即建筑物竣工后使用期间的检验和监测）；科研变形观测（即分析研究变形的过程和原因）。

变形观测的内容有：建筑物的沉降、水平位移、挠曲、倾斜及裂缝观测等，其中最基本的内容是建筑物的沉降观测与水平位移观测。

根据建立基准线的方法不同，基准线法又可分为：（1）用经纬仪视准线建立基准线的方法称为视准线法（2）用拉直钢丝建立基准线的方法称为引张线法

（3）用激光束建立基准线的方法称为激光准直法。