工程测量技术教案

工程测量技术教案Ch1测量基本知识§1-1测量学的任务与作用一、定义：研究地球的形状和大小以及确定地面点位的学科。二、分类（按研究的范围和对象的不同）1、大地测量学研究地球表面大区域点位测定以及整个地球的形状，大小和地球重力场测定的理论和方法的学科。它分为常规大地测量和卫星大地测量。2、普通测量学研究地球表面局部地区的地貌及人工构造物将其测绘成地形图的基本理论和方法的科学。3、摄影测量学利用摄影或遥感技术获取被测地表物华的信息（影式或数字），进行分析处理，绘制成地形图或数字模型的学科。4、工程测量学研究工程建设在规划、设计、施工、运行、管理等各阶段进行的测量工作的理论和方法的学科。5、制图学研究将地球表面的点，线经过投影变换后绘制成各种不同要求的地图、海图的学科。三、任务1、测绘通过点位的测定，将地物和地貌绘制成图，为工程建设提供可靠的数据资料。2、测设将设计图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。①仪器测绘上的变革（全站仪、GPS、3D激光扫描）；②3S技术；③3S技术，GIS、GPS、RS北约对南联盟的军事打击中，以空间技术计算机技术，通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异。Geomaties地球空间信息学。发展：①电子仪器，实现数据自动采集，处理贮存与输出；考试加油站②数字化成圆系统，（航测与全站仪，成圆周期短，劳动强度小，图纸精度高。）§1-2地球的形状和大小最高珠穆朗玛峰8848.13m，最低马里亚纳海沟11022m（R地=6371km）海水占71%设想海水所覆盖的形华看作地球总的形状一、水准面设想以一个静止不动的为水面延伸穿过陆地，形成一个封闭的曲面，称为水准面。其特性是与铅垂线处处垂直。二、大地水准面通过平均海水面的那个水准面。它是测量工作的基准面。不能作为绘图和计算的投影面。三、旋转椭球华非常接近大地水准面，可用数学式表达的几何形体来代表地球的总形状，它由一椭圆绕其短半轴b旋转而成。§1-3地面点位的确定一、坐标系统1、地理坐标用经度和纬度来表示天文地理坐标——大地水准面上，由天文测量的方法测定大地地理坐标——旋转椭球体，由大地测量数据推算得到2、高斯平面直角坐标点是球面上的，须展绘在平面上。1）高斯投影从0°子示线起，每隔经差6°自西向东分带，称为6°带，带号N1~60。中央子示线经度360-=Nl2）坐标（13号~23号带）我国位于北半球，x为正，y为正有负，规定将每带的坐标原点向西移500km，横坐标前加注投影带的带号。如B点位于20带，其真正横坐标mxB690.113424-=则myB310.20386575)500000690.113424(20=+-=3、平面直角坐标局部范围内，把测区的球面当作平面看低考试加油站轴指向北方象限顺时针划分三角函数的公式符号不变二、高程系统青岛验潮站求得黄海平均海水面——大地水准面（1956年黄海高程系）1987年启用“1985国家高程基准”标准基点H=72.260m绝对高程；地面点至高程基准面的铅垂距离。相对高程：地面点至假定水准面的铅垂蹁高差：地面上两点间的高程之差，称为高差′-′=-=ABABABHHHHhBAABhh-=§1-4水平面代替水准面的限度球面上的点展绘在平面上将产生变形。在实际测量中，在一定的精度要求和测区面积不大的情况下，可以用水平面代替水准面，将小范围的地面图形通过正射投影直接描绘在平面上，讨论多大范围，地球曲率对角度，距离，高差的影响。一、对水平角度的影响球面△内角和比平面△内角和大e、e即为地球曲率对角度的影响。2RA⋅=re当A=10km2e=05.0′′A=100km2e=51.0′′A——地面△面积；R——地球曲率；520626′′=r二、对距离的影响A、B为水准面上的两点，其距离为孤长D，所对圆心角q过A点作一平面，则AB在水平面上的距离为D′，两者之差DΔ作为地球曲率对距离的影响)(qq-=-′=ΔyRDDD331qqq+=tg33q⋅=ΔRD)(RD=q考试加油站=Δ223RDDD=Δ当D=10kmΔD=8mm)1221(12200001万=ΔDDD=25kmΔD=128mm)201(2000001万=ΔDDD=50kmΔD=1026mm490001=ΔDD在半径为10km的范围内，用水平面代替水准面对距离产生的影响忽略不计。三、对高差的影响A、B位于同一水准面上，其高程相等（变差为零），B点投影到水平面上得B′点，BB′即为水平面代替水准面对高差的影响。)1(secsec-=-=-′=ΔQRrROBBOhqRDh22=Δ当kmD1.0=mmh78.0=ΔkmD1=mmh78=ΔkmD10=mmh8.7=Δ对高程而言，即使是很短的距离加以考虑§1-5测量工作概述一、测量工作的基本原则测量的目的是为了确定地面点的平面位置和高程，以便绘图或为施工提供资料，在测量工作中不可避免地产生误差，甚至出现错误，如果测量从任一点开始，逐点施测，不加控制和检查，前一点的误差传递到后一点，故应采取一定的程序和方法，以防提前积累，保证测量成果的质量。在布局上，从整体到局部在精度上，由高级到低级在程序上，先控制后碎部二、测量的基本无素三、测量的基本工作距离测量、角度测量、高差测量四、测量工作的要求测、记、算、绘考试加油站浙江同济科技职业学院教案首页课程《工程测量技术》班级周次星期节次课题第二章水准测量教学目的要求通过水准测量原理的介绍，水准仪的构造及使用方法的介绍，让学生掌握水准测量的施测方法和成果管理，以及仪器的检校方法。教学重点难点重点：掌握S3水准仪的构造和使用方法，水准仪检校，误差分析，水准测量的方法及成果整理难点：水准测量的成果整理，水准测量的误差分析组织教学课堂教学4学时＋课间实训5学时＋习题课1学时复习旧课讲授新课（教学手段、师生活动设计）课堂内容：（4学时）1、水准测量的原理S3水准仪的构造及使用2、水准测量的实施及成果整理3、水准仪检校4、水准测量的误差5、自动安平水准仪，精密水准仪，电子水准仪简介课后总结：1、测量上坐标系及高程系的建立2、地球曲率对距离的影响可忽略，对高程的影响则要加以考虑3、测量工作的基本组织原则4、大地水准面的概念课间实训内容：（5学时）1、水准仪的认识与使用(2学时)2、普通水准测量(2学时)3、自动安平水准仪的使用（1学时）布置作业习题28、29参考书教具教材、讲稿、水准仪考试加油站水准测量§2-1水准测量的原则一、原理利用水准仪建立一条水平视线，并于立在A，B两点的水准尺上截取读数a,b，则两点高差bahAB-=。若A点高程已知，则a称为后视读数，b——前视读数。二、高程计算法1、高差法利用高差计算高程的方法，ABABhHH+=2、视线高程法利用视线高程计算高程的方法bHbaHhHHiAABAB-=-+=+=三、连续水准测量当A、B两点高差较大的相距较远时，安置一次仪器不能测定两点间的高差，可在沿A到B的水准路线中间增设ZD，依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定各点间的高差，最后取各个测点的代数和。bahhhhhnABΣ-Σ=+++=Σ=L21转点的概念定义：起传递高程作用的临时立尺点特点：其上有两个读数临时选点§2-2S3型水准仪及其操作一、S3型水准仪的构造1、望远镜1）组成；物镜、目镜、调焦速镜，十分丝分划板2）作用：用来瞄准远处目标和提供水平视线进行读数。视准轴——物镜光心与十字丝交点的连线放大率；从望远镜内所看到目标影像的视角与观测者直接用眼睛观察该目标的视角之比，S330倍。3）使用目镜对光——十字丝成像清晰考试加油站物镜对光——目标成像清晰清除视差——对光完成后，眼睛在目镜后上下移动时，目标和十字丝之间产生相对移动现象：读数上下晃动原因：物象未成在十字丝平面上清除方法：目镜、物镜仔细对光2、水准器1）水准管零点：纵向圆弧的中心LL：过零点与水准管圆弧相切的直线水准管分划值，水准管上相邻两分划之间圆弧所对的圆心角，即气馆每移动一格（2mm），水准管轴倾斜的角值，mm2/02′′=trtR2=R与t成反比，↓↑t,R，灵敏度越高。作用：精平视线（只在LL方向气泡居中）2）符合水准器由水准管和安置在上的一组符合棱镜组成作用：提高气泡居中的精度左边气泡移动的方向与右手大拇指移动方向一致3）圆水准器零点：气泡居中的标志LL′′：过零点的法线t：气泡以零点为圆心，向任意方向偏移2mm，水准器倾斜的角值，mm2/8′=t作用：粗平仪器（气泡在任一方向居中）3、基座轴座、脚螺旋，连接板组成二、水准尺、尺垫塔尺直尺（双面尺、单面尺）黑面：（主尺）一致红面：（辅尺）尺垫：生铁铸成，上部有半球状的突出部分，用在传递高程作用的转点上三、水准仪的使用考试加油站、粗平：调脚螺旋使用水准气泡居中，竖曲船直2、气泡在左手大拇指移动方向一致2、瞄准目镜对光十字丝成像清晰准量、照门、标尺三点一线被瞄物镜对象3、精平4、读数§2-3水准测量的方法及成果整理一、水准点用水准测量的方法建立的高程控制点（BM）均匀分布在全国各地，起控制高程的作用长期保留设地面标志二、水准路线1、闭合2、附合3、支水准三、水准测量的方法1、观测程序2、表格记录计算铅笔记录，不准涂改，不准橡皮檫，不准转抄测站测点后视前视高差1A1.6250.62821ZD1.7840.9970.57332ZD0.6601.211-0.31143ZD1.4440.9710.442B1.002Σ5.5134.1811.332四、水准测量的校核1、测站校核考试加油站检查一个测站的错误，一个测站只测一次高差，高差是否正确无法知道，对一个测站重复效差的测定，mmhh521≤-。变更仪高法双仪器双面尺后红=后黑+K前丘=前黑+Kh丘=h黑2、计算校核用计算高差的总和检验各站高差计算是否正确。3、成果校核是水准测量消除错误，提高最后成果精度的重要措施由于测量误差的影响，使水准路线的实测效益与应有值不符，其差值称闭合差。闭合差=观测值-理论值（真值、高精度值）闭合：测起终测h）H（HhfhΣ=--Σ=附合：)(起终测HHhfh--Σ=支水准：返往hhfhΣ+Σ=容许误差：计算所得高差闭合差hf应在规定的容许范围内，认为精度合格，容hhff≤普通水准测量⎪⎩⎪⎨⎧±±=)(12)(40为测站数山地计以为路线长度平地容，nmmnkm，、LmmLfh五、高差闭合差的调整与计算通过高差闭合差的调整，来改正观测高差所包含的误差，用改正后的高差计算高程。改正原则：按测站数（比路线长度）成正比，反长分配步骤：1、高差闭合差的计算mhfh020.0-=Σ=测mmnfh52191212±=±=±=容2、高差闭合差的调整每站的改正数mmfvnh119020.0=--=Σ-=3、计算高程考