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自我介绍姓名:陆立电话:68322271(O)、13001122331E-mail:luli@bucea.edu.cn工作单位:北京建筑工程学院从事工作:除教学、科研外,还进行各种工程测量(如:地形测量、施工测量、管线测量、变形观测、竣工测量、管线调查等)第十一章工程测量第一节测量基本概念需掌握知识点(P687)1、地球的形状与大小2、地面点位的确定3、测量工作的基本概念一、测量基本概念(一)测定(测绘)(P650)(二)测设(P650)二、地球的形状与大小(一)铅垂线:(P650)重力作用线,是测量的基准线(二)水准面:(P650)静止的海水面形成的闭合曲面。(三)水平面:(P650)与水准面相切的平面。(四)大地水准面(P650):与平均海水面相吻合的水准面,测量的基准面。(五)大地体(P650):大地水准面所包含的形体,称为大地体。(六)参考椭球体(P650)选一个大小、形状接近大地体的旋转椭球体作为地球的参考形状和大小。(七)地球园球体(P650)3、高差(P651):地面上两点间的高程差,用h表示。hAB=HB-HA二、地面点位的确定(一)高程:1、绝对高程(P651):地面点到大地水准面的铅垂距离,称为绝对高程,也称海拔,用H表示。2、相对高程(P651):地面点到假定水准面的铅垂距离,称为相对高程,也称假定高程。4、我国大地水准面的确立取青岛验朝站观测的黄海平均海水面,作为我国大地水准面。(1)1956年黄海高程系统H原点=72.289m(2)1985年国家高程基准H原点=72.260m(二)坐标1、地理坐标系(略)2、高斯平面直角坐标系(P651-652)(1)高斯投影的概念高斯投影是横椭圆柱正形投影。高斯投影的特点:•投影后角度不变;•长度变形呈固定性,且离中央子午线越远变形越大。(2)高斯投影方法分带投影:为限制长度变形,采用分带的方法。从0°经线开始,自西向东,每隔6°投影一次,全球分为60带,编号为1~60带。中央子午线经度L0及带号N的计算公式如下:1)(6商取整LNL0=6N-3P651公式(11-2)6°带投影原点:赤道与中央子午线的交点(我国在陕西建立了大地原点(P651))X轴:中央子午线,向北为正Y轴:赤道线,向东为正象限按顺时针Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ排列(3)高斯平面直角坐标系如在第20带,中央子午线以西P点:在20带高斯直角坐标系为:mxp057.4429757'myP593.58269'm441730.40720y5m4429759.07ppx我国境内,各带的X坐标均为正,但Y坐标有正有负。为使Y值都为正,规定Y坐标一律加500km,即将原点西移500km,并在Y坐标前面冠以带号。3、测量平面直角坐标系与数学中的笛卡尔坐标系的区别(1)坐标系X、Y轴选取不同;(2)表示直线方位角定义不同;(3)象限排列顺序不同;(4)坐标原点取值不同。三、测量工作的基本概念(一)测量工作的基本原则(P652)内容:由整体到局部,先控制后碎部,从高级到低级。(二)确定地面点位的三要素(P652)水平距离、水平角、高程(高差)(三)测量基本工作距离测量、角度测量、高差测量应用举例作业题:1、P689-690:11-1——11-92、P697-698:11-99、11-111第二节水准测量需掌握知识点(P687)1、水准测量原理2、水准仪的构造、使用、检验校正3、水准测量的方法及成果整理一、水准测量的基本原理如右图:已知A点高程HA,求B点高程HB。h=a-bHB=HA+h1、高差法:以上利用两点间高差求高程的方法叫高差法。高差法的计算公式为:HB=HA+hAB=HA+a-bP652公式(11-4)此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况。2、视线高法:在实际工作中,有时要求安置一次仪器测出若干个前视点待定高程,以提高工作效率,此时可采用仪高法,即通过水准仪的视线高Hi计算待定点B的高程HB,公式如下:Hi=HA+aHB=Hi-bP652(11-5)3、水准测量原理:P652二、水准仪的构造(一)水准仪:用做水准测量的仪器按其精度分为DS05、DS1、DS3和DS10四个等级;D-----大地测量仪器S-----水准仪3-----一公里一次往返测高差平均数的中误差为±3mm(P652-653)(二)水准仪的构造:由三部分组成:望远镜(P653)水准器基座粗平园水准器精平管水准器1、望远镜1)视准轴(P653):物镜光心与十字丝交点的连线称为视准轴,用CC表示。2)视差的概念(P653)视差的定义:产生视差的原因:消除视差的方法:管水准器——精平圆水准器——粗平1)管水准器(水准管)水准管零点:水准管圆弧上分划的对称中心。2、水准器:管水准器、圆水准器(P653)水准管轴(P653):通过水准管零点所作水准管圆弧的纵切线,称为水准管轴,用LL表示。水准管气泡居中时,水准管轴水平。水准管分划值(P653):2mm弧长所对的圆心角τ称为水准管分划值。计算公式见P653公式(11-6)由上式可知:水准管分划值和半径成反比。水准管圆弧半径愈大,分划值就愈小,则水准管灵敏度就越高,也就是仪器置平的精度越高。DS3水准仪的水准管分划值要求不大于20”/2mm。2)圆水准器圆水准器零点:分划圈中心圆水准轴(P653):即通过水准器零点所作球面的法线,用L´L´表示。当气泡居中时,圆水准器轴竖直,此时仪器竖轴处于竖直位置。DS3水准仪的圆水准器分划值为8’/2mm(P653)。3、基座三、水准仪的使用和检验、校正(一)水准仪的使用(P654)在一个测站上,用水准仪测量高差的基本工作可归纳为:安置仪器、粗平仪器(粗平)、瞄准水准尺、精确整平、读数五个步骤。返回四条主要轴线:视准轴CC、水准管轴LL、圆水准器轴L´L´、仪器竖轴VV水准仪之所以能提供一条水准路线,取决于仪器本身的构造特点,主要表现在轴线间应满足的几何条件:(二)微倾式水准仪的检验与校正P654(1)圆水准器轴平行于竖轴(2)十字丝横轴垂直于竖轴(3)水准管轴平行于视准轴四、水准测量的方法及成果整理(一)水准测量的方法1、路线水准测量(略)从一水准点BMA出发,沿各待定高程点逐站进行水准测量,最后附合到另一水准点BMB上(P655)。起闭于两个不同的水准点的水准路线。(1)附合水准路线2、水准路线的布设(P655)从水准点BMA出发,沿环线逐站进行水准测量,经过各高程待定点,最后返回BMA点,称为闭合水准路线(P655)。起闭于同一个的水准点的水准路线。(2)闭合水准路线若从一水准点出发,既没有符合到另一水准点,也没有闭合到原来的水准点,就称其为支水准路线。返回(3)支水准路线3、水准测量的校核工作(P655-656:测站校核、计算校核和成果校核)(二)成果整理闭合差分配原则:按距离数或测站数成正比分配闭合差改正数计算公式为:P656(11-9)(三)水准测量的误差(P656)前后视距离相等:可以消除或减弱i角误差(视准轴不平行于水准管轴)、地球曲率差和大气折光差的影响应用举例作业题:P690-691:11-10——11-22、11-24P692:11-29第三节角度测量需掌握知识点(P687)1、经纬仪的构造、使用、检验校正2、水平角观测3、竖直角观测按精度分10621DJDJDJDJ(一)经纬仪的种类:一、经纬仪的构造(P656)式中脚标表示一个测回、一个方向的水平角测量中误差,以秒为单位(P656)。(二)经纬仪的构造(P656)1、基座2、照准部---指经纬仪上部可转动部分3、水平度盘为一玻璃圆环,直径94mm。自0°到360°顺时针注记刻划。二、经纬仪的使用和检验、校正(一)经纬仪的使用(P657)经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤。1、对中目的:使仪器的旋转轴位于测站点的铅垂线上。2、整平目的:使仪器竖轴在垂直位置,水平度盘在水平位置。3、瞄准:4、读数(二)经纬仪的检验校正(P657)(1)水准管轴垂直于竖轴(LL⊥VV)(2)望远镜视准轴垂直于横轴(CC⊥HH)(3)横轴垂直于竖轴(HH⊥VV)(4)十字丝纵丝垂直于横丝经纬仪轴系间应该满足的条件:三、水平角观测(一)水平角定义(P658):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的夹角,或者说,是过两条方向线的竖面所夹的两面角。水平角的角值范围为:0°~360°1、测回法(P658-659)测回法常用于测量两个方向之间的单角。(二)水平角观测测量水平角的方法有两种:2、方向观测法(全圆测回法)(P659)当一个测站上需测量的方向数多于两个时,应采用此法。四、竖直角测量(一)竖直角定义(P659):竖直角是指在同一竖直面内,某一方向线与水平线的夹角,用α表示。角值范围:竖角在水平线之上为“正”,称仰角;竖角在水平线之下为“负”,称俯角;角值为0°~±90°五、角度测量的误差来源及消除和减弱方法(盘左、盘右观测取平均值、测回间变换度盘起始读数)1、盘左、盘右观测取平均值可以消除或减弱视准轴误差、横轴误差、竖盘指标差、度盘偏心差的影响。2、测回间变换度盘起始读数可以消除或减弱度盘刻划误差的影响。(二)竖盘度盘:为一玻璃圆环,直径94mm。注记方式为在全圆顺时针或逆时针注记。应用举例作业题:P692-693:11-32—11-35、11-38、11-39P698:11-113、11-114第四节距离测量与直线定向需掌握知识点(P687)1、钢尺量距2、视距测量3、光电测距一、钢尺量距(一)量距工具:测定温度温度计控制钢尺拉力弹簧称投点用垂球标志尺段的起、终点测钎用于标定直线花杆钢尺定义(P661):将所量尺段标定在待测两点间一条直线上的工作称为直线定线。(二)直线定线(三)钢尺量距方法1、钢尺量距一般方法(精度要求较低时)定线之后即可丈量nD为对测量成果进行检核并提高测量精度应往返丈量,此时量距精度可用P661公式(11-15)计算例题:测线测值精度往返平均值整尺段余长(m)全长(m)A-B往4×3015.309135.3091/3500135.328返4×3015.347135.347MDDDDDDK12返往返往(1)三项改正(P661)公式(11-17)-(11-19)倾斜改正温度改正尺长改正0dll0()tlttl22hhll2、精密量距方法对量距结果加三项改正二、视距测量记住P662两套公式及公式中各符号的含义。(2)改正后距离P661公式(11-20)thdDllllviHHvihKDAB100(一)视线水平时视距公式(P662)(11-21)viKh2sin21viKHHAB2sin212coscos'KDD平距计算公式:(二)视线倾斜时视距测量公式(P662)(11-22)高差计算公式:三、电磁波测距定义:电磁波测距是测定电磁波在测线两端往返传播的时间t,利用已知光速C,求定两点间的距离D。tCD21(一)电磁波测距基本原理(P662)(11-23)由上述测距公式可知,测定距离的精度主要取决于测定时间t的精度。可以证明:如要保证±1cm的测距精度,时间测定要求准确到6.7*10-11S,这是难以做到的。因此,实际上大多采用间接测定法测定t。常用的间接测定法有脉冲法测距(P662)和相位法测距(P662)两种,其中相位法测距精度最高。(二)测距仪的精度(P663):测距仪的精度常用标称精度表示。标称精度的表达式为:mD=±(A+B·ppm)或:mD=±(A+B·10-6D)式中:A——固定误差B——比例误差D——距离值,以km为单位四、直线定向(P663-664)直线定向(P663):确定直线的方向(确定直线与标准方向之间的水平角度)。(一)标准方向的种类(P663-664):1、真子午线方向:过地面上某点的真子午线的切
本文标题:工程测量讲演稿
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