建筑工程测量

建筑工程测量吕梁学院建筑系第一章绪论概念及任务点位的确定测量工作概述学习方法一、测量概述测量学：研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学内容：测定：指得到一系列测量数据，或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图。测设：指将设计图纸上规划设计好的建筑物位置，在实地标定出来，作为施工的依据。分类：地形测量学大地测量学摄影测量学工程测量学制图学应用与发展：广泛应用于经济建设、国防建设、生产活动、军事活动、国家管理、文化教育、科学研究和人民生活等各个方面。二、建筑工程测量的任务建筑工程测量是测量学的一个组成部分。它是研究建筑工程在勘测设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的理论、技术和方法的学科。测绘大比例尺地形图建筑物的施工测量建筑物的变形观测三、地面点位的确定地球的形状和大小水准面水平面大地水准面铅垂线地球椭球体确定地面点位的方法地面点的投影位置地面点的高程（一）地球的形状和大小水准面与水平面设想以一个静止不动的海水面延伸穿越陆地，形成一个闭合的曲面包围了整个地球，这个闭合曲面称为水准面。水准面的特点是水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。与水准面相切的平面，称为水平面。大地水准面水准面有无数个，其中与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面，它是测量工作的基准面铅垂线重力的方向线称为铅垂线，它是测量工作的基准线地球椭球体a=6378140m，b=6356755m，α=1：298.257。当测量的区域不大时，可将地球看作半径为6371km的圆球。NSEWOabaNSWE地球椭球体大地水准面a）大地水准面b）地球椭球体大地水准面与地球椭球体大地形体-------地球椭球体-------圆球（二）点的坐标当地面点投影到椭球面上时，其平面位置用大地坐标来表示，当投影到水平面上时，则用平面直角坐标表示。1、地理坐标地理坐标：大地经度L：有东经、西经之分。角值为0°～180°大地纬度B：有北纬、南纬之分。角值为0°～90°2、高斯平面直角坐标利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平面直角坐标系。在广大区域内确定点的平面位置，一般采用高斯平面直角坐标。方法：6°带从起始子午线开始，自西向东每隔6°为一带，将椭球面分成60个经差相等的投影带，依次用阿拉伯数字1~60进行编号，即东经0°~6°为第一带，6°~12°为第二带，……，如图。6°的带号与其相应的轴子午线的经度有下列关系：L6=6°n6-3°式中：L6—6°带的轴子午线经度；n6—6°带的带号。格林尼治596012357赤道0°6°12°18°46方法：设想有一个空心的圆柱横切于球面上某一子午线NMHS。这条相切的子午线称为中央子午线。此时，柱体的中心轴Z1Z2位于赤道面内，并通过椭球体中心O。现把子午线附近的球面上的图形元素，先按正投影到横圆柱面上，然后将该圆柱面沿过南、北极的母线K1K2、L1L2剪开、展平。中央子午线K1L1M1WZ1K2N分带子午线SMHOL2M2Z2E中央子午线EWL1S赤道L2K1NK2高斯投影平面简称高斯平面。有下述三条规律：⑴中央子午线投影后为直线，其长度不变；其余子午线的投影均为凹向子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴；离中央子午线愈远，其长度变形愈大。⑵赤道投影后亦为直线。平行赤道的纬线，其投影均为凸向赤道的曲线，且赤道为对称轴。⑶经线和纬线在投影后，仍然保持互相正交的特点。高斯投影平面3°9°0°6°117°111°105°120°114°108°102°99°93°87°81°96°90°84°78°201918171615141带2带393735333129273211°30′4°30′6°带3°带Nn高斯平面直角坐标系6˚带投影我国位于北半球，X坐标均为正值，而y坐标则有正有负。为避免y坐标出现负值，规定将x坐标轴向西平移500km，即所有点的y坐标均加上500km。此外为便于区别某点位于投影带的第几带，在加上500km后的y坐标之前再冠以该投影带的带号。这种加500公里和带号的坐标系，称为国家统一坐标系，其横坐标用y表示。因此带内任一点横坐标的统一坐标值（或称坐标的通用值）为：y=带号+500公里+Y我国境内6°带带号最西的一带为13，最东的一带为23，全国共11个6°。3、独立平面直角坐标在小区域内进行测量工作若采用大地坐标来表示地面点位置是不方便的，通常是采用独立平面直角坐标。测量工作中所用的平面直角坐标与解析几何中所介绍的基本相同，只是测量工作以X轴为纵轴，一般用它表示南北方向，以y轴为横轴，表示东西方向，全部平面三角学公式都同样能在测量计算中应用。为实用方便，测量上用的平面直角坐标的原点有时是假设的。假设原点的位置应位于测区西南角，即使测区内各点的x、y值为正。测量中的平面直角坐标系建立如右图：纵坐标轴为x轴，横坐标轴为y轴，象限名称按顺时针排列。yIIIIIIVIx平面直角坐标系与数学坐标系的区别（三）点的高程绝对高程：任意点到大地水准面的铅垂距离称为该点的绝对高程，简称高程，亦称标高或海拔。用H来表示，HA、HB分别是A点和B点的高程。相对高程：地面点到任意水准面的铅垂距离在图上可看出，绝对高程HA和相对高程HA在数值上不相等。HAHAHAHA'AHBHB'hABB大地水准面水准面高差与1985国家高程基准“1985国家高程基准”：水准原点：全国高程测量的基准点，其高程为72.260m。高差：两点的高程之差。常用h表示。hAB=HBHA，高差带有＋、－号。HAHB=HAHB用水平面代替水准面的限度1、水准面的曲率对水平距离的影响结论：在半径为10km的圆面积内进行长度的测量工作时，可以不必考虑地球曲率；也就是说可以把水准面当作水平面看待，即实际沿圆弧丈量所得距离作为水平距离，其误差可忽略不计。2、地球曲率对高差的影响计算表明：地球曲率的影响对高差而言，即使在很短的距离内也必须加以考虑。四、测量工作概述测量的基本工作测量工作的基本原则测量工作的基本要求测量的计量单位（一）测量的基本工作如图所示，设A、B为已知坐标点，P为待定点。首先测出了水平角β和水平距离DAP，再根据A、B的坐标，即可推算出P点的坐标。测量的基本要素是：1.距离（水平距离或斜距）；2.角度（水平角和竖直角）；3.高程BAPβDAP测量的基本工作是：高差测量、水平角测量、水平距离测量。测量工作分类：外业内业（二）测量工作的基本原则基本要求测量工作的基本原则1．整体原则和控制原则“从整体到局部”、“先控制后碎部”2．步步检核原则“前一步工作未作检核不进行下一步工作”测量工作的基本要求“质量第一”的观点严肃认真的工作态度吃苦耐劳的精神保持测量成果的真实、客观和原始性爱护测量仪器与工具（三）测量的计量单位1．长度单位1km=1000m，1m=10dm=100cm=1000mm2．面积单位面积单位是m2，大面积则用公顷或km2表示，在农业上常用市亩作为面积单位。1公顷=10000m2=15市亩，1km2=100公顷=1500市亩，1市亩=666.67m23．体积单位体积单位为m3，在工程上简称“立方”或“方”4．角度单位测量上常用的角度单位有度分秒制和弧度制两种。（1）度分秒制1圆周角=360˚，1˚=60′，1′=60″（2）弧度制弧长等于圆半径的圆弧所对的圆心角，称为一个弧度，用ρ表示。1弧度==57.3˚=3438′=206265″（四）学习方法理论教学实践教学实习教学掌握基本理论加强动手能力提高操作技能思考题1、进行测量工作应遵循的原则是什么？为何要遵循这些原则？2、什么是水准面、大地水准面？3、测量工作中地面点的位置是如何表示的？4、测量的基本工作有哪些？5、测设和测定有什么关系？