工程测量复习资料

工程测量学复习资料第一章绪论测量学：研究地球形状和大小以及确定地面点位的科学。一般包括以下两个方面的内容：测定（地形测图）：从地面至地形图测设（施工放样）：从设计图至地面测绘科学的作用：工程建设一般分为勘测设计、施工建设、运营管理三个阶段，在这三个阶段中测量工作的主要任务是：勘测设计阶段——控制，测绘地形图施工建设阶段——施工放样，竣工测量运营管理阶段——安全监测，变形观测假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面，这就是大地水准面。重力的作用线又称为铅垂线；处于静止状态的水面称水准面，且为重力等位面，并和铅垂线处处垂直。水准面有无数个。大地水准面和铅垂线是实际测绘工作（外业）的基准面和基准线。卫星雷达高程测量证明:大地水准面仍然不是一个规则的曲面。原因：地球内部质量的不均匀、海水温度的变化、盛行风等。大地水准面包围的形体称大地体地球椭球体表面是可以用数学模型定义和表达的曲面，称为地球数学表面。椭球体的大小通常用两个半径：长半径a和短半径b，或由一个半径和扁率f来决定。a、b、f称为地球椭球体三要素参考椭球：用于代表某一地区（国家）大地水准面的地球椭球。大地经度（L）：参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东经：正，西经：负。取值为0º～180º。大地纬度（B）：参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角。北纬：正，南纬：负。取值为0º～90º大地高（H）：P点沿法线到椭球面的距离。平面直角坐标系以X轴为纵轴，以Y轴为横轴。方位角的计算从正北X轴起算。高斯平面直角坐标纵坐标以赤道为零起算，赤道以北为正，以南为负。我国纵坐标均为正值。横坐标以中央经线为零起算，中央经线以东为正，以西为负。我国规定将各带纵坐标轴西移500公里，即将所有y值加上500公里。以18带为例，原坐标值为y=243353.5m，西移后为y=743353.5。由于采用了分带方法，各带的投影完全相同，某一坐标值（x，y），在每一投影带中均有一个同样的坐标值，不能确切表示该点的位置。因此，再在Y值前，冠以带号，这样的坐标称为国家统一（通用）坐标。如上例加带号通用坐标为y=18743353.5。高程：地面点沿铅垂线至某基准面的距离。海拔高（绝对高程）：地面某点沿铅垂线至大地水准面的距离。高差：两点高程之差。测量工作的主要目的是：确定点的坐标和高程。第二章测量的基本工作水准测量是测定地面点高程的主要方法。转点作用：传替高程视准轴：物镜光心和十字丝中心的连线。水平角：空间相交两直线的夹角在水平面上的投影。竖直角：目标方向和特定方向（水平方向或天顶方向）之间的夹角。其中和水平方向的夹角称高度角（习惯仍称竖直角），取值范围0˚~±90˚，上仰为正，下俯为负；和天顶方向的夹角称天顶距，取值范围0˚~180˚。测回法：观测程序：盘左A-盘左B-盘右B-盘右A两点连线在水平面上的投影长度称水平距离；不在同一水平面上的两点间连线的长度称为倾斜距离。常用测距方法有：钢尺测距、视距测量、光电测距。标称精度：一般形式：±（a+b*Dppm)mm如：±（2+2*Dppm)mm，则1公里误差为±4mm。确定直线方向和基本方向间的水平角称为直线定向。基本（标准）方向1、真北方向通过地球表面某点的真子午线的切线北端所指示的方向。可用天文测量方法测定。2、磁北方向磁针在地球磁场作用下，磁针自由静止时轴线北端所指方向。3、坐标北方向高斯坐标系（或其它假定直角坐标系）中坐标纵轴（X轴）正向所指方向。此三基本方向北称“三北方向”。1、方位角由基本方向的北端起顺时针方向转到该方向线的水平角度。真方位角A：以真子午线北方向为基本方向所得的水平角。磁方位角Am：以磁子午线北方向为基本方向所得的水平角。坐标方位角α：以坐标北方向为基本方向所得的水平角。2、象限角利用直线和基本方向的南北方向的夹角为锐角来表示的直线方向，该锐角即为象限角。度量时称北东，北西，南东，南西多少度。1、磁偏角δ：真北方向和磁北方向的夹角。2、子午线收敛角γ：真北方向和坐标北方向的夹角。均相对真北方向东偏为正，西偏为负。3、换算：A=Am+δA=α+γα=Am+δ-γ全站仪：全站型电子速测仪的简称，指在测站上一经观测，必要的观测数据如水平角、竖直角、距离等均能一并自动采集、显示和储存，并能同时得到高差、坐标等数据的一种测量仪器。主要精度指标:测角精度、测距精度。目前测角精度最高为0.5”，如徕卡的TC2003，测距精度最高的为1mm＋1ppm。测量原理：根据两点水平距离和竖直角计算两点高差。vitgsHhHHtgsivhAABABAB**三角高程测量计算公式GPS（GlobalPositioningSystem（全球定位系统））是一个以卫星为基础的具有高精度、全球性、全天侯、实时性的空间无线电导航、定位、定时系统。由美国国防部主导建立。GPS的组成：包括GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机三部分。WGS-84坐标系第三章测量误差基本知识真误差：测量值和真值的差值。△=l-X一、误差来源1、仪器因素2、人的因素3、外界条件影响该三因素构成观测条件，条件相同的观测，称同精度观测。二、误差分类1、系统误差：在相同观测条件下对某固定量作多次重复观测，如果观测误差在符号及量的大小上表现出一致的倾向，即按一定规律变化或保持为常数的误差。处理方法：（1）用计算方法加以修正；（2）采用一定观测程序加以消除或削弱；（3）限制系统误差在允许范围。2、偶然误差：在相同观测条件下对某固定量作多次重复观测，如果观测误差在符号及量的大小上无一定规律变化，即表现为随机性的误差。三、偶然误差的特性大量统计接结果表明，偶然误差有以下特性：（1）一定观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定限度；（2）绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的可能性大；（3）绝对值相等的正负误差出现的可能性相等；（4）观测次数无限增多时，其算术平均值趋近于0，即：由真误差计算中误差==nm][由改正数计算中误差相对误差：中误差绝对值和观测值之比例：甲、乙分别丈量两段距离恰好为100m和1000m，其中误差均为±0.01m，比较二者丈量精度。误差传播定律：由观测值中误差来表示观测值函数中误差的定律。为算术平均值为观测值，其中：LlLlvnvvmii1][第4章控制测量控制测量：对控制网进行布设、观测、计算，以确定控制点位置的测量工作。控制点：采用一定精度的测量仪器和测量方法确定的达到一定的空间位置精度的测量点。坐标增量正、反算1、基本公式（1）已知测站坐标、边长和坐标方位角计算未知坐标（2）已知A、B坐标，反算边长和坐标方位角例:已知测站A（2653258.674，468957.236），后视B（2653158.674，468857.236），至P点观测角为135˚，距离为200m，求P点坐标。导线测量：在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次序连接成折线，并测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法。第五章地形图测绘与地形图的应用地形图：按一定程序和方法，用符号、注记及等高线等表示地物、地貌及其它地理要素平面位置和高程的正射投影图。地形是地物和地貌的总称.地形图的主要内容（1）数学要素如比例尺、坐标格网、控制点等。（2）图形要素如图面表示的地物地貌。（3）辅助要素包括各类图外注记、说明资料、辅助图表等，如图名图号、接图表、图廓、三北方向关系、出版单位、测制单位、成图方法、时间、坐标系、高程系、比例尺、密级、图例等。比例尺：地图上任意一线段的长度和其相应地面实际水平长度之比。1/M比例尺的精度：图上0.1mm所代表的实地水平长度。b与M成正比（1）等高线：地面上相邻的同高程点顺序连接而成的连续封闭曲线。（2）等高距：相邻等高线之间的间距（高差）。（3）等高线平距：相邻等高线之间的水平距离。ABABABABABABABABABABYYYXXXSINSYCOSSX**ABABABABABABABABABABXYarctgYXSYYYXXX22（4）示坡线：指示坡度下降方向的短线等高线分类a、首曲线：按基本等高距测绘的等高线。细实线，一般不标注高程。b、计曲线：又称加粗等高线，5倍，基本等高距，标注高程。等高线的特性（a）同一条等高线上的点，其高程必相等。（b）等高线均是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合，故等高线必须延伸到图幅边缘。（c）除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合。（d）等高线的平距小，表示坡度陡，平距大则坡度缓，平距相等则坡度相等，平距与坡度成反比。（e）等高线和山脊线、山谷线成正交。（f）等高线不能在图内中断，但遇道路、房屋、河流等地物符号和注记处可以局部中断。地形测量的任务是测绘地形图。地形图测绘是以测量控制点为依据，按一定的步骤和方法将地物和地貌测定在图上，并用规定的比例尺和符号绘制成图.特点：比例尺大，范围相对较小，精度要求高。碎部测量：利用平板仪、经纬仪、水准仪或全站仪在某一测站点上测绘各种地物、地貌的平面位置和高程并加于绘制成图的工作。测绘过程：测量各种地物、地貌的特征点，以对应符号在图上进行描绘。测定碎部点位置的方法极坐标法定义：根据测站上的一个已知方向和该点坐标，测定已知方向与所求点方向间的角度和量测所求点的距离以确定该点位置的方法。优点：误差不积累，作业方法简单、方便全站仪数字化测图，主要分为准备工作、数据获取、数据输入、数据处理、数据输出等五个阶段。地物、地貌的特征点，统称为地形特征点，地物特征点，一般选在地物轮廓的方向线变化处高程量算：1、点在等高线上，2、点在等高线间土地平整：为了使起伏不平的地形满足一定工程的要求，需要把地表平整成为一块水平面或斜平面。在进行工程量的预算时，可以利用地形图进行填、挖土石方量的概算。计算填、挖方量：角点的填、挖方量：填、挖*方格面积/4边点的填、挖方量：填、挖*2*方格面积/4拐点的填、挖方量：填、挖*3*方格面积/4中点的填、挖方量：填、挖*4*方格面积/4计算总的填、挖方量：将所有方格的填方量和挖方量分别求和，即得总的填、挖土石方量。如果设计高程H设是各方格的平均高程值，则最后计算出来的总填方量和总挖方量基本相等。第六章园林工程测量园林工程测量内容：1.规划设计前的测量2.规划设计测量3.施工放样测量4.竣工测量施工测量:各种工程在施工阶段进行的测量工作。目的：把设计图纸上的建（构）筑物平面位置和高程按照设计要求，以一定的精度在地面标定出来，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序间的施工。内容：建立施工控制网；施工放样；竣工测量；变形观测。施工放样：将工程建筑物的特征点在相应的地面上标定出来。已知高程的放样：b=(HA+a)–HB园路的施工放样包括中线放样和路基放样。施工测量的特点：1、测量精度取决于建筑物的类型、结构、材料和施工方法等因素。例如钢筋混凝土工程放样精度比砖石结构工程要求高，金属结构物放样精度要求更高。2、测量工作必须符合设计要求，并配合施工进度的要求。3、施工测量容易受干扰。施工现场工种多样，交通频繁，又有大量挖填，地面变动很大，且有动力机械的震动。因此，测量人员不仅要提高观测水平，而且要选择适当的观测时间和测站位置进行观测。4、测量标志的保存和保护较为困难。应经常检查核对其位置，若有破坏，应及时恢复。一、全站仪大比例尺地形图测绘步骤二、计算填、挖土方量的过程和方法测站计算