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1、测量学青盛课程的性质与任务测量学是高等学校土建类专业和城建规划类专业的一门技术基础课程，其研究对象主要是地球的形状、大小和地表面上各种物体的几何形状及空间位置，它的内容包括测定和测设两部分。测量学在规范设计、经济建设、能源开发、国防建设和科学研究中广泛应用。教学要求学习本课程要让学生掌握测量的基本概念、基本理论、基本技能，学会经纬仪和水准仪等常规仪器的使用。掌握常用的测定和测设方法以及在测定和测设过程中的计算与检核。教学内容教学内容授课学时实验学时第一章 绪论6第二章 水准测量62第三章 角度测量64第四章 距离测量42第五章 测量误差的基本知识4第六章 小地区控制测量4第七章 地形图测绘及应
2、用4第八章 施工测量42第一章 绪论测量工作的任务及其作用地面点位的确定用平面代替水准面的限度测图原理与测量工作概述第一章 重难点重点测量工作的基准地面点位的确定大地水准面用平面代替水准面的限度难点大地水准面高斯投影测量工作的任务及其作用测量学的概念测量学的任务测量学的分类测量学的作用测量学的概念研究测定地面点的平面位置及高程，将地球表面的地貌及其地物测绘成图，并将工程设计到地面定位的科学.测量学的任务测定：又名测绘，测定地球表面的地物和地貌的位置与高程，并用图的形式表达出来。测设：又称放样，将工程设计在实地标定出来，故又称为标定。测量学的分类大地测量学地形测量学摄影测量学工程测量学大地测量学
3、概念：研究地球的形状与大小及其重力场的科学。研究对象：地球表面一个较大的区域甚至整个地球，必须考虑地球的曲率。基本任务：建立国家大地控制网，测定地球的形状、大小和研究地球的重力场理论、技术和方法。大地控制网是为研究地球有关的各种科学服务的，并且是施测地形图的重要依据 地形测量学概念概念：研究小地区地表各类地物形状和大小的科学。研究对象：研究对象：地球自然表面上一个区域，由于地球半径很大，可以把这块球面当作平面看待而不考虑其曲率。基本任务基本任务：测绘地表面各类物体形状和大小。摄影测量学利用摄影象片来研究地表形状与大小的科学。其任务与地形测量学相同，只是采用的方法不同。工程测量学概念概念：研究解
4、决工程在勘测设计、施工放样、运营管理过程中各种测绘问题的科学。研究对象研究对象：工程中建设的测绘工作。基本任务基本任务：把地面上的情况描绘到图纸上，把图纸上设计的建筑物桩定到地面上，以及为建筑物施工过程中和竣工后所产生的各种变化而进行的变形观测。地面点位的确定地球的形状与大小地面点位确定确定地面点位的三个基本要素地面点位确定地面点的坐标地理坐标高斯平面直角坐标平面直角坐标地面点的高程地理坐标天文地理坐标子午面子午线（经线）首子午面首子午线经度赤道纬度大地地理坐标地球的形状与大小大地体水准面大地水准面铅垂线旋转椭球旋转椭球面椭球元素大地水准面概念：与平均海水面相吻合的水准面，是一个复杂的不规则曲
5、面。由于地球的吸引力的大小与地球内部的质量有关，地球内部的质量分布又不均匀，这引起地面上各点的铅垂线方向产生不规则的变化，因而水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。特点：假想的；不规则且无法用数学式表示；有无数个；水准面上任一点的切面与该点的铅垂线方向垂直。高斯平面直角坐标地图投影高斯投影地面点的高程绝对高程假设高程高差确定地面点位的三个基本要素在实际工作中，确定地面点位时，往往不是直接测出它们的坐标和高程，而是先测出水平角、水平距离，以及点之间的高差，然后再据此推算地面点的坐标和高程。由此可见，距离、角度距离、角度和高差高差是测定地面点位的基本要素。用平面代替水准面的限度用平面代替水准面
6、的限度地球曲率对高差的影响测图原理与测量工作概述测图原理测量工作概述控制测量控制点控制网碎部测量地物测量地形测量第二章 水准测量水准测量原理水准测量的仪器与工具水准仪的使用水准测量的外业和内业实验与实习规定实习:水准仪的使用和普通水准测量第二章 重难点重点水准测量的原理三四等水准测量的方法、记录与计算水准仪的使用 难点三四等水准测量的记录与计算 水准测量原理水准测量的原理（图）转点、测站地球曲率的影响水准测量原理（图）转点、测站水准测量的仪器与工具水准仪的分类按结构按精度水准仪的构造(图)水准测量的工具地球曲率的影响水准仪的结构图水准仪的构造望远镜视准轴、成像原理、物镜调焦、目镜调焦水准器水准
7、管零点、水准管分划值、符合水准器基座望远镜成像原理水准测量的工具双面水准尺结构意义读数尺垫意义使用水准器水准仪的使用微倾水准仪的使用安置仪器粗平瞄准精平读数自动安平水准仪的使用安置仪器粗平瞄准读数三四等水准测量外业计算测测量量编编号号后后下下丝丝前前下下丝丝方方 向向及及尺尺 号号标标尺尺读读数数K K黑黑红红高高 差差中中 数数备备 考考尺尺上上丝丝尺尺上上丝丝后后 距距前前 距距黑面黑面红红面面视视距差距差d ddd1 11571157107390739后后A A13841384617161710 0A A尺：尺：K K47874787B B尺：尺：K K46874687119711970
8、3630363前前B B0551055152395239-1-1374374376376后前后前+0833+0833+0932+0932+1+1+0832.5+0832.5-0.2-0.2-0.2-0.22 22121212121962196后后B B19341934662166210 01747174718211821前前A A2008200867966796-1-1374374375375后前后前-0074-0074-0175-0175+1+1-0074.5-0074.5-0.1-0.1-0.3-0.33 31914191420552055后后A A17261726651365130 01
9、539153916781678前前B B1866186665546554-1-1375375377377后前后前-0140-0140-0041-0041+1+1-0140.5-0140.5-0.2-0.2-0.5-0.5假假设设第一站后第一站后视视点高程点高程为为475.537m,475.537m,则则第四站前第四站前视视点的高程点的高程为为 476.154m 476.154m 。水准测量的外业和内业水准点与水准路线水准测量的外业水准测量的内业水准测量的外业普通水准测量：将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，水准仪置于施测路线附近合适合适的位置，在施测路线的前进方向上取仪器到后视大致相等的距
10、离放置尺垫，在尺垫上竖立水准尺作为前视，分别读取后视和前视读数，测定两点高差。第一站结束后，记录员招呼后尺员向前转移，并将仪器迁至第二站，此时第一站的前视点成为第二站的后视点，重复至全部路线完成。三四等水准测量：双面尺法、两次仪器高法视距值等于上下丝读数之差乘100得到。水准测量的手簿记录（记录（普通普通、三四等三四等）及计算）及计算普通水准测量的外业记录及计算记录及计算测测 站站点点 号号视视 距距m后后 视视前前 视视高高 差差高高 差差1N1560347-128446.215转转 点点5416312转转 点点720306-2318N274262442.6133N2980833-0683转
11、转 点点9615164转转 点点411528+1027转转 点点4305015转转 点点792368+1674B77069444.631双面尺法后后视标尺黑黑面(上、下、中丝)前前视标尺黑黑面（上、下、中丝）前前视标尺红红面（中丝）后后视标尺红红面（中丝）三四等水准测量外业计算三四等水准测量外业计算(例例)测站上计算：测站上计算：高差部分：高差部分：前尺、后尺黑红面读数差；黑红面高差之差视距部分：视距部分：前视距、后视距、前后视距差观测结束后的计算与校核：观测结束后的计算与校核：高差部分高差部分视距部分：视距部分：累积视距差，总视距。若测站上有关观测限差超限，在本站检查发现后可立即重测，若迁站
12、后检查发现则应从水准点或间歇点起重新测量。水准测量的内业闭合差计算闭合差的调整按比例反其符号加到相应的高差中实验和实习规定测量仪器工具的借领和使用仪器工具的借领仪器的安装仪器的使用仪器的搬迁仪器的装箱测量工具的使用测量记录与计算规则测量记录与计算规则1.1.在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的填在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的填写与计算方法。写与计算方法。2.2.记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观测记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等无一遗漏地填写完全。者及记录者姓名等无一遗
13、漏地填写完全。3.3.观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回报观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回报以资检核。以资检核。不得另纸记录事后转抄。不得另纸记录事后转抄。4.4.记录时要求字体端正清晰，记录时要求字体端正清晰，数位对齐数位对齐、数字齐全。字脚靠近底线；、数字齐全。字脚靠近底线；表示表示精度或占位的精度或占位的“0”“0”均不能省略均不能省略。5.5.观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记。如：角度测量。如：角度测量时，秒级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错，应重时，秒
14、级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错，应重测该测站。测该测站。6.6.观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数字观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数字上方写出正确的数字。注意不得涂改已记录的数据，上方写出正确的数字。注意不得涂改已记录的数据，禁止连续更改数字禁止连续更改数字。7.7.记录数据修改后，都应在备注栏内写明原因（记错、测错、超限）。记录数据修改后，都应在备注栏内写明原因（记错、测错、超限）。8.8.每站观测结束后，必须在每站观测结束后，必须在现场完成规定的计算的检核现场完成规定的计算的检核，确认无误后方可确认无误后方可迁站迁站
15、。9.9.数据运算应根据所取位数，按数据运算应根据所取位数，按“4 4舍舍6 6入，入，5 5前单进双舍的规则进行凑整前单进双舍的规则进行凑整”。10.10.应该保持测量手簿的整洁，严禁在手簿上书写无关的内容。应该保持测量手簿的整洁，严禁在手簿上书写无关的内容。第三章 角度测量角度测量的原理光学经纬仪经纬仪的使用实验:经纬仪的使用与测回法测水平角实验:方向法测水平角第三章 重难点重点角度测量原理水平角和竖直角的观测与计算 测回法方向法难点竖直角计算公式的推导方向法角度观测与计算角度测量的原理光学经纬仪（图）经纬仪的分类按精度按结构经纬仪的构造基座、照准部、转动控制装置、主要轴线度盘与读数设备测
16、微尺读数装置平行玻璃测微器读数装置光学经纬仪结构图平行玻璃测微器读数装置测微尺读数装置经纬仪的使用水平角的观测经纬仪的安置水平角的观测方法竖直角的观测竖直角的计算公式指标差的计算竖直角的测定竖直角的计算竖盘指标自动归零装置水平角的观测方法测回法:只适用于测站上观测两个方向之间的单角.方法:盘左A盘左B盘右B盘右A两项限差:半测回角值互差40、各测回值互差24计算方向法:适用于一个测站上观测两个以上方向.方法:盘左A盘左B盘左C盘左D盘左A盘右A盘右D盘右C盘右B盘右A三项限差：半测回归零差18、2C互差、各测回方向差24计算测回法计算测 站盘 位目 标水平度盘读数水 平 角半测回值测回值O左A
17、0 00 2487 26 2487 26 18B87 26 48右A180 00 1287 26 12B267 26 24方向法计算测站测回数目标水 平 度 盘 读 数2c平均读数归零后方向值各测回归零方向平均值盘 左盘 右 O1ABCDA00 02 3670 23 36228 19 24254 17 540 02 30 180 02 36250 23 4248 19 3074 17 54180 02 360-06-060-060 02 340 02 3670 23 39228 19 27254 17 540 02 330 00 0070 21 05228 16 53254 15 200 00
18、 0070 20 56228 16 48254 15 16O2ABCDA90 03 12160 24 06318 20 00344 18 3090 03 18270 03 12340 23 54138 19 54164 18 24270 03 120+12+06+06+0690 03 12160 24 00318 19 57344 18 2790 03 150 00 0070 20 46228 16 43254 15 13竖直角的计算公式（1）竖直角的计算公式（2）指标差的计算竖直角的计算（顺时针）目 标竖盘位置竖 盘 读 数两 倍 指 标 差一 测 回 角 值A左59 20 30+3030
19、39 45右300 40 00B左124 03 42+36-34 03 24右235 56 54经纬仪的使用与测回法测水平角目的与要求了解J6光学经纬仪的基本构造及主要部件的名称和作用。掌握经纬仪的操作方法及水平度盘读数的配置方法。掌握测量回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。注意事项瞄准目标时，尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜引起的误差。同一测回观测时，切勿误动复测扳手或度盘变换手轮，以免发生错误。观测过程中若发生气泡偏移超过一格时，应重新整平重测该测回。计算半测回值时，当左目标读数a大于右目标b时，应加360。限差要求：对中误差小于3mm，上下半测回角值互差不超过，超限重测该测回；各测
20、回角值互差不超过，超限重测该测站。实验：方向法测水平角目的与要求掌握方向法观测水平角的操作顺序及记录、计算方法。弄清归零、归零差、归零方向值、2c变化值的概念及各项限差的规定。注意事项应选择远近适中、易于瞄准的清晰目标作为起始方向，如果方向数为3可以不归零。限差规定：半测回归零差，同一方向值各测回互差，超限应重测。第四章 距离测量钢尺量距视距测量的原理三角高程测量的原理实验：三角高程测量 第四章 重难点重点直线定向视距测量与三角高程测量原理难点尺长方程直线定向 视距测量公式的推导钢尺量距地面点的标定直线的定线距离丈量的方法钢尺量距的误差来源尺长方程式距离丈量的方法斜量法平量法钢尺量距的误差来源
21、尺长误差温度变化误差拉力误差丈量本身的误差垂曲误差倾斜误差定线误差尺长方程式视距测量的原理视距测量及三角高程测量原理实验：三角高程测量目的与要求掌握三角高程的观测与计算方法。注意事项用中丝读数前应使竖盘水准管气泡居中，视距尺要立直，切忌前后仰。用盘右盘右计算出的高差之差不得超过去5cm。第五章 测量误差的基本知识观测误差评定精度的指标误差传播定律算术平均值及其中误差同精度观测值的中误差第五章 重难点重点误差的分类及特点中误差误差传播定理 难点误差传播定理中误差算术平均值的中误差白塞尔公式 观测误差误差的概念及来源人为误差仪器误差外界环境误差的分类系统误差偶然误差偶然误差的分布偶然误差的特性偶然
22、误差的误差分布偶然误差的特性在一定的观测条件下，偶然误差的绝对在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限度；值不会超过一定的限度；绝对值小的误差比绝对值大的误差出现绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的可能性大；的可能性大；绝对值相等的正误差的负误差出现的可绝对值相等的正误差的负误差出现的可能性相等；能性相等；当观测次数无限增多时，偶然误差的算当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值趋近于零。术平均值趋近于零。评定精度的指标中误差：在测量工作中，用来反映误差分布的密集程度的量，其大小为该组观测值所对应的标准差的近似值。同精度观测：在相同的观测条件下进行的一组观测。相对误差：中误差与观
23、测值的比值。容许误差：测量中规定的误差的限值，通常取中误差的两倍或三倍作为限差。第六章 小地区控制测量平面控制网的定位与定向导线测量外业导线测量内业计算交会定点第六章 重难点重点方位角的推算导线测量的外业导线测量的内业 难点方位角的推算导线内业计算 平面控制网的定位与定向地面点的坐标和两点间的坐标增量两点间边长和方位角直角坐标与极坐标的换算方位角真方位角磁方位角坐标方位角正方位角反方位角子午线收敛角磁偏角直角坐标与极坐标的换算直角坐标表示点位极坐标表示点位坐标正算坐标反算导线测量外业导线的布设闭合导线附合导线支导线导线测量的外业工作踏勘选点建立标志测角量边导线测量的内业闭合导线的计算角度闭合差
24、的计算角度闭合差的调整坐标方位角推算坐标增量的计算坐标闭合差的调整导线点坐标推算实例附合导线的计算角度闭合差的计算角度闭合差的调整坐标方位角推算坐标增量的计算坐标闭合差的调整导线点坐标推算实例角度闭合差的计算坐标方位角的推算闭合导线的计算附合导线的计算交会定点前方交会测边交会后方交会前方交会测边交会后方交会第七章 地形图测绘及应用地形图的基本知识测定碎部点的方法地物的测绘地形图测绘的流程地形图的应用第七章 重难点重点地形图测绘工作及流程地形的应用 难点地形图测绘工作及流程 典型地貌及其等高线山山脊山谷鞍部盆地地性线特征点地形图的基本知识地形图的概念地形图的内容地形图的比例尺地形图的图式地物符号
25、、地貌符号、注记等高线地形图的分幅与编号地形图的概念正形投影：将地面点沿铅垂线投影到投影面上并使投影前后图形的角度保持不变的投影，又称等角投影。地形图：将地物和地貌经过综合取舍，按比例缩小后用规定的符号和一定的表示方法描绘在图纸上的正形投影图。地形图的内容地形图的比例尺数字比例尺图示比例尺比例尺精度在测量工作中称相当于图上0.1mm的实地水平距离为比例尺精度。比例尺精度的意义按工作需要，多大的地物须在图上表示出来或测量地物要求精确到什么程度，由此可参考决定测图的比例尺；当测图比例尺已决定之后，可以推算出测量地物时应精确的程度。等高线等高线的原理等高距平距、坡度等高线的分类首曲线、计曲线、间曲线
26、典型地貌及其等高线等高线的特性等高线的勾绘等高线的原理等高线的特性同一条等高线上各点的高程相等。等高线是闭合的曲线，不能中断，如果在一幅图中闭合，则必定跨越邻幅或多幅后闭合。不同高程的等高线只有在绝壁或悬崖处才会相交。等高线与山脊线和山谷线正交。两等高线间的垂直距离称为平距，等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比。等高线的勾绘地形图的分幅与编号梯形分幅与编号1：100万1：50万、1：20万、1：10万1：5万、1：2.5万、1：1万1：5000矩形分幅与编号（40*50）1：50001：20001：500正方形分幅与编号1：5000（40*40）1：2000（50*50）1：1000（50
27、*50）1：500（50*50）测定碎部点的方法极坐标法经纬仪测图大平板测图方向交会法经纬仪测图大平板测图地物的测绘测绘地物的一般原则居民地的测绘道路的测绘管线的测绘水系的测绘植被的测绘地形图测绘的流程图根控制点的布设图纸的准备地物平面图的测绘地形点的测定等高线的内插与勾绘图的拼接、检查与整饰地形图的应用确定点的空间坐标确定直线的距离、方向、坡度确定指定坡度的线路绘制指定方向的断面图确定汇水面积土方量的计算确定点的坐标、两点间距离、方位、坡度绘制指定方向的断面图土方量的计算等高线法断面法方格网法第八章 施工测量点的平面位置放样极坐标法直角坐标前方交会延长线法点的高程放样水准仪法经纬仪法坡度线放样水准仪法经纬仪法角度放样距离放样第八章 重难点重点平面点位放样方法 高程放样方法坡度线放样方法极坐标法放样数据的计算安置仪器配置度盘起始值确定待放样点方向放样距离定点