工程测量期末总结概念(基础知识).pdf

第 1 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 目录 第一章测量学基础 2 第二章水准测量 5 第三章角度测量 7 第四章距离测量与直线定向 7 第六章小区域控制测量 8 第 2 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 第一章测量学基础 第一节测量学的任务及作用基本概念 1 测量学 是研究地球形状和大小及确定地球表面 含空间 地表 地下 和海洋 物体的空间位置 并对空间位置信息进行处理 储存 管理的 科学 2 测量学的分类 大地测量学 普通测量学 工程测量学 海洋测量学 地图测量学 地图制图学 3 测量学的两项不同性质的工作 1 测定 测定是指使用测量仪器和工具 用一定的测量程序和方法 获得地面点位置的相关数据 或者将地面的地物地貌按一定的比例用 特定的图例符号绘制成地形图 2 测设 测设是指使用测量仪器和工具 根据已有的控制点或地物 点 按照设计要求 采用一定方法 将图样上规划设计好的建 构 筑物的位置标定到地面上 作为依据指导施工 第二节 地面点位的表示方法 1 水准面 人们设想以一个静止不动的海水面延伸穿越陆地 形成一个 第 3 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 闭合的曲面包围整个地球 这个闭合曲面称为水准面 2 水平面 与水准面相切的平面称为水平面 3 大地水准面 与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面 也可已 称为绝对水准面 它是测量工作的基准面 4 铅垂线 重力的方向线称为铅垂线 它是测量工作的基准线 重力 组成 离心力 地球引力 5 椭球体 人们采用数学中最接近大地体的一个旋转椭球体来代替地球 的总形状 称为椭球体 6 决定地球椭圆体形状和大小的参数为椭圆的长半径短半径及扁率其 关系式为 b ba 7 几个重要的数据 1 珠穆朗玛峰的高程为 8844 43529m 2 地球半径为 6371Km 3 1956 年黄海高程体系高程为 72 289 4 1985 国家高程基准体系 72 260 5 1954 北京坐标的大地原点位于前苏联普尔科伐天文台 6 1980 西安坐标体系的大地原点位于我国陕西省西安市泾阳县 永乐镇石际寺村 第 4 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 8 工程建设中常采用的有以下三种坐标系统 1 地理坐标 2 高斯 平面直角坐标 3 独立平面直角坐标 9 坐标体系的特点 测量使用平面直角坐标是以 两条互相垂直线的交点为坐标 原点 南北方向的纵轴 为 x 轴 以 东西方向的横轴 为 y 轴 顺时针 注记 地面点位若用地理坐标表示 应为 经度 纬度 和绝对高程 10 相对高程 地面点到假定水准面的铅垂距离 称为该点的相对高程 假定高程 11 绝对高程 地面点到大地水准面的铅垂距离 称为该点的绝对高程 又称海拔 12 高差 地面点的高程之差 称为高差 第三节 测量工作概述 1 测量的基本工作是 高差测量 角度测量 水平距离测量 通常 将水平 角 方向角 距离和高程为确定地面点位的三要素 2 测量工作的基本原则 1 从整体到局部 先控制后碎部的原则 2 前一 步工作未作检核不进行下一步工作的原则 x y 第 5 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 3 测量工作的基本要求 1 质量第一的观念 2 严肃认真的工作态度 3 保持测量成果的真实 客观和原始性 4 要爱护测量仪器与工具 第二章水准测量 第一节水准测量原理 1 水准仪的原理 水准测量是一种利用水平视线测量两个地面点高 差的方法 实现这种方法的仪器称为水准仪 2 高差法 根据后视点的已知高程 利用高差来计算前视点高程 这种方法称为高差法 HB HA Hab 3 仪器高法 利用仪器的视线高程 Hi 计算出前视点的高程 HB 这种方 法称为视线高法 Hi HA a HB Hi b 第二节水准测量工具的使用 1 水准管零点 水准管内表面纵向圆弧的中心 称为水准管零点 2 水准管轴 通过零点与圆弧相切纵向直线 LL 称为水准管轴 3 圆水准器轴 圆水准器内表面被研磨成球面 球面的正中刻有圆圈 其圆心称为圆水准器的零点 过零点的球面法线 L L 称为圆水准器 轴 4 视差 观测者的眼睛在仪器目镜处进行出上下移动时 如果看见十 字丝的中丝在水准尺上的读书发生变化 这种现象称为视差 5 视差原因 水准尺的像与十字丝未能成像到同一竖直平面 或者说 是目镜对光螺旋和物镜对光螺旋的位置没有调整好 6 消除视差方法 仔细反复地转动物镜对光物镜对光螺旋和目镜对光 螺旋 使视差逐步变小 直到水准尺与十字丝成像到同一竖直平面为 第 6 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 止 7 闭合水准路线 从已知高程点出发进行水准测量 最后又回到原出 发点 8 支水准路线 从已知水准点出发进行水准测量 既不闭合也不符合 的水准线路称为支水准线路 9 符合水准线路 从已知水准点出发进行水准测量 最后又回到另一 已知水准点的测量方法 10 转点 在进行水准测量时 当已知高程的水准点距待测的高程点 距离过远 或高程过大时 就需要在两点间加设若干个立尺点 分段 设站 进行观测 加设这些立尺点 并不需要测定其高程 它们不需 要测量高程 它们只起传递高程作用 称为转点 TP 表示 11 普水准测量中的计算检核 hba hHAHB 12 测站检核 为了保证每个测站高差的正确性 必须在每个测站上 进行观测数据与记录数据的正确检核 以检核每个测站上所测得的高 差是符合精度要求 这种检核称为测站检核 13 两种水准仪的区别 自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋 操 作时只需粗略整平 无需精平 就可照准水准尺读数 14 水准测量的误差来源 三个方面 1 仪器误差 2 观测误差 3 外界条 件的影响 15 水准仪组成部分 望远镜 水准器 基座 16 望远镜组成部分 目镜 物镜 对光透镜 十字丝分划板 17 视距丝 十字丝的上 下对称的两根短丝是用来测量距离的 第 7 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 18 水准测量的步骤 安置仪器 粗略整平 瞄准水准尺 精确整平 读数 19 水准测量将仪器放到前后两点等距处 可以消除或减弱水准管轴 不平行于视准轴存在的 i 角误差 地球曲率误差和大气折光误差对测 量结果的影响 第三章角度测量 第一节角度的概念 1 水平角 相交于一点的两条方向线 投影到水平面上所夹得的角 度 称为水平角度 简称水平角 2 竖直角 在同一竖直面内 视线与水平线之间的夹角 称为竖直 角度 简称竖直角 4 照准部水准管的作用 精平装置 5 经纬仪使用步骤 仪器安置 对中整平 照准 读数 6 全圆方向观测法 用方向观测法进行角度测量时 如果观测方向 数较多 需要进行归零 称为全圆方向观测法 7 方向观测法 用方向观测法进行角度观测时 如果观测角度较少 不需要进行归零 称为简单方向观测法 简称方向观测法 8 经纬仪的组成部分 照准部 水平度盘 基座 第四章距离测量与直线定向 第一节 钢尺量距 1 水平距离 地面上两点垂直投影到水平面的直线距离 称为水平距离 第 8 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 2 直线定向 进行距离测量时 若地面上两点的距离超过一整尺段 或地势起伏较大较大时 需要在两点的连线方向上标定出若干个 点 将全长分成几个小于或等于尺长的的分段 称为直线定线 3 相对误差 距离测量时 往返测量的绝对误差与其平均值之比 并化成分子为一的分数形式 称为相对误差 用 K 表示即 K DD D D D DD 1 返往 4 温度对钢尺量距的影响 夏天温度高量短了 冬天温度低 量长了 4 尺长误差 是指因钢尺的名义长度和实际不相等产生的误差 5 用平量法丈量距离的三个基本要求是 尺子要拉平 标杆要立直 且定线要直 对点投点和读数要准确 第二节直线定向 1 常用的标准方向 真子子午线方向 磁子午线方向 坐标纵轴方向 2 真子午线方向 通过地球某点的真子午线的切线方向 称为该点 的真子午线方向 3 磁子午线方向 磁针在地面某点自由静止时所指的方向 就是该 点的磁子午线方向 4 坐标纵轴方向 测量平面直角坐标系中纵轴 X 轴 方向 称为 坐标纵轴方向 5 方位角 从直线起点出的标准方向北端起 到直线的水平角 称 为直线的方位角 6 象限角 从直线端点的子午线北端或南端至直线间的锐角 称为 第 9 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 直线的象限角 第六章小区与控制测量 1 控制点 在测区内依据测量规则和工作需要 选择若干个有控制意 义的点 2 控制网 控制点按一定和规律 整体构成的几何图形 3 小区域控制测量 在面积小于 15 范围内建立的控制网 4 首级控制网 小区域平面控制网 应根据测区面积的大小 按精度 要求分级建立 在全区范围内建立的精度最高的控制网 5 图根控制网 为地形测量而建立的控制网 点称为图根点 6 小区与控制测量 常用的的方法有水准测量 三角高程测量 7 交会测量 是用三角关系进行计算的 是三角测量的简单方式 包括角度前方交会 侧方交会 后方交会 和距离交会 9 为了消除或减弱地球曲率和大气折光的影响 三角高程测量一般应 进行对向观测 也称直 反觇观测 8 导线点 用导线测量的方法建立的控制点 9 导线测量 就是依次测定个导线边长和各转折角根据起算数据推算 出各边的坐标方位角 从而求出各导线点大坐标 9 导线外业测量工作 踏勘选点 建立标志 边长测量 角度测量 10 坐标正算 根据直线起点坐标 直线长度及坐标方位角 计算直 线的坐标正算 11 坐标反算 根据直线两端点的已知坐标 计算直线的长度及坐标 方位角 称为坐标反算 第 10 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 水准仪及经纬仪应满足的几何形位 圆水准器轴 L L 竖轴 VV视准轴 CC横轴 HH水准管轴 LL 水 准 仪 L L VV 横丝 VV LL CC 经 纬 仪 LL VV CC HH HH 光学对中 器的视线 VV重 合 X 0 目 的 当 气 泡 居中时 LL水 平 vv 铅垂 水 平 度 盘 水平 望远镜绕 HH 旋 转 时 CC 移 动轨迹为 一铅垂面 可 检 查 目标是否倾 斜或照准位 于该铅垂面 内任意位置 目标 使竖轴旋转 中心 水平 度盘中心 位于过测站 的铅垂线上 便于竖直角 观测 第 11 页哈尔滨铁道职业技术学院工程测量专业张昆仑编写 水准仪 水准仪与经纬仪的检验与校正 L L VV 圆水 准器 与竖 轴 使 圆 水 准 器 平 行 与 仪 器竖轴 圆 水 准 器 气 泡 居中时 竖 轴 便 于 铅 垂 位置 检验方法 使圆水准 器气泡居中 旋转仪 器 180 如果气泡居 中 则表示该几何条 件满足 如果气泡偏 出分划圈外 则需要 校正 校正方位 当圆水准器气泡 居中时 圆水准器轴处于铅 垂位置 校正 用校正螺丝 校正一半 用脚螺旋