日化行业测量学基础知识讲义

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量学概念：研研究地球球的形状状与大小小及其重重力场的的科学。。研究对象象：地球球表面一一个较大大的区域域甚至整整个地球球，必须须考虑地地球的曲曲率。基本任务务：建立立国家大大地控制制网，测测定地球球的形状状、大小小和研究究地球的的重力场场理论、、技术和和方法。。大地控控制网是是为研究究地球有有关的各各种科学学服务的的，并且且是施测测地形图图的重要要依据地形测量量学概念：研究小小地区地地表各类类地物形形状和大大小的科科学。。研究对象象：地球自然然表面上上一个区区域，由由于地球球半径很很大，可可以把这这块球面面当作平平面看待待而不考考虑其曲曲率。。基本任务务：测绘地地表面各各类物体体形状和和大小。。摄影测量量学利用摄影影象片来来研究地地表形状状与大小小的科学学。其任任务与地地形测量量学相同同，只是是采用的的方法不不同。工程测量量学概念：研究解解决工程程在勘测测设计、、施工放放样、运运营管理理过程中中各种测测绘问题题的科学学。研究对象象：工程中中建设的的测绘工工作。基本任务务：把地面面上的情情况描绘绘到图纸纸上，把把图纸上上设计的的建筑物物桩定到到地面上上，以及及为建筑筑物施工工过程中中和竣工工后所产产生的各各种变化化而进行行的变形形观测。。地面点位位的确定定地球的形形状与大大小地面点位位确定确定地面面点位的的三个基基本要素素地面点位位确定地面点的的坐标地理坐标标高斯平面面直角坐坐标平面直角角坐标地面点的的高程地理坐标标天文地理理坐标子午面子午线（（经线））首子午面面首子午线线经度赤道纬度大地地理理坐标地球的形形状与大大小大地体水准面大地水准准面铅垂线旋转椭球球旋转椭球球面椭球元素素大地水准准面概念：与与平均海海水面相相吻合的的水准面面，是一一个复杂杂的不规规则曲面面。由于于地球的的吸引力力的大小小与地球球内部的的质量有有关，地地球内部部的质量量分布又又不均匀匀，这引引起地面面上各点点的铅垂垂线方向向产生不不规则的的变化，，因而水水准面实实际上是是一个有有微小起起伏的不不规则曲曲面。特点：①①假想的的；②不不规则且且无法用用数学式式表示；；③有无无数个；；④水准准面上任任一点的的切面与与该点的的铅垂线线方向垂垂直。高斯平面直直角坐标地图投影高斯投影地面点的高高程绝对高程假设高程高差确定地面点点位的三个个基本要素素在实际工作作中，确定定地面点位位时，往往往不是直接接测出它们们的坐标和和高程，而而是先测出出水平角、、水平距离离，以及点点之间的高高差，然后后再据此推推算地面点点的坐标和和高程。由由此可见，，距离、角度度和高差是测定地面面点位的基基本要素。。用平面代替替水准面的的限度用平面代替替水准面的的限度地球曲率对对高差的影影响测图原理与与测量工作作概述测图原理测量工作概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水准测量量水准测量原原理水准测量的的仪器与工工具水准仪的使使用水准测量的的外业和内内业实验与实习习规定实习:水准仪的使使用和普通通水准测量量第二章重重难点重点水准测量的的原理三四等水准准测量的方方法、记录录与计算水准仪的使使用难点三四等水准准测量的记记录与计算算水准测量原原理水准测量的的原理（图图）转点、测站站地球曲率的的影响水准测量原原理（图））转点、测站站水准测量的的仪器与工工具水准仪的分分类按结构按精度水准仪的构构造(图)水准测量的的工具地球曲率的的影响水准仪的结结构图水准仪的构构造望远镜视准轴、成像原理、物镜调焦焦、目镜调调焦水准器水准管零点点、水准管管分划值、、符合水准准器基座望远镜成像原理水准测量的的工具双面水准尺尺结构意义读数尺垫意义使用水准器水准仪的使使用微倾水准仪仪的使用安置仪器粗平瞄准精平读数自动安平水水准仪的使使用安置仪器粗平瞄准读数三四等水准准测量外业业计算测量编号后下丝前下丝方向及尺号标尺读数K＋黑－红高差中数备考尺上丝尺上丝后距前距黑面红面视距差d∑d115710739后A138461710A尺：K＝4787B尺：K＝468711970363前B05515239-1374376后－前+0833+0932+1+0832.5-0.2-0.2221212196后B19346621017471821前A20086796-1374375后－前-0074-0175+1-0074.5-0.1-0.3319142055后A17266513015391678前B18666554-1375377后－前-0140-0041+1-0140.5-0.2-0.5假设第一站后视点高程为475.537m,则第四站前视点的高程为476.154m。水准测量的的外业和内内业水准点与水水准路线水准测量的的外业水准测量的的内业水准测量的的外业普通水准测测量：将水水准尺立于于已知高程程的水准点点上作为后后视，水准准仪置于施施测路线附附近合适的位置，在在施测路线线的前进方方向上取仪仪器到后视视大致相等等的距离放放置尺垫，，在尺垫上上竖立水准准尺作为前前视，分别别读取后视视和前视读读数，测定定两点高差差。第一站站结束后，，记录员招招呼后尺员员向前转移移，并将仪仪器迁至第第二站，此此时第一站站的前视点点成为第二二站的后视视点，重复复至全部路路线完成。。三四等水准准测量：双面尺法、两次仪器器高法视距值等于于上下丝读读数之差乘乘100得得到。水准测量的的手簿记录（普通、三四等）及计算普通水准测测量的外业业记录及计算算测站点号视距m后视前视高差高差＋－1N1560347-128446.215转点5416312转点720306-2318N274262442.6133N2980833-0683转点9615164转点411528+1027转点4305015转点792368+1674B77069444.631双面尺法后视标尺黑面(上、下下、中丝)——前视标尺黑面（上、下下、中丝））——前视标尺红面（中丝））——后视标尺红面（中丝））三四等水准准测量外业业计算(例)①测站上计计算：高差部分：：前尺、后尺尺黑红面读读数差；黑黑红面高差差之差视距部分：：前视距、后后视距、前前后视距差差②观测结束束后的计算算与校核：：高差部分视距部分：：累积视距差差，总视距距。若测站上有有关观测限限差超限，，在本站检检查发现后后可立即重重测，若迁迁站后检查查发现则应应从水准点点或间歇点点起重新测测量。水准测量的的内业闭合差计算算闭合差的调调整按比例反其其符号加到到相应的高高差中实验和实习习规定测量仪器工工具的借领领和使用仪器工具的的借领仪器的安装装仪器的使用用仪器的搬迁迁仪器的装箱箱测量工具的的使用测量记录与与计算规则则测量记录与与计算规则则在测量手簿簿上书写前前，应准备备好硬性铅铅笔，同时时熟悉表上上各项内容容的填写与与计算方法法。记录观测数数据前，应应将表头的的仪器型号号编号、日日期、天气气、测站、、观测者及及记录者姓姓名等无一一遗漏地填填写完全。。观测读数后后，记录者者应随即在在测量手簿簿上的相应应栏内填写写，并复诵诵回报以资资检核。不得另纸记记录事后转转抄。记录时要求求字体端正正清晰，数位对齐、数字齐全全。字脚靠靠近底线；；表示精度或或占位的““0”均不不能省略。观测数据的的尾数不得得更改，读读错或记错错后必须重重测重记。如：角度度测量时，，秒级数字字出错，应应重测该测测回；水准准测量时毫毫米级数字字出错，应应重测该测测站。观测数据的的前几位若若出错时，，应用细横横线划去错错误的数字字，并在原原数字上方方写出正确确的数字。。注意不得得涂改已记记录的数据据，禁止连续更更改数字。记录数据修修改后，都都应在备注注栏内写明明原因（记记错、测错错、超限））。每站观测结结束后，必必须在现场完成规规定的计算算的检核，确认无误后后方可迁站站。数据运算应应根据所取取位数，按按“4舍6入，，5前单进进双舍的规规则进行凑凑整”。应该保持测测量手簿的的整洁，严严禁在手簿簿上书写无无关的内容容。第三章角角度测量量角度测量的的原理光学经纬仪仪经纬仪的使使用实验:经纬仪的使使用与测回回法测水平平角实验:方向法测水水平角第三章重重难点点重点角度测量原原理水平角和竖竖直角的观观测与计算算测回法方向法难点竖直角计算算公式的推推导方向法角度度观测与计计算角度测量的的原理光学经纬仪仪（图）经纬仪的分分类按精度按结构经纬仪的构构造基座、照准准部、转动动控制装置置、主要轴轴线度盘与读数数设备测微尺读数数装置平行玻璃测测微器读数数装置光学经纬仪仪结构图平行玻璃测测微器读数数装置测微尺读数数装置经纬仪的使使用水平角的观观测经纬仪的安安置水平角的观观测方法竖直角的观观测竖直角的计计算公式指标差的计计算竖直角的测测定竖直角的计计算竖盘指标自自动归零装装置水平角的观观测方法测回法:只只适用于测测站上观测测两个方向向之间的单单角.方法:盘左左A→盘左左B→盘右右B→盘右右A两项限差:半测回角角值互差40、各测测回值互差差24计算方向法:适适用于一个个测站上观观测两个以以上方向.方法:盘左左A→盘左左B→盘左左C→盘左左D→盘左左A→盘右右A→盘右右D→盘右右C→盘右右B→盘右右A三项限差：：半测回归归零差18、2C互互差、各测测回方向差差24计算测回法计算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A00024872624872618B872648右A1800012872612B2672624方向法计算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°′″°′″°′″°′″°′″O1ABCDA00023670233622819242541754002301800236250234248193074175418002360-06-060-060023400236702339228192725417540023300000702105228165325415200000070205622816482541516O2ABCDA900312160240631820003441830900318270031234023541381954164182427003120+12+06+06+069003121602400318195734418279003150000070204622816432541513竖直角的计计算公式（1）竖直角的计计算公式（（2）指标差的计计算竖直角的计计算（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592030+30303945右3004000B左1240342+36-340324右2355654经纬仪的使使用与测回回法测水平平角目的与要求求了解J6光光学经纬仪仪的基本构构造及主要要部件的名名称和作用用。掌握经纬仪仪的操作方方法及水平平度盘读数数的配置方方法。掌握测量回回法观测水水平角的观观测顺序、、记录和计计算方法。。注意事项瞄准目标时时，尽可能能瞄准其底底部，以减减少目标倾倾斜引起的的误差。同一测回观观测时，切切勿误动复复测扳手或或度盘变换换手轮，以以免发生错错误。观测过程中中若发生气气泡偏移超超过一格时时，应重新新整平重测测该测回。。计算半测回回值时，当当左目标读读数a大于于右目标b时，应加加360。。限差要求：：对中误差差小于3mm，上下下半测回角角值互差不不超过，超超限重测该该测回；各各测回角值值互差不超超过，超限限重测该测测站。实验：方向向法测水平平角目的与要求求掌握方向法法观测水平平角的操作作顺序及记记录、计算算方法。弄清归零、、归零差、、归零方向向值、2c变化值的的概念及各各项限差的的规定。注意事项应选择远近近适中、易易于瞄准的的清晰目标标作为起始始方向，如如果方向数数为3可以以不归零。。限差规定：：半测回归归零差，同同一方向值值各测回互互差，超限限应重测。。第四章距距离测量量钢尺量距视距测量的的原理三角高程测测量的原理理实验：三角高程测测量第四章章重重难难点重点直线定定向视距测测量与与三角角高程程测量量原理理难点尺长方方程直线定定向视距测测量公公式的的推导导钢尺量量距地面点点的标标定直线的的定线线距离丈丈量的的方法法钢尺量量距的的误差差来源源尺长方方程式式距离丈丈量的的方法法斜量法法平量法法钢尺量量距的的误差差来源源尺长误误差温度变变化误误差拉力误误差丈量本本身的的误差差垂曲误误差倾斜误误差定线误误差尺长方方程式式视距测测量的的原理理视距测测量及及三角角高程程测量量原理理实验：：三角角高程程测量量目的与与要求求掌握三三角高高程的的观测测与计计算方方法。。注意事事项用中丝丝读数数前应应使竖竖盘水水准管管气泡泡居中中，视视距尺尺要立立直，，切忌忌前后后仰。。用盘右右盘右右计算算出的的高差差之差差不得得超过过去5cm。第五章章测测量量误差差的基基本知知识观测误误差评定精精度的的指标标误差传传播定定律算术平平均值值及其其中误误差同精度度观测测值的的中误误差第五章章重重难难点重点误差的的分类类及特特点中误差差误差传传播定定理难点误差传传播定定理中误差差算术平平均值值的中中误差差白塞尔尔公式式观测误误差误差的的概念念及来来源人为误误差仪器误误差外界环环境误差的的分类类系统误误差偶然误误差偶然误误差的的分布布偶然误误差的的特性性偶然误误差的的误差差分布布偶然误误差的的特性性在一定定的观观测条条件下下，偶偶然误误差的的绝对对值不不会超超过一一定的的限度度；绝对值值小的的误差差比绝绝对值值大的的误差差出现现的可可能性性大；；绝对值值相等等的正正误差差的负负误差差出现现的可可能性性相等等；当观测测次数数无限限增多多时，，偶然然误差差的算算术平平均值值趋近近于零零。评定精精度的的指标标中误差差：在在测量量工作作中，，用来来反映映误差差分布布的密密集程程度的的量，，其大大小为为该组组观测测值所所对应应的标标准差差的近近似值值。同精度度观测测：在在相同同的观观测条条件下下进行行的一一组观观测。。相对误误差：：中误误差与与观测测值的的比值值。容许误误差：：测量量中规规定的的误差差的限限值，，通常常取中中误差差的两两倍或或三倍倍作为为限差差。第六章章小小地地区控控制测测量平面控控制网网的定定位与与定向向导线测测量外外业导线测测量内内业计计算交会定定点第六章章重重难难点重点方位角角的推推算导线测测量的的外业业导线测测量的的内业业难点方位角角的推推算导线内内业计计算平面控控制网网的定定位与与定向向地面点点的坐坐标和和两点点间的的坐标标增量量两点间间边长长和方位角角直角坐坐标与与极坐坐标的的换算算方位角角真方位位角磁方位位角坐标方方位角角正方位位角反方位位角子午线线收敛敛角磁偏角角直角坐坐标与与极坐坐标的的换算算直角坐坐标表表示点点位极坐标标表示示点位位坐标正正算坐标反反算导线测测量外外业导线的的布设设闭合导导线附合导导线支导线线导线测测量的的外业业工作作踏勘选点建立标标志测角量边导线测测量的的内业业闭合导导线的的计算算角度闭闭合差差的计计算角度闭闭合差差的调调整坐标方方位角角推算算坐标增增量的的计算算坐标闭闭合差差的调调整导线点点坐标标推算算实例附合导导线的的计算算角度闭闭合差差的计计算角度闭闭合差差的调调整坐标方方位角角推算算坐标增增量的的计算算坐标闭闭合差差的调调整导线点点坐标标推算算实例角度闭闭合差差的计计算坐标方方位角角的推推算闭合导导线的的计算算附合导导线的的计算算交会定定点前方交交会测边交交会后方交交会前方交交会测边交交会后方交交会第七章章地地形形图测测绘及及应用用地形图图的基基本知知识测定碎碎部点点的方方法地物的的测绘绘地形图图测绘绘的流流程地形图图的应应用第七章章重重难难点重点地形图图测绘绘工作作及流流程地形的的应用用难点地形图图测绘绘工作作及流流程典型地地貌及及其等等高线线山山脊山谷鞍部盆地地性线线特征点点地形图图的基基本知知识地形图图的概概念地形图图的内内容地形图图的比比例尺尺地形图图的图图式地物符符号、、地貌貌符号号、注注记等高线线地形图图的分分幅与与编号号地形图图的概概念正形投投影：：将地地面点点沿铅铅垂线线投影影到投投影面面上并并使投投影前前后图图形的的角度度保持持不变变的投投影，，又称称等角角投影影。地形图图：将将地物物和地地貌经经过综综合取取舍，，按比比例缩缩小后后用规规定的的符号号和一一定的的表示示方法法描绘绘在图图纸上上的正正形投投影图图。地形图图的内内容地形图图的比比例尺尺数字比比例尺尺图示比比例尺尺比例尺尺精度度在测量量工作作中称称相当当于图图上0.1mm的实实地水水平距距离为为比例例尺精精度。。比例尺尺精度度的意意义按工作作需要要，多多大的的地物物须在在图上上表示示出来来或测测量地地物要要求精精确到到什么么程度度，由由此可可参考考决定定测图图的比比例尺尺；当测图图比例例尺已已决定定之后后，可可以推推算出出测量量地物物时应应精确确的程程度。。等高线等高线的原原理等高距平距、坡度度等