建筑工程测量（高职）全套教学课件

建筑工程测量全套可编辑PPT课件绪论项目1台阶高程的测定项目2角度测量项目3距离测量项目4全站仪的应用项目5平面控制测量项目6高程控制测量项目7地形图测绘项目8地形图的应用项目9施工测量的基本工作项目10民用建筑施工测量项目11工业建筑施工测量项目12建筑物的变形观测一、建筑工程测量的内容和任务

（一）建筑工程测量的内容

测量学是研究获取反映地球形状、地球重力场、地球上自然和社会要素的位置、形状、空间关系、区域空间结构数据的科学和技术。根据研究的具体对象及任务的不同，传统上又将测量学分为大地测量学、地形测量学、摄影测量和遥感学、工程测量学和地图制图学。

建筑工程测量主要内容包括测定和测设两个部分。

绪论（二）建筑工程测量的任务

建筑工程测量是研究工业与民用建筑在勘察、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作，其主要任务包括：1．测绘大比例尺地形图2．建筑物的施工放样3．竣工总平面图的编绘4．建筑物的变形观测

绪论二、建筑工程测量的研究对象和方法

（一）地球的形状和大小

我们可以设想地球的整体形状是被海水所包围的球体，即设想将一静止的海洋面扩展延伸，使其穿过大陆和岛屿，形成一个封闭的曲面，如图0-1（a）所示。

人们进一步设想，用一个与大地体非常接近又能用数学式表述的规则球体即旋转椭球体来代表地球的形状。如图0-1（b）所示，它由椭圆NESW绕短轴NS旋转而成。旋转椭球体的形状和大小由椭球基本元素确定，a为长半轴，b为短半轴,如表1-1所示。

绪论绪论图0-1地球的表面和旋转椭球体绪论表1-1椭球的元素表椭球名称长半轴a（m）短半轴b（m）扁率f计算年代和国家贝塞尔637739763560791∶299.1521841德国海福特637838863569121∶297.01910美国克罗索夫斯基637824563568631∶298.31940前苏联1975国际椭球637814063567551∶298.2571975国际第三个推荐值WGS-84637813763567521∶298.2571984国际第四个推荐值

（二）地面点位的表示方法1．坐标系统

坐标系统用来确定地面点在地球椭球面或投影平面上的位置。测量上通常采用地理坐标系统、高斯平面直角坐标系统、独立平面直角坐标系统和WGS-84坐标系统。

（1）地理坐标系统

地理坐标系统是用经度、纬度来表示地面点位置的坐标系。若用天文经度、天文纬度来表示则称为天文地理坐标系，若用大地经度、大地纬度来表示则称为大地地理坐标系。我国目前使用的大地坐标系，是以位于陕西省泾阳县境内的国家大地点为起算点建立的统一坐标系，称为1980年国家大地坐标系。

绪论

（2）高斯平面直角坐标系

如图0-2所示，设想将截面为椭圆的柱面套在椭球体外面，使柱面轴线通过椭球中心，并且使椭球面上的中央子午线与柱面相切，而后将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面沿过南北极的母线剪开展平，即成为高斯投影面。

绪论图0-2高斯投影

六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第1、2、…、60带；三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第1、2、…、120带，如图0-3所示。

绪论L0：六度带中央子午线经度L：六度带分带子午线经度n：六度带编号n'：三度带编号

图0-3高斯投影分带

（3）平面直角坐标系

当测区范围较小（半径≤10km）时，可将地球表面视作平面，直接将地面点沿铅垂线方向投影到水平面上，用平面直角坐标系表示该点的投影位置。

（4）WGS84坐标系WGS84坐标系是GPS所采用的坐标系，WGS为WorldGeodeticSystem的缩写，意思为世界大地坐标系。该坐标系由美国国防部于1984年发布，其几何定义为：原点在地球质心，z轴指向国际时间局BIH于1984年定义的协议地球极（CTP）方向，x轴指向BIH于1984年定义的零子午面和CTP赤道面的交点，y轴通过右手定则确定，如图0-5所示

绪论绪论图0-4平面直角坐标系

图0-5WGS84坐标系2．高程系统

地面点至水准面的铅垂距离，称为该点的高程。地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程（简称高程）或海拔高度，用H表。建国以来，我国把以青岛市大港1号码头两端的验潮站多年观测资料求得的黄海平均海水面作为高程基准面，其高程为0.000m，建立了1956年黄海坐标系。后来又在青岛市观象山建立了中华人民共和国水准原点其高程为72.289m。随着观测资料的积累，我国于1985年精确地确定了黄海平均海水面，并重新推算出国家水准原点的高程为72.260m，由此建立了1985高程系统，作为统一的国家高程系统，1987年开始启用。

绪论三、测量工作的程序和原则

在做测量工作时，不可避免地会产生误差，甚至发生错误。因此，养成一个良好的测量习惯，规范自己的测量原则，就能最大程度地减这些问题的发生。总体而言，测量工作应必须遵循以下原则。

（一）整体性原则

（二）控制性原则

（三）等级性原则

绪论谢谢建筑工程测量【项目导读】

高程测量是指确定地面点高程的测量工作。一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，又称海拔或绝对高程。

测量高程通常采用的方法有：水准测量和三角高程测量。其中，水准测量是测定两点间高程的主要方法，也是最精密的方法。本项目将详介绍使用水准测量方法来测量台阶的高程。

项目一

台阶高程的测定任务一

水准仪的架设任务目标

熟悉水准仪的构造，水准测量的原理；熟练掌握水准仪的架设方法和使用水准仪进行读数的方法。相关知识

一、水准仪简介

水准仪是水准测量中最主要的仪器，其作用是提供一条水平视线（视准轴），并能照准水准尺进行读数。

如果按构造划分，水准仪可分为普通微倾式水准仪、自动安平水准仪与电子水准仪。这里我们主要介绍普通微倾式水准仪，其构造如图1-1所示。

项目一

台阶高程的测定图1-1普通微倾式水准仪

项目一

台阶高程的测定

（一）望远镜

望远镜是构成水平视线、瞄准目标并对水准尺进行读数的主要部件，它主要由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板，如图1-2所示。图1-2水准仪视准轴

项目一

台阶高程的测定

（二）水准器

水准器用来整平仪器，从而供操作人员判断视准轴是否水平。水准器分为圆水准器和管水准器两种。

圆水准器为一密闭的玻璃圆盒，其顶面内壁为球面，内装有乙醚溶液，密封后留有气泡。球面中心有圆形分划圈，圆圈的中心为圆水准器零点，零点与球面球心的连线为圆水准轴（见图1-3左图）。

管水准器又称水准管，它是一个玻璃管，其纵向内壁被磨成一定半径的圆弧，圆弧的中心点（最高点）为水准管的零点。管内装有乙醚溶，并留有一个气泡。当气泡位于零点时，称气泡居中，此时水准轴处于水平位置，否则，水准轴处于倾斜位置（见图1-3右图）。

项目一

台阶高程的测定图1-3水准仪的圆水准器和管水准器

项目一

台阶高程的测定

二、水准尺与尺垫

水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有2m、3m、5m等多种长度和整尺、尺、塔尺等多种类型。水准尺按精度高低可分为普通水准尺和精密水准尺。

普通水准尺多用木料、铝材和玻璃钢制成，其尺长多为3m，两根为一副，且为双面（黑、红面）刻划，每隔1cm印刷有黑白或红白相分划，每分米处注有数字，如图1-4左图所示。

对一对水准尺而言，黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数，两尺的红面尺底端分别从常数4687mm和4787mm始，称为尺常数K（用于检核），即K1=4.687m，K2=4.787m。

项目一

台阶高程的测定图1-4水准尺与尺垫

项目一

台阶高程的测定

三、水准测量的原理

水准测量是获得点高程的常用测量手段，也是高程测量精度最高的一种方法。

如图1-5所示，若已知A点的高程为HA（称已知高程点），现在要测定B点的高程HB（称为待测高程点），则只要测定A、B两点间的高hAB即可。则B点高程为HB=HA+hAB

而要测定hAB，可在A、B点间O处（称为测站）安置一台可提供水平视线的水准仪，然后通过水准仪的视线在A点（称为后视点）水准尺称为后视尺）上读数，记为a（称为后视读数）；在B点（称为前视点）水准尺（称为前视尺）上读数，记为b（称为前视读数）。则hAB=a－b

项目一

台阶高程的测定图1-5水准测量的原理

项目一

台阶高程的测定任务实施

步骤1

安置三脚架，并将水准仪固定到三角架上。

（1）各个小组在台阶前分别选择一个空旷的地方安置三脚架。先拿起三脚架，松开三脚架架腿上三个伸缩螺旋，抽出架腿上的活动腿，将其调整至适当高度（使三脚架大致与肩平齐），然后拧紧伸缩螺旋。

（2）张开架腿，使脚尖大致呈等边三角形，摆动架腿使架头大致水平，踩实三脚架。

（3）将水准仪用中心连接螺旋固定在脚架上，并使基座连接板三边与架头三边对齐，如图1-6所示。

项目一

台阶高程的测定图1-6安置三脚架

项目一

台阶高程的测定

步骤2

粗平水准仪。主要是通过调整水准仪的脚螺旋，使圆水准器气泡居中，以使水准仪竖轴大致铅直。

（1）任选两个脚螺旋1、2，双手相向等速转动这对脚螺旋，使气泡移动至与1、2连线垂直且过零点的直线上，如图1-7（a）所示。

（2）转动另一个脚螺旋3，使圆水准器中的气泡移动到零点位置（小圆圈内），如图1-7（b）所示。

项目一

台阶高程的测定图1-7粗平

步骤3

瞄准水准尺。主要是通过使望远镜对准水准尺，清晰地看到目标和十字丝成像，以便准确地进行水准尺读数。

（1）在离水准仪几米的地方，先将尺垫踩实，将水准尺立在尺垫的半球顶端，然后站在尺后，双手握住把手，两臂紧贴身躯，借助尺上水准器气泡（气泡居中即为已竖直）将尺竖直立在尺垫上，如图1-8（a）所示。

（2）将水准仪望远镜朝向明亮背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝影像清晰；然后旋松制动螺旋，通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准尺，随即拧紧制动螺旋，如图1-8（b）所示。

（3）转动物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰，然后转动微动螺旋，使十字丝竖丝与水准尺分划线一侧边缘重合，如图1-8（b）所示。

项目一

台阶高程的测定图1-8瞄准水准尺

项目一

台阶高程的测定

步骤4

精平。如图1-9（a）所示，调节微倾螺旋，透过水准管放大镜观察水准管气泡，使其两半弧影像符合成一光滑圆弧，这时视准轴已精确水平。图1-9（b）、图1-9（c）所示水平管气泡形状显示水准仪未精平。

项目一

台阶高程的测定图1-9精平水准仪

步骤5

读数。在读数前应判明水准尺的注记、分划特征和零点常数，以免读错。望远镜十字丝的中丝所对的水准尺的读数即为我们需要读取的读数。

读数时要按从小到大的顺序读取，并依次读取分米、厘米、毫米，其中，毫米为估读。如图1-10所示，水准尺上“E”形的最长边为分米的整数位（如19分米、20分米），相邻两分米之间被分为10等分，每一黑色条或白色条的边缘均为厘米整数位。读数时可先根据中丝所在位置读出“分米”数，然后将其转换为“米”数。

例如，本例中的“分米”读数为19分米，则记为1.9m；接下来再根据中丝所在位置读出“厘米”数。在本例中，中丝处于4厘米与5厘米之间，则读数记为0.04m；最后估读不足1厘米的“毫米”数，本例约为8mm（即0.008m）。综合起来，4位的全读数为1.948m。

项目一

台阶高程的测定

项目一

台阶高程的测定图1-10水准尺读数任务二

使用水准仪测量台阶高程任务目标

熟练掌握水准测量的步骤以及高程的计算方法。相关知识

一、水准点

用水准测量方法测定高程时建立的高程控制点称水准点。需要长期保存的水准点一般用混凝土或石头制成标石，中间嵌半球型金属标志，埋设在冰冻线以下0.5m左右的坚硬土基中，并设防护井保护，称为永固性水准点。

项目一

台阶高程的测定

二、水准路线

水准测量进行的路线称为水准路线。根据测区情况和需要，建筑工程建设中水准路线可布设成以下形式。

（1）闭合水准路线

如图1-11（a）所示，从一已知高程点BM.A出发，沿线测定待测高程点1、2、3、…的高程后，最后闭合在点BM.A上。这种水准测量路线称为闭合水准路线，多用于面积较小的块状测区。

（2）附合水准路线

如图1-11（b）所示，从一已知高程点BM.A出发，沿线测定待测高程点1、2、3、…的高程后，最后符合在另一个已知高程点BM.B上。这种水准测量路线称附合水准路线，多用于带状测区。

项目一

台阶高程的测定

（3）支水准路线

如图1-11（c）所示，从一已知高程点BM.A出发，沿线测定待测高程点1、2、3、…的高程后，即不闭合又不附合在已知高程点上。这种水准测量路线称为支水准路线。由于支水准路线不具有检核功能，因此，通常要进行往返测量，以便用于检核。

项目一

台阶高程的测定图1-11水准测量的布设形式任务实施

执行任务前，首先确定一个水准点作为已知水准点，然后在台阶上用红漆标注几个待测点，记为B、B1、B2……等。每个小组从已知水准点BM点开始，通过闭合水准路线测定台阶上各待测点的高程。

为了更好地使同学们理解计算过程，我们选取从已知水准点BM点测定待测点B点这段路线来进行讲解。假设BM点的高程HBM=40.685m，则测定台阶待测点B点高程的步骤如下（参见图1-12）。

项目一

台阶高程的测定

项目一

台阶高程的测定图1-12台阶高程测量示意图

步骤1

将后视尺立于BM点上，在路线前进方向距离为D（不超过100m为宜）的适当位置选择一点ZD1，作为临时的高程传递点，称为转点；然后在ZD1点放上尺垫并踩实，将前视尺立于其上；接下来将水准仪架设在两水准尺的中间位置，并粗平。

步骤2

照准BM点后视尺，精平仪器，读取后视读数a1（如1.384m）；照准ZD1点前视尺，精平仪器，读取前视读数b1（如1.179m）。将数据记入水准测量手簿中（表1-3），则h1=a1－b1=1.384－1.179=0.205m。

步骤3

将BM点水准尺移至与ZD1点距离为D1（依然以不超过100m为宜）的ZD2点上，并架好；将水准仪移至ZD1与ZD2的中间位置并粗平；将ZD1点水准尺标记面面向仪器。

项目一

台阶高程的测定

步骤4

照准ZD1点水准尺，精平仪器后读取读数a2（如1.479m）；照准ZD2点水准尺，精平仪器后读取读数b2（如0.912m）。将读数记入水准测量手簿中，则h2=a2－b2=1.479－0.912=0.567m。

步骤5

按照步骤3、4依次连续设站施测，直至测到待测点B点，结果如表1-3所示。

步骤6

由于各测站的高差为hi=ai－bi（i=1,2,3…）

则B点和BM点之间的高差为H=∑hi=∑ai－∑bi=1.684m

则B点的高程为HB=HBM+H=40.685+1.684=42.369m

项目一

台阶高程的测定

步骤7

为了检核测量结果，可从B点进行返测，从而使测量线路成为闭合水准线路。返测的测量方法与往测完全相同，同时，还应将相关测量数据记录在水准测量簿中。

项目一

台阶高程的测定仪器型号：

日期：

观测：

计算：仪器编号：

记录：

复核：测站测点水准尺读数（m）高差（m）高程（m）备注1BM1.3840.20540.685ZD11.1792ZD11.4790.56740.890ZD20.9123ZD21.4980.91241.457B0.586表1-3水准测量手簿谢谢建筑工程测量【项目导读】

在建筑工程测量中，角度测量是除高程测量之外的另一项重要测量。角度测量主要用来测量水平角或竖直角的角度。其中，水平角是一点到两个目标的方向线垂直投影在水平面上的所成的夹角；竖直角是一点到目标的方向线和一特定方向（通常为水平方向或天顶方向）之间在同一个竖直面内的夹角。此外，水平方向和目标方向间的夹角称为天顶距。

角度的度量常用60分制和弧度制。60分制即一周为

、

为

、

为

；弧度制采用圆周角的

分之一为1弧度。1弧度约等于

。

角度测量主要使用经纬仪。本项目将详细介绍经纬仪的构造，经纬仪的架设方法和使用经纬仪测定水平角和竖直角的方法。

项目二

角度测量任务一

经纬仪的架设任务目标

熟悉经纬仪的构造，经纬仪的架设，熟练使用经纬仪进行读数。相关知识

经纬仪简介

经纬仪是角度测量中最主要的仪器，经纬仪可分为光学经纬仪和电子经纬仪。这里我们主要介绍DJ6光学经纬仪（D表示“大地”，J表示“经纬仪”，6表示测量误差为6"），其构造如图2-1所示。

项目二

角度测量图2-1DJ6经纬仪的构造

项目二

角度测量任务实施

任务前每个小组分别在教学楼前干净的地面上用记号笔画一个“×”形作为测站点，此“×”形的交点即为测站点（标志中心），如图2-2（a）所示。

步骤1

对中

对中的目的是使经纬仪水平度盘的中心与测站点（标志中心）位于同一铅垂线上。

（1）张开三脚架，调节三脚架的活动架腿使其高度适中，目估架头水平，拧紧固定伸缩螺旋使三脚架固定；连接上经纬仪，使经纬仪基座连接板与架头三边对齐，拧紧中心连接螺旋，如图2-2（a）所示。

项目二

角度测量

（2）调节对中器的目镜调焦螺旋，使对中的分划圈清晰；再调节对中器的物镜调焦螺旋，使地面标志清晰；固定三脚架一架腿，用脚前部靠在标志中心旁边（便于在对中器中迅速找到标志中心），双手持三脚架另两架腿并不断调整其位置，同时眼睛观测对中器，使分划圈基本对准地面标志中心，最后踩实三脚架。

（3）保持三脚架架腿1不动，调节架腿2，使圆水准器气泡移动到跟1、2连线垂直且过水准器零点的直线上；调节架腿3，使气泡位于圆水准器的零点位置（小圆圈的圆心）。

项目二

角度测量

（4）松开中心连接螺旋，双手扶住经纬仪，在架头上移动仪器使标识中心刚好落在对中器的分划圈圆心上，使其精确对中，如图2-2（b）所示。图2-2经纬仪对中

项目二

角度测量

步骤2

整平

整平的目的是使仪器竖轴铅垂和水平度盘处于水平位置。

（1）松开水平制动螺旋，转动照准部使照准部水准管与两个脚螺旋1、2连线平行；双手相向转动这两个脚螺旋，使气泡处于水准管的中间位置，如图2-3（a）所示。

（2）再将照准部旋转90°，调节脚螺旋3，使气泡处于水准管的中间位置，如图2-3（b）所示。

（3）重复上述步骤，直到照准部旋转到任何位置，气泡都居中为止。

项目二

角度测量图2-3整平经纬仪

项目二

角度测量

步骤3

瞄准

角度测量时瞄准的目标一般为待测点上的测钎、花杆等。在离经纬仪几十米的地方用记号笔画一个“×”形作为待测点，把测钎垂直立于“×”形的交叉点上，如图2-4所示。图2-4经纬仪的瞄准

项目二

角度测量

（1）调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。

（2）松开水平与竖直制动螺旋，用经纬仪粗瞄准器大致瞄准待测点上的测钎；再调节物镜调焦螺旋，使眼睛能在望远镜里最清晰地看清测钎；反复调节消除视差，最后拧紧水平和竖直制动螺旋。

（3）调节水平和竖直微动螺旋，使十字丝的竖丝与测钎重合，十字丝的横丝尽量对准测钎底部。

项目二

角度测量

步骤4

读数DJ6光学经纬仪采用的读数装置是分微尺测微，它分为上下两个读数窗，上半部“H”代表水平度盘读数窗，下半部“V”代表竖直度盘读数窗。

如图2-5所示，进行水平度盘读数时，先读出位于分微尺中度盘分划线的注记度数，图中73位于分微尺内，72在分微尺外，故度数记作73°；然后以度盘分划线为指针，在分微尺上读取分数，图中指针处于4′到5′之间，记作4′；水平读数的秒值必须估读，最小估读到0.1格。由于1′=60″，所以估读的秒值一定是6′的整数倍。此处估读值为0.4′，故记作24″。把这三个读数相加，所得的水平度盘读数记作73°4′24″。

同理，进行竖直度盘读数时，所得的竖直度盘读数记作87°15′18″。

项目二

角度测量图2-5经纬仪读数

项目二

角度测量任务二

使用测回法测定水平角任务目标

熟悉测回法测定水平角的步骤，掌握测回法的数据计算及处理。相关知识

一、什么是测回法

测回法是测水平角的一个方法，此时应有一个测站和两个目标点，即有两个观测方向。

将经纬仪对中、整平后，首先用盘左观测两个目标点并计算夹角（称左半测回），然后用盘右观测两个目标点并计算夹角（称右半测回）。左半测回和右半测回合称一个测回。

项目二

角度测量

二、水平角测量原理

角度测量可分为水平角测量和竖直角测量。其中，地面上一点到两个目标点连接的两条空间方向线垂直投影在水平面上所形成的夹角，称为水平角，通常用β表示。如图2-6所示，A点、O点和B点为地面上的三点，过直线OA、OB的竖直面V1、V2在水平面上的投影为直线

、

，所夹的角

就是直线OA和OB之间的水平角。

为了测定水平角，我们设想在过O点的铅垂线上，水平地安置一个刻度盘（称为水平度盘），使刻盘刻划中心（称为度盘中心）o与O在同一铅垂线上。竖直面V1、V2与水平度盘相交于直线oA“、oB”。设直线oA“、oB”在水平度盘上的读数分别为a、b（称为方向观测值，简称方向值）。

项目二

角度测量图2-6水平角的测量原理

项目二

角度测量任务实施

测回法主要观测两个方向的单角。任务前每个小组分别在教学楼前地面上用记号笔画“×”形做一个测站点和两个待测点，三个点形成一个夹角。

步骤1

将经纬仪架设于测站点O点上，然后对中、整平经纬仪。将两个测钎分别垂直立于两个待测点A点、B点上，如图2-7所示。

项目二

角度测量图2-7测回法测角示意图

步骤2

将经纬仪的竖盘放置在观测者的左侧（称为盘左位置），转动照准部，用经纬仪精确瞄准待测点A点的测钎底部，从读数放大镜里读取水平度盘读数a；松开水平与竖直制动螺旋，顺时针转动照准部，用经纬仪精确瞄准待测点B点的测钎底部，读取水平度盘读数b。

以上观测称为上半测回，则其盘左位置的半测回角值β1（即∠AOB）为

项目二

角度测量

步骤3

松开制动螺旋，转动照准部并倒转望远镜，使经纬仪的竖盘放置在观测者的右侧（称为盘右位置），用经纬仪精确瞄准B点的测钎底部，读取水平度盘读数c；松开制动螺旋，逆时针转动照准部，用经纬仪精确瞄准待测点A点的测钎底部，读取水平度盘读数d。

以上观测称为下半测回，则其盘右位置的半测回角值β2（即∠BOA）为

上、下半测回合称为一测回，理论上β1和β2应相等，但由于各种误差的存在，使β1和β2之间存在一个差值△β，当△β＜△β容（称为容许误差，对于DJ6经纬仪为

）时，成果合格，否则要重测。我们取上、下半测回角值的平均值作为一测回角值β，则

项目二

角度测量

步骤4

根据上述步骤2和3，配置度盘读数为略大于

和

的两个读数，用经纬仪观测两个测回，将读数记入表2-3中。

项目二

角度测量表2-3测回法观测水平角记录手簿任务三

使用方向观测法测定水平角任务目标

熟悉方向观测法测定水平角的步骤，掌握方向观测法的数据计算及处理。相关知识

什么是方向观测法

方向观测法通常用于两个以上的方向，是将其中一方向作为起始方向，然后依次观测各方向并读数，最后再次瞄准起始方向并读数的一种观测方法。

项目二

角度测量任务实施

任务前每个小组分别在教学楼前地面上用记号笔画“×”形标记一个测站点和4个待测点，4个待测点围绕测站点形成一个圆周。方向观测法测定水平角时，也需要观测多个测回。本任务分为两个测回，需要对水平度盘进行配置。

步骤1

将经纬仪架设于测站点O点上，然后对中、整平经纬仪。将4个测钎分别竖直立于四个待测点A点、B点、C点和D点上，如图2-8所示。

项目二

角度测量

项目二

角度测量图2-8方向观测法测角示意图

步骤2

选取一背景明亮、成像清楚而稳定的目标作为观测的起始目标，这里假定OA为起始方向（又称为零方向）。用盘左位置精确瞄准起始目标A点的测钎底部，配置水平度盘读数为略大于

的读数，记作a，松开水平与竖直制动螺旋，顺时针转动照准部，依次瞄准目标B点、C点、D点和A点，分别读取读数为b、c、d和e，这就是上半测回的观测工作，将读数记入表2-5中。

步骤3

松开水平与竖直制动螺旋，倒转望远镜，使竖盘处于盘右位置；然后逆时针转动照准部，依次瞄准目标A点、D点、C点、B点和A点，分别读取读数e′、d′、c′、b′和a′，这就是下半测回的观测工作。上、下半测回合称为一测回，将读数记入表2-5中。

项目二

角度测量

项目二

角度测量表2-5方向观测法观测水平角记录手簿任务四

竖直角测量任务目标

熟悉竖直角的测量原理，掌握竖直角测量的步骤以及竖直角数据的计算及处理。相关知识

一、竖直角测量原理

在同一竖直面内，地面某点至目标的方向线与水平线的夹角称为竖直角，通常用α表示。如图2-9所示，O、A为地面上的两点，作一个过方向线OA的垂直面V1，

是在垂直面上的水平线（平行于水平面），则夹角

为直线OA的竖直角。

项目二

角度测量

项目二

角度测量图2-9竖直角测量原理

欲测定竖直角，可在过OA的竖直面上安置一个竖直刻度盘（称为竖直度盘，简称竖盘），并使其刻划中心过O点，OA方向线和水平方向线与竖盘相交于两点，在竖直度盘上分别读数L、M，则所测得的竖直角α为

由此可见,α仍为两方向值之差。M为水平方向线的读数，当竖盘配置完成后即为定值，又称为初始值。M设置为90°的整倍数，即90°、180°、270°和360°。因此，测定竖直角时，只要读到目标方向线的竖盘读数，就可计算出竖直角。

项目二

角度测量

二、竖直角的计算公式

光学经纬仪的竖直度盘被固定安装在望远镜旋转轴（横轴）的一端，其刻划中心与横轴的旋转中心重合，所以在望远镜作竖直方向旋转时，度盘也随之转动。分微尺的零分划线作为读数指标线，它相对于转动的竖盘是固定不动的。根据竖直角的测量原理，竖直角是视线读数与水平线的读数之差，水平方向线的读数是固定数值，所以当竖盘转动在不同位置时用读数指标读取视线读数，就可以计算出竖直角。

竖直度盘的刻划有全圆顺时针和全圆逆时针两种。图2-10所示为盘左位置的全圆顺时针注记竖盘。当视线水平时指标线所指的盘左读数为90°，盘右读数为270°。

项目二

角度测量

项目二

角度测量图2-10竖直角计算公式分析图

图2-10（a）所示为盘左位置的全圆顺时针注记竖盘，水平方向读数为

。当视线上仰时，竖直角角值范围为

～

且为正值。此时度盘顺时针转动，盘左目标读数L小于

，则盘左竖直角为

当视线下俯时，竖直角角值范围为

～

且为负值。此时度盘逆时针转动，盘左目标读数L大于

，故公式2-6同样适用。

图2-10（b）所示为盘右位置的全圆顺时针注记度盘，水平方向读数为

。当视线上仰时，竖直角角值范围为

～

且为正值。此时度盘逆时针转动，盘右目标读数R大于

，则盘右竖直角为同理，当视线下俯时，公式2-7同样适用。取α左和α右的平均值，即得竖直角为

项目二

角度测量任务实施

各个小组在楼前空旷的地面上用记号笔画“×”形做一个测站点O点，选取楼顶角的位置作为待测点A点，通过经纬仪来测量两点之间方向线OA的竖直角，如图2-11所示。

项目二

角度测量图2-11竖直角测定示意图

步骤1

在测站点O点上架设经纬仪，然后对中、整平，用盘左位置精确瞄准楼角的待测点A点，使经纬仪望远镜十字丝中心与楼三边的交点重合，打开补偿器缩紧轮，并读取竖盘读数L，此为上半测回的观测，如图2-12所示。

步骤2

松开竖直制动螺旋，倒转望远镜，用盘右位置再次精确瞄准待测点A点，读取竖盘读数R，此为下半测回的观测，上、下半测回合称为一测回。

步骤3

将读数记入表2-7中，根据式2-11、式2-8计算竖盘指标差和竖直角。

项目二

角度测量

项目二

角度测量图2-12经纬仪瞄准楼角谢谢建筑工程测量

【项目导读】

在建筑工程测量中，距离测量也是最基本的工作之一。距离是指地面两点之间的连线投影到水平面上的长度，也称平距。地面上高程不同两点之间的连线长度称为倾斜距离，简称斜距。距离测量时，如果测得的是斜距，应把其换算成平距。距离测量的方法有钢尺量距、视距测、光电测距等，本项目主要介绍前两种方法。

项目三

距离测量任务一

用钢尺测量距离任务目标

熟悉钢尺及其他辅助工具，熟悉直线定线的方法，熟练运用钢尺来进行距离测量。相关知识

一、钢尺及其他辅助工具

（一）钢尺

钢尺是用薄钢片制成的带状尺，卷放在圆形盒内的称为盒装钢卷尺，如图3-1（a）所示；卷放在金属架或塑料架内的称为摇把式钢卷尺，如图3-1（b）所示。

项目三

距离测量图3-1钢尺

项目三

距离测量

（二）测钎

测钎是由粗铁丝或细钢筋加工制成，长30~40cm，一般6根或11根为一组。在距离测量中，测钎主要用于标定各整尺段端点位置。

（三）标杆

标杆又称花杆，直径约3cm，长2~3m，杆身用油漆涂成红白相间的条纹。在距离测量中，标杆主要用于标定测量的起点和终点位置。

二、直线定线

当地面两点间距离较远或起伏较大时，就需要在直线方向上分成若干段进行丈量。这种将多个分段点标定在待测直线上的工作称为直线定线。直线定线又可分为目估定线和经纬仪定线两种方法，其中，普通精度量距时可采用目估定线，精密量距时应使用经纬仪定线。

项目三

距离测量

（一）目估定线

要测量线段AB的距离，用眼睛在直线AB上标出分段点1、2…n，这种方法称为目估定线，如图3-2所示。

目估定线的方法是：在A、B两点上各竖直插入一个标杆，甲站在A点后1~2m，从A点标杆的一侧瞄向B点标杆的同一侧；乙在AB两点之间距A点大约一整尺长（钢尺的实际长度）的位置，持标杆或测钎侧身站在选取的位置附近左右移动，直到三支标杆或测钎的同一侧处于同一直线上，最后乙把标杆或测钎竖直插入地上，标记分段点1点。接下来用同样的方法标记其他分段点。

项目三

距离测量图3-2目估定线

项目三

距离测量

（二）经纬仪定线

要测量线段AB的距离，用经纬仪在直线AB上标出分段点1、2…n，这种方法称为经纬仪定线。

经纬仪定线的方法是：甲在A点架设经纬仪，对中、整平。松开水平与竖直制动螺旋，转动望远镜，使望远镜十字丝的竖丝瞄准B点，拧紧水平制动螺旋（竖直制动螺旋不用拧紧）；乙在AB两点之间距A点大约一整尺长的位置，持标杆或测钎站在选取的位置附近左右移动。甲转动望远镜向下俯视，使乙进入望远镜视野，然后指挥乙移动标杆或测钎，直到标杆或测钎与望远镜十字丝竖丝重合，将标杆插入地下。接下来用同样的方法标记其他的分段点，如图3-3所示。

项目三

距离测量图3-3经纬仪定线

项目三

距离测量任务实施

各组分别在地面上选取相距80m以上的两个点A、B，做好标记。我们将用钢尺测量A、B两点之间的距离，一般测量时，直线定线和丈量距离是同时进行的。

步骤1

将标杆竖直立于A点、B点上，一同学甲站于A点后1~2m处，目测A点标杆的一侧瞄向B点标杆的同一侧，形成一条视线，如图3-4所示。

项目三

距离测量图3-4用钢尺测量距离

项目三

距离测量

步骤2

同学乙将钢尺零点一端对准A点，同学丙手持钢尺的末端和测钎沿AB直线方向前进，行至一整尺段距离l（例30m钢尺，l=30）后停下。两人同时将钢尺拉紧、拉平和拉稳，同学丙立即将测钎对准钢尺末端刻度线，使测钎只能在半径为l的小圆周内运动。

同学甲指挥同学丙移动测钎，使A点、测钎和B点处于同一直线上，将测钎插入地面，记做1点（称作分段点），这就完成了一整尺段的测量。

步骤3

参照步骤2，乙丙两人持钢尺前进，乙把钢尺零点对准1点，同学甲依旧原地指挥丙移动，将测钎正确插入2点。

项目三

距离测量

步骤4

依次类推，继续测量其他整尺段。最后一段是不足一整尺段的长度，称为余长。同学乙将零点对准n（最后一整尺段）点，然后同学丙把钢尺对准B点，待将钢尺拉紧、拉平和拉稳后，读取读数q，这就完成了往测的距离测量，将数据记入表3-2中，则A、B两点之间的水平距离D往为

步骤5

根据上述步骤，返测从B点到A点的距离D返。

项目三

距离测量表3-2钢尺量距记录与成果计算线段尺段长

（m）往测返测往返差（m）相对精度往返平均（m）尺段数余长数（m）总长（m）尺段数余长数（m）总长（m）AB30311.245101.245311.258101.2580.0131/7789101.252任务二

用视距测量距离任务目标

熟悉视距测量的原理，熟练运用视距测量来测量距离。相关知识

视距测量原理

在经纬仪、水准仪等测量仪器的十字丝分划板上，都有与横丝平行、等距且对称的上下两条短丝，称为视距丝。

要测量直线AB之间的距离，在A点上架设经纬仪，使其对中整平，将水准尺垂直立于B点上。使望远镜视线水平，将其瞄准B点水准尺，水准尺上的M、N点通过光的折射及物镜成像在视距丝的m、n处，两条光线通过物镜时的两点记做

、

，两条光线相交于F点，如图3-5所示。

项目三

距离测量图3-5视距测量原理

项目三

距离测量

视距水准尺上MN的长度l（尺间距）可以通过上、下视距丝读数m、n之差求得，即

l=m-np为视距丝间距；f为物镜焦距；g为物镜至仪器中心的距离；d为水准尺到交点F之间的距离。由相似三角形MNF与n′m′f可得

则

由图3-5可知，AB之间的距离D为

将式3-7代入式3-8得，

令=K，f+g=C，则有

式中K为视距乘常数，C为视距加常数。

项目三

距离测量任务实施

每个小组分别在楼前地面上选取两个点A、B，用“×”形加以标记。本任务就是通过视距测量来测量AB两点之间的距离D和高差h。

步骤1

同学甲在A点上架设经纬仪，对中、整平，用钢尺量取仪器高i（从地面到望远镜中心线的高度），同学乙将水准尺竖直立于B点上，如图3-6所示。

步骤2

使经纬仪度盘处于盘左位置，打开补偿器紧锁轮，上下转动望远镜，同时眼睛瞄准读数放大镜。当竖盘读数为

时，拧紧竖直制动螺旋，这时望远镜处于水平。

步骤3

瞄准B点上的水准尺，读取上下丝读数m、n，中丝读数v，将读数记入表3-4中。则本例中，

项目三

距离测量

图3-6视距测量两点之间的距离和高差

项目三

距离测量表3-4视距测量手簿测站点号仪器高（m）上丝读数（m）中丝读数（m）下丝读数（m）距离（m）高差（m）AB1.52.1251.4400.7551370.060谢谢建筑工程测量【项目导读】

在建筑工程测量中，全站仪是比较普遍的仪器之一。它是将电子经纬仪、光电测距仪和微处理器融为一体，能自动显示测量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。全站仪具有角度测量、距离测量、坐标测量和坐标放样的基本功能，本项目将介绍全站仪这些功能的应用。

项目四

全站仪的应用任务一

用全站仪测量角度任务目标

熟悉全站仪的结构和键盘各个按键的功能，熟练使用全站仪进行角度测量。相关知识

一、全站仪简介

全站仪又称为全站型电子速测仪。全站仪的型号很多，但各种型号的基本结构大致相同。下面以南方测绘仪器公司生产的南方NTS-310系列全站仪为例，如图4-1所示。

项目四

全站仪的应用图4-1全站仪的结构

项目四

全站仪的应用

下面我们重点介绍一下全站仪的键盘。键盘是全站仪的显示与操作界面，熟悉键盘上各个按键的功能对于每位测量工作者都尤为重要，如图4-2所示。图4-2全站仪键盘的显示与操作界面

项目四

全站仪的应用表4-2键盘各按键的名称与功能

项目四

全站仪的应用

二、反光棱镜组简介

反光棱镜组是与全站仪配套使用的测量工具，它可分为单棱镜组和对中杆棱镜组。在中高等级控制测量中，单棱镜组应用比较广泛；而在低等级控制测量和施工放样中，对中杆棱镜组应用比较广泛。

（一）单棱镜组

如图4-3（a）所示，单棱镜组是将反光棱镜和觇（chan）牌（测量标记）组装在一起并安放到基座上的一种测量工具。

（二）对中杆棱镜组

如图4-3（b）所示，对中杆棱镜组是将反光棱镜和觇牌组装在一起并固定在对中杆上的一种测量工具。

项目四

全站仪的应用图4-3单棱镜组和对中杆棱镜组

项目四

全站仪的应用任务实施

各个小组在地面分别选取一个测站点O点和两个待测点A点、B点，并做好标记。本任务就是运用全站仪来测量

的角值，通过配置度盘测量两个测回。

步骤1

将全站仪架设（跟经纬仪架设步骤相同）在测站点O点上，对中整平，将对中杆棱镜组分别架设于待测点A、B点上，将对中杆反光面朝向全站仪，如图4-4所示。

项目四

全站仪的应用图4-4用全站仪测量角度

步骤2

按下电源开关键，打开电源；按下角度测量键，进入角度测量模式。

步骤3

打开竖直和水平制动螺旋，用盘左位置将全站仪瞄准待测点A点对中杆棱镜组上反光棱镜的中心位置，使十字丝竖丝和横丝与觇牌上小三角形的顶点重合，如图4-5所示。

项目四

全站仪的应用图4-5瞄准反光棱镜

步骤4

图4-6（a）所示为打开全站仪角度测量模式后的显示屏显示画面。按下F3（置盘）键，可以配置水平度盘读数。例如，要把水平角设置为

，则输入0.0000，然后按回车键确认，如图4-6（b）所示。

项目四

全站仪的应用图4-6设置水平角

图4-7所示为设置水平角之后的显示屏显示画面。其中，V代表竖盘读数，HR代表右角模式时的水平度盘读数。本例中，待测点A点的竖盘读数为

，水平度盘读数为

。

项目四

全站仪的应用图4-7设置水平角之后的显示屏显示界面

步骤5

松开竖直与水平制动螺旋，顺时针转动照准部瞄准待测点B点。如图4-8所示，这是全站仪照准B点之后显示屏上的显示界面。本例中，待测点B点的竖盘读数为

，水平度盘读数为

。

项目四

全站仪的应用图4-8瞄准B点时显示屏显示界面

步骤6

参照步骤3、4，用盘右位置瞄准B、A点，测量B、A两点的竖盘和水平度盘读数。这就完成了一个测回的测量。

步骤7

参照上述步骤，将度盘配置为

，完成下一个测回的测量。

全站仪角度测量跟经纬仪角度测量的数据计算和检核完全相同，读者可以参照项目二，这里就不作介绍了。

项目四

全站仪的应用任务二

用全站仪测量距离任务目标

熟悉相位法测距的基本原理，熟练运用全站仪测量距离。相关知识

相位法测距的原理

通过测定相位差来测定距离的方法，称为相位法测距。在建筑工程测量中使用的全站仪，大都采用了相位法测距原理。例如，要测量A、B两点之间的距离，首先把全站仪架设在A点上，在B点架设反射棱镜组，全站仪在A点发射的频率为f的调制波在待测距离AB上传播，经B点反射镜发射后又回到A点，被全站仪接收器接收，如图4-9所示。设光速为c，所经过的时间为t，则AB之间的距离为

项目四

全站仪的应用

项目四

全站仪的应用图4-9相位法测距的基本原理任务实施

各个小组在地面分别选取一个测站点O点和一个待测点A点，做好标记。本任务是使用全站仪来测量两点之间的距离。

步骤1

将全站仪架设到测站点O点上，对中整平；将对中杆棱镜组架设于待测点A点上，使反射棱镜的反光面朝向全站仪，如图4-10所示

项目四

全站仪的应用图4-10用全站仪测量距离

步骤2

打开全站仪电源，按距离测量键

进入距离测量模式，按S/A键进入温度、气压和棱镜常数设置画面，输入测定的棱镜常数、温度和气压，并按回车键确认，如图4-11所示。

项目四

全站仪的应用图4-11温度、气压和棱镜常数设置

步骤3

松开竖直和水平制动螺旋，用全站仪瞄准A点上对中棱镜组反光棱镜的中心位置；按F2（模式）键，可以在连续测量、单点测量和跟踪测量三个测量模式之间进行切换，此时在显示屏上将依次显示[N]、[1]和[T]。在本例中，将切换至单点测量模式，如图4-12（a）所示。

步骤4

按F1（测量）键，仪器自动测量OA两点之间的距离，显示画面如图4-12（b）所示，它表示OA两点之间的水平距离（HD）为156.320m。

项目四

全站仪的应用

项目四

全站仪的应用图4-12距离测量显示画面任务三

用全站仪测量坐标和坐标放样任务目标

熟练运用全站仪测量未知点的坐标和对已知点进行坐标放样。所谓坐标放样是指：已知点的坐标，在实地标出其确切位置。相关知识

一、标准方向简介

要确定地面上两点在平面上的相对位置，除了测定两点之间的距离外，还应确定两点所连直线的方向。一条直线的方向，是根据某一标准方向来确定的。确定直线与标准方向之间的关系，称为直线定向。其中，直线定向的标准方向有真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向。

项目四

全站仪的应用

（一）真子午线方向

过地球南极（S）和北极（N）的平面与地球表面的交线叫真子午线。过地球上某一点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向，指向北方向的一端叫做真北方向，如图4-13（a）所示。真子午线方向是用天文测量方法或陀螺经纬仪来测定的。

项目四

全站仪的应用图4-13标准方向示意图

（二）磁子午线方向

过地球南磁极（Q）和北磁极（P）的平面与地球表面的交线叫磁子午线。过地球上某一点的磁子午线的切线方向，称为该点的磁子午线方向，指向北方向的一端叫做磁北方向，如图4-13（a）所示。磁子午线方向可用罗盘仪来测定。

（三）坐标轴纵轴方向

在测量工作中，通常采用高斯平面直角坐标系或独立平面直角坐标系确定地面点的位置，此时取坐标纵轴（x轴）作为直线定向的标准方向.如图4-13（b）所示。在本书的绪论中，我们详细介绍了高斯平面直角坐标系和独立平面直角坐标系。

项目四

全站仪的应用

二、坐标方位角简介

由坐标轴纵北方向起顺时针量到某直线的夹角叫做坐标方位角。此外，直线是有方向的，例如，在图4-14中，直线12的坐标方位角为α12，直线21的坐标方位角为α21，α12、α21分别称为直线AB的正、反坐标方位角。

项目四

全站仪的应用图4-14正、反坐标方位角

如图4-15所示，已知直线12的坐标方位角α12，若用经纬仪观测了2点的左角（测量前进方向左侧的水平角）β左，则推算出直线23的坐标方位角α23为

项目四

全站仪的应用图4-15坐标方位角的推算示意图

三、坐标的计算

（一）坐标正算

根据已知点坐标、已知直线边长和直线坐标方位角，计算未知点坐标的方法，称为坐标正算。

设A点的已知坐标为（xA，yA），已知A点到B点的边长为DAB，直线AB的坐标方位角为αAB，求B点坐标（xB，yB），如图4-16所示。

项目四

全站仪的应用图4-16坐标计算示意图

（二）坐标反算

根据两个已知点的平面直角坐标计算两点间水平距离和坐标方位角的方法，称为坐标反算。

设A点的已知坐标为（xA，yA），B点坐标（xB，yB），求A点到B点的边长为DAB和坐标方位角αAB，如图4-16所示。

坐标反算的计算顺序与上述的坐标正算计算顺序相反，由图中关系可知，A点到B点的边长DAB为直线AB的坐标方位角αAB为

项目四

全站仪的应用

任务实施

每个小组选取两个已知点O点和A点，一个待测点B点，并做好标记。设O点的坐标（5678.123,2451.392,100.236），A点的坐标（5697.857,2458.534,100.486），放样点C点的坐标为（5684.524,2456.002,100.651）。本任务就是要通过两个已知点，运用全仪来测量待测点B点的坐标和对C点进行放样（在实地标定C点的位置），如图4-17所示。

项目四

全站仪的应用

项目四

全站仪的应用图4-17用全站仪测量待测点坐标和放样已知点

步骤1

将全站仪架设于测站点O点上，对中整平。将对中杆棱镜组架设于后视点A点上，将反光棱镜朝向全站仪。

步骤2

打开全站仪电源，按M（菜单）键进入菜单界面，如图4-18（a）所示。按F1键进入数据采集菜单，如图4-18（b）所示。

步骤3

按F1键，打开输入测站点画面，如图4-19（a）。按F4（坐标）键，输入测站点O点的坐标，然后按ENT（确认）键确认，如图4-19（b）所示。

步骤4

按F2键，打开输入后视点画面，如图4-20（a）所示。按F4（坐标）键，输入后视点A点的坐标，然后按ENT键确认键确认，如图4-20（b）所示。松开竖直与水平制动螺旋，将全站仪精确瞄准后视点A点上对中杆上反光棱镜的中心位置，拧紧竖直与水平制动螺旋，然后按F4（是）键，如图4-20（c）所示。

项目四

全站仪的应用

项目四

全站仪的应用图4-18菜单和数据采集显示界面图4-19输入测站点坐标

项目四

全站仪的应用图4-20输入后视点坐标并瞄准后视点

步骤5

在待测点上B点上架设对中杆棱镜组，松开竖直与水平制动螺旋，将全站仪瞄准B点上对中杆棱镜组的反光棱镜组的中心位置。然后按F1（测量）键测量B点的坐标，如图4-21所示。本例中，B点的坐标为（5686.457,2457.129,100.337）。这就完成了对待测点B点的坐标测量工作。

项目四

全站仪的应用图4-21测量待测点的坐标

步骤6

按F1键，打开输入放样点画面，如图4-22（a）。按F4（坐标）键，输入放样点C的坐标，然后按ENT键确认，如图4-22（b）所示。打开输入棱镜高画面，输入棱镜高，如图4-22（c）所示。

按F4（继续）键，此时界面将如图4-22（d）所示。松开水平制动螺旋，转动照准部，将dHR调为

，此时表明放样点C点在全站仪望远镜瞄准的方向上；同学甲指挥同学乙拿着对中杆棱镜组，在视线上前后移动，直至全站仪十字丝竖丝与对中杆棱镜组反光棱镜中心位置重合，此时dHD应为0。架设好对中杆棱镜组，最后按F1（测量）键。

项目四

全站仪的应用

项目四

全站仪的应用图4-22坐标放样

根据dHD的数值确定对中杆在视线方向上的前后移动情况。例如，dHD=－9.332m表示应使对中杆在视线方向上远离全站仪，距离为9.332m；dHD=9.332m表示应使对中杆在视线方向上接近全站仪，距离为9.332m。同理，反复调节对中杆位置，最终使对中杆不仅跟视线处于同一直线上，而且dHD为0，最后做好标记，这样就完成了对放样点C点的放样工作。

项目四

全站仪的应用谢谢建筑工程测量【项目导读】

在进行建筑工程测量工作时，先要建立控制网，然后根据控制网来进行测设或碎步测量（各地形点的采集）。控制测量就是在测区内选定若干个控制点，它们按一定规律和要求组成网状几何图形（称为控制网），通过较高精度的外业测量，并根据外业测量数据进行计算，来获得控制点的平面坐标和高程的工作。

控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。测定控制点平面坐标的工作，称为平面控制测量；测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。平面控制测量的形式有导线测量和GPS卫星定位测量。本项目将介绍这两种平面控制测量的方法

项目五

平面控制测量任务一

通过导线测量的平面控制测量任务目标

熟练掌握通过导线测量来获得控制点坐标的基本方法，会对导线外业测量数据进行计算与检核。相关知识

一、平面控制测量与国家控制网

平面控制测量的任务是建立平面控制网，精确测定控制点的平面坐标。平面控制网既可用三角测量的方法建立（，也可用导线测量的方法建立（将选定控制点组成折线或相互连接的多边形，此时的控制点称为导线点，平面控制网称为导线控制网），如图5-1所示。

项目五

平面控制测量图5-1三角控制网与导线控制网

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平面控制测量

国家控制网是用精密测量仪器和方法依照施测精度按一等、二等、三等、四等四个等级建立的，其布设原则是：从高级（一等）到低级（二、三、四等），逐级加密，且低级点受高级点逐级控制，如图5-2所示。图5-2国家控制网

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平面控制测量

二、三角控制网和导线控制网

使用三角控制网时，可在控制点上用精密仪器将三角形的三个内角测定出来，并测定其中一条边长，然后可根据三角公式解算出各点的坐标。

三、图根平面控制网

为满足小区域（面积在15km2以下）测图和施工需要而建立的平面控制网，称为小区域平面控制网。小区域平面控制网亦应由高级到低级分级建立。测区面积、首级控制与图根控制的关系如表5-2所示。

图根点的密度取决于测图比例尺，比例尺越大，相同区域内的图根点应该越多，如表5-3所示。

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平面控制测量表5-2测区面积、首级控制与图根控制的关系

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平面控制测量表5-3图根点密度测区面积（km2）首级控制图根控制1～15一级三角或一级导线两级图根0.5～2二级三角或二级导线两级图根0.5以下图根控制测图比例尺1∶5001∶10001∶20001∶5000图根点密度（点／km2）15050155

四、导线测量简介

导线测量是建立小区域平面控制网的一种常用方法，它适用于地物分布较复杂的建筑区、平坦但通视条件较差的隐蔽区或带状地区。

（一）闭合导线

起讫于同一已知点的导线，称为闭合导线，如图5-3（a）所示。

（二）附合导线

布设在两已知点间的导线，称为附合导线，如图5-3（b）所示。

（三）支导线

由一己知点和一已知边的方向出发，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的导线，称为支导线，如图5-3（c）所示。

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平面控制测量图5-3导线的布设形式

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平面控制测量

导线测量分为一、二、三级导线测量和图根导线测量，其主要技术要求如表5-4、表5-5所示。表5-4一、二、三级导线测量的主要技术要求

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平面控制测量表5-5图根导线测量的主要技术要求

五、平面控制网的坐标系统

平面控制网的坐标系统可根据具体情况作下列选择：

（1）采用统一的高斯正形投影

带平面直角坐标系。

（2）采用高斯正形投影

带，投影面为测区抵偿高程面或测区平均高程面的平面直角坐标系统；或任意带，投影面为1985国家高程基准面平面直角坐标系。

（3）小测区或有特殊精度要求的控制网，可采用独立坐标系。

（4）在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统。

（5）厂区内可采用建筑坐标系统。

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平面控制测量任务实施

任务之前应详细勘察校园，根据已知控制点的分布和学校的地形条件等具体情况，拟定导线的布设方案、控制点的位置和导线测量的等级。设已知学校的控制点A、B点，本任务采用图根控制测量技术要求和闭合导线布设形式，通过导线测量来建立学校的平面控制网。

步骤1