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1.1　土木工程测量学的任务1

1.1.1 概述1

1.1.2 学科分类1

1　绪论1

1.1.3　发展简史2

1.1.4 土木工程测量学的任务4

1.2　地面点位的确定4

1.2.1　地球的形状和大小4

1.2.2　地面点位的确定5

1.3.1　测绘的基本工作9

1.3　测绘工作的基本原则9

1.3.2 测绘的基本原则10

1.4　用水平面代替水准面的限度11

1.4.1 地球曲率对水平距离的影响11

1.4.2　地球曲率对高程的影响12

1.4.3 对水平角测量的影响12

1.5　测绘科学研究进展13

1.5.1 大地测量学研究进展13

1.5.2　摄影测量与遥感学研究进展13

1.5.3　地图制图学与地理信息工程研究进展14

1.5.5　海洋测绘学研究进展15

1.5.4　工程测量学研究进展15

思考题与习题16

2　水准仪及水准测量18

2.1　水准测量基本原理18

2.2　水准仪的基本结构及使用19

2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造19

2.2.2 自动安平水准仪21

2.2.3　水准尺和尺垫23

2.2.4 水准仪的使用24

2.3.1 水准点25

2.3　水准测量一般方法及计算25

2.3.2　水准路线26

2.3.3 水准测量的实施26

2.3.4　水准测量的检核28

2.3.5 水准测量的内业29

2.4　水准测量误差及仪器检校31

2.4.1　水准测量误差31

2.4.2　微倾式水准仪的检验与校正33

2.4.3 自动安平水准仪的检校35

2.5　精密水准仪及使用35

2.5.1　精密光学水准仪35

2.5.2 电子水准仪37

思考题与习题39

3　经纬仪及角度测量40

3.1　角度测量原理40

3.1.1 水平角测量原理40

3.1.2 竖直角测量原理40

3.2　光学经纬仪的基本结构及使用41

3.2.1 经纬仪的分类41

3.2.2　DJ6光学经纬仪41

3.2.3　DJ2光学经纬仪44

3.2.4 光学经纬仪的使用46

3.3.2 电子经纬仪测角原理48

3.3.1 电子经纬仪概述48

3.3 电子经纬仪的基本结构及使用48

3.3.3 电子经纬仪的使用50

3.4　水平角观测50

3.4.1 测回法50

3.4.2　方向观测法50

3.5　竖直角观测53

3.5.1 竖盘构造53

3.5.2 竖直角计算公式53

3.5.3　竖盘指标差54

3.5.4 竖直角观测55

3.6.1 经纬仪的主要轴线及应满足的几何条件56

3.5.5　竖盘指标自动补偿装置56

3.6　光学经纬仪的检验与校正56

3.6.2 经纬仪的检验与校正57

3.7　水平角观测的主要误差来源60

3.7.1　仪器误差60

3.7.2 观测误差61

3.7.3 外界条件的影响63

思考题与习题63

4　直线定向及距离测量65

4.1 直线定向65

4.1.1 直线定向的概念65

4.1.2 坐标方位角的计算67

4.1.3 用罗盘仪测定磁方位角70

4.2　钢尺量距72

4.2.1　钢尺量距的一般方法72

4.2.2　钢尺量距的精密方法74

4.2.3 钢尺量距的误差分析及注意事项76

4.3　视距测量76

4.3.1　视距测量概述76

4.3.2　视距测量的原理76

4.3.3　视距测量的观测和计算78

4.3.4　视距测量的误差分析及注意事项79

4.4.1 电磁波测距概述80

4.4　光电测距仪原理及使用80

4.4.2 光电测距仪的基本原理81

4.4.3　红外测距仪及其使用84

4.4.4　光电测距成果整理87

4.4.5　光电测距的误差分析88

4.5　全站仪测量原理及应用89

4.5.1　仪器特点89

4.5.2　发展历史89

4.5.3　仪器结构90

4.5.5　仪器使用91

4.5.4　仪器分类91

思考题与习题94

5　测量误差的基本知识95

5.1　测量误差的来源及分类95

5.1.1　测量误差概述95

5.1.2 测量误差的来源95

5.1.3　测量误差的分类96

5.2　偶然误差的基本特性97

5.2.1 偶然误差的基本特性97

5.2.2　正态分布在误差分析中的意义98

5.2.3 标准差σ对误差扩散的表征作用98

5.3.2 中误差99

5.3　衡量观测值精度的指标99

5.3.1　精度99

5.3.3 平均误差100

5.3.4　相对误差101

5.3.5　极限误差和容许误差101

5.4　误差传播定律及其应用102

5.4.1　误差传播定律102

5.4.2　误差传播定律的应用103

5.5　等精度直接观测平差104

5.5.1 算术平均值——真值的最或然值105

5.5.2　观测值改正数105

5.5.4　最或然值中误差106

5.5.3　观测值中误差106

5.6　不等精度直接观测平差107

5.6.1　权108

5.6.2　加权平均值及其中误差109

思考题与习题110

6　小区域控制测量112

6.1 概述112

6.1.1 平面控制测量112

6.1.2 高程控制网114

6.2　导线测量115

6.2.2　导线测量的外业工作116

6.2.1 导线布设的基本形式116

6.2.3 导线测量的内业计算118

6.3　交会定点123

6.3.1　前方交会123

6.3.2　后方交会125

6.3.3　测边交会126

6.4　三、四等水准测量126

6.4.1 三、四等水准测量概述126

6.4.2 三、四等水准测量的观测顺序127

6.4.3 测站的计算与检核127

6.5.2 地球曲率和大气折光对高差的影响与改正129

6.5.1 三角高程测量的原理129

6.5　三角高程测量129

6.5.3 三角高程测量的观测与计算130

思考题与习题131

7 全球卫星定位系统（GPS）的原理与应用134

7.1 GPS概述134

7.2 GPS的组成135

7.2.1 GPS卫星星座135

7.2.2　GPS地面监控系统136

7.2.3　GPS信号接收及信号处理系统137

7.3　GPS坐标系统138

7.4.1 GPS信号139

7.4　GPS定位原理139

7.4.2　GPS定位基本原理140

7.4.3 GPS定位误差源142

7.5　GPS测量的实施143

7.5.1　技术方案设计143

7.5.2 外业工作143

7.5.3 内业工作145

7.5.4　GPS静态定位与快速静态定位145

思考题与习题145

8.1　地形图的基本知识146

8.1.1 地形图的比例尺146

8　大比例尺地形图的测绘146

8.1.2 大比例尺地形图图式149

8.1.3　地貌的表示方法152

8.1.4　地形图分幅与编号157

8.2　测图前的准备工作160

8.2.1 图纸准备160

8.2.2　绘制坐标方格网160

8.2.3　展绘控制点160

8.3　经纬仪测图法161

8.3.1 地形图测绘的基本要求161

8.3.2 经纬仪配量角器测图法162

8.4.2　地貌的绘制164

8.4　地形图的绘制164

8.4.1　地物的绘制164

8.4.3　地形图的拼接165

8.4.4　地形图的检查165

8.4.5　地形图的整饰清绘166

8.5　数字化测图技术166

8.5.1 数字化测图技术概述166

8.5.2 内外业一体化数字测图168

8.5.3 图解地形图的数字化173

8.6.1　地籍测绘概述174

8.6　地籍图测绘174

8.6.2　地籍控制测量175

8.6.3　地籍调查175

8.6.4　地籍图测绘175

8.6.5 面积量算179

思考题与习题179

9　地形图的应用180

9.1　地形图的识读180

9.1.1 地形图的图廓外注记180

9.1.2　地物与地貌的识别182

9.2　地形图应用的基本内容183

9.2.1 点位坐标的量测183

9.1.3 地形图的精度183

9.2.2 两点间的水平距离量测184

9.2.3 直线坐标方位角的量测184

9.2.4 点的高程和两点间的坡度量测184

9.2.5 图上面积量算185

9.3　按设计线路绘制纵断面图188

9.4　按限制坡度在地形图上选线189

9.5　确定汇水面积189

9.6　平整场地中的土方量计算190

9.6.1 平整为水平场地190

9.6.2　整理为倾斜面191

9.7　地形图在土木工程中的应用192

9.7.1 建筑设计中的地形图应用192

9.7.2　给排水设计中的地形图应用193

9.7.3 勘测设计中的地形图应用193

9.7.4 城市规划用地分析的地形图应用193

思考题与习题195

10　施工放样基本方法197

10.1 概述197

10.1.1 施工测量的目的和内容197

10.1.2　施工测量的特点197

10.1.3　施工测量的原则197

10.2.1 施工控制网的特点198

10.2　施工控制网的布设198

10.2.2 平面控制网的建立199

10.2.3 高程控制网的建立200

10.2.4　施工控制网的维护201

10.2.5 工程实例201

10.3　距离、水平角和高程的放样202

10.3.1 水平距离的测设（放样）202

10.3.2　水平角的测设（放样）203

10.3.3 高程的测设（放样）204

10.3.4 已知坡度线的测设（放样）205

10.4.2 距离交会法207

10.4　平面位置放样常用方法207

10.4.1 测角前方交会207

10.4.3 角度后方交会法208

10.4.4 极坐标法209

10.4.5 直角坐标法209

10.4.6 全站仪坐标放样法210

10.4.7 自由设站放样法210

10.4.8 GPS（RTK）放样法211

10.5　曲线测设211

10.5.1 单圆曲线的测设212

10.5.2 带有缓和曲线的曲线测设213

10.5.3 任意设站极坐标法测设曲线214

思考题与习题215

11 工业与民用建筑施工测量216

11.1 工业厂房施工测量216

11.1.1 工业厂房矩形控制网测设216

11.1.2 工业厂房柱列轴线测设217

11.1.3 工业厂房柱基施工测量217

11.1.4 工业厂房构件安装测量218

11.2 民用建筑施工测量221

11.2.1 施工测量的准备工作221

11.2.2 多层建筑施工测量224

11.2.3 高层建筑施工测量228

11.3.2　主体施工测量231

11.3 烟囱、水塔施工测量231

11.3.1 基础施工测量231

11.4　竣工总平面图编绘232

11.4.1 竣工总平面图编绘的目的232

11.4.2　竣工测量的内容233

11.4.3 竣工总平面图的编绘233

思考题与习题234

12　交通运输工程施工测量235

12.1　概述235

12.1.1 施工测量的基本内容235

12.2.1 线路中线测量236

12.1.2 施工测量的基本特点236

12.2　线路勘测设计测量236

12.2.2 线路圆曲线测设239

12.2.3 线路纵横断面测量244

12.3　道路工程施工测量250

12.3.1 恢复中线测量250

12.3.2　施工控制桩测设250

12.3.3　路基测设251

12.3.4　竖曲线测设254

12.4.1 桥梁施工控制测量256

12.4　桥梁工程施工测量256

12.4.2　桥梁墩台测设258

12.4.3　桥梁上部结构测设259

12.5　隧道工程施工测量259

12.5.1 洞外控制测量259

12.5.2　隧道施工测量261

12.5.3 洞内控制测量262

12.5.4 隧道断面测量263

12.5.5 竖井联系测量263

12.6　管道工程施工测量266

12.6.1 地下管道施工测量266

12.6.3　管道竣工测量270

12.6.2 架空管道施工测量270

思考题与习题271

13　建筑物变形监测273

13.1 概述273

13.1.1 变形监测的目的273

13.1.2 变形监测的特点274

13.1.3 变形监测的主要内容274

13.1.4 变形监测的精度276

13.1.5 变形监测的周期277

13.2.1 变形监测系统设计的原则与内容278

13.2　变形监测系统设计278

13.2.2 变形监测点的分类279

13.3　水平位移监测282

13.3.1 概述282

13.3.2　测量机器人技术283

13.3.3 GPS在变形监测中的应用283

13.3.4 引张线法测量水平位移284

13.4　垂直位移监测285

13.4.1　概述285

13.4.2　几何水准测量法286

13.4.3　三角高程测量287

13.4.4　GPS高程测量287

13.4.5　液体静力水准测量288

13.5.1　挠度观测289

13.5　挠度与裂缝观测289

13.5.2　裂缝观测290

13.6　深基坑工程监测291

13.6.1　概述291

13.6.2　监测内容291

13.6.3　监测的基本要求292

13.6.4　监测点的布置293

13.6.5 常用监测仪器293

13.6.6 工程实例295

13.7.1 概述296

13.7　建筑物倾斜观测296

13.7.2　观测点位的布设297

13.7.3　全站仪观测建筑物倾斜297

13.7.4 水准测量法298

13.7.5　前方交会法298

13.7.6 测水平角法299

13.7.7　倾斜传感器观测法299

13.8　变形监测数据的整理和分析301

13.8.1 概述301

13.8.2 资料整编301

13.8.3 资料分析302

13.8.4 小浪底大坝安全监控系统303

思考题与习题304

附录1　测量常用的计量单位与换算305

附录2　测量实验和实习306

第一部分　测量实验与实习须知306

第二部分　测量实验项目308

实验一　水准仪的认识与使用308

实验二　普通水准测量310

实验三　微倾式水准仪的检验与校正311

实验四 DJ6级光学经纬仪的使用313

实验五　测回法测量水平角315

实验六 全圆方向观测法测量水平角316

实验七 竖直角测量与竖盘指标差的检验317

实验八　经纬仪的检验与校正318

实验九 电子经纬仪的认识与使用320

实验十　视距测量321

实验十一 经纬仪配量角器仪测绘地形图322

实验十二　测设水平角与水平距离323

实验十三 测设已知高程和坡度线324

实验十四 全站仪的认识和使用325

第三部分　测量教学实习327

参考文献331