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土木工程测量学复习知识点1.1土木工程测量学的任务工程测量的主要任务：（1）工程控制网的建立（2）地形测绘（3）施工放样（4）设备安装（5）竣工测量（6）变形观测确定地面点位的方法：1、确定地面点位的要素：a点到大地水准面的铅垂距离，即绝对高程。b点在大地水准面上的投影位置,即坐标。2、地面点的高程：分为绝对高程和相对高程两种。（1）绝对高程：点到大地水准面的铅垂距离，称为绝对高程。用H表示，今后提到的高程一般指绝对高程。（2）相对高程：地面点到任一高程基准面的铅垂距离，称为相对高程。（3）我国的高程基准：由此测得青岛水准原点高程为72.260米地面点的平面位置（1）地理坐标：即经度和纬度。（2）高斯平面直角坐标系。（3）独立坐标系。高斯平面直角坐标系1.3用水平面代替水准面的限度三、对高程的影响：进行高程测量中，即使在很短的距离内也必须考虑地球曲率的影响。1.4测绘工作的基本原则一、测量工作的基本内容：高差测量、水平角测量、水平距离测量是测量工作的三项基本内容。又称为三项基本测量工作。二、测量工作的基本原则：1、从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级。2、前一步测量工作未作检核，绝不进行下一步测量工作。三、测定和测设的概念：1、测定：把地面上原有的点、建筑物的平面位置在地形图上标定出来，这一过程称为测定。2、测设：把地形图上设计好的点、建筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，这一过程称为测设。2水准仪及水准测量水准测量的目的：通过测量地面上两点之间的高差h，根据已知点的高程求算未知点的高程。2.1水准测量的原理一、水准测量原理：水准测量是利用水准仪所提供的水平视线测定两点间高差的一种方法。二、水准测量的有关专业术语：注：水准测量具有方向性，若测AB之间的高差，一定是从A侧到B。（1）后视点A，前视点B（2）后视读数a，前视读数b（3）视线高程Hi（4）测站：安置仪器的地方称为测站。2.2水准仪的基本构造及使用水准测量的仪器为：水准仪，工具有：水准尺和尺垫。我国生产的水准仪有很多种，我们只介绍DS3型微倾水准仪，也是比较常用的一种水准仪，其中D和S分别是大地测量和水准仪的汉语拼音的第一个字母，下标3表示仪器的精度等级，数字越小，精度越高。一、DS3型微倾水准仪的构造：水准仪由望远镜、水准器、基座三部分构成4、水准仪上各种螺旋的名称及其作用：共有六种螺旋，分别是物镜对光螺旋：使远处目标的像清晰。目镜对光螺旋：使十字丝清晰。脚螺旋：使圆水准器气泡居中。制动螺旋：固定或松开望远镜。微动螺旋：使望远镜左右微微摆动。微倾螺旋：使管水准器气泡居中。二、水准尺：水准尺有塔尺和双面尺两种。用优质的木材、铝合金或玻璃钢制成。2、双面尺：又称红黑面尺，尺长3米，两根为一对，尺子两面均有分划，黑面分划为基本分划，底部起点为零，红面分划为辅助分划，底部起点不为零。三、水准仪的使用：主要讲使用步骤：共分五步。安置仪器，粗略整平，瞄准水准尺，精确整平，读数1、安置仪器：2、粗略整平：（1）概念：调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中。（2）方法：记住一句话，气泡移动方向始终与转动脚螺旋的左手大拇指移动方向一致。3、瞄准水准尺：4、精确整平：5、读数：二、水准测量的施测方法：利用转点进行测量，但测量结果不一定正确。三、水准测量的实施路线：1、符合水准路线2、闭合水准路线3、支水准路线四、水准测量的检核方法：1、计算校核2、测站检核：在同一测站测得的结果是否一致，称为测站检核。常用的有两种方法。（1）双仪器高法：对于普通水准测量，两次测得高差之差的绝对值应小于6mm.（2）双面尺法：3、成果检核：计算检核只能发现计算是否有误，测站检核只能检验一个测站上是否存在错误或误差是否超限，但对于一条水准路线来说，测站检核不足以说明测量全过程的精度是否符合要求：如仪器本身误差。只有通过成果检核才能知道。（1）符合水准路线：（2）闭合水准路线：五、水准测量的内业计算：包括闭合水准路线的计算和符合水准路线的计算：计算过程：（1）列表，把已知数据填入表中；（2）计算高差闭合差fh，对于闭合水准路线，fh=∑h测对于符合水准路线，fh=∑h测－∑h理（3）计算高差容许闭合差fh容fh容=±12√nfh容=±40√L若fh＜fh容，说明测量结果符合要求。（4）调整高差闭合差：调整原则：将闭合差以相反的符号，按与测站数或距离成正比的原则分配到各段中去。(5)计算改正后的高差：实测高差＋改正数(6)计算待定点的高程。2.4水准仪的检验方法一、水准仪在使用之前应进行一般性检查：望远镜成像是否清晰制动螺旋、微动螺旋、微倾螺旋和对光螺旋是否有效脚螺旋是否灵活脚架固定螺旋是否可靠二、水准仪应满足的几何条件：圆水准器轴应平行于仪器竖轴；视准轴应平行于水准管轴十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴三、水准仪的检验方法：圆水准器轴应平行于仪器竖轴的检验方法：转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，然后将仪器转动180，若气泡仍然居中，则此条件满足，否则需进行校正。2.5水准测量误差及注意事项一、水准测量的误差来源：（一）仪器误差：1、仪器校正不完善的误差，如水准管轴与视准轴不平行产生的误差。2、水准尺误差，如分划不准确，尺身弯曲产生的误差，水准尺零点误差。（二）观测误差：1、水准管气泡居中误差。2、读数误差3、视差影响4、水准尺倾斜误差（三）外界条件的影响1、仪器下沉2、大气折光影响3、温度变化的影响二、水准测量时取前后视距相等可以消除以下误差：1、视准轴不平行于水准管轴产生的误差。2、大气折光的影响产生的误差。3、地球曲率的影响产生的误差。3经纬仪及角度测量三、测量水平角时对水平度盘的要求：1、水平度盘一定要水平放置。2、水平度盘中心一定要和地面上的点位处在同一条竖直线上。3.2光学经纬仪的基本构造及使用工程上常用经纬仪的全称：DJ6级光学经纬仪。D：表示大地测量J：表示经纬仪6：表示经纬仪的精度等级，数字越小，精度越高。经纬仪的组成：由照准部、水平度盘、基座三部分组成。一、经纬仪上各种螺旋的名称及其作用：：1、物镜对光螺旋：使远处目标的像清晰。2、目镜对光螺旋：使十字丝清晰。3、读数显微镜调焦螺旋：使读数清晰。在读数时，要通过反光镜把光线充分反射到进光孔中。4、水平制动螺旋：固定或松开照准部。5、水平微动螺旋：使照准部左右微微摆动。6、望远镜制动螺旋：固定或松开望远镜。7、望远镜微动螺旋：使望远镜上下微微摆动。8、竖盘指标水准管微动螺旋：使竖盘指标水准管气泡居中。9、光学对中器调焦螺旋：使地面上的点位清晰。10、脚螺旋：使水平度盘上的水准管气泡居中。11、度盘控制螺旋：使水平度盘转动12、轴座固定螺旋：固定轴座。二、经纬仪的读数方法：测微尺读数读数要求：直接读出度、分估计到秒且秒数应估计成6的倍数。三、经纬仪的使用步骤：：1、安置仪器：注意事项：（1）脚架高度要适中。（2）架台要大致水平。（3）要双手抱仪器。（4）连接螺旋暂时不要拧紧。2、对中：对中目的：使仪器中心和角的顶点处在同一条竖直线上。对中方法：有垂球对中和光学对中两种方法3、整平：整平目的：使水平度盘处于水平位置。整平方法：首先使水平度盘水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，两手相向转动着一对脚螺旋，使水准管气泡居中，注意气泡移动方向始终和转动脚螺旋的左手大拇指移动方向一致，然后把仪器转动90度，再调节第三个脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行两到三次，直至仪器转动任一位置气泡都居中为止。4、照准目标：（1）用望远镜上的对点器照准目标，然后固定水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。（2）调节物镜对光螺旋，使目标的像清晰。（3）调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。（4）调节水平微动螺旋和望远镜微动螺旋，使目标的像处在十字丝中心。5、读数。1.3水平角观测一、水平角观测方法：有测回法和方向观测法两种。测回法：适用于观测两个方向之间的单角。方向观测法：适用于同一点多个方向之间的夹角。我们重点学习测回法。二、测回法观测水平角的步骤：1、在O点安置经纬仪，对中整平。2、盘左照准A点，读取读数a13、松开制动螺旋，顺时针转动照准部，盘左照准B点，读取读数b14、松开制动螺旋，翻转望远镜，盘右照准B点，读取读数b25、松开制动螺旋，逆时针转动照准部，盘右照准A点，读取读数a26、计算：上半测回β1＝b1－a1下半测回β2＝b2－a2若β1－β2≤40取β＝（β1＋β2）／21.4光学经纬仪的检验方法一、经纬仪应满足的几何条件：1、照准部水准管轴应垂直于竖轴。2、十字丝的竖丝应垂直于横轴。3、视准轴应垂直于横轴。4、横轴应垂直于竖轴。5、观测竖直角时，望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，指标线所指读数为始读数。二、角度测量时经纬仪应满足的要求：1、水平度盘一定要水平放置。2、水平度盘中心一定要和角的顶点处在同一铅垂线上。3、望远镜绕水平轴旋转，视准轴一定要扫出一个竖直面。三、经纬仪的检验方法：照准部水准管轴应垂直于竖轴的检验方法：转动照准部使水准管平行于任意一对脚螺旋，相向转动这一对脚螺旋使气泡居中，然后将仪器转动180度，若气泡仍然居中说明条件满足，否则应进行校正。1.5角度测量误差与注意事项一、误差来源：1、仪器误差：（1）仪器加工制造不完善所产生的误差（2）仪器校正不精确所引起的误差2、人为因素的影响：（1）对中误差（2）整平误差（3）照准误差（4）读数误差3、外界条件的影响。一、角度测量时采用盘左盘右观测可以消除或减小的误差：1、度盘刻划不均匀产生的误差。2、照准部偏心产生的误差。3、视准轴不垂直于横轴产生的误差。4、横轴不垂直于竖轴产生的误差。5、竖盘指标差的影响。距离测量的方法：钢尺量距、视距测量、光电测距钢尺量距有一般方法和精密方法两种。4.1钢尺量距的一般方法一、测量工具：1、主要工具：钢尺规格有20m、30m、50m等几种根据钢尺零点位置的不同有端点尺和刻线尺之分。2、辅助工具：测釺、标杆、垂球等。要往返测量一次，取平均值作为最后结果，测量精度用相对误差k来衡量K=（│d往—d返│/d均）在平坦地区，k≤1／30005施工放样的基本方法一、施工测量的目的和内容：2、施工测量的目的：把地形图上设计好的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据。3、施工测量的内容：（1）施工控制网的建立（2）建筑物的定位（3）建筑物主要轴线的测设（4）建筑物的细部测设（5）工程竣工测量（6）建筑物的变形观测二、施工测量的特点：1、施工测量贯穿于施工的全过程2、施工现场多为立体交叉作业，对施工测量带来很大影响三、施工放样方法：1、一般方法2、精密方法：又称为归化放样。4.2距离、水平角和高程放样二、水平角测设：已知：在地面上有A、P两点，要求：在地面上测设出B点，使∠PAB=30度，DAB=30米测设过程：（1）在A点安置经纬仪，对中整平；（2）盘左照准P点，读取读数（3）松开制动螺旋，顺时针转动照准部30度，在此方向上量出30米，得B1点（4）松开制动螺旋，盘右照准P点，读取读数（5）松开制动螺旋，顺时针转动照准部30度，在此方向上量出30米，得B2点（6）若B1B2点不重合，取B1B2中点作为最后结果。三、高程测设：已知：地面上有一点A，在A点附近有一电杆要求：在电杆上标出标出一点B，使B点比A点高0.450米。测设过程：（1）在A点和电杆之间安置水准仪，在A点立一塔尺，望远镜照准塔尺得后视读数为a；（2）假设B点塔尺上的读数b，计算B点塔尺上的读数b∵HA+a=HB+b∴b=a－(HB－HA)=a－0.450（3）在电杆侧面上立一塔尺，望远镜照准塔尺，上下移动塔尺，当读数恰好为（a－0.450）时，在尺底电杆侧面上画一标志，即表示B点的高程位置。4.3点的平面位置放样一、直角坐标法：二、极坐标法：三距离交会法：四、角度交会法：17、端点尺：以最外端作为零点位置的钢尺。18、刻划尺：在前端刻有零分划线的钢尺。19、尺长改正：钢尺实际长度与名义长度的差值。20、温度改正：钢尺检定时的温度与用之进行丈量时温度一般不相等则由于温度变化引起钢尺本身热胀冷