工程測量教學課件.ppt

1 基礎知識,本章內容簡介和教學目標 1.1 建筑工程測量的任務 1.2 地面點位的確定及其表示方法 1.3 測量的基本工作及基本原則,1 基礎知識,本章內容簡介： 建筑工程測量的任務 確定地面點的平面位置很表示地面點的方法 高程和高差的計算 測量的三項基本工作 測量的基本原則 本章教學目標： 了解建筑工程測量的主要內容 掌握地面點的表示方法 熟悉測量中的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng),1 基礎知識 1.1 建筑工程測量的任務,1.1.1 測量的主要內容 測量的主要內容是:測定和測設 (1)測定 用測量儀器和工具,對地球表面的點進行測量、計算,獲取一系列測量數(shù)據(jù),并根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)縮繪成地形圖,為工程規(guī)劃、設計提供依據(jù). (2)測設(又叫放樣) 將地形圖上規(guī)劃好的建筑物的相關位置,通過測量標定到地面上,指導施工. 1.1.2 建筑工程測量的任務 (1)地形測量 (2)施工測量 (3)變形測量,1 基礎知識 1.2 地面點位的確定及其表示方法,點的位置用坐標(x,y)和高程(H)表示 1.2.1 坐標系統(tǒng) 常用的坐標系統(tǒng)包括:地理坐標系、高斯平面直角坐標系和獨立平面直角坐標系 . (1)地理坐標系 地理坐標系用經(jīng)度()和緯度()來表示. 首子午線以東為東經(jīng),以西為西經(jīng); 取值范圍: 0180 赤道以北為北緯,以南為南緯. 取值范圍: 090,1 基礎知識 1.2 地面點位的確定及其表示方法,地理坐標系 高斯平面直角坐標系 (2)高斯平面直角坐標系 高斯平面直角坐標系用平面直角坐標X,Y表示. 為減少地球曲率的影響,將地球表面分成若干帶,展開后投影到平面上,每一帶為一個獨立坐標系,投影后的中央子午線及赤道分別為X軸和Y軸.,1 基礎知識 1.2 地面點位的確定及其表示方法,(3)獨立平面直角坐標系 獨立平面直角坐標系用坐標X,Y表示 坐標軸與象限 坐標軸的方向:以北為X軸的正向,以東為Y軸的正向 坐標原點:選在測區(qū)的西南角 坐標象限:按順時針方向編號 坐標(X,Y)與坐標增量(X,Y) 坐標與象限 如圖所示:A點坐標為(XA,YA) B點坐標為(XB,YB),1 基礎知識 1.2 地面點位的確定及其表示方法,則A點到B點的坐標增量: XABXBXA YABYBYA 1.2.2 高程系統(tǒng) (1) 高程 從高程起算面開始,沿著鉛垂線的方向到地面點的距離為高程. (2)高程起算面與高程的分類 高程起算面的分類 高程起算面分為:大地水準面和假定水準面 高程的分類 高程分為:絕對高程(簡稱高程)和相對高程,1 基礎知識 1.2 地面點位的確定及其表示方法,(3)高程與高差 HA 為A點的絕對高程 HA為A點的相對高程 HB 為B點的絕對高程 HB為B點的相對高程 hAB 為A點到B點的高差 高差具有方向性 高程與高差 即：hAB hBA hAB HB HA 高差為“”表示上升 高差為“”表示下降,1 基礎知識 1.3 測量的基本工作及基本原則,1.3.1 測量的3項基本工作 測量的3項基本工作：測角度、測距離和測高差 1.3.2 測量的基本原則 測量的基本原則： （1）布局上：從整體到局部 （2）次序上：先控制后碎部 （3）精度上：由高級到低級 （4）步步有校核，校核合格后方可進入下一步工作,2 常用測量儀器,本章內容簡介和教學目標 2.1 水準儀及其使用 2.2 經(jīng)緯儀及其使用 2.3 全站儀及其使用,2 常用測量儀器,本章內容簡介： DS3微傾式水準儀的構造、使用及其檢驗和校正 DJ6微傾式經(jīng)緯儀的構造、使用及其檢驗和校正 全站儀的構造、功能、使用及其保養(yǎng) 本章教學目標： 了解水準儀、經(jīng)緯儀的構造、檢驗和校正 掌握水準儀和經(jīng)緯儀的使用 了解全站儀的構造、功能 掌握全站儀的使用,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,水準儀的主要用途是：測高差 2.1.1 DS3微傾式水準儀的構造 DS3微傾式水準儀的構造 如圖所示，DS3微傾式水準儀由望遠鏡、水準器、基座和附件組成,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.1 DS3微傾式水準儀的構造 （1）望遠鏡 望遠鏡的用途：瞄準水準尺并讀數(shù) 望遠鏡的組成：物鏡、目鏡、十字絲分劃板、調焦透鏡、物鏡和目鏡對光螺旋 物鏡、目鏡的作用：使目標成像位于十字絲分劃板上并一起放大 十字絲分劃板的作用：瞄準目標并讀數(shù) 調焦透鏡與物鏡對光螺旋的作用：使目標清晰 目鏡對光螺旋的作用：使十字絲清晰,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.1 DS3微傾式水準儀的構造 視差：眼睛在目鏡處微微移動而讀數(shù)發(fā)生變化的現(xiàn)象。 消除視差的方法：反復調節(jié)物鏡、目鏡對光螺旋，使目標影像落在十字絲分劃板上 （2）水準器 水準器分為：管水準器和圓水準器 圓水準器氣泡居中表示視線粗平 管水準器氣泡居中表示視線精平,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.1 DS3微傾式水準儀的構造 （3）基座 基座呈三角形，由基座、角螺旋（3個）和連接板組成。 基座的作用：支承儀器的上部并與腳架連接 （4）附件 制動螺旋、微動螺旋的作用：使望遠鏡在水平方向制動和微動。 微傾螺旋的作用：使望遠鏡在豎直面內微傾。,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.1 DS3微傾式水準儀的構造 （5）水準尺和尺墊 水準尺和尺墊與水準儀配套使用。 水準尺：雙面尺或單面尺 雙面尺：整尺長3m，紅、黑雙面注記。 黑面是主面，尺底從零起算；紅面是輔面，尺底分別以4687mm（A尺）和4787mm（B尺）起算。 等級測量時：A尺和B尺配套使用。 尺墊：由三角形或圓形鑄鐵制成，下端有3個支腳，頂面為半球狀。,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.2 水準儀的使用 安置步驟：安置儀器 瞄準 精平 讀數(shù) （1）安置儀器 選擇安置點，打開腳架使高度適中，架頭大致水平，擰緊伸縮固定螺旋，打開儀器箱取出儀器，連接在架頭上，擰緊連接螺旋，使圓水準器氣泡居中。 （2）瞄準 瞄準步驟：目鏡對光 粗瞄 物鏡對光 精瞄 消除視差,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.2 水準儀的使用 （3）精平 調微傾螺旋，使水準管半像吻合，此時視線即達精平 （4）讀數(shù) 讀4位數(shù)，即m，dm，cm，mm 精平后讀數(shù)，mm位估讀,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.3 DS3微傾式水準儀的檢驗和校正 水準儀的主要軸線及應滿足的條件 圓水準器軸LL豎軸（次要條件） 十字絲橫絲豎軸VV（次要條件） 水準管軸LL視準軸CC（主要條件） 觀看動畫 水準儀軸線間關系。 水準儀的幾何軸線,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.3 DS3微傾式水準儀的檢驗和校正 （1）圓水準器的檢校 檢驗 使圓水準器氣泡居中，然后在儀器水平方向旋轉180，若氣泡仍居中，則滿足要求，否則應校正。 校正 用校正針撥圓水準器的校正螺旋，使氣泡退回偏離值的一半。,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.3 DS3微傾式水準儀的檢驗和校正 （2）十字絲分劃板的檢校 檢驗 整平儀器，用十字絲中橫絲的交點對準一點狀目標，擰緊制動螺旋，轉動微傾螺旋，若點狀目標始終在中橫絲上移動，則滿足要求，否則，需校正。 校正 松開十字絲分劃板固定螺絲，轉動十字絲環(huán)，使中橫絲末端與點狀目標重合，再旋緊固定螺絲。 （3）水準管的檢校,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.3 DS3微傾式水準儀的檢驗和校正 檢驗 在較平坦的地段選相距80m左右的A、B兩點，在中間安置儀器，測A、B兩點間的高差hABa1b1（此時消除了i角的誤差），至少測兩次高差，高差之差不大于3mm時取平均值即為正確高差。 將儀器搬至A點（或B點）近旁（距水準尺3m左右），再測A點到B點的高差： hABa2b2a近b遠 若hAB等于正確高差,說明水準管軸與視準軸平行,此時滿足要求; 若hAB不等于正確高差,相差超過5mm,則需要校正。,2 常用測量儀器 2.1 水準儀及其使用,2.1.3 DS3微傾式水準儀的檢驗和校正 校正 .根據(jù)公式算出遠尺的正確讀數(shù)hABa近b遠 式中: hAB為用儀器安置在中間時的平均高差hAB 代替； a近為近尺的正確讀數(shù)。 遠尺的正確讀數(shù)為: b遠(正確)a近hAB .調節(jié)微傾螺旋,使遠尺讀數(shù)b遠變?yōu)檫h尺的正確讀數(shù)b遠(正確)。 .用校正針撥水準管的校正螺旋，使管水準氣泡居中，則水準管軸水平。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,經(jīng)緯儀的主要用途：測角 2.2.1 DJ6型光學經(jīng)緯儀的構造 如圖所示， DJ6型光學 經(jīng)緯儀由照準部、水平 度盤、基座組成。 DJ6型光學經(jīng)緯儀的構造,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.1 DJ6型光學經(jīng)緯儀的構造 （1）照準部 照準部包括：望遠鏡、豎直度盤、照準部水準管和讀數(shù)裝置。 望遠鏡的作用：瞄準目標。 豎直度盤的作用：測天頂距和豎直角。 照準部水準管的作用：精確整平儀器。 讀數(shù)顯微鏡的作用：讀取水平度盤和豎直度盤的讀數(shù)。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.1 DJ6型光學經(jīng)緯儀的構造 （2）水平度盤 水平度盤的作用：度量水平角。 水平度盤有0360的刻劃線。 （3）基座 基座的組成：軸座、腳螺旋和三角形底板。 基座的作用：支承儀器的上部。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.2 DJ6型光學經(jīng)緯儀的使用 安置步驟：安置儀器 瞄準目標 讀數(shù) （1）安置儀器 對中、整平 目的 對中的目的：是水平度盤的中心與測站點位于同 一鉛垂線上。 整平的目的：使水平度盤水平。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.2 DJ6型光學經(jīng)緯儀的使用 標準 對中的標準： 光學對中儀器：光學對中器分劃板中心與地面點位中心重合。 垂球對中儀器：垂球尖與地面點位于同一鉛垂線上。 整平的標準：儀器旋轉到任意位置時，照準部水準管氣泡均居中。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.2 DJ6型光學經(jīng)緯儀的使用 光學經(jīng)緯儀的安置 操作步驟： 腳架安置在測站點，架頭大致水平目估對中，裝儀器。 調節(jié)對中器調焦螺旋，使分劃板和測站點清晰。 移動腳架，大致對中，踩緊3個腳架。 調節(jié)腳螺旋，進一步對中。 伸縮腳架，使圓水準器氣泡對中。 轉動腳螺旋，使照準部水準管氣泡居中。 松儀器連接螺旋，平移儀器，再次對中。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.2 DJ6型光學經(jīng)緯儀的使用 （2）瞄目標 測水平角，用豎絲瞄目標 測天頂距和豎直角，用中橫絲瞄目標 瞄準步驟： 用望遠鏡粗瞄器粗瞄目標。 調節(jié)目鏡對光螺旋使十字絲清晰。 調節(jié)物鏡對光螺旋使目標清晰。 調節(jié)微動螺旋精瞄目標。 反復調節(jié)物鏡和目鏡對光螺旋，消除視差。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.2 DJ6型光學經(jīng)緯儀的使用 （3）讀數(shù) 讀數(shù)時，打開反光鏡并調節(jié)讀數(shù)顯微鏡使讀數(shù)窗清晰。 豎直度盤讀數(shù)時，應調節(jié)豎直度盤指標水準管微動螺旋，使豎直度盤指標水準管氣泡居中后再讀數(shù)。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 經(jīng)緯儀的主要軸線及應滿足的條件： 水準管軸豎軸 視準軸橫軸 橫絲豎絲 十字絲的豎絲橫絲 觀看動畫 經(jīng)緯儀軸線間的關系。 經(jīng)緯儀主要軸線,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 （1）照準部水準管豎軸 檢驗 步驟： 使圓水準管氣泡居中。 使水準管氣泡居中。 儀器水平方向轉180，若氣泡仍居中，則滿足要求，否則需要校正。 校正 用校正針撥水準管一端的校正螺旋，使氣泡退回一半。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 （2）十字絲的豎絲橫軸 檢驗 整平儀器 用十字絲交點瞄準一點狀目標P 調節(jié)豎直度盤微動螺旋，若P點始終在豎絲上移動，則滿足要求，否則需校正。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 校正 松十字絲環(huán)的固定螺旋 旋正十字絲環(huán) 上緊固定螺旋 （3）視準軸橫軸 檢驗 視準軸的檢驗和校正 在平坦地面上，選擇相距約100m的A、B兩點。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 在、連線的中間O點安置儀器,在A點豎立一標志,在B點橫置一根有毫米分劃的小尺,使之垂直于AB,與儀器大致同高。 整平儀器，盤左瞄A點，倒鏡，在橫尺上得讀數(shù)B1，盤右瞄A點，再倒鏡，在橫尺上得讀數(shù)B2，若B1與B2重合，則滿足要求，否則需要校正。 校正 量取B1B2的四分之一得B3。 在盤右，用校正針撥十字絲分劃板校正螺絲，使十字絲交點由點移動到,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 （）橫軸豎軸 檢驗 在距墻20m處安置經(jīng)緯儀。 盤右：瞄墻高處P點（仰角約30），固定照準部，放平望遠鏡，在墻上標出P1。 盤右：瞄P點，固定照準部，放平望遠鏡，在墻上標出P2。 若點P1與點P2重合，滿足要求，否則需要校正。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 校正 由專業(yè)人員進行。 （5）指標差的檢校 檢驗 整平儀器，盤左、盤右瞄統(tǒng)一目標，指標水準管氣泡居中，盤左時讀豎直度盤讀數(shù)L，盤右時讀豎直度盤讀數(shù)R。 計算指標差： X（LR360）2 若指標差超限，需要校正。,2 常用測量儀器 2.2 經(jīng)緯儀及其使用,2.2.3 DJ6型光學經(jīng)緯儀的檢校 校正 計算出正確的盤右豎直度盤的讀數(shù)： R正確RX 盤右：瞄準原位置不變，調節(jié)指標水準管微動螺旋，使盤右讀數(shù)為R正確。 用校正針撥指標水準管校正螺絲，使氣泡居中。,2 常用測量儀器 2.3 全站儀及其使用,全站儀是一種集電子測角、電子測距于一體的儀器。 2.3.1全站儀的構造 全站儀由光電測距儀、電子經(jīng)緯儀和微處理器組成 2.3.2全站儀的功能 全站儀的功能：角度測量、距離測量、坐標測量、對邊測量、懸高測量、數(shù)據(jù)采集、內存文件管理、數(shù)據(jù)通訊 觀看錄像 認識全站儀。 觀看錄像 認識GPS接收機。,3 角度測量,本章內容簡介和教學目標 3.1 角度測量原理 3.2 角度觀測 3.3 角度測量的主要誤差,3 角度測量,本章內容簡介： 角度測量原理 角度觀測 角度測量的主要誤差來源及消減方法 本章教學目標： 理解水平角與天頂距的概念 掌握水平角及天頂距的觀測與計算 熟悉角度測量的誤差來源及消減方法,3 角度測量 3.1 角度測量原理,測角儀器有經(jīng)緯儀（光學經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀）和全站儀 3.1.1角度的概念 （1）水平角（） 地面上一點至兩 個目標的方向線 在水平面上的投 影，稱為水平角。 水平角測量,3 角度測量 3.1 角度測量原理,3.1.1角度的概念 （2）豎直角和天頂距 豎直角（） 在同一豎直面內，視線與水平線的夾角稱為豎直角。 天頂距與豎直角,3 角度測量 3.1 角度測量原理,3.1.1角度的概念 仰角為正（090） 仰角為負（090） 天頂距（Z） 在同一豎直面內，視線與鉛垂線天頂方向間的夾角。 天頂距的取值范圍：（0180） 豎直角與天頂距的關系 Z90 天頂距不存在負值。,3 角度測量 3.1 角度測量原理,3.1.2角度測量原理 (1)水平角測量原理 為測水平角,安置一水平度盤,使度盤中心O與角頂點O位于同一鉛垂線上.若水平度盤的讀數(shù)分別為a、b,則OA與OB之間的水平角為: ba 式中:a為夾角右邊的讀數(shù)； b為夾角左邊的讀數(shù)。,3 角度測量 3.1 角度測量原理,3.1.2 角度測量原理 (2)豎直角和天頂距測量原理 為測豎直角和天頂距,安置一豎直度盤,通過豎直度盤中心的鉛垂線來指示讀數(shù),測得天頂距Z,由 Z90 計算豎直角。,3 角度測量 3.2 角度觀測,3.2.1水平角觀測 (1)水平角觀測方法 測回法：適于測2個方向間的水平夾角。 方向觀測法：適于測2個以上方向間的水平夾角。 (2)測回法測水平角 如圖所示: 在測站點安置經(jīng)緯儀(對中、整平)。 盤左:瞄左目標,置數(shù)a,順時針轉動照準部,瞄右目標,讀數(shù)b,則盤左時的角值盤左ba。,3 角度測量 3.2 角度觀測,3.2.1水平角觀測 盤右:瞄右目標,讀數(shù)c,逆時針轉動照準部,瞄左目標,讀數(shù)d,則盤右時的角值盤右cd 盤左、盤右分別為上、下半測回。 上、下半測回構成一個測回。 則一測回角值1： 1（盤左盤右）2 觀看動畫 測回法測水平角。 觀看錄像 用經(jīng)緯儀測水平角的操作過程。,3 角度測量 3.2 角度觀測,3.2.2 天頂距觀測 （1）觀測天頂距 在測站點安置儀器（對中、整平）。 盤左：用十字絲中絲截取目標，調節(jié)豎直度盤指標水準管微動螺旋，使豎直度盤指標水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L。 盤右：操作同盤左，讀取豎盤讀數(shù)R。 觀看動畫 測天頂距。,3 角度測量 3.2 角度觀測,3.2.2 天頂距觀測 （2）計算天頂距 天頂距： ZLx 指標差： x（LR3600000）2 豎直角： 90Z 觀看錄像 用經(jīng)緯儀測天頂距的操作過程。,3 角度測量 3.3 角度測量的主要誤差,3.3.1水平角測量的誤差 （1）儀器誤差 主要來源：儀器檢校不完善的殘留誤差； 制造加工不完善引起的制造誤差。 消減方法：正倒鏡觀測多個測回，去平均值。 （2）操作儀器 主要來源：對中誤差、整平誤差、瞄準誤差和讀數(shù)誤差。 消減方法：嚴格對中、認真整平。,3 角度測量 3.3 角度測量的主要誤差,3.3.1水平角測量的誤差 （3）外界環(huán)境的影響 主要來源：地面不堅實； 刮風使儀器不穩(wěn)定； 氣溫變化引起儀器主要軸線關系的變動； 光線強弱對照準和讀數(shù)的影響等。 削減方法：選擇合適的觀測點架設儀器； 選擇合適的觀測時段和氣象條件； 撐傘保護等。,3 角度測量 3.3 角度測量的主要誤差,3.3.2天頂距測量的誤差 （1）儀器誤差 主要來源：豎盤分劃、誤差指標差和豎盤偏心差。 消減方法：豎盤分劃誤差無法消除,本身很小可 忽略不計； 指標差用正倒鏡觀測消除； 豎盤偏心差采用對向觀測(往、返觀 測)且標高等于儀高進行消除。,3 角度測量 3.3 角度測量的主要誤差,3.3.2天頂距測量的誤差 (2)操作誤差 主要誤差: 指標水準管氣泡居中誤差； 瞄準誤差； 讀數(shù)誤差。 消減方法:指標水準管氣泡嚴格居中； 瞄目標時,用十字絲的橫絲精確瞄準 目標的某一位置。 仔細對光消除誤差。,4 距離測量,本章內容簡介和教學目標 4.1 鋼尺量距 4.2 經(jīng)緯儀視距 4.3 測距儀和全站儀測距 4.4 直線定向 4.5 坐標正、反算,4 距離測量,本章內容簡介： 鋼尺量距 經(jīng)緯儀測距 測距儀、全站儀測距 直線定向 坐標正反算 本章教學目標： 掌握測量距離的常用方法(量距、視距、測距) 掌握直線定向的概念 掌握方位角的概念及其推算 正確進行坐標正反算,4 距離測量 4.1 鋼尺量距,4.1.1量距工具 鋼尺、測釬、標桿、垂球、溫度計和彈簧秤 4.1.2一般量距 (1)鋼尺量距的分類 按精度不同鋼尺量距可分為:一般量距和精密量距 一般量距用目估定線 觀看錄像 觀看直線定線的過程。 精密量距用經(jīng)緯儀定線 (2)量距方法 量距的方法:平地丈量距離和傾斜地面丈量,4 距離測量 4.1 鋼尺量距,4.1.3精密量距 經(jīng)緯儀定向 步驟: (1)在端點處架經(jīng)緯儀瞄準另一端點。 (2)用鋼尺量距進行概量,在視線上依次定出比鋼尺略小的尺段,并打下木樁。 (3)利用經(jīng)緯儀定線,依次在各樁面上劃一條線,使其一所測方向重合,并在其垂直方向上劃“十”做丈量標志。,4 距離測量 4.1 鋼尺量距,4.1.4量距誤差 量距誤差的主要種類: 定線誤差； 尺長誤差； 溫度誤差； 拉力誤差； 鋼尺傾斜誤差； 讀數(shù)誤差。,4 距離測量 4.2 經(jīng)緯儀視距,4.2.1視距測量原理及計算公式 (1)視線水平時的測量(水準儀) 在平坦地面,在A點安置水準儀 在B點立水準尺,讀取上絲讀數(shù)b,下絲讀數(shù)a,則水平距離: DKl 式中: K為視距乘常數(shù)(取100) l為上、下絲的間隔 lab (m) 視線水平時的視距測量,4 距離測量 4.2 經(jīng)緯儀視距,4.2.1視距測量原理及計算公式 (2)視線傾斜時的測量 地面起伏較大時,在A 點安置儀器,在B點立 水準尺,瞄水準尺讀 上、中、下三絲讀數(shù) 分別為a、b、v,盤左 視線水平時的視距測量 豎盤讀數(shù)為L,盤右豎盤讀數(shù)為R,則: 水平距離: DKlsin2Z,4 距離測量 4.2 經(jīng)緯儀視距,4.2.1視距測量原理及計算公式 點A到點B的高差: hABDtanZiv 式中: K為視距乘常數(shù)(取100)； l為上、下絲的間隔 lab (m)； Z為天頂距 ZLx； x為指標差： x（LR3600000）2,4 距離測量 4.3 測距儀和全站儀測距,4.3.1測距原理 利用光速的光波,在A點安置測距儀,B點安置反光鏡,則A、B兩點間的距離: 光電測距 DCt2 式中: C為光波的傳遞速度； t為測距儀從發(fā)出到接收載波信號的時間。,4 距離測量 4.3 測距儀和全站儀測距,4.3.2測距儀和全站儀 測距儀和全站儀是用電磁波測距的儀器 4.3.3測距儀的基本操作 測距儀的基本操作: (1)安置儀器 (2)安置反光鏡 (3)測距步驟,4 距離測量 4.4 直線定向,4.4.1標準方向 標準方向的分類:真子午線方向、磁子午線方向和坐標縱軸方向。 4.4.2方位角與象限角 (1)方位角 過直線起點的標準方 向線北端起,順時針 兩到該直線的水平 夾角。 方位角,4 距離測量 4.4 直線定向,4.4.2方位角與象限角 （2）方位角的特性 方向性：直線AB與BA方向相反。把AB與BA稱為正反坐標方位角。 方位角的變化范圍：0360。 （3）方位角的分類 真方位角、磁方位角和坐標方位角,4 距離測量 4.4 直線定向,4.4.2方位角與象限角 （4）象限角 象限角（R）：某直線與坐標縱軸所夾的銳角。 象限角的取值范圍：0 90。 象限角,4 距離測量 4.4 直線定向,4.4.2方位角與象限角 （5）方位角與象限角的關系 方位角與象限角的關系： 象限：01R01 、 象限：02180R02 象限：03180R03 象限：04360R04,4 距離測量 4.4 直線定向,4.4.3方位角的推算 （1）左角和右角 前進方向左邊的角稱為左角(左)。 前進方向右邊的角稱為右角(右)。 左角、右角,4 距離測量 4.4 直線定向,4.4.3方位角的推算 (2)方位角推算 某邊的方位角,用相鄰已知邊的方位角按左角和右角公式來計算。 左角公式：BCAB180左 右角公式：BCAB180右 計算結果則小于0，則加360；若大于360，則減360。,4 距離測量 4.5 坐標正、反算,4.5.1坐標正算 由DAB，AB推算（XAB，YAB）推算B（XB，YB） A（XA，YA） 坐標正算、反算,4 距離測量 4.5 坐標正、反算,4.5.1坐標正算 A點到B點的坐標增量： XABDABcosAB YABDABsinAB B點的坐標： XBXAXAB YBYAYAB,4 距離測量 4.5 坐標正、反算,4.5.2坐標反算 由A（XA，YA）推算（XAB，YAB）推算DAB，AB B（XB，YB） 坐標增量： XAB XB XA YAB YB YA 邊長：DABX2ABY2AB 象限角： RarctanYABXAB 根據(jù)坐標增量判斷所在象限，將象限角轉化方位角。,5 高程測量,本章內容簡介和教學目標 5.1 水準測量 5.2 三角高程測量,5 高程測量,本章內容簡介： 水準測量 三角高程測量 本章教學目標： 理解水準儀及三角高程測量的原理 掌握水準測量及三角高程測量外業(yè)觀測與內業(yè)計算 認清水準測量、三角高程測量中的誤差來源與消減方法,5 高程測量 5.1 水準測量,水準測量使用的儀器和工具有：水準儀、水準尺和尺墊 5.1.1水準測量原理 （1）一測站的高差及檢核 一測站的高差 求點A到點B的高差hAB 水準測量原理,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.1水準測量原理 步驟： 在、點安置水準尺； 在、點中間安置水準儀； 在水準尺上讀后視讀數(shù)為a，前視讀數(shù)為b； 計算點A到點B的高差： hABab 觀看錄像 普通水準儀測高差的過程。 推算高程的方法 高差法： h 視線高法：（a）b 觀看錄像 自動安平水準儀測未知點的高程。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.1水準測量原理 測站校核 雙儀高法：在測站上，安置兩次儀器，測兩次高差，若兩高差吻合，則該測站成果正確。否則，重測 雙面尺法：在測站上，安置一次儀器，分別讀水準尺的黑、紅兩面，算出黑、紅兩面對應的高差，若高差之差沒有超過允許誤差，則該測站成果正確。否則，重測,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.1水準測量原理 （2）一測段的高差和校核 一測段的高差 安置一次儀器不能測出A、B兩點的高差，要設若干站連續(xù)進行觀測，求出個測站高差，從而求出一測段的高差（hAB ） hABh1站h2站h3站h4站 hn站 測段校核 一個測段，高差是否正確，單從該測段觀測資料不能判斷。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 普通水準測量的工作內容：選定測量線路、埋設水準點標志、觀測高差、精度評定和推算高程。 （1）水準測量的布設形式 附合水準路線 閉合水準路線 支水準路線,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 （2）水準測量觀測、記錄和計算 觀測與記錄（以附合水準路線為例） 水準測量 在A點立尺（后視尺），在轉點1立尺，在A點與1點安置水準儀,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 第一站： 后視A點 精平 黑面中橫絲數(shù)據(jù)記入手薄。 前視TP1 精平 黑面中橫絲數(shù)據(jù)記入手薄。 第一站結束后，TP1點尺不動，儀器搬至下一站，依次測點。 計算各站高差，從而計算測段高差。 高差計算校核 計算h 計算a、b 若hab，則計算無誤，否則應重算。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 (3)水準測量成果計算 計算目的：判斷觀測精度,推算未知點的坐標。 判斷觀測精度是否合格： 計算高差閉合差允許值,按下式計算 平地: fh允40L 山地: fh允12n 式中 L水準路線的總長度 (km)； n水準路線的測站數(shù)。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 計算高差閉和差，計算式為： 附和水準路線高差閉合差： fhh（H終H始） 閉和水準路線高差閉合差： fhh0 支水準路線高差閉合差： fhh往h返0 高差閉合差fh自帶符號，計算時要特別注意。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 高差閉合差的分配 計算高差改正數(shù) 分配原則。山區(qū)：反號按站數(shù)成正比； 平地：反號按路線長成正比。 則高差改正數(shù)： 山區(qū)：vifhnin 或 平地：vifhi 式中：fh為 高差閉合差（整個水準路線）；ni為測站數(shù)；n為總的測站數(shù)；i為路線長（km）； 為路線總長（km）。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 計算改正后的高差hi改 hi改hi測vi 支水準路線：不需要計算高差改正數(shù)直接計算測段改正后的高差 即： hi改（h往h返） 式中：h往從已知點到待求點的實測高差； h返從待求點到已知點的實測高差。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.2普通水準測量 計算校核 閉合水準路線： hi改 附合水準路線： hi改終始 支水準路線： hi改 推算各待求點坐標 未知點已知點hi改 式中：未知點為未知點的高程； 未知點為已知點的高程； hi改為從已知點帶未知點間改正后的高差。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.3四等水準測量 (1)觀測程序 后 后 前 前 (2)測站計算與校核 測站計算 計算后視距、前視距、黑面高差和紅面高差。 測站校核 視距部分:前后視距允許值 前后視距差允許值 前后視距差的累積值允許值,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.3四等水準測量 高差部分:紅黑面中絲讀數(shù)差允許值 紅黑面高差之差允許值 注： 讀數(shù)與高差部分以mm為單位，視距部分以m為單位 （3）成果計算 成果計算的程序：精度評定 推算改正后的高差 推求待求點的高程。,5 高程測量 5.1 水準測量,5.1.4水準測量的主要誤差來源及消減方法 （1）水準測量的誤差 儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境的影響 （2）水準測量的誤差來源 儀器誤差的來源（視準軸不平行水準管的誤差、運行誤差和水準尺的誤差）；觀測誤差（水準管氣泡居中誤差、估讀水準尺的誤差和水準尺傾斜誤差）；外界環(huán)境的影響（地球曲率的影響、大氣折光差、儀器及尺子下沉、熱輻射和風力的影響）。,5 高程測量 5.2 三角高程測量測量,5.2.1三角高程測量原理 （1）單向觀測 步驟： A點安置儀器，B點立水準 尺，瞄準讀上、中、下三絲 讀數(shù)，測豎直角，量儀器高。 中絲讀數(shù)：目標高v（m）； 三角高程測量 上絲和下絲讀數(shù)得尺間隔l（m）； 儀器高i（m）； 計算天頂距Z。,5 高程測量 5.2 三角高程測量測量,5.2.1三角高程測量原理 計算高差 點A到點B的高差： hABDtanZiv 式中：D為A、B間的水平距離，DKlsin2Z； K為視距乘常數(shù)（取100）。 （2）對向觀測（直、反硯觀測） 直硯：已知點安置儀器，未知點立水準尺； 反硯：未知點安置儀器，已知點立水準尺。 （3）對向觀測的高差 往返測高差絕對值之較差允許值，取平均值，符號為往測高差的符號。,5 高程測量 5.2 三角高程測量測量,5.2.2 三角高程測量施測 步驟： A點安置儀器，量儀器高，B點立水準尺； 盤左盤右分別讀上、中、下三絲讀數(shù)，測豎直角，求尺間隔l和天頂距Z； B點安置儀器，量儀器高，A點立水準尺； 計算往、返測高差，并計算往、返測高差的平均值。,大比例尺地形圖的 測繪和應用,本章內容簡介和教學目標 6.1 地形圖的基本知識 6.2 小區(qū)域控制測量 6.3 經(jīng)緯儀測圖 6.4 數(shù)字化測圖 6.5 地形圖的應用,6 大比例尺地形圖的 測繪和應用,本章內容簡介： 地形圖的基本知識；小區(qū)域的控制測量；經(jīng)緯儀測圖；數(shù)字化測圖和地形圖的應用 本章教學目標： 掌握小區(qū)域控制測量 測圖：能完成地形圖的測繪工作 識圖：能識別地物和地貌，想象出地面的起伏變化狀態(tài) 用圖：熟悉閱讀和正確使用地形圖；能在地形圖上求出點的坐標、高程，兩點間的水平距離，直線的方位角、坡度；能進行面積計算方量計算繪斷面圖,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.1 地形圖的基本知識,6.1.1地形圖和比例尺 （1）地形圖 地形圖上反映的內容：主要反映地物和地貌。 地形圖的投影方法：高斯投影。 （2）比例尺 地形圖比例尺地形圖上兩點間的距離對應的實際水平距離1M,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.1 地形圖的基本知識,6.1.2地物和地貌的表示方法 （1）地物 地物用地物符號來表示 地物符號的分類：比例符號、非比例符號、線形符號和地物注記。 （2）地貌 地貌用等高線來表示 等高線的分類 等高線分為：首曲線、計曲線、間曲線和助曲線。 觀看動畫 等高線投影的方法。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.1 地形圖的基本知識,6.1.2地物和地貌的表示方法 等高距 地形圖上相鄰等高線之間的高差 等高線的特性 等高性：同一等高線上各點的高程相等； 閉合性：等高線為閉合曲線； 非交性：不同高程的等高線不相交不重合（除懸崖和陡崖處）； 正交性：等高線與山脊線山谷線正交； 密陡疏緩性：等高線愈密地面坡度愈陡反之成立； 平行均坡性：等高線互相平行，地面坡度均勻。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.2 小區(qū)域控制測量,控制測量的任務 平面控制測量：測控制點的坐標（X，Y）； 高程控制測量：測控制點的高程H。 6.2.1平面控制測量 方法：導線測量、小三角測量和交會法 一般用導線測量 （1）導線的布設形式 附合導線 閉合導線 支導線,A,B,C,D,1,1,A,B,1,2,A,3,B,1,2,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.2 小區(qū)域控制測量,6.2.1平面控制測量 （2）導線測量的外業(yè)工作 選點、測角和測邊 （3）導線測量的內業(yè)計算 計算步驟（以閉合導線為例） 角度閉合差的計算和調整。 角度閉合差： f測（n2）180 容許閉合差： f容60n,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.2 小區(qū)域控制測量,6.2.1平面控制測量 角度改正數(shù)： 角度閉合差不超過容許閉合差時，可得： v- fn 改正后的角度： i改iv 推算各邊的坐標方位角。 計算坐標增量和坐標增量閉合差。 計算坐標增量 xDcos yDsin,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.2 小區(qū)域控制測量,6.2.1平面控制測量 計算坐標增量閉合差 fxx fyy 計算導線全長閉合差fD和相對誤差K fD fx 2 fy2 K fD /1/（D/ fD） 當KK容時，則調整坐標增量閉合差 閉合差的調整。 縱坐標增量改正數(shù)： vxi-（ fx /D）Di 橫坐標增量改正數(shù)： vyi-（ fy /D）Di,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.2 小區(qū)域控制測量,6.2.1平面控制測量 計算改正后的坐標增量 xi改xivxi yi改yivyi 計算各導線點的坐標 xixi1 xi1改 yiyi1 yi1改 計算校核 改（n2）180 推算終邊已知終邊 x改0 y改0 x推算起點x起點已知 y推算起點y起點已知,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.2 小區(qū)域控制測量,6.2.2高程控制測量 高程控制測量的方法：水準測量、三角高程測量（經(jīng)緯儀視距三角高程、全站儀測距三角高程） 測量步驟： 測各邊的高差（h測）； 判斷觀測精度是否合格； 平差，推算出平差后的 高差（h改）； 推算高程。 三角高程原理圖,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.3 經(jīng)緯儀測圖,6.3.1測圖前的準備工作 （1）準備圖紙 內容包括：確定圖幅規(guī)格、地形圖的編號、繪制坐標方格網(wǎng)、展繪控制點和展點校核。 （2）儀器工具的準備 測量儀器工具； 記錄計算工具； 繪圖工具。 （3）了解測區(qū)情況 內容包括：控制點的分布、通視情況、地物種類及分布、植被種類、地面起伏變化狀態(tài)和測區(qū)邊界等。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.3 經(jīng)緯儀測圖,6.3.2測圖方法 測圖程序：測站準備 立尺 觀測 記錄計算 展點 繪圖 （1）測站準備 包括：安置經(jīng)緯儀、安置圖板、計算高程（H）和水平距離（D）和測站校核。 （2）立尺 地貌特征點和地貌特征點。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.3 經(jīng)緯儀測圖,6.3.3地形圖的繪制 （1）繪制地物 包括：居民點、道路、水系、植被和管線設施。 （2）勾繪等高線 在測圖過程中,要隨時注意連接相關特征點,勾繪出山脊線、山谷線、坡腳線等地性線,標注出山頭最高點、洼地最低點、鞍部等特征點,再根據(jù)特征點、地性線及地形點的分布情況判斷出地面起伏變化狀態(tài)。 (3)地形圖的拼接 為了便于圖形拼接,測圖范圍應超過拼接邊510mm。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.3 經(jīng)緯儀測圖,6.3.3地形圖的繪制 (4)地形圖的檢查 為了保證地形測量成果的質量,所測圖必須經(jīng)過層層檢查,合格及以上等級的圖紙才能投入使用。 檢查方式包括：圖面檢查和野外檢查。 （5）地形圖的修飾 地形圖上的字、線及符號應按地形圖圖式的規(guī)定進行繪制和標注。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.4 數(shù)字化測圖,6.4.1數(shù)字化測圖的概念 （1）數(shù)字化測圖的特點 特點：自動化、數(shù)字化、高精度 （2）數(shù)字化測土的步驟 步驟：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和圖形輸出 6.4.2獲取數(shù)字地圖的方法 （1）地圖數(shù)字化成圖（紙質圖 數(shù)字化圖） 成圖過程：紙質圖 室內數(shù)字化 數(shù)字化圖。 作業(yè)方法：手扶跟蹤數(shù)字化和掃描屏幕數(shù)字化。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.4 數(shù)字化測圖,6.4.2獲取數(shù)字地圖的方法 （2）航測數(shù)字測圖（航測像片 數(shù)字化圖） 成圖過程：航空攝影 航測像片 外業(yè)判讀影像 內業(yè)立體測圖 數(shù)字化地形圖 （3）地面數(shù)字測圖（實地測點 數(shù)字化圖） 6.4.3全站儀數(shù)字化測圖 （1）采集的數(shù)據(jù)信息 點的信息點號及三維坐標（X，Y，Z） 繪圖信息屬性信息和連接信息等,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.4 數(shù)字化測圖,6.4.3全站儀數(shù)字化測圖 （2）野外采集數(shù)據(jù)前的準備工作 儀器工具； 控制測量成果； 作業(yè)區(qū)域的劃分； 人員分工。 （3）采集數(shù)據(jù)步驟 在測站點安置全站儀，連接便攜機，量取儀器高，開機； 選擇測量狀態(tài)； 輸入測站點和后視點的點號；,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.5 地形圖的應用,定向：在后視點立鏡，瞄鏡進行定向； 測站校核； 測碎部點坐標； 確認、關機、搬站。 6.5.1地形圖的閱讀 （1）閱讀步驟 從圖外到圖內，從整體到局部。 （2）閱讀內容 圖廓外注記（比例尺、坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、圖式）； 地物方面； 地貌方面。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.5 地形圖的應用,6.5.2地形圖的基本應用 （1）求點的坐標和高程 求點的坐標 在圖上查所求點所在方格角點的坐標，從而計算。 求點的高程 若點在等高線上，則等高線的高程即為該點的高程； 若點不在等高線上，則要通過等高線內插，從而求出該點的等高線。,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.5 地形圖的應用,6.5.2地形圖的基本應用 （2）求兩點間的水平距離 方法：直接量取法和坐標反算。 （3）求直線的方位角 方法：直接量取法和坐標反算。 （4）求直線的坡度 求A、B兩點間的水平距離DAB； 求A點到B點的高差hAB； 求A點到B點的坡度iAB： iABhABDAB,6 大比例尺地形圖的測繪和應用 6.5 地形圖的應用,6.5.3地形圖在規(guī)劃設計中的應用 應用： （1）在設計線路繪制斷面圖 （2）按設計坡度在地形圖上選擇最短路線 （3）確定匯水面積 （4）場地平整中的土石方估算,7 建筑施工測量,本章內容簡介和教學目標 7.1 建筑施工測量概述 7.2 施工測設的基本工作 7.3 建筑場地施工控制測量 7.4 民用建筑施工測量 7.5 高層建筑施工測量 7.6 工業(yè)建筑施工測量 7.7 線路工程測量 7.8 建筑物的變形測量 7.9 竣工總平面圖的編繪,7 建筑施工測量,本章內容簡介： 建筑施工測量概述；施工測設的基本工作；建筑場地施工控制測量；民用建筑施工測量；高層建筑施工測量；工業(yè)建筑施工測量；線路工程測量；建筑物的變形測量；竣工總平面圖的編繪 本章教學目標： 了解建筑施工測量的內容、特點；了解建筑方格網(wǎng)布設和測設的方法；了解竣工總平面圖的編繪方法；掌握建筑基線步設和測設方法；掌握施工場地高程控制測量的方法；掌握建筑物（或構筑物）的施工放樣方法；掌握變形觀測的一般方法,建筑施工測量 7.1 建筑施工測量概述,7.1.1建筑施工測量的目的和主要內容 （1）施工測量的目的 把圖紙上設計的建（構）筑物的平面位置和高程，按設計和施工的要求標定在地面上。 （2）施工測量的主要內容 建立與工程相適應的施工控制網(wǎng)； 建（構）筑物的放樣及構件與設備安裝的測量工作； 檢查和驗收工作； 變形觀測工作。,7 建筑施工測量 7.1 建筑施工測量概述,7.1.2建筑施工測量的特點 特點： 施工測量對保證工程質量和施工進度起著重要的作用； 施工測量的精度主要取決于建（構）筑物的大小、性質、用途、材料、施工方法等因素； 對測量標志要認真保護，還要注意測量人員及測量儀器的安全。,7 建筑施工測量 7.2 施工測設的基本工作,7.2.1基本要素是測設 （1）測設水平角 已知：角的一邊及角頂點的地面位置和水平角的設計值 目的：標定出水平角 另一邊的方向。 儀器：經(jīng)緯儀或全站儀。 例如：OA為已知方向，要在 O點測設的角為設計的水平 角，設為。 測設水平角,7 建筑施工測量 7.2 施工測設的基本工作,7.2.1基本要素是測設 步驟： 在O點安置儀器，盤左以OA邊為起始方（設置水平度盤讀數(shù)為（00000），順轉儀器照準部使水平度盤讀數(shù)為，在視線方向上做標記得B點。為了消除儀器誤差影響（視準軸不垂直橫軸），再以盤右逆時針轉儀器照準部使水平度盤讀數(shù)為180得B點。取BB之中點得B，則AOB即為測設的水平角。,7 建筑施工測量 7.2 施工測設的基本工作,7.2.1基本要素是測設 （2）測設水平距離 已知：線段的起點方向及設計水平距離。 目的：在地面上標定出線段的另一端點，使之水平距離為設計值，設為D。 用鋼尺測設已知地面上A點及AB方向，要求沿AB方向測設AC水平距離等于D。 步驟： 測設水平距離 自A點沿AB方向拉鋼尺量取水平距離D得C點；,7 建筑施工測量 7.2 施工測設的基本工作,7.2.1基本要素是測設 校核AC距離是否等于測設長度D； 根據(jù)差值改動C