工程測(cè)量學(xué)教案

教案

2013—2014學(xué)年第二學(xué)期

教學(xué)單位礦業(yè)工程系

教研室（實(shí)驗(yàn)室）測(cè)繪教研室

課程名稱《工程測(cè)量學(xué)》

授課專業(yè)測(cè)繪工程

主講教師

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

（2013—2014學(xué)年第二學(xué)期）

課程名稱《工程測(cè)量學(xué)》

授課班級(jí)11測(cè)繪1班總學(xué)時(shí)60學(xué)時(shí)

課程類型□通識(shí)模塊課口V專業(yè)技術(shù)模塊課口多樣化模塊課

授課方式□J理論口實(shí)驗(yàn)考核方式考試口考查

教材選用《工程測(cè)量學(xué)》張正祿武漢大學(xué)出版社2OXX年五月

參考書目《應(yīng)用工程測(cè)量學(xué)》張鳳舉煤炭工業(yè)出版社1987

教研室

主任意見(jiàn)

系部

主任意見(jiàn)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月16日第4周第1次課

課題

名

稱懿

掌握工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容

理解工程測(cè)量學(xué)的學(xué)科定位及研究領(lǐng)域

教學(xué)了解工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展歷史

目

標(biāo)了解工程測(cè)量學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系

了解大型特種精密工程測(cè)量

g一點(diǎn)工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容

一

^點(diǎn)

41工程測(cè)量學(xué)的學(xué)科定位

授

課

式

方口J理論口實(shí)驗(yàn)口實(shí)踐教學(xué)手段課堂教授

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

1.1學(xué)科定義

定義一：工程測(cè)量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管

理階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科

定義二：工程測(cè)量學(xué)主要研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開(kāi)發(fā)

各個(gè)階段所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息的采集與處理、施工放樣、設(shè)備安

裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)的理論、方法和技術(shù)，以及研究對(duì)測(cè)量和工

程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科，它是測(cè)繪學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防

建設(shè)中的直接應(yīng)用

定義三：工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間（包括地面、地下、和水中、空

中）具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論、方

法和技術(shù)的一門實(shí)用性學(xué)科。它主要以建筑工程和機(jī)器設(shè)備為研究服

務(wù)對(duì)象

測(cè)繪學(xué)科的二級(jí)學(xué)科劃分

大地測(cè)量學(xué)（天文、幾何、物理、空間等）

工程測(cè)量學(xué)（礦山測(cè)量學(xué)為工程測(cè)量的分支）

攝影測(cè)量學(xué)與遙感

地圖制圖學(xué)

地籍測(cè)繪

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容

工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容劃分

安工程建設(shè)階段劃分：

a規(guī)劃設(shè)計(jì)階段（勘測(cè)設(shè)計(jì)階段）：提供相應(yīng)工程所

需要的各種比例尺地形圖，工程實(shí)施區(qū)域的地質(zhì)條

件測(cè)量等

b施工測(cè)量階段：定線放樣、建立施工控制網(wǎng)、放樣等

c運(yùn)營(yíng)管理階段：監(jiān)測(cè)相關(guān)建筑物的參數(shù)（對(duì)于大

型設(shè)備要進(jìn)行經(jīng)常性的檢測(cè)和校正），建立工程信息

系統(tǒng)

按服務(wù)對(duì)象劃分：建筑、水利、線路、橋隧、地下工

程、海洋、軍事、三維工業(yè)、礦山、城市等。

工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容概括：

a地形圖測(cè)繪

b工程控制網(wǎng)布設(shè)及優(yōu)化設(shè)計(jì)

c施工放樣技術(shù)和方法

d變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)

e工程測(cè)量的通用和專用儀器

f誤差及測(cè)量平差理論

課本第12頁(yè)，思考題4、5、6、7、8

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月18日第4周第2次課

課題

名

稱工程建設(shè)中的測(cè)量工作與信息管理

掌握工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作

教學(xué)掌握工程施工建設(shè)階段的測(cè)量工作

目

標(biāo)掌握工程運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作

理解工程運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作

工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作（難點(diǎn)）

點(diǎn)

工程施工建設(shè)階段的測(cè)量工作

點(diǎn)

工程運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作

授

課

方

式口J理論□實(shí)驗(yàn)口實(shí)踐教學(xué)手段課堂教授

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

2.1工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作

a工業(yè)企業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作

特征：面狀地形一設(shè)計(jì)底圖

任務(wù)：提供地形圖（設(shè)計(jì)者）

1:5000:廠址選擇、總體規(guī)劃、方案比較等；

1:2000:初步設(shè)計(jì);

1:1000:施工設(shè)計(jì)；

1：500:復(fù)雜條件下的施工設(shè)計(jì)

b線路規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作

線性工程：鐵路、公路、輸油管道等

線路在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作稱為線路測(cè)量

勘測(cè)工作分為初測(cè)和定測(cè)兩個(gè)階段

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

初測(cè)：對(duì)方案研究中認(rèn)為有價(jià)值的幾條或一條主要線路，

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在實(shí)地進(jìn)行選點(diǎn)、插旗、標(biāo)出線路

方向，測(cè)繪出1:5000-1:2000的帶狀地形圖供編制初步設(shè)

計(jì)使用

定測(cè)：中線測(cè)量、曲線測(cè)設(shè)、縱橫斷面測(cè)量以及局部的地

形圖測(cè)繪、并為施工設(shè)計(jì)搜集材料

c橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作

橋位平面和高程控制測(cè)量

橋址定線測(cè)量

斷面測(cè)量

橋位地下測(cè)量

河床地形測(cè)量

流向測(cè)量

船筏走行線測(cè)量、鉆孔定位測(cè)量

2.2工程施工建設(shè)階段的測(cè)量工作

任務(wù)：按設(shè)計(jì)要求將設(shè)計(jì)的建（構(gòu)）筑物的位置、形狀、

大小及高程在實(shí)地標(biāo)設(shè)出來(lái)，以便進(jìn)行施工；另外需要進(jìn)

行工程質(zhì)量監(jiān)理。

施工測(cè)量工作

施工測(cè)量工作主要包括施工控制網(wǎng)以及施工放樣

2.3工程運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作

任務(wù)：工程建筑物的變形觀測(cè)

觀測(cè)參數(shù)：位移、沉降、傾斜、搖擺等

變形觀測(cè)：工程建筑物運(yùn)營(yíng)期間，為了監(jiān)視其安全和穩(wěn)定

的情況，了解其設(shè)計(jì)是否合理，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論是否正確，

需要定期對(duì)其位移、沉降、傾斜以及搖擺等進(jìn)行觀測(cè)，稱

為變形觀（監(jiān)）測(cè)（其任務(wù)是長(zhǎng)期而具有周期性的）

儀器設(shè)備：全站儀和GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）技術(shù)

教材第26頁(yè)思考題，1、2、3、4、5

作

業(yè)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月20(23)日第4（5）周第3、4次課

課題

名

稱工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方法

掌握工程控制網(wǎng)的分類和作用

掌握工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法

教學(xué)理解工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則

目

標(biāo)

理解工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

點(diǎn)

重

工程控制網(wǎng)的分類和作用

點(diǎn)

難

工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法（難點(diǎn)）

授

課

式

方口J理論口實(shí)驗(yàn)口實(shí)踐教學(xué)手段課堂教授

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

3.1工程控制網(wǎng)的分類和作用

a測(cè)量控制網(wǎng)分類

測(cè)量控制網(wǎng)由位于地面的一系列控制點(diǎn)構(gòu)成，控制點(diǎn)的空

間位置是通過(guò)已知點(diǎn)的坐標(biāo)以及控制點(diǎn)之間的邊長(zhǎng)、方向

或高差等觀測(cè)量確定的。按照范圍和用途，主要分為三大

類：全球控制網(wǎng)國(guó)家控制網(wǎng)工程控制網(wǎng)

b工程控制網(wǎng)分類

用途：測(cè)圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)、安裝控制

網(wǎng)

性質(zhì)：一維網(wǎng)（水準(zhǔn)網(wǎng)）、二維網(wǎng)（平面網(wǎng)），三維網(wǎng)

網(wǎng)形：三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)、方格網(wǎng)

方法：測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS網(wǎng)

基準(zhǔn)：附和網(wǎng)、自由網(wǎng)、經(jīng)典自由網(wǎng)、獨(dú)立網(wǎng)

其它標(biāo)準(zhǔn)：首級(jí)網(wǎng)、加密網(wǎng)、特殊網(wǎng)、專用網(wǎng)

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

C建網(wǎng)步驟

(1)確定控制網(wǎng)的等級(jí)

(2)確定布網(wǎng)形式

(3)確定測(cè)量?jī)x器和操作規(guī)程

(4)在圖上選點(diǎn)構(gòu)網(wǎng)，到實(shí)地踏勘

(5)埋設(shè)標(biāo)石、標(biāo)志

(6)外業(yè)觀測(cè)

(7)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

(8)提交成果

3.2工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法

a工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)

工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)就是通過(guò)網(wǎng)平差求解未知點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)所給

出的已知數(shù)據(jù)，以便對(duì)網(wǎng)的位置、長(zhǎng)度和方向進(jìn)行約束，

使網(wǎng)平差時(shí)有唯一解?；鶞?zhǔn)分三種情況：

(1)約束網(wǎng)：具有多余的已知數(shù)據(jù)

(2)最小約束網(wǎng)(經(jīng)典自由網(wǎng))：只有必要的已知數(shù)據(jù)

(3)無(wú)約束網(wǎng)(自由網(wǎng))：無(wú)必要的已知數(shù)據(jù)

維數(shù)網(wǎng)型觀測(cè)值類型基準(zhǔn)秩虧基準(zhǔn)參數(shù)

1高程網(wǎng)高N11平移

邊長(zhǎng)和方位角2x、y方向的2平移

邊長(zhǎng)或邊長(zhǎng)和水平方向

2平面網(wǎng)32平移、1繞Z雌

水平方向42平移、1旋轉(zhuǎn)、1縮放

邊長(zhǎng)和天頂角或邊長(zhǎng)和水平方向43在X、丫、訪向平移，1

或邊長(zhǎng)、天頂角以及水平方向繞z旋轉(zhuǎn)

3水平方向和天頂角53平移、1雌、1僦

三角網(wǎng)

邊長(zhǎng)6評(píng)移、瀕x、y、球轉(zhuǎn)

基線向量73平移、3旋轉(zhuǎn)、1縮放

3.3工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則

3.4工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

教材第60頁(yè)思考題2,5,9,10,12,14,17,20,22

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月25日第5周第5次課

課題

工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論和方法

名稱

期典型工般制網(wǎng)

教學(xué)引防制點(diǎn)的標(biāo)H與標(biāo)志

目標(biāo)瓚釣福辨惻1內(nèi)外業(yè)咻化

重點(diǎn)典型工超拂網(wǎng)

難點(diǎn)點(diǎn)的標(biāo)石與求志

授

課

方

式□J理論口實(shí)驗(yàn)口實(shí)踐教學(xué)手段課堂教授

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

3.5典型工程控制網(wǎng)

3.5.1隧道（洞）工程控制網(wǎng)

平面控制網(wǎng)采用成都市坐標(biāo)系統(tǒng)，投影面采用城市平均高

程面，這便于地鐵成果與已有的城市勘測(cè)資料銜接。首級(jí)G

PS控制網(wǎng)在每個(gè)地鐵車站附近布設(shè)至少1個(gè)GPS點(diǎn)，每

個(gè)GPS點(diǎn)至少有2個(gè)通視方向，地鐵線路交叉地段至少布

設(shè)一對(duì)GPS點(diǎn)。在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)及周邊區(qū)域選擇了9個(gè)滿

足GPS觀測(cè)條件的原城市高等級(jí)控制點(diǎn)，作為起算數(shù)據(jù)

選擇的依據(jù)或作為重合點(diǎn)。全網(wǎng)共由51點(diǎn)組成，其中新選

點(diǎn)42個(gè)，共觀測(cè)93條基線。網(wǎng)中最短邊長(zhǎng)327m（不作為精

密導(dǎo)線起算邊），最長(zhǎng)邊長(zhǎng)25617m，平均邊長(zhǎng)2285m。

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

3.5.2橋梁施工控制網(wǎng)（杭州灣跨海大橋）

首級(jí)GPS控制網(wǎng)共布設(shè)29個(gè)點(diǎn)（包括3個(gè)已知點(diǎn)，7個(gè)GPS

水準(zhǔn)點(diǎn)），控制面積達(dá)1800多平方公路。GPS網(wǎng)的精度按

以下兩個(gè)指標(biāo)確定：網(wǎng)中最弱點(diǎn)中誤差W20mm,2km長(zhǎng)的

邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差應(yīng)優(yōu)于1:40000。

3.6控制點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志

標(biāo)石是指用挖坑埋設(shè)預(yù)制截頭錐體混凝土標(biāo)，或通過(guò)鉆深

孔就地澆筑鋼筋混凝土標(biāo)，或通過(guò)鉆孔深埋與基巖相連的

鋼管標(biāo)等方法固定和設(shè)置控制點(diǎn)的設(shè)施。

平面點(diǎn)標(biāo)石

1）普通標(biāo)石：通常挖坑埋設(shè)截頭錐體混凝土標(biāo)，為防止

自重引起的沉降，需加大標(biāo)石底部面積。應(yīng)用廣泛。

2）深埋式標(biāo)石：通過(guò)鉆深孔就地澆筑的鋼筋混凝土標(biāo)。

多用于大型工程的施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

3）帶強(qiáng)制對(duì)中的觀測(cè)敦：觀測(cè)敦為鋼筋混凝土敦，現(xiàn)場(chǎng)

澆筑，基礎(chǔ)應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下0.3米，頂部安裝強(qiáng)制對(duì)

中基座，觀測(cè)敦的基礎(chǔ)平臺(tái)上可埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)志

3.7內(nèi)外業(yè)一體化定義：

教材第61頁(yè)思考題25,26,28,31,32

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月27日第5周第6次課

課題

名

稱工程測(cè)量的儀器與方法

掌握角度測(cè)量

學(xué)

教掌握距離測(cè)量

目標(biāo)

掌握高程測(cè)量

宜點(diǎn)角度測(cè)量

點(diǎn)

隹距離測(cè)量

高程測(cè)量

授

課

方

式□J理論口實(shí)驗(yàn)口實(shí)踐教學(xué)手段課堂教授

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

4.1角度測(cè)量

角度是幾何測(cè)量的基本元素，包括水平角和垂直角

角度測(cè)量的儀器主要是經(jīng)緯儀，分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀

兩大類

水平角觀測(cè)：測(cè)回方向

/對(duì)儀器進(jìn)行“對(duì)中”和“整平”；

/盤左，粗略瞄準(zhǔn)一個(gè)目標(biāo)；

/仔細(xì)對(duì)光，消除視差；

,/精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，取水平度盤讀數(shù)；’

不動(dòng)調(diào)焦鏡，盤右，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，取水平

度盤讀數(shù)；

/對(duì)于下一個(gè)目標(biāo)，重復(fù)上述操作。

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容