建筑工程測量教案

建筑工程測量教案

教學筆記課程名稱：施工圖制作

提問、演示、重點、難點、教

教學進程具、時間分配、教法、互動等

建筑工程測量

課程類別：必修課

課程性質(zhì)：專業(yè)核心課程、考試課

學時數(shù)：156

學分：8.5

課程的性質(zhì)與任務

建筑工程測量是建筑工程技術、工程監(jiān)理專業(yè)學生必修

的專業(yè)技術基礎課。其作用和任務是：通過理論教學和實驗,

使學生獲得必要的建筑工程測量基本知識、基本理論和操作

技能訓練，為后續(xù)課程以及學生將來從事施工和施工技術管

理等工作打下一定的基礎，培養(yǎng)學生分析解決施工中實際測

量問題的能力和基本素質(zhì)。

課程的具體任務是使學生：

1.掌握測量學的基本理論，基本知識；了解水準儀、

經(jīng)緯儀等常用測量儀器的構(gòu)造；掌握其使用方法。

2.掌握識讀、繪制和使用大比例尺地形圖和編繪竣工

總平面圖的初步技能；具有建（構(gòu)）筑物的施工放樣和和變形

觀測的初步技能。

3.具有較強的動手能力和分析解決一般建筑工程測量實際問

題的初步能力。

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提問、演示、重點、難點、教

教學進程具、時間分配、教法、互動等

第一章緒論

［教學目的］:1、了解建筑工程測量

的任務與內(nèi)容現(xiàn)在與發(fā)展方向。

2、理解測量工作的基

準面和地面點位確定的方法。

3、掌握高斯-克呂格正

形投影的分帶計算。

［教學任務與內(nèi)容］：1、建筑工程測

量的任務與作用

2、地面點位的確定

3、測量工作的原則和程序

［學時］:2學時。

［教學條件］:多媒體教室。

§1.1測量學簡介

測量學是研究地球的形狀、大小確定

地球表面各種物體的形狀、大小、空

間位置的科學。

(1)地物和地貌

1)地物一一地面上天然或人工形成

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的物體，

包括湖泊、河流、海洋、房屋、道路［學時］:2學時

與橋梁等。［教學條件］：多

2)地貌：地表高低起伏的形態(tài)，它媒體教室

包括山地、丘陵與平原等。［學習方法］:理

地形一一地物和地貌的總稱。論講述、帶領學

(2)測量學的任務生做課后習題

測定與測設［教具］:教材、

1)測定一一使用測量儀器和工具，筆記、出勤表、

通過測量和計算，筆

將地物和地貌的位置按一定比例尺、

規(guī)定符號縮小繪制成地形圖。

2)測設

將地形圖上設計的建筑物、構(gòu)筑物的

位置在實地標定出來，作為施工的依

據(jù)。

(3)測量在國民經(jīng)濟建設中的應用

1)城市規(guī)劃、給排水、煤氣管道、

工業(yè)廠房和高層建筑建設

①設計階段一一測繪各種比例尺地

形圖，供結(jié)構(gòu)物平面及豎向設計使

用；

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②施工階段一一將設計建構(gòu)物的平

面位置

和高程在實地標定出來,作為施工的

依據(jù)；互動：提問

③工程完工后一一測繪竣工圖，供

日后擴建、

改建、維修和城市管理用；對某些重

要建構(gòu)筑物在建設中和建成后進行

變形觀測，保證建筑物安全。

2）鐵路、公路建設的測量工作

①測繪路線附近地形圖，

在地形圖上設計路線，將設計路線位

置標定到地面?；樱河没脽羝?/p>

②建橋前，測繪河流兩岸的地形圖,給學生演示地球

測定河流的水位、流速、流量與河床的圖片。

地形圖、橋梁軸線長度，為橋梁設計

提供資料，將設計橋臺、橋墩位置標

定到實地。

③開挖隧道前，在地形圖上確定隧

道位置，

計算隧道長度與方向，指示隧道開挖

方向，保證隧道正確貫通。

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§1.2地球的形狀和大小

⑴、地球

1）南北極稍扁，赤道稍長，平均半

徑為6371km的橢球。

2）表面有高山、丘陵、平原、盆地、

湖泊、河流和海洋等，呈現(xiàn)高低起伏

的形態(tài)。最高處一一中國珠穆朗瑪

峰，8844.43m2005年中國測得。最

低處馬里亞納海溝，-10911m,

1995年日本探測艇海溝號（Kaiko）測

得。

3）海洋面積一一71%,陸地面積一

—29%O

（2）地球的物理特性

1）重力與鉛垂線

①重力一一地球質(zhì)點受萬有引力與

離心力的合力。

②鉛垂線方向一一重力方向。

2）水準面

水準面一一靜止不動的水面延伸穿

過陸地，包圍整個地球，形成的封閉

曲面。處處與鉛垂線垂直的連續(xù)封閉

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曲面。因高度可變，水準面不唯一。

3）大地水準面

與平均海水面吻合的水準面。靜止海

水面向大陸延伸，形成的不規(guī)則的封

閉曲面。大地水準面一一唯一。

參考橢球元素值

?5

序坐標系名稱Q(m)e~e'2

11954北京坐標系63782451:298.30.0066934216229660.006738525414683

01980西安坐標系63781401:298.2570.006694384999590.00673950181947

WGS-84坐標系

363781371:298.2572235630.006694379990130.00673949674223

（GPS用）

§1.3測量坐標系與地面點位的確

定

（1）參心坐標系與地心坐標系

物理空間一一三維空間。表示地面點

在某空間坐標系的位置需三個參數(shù);

確定地面點位一一確定其在某個空

間坐標系的三維坐標。

空間坐標系——地心坐標系和參心

坐標系。

“地心”——地球質(zhì)心，WGS-84為

地心坐標系。

“參心”一一參考橢球中心，參心與

地心一般不重合。

1954北京坐標系與1980西安坐標系

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屬參心坐標系。

工程測量使用參心坐標系，地心坐標

系與參心坐標系可以相互轉(zhuǎn)換。

互動：演示大地

原點圖片

②大地地理坐標系

表示地面點在參考橢球面上的位置。

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基準一一參考橢球面和法線。

用大地經(jīng)度L,大地緯度B表示。

P點大地經(jīng)度L---P點大地子午面

與首子午面的兩面角

P點大地緯度B——P點的法線與赤

道面的夾角。

大地經(jīng)、緯度是根據(jù)起始大地點的大

地坐標，

按大地測量所得數(shù)據(jù)推算得到。

起始大地點一一大地原點，該點大地

經(jīng)緯度與天文經(jīng)緯度一致。

我國以陜西省?涇陽縣?永樂鎮(zhèn)?石際

寺村大地原點

建立的大地坐標系——1980西安坐

標系。

大地原點的地理坐標約為

東經(jīng)108°55,，北緯34。32’，海

417.2mo

(3)平面直角坐標系

球面坐標對局部測量不方便,工程測

量一般在平面直角坐標系進行。地球

是一個不可展的曲面,通過投影將地

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球表面物體化算到平面上,

一定存在變形。

案例一一切橙子。

1）高斯平面坐標系

高斯投影—一保持球面上的角度不

變，邊長存在變形，保角投影。

德國科學家高斯在1820~1830年間，

為解決德國漢諾威地區(qū)大地測量投

影問題，提出的一種投影方法；1912

年起,德國學者克呂格將高斯投影公

式加以整理擴充并推導出了實用計

算公式。使用高斯投影的國家一一德

國、中國、前蘇聯(lián)。

地球按經(jīng)線劃分為帶一一投影帶；用

空心橢圓柱橫套在參考橢球外面;橢

圓柱與某一子午線相切一一中央子

午線，橢球面上圖形按保角投影原理

投影到橢圓柱體面上;沿過南北極的

母線切開橢圓柱體，展開成平面，定

義平面直角坐標系。

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按投影經(jīng)度范圍劃分

①統(tǒng)一6。帶高斯投影

首子午線起，每隔經(jīng)度6°劃分為一

帶(稱統(tǒng)一6°帶)西一東劃分地球為

——60個帶。帶號N從首子午線開

始，用阿拉伯數(shù)字表示。

第一個6°帶中央子午線的經(jīng)度為

3。。帶號N與中央子午線經(jīng)度L0

的關系——L0=6N-3

已知任意點經(jīng)度L,計算所在6。帶

的帶號公式

N=Int((L+3)+6+0.5)

北京天安門：東經(jīng)116。23726〃，

北緯39。54'27〃

香港會展中心:東經(jīng)114°10'22〃，

北緯22。17'05〃

澳門大三吧牌坊：東經(jīng)113°32,

31〃，北緯22。11f49〃

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臺北中山紀念堂：東經(jīng)121°31,

保角投影一一球面上的角度投影到

橫橢圓柱面上保持不變，但長度變

長。只有中央子午線與赤道投影后長

度不變，并相互垂直。建立的直角坐

標系一一高斯平面直角坐標系。與數(shù)

學笛卡爾坐標系的差異，

X軸與y軸互換位置，象限順時針編

號，我國位于北半球，x坐標值恒為

正，y坐標值則有正有負，最大y坐

標負值約為-334km。為保證y坐標

恒為正，我國統(tǒng)一規(guī)定將每帶的坐標

原點向西移500km,既給每個點的y

坐標值加500kmo為確定投影帶位

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置，y坐標前冠帶號。

高斯投影長度變形一一離中央子午

線越遠，長度變形越大；減小長度變

形的方法之-----縮小投影帶寬，經(jīng)

差。

②統(tǒng)一3°帶高斯投影帶號n與中

央子午線經(jīng)度I/O的關系一一L，

0=3n已知經(jīng)度L,計算所在3°帶帶

號公式n=Int(L4-6+0.5)

我國大陸經(jīng)度范圍一一東經(jīng)73°

277~東經(jīng)135°097用公式N=

Int((L+3)+6+0.5)求出統(tǒng)一6°帶

投影帶號范圍一一13-23用公式n=

Int(L+3+0.5)求出統(tǒng)一3°帶投影

帶號范圍一一25-45兩種投影帶的

帶號不重復根據(jù)y坐標前的帶號可

以判斷屬于何種投影帶。

③任意帶高斯投影

《城市測量規(guī)范》規(guī)定一一長度變形

值＞2.5cm/km(l/40000)可采用高斯

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投影任意帶平面直角坐標系統(tǒng),案例

——廣東江門中心經(jīng)度——東經(jīng)

113°10,,位于統(tǒng)一3°帶的38

號帶（中央子午線經(jīng)度為114°）

中央子午線以西98km。長度變形為

1/8329>1/40000o為使長度變形

<1/40000,選擇中央子午線經(jīng)度

=113°10,進行高斯投影；建立江

門市獨立坐標系；江門市區(qū)最邊緣距

離中央子午線23km,長度變形縮小

為l/150000<l/40000o

2）大地地理坐標與高斯平面坐標的

相互變換由L,B-x,y——高斯投影

正算。由x,y-L,B——高斯投影反

算。將某帶x,y一相臨帶x,y——高斯

投影換帶計算。計算公式較復雜，用

光盤程序PG2-l.exe計算。

先用Windows的記事本編寫一個文

本數(shù)據(jù)文件。存盤文件名的前兩個字

符應為dao

§1.3.2一維高程系

（1）高程定義

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A點高程一一A點到大地水準面的

垂直距離，HA表示。大地水準面的

確定一一在海邊設立驗潮站，長期觀

測，求得海水面的平均高度作為高程

零點，以通過該點的大地水準面為高

程基準面。

WGS-84坐標系——原點位于地球

質(zhì)心，z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)

議地球極(CTP)方向，x軸指向

BIH1984.0的零度子午面和CTP赤

道的交點，y軸通過右手規(guī)則確定。

§1.4地球曲率對測量工作的影響

測區(qū)范圍較小，

大地水準面近似為水平面時

對水平距離和高程的影響

§1.5測量工作概述

(1)、測量的任務一一測定和測設

1)測定一一地物，地貌一定比例尺

縮繪成地形圖。

在測區(qū)布設控制點A,B,C,D,E,F,測

出其x,y,H坐標，

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已知點安置儀器,測量地物與地貌特

征點坐標，

特征點坐標按比例尺縮小展繪到圖

紙。地物、地貌特征點一一碎部點，

測量碎部點坐標的方法與過程一一

碎部測量。

2）測設一一將圖紙設計的建構(gòu)筑

物放樣到實地。

已設計出P、Q、R三幢建筑物，用

極坐標法標定到實地一一在A點安

置儀器，F(xiàn)點定向，撥角BL在該

方向上量距S1

⑵結(jié)論

測定、測設在控制點上進行。測量工

作的原則一一先控制后碎部

測量規(guī)范規(guī)定，測量控制網(wǎng)一一由高

級向低級分級布設o平面三角控制網(wǎng)

------等、二等、三等、四等5〃、

10〃和圖根網(wǎng)的級別分級布設，一等

網(wǎng)---精度最高，圖根網(wǎng)----精度最

低。控制網(wǎng)等級高，網(wǎng)點之間的距離

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大、點的密度稀、控制的范圍大。控

制網(wǎng)布網(wǎng)原則一一從整體到局部。

§1.6測量常用計量單位與換算

測量常用角度、長度、面積

幾種法定計量單位的換算關系

第二章水準測量

［教學目的］：1、了解測定地面點高程的幾種方法和原理。

2、理解在建筑工程測量中被廣泛應用的視線

高測量方法，轉(zhuǎn)點和測站的意義。

3、掌握水準儀的基本操作程序、度數(shù)方法、

記錄計算和各項檢驗校正。

［教學任務與內(nèi)容］:1、水準測量的原理

2、水準測量的儀器和工具

3、水準儀的基本操作程序

4、水準測量方法

［學時］:22學時。

［教學條件］：多媒體教室。

［教學方法］:先用多媒體理論教學，然后帶領學生做室外測

量練習。

高程測量—測量地面點的高程。

方法一一水準測量、三角高程測量、GPS高程測量、氣壓高

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程測量、水準測量一一精度最高

§2.1水準測量原理

水準儀一一水平視線，讀取水平視線在標尺上的讀數(shù)，

水準測量方向——A-*BO

A尺一一后視尺，讀數(shù)a——后視讀數(shù)。

B尺一一前視尺，讀數(shù)b一—前視讀數(shù)。

A-B高差hAB=a-b

A點高程HA已知，求出B點高程HB=HA+hAB

視線高程Hi=HA+a

B點高程HB=Hi-b

A,B兩點相距較遠時，連續(xù)水準測量。

中間設置轉(zhuǎn)點(TP),放置尺墊。

hl=al—bl,h2=a2—b2,h3=a3—b3,....，hn=an—bno

hAB=hl+h2+h3+....+hn=Shi

hAB=Sai-Sbi

§2.2水準測量的儀器與工具

［學時］：22學時

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水準儀，水準尺，尺墊。［教學條件］:多

媒體教室

微傾式水準儀

調(diào)整微傾螺旋f管水準氣泡居中一水平視線，［學習方法］:理

水準儀—望遠鏡、水準器、基座。論講述、帶領學

3)水準尺與尺墊

生做室外測量訓

水準尺：211r5m,有四種類型，常用直尺。

直尺一一A、B尺，兩把一對，練

每把有黑、紅兩面分劃與注記。［教具］:教材、

A尺---黑面分劃0~3m,紅面分劃4.687m~7.687m。

筆記、出勤表、

B尺——黑面分劃0~3m,紅面分劃4.787nT7.787m。

A、B尺黑面注記的零點差為0,筆

紅面注記的零點差為0.1m。

§2.3水準測量的方法

(1)水準點

水準測量等級：一、二、三、四等與圖根水準。

一、二等為精密水準測量，三四等為普通水準測量。

為統(tǒng)一全國高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要國家各級測繪

部門在全國各地埋設并測定了很多高程點稱水準點(BM),分

地面點與墻上點。

(2)水準路線

水準點之間進行水準測量所經(jīng)過的路線。

附合水準路線，閉合水準路線，支水準路線。

檢核條件——高差閉合差fho

附合水準路線：fh=2hi—(HBM2—HBM1),

閉合水準路線：fh=2hi-0=2hio

支水準路線：fh=2h往+2h返。

(3)水準測量方法

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每站高差觀測兩次，以檢核觀測數(shù)據(jù)的正確性。

1)兩次儀器高法

兩次不同儀器高度的水平視線一一

(改變儀器高度應在10cm以上)

測定相鄰兩點間的高差，

圖根水準測量

兩次高差之差應小于5mll1,否則應重測。

2)雙面尺法

讀取每一把水準尺的黑面和紅面分劃讀數(shù)，前、后視尺的黑

面讀數(shù)計算出一個高差，前后視尺的紅面讀數(shù)計算出另一個

高差，兩次高差之差應小于5mm,否則應重測。

①瞄準后視點水準尺黑面分劃一精平一讀數(shù)；

②瞄準后視點水準尺紅面分劃-精平一讀數(shù)；

③瞄準前視點水準尺黑面分劃一精平一讀數(shù)；

④瞄準前視點水準尺紅面分劃一精平讀數(shù)。

上述觀測順序簡稱為“后一后一前一前”。

表2-1水準測量記錄(兩次儀器高法)

水準尺讀數(shù)(mm)高差平均高差高程

測站點號備注

后視前視(m)(m)(m)

BM-A113413.428

1011

1

TP11677-0.543(0.000)

1554-0.543-0.543

TP11444

1624

2

TP21324+0.120(+0.004)

1508+0.11640.118

TP21822

1710

3

TP30876+0.946(0.000)

0764+0.946+0.946

TP31820

1923

4

TP4143540.385(40.002)

154040.38340.384

TP51422

1604

5

BM-D1308(40.002)

1488+0.116+0.11514.448

檢核計算Z15.51413.4742.0401.020

(5)水準測量成果處理

根據(jù)已知水準點的高程，水準路線高差觀測值,

分配高差閉合差，計算出未知點的高程。

附合水準路線——fh=2hi—(H終一H起)。

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閉合水準路線——fh=2hi—0=2hio

支水準路線——fh=2h往+Eh返。

圖根水準高差閉合差允許值fh

平坦地區(qū)---fh允=±40JL(mm)

山地---fh允=土12Vn(mm)

fh<fh允時，可以分配高差閉合差。

原則：反號，按路線長Li(平坦)或測站數(shù)ni(山地)比例分

配

高差改正數(shù)Vi公式：

T/乙jqV=——f,

K=——y-JG.znJh

<.z

第三章角度測量

［教學目的］:1、了解經(jīng)緯儀的精度分級和儀器精度的概念。

2、理解水平角、豎直角的測量原理，讀數(shù)和

提問：如何計算

置數(shù)方法，照準目標的位置，觀察限差要求，水平角觀察的

誤差來源和消減的措施。高差

3、掌握經(jīng)緯儀對中、整平的方法，測回法和

豎直角的觀測、記錄和計算。

［教學任務與內(nèi)容］：1、水平角測量原理

2、光學經(jīng)緯儀

3、水平角的觀測

4、豎直角的觀測

5、經(jīng)緯儀的檢校

［學時］:24學時。

［教學條件］:多媒體教室。

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角度類型——水平角與豎直角。

角度測量一一測量地面點連線的水平夾角視線方向與水平

面的豎直角

儀器一一經(jīng)緯儀，全站儀。

水平角測量——求算點的平面位置，豎直角測量一一測定高

差，或?qū)A斜距離化算為水平距離。

§3.1角度測量的基本概念

(1)水平角測量原理

地面一點與兩個目標點的連線在水平面投影的夾角，或過

B,C兩點鉛垂面與過B,A兩點鉛垂面的兩面角在B點水

平安置刻度圓盤，(順時針注記)測出BA方向在度盤的讀數(shù)

a,BC方向在度盤的讀數(shù)c,水平角B=c-a

(2)豎直角測量原理

豎直面內(nèi)，視線與水平線的夾角。視線在水平線上方為仰角，

豎直角＞0；視線在水平線下方為俯角，豎直角＜0。鉛垂面

內(nèi)安置一個刻度圓盤，視線水平時的豎盤讀數(shù)為90°,視線

傾斜時的豎盤讀數(shù)為L,視線方向豎直角a=90°-L?

§3.2光學經(jīng)緯儀

國產(chǎn)光學經(jīng)緯儀型號(DadiceliangJingweiyi)DJ07,

DJLDJ2,DJ6,DJ30,D,J代表“大地測量”和“經(jīng)緯儀”，

07,1,2,6,30分別為一測回方向觀測中誤差秒數(shù)。

工程測量常用DJ6級。

保卡光學經(jīng)緯儀型號(Theodolite)T4(0.5"),T3(1〃),

T2(2〃),T1(6〃)

(1)DJ6級光學經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)

方向經(jīng)緯儀和復測經(jīng)緯儀。

方向經(jīng)緯儀——用于地表測量。

復測經(jīng)緯儀——用于光線較暗的地下工程測量。

教學筆記課程名稱：施工圖制作

提問、演示、重點、難點、教

教學進程具、時間分配、教法、互動等

結(jié)構(gòu)一一基座,水平度盤,照準部

1)基座

三個腳螺旋,一個圓水準氣泡一一粗平儀器。

水平度盤旋轉(zhuǎn)軸套在豎軸套外圍，儀器固定在基座上；

2)水平度盤

圓環(huán)形光學玻璃盤片，盤片邊緣刻劃順時針注記0°~360。

角度值。

3)照準部

水平度盤上，能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的全部部件總稱，豎軸、U形支

架、望遠鏡、橫軸、豎盤指標管水準器、讀數(shù)裝置，

豎軸W——照準部旋轉(zhuǎn)軸，水平度盤變換螺旋。

(2)DJ6級光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置

度盤，光路系統(tǒng)，測微器。水平度盤和豎盤上的分劃線，經(jīng)

棱鏡和透鏡成像，顯示在望遠鏡旁的讀數(shù)顯微鏡內(nèi)。有測微

尺讀數(shù)裝置，單平板玻璃讀數(shù)裝置兩種。

§3.3經(jīng)緯儀的使用

(1)經(jīng)緯儀的安置

內(nèi)容一一對中，整平。使儀器豎軸位于過測站點的鉛垂線上,

水平度盤和橫軸處于水平位置，豎盤位于鉛垂平面內(nèi)。

方法一一垂球?qū)χ?，光學對中。

打開三腳架腿，調(diào)整長度使腳架高度適合于觀測者高度，張

開三角架，安置在測站上，架頭大致水平。取出經(jīng)緯儀放置

在三角架頭上，儀器基座中心基本對齊三角架頭的中心，旋

緊連接螺旋。

1)垂球?qū)χ蟹ò仓媒?jīng)緯儀

將垂球懸掛于連接螺旋中心的掛鉤上，調(diào)整垂球線長度使垂

球尖略高于測站點。粗對中與粗平：平移三腳架，使垂球尖

教學筆記課程名稱：施工圖制作

提問、演示、重點、難點、教

教學進程具、時間分配、教法、互動等

大致對準測站點中心，將三腳架的腳尖踩入土中。精對中：

稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座，在架頭上移動儀器,

使垂球尖準確對準測站點，旋緊連接螺旋。垂球?qū)χ姓`差應

小于±3mm。精確整平：旋轉(zhuǎn)腳螺旋，在相互垂直的兩個方

向使照準部管水準氣泡居中。

2）使用光學對中法安置經(jīng)緯儀

光學對中器的結(jié)構(gòu)。

粗對中一一手握三角架，眼睛觀察光學對中器，移動三腳架,

對中標志基本對準測站點中心，腳尖踩入土中。

精對中一一旋轉(zhuǎn)腳螺旋對中，使對中誤差＜±1的。粗平——

伸縮腳架腿，使圓水準氣泡居中。精平一一轉(zhuǎn)動照準部，旋

轉(zhuǎn)腳螺旋，使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向居中。精平

操作會略微破壞已完成的對中關系。

再次精對中——旋松連接螺旋，眼睛觀察光學對中器，平移

儀器基座（注意，不要有旋轉(zhuǎn)運動），使對中標志準確對準測

站點中心，擰緊連接螺旋。旋轉(zhuǎn)照準部，在相互垂直兩方向

檢查管水準氣泡居中情況否則從再次精對中開始重復操作。

（2）瞄準和讀數(shù)

測角照準標志

豎立于測點的標桿、測釬、用三根竹桿懸吊垂球線或覘牌。

水平角測量，望遠鏡十字絲豎絲瞄準照準標志。

①目鏡對光一一望遠鏡對向明亮背景，轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲

清晰；

②粗瞄目標一一望遠鏡上的粗瞄器瞄準目標，水平、垂直

制動；

③精瞄目標一一從望遠鏡觀察，旋轉(zhuǎn)水平、垂直微動螺旋。

④讀數(shù)一一打開度盤照明反光鏡，調(diào)整開度和方向，照亮

讀數(shù)窗口。

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提問、演示、重點、難點、教

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§3.4水平角觀測

測回法，方向觀測法。

（1）測回法

觀測兩個方向之間的單角，一測回操作步驟：

盤左：照準A點一配水平盤一讀數(shù)一順時針轉(zhuǎn)C點一讀數(shù)；

盤右：照準C點一讀數(shù)一逆時針轉(zhuǎn)A點一讀數(shù)。

測回法觀測水平角的記錄格式

（2）方向觀測法

觀測三個及以上方向用，一測回操作步驟：

選擇標志十分清晰的點作零方向，如A點。盤左照準A點

一配水平度盤盤左（順時針）：瞄A讀數(shù)一瞄B讀數(shù)一瞄C讀

數(shù)一瞄D讀數(shù)一再瞄A讀數(shù)（盤左歸零）。

盤右（逆時針）：瞄A讀數(shù)一瞄D讀數(shù)一瞄C讀數(shù)一瞄B讀數(shù)

f再瞄A讀數(shù)（盤右歸零）。

方向觀測法觀測水平角記錄格式

（3）方向觀測法的限差

《城市測量規(guī)范》規(guī)定的限差。

照準點垂直角超過±3。時，該方向2c較差按同一觀測時段

內(nèi)相鄰測回比較。

方向觀測法的各項限差

經(jīng)緯儀半測回歸一測回內(nèi)2C同一方向值各

型號零差互差測回較差

DJ212〃18"9"

DJ618〃——24"

（4）水平角觀測的注意事項

1）儀器高度與觀測者身高相適應；三腳架踩實，儀器與腳

架連接牢固，操作儀器時，不要用手扶三腳架；轉(zhuǎn)動照準部

和望遠鏡前，應先松開制動螺旋，使用各種螺旋時，用力應

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輕。

2）精確對中，尤其對短邊測角。

3）觀測目標間高低相差較大時，更應注意整平儀器。

4）照準標志應豎直，用十字絲交點瞄準標桿或測釬底部。

5）記錄要清楚，應當場計算，發(fā)現(xiàn)錯誤，立即重測。

6）一測回水平角觀測中，不得再調(diào)照準部管水準氣泡，

氣泡偏離中央＞2格，應重新整平與對中儀器，重新觀測。

§3.5豎直角觀測

（1）豎直角的用途

將觀測的傾斜距離化算為水平距離或計算三角高程。

1）傾斜距離化算為水平距離

D=Scosa

2）三角高程計算

hAB=Ssina+i-v

眸HA+hAB

（2）豎盤構(gòu)造

豎盤固定在望遠鏡橫軸一端并與望遠鏡連接在一起，豎盤隨

望遠鏡一起繞橫軸旋轉(zhuǎn)，豎盤面垂直于橫軸。豎盤讀數(shù)指標

與豎盤指標管水準器連接在一起，望遠鏡置于盤左，豎盤指

標管水準氣泡居中時，豎盤讀數(shù)應為90°。

（3）豎直角的計算

盤左豎直角：aL=90°-L

盤右豎直角：aR=R-270°

（4）豎盤指標差

豎盤指標差一一望遠鏡視準軸水平豎盤讀數(shù)相對于正確值

（90°（盤左）或270°（盤右））角度的偏差X。盤左豎直角：

a=90°+x-L=aL+x,左加；盤右豎直角：a=R-

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(270°+x)=aR-x，右減；指標差：x=(aR-aL)/2；

盤左盤右取平均：a=(aL+aR)/2,抵消豎盤指標差。

(5)豎直角觀測

經(jīng)緯儀安置在點上，量取儀器高i目標點應量取覘標高v

用十字絲橫絲瞄準目標特定位置，一般為標頂

hAB=Ssina+i-v

豎直角觀測手簿與計算

盤左豎直角：aL=90°-L

盤右豎直角：aR=R-270°

指標差：x=(aR-aL)/2

盤左盤右取平均：a=(aL+aR)/2

(6)豎盤指標自動歸零補償器

儀器豎盤光路中安裝補償器，代替豎盤指標管水準器儀器豎

軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內(nèi)時通過補償器能讀到相

當于豎盤指標管水準氣泡居中時的讀數(shù)

豎直角觀測手簿

測目豎盤豎盤讀半測回豎直角指標差一測回豎直角

站標位置(°'〃)(°'")(〃)(°，〃)

左811842+84118

B+6+84124

右,2784130+84130

A

左1240330-340330

C+12-340318

右,2355654-340306

第四章距離測量與直線定向

［學習目的］:1、了解距離測量的目的。

2、理解標準方向線有三種。

3、掌握鋼尺精密量距。

［教學任務與內(nèi)容］：1、鋼尺量距

2、視距測量

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3、直線定向

4、坐標正、反算

5、電子測距

［學時］：4學時。

［教學條件］：多媒體教室。

方法一一鋼尺量距、視距測量、電磁波測距和GPS測量。

§4.1鋼尺量距

(1)量距工具

1)鋼尺——長度20m,30m,50m

o奕瞼:測定下圖

2)輔助工具

各點的標高

(2)直線定線

確定分段丈量的分段點在待量直線端點的連線上。其中A點r紅點)

1)目測定線

坐標為：

2)經(jīng)緯儀定線

(3)鋼尺量距的一般方法北緯(N)：45度

1)平坦地面的距離丈量52分28秒

先量整尺段長，最后量余長。

東經(jīng)(E)：126度

DAB=nX尺段長+余長

需往、返丈量，返測時應重新定線。30分2秒

往、返丈量距離的相對誤差K=|DAB-DBA|/D^1/3000?嵩度CZJ：

例如，DAB=162.73m,DBA=162.78m,

117.000米

相對誤差K=|162.73-162.78|/162.755=l/3255<1/3000

2)傾斜地面的距離丈量

①平量法一一吊垂球線投影。

②斜量法一一量斜距，測高差或豎角化算為平距。

D=Scosa=VS2—h2

(4)鋼尺量距的精密方法

一般方法量距，相對誤差為1/1000~1/5000,精密方法量距,

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相對誤差為1/10000~1/40000,主要工具：鋼尺、彈簧秤、

溫度計、尺夾等。

鋼尺應經(jīng)檢驗—尺長方程式，量距時應使用彈簧秤施加鑒

定時的拉力（15kg）。

距離應進行溫度與尺長改正。

（5）鋼尺量距的誤差分析

1）尺長誤差

鋼尺名義長度與實際長度不符的誤差。具有積累性，丈量距

離越長，誤差越大。

2）溫度誤差

溫度變化1℃,丈量30nl距離的影響為0.4mm。

3）鋼尺傾斜和垂曲誤差

地面不平坦，鋼尺不水平或中間下垂而成曲線，所量長度》

實際長度。整尺段懸空時，中間應有人托住鋼尺。

4）定線誤差

使所量距離為一組折線，丈量結(jié)果偏大。丈量30m的距離，

偏差為0.25m時，量距偏大1mm。W2-1］按圖根

5）拉力誤差

水準測量要求卷

鋼尺丈量拉力應與檢定拉力相同。拉力變化2.6kg,尺長改

變1mm。測某附合水準路

6）丈量誤差線觀測成果，BM

插測釬不準，前、后尺手配合不佳，余長讀數(shù)不準丈量中應

—A和BM—B

盡量準確對點，配合協(xié)調(diào)。

§4.2視距測量為巳知嵩程水準

望遠鏡十字絲分劃板視距絲，厘米分劃視距標尺。根據(jù)光學息,箭頭為水準

原理測定兩點間的距離和高差視距測量的相對誤差約為

測量匍'進方向，

1/300,低于鋼尺量距測定高差的精度低于水準測量。主要

用于地形測量的碎部測量中。路線上方的救字

為測得的兩點同

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(1)視準軸水平時的視距計算公式的嵩差，路線下

1——視距間隔。

方教室為該段路

相似三角形原理：d/f=l/p,d=lf/p=Kl,K=f/p,K=100

D=d+f+6=K1+C,C=f+6線的長度，試計

相對于KLC一般很小，可以忽略不計，D4K1。算待定點1,2,

例如：D=K1=1OO(1.385-1.190)=19.5m

3點的高程。

高差：hAB=i—v

(2)視準軸傾斜時的視距計算公式

1'=1cosa,S=K1'=K1cosa計算需差閉合差

D=Scosa=Klcos2a

fh,限差fh允。

h'=Ssina=Klcosasina=0.5Klsin2a=Dtana

h+v=h'+i,h=h'+i—v=0.5KLsin2a+i—v=Dtana+i—vfh=Shi-(HB

-HA)

=4.330-(49.57

（3）視距測量的誤差分析

1）讀數(shù)誤差9-45.286)=0.0

S=K1',視距間隔1的讀數(shù)誤差被擴大100倍讀數(shù)誤差為1mm,37m=37mm

對距離的影響為0.1m。標尺讀數(shù)前應先消除視差，上、下絲

fh允=±40,

讀數(shù)應幾乎同時進行。視距測量的距離不能太長，測量的距

離越長，標尺1cm分劃的長度在望遠鏡十字絲分劃板上的成L=±40V

像長度越小，讀數(shù)誤差越大。7.4=±109mm

2）標尺不豎直誤差

fhvfh允，可

標尺偏離鉛垂線方向da角時，對水平距離的影響

以分配閉合差。

dD^--Klsm2a—

路或仁雙利離軍改正教改正日同午KfS

4二

2P4（km）4（一）匕W）A（??）//(-)

RMA

1.6-000823?

47M9

目估使標尺豎直的誤差da=1。，2.1+2813-00112.802

50.411

17<1244-00(0-1253

348154

Kl=100m,a=5°,dD=0.15m,2.0*1430■0010*1420

BM-B

7.4+43M?00J7*4293

a=30°,dD=O.76mo

結(jié)論：標尺傾斜對測定水平距離的影響

教學筆記課程名稱：施工圖制作

提問、演示、重點、難點、教

教學進程具、時間分配、教法、互動等

隨視準軸豎直角的增大而增大。在山區(qū)測量時應特別注意將［學時］：18學時

標尺豎直。

［教學條件］：多

3）豎直角觀測誤差

對水平距離的影響較小，主要影響高差媒體教室

Kl=100m,da=1',a=5°,dD=O.03m

o［學習方法］:理

4）大氣折光的影響

論講述、帶領學

近地面大氣折光使視線產(chǎn)生彎曲，日光照射下，大氣湍流會

使成像晃動，風力使標尺搖動，使視距測量產(chǎn)生誤差。視距生做室外測量訓

測量時，不要使視線太貼近地面，成像晃動劇烈或風力較大練

時，應停止觀測。陰天且有微風時是觀測最有利的氣象條件。

［教具］:教材、

筆記、出勤表、

筆

第五章測量誤差的基本知識

教學筆記課程名稱：施工圖制作

提問、演示、重點、難點、教

教學進程具、時間分配、教法、互動等

［學習目的］：1、了解誤差產(chǎn)生的原因。

2、掌握產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因和偶然誤差的產(chǎn)

生。

［教學任務與內(nèi)容］:1、測量誤差及基本分類

2、偶然誤差的特性

3、衡量精度的標準

4、算術平均值及其觀測值的中誤差

5、誤差傳播定律

［學時］:4學時。

［教學條件］:多媒體教室。

§5.1測量誤差及其分類

用儀器對某量進行觀測，就會產(chǎn)生誤差。

表現(xiàn)一一在同等條件下對某個量進行多次重復觀測，所得觀演示：角度測量

測值11,12，…，In一般互不相等。

的原理

設觀測量的真值一一7,

觀測量ii的誤差——二1

產(chǎn)生誤差的原因一一儀器誤差、觀測誤差與外界環(huán)境。

誤差分類—偶然誤差、系統(tǒng)誤差。

(1)偶然誤差—

符號與大小呈偶然性，單個偶然誤差無規(guī)律，大量的偶然誤

差有統(tǒng)計規(guī)律。

偶然誤差——真誤差。

(2)系統(tǒng)誤差——

符號與大小保持不變，或按