工程测量学教案

教案

2013—2014学年第二学期

教学单位矿业工程系

教研室（实验室）测绘教研室

课程名称《工程测量学》

授课专业测绘工程

主讲教师

中国矿业大学银川学院教案

（2013—2014学年第二学期）

课程名称《工程测量学》

授课班级11测绘1班总学时60学时

课程类型□通识模块课口V专业技术模块课口多样化模块课

授课方式□J理论口实验考核方式考试口考查

教材选用《工程测量学》张正禄武汉大学出版社2OXX年五月

参考书目《应用工程测量学》张凤举煤炭工业出版社1987

教研室

主任意见

系部

主任意见

中国矿业大学银川学院教案

20XX年9月16日第4周第1次课

课题

名

称懿

掌握工程测量学的内容

理解工程测量学的学科定位及研究领域

教学了解工程测量学的发展历史

目

标了解工程测量学与相邻学科的关系

了解大型特种精密工程测量

g一点工程测量学的内容

一

^点

41工程测量学的学科定位

授

课

式

方口J理论口实验口实践教学手段课堂教授

时间

教学内容备注

分配

1.1学科定义

定义一：工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管

理阶段所进行的各种测量工作的学科

定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发

各个阶段所进行的地形和有关信息的采集与处理、施工放样、设备安

装、变形监测分析和预报的理论、方法和技术，以及研究对测量和工

程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防

建设中的直接应用

定义三：工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、和水中、空

中）具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方

法和技术的一门实用性学科。它主要以建筑工程和机器设备为研究服

务对象

测绘学科的二级学科划分

大地测量学（天文、几何、物理、空间等）

工程测量学（矿山测量学为工程测量的分支）

摄影测量学与遥感

地图制图学

地籍测绘

时间

教学内容备注

分配

1.2工程测量学的内容

工程测量学的内容划分

安工程建设阶段划分：

a规划设计阶段（勘测设计阶段）：提供相应工程所

需要的各种比例尺地形图，工程实施区域的地质条

件测量等

b施工测量阶段：定线放样、建立施工控制网、放样等

c运营管理阶段：监测相关建筑物的参数（对于大

型设备要进行经常性的检测和校正），建立工程信息

系统

按服务对象划分：建筑、水利、线路、桥隧、地下工

程、海洋、军事、三维工业、矿山、城市等。

工程测量学的内容概括：

a地形图测绘

b工程控制网布设及优化设计

c施工放样技术和方法

d变形监测分析和预报

e工程测量的通用和专用仪器

f误差及测量平差理论

课本第12页，思考题4、5、6、7、8

作

业

教

学

后

记

中国矿业大学银川学院教案

20XX年9月18日第4周第2次课

课题

名

称工程建设中的测量工作与信息管理

掌握工程规划设计阶段的测量工作

教学掌握工程施工建设阶段的测量工作

目

标掌握工程运营管理阶段的测量工作

理解工程运营管理阶段的测量工作

工程规划设计阶段的测量工作（难点）

点

工程施工建设阶段的测量工作

点

工程运营管理阶段的测量工作

授

课

方

式口J理论□实验口实践教学手段课堂教授

时间

教学内容备注

分配

2.1工程规划设计阶段的测量工作

a工业企业规划设计阶段测量工作

特征：面状地形一设计底图

任务：提供地形图（设计者）

1:5000:厂址选择、总体规划、方案比较等；

1:2000:初步设计;

1:1000:施工设计；

1：500:复杂条件下的施工设计

b线路规划设计阶段的测量工作

线性工程：铁路、公路、输油管道等

线路在勘测设计阶段的测量工作称为线路测量

勘测工作分为初测和定测两个阶段

时间

教学内容备注

分配

初测：对方案研究中认为有价值的几条或一条主要线路，

结合现场的实际情况，在实地进行选点、插旗、标出线路

方向，测绘出1:5000-1:2000的带状地形图供编制初步设

计使用

定测：中线测量、曲线测设、纵横断面测量以及局部的地

形图测绘、并为施工设计搜集材料

c桥梁规划设计阶段测量工作

桥位平面和高程控制测量

桥址定线测量

断面测量

桥位地下测量

河床地形测量

流向测量

船筏走行线测量、钻孔定位测量

2.2工程施工建设阶段的测量工作

任务：按设计要求将设计的建（构）筑物的位置、形状、

大小及高程在实地标设出来，以便进行施工；另外需要进

行工程质量监理。

施工测量工作

施工测量工作主要包括施工控制网以及施工放样

2.3工程运营管理阶段的测量工作

任务：工程建筑物的变形观测

观测参数：位移、沉降、倾斜、摇摆等

变形观测：工程建筑物运营期间，为了监视其安全和稳定

的情况，了解其设计是否合理，验证设计理论是否正确，

需要定期对其位移、沉降、倾斜以及摇摆等进行观测，称

为变形观（监）测（其任务是长期而具有周期性的）

仪器设备：全站仪和GPS实时动态（RTK）技术

教材第26页思考题，1、2、3、4、5

作

业

中国矿业大学银川学院教案

20XX年9月20(23)日第4（5）周第3、4次课

课题

名

称工程控制网布设的理论与方法

掌握工程控制网的分类和作用

掌握工程控制网的基准和建立方法

教学理解工程控制网的质量准则

目

标

理解工程控制网的优化设计

点

重

工程控制网的分类和作用

点

难

工程控制网的基准和建立方法（难点）

授

课

式

方口J理论口实验口实践教学手段课堂教授

时间

教学内容备注

分配

3.1工程控制网的分类和作用

a测量控制网分类

测量控制网由位于地面的一系列控制点构成，控制点的空

间位置是通过已知点的坐标以及控制点之间的边长、方向

或高差等观测量确定的。按照范围和用途，主要分为三大

类：全球控制网国家控制网工程控制网

b工程控制网分类

用途：测图控制网、施工控制网、变形监测网、安装控制

网

性质：一维网（水准网）、二维网（平面网），三维网

网形：三角网、导线网、混合网、方格网

方法：测角网、测边网、边角网、GPS网

基准：附和网、自由网、经典自由网、独立网

其它标准：首级网、加密网、特殊网、专用网

时间

教学内容备注

分配

C建网步骤

(1)确定控制网的等级

(2)确定布网形式

(3)确定测量仪器和操作规程

(4)在图上选点构网，到实地踏勘

(5)埋设标石、标志

(6)外业观测

(7)内业数据处理

(8)提交成果

3.2工程控制网的基准和建立方法

a工程控制网的基准

工程控制网的基准就是通过网平差求解未知点坐标时所给

出的已知数据，以便对网的位置、长度和方向进行约束，

使网平差时有唯一解。基准分三种情况：

(1)约束网：具有多余的已知数据

(2)最小约束网(经典自由网)：只有必要的已知数据

(3)无约束网(自由网)：无必要的已知数据

维数网型观测值类型基准秩亏基准参数

1高程网高N11平移

边长和方位角2x、y方向的2平移

边长或边长和水平方向

2平面网32平移、1绕Z雌

水平方向42平移、1旋转、1缩放

边长和天顶角或边长和水平方向43在X、丫、访向平移，1

或边长、天顶角以及水平方向绕z旋转

3水平方向和天顶角53平移、1雌、1僦

三角网

边长6评移、濒x、y、球转

基线向量73平移、3旋转、1缩放

3.3工程控制网的质量准则

3.4工程控制网的优化设计

教材第60页思考题2,5,9,10,12,14,17,20,22

作

业

教

学

后

记

中国矿业大学银川学院教案

20XX年9月25日第5周第5次课

课题

工程控制网布设的理论和方法

名称

期典型工般制网

教学引防制点的标H与标志

目标瓒钓福辨恻1内外业咻化

重点典型工超拂网

难点点的标石与求志

授

课

方

式□J理论口实验口实践教学手段课堂教授

时间

教学内容备注

分配

3.5典型工程控制网

3.5.1隧道（洞）工程控制网

平面控制网采用成都市坐标系统，投影面采用城市平均高

程面，这便于地铁成果与已有的城市勘测资料衔接。首级G

PS控制网在每个地铁车站附近布设至少1个GPS点，每

个GPS点至少有2个通视方向，地铁线路交叉地段至少布

设一对GPS点。在测区范围内及周边区域选择了9个满

足GPS观测条件的原城市高等级控制点，作为起算数据

选择的依据或作为重合点。全网共由51点组成，其中新选

点42个，共观测93条基线。网中最短边长327m（不作为精

密导线起算边），最长边长25617m，平均边长2285m。

时间

教学内容备注

分配

3.5.2桥梁施工控制网（杭州湾跨海大桥）

首级GPS控制网共布设29个点（包括3个已知点，7个GPS

水准点），控制面积达1800多平方公路。GPS网的精度按

以下两个指标确定：网中最弱点中误差W20mm,2km长的

边长相对中误差应优于1:40000。

3.6控制点的标石和标志

标石是指用挖坑埋设预制截头锥体混凝土标，或通过钻深

孔就地浇筑钢筋混凝土标，或通过钻孔深埋与基岩相连的

钢管标等方法固定和设置控制点的设施。

平面点标石

1）普通标石：通常挖坑埋设截头锥体混凝土标，为防止

自重引起的沉降，需加大标石底部面积。应用广泛。

2）深埋式标石：通过钻深孔就地浇筑的钢筋混凝土标。

多用于大型工程的施工控制网和变形监测网。

3）带强制对中的观测敦：观测敦为钢筋混凝土敦，现场

浇筑，基础应埋设在冻土层以下0.3米，顶部安装强制对

中基座，观测敦的基础平台上可埋设水准标志

3.7内外业一体化定义：

教材第61页思考题25,26,28,31,32

作

业

教

学

后

记

中国矿业大学银川学院教案

20XX年9月27日第5周第6次课

课题

名

称工程测量的仪器与方法

掌握角度测量

学

教掌握距离测量

目标

掌握高程测量

宜点角度测量

点

隹距离测量

高程测量

授

课

方

式□J理论口实验口实践教学手段课堂教授

时间

教学内容备注

分配

4.1角度测量

角度是几何测量的基本元素，包括水平角和垂直角

角度测量的仪器主要是经纬仪，分为光学经纬仪和电子经纬仪

两大类

水平角观测：测回方向

/对仪器进行“对中”和“整平”；

/盘左，粗略瞄准一个目标；

/仔细对光，消除视差；

,/精确瞄准目标，取水平度盘读数；’

不动调焦镜，盘右，精确瞄准目标，取水平

度盘读数；

/对于下一个目标，重复上述操作。

时间

教学内容