工程测量知识点

工程测量知识点第一章:绪论测定:使用测量仪器和工具，通过测量和计算确定地貌和地物的位置并按照一定的比例、规定的符号缩小绘制成图，供科学研究和工程建设使用。测设:又称放样，是指按设计文件要求将建筑物（构筑物）的关键点（如桥墩中心）或关键轴线（如隧道中线）等在实地测量后标定出来作为施工的必要依据。大地水准面:当水面静止时，表面每个水分子的重力位相等。静止的水面称为水准面，水准面上处处重力位相等，所以水准面是等位面，具有处处都与铅垂线方向正交的特性。水准面有无穷多个，其中与平均海面重合的一个水准面称为大地水准面。大地体:大地水准面向大陆内部延伸所包围的形体叫大地体。地球/参考椭球体:我们采用一个十分接近大地体的旋转椭球体来代替大地体，称为地球椭球体，其中与大地体最接近的地球椭球体称为总地球椭球体。局部与大地体密和最好的地球椭球体称为参考椭球体。大地坐标系:是以参考椭球体为基准面，以其法线为基准线，以起始子午面和赤道面作为确定地面上某一点在椭球体面上投影位置的两个参考面。高程:地面任一点到其高度起算面的距离称为高程。绝对高程/海拔高:某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离称为该点的绝对高程或海拔高。相对高程:点到任一假定水准面的垂直距离，称为该点的相对高程。我国采用以山东青岛验潮站测定的黄海平均海平面作为全国统一高程基准面（85高程基准）。我国自08年7.1起，启用2000国家大地坐标系，为地心坐标。在半径为10km范围内，以水平面代替水准面所产生的距离误差可忽略不计。水平面代替水准面对水平距离的影响水平面代替水准面对水平角度的影响（p17）。测量的基本原则:在测量的布局上是“由整体到局部”；在测量次序上是“先控制后碎部”；在测量精度上是“从高级到低级”。第二章:水准测量水准测量原理（计算）两点间的高差为:“后视读数-前视读数”。转点:当地面上A、B两点距离较远，或A、B两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需要增设若干个临时传递高程的立尺点。作用:传递高程。水准仪由望远镜、水准器和基座三部分组成。圆水准器的功能:使仪器粗略整平；管水准器的功能:使望远镜视线精确水平；当圆水准器气泡居中时，该轴线处于竖直位置，当水准管的气泡中点与水准管零点重合时，水准管轴处于水平位置。气泡居中:两端半边气泡的像吻合，若错开则不居中。水准点:为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并用水准测量的方法测定的很多高程点，记为BM。水准路线:是由已知水准点和待定水准点组成一定的路线。闭合水准路线:是从已知水准点出发，经过各高程待定点，最后测回到起始水准点。附合水准路线:是从已知水准点出发，经过各高程待定点之后，最后附和到另一已知水准点上。闭合水准测量成果计算表（p34）附和水准测量成果计算表（p35）各轴线之间应满足的几何条件:①圆水准器轴应平行于仪器的纵轴；②十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的纵轴；③水准管轴应平行于视准轴。水准测量误差:仪器误差:视准轴与水准管轴不平行的误差；水准尺误差；观测误差；整平误差；读数误差；视差误差；水准尺倾斜误差；外界条件影响:水准仪下沉误差；尺垫下沉误差；地球曲率及大气折光影响；日照和风力误差视差:是在调整过程中，随着眼睛的晃动（观察位置稍微改变），水准尺与水准仪之间产生相对移动，造成难以进行准确的实验测量的一种现象。第三章:角度测量包括水平角测量和竖直角测量水平角:就是地面上某点到两个目标点连线在水平面上投影的夹角，它也是过两条方向线的铅垂面所夹的两面角（0°～360°）对中:①垂球对中；②光学对中测回法适用条件:观测由两个方向构成的单角。步骤:①将经纬仪安置在测站点O，对中、整平；②使经玮仪置于盘左位置（竖盘在望远镜观测方向的左边，又称正镜），瞄准目标A，配置水平度盘，使其读数略大于0°，记为a左，顺时针旋转照准部，瞄准目标B，得读数b左。（β左＝b左-a左）③倒转望远镜成盘右位置（竖盘在望远镜观测方向的右边，又称倒镜），瞄准目标B，得读数b右，按逆时针方向旋转照准部，瞄准目标A，得读数a右。以上称为下半测回或盘右测回。（β右＝b右-a右，β＝（β左+β右）/2）为了减小度盘分划误差的影响，各测回间应按180°/n的差值变换度盘起始位置，n为测回数。一测回水平角观测过程中，不得再调整照准部管水准气泡，如气泡偏离中央超过1格，应重新整平与对中仪器，重新观测。竖盘指标差:竖盘水准管气泡居中，望远镜的视线水平时（竖直角为零），读数指标处于正确位置，即正好指向90°或270°，但由于竖盘水准管与竖盘读数指标的关系不正确，使视线水平时的读数与正确读数有一个小的角度差x，称为～。（p62公式）通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除竖盘指标差的影响。角度测量误差分析仪器误差:一方面是仪器检验不完善所引起的，如视准轴不垂直于横轴，以及横轴不垂直于竖轴等。另一方面是由于仪器制造加工不完善所引起的。视准轴误差:由望远镜视准轴不垂直于横轴引起的误差。横轴误差:由横轴不垂直于竖轴引起的。竖轴误差:由仪器竖轴与测站铅垂线不重合或者竖轴不垂直于水准管轴、水准管轴整平不完善引起的。竖盘指标差:由竖盘指标线位置不正确引起的。度盘偏心差和照准部偏心差:度盘偏心差分为水平读盘偏心差和竖直度盘偏心差。水平度盘偏心差和照准部偏心差是由照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合引起的。竖直度盘偏心差是竖直度盘圆心与仪器横轴的中心线不重合带来的。度盘刻度误差:仪器加工不完善引起。水平/竖直观测记录（p76）第四章:距离测量与直线定向视距测量记录表（p85）真子午线方向:地表任意一点P与地球自转轴所组成的平面与地球表面的交线称为过点P的真子午线，真子午线在点P的切线方向，称为点P的真子午线方向。磁子午线方向:地表任意一点P与地球磁场南北极所组成的平面与地球表面的交线称为过点P的磁子午线。磁子午线在P点的切线称为P点的磁子午线方向。方位角：从直线起点的标准方向北端起，顺时针至直线的水平夹角。正、反坐标方位角的计算（p91表p92）第七章:控制测量导线形式:①附合导线:起始于一个已知控制点，中间经过一系列导线点，终止于另一已知控制点。②闭合导线:由一个已知控制点出发，中间经过一系列导线点，最后仍回到这一点。③支导线:由一个已知控制点出发，既不附合到另一个已知控制点，也不回到原来的起始点。根据测区形状、面积大小、已知点分布情况决定。方圆形状、已知点少或独立地区闭合；狭长地带附合导线测量外业工作包括:踏勘选点、角度测量、边长测量选择导线点应注意:①导线点应选在土质坚实，便于保存标志和安置仪器的地方。②相邻导线点间应通视良好，以便于角度测量和距离测量。为保证测量精度，相邻边的长度相差不宜过大，相邻边长之比一般不宜超过1:3。如采用钢尺量距，导线点应选在地势平坦便于量距的地方。③导线点应选在视野开阔的地方，以便在施测碎部时发挥最大的控制作用。④导线点在测区内应有足够的密度且均匀分布，便于控制整个测区。第八章:大比例尺地形图的测绘比例尺精度:人的肉眼能分辨的图上最小距离是0.1mm，如果地形图的比例尺为1:M，则将图上0.1mm所表示的实地水平距离0.1xM（mm）称为比例尺精度。地物符号:①依比例符号:轮廓较大，房屋运动场稻田湖泊②不依比例符号:轮廓较小，无法将其形状和大小按照地形图比例尺绘到图上，很重要，不可概括，三角点导线点水准点塔碑（1.规则的几何形符号，2.宽底符号，3.底端为直角的符号，4.几何图形组合符号，5.不规则几何图形）③半依比例符号:沿线形方向延伸的一些带状地物，长度可按比例缩绘宽度无法按比例表示，铁路通信线管道。等高线:地面上高程相等的相邻点所连成的闭合曲线等高线分为:①首曲线②计曲线③间曲线④助曲线。等高线特性:①同一条等高线上各点的高程相等；②等高线是闭合曲线，不能中断（间曲线助曲线除外）如果不在同一幅图内闭合，则必定在相邻的其他图幅内闭合。③等高线只在陡崖或悬崖处才会重合或相交。④等高线经过山脊或山谷时改变方向，因此山脊线与山谷线应和改变方向处的等高线的切线垂直相交，并在山脊线或山谷线的两侧成近似对称图形。⑤在同一幅地形图内，基本等高距是相同的，因此等高线平距大表示地面坡度小，等高线平距小则表示地面坡度大，平距相等则坡度相同。倾斜平面的等高线是一组间距相等且平行的直线。土方量估算法:方格法、（垂直/水平（即等高线法）/成角）断面法。笔记整理：1测量学的概念：测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学。分为测定和测设两部分内容。2地球的物理表面——水准面；地球的数学表面——旋转椭球体面重力的方向线称为铅垂线—基准线；水准面：任何一点都与重力方向相垂直的面。或水在静止时的表面。水平面：与水准面相切的平面。大地水准面：与平均海水面相吻合并向大陆岛屿延伸而形成的封闭曲面称为大地水准面——测量基准面；所包围的形体称为大地体。地球椭球体：椭圆绕其短轴旋转而成的旋转椭球体，又称地球椭球体。3测量坐标系与数学坐标系的区别：坐标轴不同，象限旋转顺序不同4地面点的高程：（1）绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，简称高程，用H表示。（2）相对高程：地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的相对高程或假定高程。（3）高差：地面两点间的高程之差，称为高差，用h表示。高差有方向和正负。5测量工作的原则：1、在布局上遵循“由整体到局部”的原则，在精度遵循“由高级到低级”的原则，在程序上遵循“先控制后碎部”的原则；2、在测量过程中，遵循“随时检查，杜绝错误”的原则；测量的基本工作：1测距离、角度、高差是测量的基本工作；2距离、水平角、高差称测量三要素；3观测、计算、绘图是测量工作的基本技能6水准测量：高差等于后视读数减去前视读数。计算未知点高程：1．高差法；2．视线高法7DS3微倾式水准仪的构造：望远镜；水准器；基座视准轴CC：十字丝交点与物镜光心的连线水准管轴LL：过零点与内表面相切的直线CC∥LL———构造满足的主要条件圆水准器轴L′L′：过零点的球面法线；L′L′∥VV。水准仪的操作：1、安置仪器2、粗略整平3、瞄准水准尺4、精确整平5、读数8视差：眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动的现象。产生的原因：水准尺的尺像与十字丝平面不重合。消除的方法：仔细地转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。9水准点：用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。水准路线：在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。相邻两水准点间的路线称为测段。在一般的工程测量中，水准路线布设形式主要有以下三种形式：1．附合水准路线2．闭合水准路线3．支水准路线10普通水准测量方法：∑∑-=理测hhfhzKlKlD22sincos==α水准测量成果整理：高差闭合差的计算：fh=∑h观－∑h；高差改正数：了解p25表2-211：DS3型水准仪的检验与校正：水准仪应满足的几何条件：（1）L′L′∥VV；（2）十字丝的中丝VV；（3）LL∥CC。12：角度测量：水平角测量原理：水平角：地面上某点到两目标的方向线铅垂投影在水平面上所成的角度。用β表示，0˚～360˚。竖直角测量原理：竖直角α：在同一竖直面内，地面某点至目标方向线与水平视线间的夹角，又称倾角。0˚～±90˚。13DJ6光学经纬仪及其操作：DJ6型光学经纬仪的构造：照准部；基座；水平读盘；DJ6光学经纬仪的基本操作：安置仪器，瞄准目标，读数；安置仪器:（1）对中目的：仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。方法：垂球：误差<3m光学：误差<1mm;（2）整平目的：使仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置。方法：升降脚架使圆气泡大致居中；转脚螺旋，使长气泡居中。14水平角的观测:1．测回法的观测方法:（1）在测站点O安置经纬仪（2）盘左位置：顺时针转动照准部观测（3）盘右位置：逆时针转动照准部观测2．方向观测法的观测方法:（1）在测站点O安置经纬仪（2）盘左位置：顺时针转动照准部观测（3）盘右位置：逆时针转动照准部观测了解书本p44,45表3-1,3-215竖直角观测盘左位置：盘右位置：一测回竖直角：竖盘指标偏离正确位置的差值x角，称为竖盘指标差。竖直角观测：（1）在测站点O安置经纬仪（2）盘左位置：（3）盘右位置：书本p50表3-316经纬仪的轴线及各轴线间应满足的几何条件：经纬仪的主要轴线有：竖轴VV、横轴HH、视准轴CC、水准管轴LL。经纬仪各轴线之间应满足以下几何条件：（1）LLVV；（2）十字丝竖丝HH；（3）CCHH；（4）HHVV；（5）竖盘指标指在正确的位置17角度测量误差与注意事项仪器误差：http://1.CC不HH横轴（视准轴误差）；盘左、盘右观测取平均值；2.HH不VV（横轴误差）盘左、盘右观测取平均值；3.水平度盘的偏心差；盘左、盘右观测取平均值4.水平度盘刻划不均匀误差；多测回观测，按180º/n变换水平度盘位置；5.仪器竖轴倾斜误差；无法采用一定的观测方法加以消除。在经纬仪使用之前应严格检校仪器竖轴与水准管轴的垂直关系。ihinnfv∑-=ihiLLfv∑-=LL-︒=90α︒-=270RRα)(21RLααα+=)360(21)(21-+=-=RLxLRαα观测误差：1．仪器对中误差2.目标偏心误差18距离测量距离：两点间的水平长度直线定线：在两点的连线上标定出若干个点，这项工作称为直线定线。按精度要求的不同，直线定线分为：目估定线；经纬仪定线相对误差K应化为分子为１的分数形式。19视距测量：视线倾斜时水平距离的计算公式为：视线倾斜时高差的计算公式为：20测量误差的基本知识测量误差的来源：仪器，观测者，外界环境；观测条件相同称等精度观测；观测条件不相同称非等精度观测测量误差的分类：系统误差，偶然误差1．系统误差：定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如果误差出现的符号和大小均相同，或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。特性：累积性。消除或削减措施：（1）进行计算改正（2）选择适当的观测方法2．偶然误差：在相同的观测条件下，对某量进行一系列的观测，如果观测误差的符号和大小都不一致，表面上没有任何规律性，这种误差称为偶然误差。偶然误差的统计特性：（1）在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值有一定的限值（范围）（2）绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的概率大（大小）（3）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同（符号）（4）同一量的等精度观测，其偶然误差的算术平均值，随观测次数n的无限增加而趋于零（抵偿性）返往平均平均返往DDDDDDK-=-=1viKlh-+=α2sin21工程测量技术的现状和发展方向一、发展与应用80年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代；光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量；具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量；无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作；电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器；精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。随着高新技术的发展和社会的进步，现代工业生产进入了一个新的阶段，许多新的工业生产要求对生产的自动化流程、生产过程控制、产品质量检验与监测等工作进行快速、高精度的测点、定位，并给出运行轨道或复杂形体的数字模型等，这是传统的光学、机械方法所无法完成的。3维工业测量系统是以电子经纬仪或近景摄影仪为传感器，在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统，主要应用于以下的工业领域。3．卫星接收天线安装和维护的精度检测；1．汽车、飞机、造船工业及空间技术等方面设计、试验、制造、组装过程中的测量和定位；2．工业用机器人的检测；4．生产自动化过程、生产过程控制、生产质量检验与检测的动态测量；5．负荷试验中变形与应变测定；6．栏水与边坡稳定性的检测等。我国数字化测绘技术的开发研究和应用发展很快，成效显著。由于技术标准和规范不同，国外研究成功的数字化测绘系统不适合国情，难以推广应用，只有依靠自己研究开发。1987年北京市测绘设计研究院在国内首先完成了“大比例尺数字化测图系统”（即DGJ）的软件开发，并通过技术鉴定，1990年被建设部列为第一批技术推广应用项目之一，在80多个城市及工程测量单位推广应用，同时又有