工程测测量课课程教案石家庄铁铁路职业业技术学学院第一讲绪绪论一、 一、工工程测量量的实质质工程测量量的实质质就是定定位，即即确定点点为之间间的关系系。对于点为为之间的的关系的的确定通通常有两两种情况况：一种情况况是：已已知点位位在地面面上的位位置，不不知其与与其它点点位之间间的具体体关系，通通常测量量出这些些点位的的坐标（X，Y，H）或将这些点用图表示，这个过程就叫测绘；另一种情情况：是是点位的的坐标已已知，或或在图上上的位置置已知，但但在地面面上的位位置未知知，将这这些点位位在地面面上的位位置测量量出来，这这个过程程就叫测测设（或或施工放放样）。在测量中中，由于于点位要要求的精精度不同同，采用用的方法法不同测测量学又又分为：大地测量量学：在在广大区区域布设设高精度度的控制制点，顾顾及地球球曲率的的影响。地形测量量学：在在小区域域测量大大比例尺尺地形图图，不顾顾及地球球曲率的的影响。摄影测量量与遥感感：研究究用各种种传感器器所获得得的影象象绘制地地形图。工程测量量学：研研究各种种工程在在勘测设设计、施施工及运运营等阶阶段中测测量工作作。二、 二、测测量坐标标系测量坐标标系与数数学坐标标系不同同测量坐标系 XYYX数学坐标系三、 三、地面面上点位位的表示示方法地面上的的点位是是空间点点位对其其表示用用三个量量表示平平面坐标标（X，Y）和高高程HAHAHYXXAYA四、 四、测测量内、外业遵遵循的原原则测量过程程是带有有误差的的，误差差是传递递的，若若从一点点出发，一一直测下下去将会会引起很很大的误误差，为为了减小小误差的的积累，在在外业测测量中应应遵循以以下原则则：先控制，后后碎部（或或先整体体，后局局部）的的原则为了保证证计算的的正确性性内业计计算应遵遵循以下下原则：步步有检检核，一一人计算算，另一一人检核核。五、 五、测测量的基基本工作作测量的实实质就是是定位也也就是确确定点位位的（XX，Y，H），要要想将这这三个量量求出来来必须进进行以下下四项基基本工作作：高程测量量角度测量量距离测量量方向测量量六、 在工程建建设中的的测量工工作设计部门门：收集资料料（各种种比例尺尺地形图图、DOOM等）初初测（导导线测量量、水准准测量、1: 20000大比比例尺地地形测量量）图纸纸定线定定测（放放线、直直线测量量、曲线线测量、纵、横横断面测测量）施工单位位：交接桩复复测（导导线测量量、水准准测量、直线测测量、曲曲线测量量、纵横横断面测测量）施施工测量量竣工测测量运营部门门：定时复测测维修线线路第二讲水水准测量量2-1 高程测测量的概概念一、方法法 11 水水准测量量（几何何法） 22 三三角高程程测量 33 摄摄影测量量应用最多多的是水水准测量量和三角角高程测测量，精精度最高高的是水水准测量量。三角角高程测测量主要要用在大大比例尺尺地形测测量中，本本章主要要介绍水水准测量量。二、地球球的形状状陆地1.49亿亿平方千千米占229% 地球总总面积55.1亿亿平方千千米海洋洋3.661亿平平方千米米 711%由此此可把地地球看作作是由水水包围的的水球.地球表表面情况况:高山、湖泊、海洋。最高处处为88848.13米米,最低处处110022米米.相差虽虽如此之之大,但对庞庞大地球球而言还还是微不不足道的的.故我们们可把地地球看作作由静止止海水面面包围的的球体,这一球球体称为为大地体体-代表地地球形状状.大地体体形状是是很复杂杂的,无法用用数字模模型描述述.为处理理数据的的方便,我们用用规则的的旋转椭椭球来代代替.我国采采用椭球球是755年国际际大地测测量协会会推荐的的地球椭椭球体,其元素素为: a=6637881400米 =1/2988.2557对于工程程测量而而言,顾及施施工范围围, 又很小小,故把地地球看成成圆球,其半径径为R=63771米.三.几个个概念水准面:静止的水水面特点:处处处与法法线方向向垂直. 水准准面无限限扩展为为曲面.大地水准准面:简单的讲讲就是静静止的海海水面,.大地地水准面面就是经经过多年年观测得得到的平平均高度度的海水水面.即绝对对高成的的起算面面53年56年-黄海高高程系统统53年85年-19885年国国家高程程基准(87年起起用)青岛原点点:为更方便便进行水水准测量量工作,在青岛岛万象山山上设置置了一个个点,经与验验潮站标标尺联测测得到了了它的高高程.72.2289米米-黄海高高程系统统72.2260米米-19885年国国家高程程基准高程(标标高)地面点沿沿铅垂线线方向到到高程起起算面的的距离,起算面面的同高高程可分分为绝对高程程大地水水准面;相对高程程假定水水准面.高差:两点高程程之差用用h表示(与高程程起算面面无关)hab=Hb-Ha国家水准准点原则:先先控制,后碎部部.从青岛原原点出发发,沿河流流,道路由由先控制制,后碎部部.原则布布设的水水准点.铁路、公公路水准准点：为道路勘勘测,施工,养护使使用的水水准点.四.水准准测量的的原理 hhab=Hb-Ha 只要求出出AB两点点高差即即可.由上图图我们看看出是指指的那一一段,如何得得到的?假如我们们在ABB两点分分别安放放带有分分划的标标尺,并且在在AB之间间置一台台能建立立水平视视线的仪仪器分别别读取标标尺上的的读数aa和b,则h=aa-b,Ha已已知,则Hb=Ha+habb.由此可见见,水准测测量主要要是高差差测量,高差有有正负,在施测测时要明明确施测测方向,是AB若A点高程程已知则A点是是后视点点,其读数数是后视视读数aa则B点是是前视点点,其读数数是前视视读数bb对高差来来讲用文文字表示示为: 高差差=后视读读数-前视读读数要注意:前读数数不一定定能后视视读数大大若habb0则则HbHa haab00则HbHa在水准测测量中用用以下式式子Hbb=Haa+haab,HHa已知知,由高差差求取高高程高差法法若将上式式变成HHb=(Ha+a)-b由此此式求取取高程仪高法法五.水准准仪,水准尺尺水准仪作用:迅迅速建立立一条水水平视线线种类:按精度分分: DSS0.55、DS11、DS33、DS110按结构: 微倾倾水准仪仪,自动安安平水准准仪,数字水水准仪.以微倾倾水准仪仪为例说说明构造造.水准仪构构造: 大概概分三部部分:望远镜镜,水准器器,基座望远镜:由物镜镜、目镜镜、对光光螺旋、十字丝丝板。物镜：提提供视线线、瞄准准目标、读数用用目镜：放放大物象象对光螺旋旋：使不不同距离离的目标标成象清清晰十字丝板板：提供供水平视视线。明确一个个概念：视距轴（视视线）：十字丝丝交点与与物镜光光心连线线。要注意它它不是望望远镜镜镜筒的中中心线。水准器器管水准器器、圆水水准器。水准管轴轴：过零零点的切切线，水水准仪就就是凭水水准气泡泡居中来来建立水水平视线线。这样样仪器要要保证视视准轴平平行于水水准管轴轴。为了准确确的使用用水准管管气泡居居中，仪仪器安装装了复合合水准器器（有一一系列棱棱镜组成成调节微微倾螺旋旋，使影影象窗可可看到影影象由图图1变成图图2）只要气泡泡居中则则说明视视线水平平圆水准器器：粗略量平平用圆水准轴轴：过零零点的球球面法线线。基座：承托水准准仪，通通过中心心螺旋使使水准仪仪与脚架架连接，粗粗平仪器器。另外，为为了准确确瞄准望望远镜还还有一个个制动、微动装装置。2水准准尺塔尺5米米双面水准准尺、33米、2.55米、46887、47887六.水准准仪的使使用安置水准准仪水准仪概概略置平平瞄准目标标调目镜镜使十字字丝清晰晰调对光光螺旋使使尺象清清晰检查是是否有视视差眼睛上下下移动,若读数数变化,说明有有误差产产生原因因：象与与十字丝丝影象不不重合。第三讲三三、四等等水准测测量一, 水水准测量量的精度度国家测绘绘局对全全国的水水准测量量作了统统一规定定,按不同同的要求求定了四四个等级级一等水准准测量二等水准准测量三等水准准测量四等水准准测量二,水准准路线的的拟定内容包括括: 1,水准路路线的选选择2,水准准点位置置的确定定3,施测测计划的的编制人人员仪器设备备经费作业进度度三,水准准测量的的施测1,水准准路线的的种类附和水准准路线支水准路路线路线线长度一一般不超超过4KKm闭合水准准路线2,仪器器工具 DS33水准仪仪一台, 双面面尺一对对 ,RR垫一对对3,施测测程序:1将水准准尺立于于已知高高程水准准点上作作为后视视, 2 水准准仪置于于施测路路线附近近合适的的位置,3 在施施测前进进方向上上,取仪器器置后视视大致相相等的距距离放量量尺垫,在尺垫垫上竖立立水准尺尺作为前前视.读数顺序序(三等)：1,照准准后视标标尺黑面面,读取下下,上,中,三次读读数.2,照准准前视标标尺黑面面,读取,下,上,中,三次读读数3,照准准前视标标尺红面面,读取中中丝读数数.4,照准准后视标标尺红面面,读取中中丝读数数.这样的顺顺序简称称后一前前一前一一后(黑黑红红红)四等水准准的顺序序为后一一后一前前一前(黑红黑黑红)4、三四四等水准准技术要要求等级仪器器类型标标准视线线长前后后视距差差前后视视距累计计差黑红红面读数数(mm) 黑红面面所测高高差之差差三 DSS3 75米米 2.0米 5.0米 2.00 3.00四 DSS3 1100米米 3.00米 10.0米 33.0 55.0三、四等等水准测测量应进进行往返返观测,每一测测段的往往测与返返测测站站应为偶偶数,由往测测转向返返测时,必须重重新安置置仪器两两水准尺尺应互换换位置.5,记录录测站编号号后尺下丝前尺下丝方向及尺尺号标尺读数数K+黑减红高差中数数备注上丝上丝后视距前视距黑面红面视距差ddd11571107399后-5138446171100.833255号尺4478776号尺4468771197703633前-6055115