第一章 绪论
第一节 建筑工程测量的任务 一、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。它的内容包括测定和测设两部分。
(1)测定 是指使用测量仪器和工具,通过测量和计算,得到一系列测量数据或成果,将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图,供经济建设,国防建设,规划设计及科学研究使用。
(2)测设 是指用一定的测量方法,将设计图纸上规划设计好的建筑物位置,在实地标定出来,作为施工的依据。 二、建筑工程测量的任务 (1)测绘大比例尺地形图 (2)建筑物的施工测量 (3)建筑物的变形观测
第二节 地面点位的确定 一、地球的形状和大小
? 水准面:人们设想以一个静止不动的海水面延伸到穿越到陆地,形成一个闭
合的曲面包围了整个地球,这个闭合曲面称为水准面。
水准面的特点:水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。 ? 水平面:与水准面相切的平面,称为水平面
? 大地水准面:水准面有无数个,其中与平均海水面相吻合的水准面称为大地
水准面,它是测量工作的基准面。
? 铅垂线:一条细绳系一垂球,细绳在重力作用下形成的垂线,称为铅垂线,
它是测量工作 的基准线
? 地球的形状和大小:由大地水准面所包围的形体,称为大地体。它代表了地
球的自然形状和大小。 二、确定地面点位的方法
测量工作的实质是确定地面点的位置,而地面的位置须由三个量来确定,即该点的平面位置,和该点的高程。
? 地面的的平面位置:地面点在大地水准面上的投影位置,称为该地面点的平
面位置。地面点的平面位置可以用地理坐标或平面直角坐标表示。 ? 平面直角坐标有高斯平面直角坐标和独立平面直角坐标两种
(1)高斯平面直角坐标系:利用高斯投影法建立的平面直角坐标系,称为高斯平面直角坐标系。
(2)独立平面直角坐标系:当测区范围较小时,可把测区球面看成平面,在这个平面上建立的测区平面直角坐标系,称为独立平面直角坐标系。 ? 绝对高程:地面点到大地水准面的铅垂距离 ? 相对高程:地面点到假定水准面的铅垂距离 ? 高差:地面两点间的高程之差
第三节 测量工作概述
一、测量的基本工作是:高差测量,水平角测量,水平距离测量 二、测量工作的基本原则:(1)“从整体到局部”、“先控制后碎步”的原则 (2)“前一步工作未作检核不进行下一步工作”的原则
三、测量工作的基本要求:(1)质量第一的观点 (2)严肃认真的工作态度 (3)保持测量成果的真实、客观和原始性(4)要爱护测量仪器与工具
第二章 水准测量
名词解释
? 高程测量:测定地面点高程的工作称为高程测量。
? 水准测量:利用水准仪提供的水平视线测定地面两点间的高差,通过已知点
的高程,求出未知点的高程。
? 水准仪:水准测量所使用的仪器称为水准仪。
? 视准轴:十字丝交点和物镜光心的连线CC,称为望远镜的视准轴。
? 圆水准器:圆水准器用于粗略整平仪器。它是一个密封玻璃圆盒,里面有一
圆形气泡。
? 圆水准轴:通过圆水准器零点的球面法线L'L',称为圆水准器轴。
? 管水准器:管水准器用于精确整平仪器。它是一个密封的玻璃管,里面有一
长形气泡。
? 水准管轴:通过水准管零点的圆弧切线LL,称为水准管轴。
? 双面水准尺:尺的两面均有刻划,一面为黑白相间称为黑面尺,一面为红白
相间称为红面尺。
? 视差:眼睛在目镜端上下微微移动,发现十字丝的横丝在水准尺上的位置随
之变动,这种现象称为视差。
? 水准点:用水准测量方法测定的高程控制点,称为水准点,用BM表示。是
引测高程的依据。
? 永久性水准点:一般用混凝土制成,顶部嵌入半球形金属标志,表示水准点
的点位。
? 临时性水准点:可用大木桩打入地下,桩顶钉一半球形金属钉,作为水准点
的标志。
? 水准路线:水准路线是进行水准测量的测量路线。基本布设形式有附和水准
路线、闭合水准路线和支水准路线。
? 变动仪器高发:变动仪器高法是同一个站点上用两次不同的仪器高度,测得
两次高差进行检核。
? 双面尺法:双面尺法是仪器高度不变,而用水准尺的红、黑两面两次测量高
差,进行检核。 知识点总结
? 水准测量是利用水准仪提供的水平视线测定地面两点间的高差,通过已知点
的高程,求出未知点的高程。如图
高差等于“后视读数”减“前视读数”。 ? 计算待定高程
⑴高差法
测得A、B两点高差hAB后,B点高程HB为
HB = HA + hAB
⑵视线高法
B点的高程也可以通过水准仪的视线高程Hi计算,即
Hi = HA + a HB = Hi - b
? DS3水准仪的构造
建筑工程测量中一般使用DS3水准仪,主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。
1)望远镜
作用是瞄准远处目标,并对水准尺进行读数。它主要由物镜、对光透镜、十字丝分划板及目镜等组成。
①物镜对光螺旋 转动物镜对光螺旋可使对光透镜前后移动,使目标影像清晰。
②十字丝分划板 十字丝分划板是用来瞄准目标和度数的。 ③目镜对光螺旋 转动目镜对光螺旋,可使十字丝影像清晰。 2)水准器
水准器的作用是整平仪器。水准器有圆水准器和管水准器两种。 ①圆水准器 用于粗略整平仪器。
当圆水准器气泡居中时,圆水准器轴处于铅垂位置 ②管水准轴 用于精确整平仪器。 3)基座
基座的作用是支撑仪器的上部,并通过连接螺旋将仪器于三脚架相连。
? 水准仪的使用
? 水准仪使用操作的基本程序为安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确
整平和度数。
①在整平过程中,气泡的移动方向与左手大拇指运动方向一致。
②粗略整平时,按“左手拇指规则”,先双手同时反向转动一对脚螺旋,使圆水准器气泡移动到中间,再转动另一个脚螺旋,使气泡居中。 ③消除视差的方法是再仔细调节物镜对光螺旋,直至视差消除。
④当从望远镜中看到的水准尺影像是倒像时,读数时,应从上往下、由小到大读取;当影像是正像时,读数时,应从下向上读取。
? 水准测量的实测方法
? 水准路线的基本布设形式有附和水准路线、闭合水准路线和支水准路线。
1)附合水准路线 从已知水准点BM.A开始,沿各待测点高程点1、2、3进行水准测量,最后附和到另一已知水准点BM.B上。
2)闭合水准路线 从已知水准点BM.A开始,沿各待测高程点1、2、3、4进行水准测量,最后又回到圆水准点BM.A。
3)支水准路线 从已知水准点BM.A开始,沿待测高程点1、2进行水准测量,即不附和到其他已知水准点上,也不自行闭合。
? 水准测量计算
1)附和水准路线成果计算
A、B为两个已知水准点,1、2、3点为待测高程的水准点,已知数据和观测数据如图所示。
①高差闭合差fh =∑h测 -(HB - HA) ② 高差闭合差的容许值为
平地 fh容 = ±40√L mm
山地 fh容 = ±12√n mm L——水准路线长度,km n——水准路线测站数 ③高差闭合差的调整
vi ——第i段的高差改正数
∑l、∑n——水准路线总长度与总测站数 li、ni——第i段的长度与测站数
④改正后的高差计算
⑤高程计算
2)闭合水准路线成果计算 fh= ∑h测 3)支水准路线成果计算
如图所示,已知水准点A的高程为86.785m,往、返测站共为16站。