建筑工程测量 [学时]：2学时 课程类别：必修课 课程性质：专业核心课程、考试课 学时数：156 学分：8.5 课程的性质与任务 建筑工程测量是建筑工程技术、工程监理专业学生必修的专业技术基础课。其作用和任务是：通过理论教学和实验，使学生获得必要的建筑工程测量基本知识、基本理论和操作技能训练，为后续课程以及学生将来从事施工和施工技术管理等工作打下一定的基础，培养学生分析解决施工中实际测量问题的能力和基本素质。 课程的具体任务是使学生： 1．掌握测量学的基本理论，基本知识；了解水准仪、经纬仪等常用测量仪器的构造；掌握其使用方法。 2．掌握识读、绘制和使用大比例尺地形图和编绘竣工总平面图的初步技能；具有建(构)筑物的施工放样和和变形观测的初步技能。 3．具有较强的动手能力和分析解决一般建筑工程测量实际问题的初步能力。 第一章 绪论 [教学目的]：1、了解建筑工程测量的任务与内容现在与发展方向。 2、理解测量工作的基准面和地面点位确定的方法。 3、掌握高斯-克吕格正形投影的分带计算。 [教学任务与内容]：1、建筑工程测量的任务与作用 2、地面点位的确定 3、测量工作的原则和程序 [学 时]：2学时。 [教学条件]：多媒体教室。 §1.1 测量学简介 测量学是研究地球的形状、大小确定地球表面各种物体的形状、大小、空间位置的科学。 (1) 地物和地貌 1) 地物——地面上天然或人工形成的物体， 包括湖泊、河流、海洋、房屋、道路与桥梁等。 2) 地貌：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵与平原等。 地形——地物和地貌的总称。 (2) 测量学的任务 测定与测设 1) 测定——使用测量仪器和工具， 通过测量和计算， 将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定符号缩小绘制成地形图。 2) 测设 将地形图上设计的建筑物、构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。 (3) 测量在国民经济建设中的应用 1) 城市规划、给排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设 ① 设计阶段——测绘各种比例尺地形图，供结构物平面及竖向设计使用； ② 施工阶段——将设计建构物的平面位置 和高程在实地标定出来，作为施工的依据； ③ 工程完工后——测绘竣工图，供日后扩建、 改建、维修和城市管理用；对某些重要建构筑物在建设中和建成后进[教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做课后习题 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 互动：提问 互动：用幻灯片给学生演示地球的图片。 2) 铁路、公路建设的测量工作 ① 测绘路线附近地形图， 在地形图上设计路线，将设计路线位置标定到地面。 ② 建桥前，测绘河流两岸的地形图，测定河流的水位、流速、流量 与河床地形图、桥梁轴线长度，为桥梁设计提供资料，将设计桥台、 桥墩位置标定到实地。 ③ 开挖隧道前，在地形图上确定隧道位置， 计算隧道长度与方向，指示隧道开挖方向，保证隧道正确贯通。 §1.2 地球的形状和大小 (1)、地球 1) 南北极稍扁，赤道稍长，平均半径为6371km的椭球。 2) 表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等，呈现高 低起伏的形态。最高处——中国珠穆朗玛峰，8844.43m2005年中国测 得。最低处——马里亚纳海沟 ，-10911m，1995年日本探测艇海沟号 (Kaiko)测得。 3) 海洋面积——71%，陆地面积——29%。 (2) 地球的物理特性 1) 重力与铅垂线 ① 重力——地球质点受万有引力与离心力的合力。 ② 铅垂线方向——重力方向。 2) 水准面 水准面——静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成的封 行变形观测，保证建筑物安全。 闭曲面。处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。因高度可变，水准面不唯一。 3) 大地水准面 与平均海水面吻合的水准面。静止海水面向大陆延伸，形成的不规则的封闭曲面。大地水准面——唯一。 §1.3 测量坐标系与地面点位的确定 (1) 参心坐标系与地心坐标系 物理空间——三维空间。表示地面点在某空间坐标系的位置需三个参互动：演示大地原点图片 数；确定地面点位——确定其在某个空间坐标系的三维坐标。 空间坐标系——地心坐标系和参心坐标系 。 “地心”——地球质心，WGS-84为地心坐标系。 “参心”——参考椭球中心，参心与地心一般不重合。 1954北京坐标系与1980西安坐标系属参心坐标系。 工程测量使用参心坐标系，地心坐标系与参心坐标系可以相互转换。 ② 大地地理坐标系 表示地面点在参考椭球面上的位置。 基准——参考椭球面和法线。 用大地经度L，大地纬度B表示。 P点大地经度L——P点大地子午面与首子午面的两面角 P点大地纬度B——P点的法线与赤道面的夹角。 大地经、纬度是根据起始大地点的大地坐标， 按大地测量所得数据推算得到。 起始大地点——大地原点，该点大地经纬度与天文经纬度一致。 我国以陕西省-泾阳县-永乐镇-石际寺村大地原点 建立的大地坐标系——1980西安坐标系。 大地原点的地理坐标约为 东经108°55′，北纬34°32′，海拔417.2m。 (3) 平面直角坐标系 球面坐标对局部测量不方便，工程测量一般在平面直角坐标系进行。 地球是一个不可展的曲面，通过投影将地球表面物体化算到平面上， 一定存在变形。 案例——切橙子。 1) 高斯平面坐标系 高斯投影——保持球面上的角度不变，边长存在变形，保角投影。 德国科学家高斯在1820~1830年间，为解决德国汉诺威地区大地测量 投影问题，提出的一种投影方法；1912年起，德国学者克吕格将高斯 投影公式加以整理扩充并推导出了实用计算公式。使用高斯投影的国 家——德国、中国、前苏联。 地球按经线划分为带——投影带；用空心椭圆柱横套在参考椭球外 面；椭圆柱与某一子午线相切——中央子午线，椭球面上图形按保角 投影原理投影到椭圆柱体面上；沿过南北极的母线切开椭圆柱体，展 开成平面，定义平面直角坐标系。 按投影经度范围划分 ① 统一6°带高斯投影 首子午线起，每隔经度6°划分为一带(称统一6°带)西→东划分地球 为——60个带。带号N从首子午线开始，用阿拉伯数字表示。 第一个 6°带中央子午线的经度为3°。带号N与中央子午线经度 L0的关系——L0=6N－3 已知任意点经度L，计算所在6°带的带号公式 N= Int((L +3) ÷6+0.5) 北京天安门：东经116°23′26″，北纬39°54′27″ 香港会展中心：东经114°10′22″，北纬22°17′05″ 澳门大三吧牌坊：东经113°32′31″，北纬22°11′49″ 台北中山纪念堂：东经121°31′18″，北纬25°02′04″ 保角投影——球面上的角度投影到横椭圆柱面上保持不变，但长度变长。只有中央子午线与赤道投影后长度不变，并相互垂直。建立的直角坐标系——高斯平面直角坐标系。与数学笛卡尔坐标系的差异， x轴与y轴互换位置，象限顺时针编号，我国位于北半球，x坐标值恒为正，y坐标值则有正有负，最大y坐标负值约为-334km。为保证y坐标恒为正，我国统一规定将每带的坐标原点向西移500km，既给每个点的y坐标值加500km。为确定投影带位置，y坐标前冠带号。 高斯投影长度变形——离中央子午线越远，长度变形越大；减小长度变形的方法之一——缩小投影带宽，经差。 ② 统一3°带高斯投影带号n与中央子午线经度L’0的关系——L’0=3n已知经度L，计算所在3°带带号公式n= Int(L ÷6+0.5) 我国大陆经度范围——东经73°27′~东经135°09′用公式 N= Int((L +3) ÷6+0.5)求出统一6°带投影带号范围——13~23用公式 n= Int(L ÷3+0.5)求出统一3°带投影带号范围——25~45两种投影带的带号不重复根据y坐标前的带号可以判断属于何种投影带。 ③ 任意带高斯投影 《城市测量规范》规定——长度变形值>2.5cm/km(1/40000)可采用高斯投影任意带平面直角坐标系统，案例——广东江门中心经度——东经113°10′ ，位于统一3°带的38号带 (中央子午线经度为114 °) 中央子午线以西98km。长度变形为1/8329> 1/40000。为使长度变形<1/40000，选择中央子午线经度=113°10′ 进行高斯投影；建立江 缩小为1/150000<1/40000。 2) 大地地理坐标与高斯平面坐标的相互变换由L,B→x,y——高斯投 影正算。由x,y→L,B——高斯投影反算。将某带x,y→相临带x,y—— 高斯投影换带计算。计算公式较复杂，用光盘程序PG2-1.exe计算。 先用Windows的记事本编写一个文本数据文件。存盘文件名的前两个 门市独立坐标系；江门市区最边缘距离中央子午线23km，长度变形字符应为da。 §1.3.2 一维高程系 (1) 高程定义 A点高程——A点到大地水准面的垂直距离，HA表示。大地水准面的确定——在海边设立验潮站，长期观测，求得海水面的平均高度作为高程零点，以通过该点的大地水准面为高程基准面。 WGS-84坐标系——原点位于地球质心，z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，x轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴通过右手规则确定。 §1.4 地球曲率对测量工作的影响 测区范围较小， 大地水准面近似为水平面时 对水平距离和高程的影响 §1.5 测量工作概述 (1)、测量的任务——测定和测设 1) 测定——地物，地貌一定比例尺缩绘成地形图。 在测区布设控制点A,B,C,D,E,F，测出其x,y,H坐标， 已知点安置仪器，测量地物与地貌特征点坐标， 特征点坐标按比例尺缩小展绘到图纸。地物、地貌特征点——碎部点， 测量碎部点坐标的方法与过程——碎部测量。 2) 测设——将图纸设计的建构筑物放样到实地。 已设计出P、Q、R三幢建筑物，用极坐标法标定到实地——在A点 安置仪器，F点定向，拨角β1，在该方向上量距S1 测定、测设在控制点上进行。测量工作的原则——先控制后碎部 测量规范规定，测量控制网——由高级向低级分级布设。平面三角控 制网——一等、二等、三等、四等5″、10″和图根网的级别分级布 设，一等网——精度最高，图根网——精度最低。控制网等级高，网 点之间的距离大、点的密度稀、控制的范围大。控制网布网原则—— 从整体到局部。 §1.6 测量常用计量单位与换算 测量常用角度、长度、面积 几种法定计量单位的换算关系 第二章 水准测量 [教学目的]：1、了解测定地面点高程的几种方法和原理。 2、理解在建筑工程测量中被广泛应用的视线高 测量方法，转点和测站的意义。 (2) 结论 3、掌握水准仪的基本操作程序、度数方法、记录计算和各项检验校正。 [教学任务与内容]：1、水准测量的原理 2、水准测量的仪器和工具 3、水准仪的基本操作程序 4、水准测量方法 [学 时]：22学时。 [教学条件]：多媒体教室。 [教学方法]：先用多媒体理论教学，然后带领学生做室外测量练习。 高程测量——测量地面点的高程。 方法——水准测量、三角高程测量、GPS高程测量、气压高[学时]：22学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做室外测量训练 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 §2.1 水准测量原理 水准仪——水平视线，读取水平视线在标尺上的读数， 水准测量方向——A→B。 A尺——后视尺， 读数a——后视读数。 B尺——前视尺， 读数b——前视读数。 A→B高差 hAB=a－b A点高程HA已知， 求出B点高程 HB= HA + hAB 视线高程 Hi= HA +a B点高程 HB= Hi －b 常用于施工测量，放样点的高程。 A，B两点相距较远时，连续水准测量。 中间设置转点(TP)，放置尺垫。 h1=a1－b1， h2=a2－b2， h3=a3－b3，……， hn=an－bn。 hAB= h1＋ h2 ＋ h3＋……＋ hn=Σ hi hAB=Σai－Σbi 提问：如何计算高差 §2.2 水准测量的仪器与工具 水准仪，水准尺，尺垫。 程测量、水准测量——精度最高 微倾式水准仪 调整微倾螺旋→管水准气泡居中→水平视线， 水准仪——望远镜、水准器、基座。 3) 水准尺与尺垫 水准尺：2m~5m，有四种类型，常用直尺。 直尺——A、B尺，两把一对， 每把有黑、红两面分划与注记。 A尺——黑面分划0~3m，红面分划4.687m~7.687m。 B尺——黑面分划0~3m，红面分划4.787m~7.787m。 A、B尺黑面注记的零点差为0， 红面注记的零点差为0.1m。 §2.3 水准测量的方法 (1) 水准点 水准测量等级：一、二、三、四等与图根水准。 一、二等为精密水准测量，三四等为普通水准测量。 为统一全国高程系统和满足各种测量的需要国家各级测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点称水准点(BM)，分地面点与墙上点。 (2) 水准路线 水准点之间进行水准测量所经过的路线 。 附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。 检核条件——高差闭合差fh。 附合水准路线：fh=Σhi－(HBM2－ HBM1)。 闭合水准路线：fh=Σhi－0=Σhi 。 支水准路线：fh=Σh往＋Σh返。 (3) 水准测量方法 每站高差观测两次，以检核观测数据的正确性。 1) 两次仪器高法 两次不同仪器高度的水平视线—— (改变仪器高度应在10cm以上) 图根水准测量 两次高差之差应小于5mm，否则应重测。 2) 双面尺法 读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数，前、后视尺的黑 面读数计算出一个高差，前后视尺的红面读数计算出另一个 高差，两次高差之差应小于5mm，否则应重测。 ① 瞄准后视点水准尺黑面分划→精平→读数； ② 瞄准后视点水准尺红面分划→精平→读数； ③ 瞄准前视点水准尺黑面分划→精平→读数； ④ 瞄准前视点水准尺红面分划→精平→读数。 上述观测顺序简称为“后—后—前—前”。 (5) 水准测量成果处理 根据已知水准点的高程，水准路线高差观测值， 分配高差闭合差，计算出未知点的高程。 附合水准路线——fh=Σhi－(H终－ H起)。 闭合水准路线——fh=Σhi－0=Σhi 。 支水准路线——fh=Σh往＋Σh返。 图根水准高差闭合差允许值fh 平坦地区—— fh允=±40√L(mm) 山地——fh允=±12√n(mm) 测定相邻两点间的高差， 原则：反号，按路线长Li(平坦)或测站数ni(山地)比例分配 高差改正数 Vi公式： ni LiVfihVifhn L fh< fh允时，可以分配高差闭合差。 第三章 角度测量 [教学目的]：1、了解经纬仪的精度分级和仪器精度的概念。 2、理解水平角、竖直角的测量原理，读数和置 数方法，照准目标的位置，观察限差要求，水平角观察的误 差来源和消减的措施。 3、掌握经纬仪对中、整平的方法，测回法和竖 直角的观测、记录和计算。 [教学任务与内容]：1、水平角测量原理 2、光学经纬仪 3、水平角的观测 4、竖直角的观测 5、经纬仪的检校 [学 时]：24学时。 [教学条件]：多媒体教室。 角度类型——水平角与竖直角。 角度测量——测量地面点连线的水平夹角视线方向与水平面 的竖直角 仪器——经纬仪，全站仪。 水平角测量——求算点的平面位置，竖直角测量——测定高 差，或将倾斜距离化算为水平距离。 §3.1 角度测量的基本概念 实验：测定下图各点的标高 地面一点与两个目标点的连线在水平面投影的夹角， 或过 B ，C两点铅垂面与过B ，A两点铅垂面的两面角在B点水其中A点（红点）坐标为： 北纬(N)：45度52分28秒 平安置刻度圆盘，(顺时针注记)测出 BA方向在度盘的读数 东经(E)：126度30分2秒 高度（Z）：117.000米 a， BC方向在度盘的读数 c，水平角β=c－a (2) 竖直角测量原理 竖直面内，视线与水平线的夹角。视线在水平线上方为仰角， 竖直角>0；视线在水平线下方为俯角，竖直角<0 。铅垂面内 安置一个刻度圆盘，视线水平时的竖盘读数为90°，视线倾 斜时的竖盘读数为L，视线方向竖直角α=90 °－ L。 §3.2 光学经纬仪 国产光学经纬仪型号(Da di ce liang Jing wei yi)DJ07， DJ1，DJ2，DJ6，DJ30，D，J代表 “大地测量”和“经纬仪” ， 07，1，2，6，30分别为一测回方向观测中误差秒数。 工程测量常用DJ6 级。 徕卡光学经纬仪型号(Theodolite)T4(0.5″)，T3 (1″) ， [例2-1] 按图根水准测量要求T2 (2″) ，T1 (6″) 施测某附合水准路线观测成果，(1) DJ6级光学经纬仪的结构 BM－A和BM－B为已知高程水准点，箭头为水准测量前进方方向经纬仪和复测经纬仪。 向，路线上方的数字为测得的两方向经纬仪——用于地表测量。 点间的高差，路线下方数字为该段路线的长度，试计算待定点1，复测经纬仪——用于光线较暗的地下工程测量。 2，3点的高程。 (1) 水平角测量原理 结构——基座,水平度盘,照准部 1) 基座 三个脚螺旋,一个圆水准气泡——粗平仪器。 水平度盘旋转轴套在竖轴套外围，仪器固定在基座上； 2) 水平度盘 圆环形光学玻璃盘片，盘片边缘刻划顺时针注记0°~360°角度值。 3) 照准部 水平度盘上，能绕竖轴旋转的全部部件总称，竖轴、U形支架、望远镜、横轴、竖盘指标管水准器、读数装置， 计算高差闭合差fh ，限差fh允。 fh= Σhi－(HB－ HA) =4.330-(49.579-45.286)=0.037m=37mm fh允=±40√L= ±40√7.4=±109mm fh < fh允 ，可以分配闭合差。 竖轴VV——照准部旋转轴，水平度盘变换螺旋。 (2) DJ6级光学经纬仪的读数装置 度盘，光路系统，测微器。水平度盘和竖盘上的分划线，经棱镜和透镜成像，显示在望远镜旁的读数显微镜内。有测微 尺读数装置，单平板玻璃读数装置两种。 §3.3 经纬仪的使用 (1) 经纬仪的安置 [学时]：18学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做室外测量训练 [教具]：教材、笔记、出勤表、 内容——对中，整平。使仪器竖轴位于过测站点的铅垂线上，笔 方法——垂球对中，光学对中。 打开三脚架腿，调整长度使脚架高度适合于观测者高度，张 开三角架，安置在测站上，架头大致水平。取出经纬仪放置 在三角架头上，仪器基座中心基本对齐三角架头的中心，旋 紧连接螺旋。 1) 垂球对中法安置经纬仪 将垂球悬挂于连接螺旋中心的挂钩上，调整垂球线长度使垂 球尖略高于测站点。粗对中与粗平：平移三脚架，使垂球尖 大致对准测站点中心，将三脚架的脚尖踩入土中。精对中： 稍微旋松连接螺旋，双手扶住仪器基座，在架头上移动仪器， 使垂球尖准确对准测站点，旋紧连接螺旋。垂球对中误差应 水平度盘和横轴处于水平位置，竖盘位于铅垂平面内。 小于±3mm。精确整平：旋转脚螺旋，在相互垂直的两个方向使照准部管水准气泡居中。 2) 使用光学对中法安置经纬仪 光学对中器的结构。 演示：角度测量的原理 粗对中——手握三角架，眼睛观察光学对中器，移动三脚架，对中标志基本对准测站点中心，脚尖踩入土中。 精对中——旋转脚螺旋对中，使对中误差<±1mm。粗平——伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。精平——转动照准部，旋转脚螺旋，使管水准气泡在相互垂直的两个方向居中。精平操作会略微破坏已完成的对中关系。 再次精对中——旋松连接螺旋，眼睛观察光学对中器，平移仪器基座(注意，不要有旋转运动)，使对中标志准确对准测站点中心，拧紧连接螺旋。旋转照准部，在相互垂直两方向检查管水准气泡居中情况否则从再次精对中开始重复操作。 (2) 瞄准和读数 测角照准标志 竖立于测点的标杆、测钎、用三根竹杆悬吊垂球线或觇牌。 演示：国产经纬仪 水平角测量，望远镜十字丝竖丝瞄准照准标志。 ① 目镜对光——望远镜对向明亮背景，转动目镜使十字丝清 晰 ； 演示：经纬仪的构造 ② 粗瞄目标——望远镜上的粗瞄器瞄准目标 ，水平、垂直 制动； ③ 精瞄目标——从望远镜观察，旋转水平、垂直微动螺旋。 ④ 读数——打开度盘照明反光镜，调整开度和方向，照亮读演示：经纬仪使用中的对中 数窗口。 §3.4 水平角观测 测回法，方向观测法。 (1) 测回法 观测两个方向之间的单角，一测回操作步骤： 盘左：照准A点→配水平盘→读数→顺时针转C点→读数； 盘右：照准C点→读数→逆时针转A点→读数。 测回法观测水平角的记录格式 (2) 方向观测法 观测三个及以上方向用，一测回操作步骤： 选择标志十分清晰的点作零方向，如A点。 盘左照准A点→ 配水平度盘盘左(顺时针)：瞄A读数→瞄B读数→瞄C读数 →瞄D读数→再瞄A读数(盘左归零)。 盘右(逆时针)：瞄A读数→瞄D读数→瞄C读数→瞄B读数 →再瞄A读数(盘右归零)。 方向观测法观测水平角记录格式 (3) 方向观测法的限差 《城市测量规范》规定的限差。 照准点垂直角超过±3°时，该方向2C较差按同一观测时段 内相邻测回比较。 演示：经纬仪的照准 (4) 水平角观测的注意事项 1) 仪器高度与观测者身高相适应；三脚架踩实，仪器与脚架 连接牢固，操作仪器时，不要用手扶三脚架；转动照准部和 望远镜前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时，用力应轻。 演示：水平角观测方法 2) 精确对中，尤其对短边测角。 3) 观测目标间高低相差较大时，更应注意整平仪器。 4) 照准标志应竖直，用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。 5) 记录要清楚，应当场计算，发现错误，立即重测。 6) 一测回水平角观测中，不得再调照准部管水准气泡， 气泡偏离中央>2格，应重新整平与对中仪器，重新观测。 §3.5 竖直角观测 (1) 竖直角的用途 将观测的倾斜距离化算为水平距离或计算三角高程。 1) 倾斜距离化算为水平距离 D=Scosα 2) 三角高程计算 hAB=Ssinα+i-v HB=HA+hAB (2) 竖盘构造 竖盘固定在望远镜横轴一端并与望远镜连接在一起，竖盘随 望远镜一起绕横轴旋转，竖盘面垂直于横轴。竖盘读数指标 与竖盘指标管水准器连接在一起，望远镜置于盘左，竖盘指标管水准气泡居中时，竖盘读数应为90°。 (3) 竖直角的计算 盘左竖直角：αL=90°－L 盘右竖直角：αR=R－ 270° (4) 竖盘指标差 竖盘指标差——望远镜视准轴水平竖盘读数相对于正确值(90°(盘左)或270°(盘右)) 角度的偏差x。盘左竖直角：α=90°＋x－L= αL ＋x，左加；盘右竖直角：α=R－ (270°＋x)= αR －x ，右减；指标差： x =(αR －αL )/2；盘左盘右取平均：α=(αL ＋αR )/2，抵消竖盘指标差。 (5) 竖直角观测 经纬仪安置在点上，量取仪器高i目标点应量取觇标高v 用十字丝横丝瞄准目标特定位置，一般为标顶hAB=Ssinα+i-v 竖直角观测手簿与计算 盘左竖直角：αL=90°－L 盘右竖直角：αR=R－ 270° 指标差： x =(αR －αL )/2 盘左盘右取平均：α=(αL ＋αR )/2 (6) 竖盘指标自动归零补偿器 仪器竖盘光路中安装补偿器，代替竖盘指标管水准器仪器竖轴偏离铅垂线的角度在一定范围内时通过补偿器能读到相当于竖盘指标管水准气泡居中时的读数 实验：测定下图个点的水平角 其中A点（红点）坐标为： 北纬(N)：45度52分28秒 东经(E)：126度30分2秒 高度（Z）：117.000米 演示：竖直角的观测 第四章 距离测量与直线定向 [学习目的]：1、了解距离测量的目的。 2、理解标准方向线有三种。 3、掌握钢尺精密量距。 [教学任务与内容]：1、钢尺量距 2、视距测量 3、直线定向 4、坐标正、反算 5、电子测距 [学 时]：4学时。 [教学条件]：多媒体教室。 方法——钢尺量距、视距测量、电磁波测距和GPS测量。 §4.1 钢尺量距 (1) 量距工具 1) 钢尺——长度20m，30m，50m。 2) 辅助工具 (2) 直线定线 确定分段丈量的分段点在待量直线端点的连线上 。 1) 目测定线 2) 经纬仪定线 (3) 钢尺量距的一般方法 1) 平坦地面的距离丈量 先量整尺段长，最后量余长。 DAB=n×尺段长+余长 往、返丈量距离的相对误差K=|DAB－DBA|/D≤1/3000。 例如， DAB=162.73m， DBA=162.78m， 相对误差K=|162.73－162.78|/162.755=1/3255< 1/3000 2) 倾斜地面的距离丈量 ① 平量法——吊垂球线投影。 ② 斜量法——量斜距，测高差或竖角化算为平距。 D=S cosα=√S2－h2 (4) 钢尺量距的精密方法 一般方法量距，相对误差为1/1000~1/5000，精密方法量距， 相对误差为1/10000~1/40000，主要工具：钢尺、弹簧秤、 温度计、尺夹等。 钢尺应经检验——尺长方程式，量距时应使用弹簧秤施加鉴 定时的拉力(15kg)。 距离应进行温度与尺长改正。 (5) 钢尺量距的误差分析 1) 尺长误差 钢尺名义长度与实际长度不符的误差。具有积累性，丈量距 离越长，误差越大。 2) 温度误差 温度变化1℃，丈量30m距离的影响为0.4mm。 3) 钢尺倾斜和垂曲误差 需往、返丈量，返测时应重新定线。 地面不平坦，钢尺不水平或中间下垂而成曲线，所量长度>实际长度。整尺段悬空时，中间应有人托住钢尺。 4) 定线误差 使所量距离为一组折线，丈量结果偏大。丈量30m的距离，偏差为0.25m时，量距偏大1mm。 5) 拉力误差 钢尺丈量拉力应与检定拉力相同。拉力变化2.6kg，尺长改变1mm。 6) 丈量误差 插测钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准丈量中应 尽量准确对点，配合协调。 §4.2 视距测量 望远镜十字丝分划板视距丝，厘米分划视距标尺。根据光学原理测定两点间的距离和高差视距测量的相对误差约为1/300，低于钢尺量距测定高差的精度低于水准测量。主要用于地形测量的碎部测量中。 (1) 视准轴水平时的视距计算公式 l——视距间隔。 相似三角形原理：d/f=l/p，d= lf/p=Kl，K=f/p，K=100 D=d+f+δ=Kl+C，C= f+δ [学时]：6学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做室外测量训练 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 相对于Kl，C一般很小，可以忽略不计，D≈Kl。 例如：D=Kl=100(1.385－1.190)=19.5m 高差：hAB=i－v (2) 视准轴倾斜时的视距计算公式 演示：钢尺 l’=l cosα，S=Kl’=Kl cosα D=Scosα=Klcos2α h’= Ssinα=Klcosαsinα=0.5Klsin2α=Dtanα h+v=h’+i，h= h’+i－v=0.5KLsin2α+i－v= Dtanα+i－v (3) 视距测量的误差分析 1) 读数误差 S=Kl’，视距间隔l的读数误差被扩大100倍读数误差为lmm， 对距离的影响为0.lm。标尺读数前应先消除视差，上、下丝 演示：直线定向 读数应几乎同时进行。视距测量的距离不能太长，测量的距离越长，标尺1cm分划的长度在望远镜十字丝分划板上的成像长度越小，读数误差越大。 2) 标尺不竖直误差 标尺偏离铅垂线方向dα角时，对水平距离的影响 演示：钢尺量距的方法 1ddDKlsin2 2目估使标尺竖直的误差dα=1°， Kl=100m，α=5°，dD=0.15m， α=30°，dD=0.76m。 结论：标尺倾斜对测定水平距离的影响 随视准轴竖直角的增大而增大。在山区测量时应特别注意将标尺竖直。 3) 竖直角观测误差 对水平距离的影响较小，主要影响高差 4) 大气折光的影响 近地面大气折光使视线产生弯曲，日光照射下，大气湍流会 使成像晃动，风力使标尺摇动，使视距测量产生误差。视距 测量时，不要使视线太贴近地面，成像晃动剧烈或风力较大 时，应停止观测。阴天且有微风时是观测最有利的气象条件。 Kl=100m，dα= 1′， α=5°，dD=0.03m。 第五章 测量误差的基本知识 [学习目的]：1、了解误差产生的原因。 2、掌握产生系统误差的原因和偶然误差的产生。 [教学任务与内容]：1、测量误差及基本分类 2、偶然误差的特性 3、衡量精度的标准 4、算术平均值及其观测值的中误差 5、误差传播定律 [学 时]：4学时。 [教学条件]：多媒体教室。 §5.1 测量误差及其分类 用仪器对某量进行观测，就会产生误差。 表现——在同等条件下对某个量进行多次重复观测，所得观测值l1， l2 ，…， ln一般互不相等。 ~设观测量的真值——l ， ~lil 观测量li的误差——i产生误差的原因——仪器误差、观测误差与外界环境。 误差分类——偶然误差、系统误差。 (1) 偶然误差—— 符号与大小呈偶然性，单个偶然误差无规律，大量的偶然误差有统计规律。 偶然误差——真误差。 (2) 系统误差—— 符号与大小保持不变，或按一定规律变化。 误差定义——规范规定 aS [例4-1] HA=35.32m，i=1.39m， 上、下丝读数为1.264m，2.336m， 盘左竖盘读数L=82°26′00″，竖盘指标差x=1′， 求两点间的平距和高差。 [解] 视距间隔l=2.336－1.264=1.072m 竖角α =90°－82°26′00″+1′=7°35′ 平距D= Klcos2α=105.33m 中丝v=(上丝+下丝)/2=1.8m 高差h= Dtanα+i－v=+13.61m B点高程HB=35.32+13.61=48.93m。 测量仪器使用前应进行检验和校正；按规范要求操作；布设 平面与高程控制网测量控制点的三维坐标时，应有一定量的 多余观测。严格按规范要求进行测量时，系统误差可被消除 或削弱到很小，只讨论误差包含有偶然误差(真误差)的情形。 a §5.2 偶然误差的特性 定义—— 大部分情况下，真值 未知，求不出Δ。某些情形中，观 测量函数的真值已知，案例，三角形内角和闭合差ω定义为 ~0ωi=(β1+ β2 + β3)i－180°真值i， ω的真误差 ~iiii—— 结论：三角形闭合差的真误差等于闭合差本身。 ① 偶然误差有界。 一定观测条件、有限次观测中，偶然误差的绝对值不超过一 定限值； ② 小误差出现的频率大，大误差出现的频率小， ③ 绝对值相等的正、负误差出现的频率大致相等； ④ 观测次数n→∞，偶然误差平均值→0 §5.3 衡量精度的标准 (1) 标准差与中误差 对真值 进行了n次等精度独立观测， 观测值——l1， l2 ，…， ln 真误差——Δ1，Δ2 ，…，Δn []lim nn 观测值的标准差—— [] ˆm n n有限时的标准差—— ——中误差(mean square error)，用m表示。 (3) 极限误差 偶然误差有界 在一定的测量条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的界 限。当某观测值超过了其界限时，认为该观测值含有系统误差，应剔除它。测量上，称偶然误差的界限为极限误差，简称为限差，其值一般取中误差的2倍或3倍。 容22m[学时]：6学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做室外测量训练 [教具]：教材、笔记、出勤表、 容33m §5.4 误差传播定律及其应用 测量中，有些未知量不能直接观测测定，需由直接观测量计笔 算求出。 水准仪一站观测的高差——h=a-b 三角高程测量初算高差——h’=Ssinα 直接观测量的误差导致它们的函数也存在误差，函数的误差由直接观测量的误差传播过来。 案例 三等、四等水准测量，在cm分 划的水准标尺上估读mm位，估读的数有时过大，有时偏小；经纬仪测量水平角，大气折光使望远镜中目标的成像不稳定，引起瞄准目标有时偏左、有时偏右。多次观测取平均值可以削弱偶然误差的影响，不能完全消除偶然误差的影响。 案例 钢尺量距， 用没有鉴定、名义长为30m、实 际长为30.005m的钢尺量距，每丈量一整尺段距离就量短了 0.005m，产生-0.005m的量距误 差。各整尺段的量距误差大小都是0.005m，符号都是负，不能第六章 全站仪及GPS测量原理 抵消，具有累积性。系统误差对[学习目的]：1、了解全站仪测量及GPS定位的基本原理。 观测值的影响具有一定的规律找到规律就可对观测值施加 2、理解全站仪测量及GPS定位测量的基本方法。 性，改正以消除或削弱系统误差的 3、掌握全站仪测量及GPS测量技术。 [教学任务与内容]：1、全站仪电子速测仪。 2、GPS全球卫星定位系统简介。 [学 时]：4学时。 [教学条件]：多媒体教室。 [教学方法]：先用多媒体理论教学，然后带领学生看GPS和全站仪的使用视频。 1 全站仪概述 电子测角、光电测距、微处理器与机载软件组合 智能光电测量仪器。 (1) 三同轴望远镜 望远镜视准轴，测距红外光发射光轴，接收回光光轴。 (2) 键盘操作 面板按键输入指令进行操作， 按键——硬键，软键。 硬键有一个固定功能，兼有第二、第三功能。 软键操作机载软件菜单，功能显示于屏幕底部。 (3) 数据存储与通讯 内存可存储至少3000个点的测量数据与坐标数据， 有些配有CF卡或SD卡来增加存储容量。 一个RS232C串行通讯接口， 使用专用数据线与计算机的COM口连接， 使用数据通讯软件实现全站仪与PC机的双向数据传输。 (4) 电子补偿器 竖轴倾斜量分解成视准轴方向CC和横轴方向HH——双轴。 电子补偿器——单轴补偿(CC)，双轴补偿(CC，HH)。 类型——摆式，液体。 液体补偿器的补偿范围一般为±3′。 双轴倾斜量被传输到仪器微处理器， 自动改正水平方向与垂直方向观测值。 2 GPS概述 影响。 开始研制新一代军用卫星导航系统——GPS， 89年2月14日发射第一颗GPS卫星， 94年3月28日发射完第24颗卫星， 目前在轨卫星数超过32颗。 均匀分布在6个与赤道倾角为55°的近似圆形轨道上， 每个轨道4颗卫星运行，距地表平均高度20200km， 速度为3800m/s，运行周期为11h58min。 每颗卫星覆盖全球38％的面积， 保证在地球上任何地点、任何时刻、高度15°以上天空 能同时观测到4颗以上卫星。 3 观看全站仪和GPS仪器教学片。 第七章 小区域控制测量 [学习目的]：1、了解国家平面控制网和高程控制网的建立原则。 2、理解导线测量师建立小区域平面控制网的一种常用 方法。 3、掌握国家三、四等水准测量的观测、记录和计算。 [教学任务与内容]：1、控制测量概述。 2、导线测量的外业观测。 73年12月，美国国防部组织 3、导线测量的内业计算。 4、全站仪导线测量。 5、GPS平面控制测量。 6、三、四等水准测量。 7、三角高程测量。 [学 时]：4学时。 [教学条件]：多媒体教室。 [教学方法]：先用多媒体理论教学，然后带领学生做分组室外测量练习，进行四等水准测量实训，选择校内闭合水准线路进行四等水准测量，提交测量记录和实训报告。 7.1 控制测量概述 测量并计算控制点x，y，H坐标——控制测量。 测量并计算控制点x，y坐标——平面控制测量。 测量并计算控制点H坐标——高程控制测量。 由高级→低级，按一、二、三、四等布设。 (1) 平面控制测量 国家平面控制网主要用三角测量法布设， 西部困难地区采用导线测量法。 一等三角锁沿经、纬线布设成纵横交叉的三角锁系， 锁长200～250km，构成120个锁环； 一等三角锁由近于等边的三角形组成，边长为20～30km。 二等三角测量有两种布网形式， 一是由纵横交叉的两条二等基本锁 将一等锁环划分成4个大致相等的部分， 这4个空白部分用二等补充网填充，称纵横锁系布网方案； 二是在一等锁环内布设全面二等三角网的全面布网方案。 二等基本锁边长20～25km，二等网的平均边长13km。 一等锁两端和二等网中间， 测定起算边长、天文经纬度和方位角。 国家一、二等网合称为天文大地网， 我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成， 1975年修补测工作全部结束。 三、四等三角网为在二等三角网内进一步加密。 城市或厂矿地区， 应在国家等级控制点的基础上， 根据测区的大小、城市规划或施工测量的要求， 布设不同等级的城市平面控制网， 供地形测图和测设建、构筑物时使用。 建立城市平面控制网可采用GPS测量、 三角测量、各种形式边角组合测量和导线测量方法。 (2) 高程控制测量 高程控制测量方法有水准测量和三角高程测量。 在全国领土范围内， 由一系列按国家统一规范测定高程的水准点构成的网 国家水准网，水准点上设有固定标志，以便长期保存。 国家水准网按逐级控制、分级布设的原则 分为一、二、三、四等， 一、二等水准测量称为精密水准测量。 一等水准是国家高程控制的骨干， 沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。 二等水准是国家高程控制网的全面基础， 一般沿铁路、公路和河流布设。 二等水准环线布设在一等水准环内。 7.2平面控制网的坐标推算 新布设的平面控制网， 需要已知一条边的方位角确定控制网的方向——定向， 需要已知一个点的平面坐标确定控制网的位置——定位。 7.3 导线测量 (1) 导线的布设 将相邻控制点连成直线构成的折线——导线， 控制点称为导线点。 与两相邻导线边的水平夹角， 根据起算数据，推算各边的方位角，求出导线点的平面坐标。 水平角用经纬仪测量， 边长用光电测距仪或钢尺丈量， 也可使用全站仪测量水平角与边长。 建立小地区平面控制网的常用方法， 地物分布复杂的建筑区，视线障碍多的隐蔽区和带状区， 布设形式有闭合导线、附合导线和支导线。 1) 闭合导线 起讫于同一已知点的导线。 从已知高级控制点A，已知方向AB出发， 经过1，2，3，4点，返回到起点A，形成闭合多边形。 3个检核条件——1个多边形内角和条件， 2个坐标增量条件。 2) 附合导线 布设在两个已知点之间的导线。 从一高级控制点B和已知方向AB出发， 经过5，6，7，8点， 附合到另一已知高级点C和已知方向CD。 3个检核条件——1个坐标方位角条件，2个坐标增量条件 3) 支导线 由一已知点C和一已知边的方向CD出发， 延伸出去的导线C，9，10。 支导线只有必要的起算数据，没有检核条件， 只限于图根导线使用， 支导线点数一般不应超过3个。 (2) 导线测量外业 踏勘选点、建立标志、测角与量边。 1) 踏勘选点及建立标志 收集测区原有地形图与高一等级控制点的成果资料， 导线测量——依次测定导线边的水平距离 在地形图上初步设计导线布设路线， 按设计方案到实地踏勘选点。 现场踏勘选点注意事项： ① 相邻导线点间通视良好，便于角度测量和距离测量。 ② 点位选在土质坚实并便于保存之处。 ③ 点位视野开阔，便于测绘周围地物和地貌。 ④ 导线边长应符合规范规定， 最长不应超过平均边长的两倍， 相邻边长悬殊不应太大。 ⑤ 导线均匀分布在测区，便于控制整个测区。 导线点位埋设 泥土地面，点位上打木桩，桩顶钉小钉——临时性标志 碎石或沥青路面，顶上凿十字纹的大铁钉代替木桩。 混凝土场地或路面，钢凿凿十字纹，涂红油漆。 需长期保存导线点，埋设混凝土导线点标石。 导线点应分等级统一编号，便于测量资料统一管理。 为便于观测时寻找， 在点位附近房角或电线杆等明显地物上 用红油漆标明指示导线点的位置。 为每个导线点绘制点之记 注记地名、路名、导线点编号 及导线点距离邻近明显地物点的距离。 2) 导线边长测量 图根导线边长——用检定过的钢尺丈量 或检定过的光电测距仪测量。 钢尺量距宜采用双次丈量法， 较差的相对误差应不大于1/3000。 钢尺的尺长改正数大于1/10000时，应加尺长改正； 量距时，平均尺温与检定时温度相差大于±10℃时， 应进行温度改正； 尺面倾斜大于1.5%时，应进行倾斜改正。 [学时]：6学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做课后习题 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 3) 导线转折角测量 导线转折角——在导线点上 由相邻导线边构成的水平角。 导线转折角分为左角和右角， 导线前进方向左侧的水平角称为左角， 右侧的水平角称为右角。 若观测无误差， 在同一个导线点测得的左角与右角之和应等于360°。 图根导线的转折角用DJ6级经纬仪测回法观测一测回。 (3) 闭合导线测量内业计算 计算各导线点的坐标。 计算前，应检查导线测量的外业记录： 数据是否齐全，有无遗漏、记错或算错， 成果是否符合规范要求。 检查无误后，绘制导线略图， 将已知数据和观测成果标注于图上。 第八章 地形图的测绘与应用 [学习目的]：1、了解地形图、平面图和地图的概念。 2、理解在工程规划设计中，大比例尺地形图的作用。 3、掌握地形图的使用方法。 [教学任务与内容]：1、地形图的测绘 2、地形图的阅读 3、地形图的基本应用 4、地形图在工程建设中的应用 [学 时]：4学时。 [教学条件]：多媒体教室。 [教学方法]：先用多媒体理论教学，然后带领学生做分组室外测量练习，进行碎部测量实训，提交观测记录和实训报告。 1 地形图的比例尺 地形图——按一定比例尺，规定符号表示的 地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。 (1) 比例尺的表示方法 图上一段直线长度与地面上相应线段实际长度之比， 有分数字比例尺，图示比例尺。 [学时]：6学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做课后习题 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 ① 数字比例尺 数字比例尺分子化为1，分母为一个较大整数——1/ M。 M越大，比例尺越小； M越小，比例尺越大。 1：500、1：1000、1：2000、1：5000地形图—— 大比例尺地形图 1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万地形图—— 中比例尺地形图 1：25万、1：50万、1：100万地形图—— 小比例尺地形图。 我国规定 1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、 1：50万、1：100万七种比例尺地形图—— 国家基本比例尺地形图， 数字比例尺注记在南面图廓外的正中央。 中比例尺地形图为国家的基本地图， 由国家专业测绘部门负责测绘， 目前均用航空摄影测量方法成图， 小比例尺地形图由中比例尺地图缩小编绘而成。 城市和工程建设一般需要大比例尺地形图， 比例尺为1：500和1：1000的地形图 一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘； 比例尺为1：2000和1：5000的地形图 一般用由1：500或1：1000的地形图缩小编绘而成。 大面积1：500~1：5000的地形图 也用航空摄影测量方法成图。 ② 图示比例尺 绘制在数字比例尺下方， 作用是便于用分规直接在图上量取直线段的水平距离， 还可抵消在图上量取长度时图纸伸缩的影响。 3) 比例尺的精度 人肉眼能分辨的图上最小距离——0.1mm， 地形图比例尺为1:M， 图上0.1mm所表示的实地水平距离0.1M(mm)—— 比例尺的精度。 可确定测绘地形图的距离测量精度。 测绘1：1000比例尺的地形图，比例尺的精度为0.1m， 量距精度——0.1m，小于0.1m的距离在图上表示不出来。 当设计规定需要在图上能量出的实地最短长度时， 可反算出测图比例尺1：M。 图上能量出的实地最短线段长度——0.05m， 图纸比例尺不应小于0.1mm/0.5m=1/500。 2 大比例尺地形图图式 表示地物和地貌的符号和方法。 一个国家的地形图图式统一，属于国家标准。 我国当前使用的、最新的大比例尺地形图图式 由国家测绘总局组织制定的、国家技术监督局发布的、 1996年5月1日开始实施的 《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》 (GB/T 7929-1995)。 图式符号有三类：地物符号、地貌符号、注记符号。 (1) 地物符号 比例符号、非比例符号和半比例符号。 1) 比例符号 可按测图比例尺缩小， 用规定符号画出的地物符号称为比例符号， 如房屋、较宽的道路、稻田、花圃、湖泊等。 2) 非比例符号 轮廓较小，无法将形状和大小按地形图比例尺绘到图上， 不考虑其实际大小，采用规定符号表示。 三角点、导线点、水准点、独立树、路灯、检修井。 3) 半比例符号 带状延伸地物，如小路、通讯线、管道、垣栅等， 长度可按比例缩绘，宽度无法按比例表示。 3 地貌的表示方法 (1) 等高线 1) 等高线的定义 地面高程相等的相邻各点连成的闭合曲线。 一座高出水面的小岛， 与某一静止水面相交形成的水涯线为闭合曲线， 曲线形状由小岛与水面相交的位置确定， 曲线上各点的高程相等。 将不同高程的水涯线垂直投影到水平面， 按一定比例尺缩绘在图纸上， 就小岛用等高线表示在地形图上。 2) 等高距与等高线平距 地形图上相邻等高线间的高差——等高距h 同一幅地形图的等高距应相同。 ① 首曲线——基本等高距测绘的等高线，0.15mm细实线。 ② 计曲线——0m起算，每隔四条首曲线 加粗的一条等高线称为计曲线，0.3mm粗实线。 ③ 间曲线——坡度很小的局部区域， 用基本等高线不足以反映地貌特征时， 按1/2基本等高距加绘一条等高线——间曲线。 用0.15mm宽长虚线绘制，可不闭合。 第九章 施工测量的基本工作 [学习目的]：1、了解进行施工放样之前的工作。 2、理解施工测设的原理。 3、掌握测设的基本工作。 [教学任务与内容]：1、施工测量概述 2、测设的基本工作 3、测设平面点位的方法 [学 时]：4学时。 [教学条件]：多媒体教室。 [教学方法]：先用多媒体理论教学，然后带领学生做分组室外 测量练习，用直角坐标法和极坐标法进行测量实训，要求学生计算1、 2两点的放养数据，提交观测记录和实训报告。 施工测量的基本工作 将图纸设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程， 按照设计要求，一定精度测设到实地上， 作为施工的依据， 在施工过程中进行一系列的测量工作。 遵循“由整体到局部，先控制后碎部”的原则， 主要工作内容是施工控制测量和施工放样， 工业与民用建筑及水工建筑的施工测量依据是 《工程测量规范》 1 施工控制测量 先在建筑场地上建立场区控制 场区控制——场区平面控制，场区高程控制 (1) 场区平面控制 坐标系应与工程设计所用坐标系相同， 投影长度变形不应超过1/40000。 全站仪的普及，场区平面控制网多布设成导线形式， 等级和精度规定： ① 建筑场地>1km2或重要工业区——一级导线。 ② 建筑场地<1km2或一般性建筑区——二、三级导线。 ③ 用原有控制网作为场区控制网时，应复测检查。 (2) 场区高程控制 闭合环线、附合路线、结点网形。 精度不宜低于三等水准。 水准点间距≤1km。 距离建筑物、构筑物＞25m； 4、已知坡度直线的测设 距离回填土边线不宜＞15m。 建筑物高程控制的水准点， 可单独埋设在建筑物平面控制网的标桩上， 也可用场地附近的水准点——间距宜200m左右。 当施工中水准点标桩不能保存时， 应将其高程引测至稳固建筑物或构筑物上， 引测精度不应低于原有水准等级。 2 工业与民用建筑施工放样的基本要求 准备资料：建筑总平面图、设计与说明、 轴线平面图、基础平面图、设备基础图、 土方开挖图、结构图、管网图。 3 施工放样的基本工作 水平角、水平距离、高程和坡度的测设。 (1) 水平角测设的方法 根据一已知方向，将设计角度另一方向测设到地面上。 仪器——经纬仪，全站仪。 1) 正倒镜分中法 2) 多测回修正法 (2) 水平距离测设的方法 将设计水平距离测设在上述已测设的方向上。 工具和仪器——钢尺、测距仪或全站仪。 1) 钢尺法 宜用于测设长度小于一个整尺段的水平距离。 2) 测距仪法 在A点安置测距仪，在AC方向测设距离， 应使加气象改正与倾斜改正后的距离等于设计水平距离。 3) 全站仪法 (3) 高程测设的方法 将设计高程测设在指定桩位上。 平整场地、开挖基坑、定路线坡度、定桥墩台标高用 方法——水准测量法和全站仪三角高程测量法， [学时]：6学时 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做课后习题 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 水准测量法——视线高程法进行测设。 (4) 坡度测设的方法 在修筑道路，敷设上、下水管道和开挖排水沟施工中， 需要在地面上测设设计的坡度线。 坡度测设仪器——水准仪、经纬仪与全站仪。 4 点的平面位置的测设 方法——直角坐标、极坐标、角度交会和距离交会。 只介绍极坐标法与数字化测设法。 (1) 极坐标法 5 建筑施工测量 建筑施工测量——建筑轴线测设，施工控制桩测设、 基础施工测量、构件安装测量。 （1） 轴线的测设 城市建筑工程项目的部分轴线交点或外墙角点 一般由城市规划部门直接测设到实地， 施工企业的测量员只能依据这些点来测设轴线。 测设轴线前，应检查规划部门所测点位的正确性。 江门中心血站主楼基础平面图， 设计采用桩基础单、双桩与三桩承台， Φ500预制管桩189根， 轴线编号为1~18和A~K共29条， 规划部门给出了N1，N2，N3三个导线坐标， 经测角与测边检查正确无误。 因基槽开挖会破坏轴线桩， 基槽开挖前，应将轴线引测到基槽边线以外的位置， 引测轴线的方法有设置轴线控制桩和龙门板。 龙门板的施工成本较轴线控制桩高， 挖掘机开挖基槽时，妨碍挖掘机工作，现已少用， 主要使用轴线控制桩。 （2） 基础施工测量 基础——墙基础，柱基础。 放样基槽开挖边线、控制基础的开挖深度、 测设垫层的施工高程和放样基础模板的位置。 (1) 墙基施工测量 ① 放样基槽开挖边线和抄平 按基础大样图的基槽宽度，加上口放坡尺寸， 计算出基槽开挖边线的宽度。 由桩中心向两边各量基槽开挖边线宽度的一半，作记号。 在两个对应的记号点之间拉线， 在拉线位置撒白灰，按白灰线位置开挖基槽。 为了控制基槽的开挖深度，当基槽挖到一定的深度时， 应用水准测量的方法在基槽壁上、 离坑底设计高程0.3~0.5m处、 每隔2~3m和拐点处设置水平桩——称高程测设为抄平 基槽开挖完成后， 应根据轴线控制桩复核基槽宽度和槽底标高， 合格后，方可进行垫层施工。 ② 垫层和基础放样 基槽开挖完成后，应在基坑底设置垫层标高桩， 使桩顶面高程=垫层设计高程，作为垫层施工依据。 垫层施工完成后，根据轴线控制桩，用拉线的方法， 吊垂球将墙基轴线投设到垫层上，用墨斗弹出墨线， 用红油漆画出标记。 墙基轴线投设完成后，应按设计尺寸复核 (2) 工业厂房柱基施工测量 ① 柱基的测设 为每个柱子测设四个柱基定位桩 作为放样柱基坑开挖边线、 修坑和立模板依据。 柱基定位桩应设置在 柱基坑开挖范围以外。 ② 基坑高程的测设 基坑开挖到一定深度时， 应在坑壁四周 离坑底设计高程0.3~0.5m处 设置几个水平桩， 作为基坑修坡和清底的高程依据。 ③ 垫层和基础放样 在基坑底设置垫层标高桩， 使桩顶面的高程等于垫层的设计高程， 作为垫层施工的依据。 ④ 基础模板的定位 根据基坑边的柱基定位桩，用拉线的方法， 吊垂球将柱基定位线投设到垫层上，用墨斗弹出墨线， 用红油漆画出标记， 作为柱基立模板和布置基础钢筋的依据。 立模板时，将模板底线对准垫层上的定位线， 并用垂球检查模板是否竖直， 同时注意使杯内底部标高低于其设计标高2~5cm， 作为抄平调整的余量。 拆模后，在杯口面上定出柱轴线， 在杯口内壁上定出设计标高。 3 工业厂房构件安装测量 装配式单层工业厂房主要 由柱、吊车梁、屋架、天窗和屋面板等构件组成。 在吊装每个构件时，有绑扎、起吊、就位、 临时固定、校正和最后固定等几道操作工序。 只介绍柱子、吊车梁及吊车轨道等构件 安装和校正工作。 (1) 厂房柱子安装测量 1) 柱子安装的精度要求 ① 柱脚中心线应对准柱列轴线，偏差应<±5mm。 ② 牛腿面的高程与设计高程应一致，误差<±3mm。 [学时]：6学时 ③ 柱子全高竖向允许偏差<±3mm。 2) 柱子吊装前的准备工作 根据轴线控制桩，将定位轴线投测到杯形基础顶面上， 用红油漆画上▼标明， 在杯口内壁测出一条高程线， 从该高程线起向下量取10cm即为杯底设计高程。 在柱子的三个侧面弹出中心线； 根据牛腿面设计标高， 用钢尺量出柱下平线的标高线。 3) 柱长检查与杯底抄平 柱底到牛腿面的设计长度 l 牛腿面的高程——H2，杯底高程——H1 关系——l =H2－H1 预制牛腿柱时，受模板制作误差和变形的影响， 不可能使它的实际尺寸与设计尺寸一致， 为了解决该问题，在浇注杯形基础时， 使杯内底部标高低于其设计标高2~5cm， 用钢尺从牛腿顶面沿柱边量到柱底， 根据各柱子的实际长度， 用1:2水泥砂浆找平杯底， 使牛腿面的标高符合设计高程。 4) 柱子的竖直校正 将柱子吊入杯口，应使柱身基本竖直， 令其侧面所弹中心线与基础轴线重合， 用木楔初步固定后，进行竖直校正。 将两台经纬仪分别安置在柱基纵、横轴线附近， 离柱子的距离约为柱高的1.5倍。 瞄准柱子中心线的底部，固定照准部， 仰俯柱子中心线顶部。 如重合，则柱子在这个方向上已经竖直； 否则，应调整，直到柱子两侧面的中心线都竖直为止。 [教学条件]：多媒体教室 [学习方法]：理论讲述、带领学生做课后习题 [教具]：教材、笔记、出勤表、笔 由于纵轴方向上柱距很小， 可将经纬仪安置在纵轴一侧， 仪器偏离轴线的角度最好不要超过15°， 这样，安置一次仪器，可以校正数根柱子。 4 高层建筑的轴线投测和高程传递 (1) 高层建筑的轴线投测 5层房屋、建筑物高度15m或跨度6m以下的建筑物， 竖向传递轴线点中误差≤2mm， 15层房屋、建筑物高度60~100m或跨度18~30m建筑物， 竖向传递轴线点中误差≤ 3mm。 方法——经纬仪引桩投测法和激光垂准仪投测法。 ① 激光垂准仪的原理与构造 苏州一光仪器公司——DZJ2型激光垂准仪 在光学垂准系统的基础上添加了半导体激光器， 可分别给出上下同轴的两束激光铅垂线， 与望远镜视准轴同心、同轴、同焦。 望远镜照准目标，出现一红色光斑，从目镜6观察到； 另一个激光器向下发射激光束，用于对中操作。 (2) 高层建筑的高程传递 首层墙体砌筑到1.5m标高后， 用水准仪在内墙面测设一条“+50mm”的标高线， 作为首层地面施工及室内装修的标高依据。 以后每砌一层，通过吊钢尺从下层的“+50mm”标高线处， 向上量出设计层高，测出上一楼层的“+50mm”标高线。 第二层的b2=a2－l2 －(a1 －b1) 第三层的b3=a3－(l1+ l2) －(a1 －b1) 超高层建筑，吊钢尺有困难时， 可在投测点或电梯井安置全站仪， 通过对天顶方向测距的方法引测高程。