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第一篇 测量基础篇1

第1章 绪论1

1.1 测量学与实用工程测量2

1.1.1 测量学及其分类2

1.1.2 实用工程测量及其任务3

1.2 地面点位的确定3

1.2.1 地球的形状和大小3

1.2.2 确定地面点位的方法5

1.3 用水平面代替水准面的限度10

1.3.1 地球曲率对水平距离的影响10

1.3.2 地球曲率对水平角度的影响11

1.3.3 地球曲率对高程的影响12

1.4 测量工作的内容和原则13

1.4.1 测量的基本工作13

1.4.2 测量工作的基本原则13

1.5 测量常用单位及换算13

习题14

第2章 距离测量与直线定向16

2.1 钢尺量距17

2.1.1 量距的工具17

2.1.2 直线定线18

2.1.3 丈量距离的一般方法19

2.1.4 钢尺量距的精度20

2.1.5 钢尺量距的误差分析及注意事项20

2.2 视距测量21

2.2.1 视距测量的基本概念21

2.2.2 视距测量的原理与方法21

2.2.3 视距测量的观测与计算23

2.3 光电测距24

2.3.1 电磁波测距的分类24

2.3.2 光电测距仪的工作原理24

2.3.3 光电测距的使用25

2.3.4 手持激光测距仪简介25

2.4 直线定向26

2.4.1 标准方向的种类26

2.4.2 直线方向的表示方法26

2.4.3 正反方位角的关系27

习题28

第3章 水准测量29

3.1 水准测量的原理30

3.2 水准测量的仪器和工具31

3.2.1 水准仪31

3.2.2 水准尺和尺垫33

3.3 水准仪的使用34

3.3.1 安置水准仪34

3.3.2 粗略整平34

3.3.3 瞄准水准尺34

3.3.4 精确整平35

3.3.5 读数35

3.4 普通水准测量的施测与数据处理35

3.4.1 水准点36

3.4.2 水准路线36

3.4.3 水准测量的实施37

3.4.4 水准测量的校核38

3.4.5 水准测量的成果整理40

3.5 三、四等水准测量的施测与数据处理42

3.5.1 三、四等水准测量的技术要求42

3.5.2 三、四等水准测量的方法43

3.6 自动安平水准仪和电子水准仪46

3.6.1 自动安平水准仪46

3.6.2 电子水准仪47

习题49

第4章 角度测量51

4.1 角度测量的原理51

4.1.1 水平角测量的原理51

4.1.2 竖直角测量原理52

4.2 DJ6级光学经纬仪及其使用53

4.2.1 光学经纬仪概述53

4.2.2 DJ6级光学经纬仪的构造及轴系关系53

4.2.3 DJ6级光学经纬仪的读数56

4.3 水平角观测57

4.3.1 水平角观测的步骤57

4.3.2 水平角观测的方法59

4.4 竖直角观测62

4.4.1 竖直角的用途62

4.4.2 竖直度盘的构造62

4.4.3 竖直角的计算63

4.4.4 竖直角的观测63

4.4.5 竖盘指标差64

4.5 电子经纬仪的基本构造及使用65

4.5.1 电子经纬仪的结构65

4.5.2 电子经纬仪的功能66

4.5.3 电子经纬仪的测角原理66

4.5.4 电子经纬仪的使用67

4.5.5 电子经纬仪使用的注意事项69

习题69

第5章 全站仪及其使用71

5.1 全站仪概述71

5.1.1 全站仪的基本组成72

5.1.2 全站仪的结构类型及特点72

5.1.3 全站仪的精度及其等级73

5.2 全站仪的使用73

5.2.1 南方NTS-352型全站仪的结构73

5.2.2 NTS-352型全站仪的使用75

5.2.3 NTS-352型全站仪的储存管理78

5.2.4 NTS-352型全站仪野外数据采集80

5.2.5 数据通信81

5.3 全站仪在测量工作中的应用82

5.3.1 后方交会测量82

5.3.2 放样测量83

5.3.3 偏心测量83

5.3.4 对边测量84

5.3.5 悬高测量85

5.3.6 面积测量85

习题86

第6章 GNSS测量87

6.1 GNSS概述88

6.1.1 GNSS的概念88

6.1.2 GNSS的发展88

6.1.3 全球四大卫星导航系统89

6.2 GPS卫星定位的基本原理92

6.2.1 GPS卫星信号的组成92

6.2.2 GPS的常用坐标系93

6.2.3 GPS的定位原理93

6.2.4 伪距测量与载波相位测量94

6.2.5 GNSS的定位方法95

6.3 GNSS测量的实施97

6.3.1 GNSS测量的技术设计97

6.3.2 GNSS网的布设原则98

6.3.3 选点要求98

6.3.4 外业观测99

6.3.5 成果检核及数据处理100

习题101

第7章 测量误差的基本知识102

7.1 测量误差及分类102

7.1.1 测量误差及多余观测102

7.1.2 测量误差的分类103

7.1.3 偶然误差的特性104

7.2 衡量精度的标准105

7.2.1 中误差106

7.2.2 极限误差107

7.2.3 相对误差107

7.3 误差传播定律108

7.3.1 线性函数108

7.3.2 非线性函数108

7.3.3 误差传播定律的应用109

7.4 算术平均值及其中误差110

7.4.1 算术平均值110

7.4.2 精度评定110

习题111

第8章 小地区控制测量113

8.1 概述114

8.1.1 平面控制测量的分类及技术要求114

8.1.2 平面控制测量的分类及技术要求117

8.2 导线测量118

8.2.1 导线的布设形式118

8.2.2 导线的外业工作119

8.2.3 导线内业计算120

8.3 GNSS小区域控制测量127

8.3.1 GNSS静态相对测量127

8.3.2 GNSS RTK测量130

8.4 高程控制测量131

8.4.1 三、四等水准测量131

8.4.2 三角高程测量131

8.4.3 GPS拟合高程测量133

8.5 案例分析134

习题135

第9章 数字地形图测绘138

9.1 地形图的基本知识138

9.1.1 比例尺与比例尺精度138

9.1.2 地形图符号140

9.1.3 地形图的图幅、分幅、图号和图廓145

9.2 数字地形图测绘148

9.2.1 数字化测图的概念148

9.2.2 地面数字测图系统148

9.2.3 地面数字测图作业模式的基本过程与方法149

9.3 地面数字测图前的准备工作151

9.3.1 控制测量151

9.3.2 仪器器材与资料准备152

9.3.3 测区划分152

9.3.4 人员配备152

9.4 野外数据采集工作152

9.4.1 全站仪野外数据采集152

9.4.2 GNSS RTK野外数据采集153

9.5 地面数字测图的内业156

9.5.1 CASS 9.0软件操作界面157

9.5.2 数据传输与参数设置157

9.5.3 平面图绘制158

9.5.4 等高线绘制与编制159

9.5.5 地物地貌的编辑与整饬输出159

习题160

第二篇 工程应用篇163

第10章 工程测设的基本工作163

10.1 测设的基本工作164

10.1.1 水平距离测设164

10.1.2 水平角测设165

10.1.3 高程测设166

10.2 已知坡度线的测设167

10.3 平面点位的测设169

10.3.1 直角坐标法169

10.3.2 极坐标法170

10.3.3 角度交会法170

10.3.4 距离交会法171

10.3.5 全站仪坐标放样法172

10.3.6 GPS（RTK）放样法172

习题173

第11章 地形图的应用175

11.1 地形图的识读176

11.1.1 图廓外附注的识读176

11.1.2 地物和地貌的识读176

11.2 地形图的一般应用178

11.2.1 确定图上某点的平面坐标178

11.2.2 确定图上两点间的距离179

11.2.3 确定直线的方向179

11.2.4 确定点的高程180

11.2.5 确定两点间的坡度180

11.3 地形图在工程建设中的应用181

11.3.1 按设计线绘制纵断面图181

11.3.2 在地形图上按限制坡度选择最短线路182

11.3.3 确定汇水面积182

11.3.4 面积的量算183

11.3.5 土石方量计算185

11.4 数字地形图在工程中的应用187

11.4.1 用数字地形图查询基本几何要素187

11.4.2 利用数字地形图计算土方量188

11.4.3 利用数字地形图绘制断面图197

11.5 地形图在土木工程中的应用199

11.5.1 建筑设计中的地形图应用199

11.5.2 给排水设计中的地形图应用200

11.5.3 勘测设计中的地形图应用200

习题200

第12章 工业与民用建筑的施工测量201

12.1 施工控制网的测量202

12.1.1 平面施工控制网202

12.1.2 高程施工控制网205

12.2 一般民用建筑的施工测量205

12.2.1 准备工作206

12.2.2 建筑物的定位206

12.2.3 建筑物的放线208

12.2.4 基础工程的施工测量210

12.2.5 墙体的施工测量211

12.3 高层建筑的施工测量213

12.3.1 高层建筑施工测量的特点213

12.3.2 高层建筑基础的施工测量214

12.3.3 高层建筑的轴线投测215

12.3.4 高层建筑物的高程传递219

12.3.5 滑模的施工测量220

12.4 工业建筑工程的施工测量220

12.4.1 厂房矩形控制网的测设220

12.4.2 厂房柱列轴线的测设221

12.4.3 厂房基础的施工测量222

12.4.4 厂房预制构件的安装测量226

12.5 竣工总平面图的编绘229

12.5.1 竣工总图编绘的目的229

12.5.2 竣工总图的编绘229

12.5.3 竣工测量的实测230

习题231

第13章 房屋建筑的变形测量232

13.1 概述233

13.1.1 建筑物变形测量的定义、任务及其目的233

13.1.2 建筑物产生变形的原因233

13.1.3 变形测量的内容233

13.1.4 变形测量的精度要求233

13.1.5 变形测量观测周期的确定234

13.1.6 变形测量成果的提交234

13.2 建筑物及深基坑垂直位移的测量235

13.2.1 水准测量法235

13.2.2 液体静力水准测量法238

13.3 建筑物及深基坑水平位移的测量238

13.3.1 基准线法和小角法239

13.3.2 导线法和前方交会法测水平位移240

13.3.3 测量机器人技术240

13.3.4 GPS在变形测量中的应用241

13.4 建筑物和深基坑的倾斜观测241

13.4.1 深基坑的倾斜观测241

13.4.2 钻孔测斜仪的测斜方法242

13.4.3 房屋建筑的倾斜观测243

13.4.4 塔式构筑物的倾斜观测243

13.5 挠度和裂缝的观测245

13.5.1 挠度的测量245

13.5.2 裂缝的观测245

习题246

第14章 道桥工程的测量247

14.1 道路工程的测量248

14.1.1 线路的初测248

14.1.2 道路的中线测量249

14.1.3 道路圆曲线的测设254

14.1.4 道路缓和曲线的测设257

14.1.5 道路纵横断面的测量261

14.2 桥梁工程的测量267

14.2.1 桥梁施工控制网的建立267

14.2.2 桥梁墩台的定位270

14.2.3 桥墩纵横轴线的测设273

14.3 综合案例274

习题276

第15章 公路隧洞的施工测量277

15.1 地面的控制测量278

15.1.1 地面平面的控制测量278

15.1.2 地面高程的控制测量281

15.1.3 洞内外的联系测量281

15.2 隧洞内的控制测量285

15.2.1 隧洞内的平面测量285

15.2.2 隧洞内的高程测量286

15.2.3 隧洞掘进过程中的测量工作287

15.3 竖井的联系测量288

15.3.1 一井定向测量288

15.3.2 竖井的高程传递289

15.4 隧洞的贯通测量290

15.4.1 贯通误差的分析291

15.4.2 测定贯通误差的方法293

15.4.3 贯通误差的调整293

15.5 综合案例295

习题296

第16章 地质勘探工程的测量298

16.1 概述298

16.2 地质填图测量299

16.3 勘探工程的测量301

16.3.1 勘探线、勘探网的测设301

16.3.2 物探网的测设303

16.3.3 钻探工程的测量304

16.4 地质剖面的测量305

16.5 综合案例308

习题310

第17章 矿井的测量312

17.1 近井点和井口水准基点312

17.2 矿井的联系测量313

17.2.1 概述313

17.2.2 一井定向314

17.2.3 两井定向318

17.2.4 陀螺定向320

17.2.5 导入高程322

17.3 井下的平面测量324

17.3.1 井下平面的控制测量324

17.3.2 井下采区的测量329

17.4 井下高程的测量331

17.5 巷道施工的测量333

17.5.1 巷道中线的标设333

17.5.2 巷道腰线的标设336

17.5.3 激光指向及其应用338

17.6 贯通测量339

17.6.1 贯通测量的主要任务339

17.6.2 水平巷道间的贯通测量340

17.6.3 倾斜巷道的贯通341

17.7 综合案例342

习题347

第三篇 实践教学篇349

第18章 工程测量实践教学的内容及要求349

18.1 实践教学的目的与要求349

18.2 实践教学的分类349

18.2.1 认识实验350

18.2.2 教学综合实习350

18.3 实践教学环节的技术要求351

18.3.1 测量仪器、工具的正确使用与维护351

18.3.2 测量资料的记录、计算要求353

第19章 工程测量实验（实训）354

19.1 普通水准仪的认识与使用354

19.2 自动安平水准仪的认识与使用356

19.3 普通水准仪的测量358

19.4 四等水准仪的测量360

19.5 微倾式水准仪检验与校正362

19.6 DJ6光学经纬仪的认识与使用364

19.7 测回法（方向法）观测水平角366

19.8 竖直角的测量368

19.9 DJ6光学经纬仪的检验与校正369

19.10 直线定线与距离丈量373

19.11 全站仪的认识与使用375

19.12 GNSS接收机的认识与使用376

19.13 经纬仪导线的测量377

19.14 三角高程的测量379

19.15 点位的测设380

19.16 建筑物主轴线的测设381

19.17 建筑物方格网的测设383

19.18 高程控制测量及±0.000标高测设384

19.19 根据已有建筑物定位385

19.20 一井定向386

19.21 井下水准的测量387

19.22 井下三角高程的测量388

19.23 井下导线的测量389

19.24 巷道中线的标定390

19.25 巷道腰线的标定392

第20章 工程测量综合（生产）实习394

20.1 实习目的394

20.2 实习计划394

20.3 实习仪器395

20.3.1 实习仪器和工具的领取395

20.3.2 实习仪器的检验与校正396

20.4 注意事项396

20.5 方法步骤与技术要求397

20.6 综合实习技术总结报告的编写397

20.7 综合实习上交成果397

20.8 仪器操作考核与成绩综合评定398

附录 测绘英文术语词汇（Vocabulary in Geomatics）399

参考文献415