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1 绪论 1

1.1 土木工程测量学的任务 1

1.2 地球的形状和大小 2

1.3 测量常用的坐标系统 3

1.3.1 大地坐标系 3

1.3.2 高斯平面直角坐标系 4

1.3.3 独立平面直角坐标系 6

1.3.4 高程系统 6

1.4 用水平面代替水准面的限度 7

1.4.1 对距离的影响 7

1.4.2 对水平角测量的影响 8

1.4.3 对高程的影响 8

1.5 测量的基本工作和原则 9

1.5.1 测量的基本工作 9

1.5.2 测量的基本原则 9

习题与思考题 10

2 水准测量 11

2.1 水准测量原理 11

2.2 水准仪和水准尺 11

2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 11

2.2.2 水准尺和尺垫 14

2.2.3 水准仪的使用 14

2.3 水准测量方法 15

2.3.1 水准点 15

2.3.2 水准测量施测 15

2.3.3 水准测量检核 17

2.4 水准测量成果计算 18

2.4.1 附合水准路线测量成果计算 18

2.4.2 闭合水准路线测量成果计算 19

2.5 微倾式水准仪的检验与校正 19

2.5.1 圆水准器轴平行仪器竖轴的检验与校正 20

2.5.2 十字丝横丝垂直仪器竖轴的检验与校正 20

2.5.3 水准管轴平行视准轴的检验与校正 21

2.6 水准测量误差及其消减方法 22

2.6.1 仪器误差 22

2.6.2 观测误差 22

2.6.3 外界条件影响 23

2.7 自动安平水准仪 23

2.7.1 自动安平水准仪的基本原理 23

2.7.2 自动安平补偿器 24

2.8 精密水准仪和水准尺 24

2.8.1 精密水准仪构造特点及读数原理 24

2.8.2 精密水准尺及读数方法 25

2.9 电子水准仪 26

2.9.1 电子水准仪基本构造和条码水准尺 26

2.9.2 电子水准仪的使用 27

习题与思考题 27

3 角度测量 29

3.1 角度测量原理 29

3.1.1 水平角测量原理 29

3.1.2 竖直角测量原理 29

3.2 DJ6型光学经纬仪 30

3.3 DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用 31

3.3.1 分微尺测微器及读数方法 31

3.3.2 单平板玻璃测微器及其读数方法 32

3.3.3 经纬仪的使用 33

3.4 水平角和竖直角测量方法 35

3.4.1 水平角测量 35

3.4.2 竖直角测量 36

3.5 经纬仪的检验与校正 38

3.5.1 照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正 38

3.5.2 十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正 39

3.5.3 视准轴垂直于横轴的检验与校正 39

3.5.4 横轴垂直于竖轴的检验与校正 40

3.5.5 竖盘指标差的检验与校正 40

3.5.6 光学对点器的检校 40

3.6 角度测量误差分析及注意事项 41

3.6.1 角度测量误差源 41

3.6.2 水平角观测注意事项 42

3.7 电子经纬仪 43

3.7.1 电子经纬仪主要功能 43

3.7.2 电子经纬仪测角原理 43

习题与思考题 46

4 距离测量 48

4.1 钢尺量距 48

4.1.1 量距工具 48

4.1.2 直线定线 49

4.1.3 量距方法 49

4.1.4 钢尺量距成果整理 50

4.1.5 钢尺检定 51

4.2 钢尺量距误差及注意事项 51

4.3 视距测量 52

4.3.1 视距测量原理 52

4.3.2 视线水平时视距测量公式 53

4.3.3 视线倾斜时视距测量公式 54

4.3.4 视距常数测定 55

4.4 电磁波测距 55

4.4.1 电磁波测距仪测距原理 55

4.4.2 测距成果计算及标称精度 57

4.4.3 电子全站仪简介 58

4.4.4 全站仪使用注意事项 61

习题与思考题 61

5 测量误差的基本知识 62

5.1 概述 62

5.1.1 观测及观测误差 62

5.1.2 观测误差的来源 62

5.1.3 观测误差的分类及其处理方法 62

5.2 衡量观测值精度的标准 64

5.2.1 中误差 65

5.2.2 相对误差 65

5.2.3 极限误差和容许误差 65

5.3 误差传播定律 66

5.4 等精度直接观测平差 69

5.4.1 求最或是值 69

5.4.2 评定精度 69

5.5 不等精度直接观测平差 71

5.5.1 权与中误差的关系 71

5.5.2 加权平均值及其中误差 72

习题与思考题 73

6 控制测量 75

6.1 概述 75

6.1.1 平面控制测量 75

6.1.2 高程控制网 77

6.2 直线定向及坐标正反算 78

6.2.1 直线定向的概念 78

6.2.2 直线定向方法 78

6.2.3 坐标方位角的推算 79

6.2.4 坐标正、反算 80

6.3 导线测量 80

6.3.1 导线测量的布设形式 81

6.3.2 导线测量外业工作 81

6.3.3 导线测量内业计算 82

6.4 交会定点 85

6.4.1 前方交会 85

6.4.2 后方交会 86

6.4.3 距离交会 88

6.5 三、四等水准测量 88

6.6 三角高程 90

6.6.1 三角高程测量原理 90

6.6.2 地球曲率和大气折光对高差的影响 91

6.6.3 三角高程测量的观测和计算 92

习题与思考题 93

7 全球定位系统（GPS）测量 95

7.1 概述 95

7.2 全球定位系统（GPS）的组成 97

7.2.1 空间星座部分 97

7.2.2 地面监控部分 98

7.2.3 用户设备部分 99

7.3 GPS卫星定位基本原理 99

7.3.1 伪距观测值及伪距单点定位 99

7.3.2 载波相位观测值及观测方程 99

7.3.3 载波相位测量相对定位 101

7.3.4 GPS实时差分定位 102

7.4 GPS接收机及其工作原理 103

7.4.1 GPS接收机分类 103

7.4.2 GPS接收机的构造和工作原理 104

7.5 GPS测量实施 106

7.5.1 GPS控制网设计 106

7.5.2 选点、建标志 107

7.5.3 测站观测 107

7.5.4 内业数据处理 108

习题与思考题 109

8 地形图测绘 110

8.1 概述 110

8.2 地形图的比例尺 111

8.2.1 比例尺的种类 111

8.2.2 比例尺精度 111

8.3 地形图的分幅和编号 112

8.4 地形图图外注记 113

8.4.1 图名和图号 113

8.4.2 接图表 114

8.4.3 图廓和坐标格网线 114

8.4.4 测图方法和时间、坐标系统、高程系统 114

8.5 地形图图式 114

8.5.1 地物符号 114

8.5.2 地貌符号 117

8.6 地形图测绘方法 120

8.6.1 测图前的准备工作 120

8.6.2 碎部点平面位置的测绘方法 121

8.6.3 经纬仪测绘法 122

8.7 全站仪数字测图 124

8.7.1 数字测图的作业模式 124

8.7.2 数字测图方法 125

8.8 地形图的绘制 127

8.8.1 地物描绘 127

8.8.2 地貌勾绘 127

8.8.3 地形图的拼接 128

8.8.4 地形图的检查 128

8.8.5 图的整饰 129

8.8.6 验收 129

习题与思考题 129

9 地形图应用 130

9.1 地形图阅读 130

9.1.1 地形图注记的识读 130

9.1.2 地物和地貌的识读 130

9.2 地形图应用的基本内容 131

9.2.1 确定图上某点的平面坐标和高程 131

9.2.2 确定图上直线的距离、坐标方位角和坡度 132

9.2.3 图形面积的量算 132

9.3 按设计线路绘制纵断面图 134

9.4 按限制坡度在地形图上选线 135

9.5 确定汇水面积 135

9.6 平整场地中的土石方估算 136

9.6.1 方格网法 136

9.6.2 等高线法 137

9.6.3 断面法 138

习题与思考题 139

10 施工测量的基本方法 141

10.1 概述 141

10.1.1 施工测量的内容 141

10.1.2 施工测量的特点 141

10.1.3 施工测量的精度 142

10.2 放样的基本工作 142

10.2.1 放样已知水平距离 142

10.2.2 放样已知水平角 143

10.2.3 放样已知高程 143

10.3 平面点位放样 144

10.3.1 直角坐标法 145

10.3.2 极坐标法 145

10.3.3 角度交会法 145

10.3.4 距离交会法 146

10.3.5 全站仪坐标放样法 146

10.4 测量坐标系与施工坐标系的换算 146

习题与思考题 146

11 民用建筑与工业厂房施工测量 148

11.1 概述 148

11.2 建筑施工控制测量 148

11.2.1 建筑基线的布设 149

11.2.2 建筑基线的放样方法 149

11.2.3 施工场地高程控制测量 150

11.3 民用建筑施工测量 150

11.3.1 施工前的准备工作 150

11.3.2 建筑物的定位和放线 152

11.3.3 建筑物基础施工测量 153

11.3.4 高层建筑施工放样 153

11.4 工业厂房施工测量 155

11.4.1 厂房矩形控制网的建立 155

11.4.2 厂房柱列轴线放样 156

11.4.3 柱基放样 156

11.4.4 厂房预制构件安装测量 156

11.5 烟囱、水塔施工放样 158

11.6 竣工总平面图的编绘 159

11.7 激光技术在施工测量中的应用 159

11.7.1 激光水准仪及其应用 159

11.7.2 激光断面仪 160

11.7.3 激光扫平仪及其应用 160

习题与思考题 162

12 线路测量 163

12.1 概述 163

12.1.1 线路勘测设计测量 163

12.1.2 线路施工测量 163

12.2 中线测量 165

12.2.1 交点的放样 165

12.2.2 转点放样 165

12.2.3 线路转向角的测定 166

12.2.4 中桩设置与测量 166

12.3 圆曲线放样 167

12.3.1 圆曲线主点放样 167

12.3.2 圆曲线详细放样 168

12.4 缓和曲线放样 171

12.4.1 基本公式 171

12.4.2 缓和曲线主点要素计算 172

12.4.3 缓和曲线的直角坐标 172

12.5 基本型平曲线放样 173

12.5.1 直线上的中桩坐标计算 173

12.5.2 缓和曲线上的中桩坐标计算 173

12.5.3 圆曲线上的中桩坐标计算 173

12.6 线路纵横断面测量 175

12.6.1 线路纵断面测量 175

12.6.2 线路横断面测量 178

12.7 公路施工测量 180

12.7.1 施工准备测量 180

12.7.2 路基高程 180

12.7.3 路基边桩测量 182

12.7.4 路基边坡控制 182

12.8 管道施工测量 183

12.8.1 复核中线和放样施工控制桩 183

12.8.2 槽口放线 183

12.8.3 地下管道施工控制标志的放样 183

12.8.4 顶管施工测量 184

习题与思考题 185

13 桥梁与隧道工程施工测量 187

13.1 桥梁工程施工测量 187

13.1.1 桥梁施工控制网的建立 187

13.1.2 桥梁墩台中心定位 188

13.1.3 桥梁墩台纵横轴线放样 189

13.1.4 墩台施工放样 190

13.2 隧道工程施工测量 191

13.2.1 隧道工程测量概述 191

13.2.2 地面控制测量 191

13.2.3 地下控制测量 192

13.2.4 隧道掘进中的测量工作 192

13.2.5 竖井联系测量 194

习题与思考题 195

14 房屋建筑变形测量 196

14.1 概述 196

14.1.1 变形测量的意义及其特点 196

14.1.2 变形测量的基本内容和技术要求 196

14.2 垂直位移测量 197

14.2.1 水准测量法 197

14.2.2 液体静力水准测量法 198

14.3 水平位移测量 200

14.3.1 基准线法和小角法 200

14.3.2 导线法和前方交会法测水平位移 201

14.4 倾斜观测 201

14.4.1 深基坑的倾斜观测 201

14.4.2 钻孔测斜仪的测斜方法 202

14.4.3 房屋建筑的倾斜观测 202

14.4.4 塔式构筑物的倾斜观测 202

14.5 挠度和裂缝观测 204

14.5.1 挠度测量 204

14.5.2 裂缝观测 204

习题与思考题 205

参考文献 206