1 绪论 1
1.1 土木工程测量学的任务 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 学科分类 1
1.1.3 发展简史 2
1.1.4 土木工程测量学的任务 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 地面点位的确定 5
1.3 测绘工作的基本原则 9
1.3.1 测绘的基本工作 9
1.3.2 测绘的基本原则 10
1.4 用水平面代替水准面的限度 11
1.4.1 地球曲率对水平距离的影响 11
1.4.2 地球曲率对高程的影响 11
1.4.3 对水平角测量的影响 12
思考题与习题 12
2 水准仪及水准测量 13
2.1 水准测量基本原理 13
2.2 水准仪的基本结构及使用 14
2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 14
2.2.2 自动安平水准仪 16
2.2.3 水准尺和尺垫 18
2.2.4 水准仪的使用 19
2.3 水准测量一般方法及计算 20
2.3.1 水准点 20
2.3.2 水准路线 21
2.3.3 水准测量的实施 21
2.3.4 水准测量的检核 23
2.3.5 水准测量的内业 24
2.4 水准测量误差及仪器检校 26
2.4.1 水准测量误差 26
2.4.2 微倾式水准仪的检验与校正 28
2.4.3 自动安平水准仪的检校 30
2.5 精密水准仪及使用 30
2.5.1 精密光学水准仪 30
2.5.2 电子水准仪 32
思考题与习题 34
3 经纬仪及角度测量 36
3.1 角度测量原理 36
3.1.1 水平角测量原理 36
3.1.2 竖直角测量原理 36
3.2 光学经纬仪的基本结构及使用 37
3.2.1 经纬仪的分类 37
3.2.2 DJ6光学经纬仪 37
3.2.3 DJ6光学经纬仪的使用 40
3.3 电子经纬仪的基本结构及使用 42
3.3.1 电子经纬仪概述 42
3.3.2 电子经纬仪测角原理 43
3.3.3 电子经纬仪的使用 44
3.4 水平角观测 44
3.4.1 测回法 44
3.4.2 方向观测法 45
3.5 竖直角观测 47
3.5.1 竖盘构造 47
3.5.2 竖直角计算公式 47
3.5.3 竖盘指标差 48
3.5.4 竖直角观测 49
3.5.5 竖盘指标自动补偿装置 50
3.6 光学经纬仪的检验与校正 50
3.6.1 经纬仪的主要轴线及应满足的几何条件 50
3.6.2 经纬仪的检验与校正 51
3.7 水平角观测的误差分析 54
3.7.1 仪器误差 54
3.7.2 观测误差 55
3.7.3 外界条件的影响 57
思考题与习题 57
4 直线定向及距离测量 59
4.1 直线定向 59
4.1.1 直线定向的概念 59
4.1.2 坐标方位角的计算 61
4.1.3 用罗盘仪测定磁方位角 64
4.2 钢尺量距 66
4.2.1 钢尺量距的一般方法 66
4.2.2 钢尺量距的精密方法 68
4.2.3 钢尺量距的误差分析及注意事项 70
4.3 视距测量 70
4.3.1 视距测量概述 70
4.3.2 视距测量的原理 70
4.3.3 视距测量的观测和计算 72
4.3.4 视距测量的误差分析及注意事项 73
4.4 光电测距仪原理及使用 74
4.4.1 电磁波测距概述 74
4.4.2 光电测距仪的基本原理 75
4.4.3 红外测距仪及其使用 78
4.4.4 光电测距成果整理 81
4.4.5 光电测距的误差分析 82
4.5 全站仪测量原理及应用 83
4.5.1 仪器特点 83
4.5.2 发展历史 83
4.5.3 仪器结构 84
4.5.4 仪器分类 85
4.5.5 仪器使用 85
思考题与习题 88
5 测量误差的基本知识 89
5.1 测量误差的来源及分类 89
5.1.1 测量误差概述 89
5.1.2 测量误差的来源 89
5.1.3 测量误差的分类 90
5.2 偶然误差的基本特性 91
5.2.1 偶然误差的基本特性 91
5.2.2 正态分布在误差分析中的意义 92
5.2.3 标准差σ对误差扩散的表征作用 93
5.3 衡量观测值精度的指标 93
5.3.1 精度 93
5.3.2 中误差 94
5.3.3 平均误差θ 94
5.3.4 相对误差 95
5.3.5 极限误差△极限和容许误差△容 95
5.4 误差传播定律及其应用 96
5.4.1 误差传播定律 96
5.4.2 误差传播定律的应用 97
5.5 等精度直接观测平差 99
5.5.1 算术平均值x——真值的最或然值 99
5.5.2 观测值改正数υi 100
5.5.3 观测值中误差m 100
5.5.4 最或然值中误差M 101
5.6 不等精度直接观测平差 102
5.6.1 权P 102
5.6.2 加权平均值x及其中误差Mx 103
思考题与习题 105
6 小区域控制测量 107
6.1 概述 107
6.1.1 平面控制测量 107
6.1.2 高程控制网 109
6.2 导线测量 110
6.2.1 导线布设的基本形式 111
6.2.2 导线测量的外业工作 111
6.2.3 导线测量的内业计算 113
6.3 小三角测量 118
6.3.1 小三角测量的外业工作 119
6.3.2 小三角测量的内业计算 120
6.4 交会定点 123
6.4.1 前方交会 123
6.4.2 后方交会 124
6.4.3 测边交会 125
6.5 三、四等水准测量 126
6.5.1 三、四等水准测量概述 126
6.5.2 三、四等水准测量的观测顺序 126
6.5.3 测站的计算与检核 127
6.6 三角高程测量 128
6.6.1 三角高程测量的原理 128
6.6.2 地球曲率和大气折光对高差的影响与改正 129
6.6.3 三角高程测量的观测与计算 130
思考题与习题 131
7 全球卫星定位系统（GPS）的原理与应用 133
7.1 全球卫星定位系统概述 133
7.1.1 GPS 133
7.1.2 格洛纳斯（GLONASS） 134
7.1.3 北斗（COMPASS） 134
7.1.4 伽利略（GALILEO） 134
7.2 GPS的组成 135
7.2.1 GPS卫星星座 135
7.2.2 GPS地面监控系统 136
7.2.3 GPS信号接收及信号处理系统 137
7.3 GPS坐标系统 138
7.4 GPS定位原理 138
7.4.1 GPS信号 138
7.4.2 GPS定位基本原理 139
7.4.3 GPS定位误差源 142
7.5 GPS测量的实施 143
7.5.1 技术方案设计 143
7.5.2 外业工作 143
7.5.3 内业工作 145
7.5.4 GPS静态定位与快速静态定位 145
思考题与习题 145
8 大比例尺地形图的测绘 146
8.1 地形图的基本知识 146
8.1.1 地形图的比例尺 146
8.1.2 大比例尺地形图图式 149
8.1.3 地貌的表示方法 152
8.1.4 地形图分幅与编号 157
8.2 测图前的准备工作 160
8.2.1 图纸准备 160
8.2.2 绘制坐标方格网 160
8.2.3 展绘控制点 160
8.3 经纬仪测图法 161
8.3.1 地形图测绘的基本要求 161
8.3.2 经纬仪配量角器测图法 162
8.4 地形图的绘制 164
8.4.1 地物的绘制 164
8.4.2 地貌的绘制 164
8.4.3 地形图的拼接 165
8.4.4 地形图的检查 165
8.4.5 地形图的整饰清绘 166
8.5 数字化测图技术 166
8.5.1 数字化测图技术概述 166
8.5.2 内外业一体化数字测图 168
8.5.3 图解地形图的数字化 173
8.6 地籍图测绘 174
8.6.1 地籍测绘概述 174
8.6.2 地籍控制测量 175
8.6.3 地籍调查 175
8.6.4 地籍图测绘 175
8.6.5 面积量算 179
思考题与习题 179
9 地形图的应用 180
9.1 地形图的识读 180
9.1.1 地形图的图廓外注记 180
9.1.2 地物与地貌的识别 182
9.1.3 地形图的精度 183
9.2 地形图应用的基本内容 183
9.2.1 点位坐标的量测 183
9.2.2 两点间的水平距离量测 184
9.2.3 直线坐标方位角的量测 184
9.2.4 点的高程和两点间的坡度量测 184
9.2.5 图上面积量算 185
9.3 按设计线路绘制纵断面图 188
9.4 按限制坡度在地形图上选线 189
9.5 确定汇水面积 189
9.6 平整场地中的土方量计算 190
9.6.1 平整为水平场地 190
9.6.2 整理为倾斜面 191
9.7 地形图在土木工程中的应用 192
9.7.1 建筑设计中的地形图应用 192
9.7.2 给排水设计中的地形图应用 193
9.7.3 勘测设计中的地形图应用 193
9.7.4 城市规划用地分析的地形图应用 193
思考题与习题 195
10 施工放样基本方法 197
10.1 概述 197
10.1.1 施工测量的目的和内容 197
10.1.2 施工测量的特点 197
10.1.3 施工测量的原则 197
10.2 施工控制网的布设 198
10.2.1 施工控制网的特点 198
10.2.2 平面控制网的建立 199
10.2.3 高程控制网的建立 200
10.2.4 施工控制网的维护 201
10.2.5 工程实例 201
10.3 距离、水平角和高程的放样 202
10.3.1 水平距离的测设（放样） 202
10.3.2 水平角的测设（放样） 203
10.3.3 高程的测设（放样） 204
10.3.4 已知坡度线的测设（放样） 205
10.4 平面位置放样常用方法 207
10.4.1 测角前方交会 207
10.4.2 距离交会法 207
10.4.3 角度后方交会法 208
10.4.4 极坐标法 209
10.4.5 直角坐标法 209
10.4.6 全站仪坐标放样法 210
10.4.7 自由设站放样法 210
10.4.8 GPS（RTK）放样法 211
10.5 曲线测设 211
10.5.1 单圆曲线的测设 212
10.5.2 带有缓和曲线的曲线测设 213
10.5.3 任意设站极坐标法测设曲线 214
思考题与习题 215
11 民用与工业建筑施工测量 216
11.1 民用建筑施工测量 216
11.1.1 施工测量的准备工作 216
11.1.2 多层建筑施工测量 219
11.1.3 高层建筑施工测量 223
11.2 工业厂房施工测量 227
11.2.1 工业厂房矩形控制网测设 227
11.2.2 工业厂房柱列轴线测设 227
11.2.3 工业厂房柱基施工测量 227
11.2.4 工业厂房构件安装测量 229
11.3 烟囱、水塔施工测量 231
11.3.1 基础施工测量 232
11.3.2 主体施工测量 232
11.4 竣工总图的编绘 233
11.4.1 竣工总图编绘的目的 233
11.4.2 竣工总图的编绘 233
11.4.3 竣工总图的实测 234
思考题与习题 235
12 交通运输工程施工测量 236
12.1 概述 236
12.1.1 勘测设计测量 236
12.1.2 工程施工测量 237
12.2 线路勘测设计测量 237
12.2.1 线路中线测量 237
12.2.2 线路圆曲线测设 240
12.2.3 线路纵横断面测量 244
12.3 道路工程施工测量 251
12.3.1 恢复中线测量 251
12.3.2 施工控制桩测设 251
12.3.3 路基测设 252
12.3.4 竖曲线测设 254
12.4 桥梁工程施工测量 255
12.4.1 桥梁施工控制测量 256
12.4.2 桥梁墩台测设 257
12.4.3 桥梁上部结构测设 258
12.5 隧道工程施工测量 258
12.5.1 洞外控制测量 259
12.5.2 隧道施工测量 260
12.5.3 洞内控制测量 262
12.5.4 隧道断面测量 262
12.5.5 竖井联系测量 262
12.6 管道工程施工测量 263
12.6.1 地下管道施工测量 263
12.6.2 架空管道施工测量 266
思考题与习题 267
13 建筑物变形监测 269
13.1 概述 269
13.1.1 变形监测的目的 269
13.1.2 变形监测的特点 270
13.1.3 变形监测的主要内容 270
13.1.4 变形监测的精度 271
13.1.5 变形监测的周期 272
13.2 变形监测系统设计 272
13.2.1 变形监测系统设计的原则与内容 272
13.2.2 变形监测点的分类 273
13.3 水平位移监测 276
13.3.1 概述 276
13.3.2 测量机器人技术 276
13.3.3 GPS在变形监测中的应用 277
13.3.4 引张线法测量水平位移 278
13.4 垂直位移监测 278
13.4.1 概述 278
13.4.2 几何水准测量法 279
13.4.3 三角高程测量 280
13.4.4 GPS高程测量 280
13.4.5 液体静力水准测量 281
13.5 挠度与裂缝观测 282
13.5.1 挠度观测 282
13.5.2 裂缝观测 283
13.6 深基坑工程监测 284
13.6.1 概述 284
13.6.2 监测内容 284
13.6.3 监测的基本要求 285
13.6.4 监测点的布置 285
13.6.5 常用监测仪器 286
13.6.6 工程实例 287
13.7 建筑物倾斜观测 287
13.7.1 概述 287
13.7.2 观测点位的布设 288
13.7.3 全站仪观测建筑物倾斜 288
13.8 变形监测数据的整理和分析 289
13.8.1 概述 289
13.8.2 资料整编 289
13.8.3 资料分析 290
思考题与习题 291
附录1 测量常用的计量单位与换算 292
附录2 测量实验和实习 293
第一部分 测量实验与实习须知 293
第二部分 测量实验项目 295
实验一 水准仪的认识与使用 295
实验二 普通水准测量 297
实验三 微倾式水准仪的检验与校正 298
实验四 DJ6级光学经纬仪的使用 300
实验五 测回法测量水平角 302
实验六 全圆方向观测法测量水平角 303
实验七 竖直角测量与竖盘指标差的检验 304
实验八 经纬仪的检验与校正 305
实验九 电子经纬仪的认识与使用 307
实验十 视距测量 308
实验十一 量角器配合经纬仪测绘地形图 309
实验十二 测设水平角与水平距离 310
实验十三 测设已知高程和坡度线 310
实验十四 全站仪的认识和使用 312
第三部分 测量教学实习 313
参考文献 318