第十三章 工程测量

这是一篇关于第十三章 工程测量的思维导图，主要内容包括：第十节 全球导航卫星系统（GNSS）简介，第九节 建筑工程测量，第八节 地形图应用，第七节 地形图绘制，第六节 控制测量，第五节 测量误差的基本知识，第四节 距离测量及直线定向，第三节 角度测量，第二节 水准测量，第一节 测量基本概念。 全国勘察设计注册工程师，专业基础考试，喜欢就关注我吧~，后期更新更多知识

第十三章 工程测量

• 第一节 测量基本概念
  • 测量学及其基本内容
    • 测量学
      • 研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学
    • 测量学的基本内容
      • 测定（物到图）
        • 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，或把地球表面的地形绘制成地形图
      • 测设（由图放样实地）
        • 把图纸上规划设计好的建筑、构造物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据
  • 地球形状和大小
    • 基准线和基准面
      • 基准线
        • 受到的地球引力和地球自转的离心力的合力方向线，即重力方向线
      • 基准面
        • 与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面，也就是基准面
    • 地球形状和大小
      • 由大地水准面包围的形体称为大地球体
  • 地面点的确定
    • 高程
      • 地面上任一点到水准面的铅垂距离
      • 目前我国采用的是“1985国家高程基准”
    • 坐标
      • 地理坐标
        • 以经度和纬度表示点在旋转椭球体面上投影的球面位置，又称为绝对位置
      • 高斯平面直角坐标系
        • 采用高斯横椭圆柱投影的方法建立的平面直角坐标系，是一种球面坐标与平面坐标相关联的坐标系统
        • 计算：某点位于东经116°28′、北纬39°54′
          • 带号
          • 中央子午线
            • L=6n-3=6×20-3=117°
      • 独立直角坐标系
        • 当测区面积较小可不考虑地球曲率的影响，用水平面代替水准面，将地面点沿铅垂线直接投影到水平面上，由直角坐标值表示点的投影位置
        • 规定南北方向为纵轴x向北为正向，南为负。东西方向为横轴y，向东为正向，向西为负
      • 我国的大地坐标系
        • 大地坐标系是采用大地纬度，经度和大地高程来描述空间位置的坐标系统
        • 发展
          • 1954年北京坐标系
          • 1980西安坐标系
          • 2000国家大地坐标系
  • 用水平面代替大地水准面的范围
    • 当测区范围较小时，用水平面代替大地水准面
    • 在半径10km的范围内，水平距离变形误差可忽略不计
  • 测量工作的基本概念
    • 确定地面点的空间位置及平面坐标x、y和构成h，以便绘制地形图
    • 应当遵守：从整体到局部，从高级到低级，从控制到碎部
    • 外业：利用测量仪器和工具在野外测定角度、距离和高差
    • 内业：将外业测量资料在室内进行整理、数据处理和绘制成图
• 第二节 水准测量
  • 水准仪种类下面的数字代表该仪器的精度，以每公里往返测量高差的中误差值以mm计
  • 水准测量原理
    • 水准测量是利用水准仪提供的水平视线截取竖立在地面上M、N两点处的水准尺高度a和b，以求得两点高差
  • 水准仪构造
    • 望远镜
      • 由物镜、物镜对光螺旋、目镜，目镜对光螺旋、十字丝分化板等组成
    • 水准器
      • 管水准器
      • 圆水准器
    • 基座
  • 水准仪的使用和检验、校正
    • 粗平
      • 用脚螺旋使圆气泡居中，以达到竖轴铅直，视准轴粗略水平
    • 瞄准
      • 用望远镜瞄准标尺通过目镜对光和物镜对光，达到十字丝、标尺刻划和标记数字清晰，并消除视差
    • 精平
      • 用微倾螺旋使水准管气泡居中，也达到视准轴精确水平
    • 读数
      • 读取中央横丝所截标尺高度
  • 方法及成果整理
    • 方法
      • 路线水准测量
        • 闭合水准路线
          • 从已知高程的水准点BM1出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BM1的环形路线，称为闭合水准路线。
          • 公式：
        • 符合水准路线
          • 从已知高程的水准点BM1出发，沿待定高程的水准点1、2、…进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BM2所构成的水准路线，称为附合水准路线。
          • 公式：
        • 支水准路线
          • 从已知高程的水准点BM0出发，沿待定高程的水准点1，2进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。
          • 公式：
      • 校核工作
        • 测站校核
        • 计算校核
        • 成果校核
    • 成果整理
      • 路线校核精度合格后，即可进行闭合差分配
    • 水准测量的误差
      • 仪器误差
      • 置平误测
      • 水准尺倾斜
      • 水准仪、水准尺下沉
      • 外界环境的影响
• 第三节 角度测量
  • 经纬仪的构造
    • 光学经纬仪种类下面的数字代表该仪器所能达到的精确指标
    • 照准部
    • 水平度盘
    • 基座
  • 经纬仪的使用和检验校正
    • 经纬仪的使用
      • 对中
      • 整平
      • 瞄准
      • 读数
    • 经纬仪的检验与校正
      • LL垂直于VV的检验与校正
      • 十字丝竖丝⊥HH的校正
      • CC垂直于HH的检验与校正
      • HH垂直于VV的检验与校正
      • 光学对中器的检验与校正
  • 水平角观测
    • 水平角是指测站点至两观测目标点分别连线在水平面上投影后的夹角
    • 测回法
      • O为测站，A、B为始目标和终目标，观测角AOB
      • 计算
        • 半测回
          • 当b小于a时，加360°
        • 一测回
    • 全圆测回法
      • 当测点上的观测目标为3个活3个以上时使用
    • 水平角观测的误差
      • 仪器误差
        • 仪器制造使加工不完善、仪器轴器的几何条件未满足、照准部偏心等
      • 对中误差
        • 测站偏心误差，瞄准目标偏心误差
      • 观测误差
        • 照准误差，读数误差
      • 外界条件的影响
  • 竖直角观测
    • 竖直角是指同一竖直面内的视线方向与水平方向的夹角
    • 操作
      • 对中、整平后
        • 读盘左读数L
        • 读盘右读数R
      • 计算公式
        • 半测回
          • 顺时针标记
            • 顺左9减左，顺右右减尓琪
          • 逆时针标记
        • 一测回
  • 电子经纬仪
    • 通过在度盘上获取电信号，再根据电信号转换成角度的电子测量仪器
    • 读数系统采用光电扫描度盘自动计算、自动显示系统，实现读数的自动化与数字化
• 第四节 距离测量及直线定向
  • 钢尺量距
    • 概述
      • 一般量距法达到的精度一般不高于1/5000
      • 相对误差
    • 修正
      • 尺长改正数
      • 温度改正
      • 倾斜改正数
      • 改正后的尺段实长
  • 视距测量
    • 间接测定地面两点水平距离和高差的方法
    • 视线水平时的水平距离和高差公式
    • 视线倾斜时的水平距离和高差公式
    • k——100，视距乘常数 l——尺间隔，为上下视距丝读数只差 i——仪器高 v——中丝读数
  • 电磁波测距
    • 测距原理
      • 脉冲法测距
        • 直接测定仪器间断发射的脉冲信号在所测距离上往返传播时间
      • 相位法测距
        • 利用测定连续的电磁波在所测距离往反测程上的相位差来计算距离
    • 测距与分类与标称精度
      • 3km以下为短程测距仪
      • 3km~15km为中程测距仪
      • 15km以上为远程测距仪
  • 全站仪
    • 它是由电子经纬仪、电磁波测距、微处理器数据处理系统集成一体的光电测量仪器
  • 直线定向
    • 指确定直线和某一参考方向的关系
    • 标准方向的种类
      • 真子午线方向
      • 磁子午线方向
      • 坐标纵轴方向
    • 直线定向的方法
      • 方位角
      • 正反方位角
      • 象限角
      • 象限角与坐标方位角的关系
      • 真方位角的测定
        • 天文测量法和陀螺经纬仪法
      • 磁方位角的测定
      • 坐标方位角的推算
• 第五节 测量误差的基本知识
  • 误差的分类与特性
    • 误差的定义
      • 观测值与客观存在的增值之差
        • 真值误差=观测值-真值
        • 最或是误差=观测值-平均值
    • 系统误差及特性
      • 在相同观测条件下对某量值进行多次观测，其误差大小与符号保持不变或按一定规律变化
    • 偶然误差及特性
      • 在相同观测条件下对某量进行多次观测，其误差大小与符号没有一致的倾向性，表现为偶然性
      • 特性
        • 绝对值不超过一定界限即有界限
        • 绝对值小的误差比绝对值大的误差出现或然率大，即小误差密集性
        • 绝对值相等的正负误差出现的或然率相等，即对称性
        • 当观测次数趋于无穷大时，偶然误差的算术平均数值的极限为零，即抵偿性
    • 过失误差
      • 观测过程中可能出现出粗差，亦称过失误差或错误，不允许存在于观测结果中
  • 评定精度的标准
    • 中误差
    • 相对误差
    • 允许误差
  • 等精度观测的精度评定
  • 误差传播定律
• 第六节 控制测量
  • 概述
    • 控制点：在布局、精度和程序上具有控制意义的点
    • 控制网（平面、高程）：由控制点组成的几何图形
    • 平面、高程控制测量：测定控制点平面位置和高程位置的工作
  • 平面控制网的定位与定向
    • 直线定向：确定一直线与标准方向的夹角的工作
    • 标准方向：真子午线方向、磁子午线方向和中央子午线方向（坐标纵轴方向）
    • 磁偏角：真子午线方向与磁子午线方向的夹角
    • 午线收敛角：真子午线方向与中央子午线方向的夹角
  • 导线测量
    • 导线的一般知识
      • 闭合导线
        • 起止于同一已知点和已知方位角
      • 附合导线
        • 起始于一个已知点和已知方位角，终止于另一个已知点和另一个已知方位角的导线
      • 支导线
        • 从一个已知点和一个已知方位角开始延伸出去的导线
      • 导线网
        • 由若干条导线组成的多边形网状导线或结点形式网状导线
    • 导线测量的外业
      • 踏勘选点建立标志、边长丈量、转折角测量和连接测量（连接角和连接边）
    • 闭合导线测量的内业计算
      • 角度闭合差
      • 用改正后的角值计算各边方位角
      • 坐标增量闭合差的计算与调整
        • 坐标增量闭合差
          • △x=Dcosα
          • △y=Dsinα
        • 导线全长相对闭合差
      • 个点坐标计算
  • 交会定点
    • 测角交会法
      • 前方交会、侧方交会、后方交会
    • 侧边交会法
  • 高程控制测量
    • 三、四等水准测量（小地区首级高程控制）
    • 图根水准测量
      • 在测区内为测绘地形图而加密高程控制点所进行的水准测量工作，精度低于地区首级高程控制
    • 三角高程测量
      • 测区内需要一定数量的水准点
• 第七节 地形图绘制
  • 基本知识
    • 地形图是按一定比例尺，用规定的符合表示地物、地貌的平面位置和高程的正射投影图
    • 地物和地貌的总称
      • 地物：地面上有明显轮廓的自然形成或人工构筑的物体
      • 地貌：底面上高地起伏的形态
    • 地形图比例尺：
      • 地形图上一线段d与地面相应的水平线段D之比
  • 地物平面图测绘
    • 应用地物的平面位置描绘成图
    • 地物点应选在地物轮廓线的转折点
  • 等高线地形图测绘
    • 地貌碎部点的选择与测定
    • 等高线及分类
      • 首曲线、计曲线、间曲线、助曲线
• 第八节 地形图应用
  • 应用基本知识
    • 确定某点的坐标、高程
    • 水平距离和直线方位角
  • 工程设计中应用
    • 在地形图上绘制出已知坡度的最短路线
    • 利用地形图绘制制定方向的纵断面图
    • 在地形图上确定汇水范围
    • 利用地形图进行土地平整的设计
    • 利用地形图计算面积
  • 城市规划中的应用
    • 地形图在城市用地地形分析中的应用
    • 地形图在建筑设计中的应用
• 第九节 建筑工程测量
  • 建筑工程控制测量
    • 建筑平面控制网
      • 建筑基线、建筑方格、导线网、多边形网
    • 建筑高程控制网
  • 施工放样测量
    • 基本工作
      • 测设已知水平距离
      • 测设已知数值的水平角
      • 测设已知高程
    • 测设点的平面位置的方法
      • 直角坐标法
      • 极坐标法
      • 距离教会法
      • 角度交会法
    • 建筑物的定位
    • 基础施工的测量工作
    • 高层建筑物轴线投测与高程传递
  • 结构安装测量
    • 柱子安装测量
    • 吊车梁安装测量
    • 吊车轨道安装测量
  • 建筑工程变形观测
    • 沉降观测
    • 倾斜观测
    • 位移观测
    • 裂缝观测
  • 竣工测量和竣工现状总图的编绘
• 第十节 全球导航卫星系统（GNSS）简介
  • 全球导航卫星系统
  • GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的（BDS）、欧盟的GALILEO系统