第一章工程测量学基本知识
工程测量基础知识
1基础知识测量学是研究地球的形状和大小以及确定地球表面（包括空中、地面和海底）点位关系的一门科学。
工程建设三阶段：勘测设计、施工建设、运营管理。
一、建筑工程测量的任务及作用：(1) 地形测图，亦称测定（测绘）它是利用各种测量仪器和工具，将地面上局部区域的地物和地面起伏得形状、大小，按一定的比例尺缩小测绘成地形图，为工程建设的规划、设计和施工提供服务。
(2) 施工放样，亦称测设（放样）它是将图纸上规划、设计好的建筑物位置、尺寸测设于地面，作为施工依据，并在施工过程中，配合工程进度进行一系列测量工作，以保证工程质量。
(3) 变形测量对于一些大型或重要的建筑物，在施工和运营期间，要定期进行变形观测，了解其变形规律，以确保建筑物的安全。
二、地面点位的确定：确定地面上一点的空间位置，需要用三个量来表示，在测量工作中，是用地面点在基准面（参考椭球面)上的投影位置坐标和该点沿投影方向到基准面（大地水准面）的距离来表示的。
三、用水平面代替水准面的限度（1）地球曲率对水平距离的影响：在半径为10km 的范围内，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计，即可以用水平面代替水准面。
（2）地球曲率对高程的影响：当距离为100m 时，在高程方面的误差就接近1mm ，这对高程测量的影响是很大的，所以地球曲率对高程的影响是必须予以考虑的，即尽管距离很短，也不能以水平面代替水准面。
四、测量基本工作：角度测量、距离测量、高程测量。
五、测量工作应遵循的基本原则：“从整体到局部”“先控制后碎部”。
其目的是：防止测量误差的积累，保证测量精度；同时由于建立了统一的控制网，把碎部测量划分成几部分来进行，可以加快测量进度。
测量工作的基准线是：铅垂线测量工作的基准面是：水准面测量计算的基准面是：参考椭球面水准面：设想由一个静止的海水面向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，曲面上处处和铅锤方向相垂直，这个静止的海水面称为水准面。
大地水准面：海水受潮汐影响，时涨时落，所以水准面有无数个，其中与平均海水面重合的水准面称为大地水准面，是测量工作中点位投影和计算点位高度得基准面。
工程测量第一章工程测量的基本知识
任务二 地面点位的确定
图1-6 高斯平面直角坐标系
任务二 地面点位的确定
至此便完成了椭球面向平面的转换工作。在此高斯投影平面上,中央子午 线经投影面展开成一条直线,以此直线作为纵轴,即x轴;赤道是一条与中 央子午线相垂直的直线,将它作为横轴,即y轴;两直线的交点作为原点O, 就组成了高斯平面直角坐标系统,如图1-6b所示。
任务二 地面点位的确定
如图1-10所示,A、B为地面上的两个点,HA、HB为A、B至大地水准面的铅 垂距离,即为A点和B点的绝对高程或海拔高。如图所示,地面点A、B到任 意水准面的铅垂距离称为假定高程或相对高程。图中,H'A、H'B为相对高 程。两个地面点之间的高程差称为高差,用h表示,hAB为地面点A与B之间 的高差,其计算公式为 hAB=HB-HA=H'B-H'A
任务二 地面点位的确定
（三）假定平面直角坐标系
在小范围内进行测量工作(测区半径小于10km)时,可以将大地水准面当做 水平面看待,即可直接在大地水准面上建立平面直角坐标系和沿铅垂线投 影地面点位。为使坐标系内的点位坐标不出现负值,可在测区的西南角以 外选定坐标原点。过原点的子午线即为x轴;通过原点并与子午线相垂直 的直线即为y轴,如图所示。建立坐标系后,可假定测区西南角A点的坐标 值为:xA=1000m,yA=2000m。这样,整个测区的假定坐标均为正值,以便于 使用。
图1-2 地面点位的确定
任务一 工程测量概述
地面点间的位置关系是以水平距离、水平角度和高差来确定的,所以距离测量、 角度和高差测量是测量工作的三项基本工作。
1.3测量工作的基本原则
地物、地貌按其形状和大小均可看做是由一些特征点的位置所决定的,这类特征 点又称为碎部点。 测定碎部点的平面位置和高程一般分两步进行。第一步是控制测量,如图1-3所示, 先在测区内选择若干具有控制作用的点A、B、C……,作为控制点,并精确测出这 些点的平面位置和高程。控制点不仅要求测量精度高,而且要经过统一严密的数 据处理,在测量中起着控制误差累积的作用。
工程测量
工程测量第一章：测量的基本知识1工程测量的任务：测定、测设、变形观测三部分组成。
2重力的作用线又称为铅垂线，铅垂线是测量工作的基准线。
3假设自由静止的海水面向陆地和岛屿延伸形成一个闭合曲面，这个闭合曲面称为水准面。
4把通过平均海水面并向陆地延伸而形成的闭合曲面称为大地水准面，其包围的形体称为大地体。
大地水准面是测量工作的基准面。
5某地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离称为绝对高程和海拔，简称高程H；某地面点沿铅垂线方向到任意水准面的距离称为相对高程。
大地水准面：把通过平均海水面并向陆地延伸而形成的闭合曲面某地面上两点间高程之差称为高差。
6当距离为10KM时，以水平面代替球面所产生的距离误差为0.82CM，相对误差为1/1220000所以在半径为10KM范围内进行距离测量时，以水平面替水准面所产生的距离误差可以忽略不计。
7测量误差的来源：（1）测量仪器（2）观测者（3）外界条件8‘根据测量误差队测量结果影响的性质不同，误差可分为（系统误差）、（偶然误差）。
9系统误差具有：（1）同一性（2）单向性（3）累积性10水准测量时保持前后视距相等的作用：可消除水准管轴或视准轴不平行产生的误差。
11偶然误差具有：（1）有界性（2）单峰性（3）对称性（4）抵偿性12精度指示：（1）中误性（2）相对误差（3）容许误差13如果个别误差超过了容许值，就被认为是错误的，此时应舍去相应的观测值并重测或补测14最或是值与每个观测值的差值，称为该观测值的改正数15水平距离、水平角及高程是确定地面点相对位置的三个基本几何要素。
距离测量、角度测量、及高程测量则是测量的基本工作。
16测量工作必须遵循的原则是：在布局上“由整体到局部”，在精度上“由高级到低级”，在程序上“先控制后碎部”。
即：先在测区范围内建立一系列控制点精度测出这些点的位置，然后再分别根据这些控制点施测碎部测量。
此外，对测量工作的每个过程要坚持“步步检查”，以确保测量可靠。
工程测量学 复习重点
复习提纲第一章、绪论1、测量学：是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学。
2、测定:指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缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。
3、测设：指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。
4、测量学的分类：(1)大地测量学(2)地形测量学(3)摄影测量学(4)海洋测量学(5)工程测量学(6)地图制图学5、测量学的应用范围6、铅垂线：是测量工作的基准线7、水准面：静止的水面称为水准面8、水平面：与水准面相切的平面。
9、大地水准面：将平均静止的海水面穿过岛屿、陆地所形成的闭合曲面。
测量工作的基准面。
10、大地体：有大地水准面所包围的地球形体。
11、地球椭球。
参考椭球面：非常接近于大地体，并可用数学公式表示的几何形体（即地球椭球）来代替地球的形状。
测量工作的基准线和基准面测量工作的基准线—铅垂线。
测量工作的基准面—大地水准面。
测量内业计算的基准线—法线。
测量内业计算的基准面—参考椭球面。
12、1980西安坐标系的大地原点在哪里？西安泾阳县永乐镇某点13、确定地面点位的方法测量工作的中心任务是：确定地面点的空间位置。
（测量工作的实质）测量工作的基本任务：确定地面点在规定坐标系中的坐标值（X，Y，H）。
地面点的高程：地面点沿铅垂方向到基准面的距离。
14、绝对高程：某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。
15、相对高程：某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。
高差：地面上两点高程之差。
16、高斯平面直角坐标适用于：测区范围较大，不能将测区曲面当作平面看待。
高斯投影采用分带投影。
将椭球面按一定经差分带，分别进行投影。
高斯投影的特性：（1）中央子午线投影后为直线,且长度不变.（2）除中央子午线外,其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,并以中央子午线为对称轴,投影后有长度变形.（3）赤道线投影后为直线,但有长度变形（4）除赤道外的其余纬线，投影后为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴。
工程测量学考试复习要点
工程测量学复习要点武汉大学X X第一章绪论1、定义一：工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
一般的工程建设分为规划设计、施工建设和运营管理三个阶段。
工程测量学是研究这三阶段所进行的各种测量工作。
2、工程测量学的内容划分：工程测量按工程建设的规划设计、施工建设和运营管理三个阶段分为“工程勘测”、“施工测量”和“安全监测”三大部分。
（1）规划设计阶段（工程勘测阶段）：主要提供各种比例尺的地形图和剖面图，另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等测量工作。
（2）施工阶段（施工测量阶段）：建立施工控制网，工程建筑物定线放样，施工质量控制，开挖与建筑方量测绘，工程竣工测量，变形观测及设备的安装测量。
（3）运营管理阶段（安全监测阶段）：工程建筑物的变形监测：水平位移、沉陷、倾斜、以及摆动等定期和持续观测3、工程测量的主要内容：（1）工程测量中的地形图测绘（2）工程控制网布设及优化设计（3）施工放样技术和方法（4）工程的变形监测分析和预报（5）工程测量的通用和专用仪器（6）工程测量学中的误差及测量平差理论。
4、工程测量常用的技术：（1）常规地面测量技术（2）卫星定位技术（GPS）（3）影像技术（4）水下地形测量技术（5）特种量测技术（6）信息管理技术。
5、工程测量的特点：（1）与其它测量的相同点：基本理论、方法、观测手段、平差原理及仪器使用相同1）测量精度要求变化大，从高精度测量到低精度测量2）有特殊的测量仪器和特殊的点位装置3）测量场地小、干扰大（作业环境复杂）4）测量时间性强，数据多5）工程背景要求高。
第二章工程建设中的测量工作与信息管理1、（1）规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。
取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。
（2）施工建设阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。
工程测量学复习提纲
啊啊啊啊好多啊怎么背啊啊啊啊。
的工程测量复习提纲= =第一章绪论1、工程测量学的定义：工程测量学是研究各种工程在勘测设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
2、任务：为工程建设提供测绘保障，满足工程建设个阶段的各种需求。
●勘测设计阶段：提供地形图；●施工建设阶段：施工放样测量；●运营管理阶段：工程健康监测作用：尖兵与卫士。
3、内容：地形资料的获取与表达；工程控制测量及数据处理；建筑物的施工放样；设备安装检测；工程及与工程有关的变形监测分析与预报；工程测量专用仪器的研制与应用；工程信息系统的建立与应用。
第二章（判断，看）第三章工程测量学的理论技术和方法1、测量误差和精度理论：（1）测量误差包括偶然误差、系统误差和粗差三种。
⏹偶然误差又称随机误差，当观测值的误差受许多因素的影响，而每一因素的影响都较小且量级相当时，则该观测值是随机变量，其误差属于偶然误差，且大多服从正态分布。
最小二乘平差法建立在观测值只含偶然误差的情况下。
⏹系统误差是大小和符号（或者方向、形状等）有规律的误差，可通过测量方案或方法的优化来消除或减弱，也可通过附加模型进行改正。
⏹粗差是大的偶然误差，其特点是数值大且随机出现，通过多余观测数可进行粗差探测和定值定位。
（2）（3）测量精度是指测量精确度与准确度的总称。
在测量中，精度主要包括仪器的精度与数值的精度。
仪器的精度由标称精度描述，它与仪器的分辨率、制造技术与工艺等有关。
数值的精度分为相对精度与绝对精度。
⏹相对精度有两种：一种是指观测量的精度与该观测量的比值，比值越小，相对精度越高。
另一种是指一点相对于另一点特别是邻近点的精度。
⏹绝对精度是指一个观测量相对于其真值的精度，或者相对于基准点的精度。
（3）测量精度与误差的关系：测量精度与误差是密不可分的，误差小则精度高，误差大则精度低，测量精度常用中误差（又称标准差）来表示。
但是测量精度与误差是两个不同的概念。
精度包括精确度与准确度，精确度与偶然误差有关，准确度与偶然误差和系统误差有关。
工程测量学 复习资料(完整版)
第一章1、测量学包括那些学科？大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学、工程测量学、海洋测绘学、普通测量学。
2、土木工程测量的任务：a、大比例尺地形图的测绘和应用b、施工测量c、建筑物的变形观测、3、高斯平面直角坐标：一般应用于测区的范围较大,我国采用的是高斯平面投影。
4、绝对高程：地面至大地水准面的铅垂距离称为绝对高程。
5、相对高程：由任意水准面起算的地面点高程即地面点至任意水准面的铅垂距离称为相对高程，也叫假定高程.6、测量的基本工作：平面直角坐标的测定、高程的测定。
7、测量工作的基本原则:从整体到局部，先控制后碎部，步步有检核。
第二章1、水准测量原理：水准测量是利用水准仪提供的水平视线在水准尺上的读数，直接测得地面上两点间的高差,进而由已知高程推算出未知点的高程。
2、前视点、后视点：设水准测量方向是从E点往F点进行，规定称 E点为后视点,其尺上读数为后视读数，称F点为前视点,其尺上读数b为前视读数。
3、水准仪的构造:望远镜、水准器和基座。
4、水准仪的使用步骤：安置、粗平、瞄准、精平、读数。
5、高差：后视读数-前视读数6、水准测量方法：水准测量一般是从已知水准点开始,测至待测点，求出待测点的高程。
a、当两点间相距不远，高差不大,且无视线遮挡时，只需安置一次水准仪就可以测得两点间的高差.b、当两点间相距较远或高差较大或有障碍物遮挡时,不可能仅安置一次仪器就测得两点间的高差,此时,可在水准路线中加设若干个临时过渡立尺点，称为转点，把原水准路线分为若干段，一次连续安装水准仪测定各段高差，最后取各段高差的代数和,即可得到起终点上的高差。
7、水准测量的容许闭合差：三等：f容=±12f容=±4四等：f容=±20f容=±6等外：f容=±40f容=±12其中L表示水准路线单程千米数,n为单程测站数。
8、三四等水准仪的区别：仪器区别，往返区别，离地面高度区别,高差闭合差公式区别. 第三章1、水平角:指一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上所形成的夹角。
工程测量学基础知识总结
工程测量学基础知识总结（1）工程建设的三个阶段1规划设计阶段2建筑施工阶段3运营管理阶段（2）工程测量学就是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段虽进行的各种测量工作的学科。
主要任务就是解决工程建设中规划设计所需各种比例尺地形图这个问题。
（3）数字地面模型（dtm）是表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标值集合的总称。
（4）在测绘领域，用一系列地面点的x,y坐标及其相联系的高程表示区域地面形状的模型，称为数字高程模型（dem）。
（5）铁路、公路、输电线路以及输油（汽）管道等均属于线性工程，它们的中线通称线路。
（6）铁路勘测设计的过程：1方案研究2屯秋3初步设计4定测5施工设计（7）屯秋就是初步设计阶段的勘测工作，其主要任务就是提供更多沿线小比例尺放射状地形图以及地质和水文方面的资料（纸上定线）。
（8）定测的主要任务是把初步设计中选定的线路中线测设到实地上。
（9）勘测设计阶段的测量工作有草测、初测和定测工作。
（10）公路的结构共同组成：路基，路面，桥涵，隧道，路线交叉和沿线设施等。
（11）根据线路工程的作业内容，线路测量具备全系列线性，阶段性和渐近性的特点。
（12）导线点的布设要求：1导线点宜选在地势较高的地方，且前后相互通视。
2导线点应选在开阔的地方，以便作为图根控制，进行地形测量。
3导线点间的距离要适中。
4导线点应尽可能接近将来的线路的位置，以便为定测时所利用。
5桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段以及越岭垭口处应设置导线点。
（13）基平测量就是沿线路架设水准点。
2中平测量就是测量导线点及中桩高程。
（14）将纸上线路测设至实地上的工作称作中线测量。
（15）线路纵断面的测绘：（16）水下地形测绘技术说明书的内容为：1任务的来源、性质、技术要求，测区的自然地理特点，技术设计的依据及原有测量成果的采用情况。
2各施测控制点的等级，标石及造埋数量，水深测量图幅，测深面积及障碍物的大致分布情况。
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2、我国现用的参考椭球元素
决定参考椭球大小的元素为椭圆的长半轴a和扁率f， 简称参考椭球元素。
f ab a
参考椭球体的定位：
我国以陕西省泾阳县永乐镇某点为大地原点建立了 全国统一坐标系，即“1980年国家大地坐标系”。
2.1.2 地面点位的确定
• ③ 竣工阶段：测绘竣工图，供日后扩建、改建、维修和城市管理 应用，对某些重要的建筑物或构筑物在建设中和建成以后都需要 进行变形观测，以保证建筑物的安全。
2) 铁路、公路建设的测量工作 ① 为了确定一条最经济合理的路线，需要进行路线测量。 ② 当路线跨越河流时，必须建造桥梁，需要进行桥梁测量。 ③ 当路线穿过山地需要开挖隧道时，需要进行隧道测量。
丘陵
1、几个基本概念
铅垂线是重力方向线，重力是万有引力和离心力的合力。
设想以一个静止的水面向陆地延伸，形成一个闭合的曲面包围整个地 球，称这个闭合曲面为水准面。水准面有无数个。铅垂线与水准面垂直。
由于地球内部质量分布不均匀，重力的大小与方向也受其影响，故引 起了铅垂线方向的改变，致使大地水准面成为一个有微小起伏的复杂曲面 （不规则）。
3）通过对本课程的学习，应掌握下列有关测定和测设的基 本内容（重点）：
（1）地形图测绘
（2）地形图应用
（3）施工放样
（4）变形观测
（5）竣工测量
2. 地球的形状及地面点位置的确定（重点）
2.1.1地球的形状和大小
• 地球自然形体：是一个不规则的几何体，海洋面积约占地球 表面的71%。 陆地
高山
海洋
地籍测量学：调查和测定土地机器上附着物的权属、位置、 质量、数量和利用现状等基本情况的学科。其为土地和房屋管 理、城乡规划、税收、土地整理等方面提供重要的基础资料。
摄影测量学与遥感：
研究利用航空摄影照片或电磁波传感器获取目标物的几 何和物理信息， 用以测定目标物的形状、 大小、 空间位置， 判释其性质及相互关系， 并用图形、 图像和数字形式表达的 理论和技术的学科。
3.测量学的学科分类
按研究范围和对象及采用技术的不同分为：
• 大地测量学：研究地球表面广大区域点位测定的理论和方 法。包括地球的大小和形状的测定、国家基本测量控制网 和地球表面的重力分布。
地形测量学：研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘 成地形图和编制成地籍图的基本理论和方法的学科。
• 工程测量学：研究工程建设领域中所进行的各种测量工作 的理论和方法的学科。（城市建设、大型厂矿建筑、农田 水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工 程监测保养等方面的测绘工作。）
铅
垂
线
水平线
水准面
通过平均海水面的一个水准面称为大地水准面。 大地水准面是测量工作的基准面。由大地水准面所包围 的地球形体称为大地体。
与参考椭球面相垂直的方向线为法线。
由于大地水准面是一个不规则的曲面，无法用数学方法 表示。以地球自转轴NS为旋转轴，使椭圆NESW绕NS旋转，得 到的一个与大地水准面极为接近的规则曲面，称为参考椭球 面。
大地地理坐标：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地 经度L和大地纬度B表示。大地经、纬度是根据起始大地点的大
测量工作的实质是确定地面点的空间位置，首先必须了解 测量工作的参考基准即坐标系和高程系（2+1）。
1、坐标系统
确定点的球面位置坐标系有地理坐标系和平面直角坐标系。
（1）地理坐标（球面坐标）
天文地理坐标：表示地面点在大地水准面上的位置，用天文经
度λ和天文纬度φ表示。用天文测量的方法直接测定。基准是 铅垂线和大地水准面。
• 地图制图学：研究地图的信息传输、 空间认知、 投影原 理、 制图综合和地图的设计、 编制、 复制以及建立地 图数据库等的理论和技术的学科。
• 本课程主要介绍普通测量学及部分工程测量学的内容， 以便能为土木工程、工程管理、房地产开发、城镇规划 与建筑设计等提供测量专业服务。
数字高程模型DEM
4D地图
（1）测绘 使用测量仪器和工具，通过测量和计算得到地面点位一系 列空间数据，按一定的数学方法将地表形态缩绘成地形图，供经济建设、 规划设计、国防建设及科学研究使用。
地面
图纸
（2）测设（放样）：
用一定的测量方法，按照一定的精度，把图纸上规 划设计好的建(构)筑物的平面位置和高程标定在实地上， 作为施工的依据。
教学实训安排
• 每个行政班按教学名单分为n个实训小组，每个小 组4~6人，每个组安排组长1人，负责本小组的实 训工作。
• 作业与实验报告填写名单序号。
第一章 工程测量学的基本知识
1、 测量学及建筑工程测量的任务与作用
2、测量学的基础知识
1.测量学及建筑工程测量的任务与作用
1、测量学的定义：
研究地球的形状、大小以及确定地面（包含空中、地下和水下）点空 间位置的科学。 2、测量学的内容：
建筑工程测量学
课程性质与要求
• 课程性质：专业技术基础，必修课。
• 考核方式：闭卷考试。
• 课程成绩的计算办法：考试占60﹪，实训、考 勤和平时作业占40﹪。
• 课时安排：本课程采用课堂教学与实训相结合的 方式进行教授，共48-56课时。其中教学课时 36-44个，实训课时12个。
课程要求
• 本课程学习的目的和要求： 1、能熟练操作常用的测量仪器（能测）； 2、对观测数据能进行精度评定和成果计算（会算）； 3、能解决土木工程设计、施工和管理过程中遇到的 测量问题（应用）。
图纸
地面
测量学将地表形态（地形）分为地物和地貌。地形 (land form)是地物和地貌总称。
1) 地物(ground feature) ：地面上天然或人工形成的物体，它包括 平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等；
2) 地貌(relief) ：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵和平原 等。数字正射影来自图DOM数字线划地图DLG
数字栅格地图DRG
4. 测量学在国民经济建设中的应用
1) 城市规划、给水排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建 设的测量工作
• ① 设计阶段：测绘各种比例尺的地形图，供建筑物的平面及竖向 设计使用；
• ② 施工阶段：将设计建筑物的平面位置和高程在实地标定出来， 作为施工的依据；