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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