1、#*情景一、大比例尺地形图的测绘 单元一：小地区控制测量第一章 （一）测量的基础知识第一节 一、建筑工程测量的任务 1.测量学的概念 研究地球形状、大小和地表（包括地面上各种物体）的几何形状及其空间位置的科学。 测量工作的基本任务：求得点的规定坐标系中的坐标值。 2.建筑工程测量的主要任务 (1) 勘察设计阶段：地形图，提供设计依据； (2) 施工阶段：施工前放线； 施工中轴线（斜）控制、高程（层高）控制； 竣工测量的竣工图； (3) 施工及运营阶段的监测；3.建筑工程测量工作的分类 第二节 二、测量工作的基准面和基准线1.地球的形状和大小（1）地球表面起伏最大值/地球 半径20/6371 很
2、小；如图 1-1 所示。 （2）地球表面 71%的都是水。图 1-1 地球的形状2.测量工作的基准面和基准线铅垂线：某点的重力方向线，可用悬挂垂球的细线方同来表示；水平线：与铅垂线正交的直线；水平面：与铅垂线正交的平面称为水平面；水准面：处处与重力方向垂直的连续曲面，任何自由静止的水面都是水准面；大地水准面：与不受风浪和潮汐影响的静止海水面相吻合的水准面。铅垂线、大地水准面是测量工作的基准线和基准面。第三节 三、地面点位的确定1.确定地面点位的方法 测量工作的实质：确定地面点的空间位置。 点的空间位置（三维）=该点在水准面或水平面（球面或平面）的位置（二维）+该点到大地水准面的铅垂距离（一维）
3、。如图 1-2 所示。图 1-2 三维空间2.地面点的高程绝对高程地面点到大地水准面的铅垂距离，简称高程：用 H 表示，如。如图 1-3 所示。图 1-3 地面点高程3.地面点的坐标 （1）地理坐标（2）平面直角坐标以西南角为坐标原点，纵轴为 X 轴，横轴为 Y 轴， X 轴正向为正北方向，负向为正南方向，Y 轴正向为正东方向，负向为正西方向（上北下南左西右东），象限以顺时针方向编号。如图 1-4 所示。4.空间直角坐标 空间直角坐标主要用于卫星定位。图 1-4 平面直角坐标象限第四节 四、以水平面代替水准面的限度1.在 10km 为半径的圆面积之内进行距离测量时，可以用水平面代替水准面，而不
4、需考虑地球曲率对距离的影响。2.就高程测量而言，即使距离很短，也应用水准面作为测量的基准面，即应顾及地球曲率对高程的影响。第五节 五、测量工作的基本内容与基本原则 1.测量工作的基本内容 主要目的：确定点的坐标和高程 测量工作的基本内容：高程测量、角度测量、距离测量 测量工作一般分外业和内业两种。2.测量工作的基本原则 “从整体到局部、先控制后碎部”基本原则 “步步有检核”第六节 六、测量误差的基本知识 1.测量误差来源（1）误差来源 （2）常用测量形式：按观测条件分为（3）粗差（错误）与误差 不同概念，为避免粗差，一方面要认真，另一方面要有检校措施。 2.测量误差的分类 （1）系统误差产生原
5、因：仪器、工具制造或校正不完善；特性：具有规律性、累积性的误差； 影响：有些可用计算改正或用观测方向消除。 （2）偶然误差 产生原因：由人、仪器、外界条件等多方面因素造成。影响：误差值不大，如采用一定方法或计算消除系统误差，则偶然误差居主要地位，其值不可消除，只能随观测次数趋于无限时，误差平均值趋于零。3.衡量精度的标准用真误差直接比对，方法简单但难以操作，引入几个指标作为衡量精度的标准。 （1）中误差n 次等精度观测条件下，计算每次观测的真误差 ，按下式计算中误差。（2）容许误差 偶然误差的绝对值不应超过一定的限值，为容许误差（3）相对误差对于误差具有累积性的观测应用相对误差来评定。相对误差
6、为绝对误差的绝对值与相应量之比。4.误差传播定律 用于由直接观测值推导计算出非直接观测值（高差、内角和、视距测量等）（1）一般函数的误差传播 线性函数的误差传播（2）运用误差传播定律的步骤 先写函数式，再求全微分，最后计算观测值函数中误差。【注】1）角度问题，必先化为弧度；2）观测值必须独立。 5.等精度直接平差（1）求最终观测值时算术平均值为未知量的真值，但测量次数有限，但以算术平均值为未知量的最终观测值。 （2）评定精度n 次等精度观测，计算算术平均值 L，计算每次观测值与 L 间差值的改正数V，第七节 一、控制网的定义与分类1.定义：在测区内选择若干有控制意义的控制点，按一定的规律和要求
7、组成网状几何图形。 2.分类：国家控制网、城市控制网和小地区控制网。 第八节 二、控制测量的定义与内容1.定义：为建立控制网而进行的测量工作。 2.内容：平面控制测量、高程控制测量和三维控制测量。 第九节 三、平面控制测量的定义、方法及等级1.定义：确定控制点平面位置的工作。 2.方法：常规有三角测量和导线测量，还有 GPS 测量（三维坐标）。 3.国家（一、二、三、四等）、城市、工程。第十节 四、小地区控制网的定义及分类1.定义：一般面积在 15km2 以下范围内建立的平面控制网。 2.分类：首级控制网和图根控制网。 第二章 （三）高程测量 第一节 一、水准测量原理水准测量的基本测法是：如图
8、 3-1 所示，已知 A 点的高程为 ，只要能测出 A点至 B 点的高程之差，简称高差 。图 3-1 水准测量原理示意图则点的高程 就可用下式计算求得： 用水准测量方法测定高差 。的原理如图 3-1 所示，在 A、 B 两点上竖立水准尺，并在 A、 B 两点之间安置架可以得到水平视线的仪器即水准仪，设水准仪的水平视线截在尺上的位置分别为 M、 N，过 A 点作一水平线与过 B 点的竖线相交于 C。因为 BC 的高度就是 A、 B 两点之间的高差 。所以由矩形 MACH 就可以得到计算 的公式： 综上所述要测算地面上两点间的高差或点的高程，所依据的就是一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成立
9、，测算将发生错误。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。第二节 二、水准仪的技术操作 水准仪的技术操作按以下四个步骤进行：粗平照准精平读数。1.粗平 粗平就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡居中，使仪器竖轴处于铅垂位置，视线概略水平。具体做法是：用两手同时以相对方向分别转动任意两个脚螺旋，此时气泡移动的方向和左手大拇指旋转方向相同，然后再转动第三个脚螺旋使气泡居中，如此反复进行，直至在任何位置水准气泡均位于分划圆圈内为止。 图 3-2 左手原则 在操作熟练后，不必将气泡的移动分解为两步，视气泡的具体位置而转动任两个脚螺旋直接使气泡居中。 2.照准 照准就是用望远镜照准水准尺，清晰地
10、看清目标和十字丝。当眼睛靠近目镜上下微微晃动时，物像随着眼睛的晃动也上下移动，这就表明存在着视差。有视差就会影响照准和读数精度。消除视差的方法是仔细且反复交替地调节目镜和物镜对光螺旋，使十字丝和目标影像共平面，且同时都十分清晰， 3.精平 精平就是转动微倾螺旋将水准管气泡居中，使视线精确水平，其做法是：慢慢转动微倾螺旋，使观察窗中符合水准气泡的影象符合。左侧影像移动的方向与右手大拇指转动方向相同。由于气泡影像移动有惯性，在转动微倾螺旋时要慢、稳、轻、速度不宜太快。 4.读数 读数就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝在尺上读数。读数前要认清水准尺的刻画特征，呈像要清晰稳定。为了保证读数的准确性
11、，读数时要按由小到大的方向，先估读 mm 数，再读出 m、dm、cm 数。 图 3-3 第三节 三、附合水准路线施测及计算方法 普通水准测量通常用经检校后的 型水准仪施测。水准尺采用塔尺或单面尺，测量时水准仪应置于两水准尺中间，使前、后视的距离尽可能相等。具体施测方法如下： (1)置水准仪于距已知后视高程点 A 一定距离的处，并选择好前视转点，将水准尺置于 A 点和 点上。 (2)将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。精平后读取后视读数值 ，并记入五等水准测量记录表中。 (3)平转望远镜照准前视尺，精平后，读取前视读数值 ，并记入五等水准测量记录表中。至此便完成了普通水准测量一个测站的观测任务。 (4)将仪器搬迁到第站，把第站的后视尺移到第站的转点 上，把原第站前视变成第站的后视。 (5)按(2)、(3)步骤测出第站的后、前视读数值 、 ，并记入五等水准测量记录表中。 (6)重复上述步骤测至终点 B 为止。 点高程的计算是先计算出各站高差：
