【正文】 . . . .. .土木工程測(cè)量學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一、 測(cè)量學(xué)的概念：測(cè)量學(xué)是研究如何測(cè)量地球或地球局部區(qū)域的形狀并把測(cè)量結(jié)果用數(shù)據(jù)或圖形表示出來(lái)的科學(xué)。測(cè)量學(xué)研究的對(duì)象是地球。二、 測(cè)量學(xué)的分類：按照測(cè)量的對(duì)象和任務(wù)不同，測(cè)量學(xué)主要分為以下幾種：（1）大地測(cè)量學(xué)：主要是建立國(guó)家級(jí)大范圍的控制網(wǎng).（2）普通測(cè)量學(xué)：主要是建立小范圍的控制網(wǎng)，在小地區(qū)內(nèi)進(jìn)行一些測(cè)量可以不考慮地球曲率的影響。（3）工程測(cè)量學(xué)（4）攝影測(cè)量學(xué)：利用攝影來(lái)進(jìn)行測(cè)圖，主要研究對(duì)象是利用各種儀器所獲得的圖像信息，經(jīng)過室內(nèi)分析及處理投攝的影像轉(zhuǎn)換成正投影圖。（5）海洋測(cè)量學(xué)：屬于水下測(cè)量，其測(cè)量方法和手段和陸地截然不同。（6）地圖制圖學(xué)：是研究各種地圖的制作理論、工藝技術(shù)和應(yīng)用的學(xué)科。三、 工程測(cè)量的主要任務(wù)：（1）工程控制網(wǎng)的建立（2）地形測(cè)繪（3）施工放樣（4）設(shè)備安裝（5）竣工測(cè)量（6）變形觀測(cè)大地水準(zhǔn)面的概念：（1）水準(zhǔn)面：處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面稱為水準(zhǔn)面。重力：地球吸引力與地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力這兩個(gè)力的合力稱為重力。（2）大地水準(zhǔn)面：我們?cè)O(shè)想把平均靜止的海水面向陸地延伸而形成的封閉曲面，稱為大地水準(zhǔn)面。（3）大地水準(zhǔn)面的有關(guān)說(shuō)明：a大地水準(zhǔn)面是一個(gè)略有起伏的不規(guī)則曲面。b大地水準(zhǔn)面上處處與鉛垂線方向垂直。c大地水準(zhǔn)面所包圍的球體可以代表整個(gè)地球形狀d大地水準(zhǔn)面是測(cè)量學(xué)的基準(zhǔn)面，鉛垂線是測(cè)量學(xué)的基準(zhǔn)線。（4）水平面：與水準(zhǔn)面相切的平面稱為水平面。確定地面點(diǎn)位的方法：確定地面點(diǎn)位的要素：a點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，即絕對(duì)高程。b點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的投影位置,即坐標(biāo)。地面點(diǎn)的高程：分為絕對(duì)高程和相對(duì)高程兩種。 （1）絕對(duì)高程：點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為絕對(duì)高程。用H表示，今后提到的高程一般指絕對(duì)高程。（2）相對(duì)高程 ：地面點(diǎn)到任一高程基準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為相對(duì)高程。（3）我國(guó)的高程基準(zhǔn)：稱為“1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)”，即根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952年—1979年搜集的統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算出的平均海水面作為高程零點(diǎn)，稱為1985年國(guó)家高程基準(zhǔn) 。地面點(diǎn)的平面位置（1）地理坐標(biāo)：即經(jīng)度和緯度。（2）高斯平面直角坐標(biāo)系。（3）獨(dú)立坐標(biāo)系。高斯平面直角坐標(biāo)系建立高斯平面坐標(biāo)系的步驟：（1）分帶：沿赤道一圈每隔6度或3度分一帶，共分60帶或120帶。（2）投影：中央子午線：每一帶最中間的那根子午線，稱為該帶的中央子午線。 用一個(gè)大圓柱去套地球，要求大圓柱要和中央子午線相切，假設(shè)在地心放一個(gè)點(diǎn)光源，把地球表面的每一帶投影到圓柱面上。投影后，再把圓柱面展開鋪平，中央子午線作為坐標(biāo)縱軸即x，赤道作為橫軸即y軸，交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O。為了使地面上的點(diǎn)位和坐標(biāo)建立起一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，規(guī)定在橫坐標(biāo)值即y值前面加上帶號(hào)。注：我國(guó)的高斯平面坐標(biāo)系：我國(guó)處在北半球即赤道以北，所以x坐標(biāo)均為正值，但y坐標(biāo)有正有付，為了使y坐標(biāo)均為正值，規(guī)定x軸向西平移500公里。獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系 當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小，且測(cè)量結(jié)果不與國(guó)家、地區(qū)控制網(wǎng)對(duì)應(yīng)，可采用獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系，規(guī)定x軸為縱軸，指向北，y軸為橫軸，為了使整個(gè)測(cè)區(qū)各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)不出現(xiàn)負(fù)值，通常把原點(diǎn)選在測(cè)區(qū)的西南角。一、對(duì)水平距離的影響 ：當(dāng)距離為10km時(shí)，用水平面代替水準(zhǔn)面所，相對(duì)誤差為1：220000，誤差可以忽略不計(jì)。因此，在半徑為10km的范圍內(nèi)進(jìn)行距離測(cè)量工作時(shí)，用水平面代替水準(zhǔn)面所產(chǎn)生的誤差可以忽略不計(jì)。 二、對(duì)水平角的影響 ： 對(duì)于面積為100km2范圍內(nèi)的多邊形，用水平面代替水準(zhǔn)面時(shí)，在一般測(cè)量工作中，對(duì)角度的影響可以忽略不計(jì)。三、對(duì)高程的影響 ： 進(jìn)行高程測(cè)量中，即使在很短的距離內(nèi)也必須考慮地球曲率的影響。 一、測(cè)量工作的基本內(nèi)容 ：高差測(cè)量、水平角測(cè)量、水平距離測(cè)量是測(cè)量工作的三項(xiàng)基本內(nèi)容。又稱為三項(xiàng)基本測(cè)量工作。二、測(cè)量工作的基本原則 ： 從整體到局部，先控制后碎部，由高級(jí)到低級(jí)。 前一步測(cè)量工作未作檢核，絕不進(jìn)行下一步測(cè)量工作。三、測(cè)定和測(cè)設(shè)的概念 ：測(cè)定：把地面上原有的點(diǎn)、建筑物的平面位置在地形圖上標(biāo)定出來(lái)，這一過程稱為測(cè)定。測(cè)設(shè)：把地形圖上設(shè)計(jì)好的點(diǎn)、建筑物的平面位置和高程在地面上標(biāo)定出來(lái)，這一過程稱為測(cè)設(shè)。2水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量的目的：通過測(cè)量地面上兩點(diǎn)之間的高差h，根據(jù)已知點(diǎn)的高程求算未知點(diǎn)的高程。一、 水準(zhǔn)測(cè)量原理：水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀所提供的水平視線測(cè)定兩點(diǎn)間高差的一種方法。二、 水準(zhǔn)測(cè)量的有關(guān)專業(yè)術(shù)語(yǔ)：注：水準(zhǔn)測(cè)量具有方向性，若測(cè)AB之間的高差，一定是從A側(cè)到B。（1）后視點(diǎn)A，前視點(diǎn)B（2）后視讀數(shù)a，前視讀數(shù)b（3）視線高程Hi（4）測(cè)站：安置儀器的地方稱為測(cè)站。水準(zhǔn)測(cè)量的儀器為：水準(zhǔn)儀，工具有：水準(zhǔn)尺和尺墊。我國(guó)生產(chǎn)的水準(zhǔn)儀有很多種，我們只介紹DS3型微傾水準(zhǔn)儀，也是比較常用的一種水準(zhǔn)儀，其中D和S分別是大地測(cè)量和水準(zhǔn)儀的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，下標(biāo)3表示儀器的精度等級(jí)，數(shù)字越小，精度越高。一、 DS3型微傾水準(zhǔn)儀的構(gòu)造：水準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡：作用：瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，并對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)。構(gòu)成：物鏡、對(duì)光透鏡、物鏡對(duì)光螺旋、十字絲分劃板、目鏡、目鏡對(duì)光螺旋視準(zhǔn)軸：十字絲交點(diǎn)和物鏡光心的連線，稱為視準(zhǔn)軸。 物鏡：由一組透鏡組組成作用：把遠(yuǎn)處目標(biāo)的像反映到望遠(yuǎn)鏡的鏡筒內(nèi)。目鏡：也是由一組透鏡組成作用：是將物鏡所成的實(shí)像放大成為虛像，DS3型微傾水準(zhǔn)儀放大率一般不小于28倍。十字絲分劃板：是安裝在目鏡筒內(nèi)的一塊平板玻璃，上面刻有兩條垂直的長(zhǎng)絲，稱為十字絲，分別叫做豎絲、橫絲（也叫中絲），水準(zhǔn)儀讀數(shù)一般為中絲讀數(shù)。在中絲的上下還刻有兩條對(duì)稱的短絲，稱為視距絲，作用可以讀取距離。對(duì)光透鏡和物鏡對(duì)光螺旋：兩者的主要作用是通過調(diào)節(jié)物鏡對(duì)光螺旋從而使對(duì)光透鏡移動(dòng)，從而使目標(biāo)的像落在十字絲分劃板上。水準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分構(gòu)成。水準(zhǔn)器：水準(zhǔn)器是水準(zhǔn)儀上一個(gè)重要部件，主要是用來(lái)整平儀器和視準(zhǔn)軸是否處于水平位置。水準(zhǔn)器有圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器兩種。 （1）圓水準(zhǔn)器：a構(gòu)造：圓水準(zhǔn)器是一個(gè)密封的玻璃圓盒，盒內(nèi)裝有乙醇和乙醚的混合液，加熱熔封而成，冷卻后留有圓形氣泡。b圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)：圓水準(zhǔn)器的對(duì)稱中心，稱為圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)。c圓水準(zhǔn)器軸：過零點(diǎn)的球面法線稱為圓水準(zhǔn)器軸。作用：圓水準(zhǔn)器氣泡居中是儀器粗略整平的標(biāo)志。（2）管水準(zhǔn)器：a構(gòu)造：是一個(gè)玻璃管，內(nèi)壁磨成具有一定半徑的圓弧，管內(nèi)裝有乙醇和乙醚的混合液，加熱熔封而成，冷卻后留有氣泡。b管水準(zhǔn)器零點(diǎn)：管水準(zhǔn)器上表面的對(duì)稱中心，稱為管水準(zhǔn)器零點(diǎn)。c管水準(zhǔn)器軸：過零點(diǎn)的球面切線，稱為管水準(zhǔn)器軸。d符合水準(zhǔn)器：在管水準(zhǔn)器上安裝有一組棱鏡，通過棱鏡的反射，將氣泡兩端的影像同時(shí)反映到目鏡旁的觀察窗內(nèi)，若兩端的影像符合時(shí)，則表示氣泡居中，反之，則不居中，這種設(shè)有棱鏡組的水準(zhǔn)器，稱為符合水準(zhǔn)器。作用：符合水準(zhǔn)器氣泡居中是儀器精確整平的標(biāo)志。水準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分構(gòu)成?；夯奢S座、腳螺旋、連接板組成。儀器上部通過豎軸插入軸座內(nèi)，腳螺旋用來(lái)調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器使圓氣泡居中。整個(gè)儀器通過連接板連接螺旋與三腳架相連接。水準(zhǔn)儀上各種螺旋的名稱及其作用：共有六種螺旋，分別是物鏡對(duì)光螺旋：使遠(yuǎn)處目標(biāo)的像清晰。目鏡對(duì)光螺旋：使十字絲清晰。腳螺旋：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。制動(dòng)螺旋：固定或松開望遠(yuǎn)鏡。微動(dòng)螺旋：使望遠(yuǎn)鏡左右微微擺動(dòng)。微傾螺旋：使管水準(zhǔn)器氣泡居中。二、水準(zhǔn)尺 ：水準(zhǔn)尺有塔尺和雙面尺兩種。用優(yōu)質(zhì)的木材、鋁合金或玻璃鋼制成。塔尺：用優(yōu)質(zhì)木材制成，由兩或三節(jié)套接而成，尺的底部為零點(diǎn)，尺上刻有黑白相間的分劃，每分劃為1厘米。雙面尺：又稱紅黑面尺，尺長(zhǎng)3米，兩根為一對(duì)，尺子兩面均有分劃，黑面分劃為基本分劃，底部起點(diǎn)為零，紅面分劃為輔助分劃，底部起點(diǎn)不為零。三、水準(zhǔn)儀的使用 ：主要講使用步驟：共分五步 。安置儀器，粗略整平，瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，精確整平，讀數(shù)安置儀器：把水準(zhǔn)儀安置在腳架上并擰緊連接螺旋。三點(diǎn)要求：（1）要雙手抱儀器（2）腳架高度要適中（3）架臺(tái)要大致水平粗略整平：（1）概念：調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。（2）方法：記住一句話，氣泡移動(dòng)方向始終與轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋的左手大拇指移動(dòng)方向一致。 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺：（1）目鏡對(duì)光：轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰。（2）初步瞄準(zhǔn)：松開制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，利用望遠(yuǎn)鏡上的準(zhǔn)星、照門瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后擰緊制動(dòng)螺旋。（3）物鏡對(duì)光：轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋，使水準(zhǔn)尺成像清晰。（4）精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)尺影像處在視場(chǎng)中央。（5）消除視差：視差：物鏡對(duì)光后，眼睛在目鏡端上下微微地移動(dòng)，若發(fā)現(xiàn)十字絲和水準(zhǔn)尺影像有相對(duì)移動(dòng)的現(xiàn)象，則稱為視差。產(chǎn)生原因：水準(zhǔn)尺沒用恰好成像于十字絲分劃板上。消除方法：反復(fù)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對(duì)光螺旋，直至視差消除。精確整平：調(diào)節(jié)微傾螺旋，是管水準(zhǔn)器氣泡居中，即豆芽瓣重合。讀數(shù)：讀取中絲讀數(shù)。要求：直接讀出米、分米、厘米、估計(jì)到毫米。一、水準(zhǔn)點(diǎn)：定義：用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，有BM表示。種類：永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)兩種。二、水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法：利用轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，但測(cè)量結(jié)果不一定正確。三、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施路線：符合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線四、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核方法 ：計(jì)算校核測(cè)站檢核：在同一測(cè)站測(cè)得的結(jié)果是否一致，稱為測(cè)站檢核。常用的有兩種方法。（1）雙儀器高法：對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量，兩次測(cè)得高差之差的絕對(duì)值應(yīng)小于6mm.（2）雙面尺法：成果檢核：計(jì)算檢核只能發(fā)現(xiàn)計(jì)算是否有誤，測(cè)站檢核只能檢驗(yàn)一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差是否超限，但對(duì)于一條水準(zhǔn)路線來(lái)說(shuō)，測(cè)站檢核不足以說(shuō)明測(cè)量全過程的精度是否符合要求：如儀器本身誤差。只有通過成果檢核才能知道。（1）符合水準(zhǔn)路線：（2）閉合水準(zhǔn)路線：五、水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 ：包括閉合水準(zhǔn)路線的計(jì)算和符合水準(zhǔn)路線的計(jì)算 ：計(jì)算過程：（1）列表，把已知數(shù)據(jù)填入表中；（2）計(jì)算高差閉合差fh，對(duì)于閉合水準(zhǔn)路線，fh=∑h測(cè)對(duì)于符合水準(zhǔn)路線，fh=∑h測(cè)－∑h理（3）計(jì)算高差容許閉合差fh容 fh容=177。12√n fh容=177。40√L 若fh＜fh容，說(shuō)明測(cè)量結(jié)果符合要求。（4）調(diào)整高差閉合差： 調(diào)整原則：將閉合差以相反的符號(hào)，按與測(cè)站數(shù)或距離成正比的原則分配到各段中去。(5)計(jì)算改正后的高差：實(shí)測(cè)高差＋改正數(shù)(6)計(jì)算待定點(diǎn)的高程。一、水準(zhǔn)儀在使用之前應(yīng)進(jìn)行一般性檢查 ：望遠(yuǎn)鏡成像是否清晰制動(dòng)螺旋、微動(dòng)螺旋、微傾螺旋和對(duì)光螺旋是否有效腳螺旋是否靈活腳架固定螺旋是否可靠二、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的幾何條件 ：圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器豎軸；視準(zhǔn)軸應(yīng)平行于水準(zhǔn)管軸十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器的豎軸三、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)方法：圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)方法：轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀器轉(zhuǎn)動(dòng)180，若氣泡仍然居中，則此條件滿足，否則需進(jìn)行校正。一、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源 ：（一）儀器誤差：儀器校正不完善的誤差，如水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行產(chǎn)生的誤差。水準(zhǔn)尺誤差，如分劃不準(zhǔn)確，尺身彎曲產(chǎn)生的誤差，水準(zhǔn)尺零點(diǎn)誤差。（二）觀測(cè)誤差：水準(zhǔn)管氣泡居中誤差。讀數(shù)誤差視差影響水準(zhǔn)尺傾斜誤差（三）外界條件的影響儀器下沉大氣折光影響溫度變化的影響二、水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)取前后視距相等可以消除以下誤差 ：視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸產(chǎn)生的誤差。大氣折光的影響產(chǎn)生的誤差。地球曲率的影響產(chǎn)生的誤差。3 經(jīng)緯儀及角度測(cè)量一、 角度的種類及概念：種類：水平角和豎直角水平角：空間相交的兩條直線在水平面上的投影所夾得角度稱為水平角。用β表示豎直角：視線方向與水平方向所夾得角度稱為豎直角。用α表示，分為仰角和俯角，仰角為正，俯角為負(fù)。二、 水平角測(cè)量原理：在角頂點(diǎn)的上方裝有一水平圓盤，圓盤中心和角的頂點(diǎn)處在同一條豎