測量學

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測量學

第一章緒論

1)測量學：測量學是研究地球的形狀與大小，確定地球表面各種物體的形狀、大小和空間

位置的科學。

2)地物：地面上天然或人工形成的物體。湖泊、河流、房屋

3)地貌：地表高低起伏的形態(tài)。山地、丘陵、平原

4)測量學的主要任務是測定和測設。

5)測定使用測量儀器和工具，通過測量與計算將地物和地貌的位置按一定比例尺、規(guī)

定的符號縮小繪制成地形圖，供科學研究和工程建設規(guī)劃設計使用。

6)測設將在地形圖上設計出的建筑物和構筑物的位置在實地標定出來作為施工的依

據。

7)水準面：假想靜止不動的水面延伸穿過陸地，包圍整個地球，形成一個封閉曲面，這個

封閉曲面成為水準面。其中與平均海水面相吻合的水準面成為大地水準面。

8)工程測量通常使用參心坐標系。

9)高斯投影的實質：是橢球面上微小區(qū)域的圖形投影到平面上后仍然與原圖形相似，即不

改變原圖形的形狀。

10)統(tǒng)一帶投影：第一個帶的中央子午線的經度是。

11)高斯平面坐標系：與數學上的笛卡爾坐標系不同，其橫軸為y軸，縱軸為x軸，X軸與

y軸互換了位置，象限則按順時針方向編號。

12)1.5帶投影：1.5帶投影的中央子午線經度與帶號的關系，國際上沒有統(tǒng)一的規(guī)定，

通常是使1.5帶投影的中央子午線與統(tǒng)一的3帶投影的中央子午線或邊緣子午線重合。

13)絕對高程：地面店到大地水準面的鉛垂距離（或叫海拔）。高程系是唯一坐標系，它的

基準是大地水準面。

14)地物、地貌的特征點稱為碎部點，測量碎部點坐標的方法和過程叫做碎部測量。

15)測量工作的原則：“從整體到局部，先控制后碎部”。

第二章水準測量

1)水準測量的原理：是利用水準儀提供的水平視線，讀取豎立與兩點上水準尺的讀書，來

測定兩點間的高差，再根據已知點的高程計算待定點的高程。

2)轉點的作用傳遞高程。（傳遞高程的立尺點）

3)讀圖2-3

4)視差：如果目標像與十字絲分劃板平面不重合，觀測者的眼睛在目鏡端上、下微微移動

時，目標像與十字絲之間就會有相對移動，這種現象稱為視差。

5)微傾式水準儀的使用：操作步驟為粗平瞄準水準尺精平讀數P23

①粗平：

a.目的：調節(jié)腳螺旋，使圓水準氣泡居中；

b.方法：兩手同時以相對方向分別轉動大拇指，氣泡移動方向與左手大拇指旋轉方向相同；

用右手旋轉腳螺旋時，右手食指的移動方向即為水準氣泡移動方向。

②瞄準水準尺

a.目的：用望遠鏡照準水準尺，清晰看清目標和十字絲。

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b.步驟：

?將望遠鏡照準明亮處，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。

?放松制動螺旋，利用望遠鏡上部的照門和準星瞄準水準尺，旋緊制動螺旋。

轉動望遠鏡物鏡對光螺旋使尺像清晰。

?消除視差：由于目鏡，物鏡對光不夠精細，目標影像隨眼睛的晃動而晃動的現象。

③精平

?目的：轉動微傾螺旋將水準管水泡居中，使視線精確水平。

④讀數

?從上往下讀讀米、分米、厘米，估讀毫米。

?注意：當瞄準另一把尺子再讀數時需再精平。

6)水準路線的定義和分類P24

定義：在水準點之間進行水準測量所經過的路線。

分類：符合水準路線、閉合水準路線、支水準路線儀器校正后殘余誤差

7)水準測量內業(yè)計算P28

8)水準測量的誤差及消減方法P33水準尺誤差

管水準器氣泡劇居中誤差

規(guī)范規(guī)定，DS3水準儀的i角大于20秒讀數誤差

才需要校正，因此正常使用情況下，i角將保持在正負20秒水準尺傾斜

以內。只要觀測時注意使用前、后視距相等，便可消除或減弱視差

I角誤差的影響。

9)電子水準儀的特點P37

①用自動電子讀數代替人工讀數，不存在讀錯記錯等問題，沒有認為的讀數誤差；

②精度高，多條碼測量，消弱標尺分劃誤差，自動多次測量，削弱外界環(huán)境變化的影響；

速度快，效率高，實現自動記錄、檢核、處理和儲存，可實現水準測量從外業(yè)數據采集到最

后成果計算的內外業(yè)的一體化；

③電子水準儀一般是設置有補償器的自動安平水準儀，當采用普通水準尺時，電子水準儀

又可以當做普通自動安平水準儀使用。

第三章角度測量是指地面上一點到兩個目標點連線在水平面上投影的夾角

1)角度定義水平角是指在同一豎直面內，視線與水平線的夾角。

豎直角視線在水平線上方的成為仰角，角值為正。

2)讀圖3-3P44DJ6級光學經緯儀對中

3)經緯儀的安置P48整平

①目的：對中是使儀器中心與測站點標志中心位于同一鉛垂線上；整平是使儀器豎軸處于

鉛垂位置，水平度盤處于水平位置。

②初步對中整平

用錘球對中，其操作方法如下。

a.將三腳架調整到合適高度，張開三腳架安置在測站點上方，在腳架的連接螺旋上掛上錘

球，如果錘球尖離標志中心太遠，可固定一腳移動另外兩腳，或將三腳架整體平移，使錘球

1、儀器誤差

2、觀測誤差

3、外界的影響

①錘球對中

②光學對中

③精平

④粗平

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尖大致對準測站點標志中心，并注意使架頭大致水平，然后將三腳架的腳尖踩入土中。

b.將經緯儀從箱中取出，用連接螺旋將經緯儀安裝在三腳架上。調整腳螺旋，使圓水準器

氣泡居中。

c.此時，如果錘球尖偏離測站點標志中心，可旋松連接螺旋，在架頭上移動經緯儀，使錘

球尖精確對中測站點標志中心，然后旋緊連接螺旋。

③整平

a.粗平：調整腳螺旋，使圓水準器氣泡居中。

b.精平：先轉動照準部，使水準管平行于任意一對腳螺旋的連線，兩手同時向內或向外轉

動這兩個腳螺旋，使氣泡居中，注意氣泡移動方向始終與左手大拇指移動方向一致；然后將

照準部轉動90°，轉動第三個腳螺旋，使水準管氣泡居中。再將照準部轉回原位置，檢查氣

泡是否居中，若不居中，按上述步驟反復進行，直到水準管在任何位置，氣泡偏離零點不超

過一格為止。

4)水平角觀測方法有測回法和方向觀測法。什么是測回法？

測回法用于觀測兩個方向之間的單角。簡單的說就是來回正反的測量。

步驟：

a.架好經緯儀，把儀器整平調好。

b.盤左：用正鏡也就是數盤在望遠鏡的左側，也稱為盤左。在B點讀好數之后記錄，再把

經緯儀轉到C點讀數記錄。這叫做半個測回，數值為兩個讀數之差。

c.盤右：再把鏡頭倒轉，使數盤轉到望遠鏡的右側，稱之為盤右。從C點開始測，在C

點讀好數之后記錄，再把經緯儀轉到B點讀數記錄。這叫做一個測回。

d.最后角度數值為兩個數值之和的一半。（一測回角度值）

e.為了減少水平度盤分劃誤差的影響，各測回間應根據測回數n，以180/n為增量配置水

平度盤。

注意：上下測回角度之差應小于限差值40′′（正負）

5)水平角觀測的注意事項P53

①儀器高度應與觀測者的身高相適應；三角架要踏實，儀器與較佳連接應牢固，操作一起

時不要用手扶三角架；轉動照準部和望遠鏡之前，應先松開制動螺旋，操作各螺旋時，用力

要輕。

②精確對中，特別是對短邊測角，對中要求應更嚴格；

③當觀測目標間高低相差較大時，更應注意整平儀器；

④找準標志要豎直，盡可能用十字絲交點瞄準標桿或側釬底部。

⑤記錄要清楚，應當場計算，發(fā)現錯誤，立即重測。

⑥一測回水平角觀測過程中，不得再調整照準部管水準器泡，如氣泡偏離中央超過2格時，

應重新整平與對中儀器，重新觀測。

6)豎盤指標差的定義：當豎盤指標管水準器與豎盤讀數指標關系不正確時，則望遠鏡視準

軸水平時的豎盤讀數相對于正確值90度（盤左）或270度（盤右）有一個小的角度偏差x，

稱為豎盤指標差。P55

7)雙盤位方向觀測取平均可以消除視準軸誤差的影響。P61（P71題3-14）

第四章距離測量與直線定向

1)直線定線。目的：是使直線上的分段點在待量直線端點的連線上。P73

方法：目測定線適用于鋼尺量距的一般方法。

經緯儀定線是英語鋼尺量距的精密方法。

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2)讀懂圖4-7和圖4-8視距測量的特點P76

3)直線定向：確定地面直線與標準北方向間的水平夾角稱為直線定向。（與直線定線的區(qū)

別）P90真北方向：真子午線在地面P點的切線北方向

標準方向的分類磁北方向：磁針靜止時北端所指方向為磁北方向。用羅盤儀測定

坐標北方向：高斯平面直角坐標系+x軸方向。

4)方位角：由標準方向北端起，順時針到直線的水平夾角。三種方位角

第五章全站儀及其使用

全站儀的主要功能：

①測量水平角、豎直角和斜距

②借助計算機程序，可以組成多種測量功能——計算并顯示平距、高差及鏡站點的三

維坐標，偏心測量、懸高測量、對邊測量、后方交會測量、面積計算。

其中最主要的幾種指標是：測程、測角精度、測距精度、存點數量。

第六章測量誤差的基本知識

1)系統(tǒng)誤差與偶然誤差（真誤差）的定義P139

一般是指儀器誤差

2)偶然誤差的統(tǒng)計規(guī)律P141

①偶然誤差有界，或者說在一定觀測條件下的有限次觀測中，偶然誤差的絕對值不會超過

一定的限值；

②絕對值較小的誤差出現的頻率較大，絕對值較大的誤差頻率較小；

③絕對值相等的正、負誤差出項的頻率大致相等；

④當觀測次數n∞時，偶然誤差的平均值趨近于零。

3)相對誤差：測量的絕對誤差與被測量〔約定〕真值之比。乘以100所得的數值，

以百分數表示P142

4)極限誤差P143————通過概率論的某一事件發(fā)生的概率來定義的。

第七章控制測量

1)測量工作應遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則。這里的“整體”是指控制測

量，其意義是為控制測量應按由高等級到低等級逐級加密進行，直至最低等級的圖根控

制測量，再在圖根控制點上安置儀器進行碎部測量或測設工作。控制測量包括平面控制

測量和高程控制測量，稱測定點位的X、Y坐標為平面控制測量，測定點位的H坐標為

高程控制測量。控制測量的實質就是測量控制點的平面位置和高程。P153

測定控制點的平面位置工作，稱為平面控制測量。測定控制點的高程工作，稱為

高程控制測量。

?在全國范圍內建立的控制網，稱為國家控制網，建立國家平面控制網的常規(guī)方法

有三角測量和精密導線測量。

?三角測量是在地面上選擇一系列具有控制作用的控制點，組成互相連接的三角形

且擴展成網狀，稱為三角網，三角形連接成條狀的稱為三角鎖......

?導線測量是在地面上選扦一系列控制點，將相鄰點連成直線而構成折線形，稱為

導線網。

?高程控制測量：主要有水準測量和三角高程測量

?國家水準網（一、二、三、四等水準測量）P156

三北

方向

?觀測的誤差和外界環(huán)境的誤差。

?可通過多次取平均值可以削弱偶然

誤差的影響，但不能完全消除。

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2)平面控制網的坐標推算

①定向：在新布設的平面控制網中，至少需要已知一條邊的坐標方位角才可以確定

控制網的方向，簡稱定向。

②由A、B兩點的已知坐標計算坐標方位角α角

設邊長AB的坐標增量為

則水平距離

邊長的象限角

?第一象限：方位角﹦象限角第二象限：方位角﹦象限角+180°

?第三象限：方位角﹦象限角+180°第四象限：方位角﹦象限角+360°

3)導線測量P161

①定義：將相鄰控制點連成直線而構成的折線稱為導線，控制點稱為導線點。

②布設形式：閉合導線、符合導線、支導線

③導線測量的外業(yè)踏勘選點、建立標志、測角與量邊

④踏勘選點的注意事項

?相鄰導線點間應通視良好，以便于角度測量和距離測量

?點位應選在土質堅實并便于保存的地方

?點位上視野應開闊，便于測繪周圍的地物和地貌

?導線邊長應按照規(guī)定，最長的不能超過平均邊長的兩倍，相鄰邊長盡量不要使其

長短相差懸殊

?導線應均勻分布在測區(qū)，便于控制整個測區(qū)

4)閉合導線測量內業(yè)計算P163

5)三四等水準測量的觀測順序和計算

①三等水準測量中絲讀數法一站觀測順序P175

②計算與審核P176

6)三角高程測量的應用范圍：當地形高低起伏、兩點間高差較大而不便于進行水準

測量時。（可用于山區(qū)圖根高程控制）

第八章GPS測量的原理與方法

1)ＧＰＳ的定義：衛(wèi)星導航系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)GlobalPositionSystem

2)衛(wèi)星的分布狀態(tài)：每顆衛(wèi)星可覆蓋全球３８％的面積，衛(wèi)星的分布，可保證在地

球上任意地點、任何時刻、在高度15o以上的天空能同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星。P183

3)GPS的組成部分：工作衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶設備

4)GPS測量的觀測要求P192：觀測衛(wèi)星高度角越小，分布范圍越廣，其PDOP值越

小。第九章大比例尺地形圖的測繪

1)地形圖比例尺的選擇

比例尺用途

1：10000

城市總體規(guī)劃、廠址選擇、區(qū)域布置、方案比較

1：5000

1:2000城市詳細規(guī)劃及工程項目初步設計

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2)比例尺的精度：規(guī)律比例尺越大，表示地物和地貌的情況越詳細，精度就越

高。對同一測區(qū)，采用較大比例尺測圖，往往比采用較小比例尺測圖的工作量和經費

支出都數倍增加。

3)等高線的定義：等高線是地面上高程相等的相鄰各點兩成的閉合曲線。

4)等高距：地形圖上相鄰等高線間的高差。

5)等高線平距：相鄰等高線間的水平距離

6)規(guī)律:等高線平距越大，表示地貌的坡度越小；反之坡度越大。

等高距越小，表示的地貌細部越詳盡，否則越粗略。

7)等高線的特征P211

8)地形圖的繪制——等高線的勾繪原則：勾繪等高線時，首先用鉛筆輕輕描繪出山

脊線、山谷線等地性線，再根據碎部點的高程勾繪等高線。不能用等高線表示地貌，

如懸崖、陡崖、土堆、沖溝、雨裂等，應按圖式規(guī)定的符號表示。P218

9)地物、地貌的繪制——原則“看不清不繪”地形圖上的線劃、符號和注記應在現

場完成。地形原圖鉛筆整飾應符合的規(guī)定——P220——高程注記的數字，字頭朝

北，書寫應清楚整齊（正北方向）

內業(yè)檢查

10)地形圖的檢查外業(yè)檢查

第十章地形圖的應用

1)地形圖的平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)

①對于1：10000或更小比例尺的地圖，通常采用國家統(tǒng)一的高斯平面坐標系——

1954北京坐標系和1980西安坐標系。

②城市地形圖一般采用以通過城市中心的某一子午線為中央子午線的任意帶高斯

平面坐標系——城市獨立坐標系。

③當工程建筑范圍較小時，也可采用將測區(qū)看做平面的假定平面直角坐標系。

2)地物和地貌的識別目的

①地物的識別目的是了解地物的大小種類、位置和分布情況

②地貌的識別目的是了解各種地貌的分布和地面的高低起伏狀況。

第十二章建筑施工測量

1)建筑施工測量的任務：是將圖紙設計的建筑物、構筑物的平面位置X、Y和高程H，

按照設計的要求，以一定的精度測設到實地上，作為施工的依據，并在施工過程

中進行一系列的測量工作包括施工控制測量和施工放樣P262

1:1000

建筑設計、城市詳細規(guī)劃、工程施工設計、竣工圖

1:500

①同一條等高線上同一點的高程相等。

②等高線是閉合曲線，不能中斷（間曲線除外），如果不在同一幅圖內閉合，則必

定在相鄰的其他圖幅內閉合。

③等高線只有在陡崖或懸崖處才會重合或相交。

④等高線經過山脊或山谷是改變方向，因此山脊或山谷線應和改變方向處的等高線

的切線垂直相交。

?圖根控制點的密度應符合要求位置恰當；

?各項交叉、閉合差應在規(guī)定的范圍內，原始

記錄和計算成果應正確，項目填寫齊全

?。。。。。。P221

①平面控制測量

②高程控制測量

（第七章）

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水平角

2)施工放樣的基本工作水平距離

高程和坡度的測設（怎樣實施）P265

高程測設的方法（任務是將設計高程測設在指定樁位上）

坡度測設的方法P266用到的儀器：水準儀，經緯儀，全站儀。

3)點的平面位置的測設P267極坐標法計算放樣基槽開挖邊線和抄平施工中高程的測設

4)建筑施工測量P272墻基施工測量

a.軸線的測設墊層和基礎放樣

b.基礎施工測量柱基的測設

c.工業(yè)廠房構件基坑高程的測設

安裝測量工業(yè)廠房柱基施工測量墊層和基礎放樣

d.高程建筑的軸線投基礎模板的定位

測和高程傳遞

5)管道工程測量中測設里程樁和加樁的作用P281：為了后面測量管縱線、橫斷面圖的需

要

第十四章路線測量路線堪測設計測量

1)路線測量的概述

路線施工測量

2)路線中線測量：是將路線設計中心線測設到實地

①中線測量的主要工作（任務）測設中線交點JD和轉點ZD、量距和釘樁、測量轉點上

的轉角、測設曲線等。P302每隔10M、20M或50M的整數倍設置（百米樁與公里樁）

②里程樁設置的作用分為整樁和加樁兩種。

路線中線上設置里程樁的作用是：標定路線中線的位置和長度，施測路線縱橫斷面的依據。

設置里程樁的工作主要是定線、量距、打樁。

?加樁名詞解釋：

①地形加樁：指沿中線地面起伏突變處、橫向坡度變化出以及天然河溝處等所設置的里程

樁。

②地物加樁：指沿中線有人工構筑物的地方，如橋梁路線與其他公路鐵路高壓線等交叉處，

拆遷建筑物處，土壤地質變化處等加設的里程樁。

③曲線加樁：指曲線上設置的主點樁，如圓曲線起點（直圓點ＺＹ）。。中點（ＱＺ）。。終

點（ＹＺ）

④關系加樁：是指路線上的轉點（ＺＤ）樁和交點（ＪＤ）樁。

3)圓曲線及其測設

圓曲線主點測設（計算題）Ｐ307例題14-1公式

4)極坐標法（計算出圓曲線細部點的測量坐標）計算公式P315

③水準測量法（視線高程法）

④全站儀三角高程測量法

初測階段

定測階段