《测量学》自学指导书

《测量学》自学指导书
一、课程编码及适用专业
课程编码：
适用专业：土木工程
二、课程性质
《测量学》是土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性强，理论和实践相结合的课程。

它是解决学生在各类土木工程建设中需掌握的测量基本理论，基本方法和基本技能，培养学生动手、实践和创新能力，为学生从事土木工程勘测、设计、施工、管理奠定基础。

三、本课程的地位和作用
本门课在整个土木工程、工程管理、交通工程等专业教学计划中是一门重要的学科专业基础课。

其内容是土木工程、工程管理、交通工程专业技术人员必须掌握的基本知识。

了解测量学在上述专业中的作用；在各专业中，项目规划设计阶段，包括哪些测量内容，应如何进行基础测量工作的设计；施工阶段有哪些测量工作做为保障；在工程竣工验收阶段有哪些测量项目；要懂得各专业在设计、施工、验收、营运期间如何利用所学的测量知识更好的为工程建设服务。

在土建工程建设中，从前期规划、设计、施工及竣工验收过程中，无一不需要测量技术为其提供保障。

在其他专业课中，如工程地质、施工管理、施工组织设计课程中都需要在学习测量基础知识基础上进行学习。

因此测量学就成为了一门必修的学科专业基础课。

四、学习目的和要求
学习本课程的目的是使学生了解建筑测量的基础知识和基本理论，掌握常用的测量仪器和工具的使用方法，能够进行建筑施工放线、抄平、定位、施工验收等工作。

具体要求有以下几点：
1、了解各种测量仪器的构造组成；
2、掌握水准测量原理、施测方法及内业计算；
3、掌握水平角观测方法，了解竖直角观测；
4、掌握用一般方法进行距离丈量；
5、掌握建筑物定位、放线、抄平的方法和程序。

五、本课程的学习方法
为了学好本课程，首先要树立正确的学习目的和态度，在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、持之以恒，要勤于动手，勤于实践和运用。

因本门课程是一门技术性基础课，应特别注重动手能力及灵活应付现场各种复杂问题的能力的培养。

讲课中要求教师充分结合现场情形讲解，并要安排一定课时的实习课，让学生亲自动手，增强其实际操作能力。

六、自学内容与指导
（一）绪论
了解本课程主要内容、任务和学习方法,以及该课程国内外的运用与发展情况，了解该学科的前沿内容，如：GPS、GIS和RS、全站检测仪的介绍。

理解地面点位的确定方法和测量工作的程序、特点和要求。

掌握测量学的定义及格高程、大地水准面和独立平面直角坐标系列的概念。

重点：高程、大地水准面及独立平面直角坐标系列的概念。

（二）水准测量
了解水准仪的构造、检验和校正方法及水准测量误差来源及消减方法。

理解高程概念、高程测量的基本方法(水准测量、三角高程测量)及水准测量的原理。

掌握水准仪的使用方法、水准测量的实施方法及内业数据处理方法。

重点：水准测量的原理、水准测量的实施方法及内业数据处理方法。

难点：水准仪的检验和校正方法。

建议：水准仪的使用方法、水准测量的实施方法安排课堂实习。

（三）角度测量
了解经纬仪的构造、使用、检验方法以及角度测量的误差来源及消减方法。

理解水平角、竖直角的概念。

掌握水平角、竖直角的测量方法。

重点：水平角、竖直角的测量方法。

难点：角度测量的误差来源及消减方法
建议：水平角、竖直角的测量方法安排课堂实习。

（四）距离测量及直线定向
了解距离测量的光电测距法、ＧＰＳ相对定位及直线定向其他方法(真方位角、磁方位角法)。

理解水平距离、方位角的概念。

掌握水平距离测量的精密钢尺量距法及坐标方位角的计算与推算方法。

重点：坐标方位角的计算与推算方法。

难点：光电测距原理。

（五）测量误差的基本知识
了解误差传播定律、加权平均值及中误差以及误差理论的应用。

理解误差、观测精度、观测条件、偶然误差、系统误差、中误差及相对误差等概念。

掌握确定最可靠值的方法及如何进行精度评定的方法。

重点：确定最可靠值的方法及如何进行精度评定的方法。

难点：误差传播定律、加权平均值及中误差。

建议：误差的特性安排课堂讨论。

（六）控制测量
了解前方交会、后方交会。

理解控制测量、导线测量、三角测量的概念。

掌握导线测量内、外业工作的全部内容。

重点：导线测量内、外业工作。

难点：导线测量内业计算。

建议：导线测量内业计算安排课堂练习。

（七）地形图的基本知识
了解地形图地物、地貌的表示方法及地形图分幅和编号方法。

理解地形图、比例尺、比例尺精度的概念。

重点：比例尺精度。

难点：比例尺精度。

建议：地形图地物、地貌的表示方法及地形图分幅和编号方法安排自学。

（八）大比例尺地形图测绘
了解地形图测绘的各项准备工作和视距测量方法。

掌握地形图测绘的经纬仪极坐标法的程序及立尺点的选取方法。

重点：地形图测绘的经纬仪极坐标法的程序及立尺点的选取方法。

难点：立尺点的选取方法。

建议：地形图测绘方法安排课堂实习。

（九）地形图的应用
了解地形图在日常生活中的应用。

理解解析法确定多边形的面积。

掌握地形图在工程建设中的各项应用内容。

重点：地形图在工程建设中的各项应用内容。

难点：解析法确定多边形的面积。

（十）建筑工程施工测量
了解施工测量、施工控制测量的内容。

理解施工控制测量的概念。

掌握简单建筑物、构筑物的测设方法。

重点：简单建筑物、构筑物的测设方法。

难点：施工控制网的布设。

（十一）道路工程测量
了解线路测量（初、定测）内容，掌握用偏角法测设圆曲线，用切线支距法、偏角法测设圆曲线加缓和曲线，用极坐标法测设铁路曲线的方法。

了解遇障碍时曲线测设方法，曲线测设的误差规定及既有线站场测绘。

重点与难点：用偏角法测设圆曲线、圆曲线加缓和曲线。

建议：安排自学用切线支距法测设圆曲线以及圆曲线加缓和曲线等内容。

（十二）桥梁及地下工程测量
了解施工测量、施工控制测量的内容。

理解施工控制测量的概念。

掌握坝轴线、构筑物的测设方法。

重点：坝轴线、构筑物的测设方法。

2 桥梁施工测量 设方法。

八、参考资料
《测量学》顾孝烈 主编 同济大学出版社 2006年8月第3版
作业及答案
一、填空题：（每空1分，共30分）
1. 通过 平均 海水面的 水准面 称为大地水准面。

2. 地面点到 假定水准面 铅垂距离称为该点的相对高程。

3. 测量工作的基本内容是 高程测量 、 角度测量 、 距离测量 。

4. 由 坐标纵轴线北端 方向顺时针转到测线的水平夹角为直线的坐标方位角。

5. 直线定向的标准方向有 真子午线方向 、 磁子午线方向 、 坐标纵轴方向 。

6. 距离丈量的相对误差的公式为 。

7. 地面点的标志，按保存时间长短可分为 临时性标志 和 永久性标志 。

8. 闭和水准路线高差闭和差的计算公式为 。

9. 一般工程水准测量高程差允许闭和差为或。

10. 坐标方位角的取值范围是 °到360° 。

11. 直线的象限角是指直线与标准方向的北端或南端所夹的180°角，并要标注所在象限。

12. 某直线的方位角与该直线的反方位角相差 。

13. 水准仪的主要轴线有圆水准器轴 、 仪器竖轴 、 望远镜视准轴 、 水准管轴 。

14. 一测站的高差
ab h 为负值时，表示 A 点 高， B 点 低。

15. 水准测量高差闭合的调整方法是将闭合差反其符号,按各测段的___水准路线长度__成
比例分配或按___测站数___成比例分配。

16. 支水准路线,既不是附合路线,也不是闭合路线,要求进行___往返_测量,才能求出高差
闭合差。

17. 从A 到B 进行往返水准测量,其高差为:往测3.625m;返测-3.631m,则A 、B 之间的高差
AB h ＿3.628m ＿＿．
18. 已知Ａ点相对高程为m 100，Ｂ点相对高程为m 200-，则高差=AB h ＿-300m ＿；若
Ａ点在大地水准面上，则Ｂ点的绝对高程为 -300m 。

19. 经纬仪的安置工作包括___对中___、____整平__。

20. 水平角是经纬仪置测站点后,所照准两目标的视线,在__水平__面上投影的夹角。

21. 测量误差是由于__仪器本身误差 、 观测误差 、 外界自然条件影响_三方面的
原因产生的。

22. 控制测量分为___平面 _和_ 高程 控制。

23. 使用测量成果时,对未经___校核与调整____的成果,不能使用。

24. 已知Ｂ点高程为m 000.241，Ａ、Ｂ点间的高差m h AB 000.1+=，则Ａ点高程为＿
240.000m ＿＿．
25. A 点在大地水准面上,B 点在高于大地水准面100m 的水准面上,则A 点的绝对高程是
___0___,B 点的绝对高程是__100m __。

26. 在进行水准测量时，对地面上Ａ、Ｂ、Ｃ点的水准尺读取读数，其值分别为m 325.1，
m m 555.1,005.1，则高差
27. 经纬仪由___照准部 、 水平度盘 、 基座__三部分组成。

28. 竖直角有正、负之分,仰角为_正_,俯角为_负__。

29. 导线的布置形式有__闭合导线 、 附合导线 、 支导线__。

二、选择题（每题2分，共30分）
1、地面点的空间位置是用（ C ）来表示的。

Ａ.地理坐标； Ｂ.平面直角坐标； C.坐标和高程 2、在距离丈量中衡量精度的方法是用（B ）。

Ａ.往返较差； Ｂ.相对误差； Ｃ.闭合差 3、距离丈量的结果是求得两点间的（B ）。

Ａ.斜线距离； Ｂ.水平距离； Ｃ.折线距离 4、在水准测量中转点的作用是传递（B ）。

Ａ.方向； Ｂ.高程； Ｃ.距离
5、高差闭合差的分配原则为（C ）成正比例进行分配。

A.与测站数； Ｂ.与高差的大小；Ｃ.与距离或测站数 6、绝对高程的起算面是（B ）。

Ａ.水平面； Ｂ.大地水准面； Ｃ.假定水准面
7、已知直线AB 的坐标方位角为186°，则直线BA 的坐标方位角为（C ）。

Ａ.96° Ｂ.276° Ｃ.6° 8、往返丈量直线AB 的长度为：m
.D AB
72126=m
.D
BA
76126=，其相对误差为（ A ）
Ａ.Ｋ=1/3100； Ｂ.Ｋ=1/3200； Ｃ.Ｋ=000315.0 9、坐标方位角是以（C ）为标准方向，顺时针转到测线的夹角。

Ａ.真子午线方向； Ｂ.磁子午线方向； Ｃ.坐标纵轴方向
. +0.23 -0.55, -0.32 = = = CA
BC BA h h h
10、圆水准器轴是圆水准器内壁圆弧零点的（B ）。

Ａ.切线；Ｂ.法线；Ｃ.垂线
11、产生视差的原因是( B )。

Ａ.仪器校正不完善；Ｂ.物像与十字丝面未重合；Ｃ.十字丝分划板位置不正确12、自动安平水准仪的特点是（A ）使视线水平。

Ａ.用安平补偿器代替管水准仪；Ｂ.用安平补偿器代替圆水准器；Ｃ.用安平补偿器和管水准器。

13、水准测量中要求前后视距离相等，其目的是为了消除（A ）的误差影响。

Ａ.水准管轴不平行于视准轴；Ｂ.圆水准轴不平行于仪器竖轴；Ｃ.十字丝横丝不水平14、水准测量中，同一测站，当后尺读数大于前尺读数时说明后尺点（B ）。

Ａ.高于前尺点；Ｂ.低于前尺点；Ｃ.高于侧站点
15、视准轴是指（C ）的连线。

Ａ.物镜光心与目镜光心；Ｂ.目镜光心与十字丝中心；Ｃ.物镜光心与十字丝中心16、圆水准器轴是圆水准器内壁圆弧零点的（B ）。

Ａ.切线；Ｂ.法线；Ｃ.垂线
17、附和水准路线高差闭合差的计算公式为（C ）。

Ａ.f
h=
h
h返
往
-
; Ｂ.
f
h＝
∑h
; Ｃ.
f
h＝
∑h
-(
H
H始
终
-
)
18、往返水准路线高差平均值的正负号是以（A ）的符号为准。

Ａ.往测高差；Ｂ.返测高差；Ｃ.往返测高差的代数和
19、消除视差的方法是（ C ）使十字丝和目标影像清晰。

Ａ.转动物镜对光螺旋；Ｂ.转动目镜对光螺旋；Ｃ.反复交替调节目镜及物镜对光螺旋20、当经纬仪竖轴与目标点在同一竖面时，不同高度的水平度盘读数（A ）
Ａ.相等；Ｂ.不相等；Ｃ.有时不相等
21、采用盘左、盘右的水平角观测方法，可以消除（B ）误差。

Ａ.对中；Ｂ.十字丝的竖丝不铅垂；Ｃ.C
2
22、用经纬仪观测水平角时，尽量照准目标的底部，其目的是为了消除（ A ）误差对测角的影响。

Ａ.对中；Ｂ.照准；Ｂ.目标偏离中心
23、经纬仪的竖盘按顺时针方向注记，当视线水平时，盘左竖盘读数为90°，用该仪器观测一高处目标，盘左读数为75°10′24″，则此目标的竖角为（ C ）Ａ．57º10′24″ B.-14º49′36″ C.14º49′36″
24、圆水准器轴与管水准器轴的几何关系为(A )。

Ａ.互相垂直；Ｂ.互相平行；Ｃ.相交
25、转动目镜对光螺旋的目的是（ A ）。

Ａ.看清十字丝； Ｂ.看清远处目标； Ｃ.消除视差。

26、转动三个脚螺旋使水准仪圆水准气泡居中的目的是（ A ）。

Ａ.使仪器竖轴处于铅垂位置； B.提供一条水平视线； Ｃ.使仪器竖轴平行于圆水准轴
27、测量竖直角时，采用盘左、盘右观测，其目的之一是可以消除（ C ）误差的影响。

Ａ.对中； Ｂ.视准轴不垂直于横轴； Ｃ.指标差
28、经纬仪在盘左位置时将望远镜大致置平,使其竖盘读数在90°左右,望远镜物镜端抬高时读数减少,其盘左的竖直角公式( A )
A. 左α=90º-L ；
B. α左=0º-L 或α左=360º-L ；
C. 0
0-α左
29、测定一点竖直角时，若仪器高不同，但都瞄准目标同一位置，则所测竖直角（ C ）
Ａ.相同； Ｂ.不同； Ｃ.可能相同也可能不同 30、在距离丈量中，衡量其丈量精度的标准是（ A ）
Ａ.相对误差； Ｂ.中误差； Ｃ .往返误差 三、计算题
1、如图所示，已知α12=49°20′，求其余各边的坐标方位角。

解：α23=α12+180°-125°25′=103°55′
α34=α23+180°+136°10′=60°5′
2、用钢尺往、返丈量了一段距离，其平均值为167.38m ，要求量距的相对误差为1/15000，问往、返丈量这段距离的绝对误差不能超过多少？ 【解】
15000
1<∆D ，15000D =∆=167.38/15000=0.011m 。

3、已知交点里程为K3+182.76，转角=∆R 25°48′，圆曲线半径=R 300m ，试计算曲线测设元素与主点里程。

【解】曲线测设元素
)2tan(∆
=R T =68.709m ，180
π
∆
=R L =135.088m ，
=-∆
=)12
(sec
R E 7.768m =-=L T J 2 2.33m
主点里程
ZY =3182.76-68.709=3114.051m=K3+114.051
QZ =3114.051+135.088/2=3181.595m=K3+181.595
YZ =3114.051+135.088=3249.139m=K3+249.139
4、在水准a BM 和b BM 之间进行普通水准测量，测得各测段的高差及其测站数n i 如图所示。

试将有关数据填在水准测量高差调整表中，最后请在水准测量高差调整表中，计算出水准点1和2 的高程（已知a BM 的高程为5.612m ，b BM 的高程为5.412m ）。

水准测量高程调整表
点号
测站
数
实测高
差
改正数（m ） 改正后高差(m) 高程(m)
BMa
6 +0.100 +0.006 +0.106
5.612
1
5.718
5
-0.620
+0.005
-0.615
2
5.103
7
+0.302
+0.007
+0.309
BMb
5.412
18 -0.218 +0.018 -0.200
5.412-5.612=-0.200（m ）
-0.218+0.200=-0.018
f
h 允
)(3412mm n ±=±=
每站改正数=
校核：。