工程测量学课件第一章

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2）建设施工阶段：建立 施工控制网，工程建筑物 定线放样，施工质量控制， 开挖与建筑方量测绘，工 程竣工测量、变形观测以 及设备的安装测量等。
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工程施工阶段的测量工作主要是按设计 要求将设计的建构筑物位置、形状、大 小及高程在实地标定出来，以便进行施 工；另一方面作为施工质量的监督，还 需进行工程质量监理。
高程测量方面，最显著的发展应数液体静力水准测量系统。
这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同 时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、 自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数 十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传 感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。
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不同的施工的对象，其施工测量工作 程序基本上是一致的。主要的测量工作有：
施工控制网的建立 施工放样 竣工测量
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3）运营管理阶段：工程建筑物的变形观测，包括水平
位移、沉陷、倾斜以及摆动等定期或持续监测。建立工程 进管理、维护信息系统。
工程运营管理阶段测量工作的主要任务是工程建筑物 的变形观测。在工程建筑物运营期间，为了监视其安全和 稳定的情况，了解其设计是否合理，验证设计理论是否正 确，需要定期对其位移、沉降、倾斜以及摇摆等进行观测， 称为变形观测。
北 京 正 负 电 子 对 撞 机
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上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2 mm，桥墩点位 标定精度达±0.1 mm；武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距 和墩中心偏差)达毫米级。高454 m的东方明珠电视塔对于长 114 m、重300 t的钢桅杆天线，安装的垂准误差仅±9 mm。
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2 、 按服务对象划分
按服务对象分：建筑工程测量、水利工程测量、 线路工程测量、桥隧工程测量、地下工程的测量、 海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量， 以及矿山测量、城市测量等。
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五、 工程测量的仪器
经纬仪、水准仪、全站仪和GPS接收机是工程测量的通用仪器。
• 2、工程测量学的定义 • 定义一：工程测量学是研究各种工程在规
划设计、施工建设和运营管理阶段所进行 的各种测量工作的学科。 特点：比较大众化，易于理解。
定义二： 工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设
以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的 采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析 和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和 工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘 学在国民经济和国防建设中的直接应用。
• 2、施工建设阶段
测绘任务：如何把图上设计好的建筑物、构筑物的 位置在地面上确定出来，并指导施工的衔接。
• 3、运营竣工阶段
• 测绘主要工作：变形观测
（三）、工程的基本知识
1、建筑结构
钢结构、宽假结构、木结构、砖混结构、框架剪力墙结构
2、基础种类
天然基础、条形基础、筏片基础、桩基础
3、基坑知识
（1）围护结构 钢板桩、地连墙、放坡 （2）支护情况：冠梁、腰梁、支撑 重要性：测量只是从几何上去发现有无变化，往往滞后，但
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综上所述，工程测量专用仪器具有高精度 (亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、 可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可 作精密定位和准直测量，可测量倾斜度、厚度、 表面粗糙度和平直度，还可测振动频率以及物体 的动态行为。
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六、 工程测量学的发展概况
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CG-3(3A)型垂线观测仪主要用于 大坝、高层建筑物等大型工程的 水平变形测量及挠度测量
利用激光束测量直线度 误差的测量工具---- 激光 准直仪
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SmartStation 超站仪
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TPS与GPS完美结合，集成 GPS接收机的高性能全站仪。 无需控制点、长导线和后方 交会操作，只需安装 SmartStation，并使用GPS确 定该点的准确位置，然后就 可以使用全站仪进行测量、 放样。仅仅通过简单的安装 调试，就可以简单、快速地 测量作业。
工业测量
工程测 量学
几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
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由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发 展变化也很快，因此写书十分困难。 目前国内
外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方 法和实际应用的现代专著或教材。
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四、工程测量学的内容
版社 《工程测量学》
一、工程测量学在测绘学中的地位和研究应 用领域
• 1、工程测量学和其它课程之间的联系
海洋测量学
测绘地 形图
前面所讲的课程，都是为了测绘地形图，从测图原 理、测图技术手段，减少误差（理论上、方法上） 等方面的课程。而测绘还有另一个应用，就是为工 程建设服务，那么在工程上有哪些应用，有哪些技 术，就是《工程测量学》所讲的内容， 《工程测量 学》就是一门应用学科，理论上没有太多理论，仪 器大部分还是以前所学仪器，主要讲一些方法应用。
• 大型特种精密工程建设和对测绘提出的愈来愈高的要求是工 程测量学发展的动力。
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七、大型特种精密工程测量
大型特种精密工程建设和对 测绘 的要求是 工程测量学发展的动力。这里仅简单介绍国内 外有关情况。
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1. 国内览胜
三峡 水利 枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、
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• 秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程。
• 北宋时沈括为了治理汴渠，测得“京师之地比泗州凡高十 九丈四尺八寸六分”，是水准测量的结果。
• 长沙马王堆汉墓出土的地图包括地形图、驻军图和城邑图 三种，是目前世界上发现的最早的地图。
• 殷周时期的土地测量，秦、汉的私田制。隋唐实行均田 制，建立户籍册。宋朝按乡登记和清丈土地，出现地块图。 到了明朝洪武年间的土地大清丈，编制鱼鳞图册（世界最 早的地籍图册）。
定义二较定义一更具体、准确，且范围更大
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Fra Baidu bibliotek
定义三： 工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、
水下、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几 何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用 性学科。
定义三更加概括、抽象和科学。 定义二、三除建筑工程外，机器设备乃至其它几何实体都 是工程测量学的研究对象，且都上升到了理论、方法和技 术，强调工程测量学所研究的是与几何实体相联系的测量、 测设的理论、方法和技术。
• 四大发明之一的指南针，有二千多年的历史。对矿山 测量和其它工程勘测有很大的贡献。
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• 在工程测量学的发展也受到了战争的促进。公元前 210年秦 始皇修建的“堑山堙谷，千八百里”直道，古罗马构筑的兵道， 以及公元前218年欧洲修建的通向意大利的“汉尼拨通道”等， 都是著名的军用道路。
工程测量学
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本课程简介
• 工程测量学 学时56学时 其中理论40学时
•
实验16学时
• 后续配套课程 工程测量学实习1周
课程结束考核办法
• 课程结束考试：70% • 考勤、作业：20% • 课间实习：10%
本课程教材情况介绍
• 1、武汉大学出版社 《工程测量学》张正禄编 • 2、测绘出版社 《工程测量学》李青岳主编 • 3、同济大学《工程测量学》陈龙飞主编 • 以上三种教材各有优缺点，我校采用测绘出
1 、 按工程建设阶段划分
工程测量按工程建设的规划设计、施工建设和运营管理 三个阶段分为“规划设计阶段”、“建设施工阶段”和“运 营管理阶段”，三个阶段测绘工作有：
1）规划设计阶：主要是提供各种比例尺的地形图，另外还 要为工程地质勘探，水文地质勘探以及水文测验等进行测 量。对于重要的工程区的稳定性监测。 初步设计阶段：提供小比例尺地形图。 详细设计阶段：提供大比例尺地形图。
• 工程测量学的发展在很长的一段时间内是非常缓慢的。直到 二十世纪初，由于西方的第一、二次技术革命和工程建设规模 的不断扩大，工程测量学才受到人们的重视，并发展成为测绘 学的一个重要分支。 1964年国际测量师联合会（FIG）为了促 进和繁荣工程测量，成立了工程测量委员会（第六委员会）， 从此，工程测量学在国际上作为一门独立的学科开展活动。
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二、工程知识介绍
• （一）工程的种类 • 1、工业建设 • 2、城市建设 • 3、交通工程 • 4、水利工程 • 5、地下工程 • 6、管线工程 • 7、矿山工程 • 8、海洋工程 • 9、军事工程
（二）工程阶段的划分
• 1、规划设计阶段
测绘主要工作有控制测量、地形测量 最后提供不同比例尺的地形图供规划设计用
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三峡大坝全景图
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北京正负电子对撞机的精密控制网，精度达±0.3 mm。设 备定位精度优于±0.2 mm，200 m直线段漂移管直线精度 达±0.1 mm。大亚湾核电站控制网精度达±2 mm，秦山 核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1 mm。
工程测量学是一门历史悠久的学科。 • 公元前二十七世纪：埃及大金字塔。
• 公元前十四世纪，在幼发拉底河 与尼罗河流域进行过土地边界划分 测量。
•公元前十五世纪意大利都灵保存 的金矿巷道图
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我国早在三千多年前的夏商时代的夏
禹治水描述：“陆行乘车，水行乘船， 泥行乘撬，山行乘撵（jú），左准绳，右 规矩、载四时，以开九州，通九道，陂 九泽，度九山。”这里所记录的就是当 时的工程勘测情景，准绳和规矩就是当 时所用的测量 工具，准是揆（kui）平的 水准器，绳是丈量距离的工具，规是画 圆的器具，矩则是一种可定平，可测长 度、高度、深度和画圆、画矩形的通用 测量仪器。
专用仪器包括机械式、光电式及光机电（子）多传感器集成 式仪器或测量系统。
• 基线测量或准直测量仪器：有正锤、倒锤及垂线观测
仪、引张线仪、各种激光准直仪、铅直仪（向下、向上）、 自准直仪以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。
• 距离测量仪器：中长距离、短距离和微距离测量。
ME5000、铟瓦线尺测距仪DISTINVAR、应变仪DISTERMETER、 双频激光干涉仪、CCD线列传感器测量，距离测量精度从毫 米、微米级进入到纳米级。
现在甲方往往要求解释变化的原因，并且预测未来变化情 况，要达到要求，必须有土木、岩土学科的知识。对于不 同基础、结构、围护结构的变形规律要有基本的了解。
三、工程测量学的学科位置
一级学科
测绘学
摄
大
工
影
地
二级学科 地
程
测
图
测
测
量
制
量
量
与
图
学
学
遥
学
感
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工程测量学的研究领域
海洋测量
岩崩以及水库诱发地震监测，其规模之大，监测项目之多， 都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪 器、技术，在实践中也在不断发展新的技术和方法，如对 滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统；拟进行研 究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等，都涉及到精密 工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动 监测系统，监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程用地 面方法建立的变形监测网，其最弱点精度优于±1.5 mm。
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h H1 H2 (a1 a2 ) (b1 b2 )
与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量)，
即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基 准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着 数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展，其精度达微米 级。
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具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用 仪器发展的显著特点，采用多传感器的高速铁路轨 道测量系统，用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前 进的测量车，测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长 度传感器和微机，可用于测量轨道的3维坐标、轨 道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直 集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确 测量测点的高程和偏距。