建筑工程测量学 教学大纲.docx
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建筑工程测量学教学大纲
《建筑工程测量学》课程教学大纲
学时：
50学分：
3
理论学时：
40实验学时：
10
面向专业：
土木工程课程代码：
HD0693
先开课程：
高等数学、概率论课程性质：
必修课
第一部分：
理论教学部分
一、说明
1、课程的性质、地位和任务
《建筑工程测量学》是土木工程必修的一门专业基础课，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、施工与管理奠定基础。
2、课程教学和教改基本要求
1）仪器设备
Ⅰ熟练掌握水准仪、经纬仪、罗盘仪、钢尺等常用测量仪器和工具的使用；
Ⅱ熟悉全站仪、GPS接收机等测量新仪器的性能和使用方法。
2）基本理论
Ⅰ熟练掌握测量基本原理、基本测量方法与测量数据处理方法；
Ⅱ掌握测量误差理论的基本知识，并能运用于误差分析；
Ⅲ熟悉测量基本理论和技能在工程勘测、施工中的应用。
3）其他
Ⅰ了解本学科新技术、新仪器的发展；
Ⅱ了解航测、地籍测量等基本原理和方法。
二、教学内容与课时分配
第一章绪论（2学时）
第一节测绘工作的任务及作用
第二节地球形状和大小
第三节确定地面点位的方法
第四节测量工作概述
重点：
1.测量的内容和作用，特别是在建筑工程中的作用
2.确定地球形状大小的大地水准面
3.平面直角坐标系的建立、高程系的建立
4.控制测量意义
难点：
1.水准面和大地水准面的区分
2.测量上的平面直角坐标系和数学上的笛卡尔坐标系的区别
建议教学方法：
讲授，绘图说明，提问
思考题：
1.工程测量对土木工程建设的作用？
2.大地水准面？
3.确定地面点位置的方法？
4.测量工作原则与程序是什么？
第二章水准测量（4学时）
第一节水准测量原理
第二节水准测量的仪器与工具
第三节水准仪的使用
第四节水准测量外业工作
第五节水准测量内业计算
第六节水准仪的检验与校正
第七节自动安平水准仪和电子水准仪
重点：
水准测量原理与水准仪的用法
难点：
水准仪的用法、水准测量的校核与计算
建议教学方法：
讲授，结合图例与数据表格进行说明
思考题：
1.绘图说明水准测量原理？
2.水准仪的构造与使用方法？
3.水准测量的内业计算步骤？
第三章角度测量（4学时）
第一节测角原理
第二节经纬仪及其使用
第三节水平角测量
第四节竖直角测量
第五节误差分析
第六节经纬仪的检验与校正
重点：
测角原理、经纬仪构造及其使用、水平角测量方法
难点：
经纬仪构造及其使用、竖直角测量方法
建议教学方法：
讲授，结合图例与数据表格进行说明
思考题：
1.绘图说明经纬仪测水平角原理？
2.经纬仪的构造及使用方法？
3.测回法观测水平角的步骤？
4.竖直角的记录计算方法？
第四章距离测量与直线定向（4学时）
第一节常用量具及其应用
第二节距离丈量
第三节光电测距
第四节电子全站仪介绍
第五节直线定向
重点：
1.学会钢尺量距的一般方法和钢尺量距的精密方法，并能完成计算；
2.光电测距仪原理及使用方法；
3.理解几种方位角之间的关系；
4.全站仪的功能与构造
难点：
坐标方位角、象限角和正、反方位角之间的关系
建议教学方法：
讲授，绘图说明
思考题:
1.量距有几种常用方法，各使用什么工具与仪器？
2.直线定线中经纬仪定线法的步骤？
3.名词解释：
方位角与坐标方位角
第五章测量误差基本知识（2学时）
第一节观测误差及其分类
第二节评定精度的标准
第三节误差传播定律
第四节等精度直接平差
重点：
1.测量误差的分类及其规律；
2.在测量工作中衡量精度的几种标准；
3.算术平均值及其中误差的基本概念和运算；
4.误差传播定律及公式的应用。
难点：
误差传播定律、算术平均值及其中误差的计算
建议教学方法：
讲授，举例计算
思考题：
1.名词解释：
误差、偶然误差、系统误差
2.等精度观测值的算术平均值及其中误差的计算过程？
3.如何利用误差传播定律计算间接观测值的中误差？
第六章小区域控制测量（6学时）
第一节控制测量概念
控制测量的重要性和精度的概念。
区分国家控制网、城市控制网及小地区控制网，需要由高级到低级逐级建立控制网。
第二节导线测量的外业工作
小地区平面控制测量主要是导线测量。
熟悉导线测量的外业工作及其主要技术要求与各项限差。
第三节导线测量的内业计算
第四节高程控制测量
高程控制测量在小地区主要采用四等水准测量。
在加密高程控制时，平坦地区一般采用图根水准测量，丘陵地区采用三角高程测量。
要熟悉各种方法的布设形式和施测步骤、主要技术要求及各项限差。
四等水准测量的观测、记录、计算及各项限差。
第五节GPS测量
重点：
1.控制测量的概念及意义；
2.小区域控制网最常用的导线测量的外业测量方法；
3.导线测量的内外业；
4.三、四等水准测量和三角高程测量的步骤、计算方法。
难点：
导线测量的内业计算
建议教学方法：
讲授，举例计算
思考题：
1.名词解释：
控制测量、平面控制测量、高程控制测量
2.导线测量的内外业工作？
3.三、四等水准测量的外业步骤？
第七章大比例尺地形图的测绘（4学时）
第一节比例尺及其精度
第二节地物地貌在地图上的表示方法
第三节测图准备
第四节碎部测量
第五节地形图的检查与拼接
第六节地形图的整饰、清绘与复制
第七节数字测图概述
重点：
1.比例尺及其精度、在图上表示地物地貌的符号、等高线表示典型地貌的特征；
2.碎部测量中经纬仪测绘法。
难点：
1.地物与地貌的勾绘；
2.绘制地形图的各项工作。
建议教学方法：
以讲授为主，辅以板书、绘图讲解以及问答
思考题：
1.名词解释：
比例尺、比例尺精度、碎部点
2.经纬仪测绘法的步骤？
第八章大比例尺地形图的应用（4学时）
第一节几种常见的图
第二节高斯投影
第三节地形图的分类、用途
第四节地形图的分幅与编号
第五节地形图的识图、地形图读图的程序
第六节电子地图与数字地图
第七节地形图的室内、野外应用
第八节面积测算
第九节地形图的修测
重点：
1.国家基本比例尺地形图的分类及用途；
2.地形图两种分幅与编号方法；
3.地形图的各种室内外应用方法；
4.在地形图上进行面积测算的方法。
难点：
1.高斯平面直角坐标系的建立；
2.面积测算中解析法。
建议教学方法：
以讲授为主，辅以板书、绘图讲解以及问答
思考题：
1.地形图两种分幅与编号方法的各自适用范围？
2.用解析法计算地形图上闭合区域面积的方法步骤？
第九章施工测设的基本方法（4学时）
第一节概述
第二节放样的基本工作
测设已知水平角、已知水平距离和点的设计高程
第三节平面点位的测设方法
四种测设点的平面位置的方法：
直角坐标法、极坐标法、距离交会法与角度交会法
重点：
1.施工放样中设计水平角度、距离、高程、坡度线的放样；
2.极坐标法放样平面点位。
难点：
1.设计高程的放样；
2.设计坡度线的放样；
3.极坐标法放样平面点位的步骤。
建议教学方法：
以讲授为主，辅以绘图讲解、举例计算
思考题：
1.名词解释：
放样、极坐标法
2.点的设计高程的放样方法？
3.极坐标法放样平面点位的计算过程与放样步骤？
第十章工业与民用建筑施工测量（4学时）
第一节施工控制测量
第二节工业场地施工测量
第三节民用建筑施工测量
重点与难点：
1.建筑基线、建筑方格网；
2.工业场地施工测量方法与民用建筑施工测量方法。
建议教学方法：
以讲授为主，辅以板书、绘图讲解以及问答
思考题：
1.名词解释：
施工测量、施工控制测量
2.工业场地施工测量方法？
3.民用建筑施工测量方法？
第十一章道路工程测量（2学时）
第一节中线测量
第二节纵横断面图的测绘
第三节道路施工测量
重点与难点：
道路中线测量
建议教学方法：
以讲授为主，辅以板书、绘图讲解以及问答
思考题：
1.中线测量中交点与转点的测设方法？
2.道路施工测量的步骤？
三、考核方式和要求
总评=理论考核（闭卷考试）*70%＋实验成绩*20%＋考勤成绩*10%
满分为100分，其中理论考核占总分的70%，实验成绩占总分的20%，考勤成绩占总分的10%，总分60分以上者（包括60分）为及格。
第二部分：
实验教学部分
一、说明
1、本门课程实验的性质任务、目的与要求
（一）教学内容
本课程的实验教学包括：
水准仪使用；经纬仪使用；全站仪使用。
（二）教学目的
本课程的实验教学是根据工程测量课程实践性强的特点制定的，目的是进一步巩固加深对理论教学内容的理解，提高学生的实际操作能力，改变过去那种“高分低能”的状态，使理论教学与生产实践紧密结合，这样学生毕业后才能迅速适应工程实践的需要。
（三）教学的基本要求
1、水准仪使用
了解水准仪的构造，练习读数方法，学会使用水准仪进行高差测量。
2、经纬仪使用
了解经纬仪的构造及各制动、微动螺旋的作用；练习对中、整平、瞄准和读数。
使用测回法观测水平角。
3、全站仪使用
了解全站仪的构造及各制动、微动螺旋的作用；练习利用全站仪进行角度测量、距离测量和坐标测量。
（四）大纲修订说明
测量学实验教学由于课时减少，内容增加，在修订大纲时对部分内容进行了更新，同时也进一步规范、完善、拓宽部分实验。
注重了实用性、先进性及综合性，增加了全站仪的使用等项实验，使得教学与生产实践更加紧密结合。
2、本门课程实验项目设置情况
序号
实验名称
学时
必开
选开
实验类型
内容提要
验
证
基本操作
综合性、设计性
1
水准仪使用
4
√
√
练习水准仪的操作
2
经纬仪使用
4
√
√
练习经纬仪的操作
3
全站仪使用
2
√
√
练习全站仪的操作
二、各实验项目教学要求
实验一水准仪使用
1.实验目的：
了解水准仪的构造，掌握水准仪的安置、粗平、精平与读数，学会使用水准仪进行高差测量。
2.原理：
利用水准仪提供的水平视线，读得前、后水准尺的读数，则水准尺的读数差即为两点间的高差。
高差=后视读数-前视读数
3.仪器设备：
每组水准仪一台（附三脚架），水准尺一对。
4.实验步骤：
（1）安置仪器
安置仪器于A、B两点之间。
先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其和脚架连接螺旋牢固连接。
（2）认识下列部件，了解其功能和使用方法
①准星和照门；②目镜调焦螺旋；③物镜调焦螺旋；④制动螺旋；⑤微动螺旋；⑥脚螺旋；⑦圆水准器；⑧管水准器。
（3）粗略整平
先用双手同时向内（或向外）转动一对脚螺旋，使园水准器气泡移动到中间，再转动另一只脚螺旋使气泡居中。
若一次不能居中，可反复进行。
注意气泡的移动方向与左手大拇指运动方向一致。
（4）瞄准
转动目镜调焦螺旋，使十字丝分划清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央；转动物镜调焦螺旋，使水准尺清晰，注意消除视差。
（5）精平与读数
按动目镜旁补偿器按钮，即可根据中丝读取水准尺的读数，读数时应估读到mm。
（6）测定地面两点间的高差
竖立水准尺于A点上，用望远镜瞄准A点上的水准尺，精平后读取后视读数，并记入手簿；再将另一根水准尺立于B点上，瞄准B点水准尺，精平后读取前视读数，并记入手簿。
计算AB两点的高差hAB=后视读数－前视读数。
改变仪器高，再做一遍，并检查与第一次所测结果是否相同。
5.实验数据及其处理：
计算AB两点的高差hAB=后视读数－前视读数。
改变仪器高，再做一遍，若两次结果的差在5mm以内，则取两次的平均值作为最后结果。
6.问题讨论：
水准仪安置过程中应注意哪些事项？
水准仪共有几个制动和微动螺旋？
如何正确使用？
如何消除视差？
实验二经纬仪使用
1.实验目的：
（1）熟悉经纬仪的基本构造及其各部件的名称及使用。
（2）掌握经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法。
（3）掌握测回法测量水平角的操作、记录及计算方法。
2.原理：
经纬仪测水平角原理：
经纬仪有一水平放置的固定度盘，即为水平度盘。
当经纬仪照准部瞄准目标时，目标方向即垂直投影在水平度盘上，此时通过读数窗可读得该目标方向的水平度盘读数。
旋转经纬仪照准部，分别得到两目标方向的水平度盘读数，则两目标方向的水平度盘读数之差即为两方向所夹的水平角。
水平角=右目标水平度盘读数-左目标水平度盘读数
3.仪器设备：
每组DJ2经纬仪1台（附三脚架），花杆2支。
4.实验步骤：
（1）安置仪器
安置三脚架于测站上，注意脚架高度适中，架头大致水平。
从仪器箱中取出仪器，用中心螺旋连接在脚架上。
（2）对中（光学对中法）
粗对中：
双手握紧三脚架，眼睛观察光学对中器，移动三脚架使对中标志（即对中器
的小圆圈）基本对准测站点的中心（应注意保持三脚架头基本水平）。
精对中：
旋松连接螺旋，平移仪器基座，使对中标志准确对准测站点，再旋紧连接螺
旋，光学对中的误差应小于1mm。
（3）整平
粗平：
伸缩脚架腿，使圆水准器气泡居中。
精平：
转动照准部，旋转脚螺旋，使管水准器气泡在相互垂直的两个方向上居中。
整平操作会略微破坏已完成的对中关系，所以需要反复操作精对中与精平，直至经纬仪既准确对中也精确整平。
（4）瞄准与读数
一测回观测：
盘左：
瞄准左目标A，读取水平度盘读数
并记入手簿；顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读数
并记录。
计算上半测回角值
。
盘右：
瞄准右目标B，读取水平度盘读数
并记入手簿；逆时针旋转照准部，瞄准左目标A，读数
并记录。
计算下半测回角值
。
若两个半测回角值之差不超过
时，则取其平均值作为一测回的水平角值，即
变换度盘位置后，重复观测2～3个测回。
测站观测完毕后，应立即检查各测回角值互差是否超限（
），并计算各测回平均角值。
5.实验数据及其处理：
将观测数据填入手簿，并按照实验步骤要求进行计算。
6.问题讨论
经纬仪安置过程中应注意哪些？
经纬仪共有几个制动和微动螺旋？
如何正确使用？
实验三全站仪使用
1.实验目的：
（1）了解全站仪的构造及各制动、微动螺旋的作用。
（2）练习利用全站仪进行角度测量、距离测量和坐标测量。
2.原理：
电子经纬仪测角原理、电子测距仪测距、三角高程测量原理测高差
3.仪器设备：
全站仪一台，棱镜两个（附三脚架三个）。
4.实验步骤：
（1）安置仪器
在测站点安置全站仪，在目标点安置棱镜，分别对中整平（操作与经纬仪的对中整平操作步骤相同）。
（2）开机
打开电源开关（按下POWER键），旋转望远镜，显示器初始化约两秒。
（3）角度测量
盘左：
瞄准左目标A（瞄准棱镜中心），按下ANG键，选择“置零”，即可将目标A的水平度盘读数
设置为零方向，显示器也显示出此目标方向的竖直角；顺时针旋转照准部，瞄准右目标B（瞄准棱镜中心），显示器即可显示两目标方向间的水平角以及此目标方向的竖直角，记入手簿。
盘右：
瞄准右目标B（瞄准棱镜中心），按下ANG键，选择“置零”，即可将目标B的水平度盘读数
设置为零方向，显示器也显示出此目标方向的竖直角；逆时针旋转照准部，瞄准左目标A（瞄准棱镜中心），显示器即可显示两目标方向间的水平角以及此目标方向的竖直角，记入手簿。
若两个半测回角值之差不超过
时，则取其平均值作为一测回的水平角值，即
（4）距离测量
瞄准目标（A或B）时，按下MSR1或MSR2，等待几秒，显示器即显示出测站点与目标点之间的水平距离、倾斜距离。
（5）坐标测量
按下STA键，设置测站点的坐标、仪器高和棱镜高。
然后设置测站点的方向角，并瞄准目标点上的棱镜，按下MSR1或MSR2，等待几秒，显示器即显示出该目标点的坐标。
5.实验数据及其处理：
将观测数据填入手簿，并按照实验步骤要求进行计算。
6.问题讨论：
（1）使用全站仪的好处？
（2）全站仪安置过程中应注意哪些？
三、考核方式和成绩评定要求。
测量实验共有三个实验组成，分别为水准仪的使用、经纬仪的使用、全站仪的使用。
每个实验的成绩以个人所在小组的数据精度高低与仪器操作能力是否熟练为基本分，个人成绩在基本分的基础上依实验报告的优劣上下浮动。
小组基本分的评分标准：
小组数据精度高
仪器操作熟练
小组基本分：
90-99
小组数据精度较高
仪器操作较熟练
小组基本分：
80-89
小组数据精度一般
仪器操作较熟练
小组基本分：
70-79
小组数据精度一般
仪器操作一般
小组基本分：
60-69
小组数据精度低
仪器操作不熟练
小组基本分：
60分以下
第三部分：
建议使用的教材和参考书目
建议使用教材：
《土木工程测量》覃辉主编，同济大学出版社，第二版。
参考书目：
[1]《测量学》韩熙春主编，中国林业出版社，1984出版。
[2]《测量学》武汉测绘科技大学《测量学》编写组，测绘出版社，1991出版。
[3]《测量学》李秀江主编，中国林业出版社，2003.2出版。
[4]《工程测量学》李青岳、陈永奇等主编，测绘出版社，1997出版。
[5]《大比例尺数字测图的原理、方法与应用》杨德麟主编，北京，清华大学出版社，1998出版。
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