《建筑工程测量》自学指导书.docx
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《建筑工程测量》自学指导书
《建筑工程测量》自学指导书
适用专业：
房屋建筑与装饰工程专业
学制：
三年制业余函授
第一章绪论
（一）基本要求
1.了解本课程的主要内容、任务和学科前沿。
2.理解高斯平面直角坐标系，用水平面代替水准面的范围。
3.掌握
1.大地水准面、高程的概念，独立平面直角坐标系，测量工作的原则与程序。
4.熟悉在测量工作中，能应用测量学的基本概念、测量工作的原则与程序分析普通测量学的问题。
（二）重点与难点
重点：
测定与测设、大地水准面、独立平面直角坐标系、绝对高程、相对高程、测量工作的原则与程序的概念、确定地面点位三要素。
难点：
高斯平面直角坐标系，用水平面代替水准面的范围。
（三）教学内容：
讲述内容：
（1学时）
1.测量学的概念；2.测量学的内容；3.测量学的分类；4.建筑工程测量的主要任务；5.大地水准面；6.地面点高程的确定。
自学内容：
（2学时）
1.我国测量学的发展；2.测量学的研究对象；3.测量工作的实质；4.如何建立基准面；5.1980国家大地坐标系；6.确定地面点位的方法；7.用水平面代替水准面的限度；8.测量的基本工作；9.测量工作的组织原则与程序。
（四）复习思考题
1.测量学研究的对象是什么？
2.测定与测设有何区别？
3.建筑工程测量的任务是什么？
4.为何选大地水准面和铅锤线作为测量工作的基准面和基准线？
5.绝对与相对高程概念，两点之间的绝对与相对高程差是否相等？
6.已知HA=54.632m，HB=63.239m，求hAB和hBA。
7.地球上某点的经度为东经112°21'，试问该点所在6°带的中央子午线经度和带号。
8.已知某点的高斯平面直角坐标为χ=3102467.28m，y=20792538.69m，试问该点位于6°带的第几带？
该带的中央子午线经度是多少？
该点在中央子午线的哪一侧？
在高斯投影平面上，该点距中央子午线和赤道的距离约为多少？
9.何谓水平面？
用水平面代替水准面对水平距离和高程分别有什么影响？
10.测量工作为什么要遵循“从整体到局部、先控制后碎部”的原则？
（五）例题选解
1.P点高斯平面直角坐标χP=3276000米,УP=1443800米,该点处于六度分带的带号是（A）A.1带B.3带C.14带D.32带
2.P点高斯平面直角坐标χP=32.76km,УP=19438.00km,该点在六度带中，离该带中央子午线的水平距离是（C）A.19438kmB.438kmC.62kmD.938km
3.地球上某点经度为117.8°，该点所处三度分带号及其中央子午线经度为（CD）A.40带 B.120°C.39带D.117°E.38带
4.测设建筑物也必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的测量原则。
（√）
5.建筑工地上采用假定高程来求算建筑物的高度，其起算面是用（D）A.大地水准面B.平均海水面C.某一水准面D.任意水准面
6.M点在数学平面直角坐标系中，xm=200m,在测量平面直角坐标系中等于ym。
（√）
7.大地水准面——假想穿过大陆和岛屿，与平均海水面重合并向大陆和岛屿延伸而形成的闭合曲面。
8.我国在东海边设立验潮站，长期观测、记录海水面高低变化取平均值，作为我国大地水准面。
（×）
9.测量学的任务是（BD）A.测边长B.测定C.测角度D.测设E.测高程
10.地在上两点之间的高差与高程起算面无关。
（×）
11.采用高斯投影六度分带，若测区所在投影带中央子午线经度是111°，其高斯投影分带的带号是19带。
（√）
12.在以10Km为半径的圆面积之内，可用水平面代替水准面对距离和高程均无影响。
（×）
13.确定地面点的坐标系有（ABC）A.地理坐标系B.高斯坐标系C.独立坐标系D.黄海高程系E.建筑方格网
14.研究工程建设中所进行的各种测量工作是（D）大地测量学B.普通测量学C.摄影测量学D.工程测量学
15.测量工作应当遵循怎样的原则与程序？
为什么？
答：
应遵循“从整体到局部；先控制后碎部”的原则，以及“测量工作必须重视检核工作，即前一步工作未作检核或检核不合格不得进行下一步工作”，遵守以上原则的目的是防止测量误差的过大积累，保证测量成果的正确并满足精度上的要求。
16.绝对高程----地面点到大地水准面的铅垂距离。
17.水准面即水平面。
（×）
18.测定即测设。
（×）
第二章水准测量
（一）基本要求
1.了解精密水准仪与电子水准仪的基本构造与使用。
2.理解微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造、检验和校正方法;水准测量的误差来源及相应的消减措施。
3.掌握水准测量原理、水准仪的使用、水准测量方法及成果整理。
（二）重点与难点
1.重点：
水准测量原理、水准测量外业施测及闭合、附合
1.内业成果计算。
重点概念：
水准测量、水准管轴、圆水准器轴、视准轴、视差。
2.难点:
水准仪的检验和校正方法，水准测量的误差来源及相应的消减措施。
（三）教学内容：
讲述内容：
（2学时）
水准测量；水准仪器的构造；水准仪应满足的几何条件；视差；水准尺；水准路线的形式。
自学内容：
（5学时）
水准测量的误差分析。
水准仪器的使用；水准测量的施测过程；水准测量的内外业计算与处理。
实验内容：
（2学时）
水准仪器的使用；水准仪的外业施测；水准仪的检验与校正。
（四）学习方法：
理论联系实际，加大实验
（五）复习思考题
1.设A点为后视点，B点为前视点，A点高程为87.425m,当后视读数为1.124m，前视读数为1.428m时，问A.B两点的高差是多少？
B点比A点高还是低？
B点高程是多少？
并绘图说明。
2.何谓视差？
产生视差的原因是什么？
如何消除视差？
3.圆水准器和管水准器在水准测量中各起什么作用？
4.何谓转点？
转点在水准测量中起什么作用？
5.水准测量时，前后视距相等可消除哪些误差？
6.DS3有哪些轴线？
它们之间满足什么条件？
（六）例题选解
1.用微倾式水准仪进行水准测量时每次读数之前都要（C）A.重新转动脚螺旋整平仪器B.转动脚螺旋使水准管气泡居中C.转动微倾螺旋使水准管气泡居中D.重新调好圆水准器和水准管气泡居中
2.已知测站点的高程HA=140.00米，仪器高i=1.50米，观测某碎部点测得其初算高差h/=-2.50米，中丝读数V=2.00米，则碎部点高程等于（D）A.146.00米B.141.00米C.139.00米D.137.00米
3.水准尺放在龙门板板顶（±0.00）的读数为0.783，现在要测出离基槽底50cm的水平桩（基槽底高程为-1.50米），问水准仪在水平桩上应读的读数是（C）A.0.217mB.1.217mC.1.783mD.2.783m
4.水准仪应满足的几何条件中最主要条件是（B）A.圆水准器轴平行竖轴B.视准轴平行水准管轴C.横丝垂直于竖轴D.视准轴垂直水准管轴
5.消除视差的方法是转动（AD）A.目镜对光螺旋B.制动螺旋C.微动螺旋D.微倾螺旋E.物镜对光螺旋
6.水准测量时要求前后视距离大致相等，其目的是（AE）A.消除视准轴不平行水准管轴的误差B.消除视差C.消除水准仪下沉误差D.消除尺子倾斜误差E.消除地球曲率与大气折光的影响
7.水准仪应满足的几何条件（ADE）A.圆水准器轴平行于竖轴B.视准轴垂直于水准管轴C.竖丝垂直于竖轴D.视准轴平行于水准管轴E.横丝垂直于竖轴
8.水准器灵敏度与水准管分划值有关，分划值越大，灵敏度就越高。
（×）
9.安置水准仪在相距80米的MN两点正中间，用两次仪器高测得其平均值h1=0.473m，仪器搬到M点内侧，离M点3米，又测得M点尺读数a2/=1.243m,N点尺读数b2/=0.774m，问N点正确尺读数b2=0.770m，视准轴偏上（或偏下）偏上0.004m。
10.水准仪的气泡居中时，水准管轴和圆水准器轴各应处于的位置是（BC）A.水准管轴处于竖直B.圆水准器轴处于竖直C.水准管轴处于水平D.圆水准器轴处于水平E.水准管轴与圆水准器轴处于互相平行
11.为了进行水准测量成果检校，水准路线应布设成（ABE）A.闭合水准路线B.支水准路线C.环形水准路线D.交叉水准路线E.附合水准路线
12.产生视差的原因是由于望远镜性能有缺陷引起。
（×）
13.水准测量中，当瞄准前视尺时，发现圆水准器气泡偏离，这时可先转动脚螺旋让气泡居中，再转动微倾螺旋使水准管气泡吻合后进行读数。
（×）
14.转点——在水准测量施测过程中，起传递高程的作用，用后即消失不作标记的点。
15.试计算下列四等闭合水准测量路线各段改正后高差？
观测成果如下：
BM1→BM2h1,2=0.378mD1,2=535m
BM2→BM3h2,3=0.784mD2,3=478m
BM1→BM3h1,3=1.157mD1,3=527m
解：
ƒh＝0.378＋0.784－1.157＝0.005m
ƒh容＝±20
m＝±20
＝±0.025m
h1,2＝0.378＋（－0.005÷1.54）×0.535＝0.376m
h2,3＝0.784＋（－0.005÷1.54）×0.478＝0.782m
h1,3=1.157－（－0.005÷1.54）×0.527＝1.158m
16.水准仪在正常情况下，当气泡居中时，水准管轴应处于水平位置，圆水准器轴应处于竖直位置。
17.已知A点高程，用水准仪的后视读数与前视读数求待定点B的高程的方法有（AB）A.高差法B.仪高法C.视准轴平行法D.三角高程法E.气压高程法
18.地面上有A、B两点，A为已知点，高程为HA=51.326m。
以A为后视点、B为前视点进行水准测量，所得后视读数为1.216m，前视读数为1.392m，问A、B间的高差是多少？
B点高程是多少？
A、B哪一点高？
并绘图说明。
答：
A、B间的高差hAB=-0.176m，B点高程HB=51.150m，A点高。
19.下图为闭合水准路线的观测成果，试将高差闭合差进行分配，并列表计算各待定点的高程（按图根水准测量精度要求计算）。
测段
点号
路线长度
（km）
实测高差
（m）
改正数
（mm）
改正后高差
（m）
高程
（m）
1
BMA
2.0
+1.692
9
+1.701
40.112
1
41.813
2
1.8
-1.634
8
-1.626
2
40.187
3
1.6
-1.413
7
-1.406
3
38.781
4
2.5
+1.321
10
+1.331
BMA
40.112
∑
7.9
-0.034
+0.034
0
辅助计算
答：
20.下图为附合水准路线的观测成果，试将高差闭合差进行分配，并列表计算各待定点的高程（按图根水准测量精度要求计算）。
答：
测段
点号
路线长度
（km）
测站数
实测高差
（m）
改正数
（mm）
改正后高差
（m）
高程
（m）
1
BMA
2.3
+0.748
-9
+0.739
46.216
BM1
46.955
2
1.2
-0.423
-5
-0.428
BM2
46.527
3
2.4
+0.298
-10
+0.288
BM3
46.815
4
2.1
-1.476
-8
-1.484
BMB
45.331
∑
8
-0.853
-32
-0.885
辅助计算
第三章角度测量
（一）.基本要求
1.了解电子经纬仪的基本构造及使用。
2.理解光学经纬仪的构造、检验和校正方法及水平角测量的误差来源及相应的消减措施。
3.掌握水平角、竖直角的概念及其相应的测量方法，重点掌握测回法。
（二）.重点与难点
重点：
掌握水平角、竖直角的测量原理、外业测量方法及测量成果的记录、计算。
重点概念：
水平角、竖直角、仪器横轴、经纬仪盘左、盘右位置，三角高程测量、竖盘指标差。
难点：
水平角测量的误差来源及相应的消减措施。
（三）.教学内容
讲述内容：
（2学时）角度测量；经纬仪应满足的几何条件。
经纬仪的读数方法；水平角与竖直角测量原理。
自学内容：
（5）角度测量的内外业及计算与处理；竖直角的计算公式推导；角度测量误差分析。
实验内容：
（2学时）经纬仪器的构造与使用；经纬仪的检验与校正，测回法，竖直角的观测。
（四）.复习思考题
1.何谓水平角？
用经纬仪照准同一竖直面内不同高度的两目标点时，其水平度盘的读数是否一样？
2.何谓竖直角？
照准某一目标点时，若经纬仪高度不一样，则该点的竖直角是否一样？
3.经纬仪有哪些主要轴线？
根据角度测量原理，它们应是怎样的理想关系？
4.下表是测回法观测水平角的观测记录，试进行有关计算。
水平角观测记录（DJ6测回法）
测站
目标
竖盘位置
水平度盘读数
角值
平均角值
备注
°′″
°′″
°′″
O
A
左
1300806
B
1901524
A
右
3100842
B
101612
5.DJ6型光学经纬仪由哪几部分组成？
各部分的作用是什么？
6.怎样安置经纬仪？
（按操作步骤说明）
7.盘左、盘右两个镜位的观测可消减哪些误差？
8.什么是竖盘指标差？
9.下表是一竖直角观测记录，试计算目标A、B的竖直角及仪器的竖盘指标差。
竖直角观测记录
测站
测点
盘位
竖盘读数
半测回角角值
一测回角值
指标差（x）
°′″
°′″
°′″
O
A
左
901038
右
2694942
B
左
821344
右
2774636
注：
竖盘为全圆顺时针注记，盘左视线水平时竖盘指标在90°附近。
（五）.例题选解
1.4题答案：
水平角观测记录（J6测回法）
测站
目标
竖盘位置
水平度盘读数
角值
平均角值
备注
°′″
°′″
°′″
O
A
左
1300806
600718
600724
B
1901524
A
右
3100842
600730
B
101612
2.9题答案：
竖直角观测记录
测站
测点
盘位
竖盘读数
半测回角角值
一测回角值
指标差（x）
°′″
°′″
°′″
O
A
左
901038
—001038
—001038
10″
右
2694942
—001018
B
左
821344
74616
74626
10″
右
2774636
74636
3.当测角精度要求较高时，应变换水平度盘不同位置，观测几个测回取平均值，变换水平度盘位置的计算公式是（B）A、90°/nB、180°/nC、270°/nD、360°/n
4.通过经纬仪竖轴的同一竖直面内不同高度的点在水平度盘上读取的读数是（D）A、点位越高，读数越大B、不相同C、点位越高，读数越小D、相同
5.地面上有A.B.C三点，已知AB边的坐标方位角αAB=130°30′，安置经纬仪于B点，测得其左夹角为150°30′，则BC边的坐标方位角是（D）A、461°B、281°C、20°D、101°
6.用经纬仪测水平角时，由于存在对中误差，瞄准误差而影响水平角的精度，这种误差大小与边长有关（B）A.边长越长，误差越小B.边长越短，误差越大C.边长越长，误差越大D.边长越短，误差越小
7.光学经纬仪安置于O点上，瞄准左目标M，水平度盘的读数为304°28′18″，瞄准目标N的水平度盘读数为76°52′54″，则水平角∠MON为（A）A、132°24′36″B、227°35′24″C、21°21′12″D、228°24′36″
8.水平角——空间相交的两条直线投影到同一水平面上所夹的角度。
9.用盘左、盘右测量同一点的竖直角取平均值，可消除（A）A、竖盘指标差B、视准轴不垂直横轴的误差C、竖轴不竖直的误差D、横轴不水平的误差
10.经纬仪横轴不垂直竖轴时，望远镜旋转视准面为（B）A、铅锤面B、倾斜面C、竖直面D、水平面
11.角度测量包括（BC）A、空间角测量B、水平角测量C、竖直角测量D、倾斜角测量E、方位角测量
12.DJ6级光学经纬仪的基本操作包括（ABCD）A、对中B、整平C、瞄准D、读数E、记录
13.反真方位角等于正真方位角+180°。
（×）
14.视准轴不垂直横轴，横轴不垂直于竖轴的误差，均与竖直角大小有关。
（√）
15.望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中，竖盘指标一定指在90°或270°上。
（×）
16.竖直角——同一竖直面内视线与水平线之间的夹角。
17.经纬仪瞄准目标P，盘左盘右的竖盘读数分别为81°47′24″和278°12′24″，其竖盘指标差χ是（A）A、-06″B、+06″C、-12″D、+12″
18.光学经纬仪应满足的条件是（BCDE）A、视准轴应平行水准管轴B、竖丝应垂直于横轴C、水准管轴应垂直于竖轴D、视准轴垂直于横轴E、横轴应垂直于竖轴
19.测角误差随着角值越大，误差就越大。
（×）
20.测水平角时，水平度盘与指标的运动关系是（A）A.水平度盘不动，指标动B.指标不动，水平度盘动C.水平度盘和指标都动D.指标和水平度盘都不动
21.测角时，当标杆倾斜而又瞄准标杆上部时，就产生目标偏心差，而影响测角精度的不利因素是（ABD）A.边长越短B.标杆越倾斜C.边长越长D.瞄准点越高E.瞄准点越低
22.经纬仪的安置工作包括对中、整平、瞄准、读数。
（×）
23.用测回法测量角度，可消除仪器误差中的（BCE）A.竖轴倾斜误差B.视准轴不垂直横轴的误差C.指标差D.度盘刻划误差E.横轴不垂直竖轴的误差
24.用测回法测水平角度为了减少度盘分划误差的影响，各测回应改变度盘位置进行观测。
（√）
25.在水平角测量中，已知角值为145°11′36″，在左目标读数为278°24′54″时，右目标读数为63°36′30″
26.用测回法测水平角时，两半测回角值之差应≤±40″
27.用经纬仪观测某一点的竖角，如果α左=α右，则说明（A）A.有竖盘指标差B.没有竖盘指标差C.有竖盘偏心差D.没有竖盘偏心差
28.经纬仪水平度盘调平用（B）A.微倾螺旋B.脚螺旋C.微动螺旋D.轴座固定螺旋
29.目前国产J6级光学经纬仪度盘分划值是（A）A.1°和30′B.2°和1°C.30′和15′D.2°和4°
30.竖角观测有指标差说明竖盘水准管不居中。
（×）
31.经纬仪横轴水平，则视准轴应处于（D）A.水平状态B.铅垂状态C.与横轴平行D.竖直面内
32.经纬仪垂球对中与光学对点器对中误差应分别小于（CE）A.5mmB.4mmC.3mmD.2mmE.1mm
33.DJ6光学经纬仪的读数方法有（BE）A.双平板玻璃测微器B.单平板玻璃测微器C.非数字化重合法D.数字化重合法E.分微尺测微器
34.经纬仪照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴。
（√）
35.经纬仪水平度盘按顺时针方向刻划注记。
（√）
第四章距离测量与直线定向
（一）基本要求
1.了解距离测量的光电测距法，全站仪及其使用。
2.理解钢尺的一般量距、精密量距方法。
3.掌握直线定线；直线定向、方位角的概念，坐标方位角的推算。
（二）重点与难点
1.重点：
钢尺量距、直线定向、坐标方位角的推算。
重点概念：
直线定线、尺长方程式、直线定向、子午线收敛角和磁偏角、坐标方位角、正反坐标方位角、象限角。
2.难点：
钢尺精密量距外业成果的改正，坐标方位角的推算。
（三）.教学内容：
1.讲述内容（2学时）量距的工具及方法和精度；直线定向的概念；标准方向线的种类；方位角；坐标方位角的推算。
2.自学内容（2学时）距离测量的误差分析；钢尺量距的一般方法施测，钢尺量距的精密法；钢尺尺长方程式；光电测距。
3.实验学时（5学时）钢尺量距的一般方法、罗盘仪的使用、光电测距
（四）.复习思考题
1.进行直线定线的目的是什么？
目估定线通常是怎样进行的？
2.钢尺精密量距需要进行哪三项改正？
3.简述光电测距的原理。
4.什么是直线定向？
确定直线的方向采用的标准方向有那几种？
5.直线的方向可用什么来表示？
解释方位角和象限角的概念。
（五）.例题选解
1.表示直线方向的有（CD）A、水平角B、竖直角C、方位角D、象限角E、倾斜角
2.方位角——由标准方向的北端顺时针方向量到该直线的夹角。
3.方位角就是从标准方向的北端逆时针方向量到该直线的夹角。
（×）
4.直线定向——确定直线与标准方向之间的水平角度。
5.磁偏角的角值是个固定值。
（×）
6.直线定向的基本方向有（ABD）A.真北B.轴北C.子午线D.磁北E.Y轴
7.地面直线的真方角与磁方位不相等时，说明有子午线收敛角。
（×）
8.罗盘仪用于测定直线的（B）A.真方位角B.磁方位角C.坐标方位角D.象限角
9.根据量距精度要求不同，一般分为（CE）A、直接量距B、间接量距C、一般方法量距D、视距E、精密量距
10.精密量距时，只要每尺段进行尺长改正，温度改正，高差改正，便可得到该尺段的实际长度。
（×）
11.有一把已检定过的钢尺，其尺长方程式为lt=30－0.003＋0.000012（t－20°）×30m，现在气温为28℃，此时钢尺实长为 30m 。
12.用30米钢尺往返丈量某段距离，已知测一尺段的中误差为±0.004m，D往=113.942m，D返=113.954m，求往（返）测中误差mD往=±0.008m，其平均距离的中误差mD均=±0.006m。
13.在导线ABC中，BA.BC的坐标方位角分别为205°30′和119°30′，则左夹角∠ABC为（C）A.86°B.94°C.274°D.－266°
14.如图，
观测数据如图。
试求出1-2边的正反坐标方位角和2-C边的反坐标方位角。
答案：
，
，
15.丈量两段距离，甲段往测为126.780米，返测126.680米，乙段往返测分别为397.230米和397.330米，两段距离往返测差数均为0.1米，是否可以说两段距离丈量精度相等，如果不等，哪一段量得比较精确？
为什么？
两段距离丈量结果各等于多少？
解：
甲段：
D甲＝126.730mK甲＝0.1／126.730＝1／1267
乙段：
D乙＝397.280m K乙＝0.1／397.280＝1／3973
因为K甲 ＞ K乙，所以 乙 段精度高。
16.地面上有A.B.C三点，已知AB边的坐标方位角αAB=130°30′，安置经纬仪于B点，测得其左夹角为150°30′，则BC边的坐标方位角是（D）A、461°B、281°C、20°D、101°
17.用钢尺进行一般方法量距，其测量精度一般能达到（C）A、1/10—1/50B、1/200—1/300C、1/1000—1/500
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