土木工程測量

第一部分 測量學的基本知識

第1章 土木工程測量概述3
1.1測量學基礎3
1.1.1測量學的含義3
1.1.2測量學分類4
1.1.3測量學的發展5
1.2點的平面座標和高程6
1.2.1地球的形狀與大小6
1.2.2地麵點的表示方法7
1.2.3地球曲率對測量工作的影響12
1.3測量工作的內容與原則13
1.3.1測量工作的基本內容13
1.3.2測量工作應遵循的原則13
1.3.3測量的基本工作14
思考題15

第2章 水準測量16
2.1水準測量原理16
2.2水準測量的儀器和設備17
2.2.1DS3型水準儀的構造17
2.2.2水準尺與尺墊20
2.2.3水準儀的使用21
2.3水準測量與成果計算22
2.3.1水準點與水準路線22
2.3.2水準測量施測24
2.3.3水準測量檢核25
2.4水準測量的誤差29
2.4.1儀器誤差29
2.4.2觀測誤差29
2.4.3外界條件影響30
2.5微傾式水準儀的檢驗與校正31
2.5.1圓水準器軸平行於儀器豎軸31
2.5.2十字絲橫絲垂直於豎軸31
2.5.3水準管軸平行於視准軸32
2.6自動安平水準儀與精密水準儀33
2.6.1自動安平水準儀33
2.6.2精密水準儀和精密水準尺34
2.6.3電子水準儀35
思考題37

第3章 角度測量38
3.1角度測量原理38
3.2光學經緯儀的構造與使用方法39
3.2.1光學經緯儀的結構39
3.2.2光學經緯儀的讀數方法41
3.2.3光學經緯儀的使用42
3.3水平角測量43
3.3.1測回法測量水平角44
3.3.2全圓測回法測量水平角45
3.4豎直角測量47
3.4.1豎直度盤的構造47
3.4.2豎直角觀測47
3.4.3豎盤指標差48
3.5角度測量的誤差49
3.5.1儀器誤差49
3.5.2角度觀測誤差50
3.5.3外界條件的影響50
3.6全站儀及其使用51
3.6.1全站儀概述51
3.6.2全站儀的結構52
3.6.3全站儀的安置52
3.6.4全站儀測量角度53
思考題55

第4章 距離測量57
4.1距離測量概述57
4.1.1量距工具57
4.1.2直線定線58
4.1.3一般量距方法59
4.1.4鋼尺量距的注意事項61
4.2視距測量61
4.2.1視距測量原理61
4.2.2視距測量的觀測和計算63
4.2.3視距測量的誤差來源及消減方法63
4.3全站儀測距64
4.3.1光電測距原理64
4.3.2全站儀測距過程65
4.4直線定向67
4.4.1標準方向線67
4.4.2直線方向的表示方法與推算67
4.4.3方位角間的關係68
4.4.4座標方位角與推算68
4.4.5象限角69
思考題70

第5章 誤差理論71
5.1測量誤差產生的原因及其分類71
5.1.1系統誤差72
5.1.2偶然誤差72
5.2等精度條件下觀測值的算術平均值74
5.3衡量精度的標準75
5.3.1平均誤差75
5.3.2中誤差75
5.3.3允許誤差76
5.3.4相對誤差76
5.4誤差傳播定律76
5.4.1線性函數的中誤差77
5.4.2非線性函數的中誤差79
5.5觀測值及算術平均值的中誤差80
5.5.1等精度觀測值的中誤差80
5.5.2算術平均值的中誤差82
5.6不等精度觀測83
5.6.1權84
5.6.2不等精度觀測的 或是值85
5.6.3不等精度觀測的中誤差86
思考題87

第二部分 測定與測設

第6章 小區域控制測量91
6.1控制測量概述91
6.1.1控制測量的概念91
6.1.2平面控制網92
6.1.3高程控制網94
6.2導線測量95
6.2.1導線測量概述95
6.2.2導線測量的外業工作96
6.2.3導線測量的內業計算97
6.3交會法定點107
6.3.1前方交會107
6.3.2側方交會108
6.3.3後方交會108
6.3.4距離（測邊）交會108
6.4高程控制測量109
6.4.1三、四等水準測量109
6.4.2三角高程測量111
思考題112

第7章 地形圖114
7.1地形圖的基本知識114
7.1.1概述114
7.1.2地形圖比例尺115
7.1.3地形圖的分幅與編號116
7.1.4地形圖的圖外注記119
7.2地形圖的符號與表示120
7.2.1地物符號122
7.2.2地貌符號與表示122
7.3地形圖應用概述125
7.3.1地形圖的主要用途125
7.3.2地形圖的閱讀125
7.4地形圖應用的基本內容126
7.4.1在地形圖上確定任一點的平面座標126
7.4.2求圖上兩點間的距離127
7.4.3求圖上直線的座標方位角128
7.4.4在地形圖上確定點的高程128
7.4.5在地形圖上確定兩點間的坡度128
7.4.6在地形圖上按設計坡度選擇 短路線129
7.5地形圖在工程建設中的應用129
7.5.1繪製地形斷面圖129
7.5.2確定匯水面積130
7.5.3填、挖土方量計算131
7.5.4圖形面積量算133
思考題135

第8章 數字化測圖136
8.1數字化測圖技術概述136
8.2全站儀野外數據採集137
8.2.1野外數據採集概述137
8.2.2全站儀座標測量模式138
8.2.3全站儀初始設置139
8.2.4座標測量140
8.3草圖法採集數據141
8.3.1草圖法概述141
8.3.2草圖法野外數據採集步驟141
8.3.3草圖法野外數據採集注意事項143
8.3.4草圖繪製143
8.3.5數據傳輸144
8.4電腦繪製地形圖144
8.4.1軟體及繪圖144
8.4.2地形圖分幅整飾145
8.5地形圖的檢查和驗收146
8.5.1地形圖的檢查146
8.5.2驗收147
8.5.3地形圖測繪的成果資料147
思考題147

第9章 測設的基本知識148
9.1施工測量概述148
9.1.1施工測量的主要內容148
9.1.2施工測量的特點與要求148
9.1.3施工控制網149
9.2點位測設的基本工作150
9.2.1測設已知水準距離150
9.2.2測設已知水平角151
9.2.3點的高程測設151
9.2.4測設已知坡度152
9.3點位平面位置測設的方法153
9.3.1直角坐標法153
9.3.2極座標法154
9.3.3角度交會法155
9.3.4距離交會法155
9.4建築基線的測設156
9.5全站儀放樣156
思考題158

第10章 GNSS測量159
10.1GNSS的基本理論159
10.1.1GNSS概述159
10.1.2GPS組成160
10.1.3GPS定位的基本原理161
10.1.4GPS接收機基本類型161
10.1.5GPS網的佈設162
10.2GPS坐標系統和高程系統162
10.2.1GPS常用坐標系統162
10.2.2GPS高程系統163
10.2.3GPS測高方法163
10.3靜態GPS控制測量164
10.3.1GPS定位分類164
10.3.2控制點的佈設165
10.3.3GPS基線解算166
10.4GPS-RTK測量168
10.4.1GPS-RTK測量原理168
10.4.2GPS-RTK碎部測量168
10.4.3GPS-RTK放樣169
10.5連續運行（衛星定位服務）參考站170
10.5.1CORS的概念170
10.5.2CORS的構成171
10.5.3網路RTK172
思考題173

第三部分 土木工程測量應用專題

第11章 建築工程測量177
11.1建築場地施工控制網概述177
11.1.1平面控制網177
11.1.2高程控制網179
11.2民用建築放樣180
11.2.1建築物放樣180
11.2.2龍門板（或控制樁）設置180
11.2.3高層建築施工測量181
11.3工業廠房放樣184
11.3.1廠房控制網的放樣184
11.3.2廠房柱列軸線放樣185
11.3.3柱列基礎放樣185
11.3.4廠房構件安裝測量186
11.4建築物的變形觀測187
11.4.1建築物的沉降觀測187
11.4.2建築物的傾斜觀測189
11.5竣工總平面圖的編繪190
思考題191

第12章 道路工程測量192
12.1道路中線測量192
12.1.1測算轉向角α192
12.1.2測設中樁（里程樁）193
12.2圓曲線測設193
12.2.1圓曲線要素的計算194
12.2.2圓曲線主點的測設194
12.2.3圓曲線的詳細（加密）測設195
12.3縱橫斷面圖測量198
12.3.1縱斷面圖的測繪198
12.3.2橫斷面圖的測繪200
12.4道路施工測量202
12.4.1施工控制樁測設202
12.4.2路基測設203
12.4.3豎曲線的測設204
12.4.4土方量的計算205
12.5GNSS在路線測量中的應用205
12.5.1GNSS控制網佈設205
12.5.2GNSS控制網的觀測工作206
思考題208

第13章 橋樑工程測量209
13.1概述209
13.1.1我國橋樑的發展209
13.1.2橋樑建設中的測量工作209
13.2橋樑控制網的佈設與測量210
13.2.1橋樑平面控制網的佈設與測量210
13.2.2橋樑高程控制網的佈設與測量212
13.3橋樑施工測量213
13.3.1橋樑墩、台中心的測設213
13.3.2墩、台縱、橫軸線的測設214
13.3.3基礎施工放樣215
13.3.4橋墩細部放樣216
13.3.5架梁時的測量工作216
13.3.6橋樑工程變形監測216
13.3.7橋樑的竣工測量216
思考題217

第14章 地下工程測量218
14.1地下工程測量概述218
14.2地下工程控制測量219
14.2.1地下工程平面控制測量219
14.2.2地下工程高程控制測量221
14.3隧道聯繫測量221
14.3.1隧道洞口聯繫測量221
14.3.2豎井聯繫測量222
14.4隧道施工測量227
14.4.1隧道洞內中線和腰線測設227
14.4.2隧道洞內施工導線測量和水準測量228
14.4.3隧道盾構施工測量228
14.5管道施工測量229
14.5.1準備工作229
14.5.2地下管道放線測設229
14.5.3地下管道施工測量231
14.5.4架空管道施工測量232
14.5.5頂管施工測量232
14.5.6地下建築工程竣工測量233
14.6新技術在隧道施工中的應用233
14.6.1雷射技術233
14.6.2自動導向系統234
思考題234

第15章 建築物點雲數據獲取與應用236
15.1三維鐳射掃描器236
15.1.1產品特點236
15.1.2規格參數237
15.1.3三維數據後處理軟體237
15.2機載LiDAR系統242
15.2.1LiDAR概述242
15.2.2LiDAR數據格式244
15.2.3LiDAR應用於建築物提取246
思考題248

參考文獻249