【岩土结构基础工程测量】第1讲测量基本概念水准测量角度测量.pptx
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1、2019年张工培训注册岩土工程师 专业基础精讲课-工程测量第1讲:测量基本概念、水准测量、角度测量 主讲:马老师网络授课 课后视频 及时答疑 专有题库岩土基础群283982936 公共基础群24849526工程测量考试大纲 3专业岩土、结构专业给排水专业1、测量基本概念地球的大小和形状、地面点位的确定、测量工作基本概念未做要求2、水准测量水准测量原理、水准仪的构造、使用和检验校正、水准测量方法及成果整理未做要求3、角度测量经纬仪的构造、使用和检验校正、水平角观测、垂直角观测未做要求考试大纲 4专业岩土、结构专业给排水专业4、距离测量卷尺量距、视距测量、光电测距未做要求5、测量误差 基本 知识测
2、量误差分类与特性、评定精度的标准、观测值的精度评定、误差传播定律测量误差分类与特性、评定精度、观测值的精度评定、误差传播定律6、控制测量平面控制网的定位与定向、导线测量、交会定点、高程控制测量平面控制网的定位与定向、导线测量、交会定点、高程控制测量考试大纲 5专业岩土、结构专业给排水专业7、地形图测绘地形图基本知识、地物平面图测绘、等高线地形图测绘地形图基本知识、地物平面图测绘、等高线地形图测绘8、地形图应用地形图应用的基本知识、建筑设计中的地形图应用、城市规划中的地形图应用建筑设计中的地形图应用、城市规划中的地形图应用9、建筑工程测量建筑工程控制测量、施工放样测量、建筑安装测量、建筑工程变形
3、观测建筑工程控制测量、施工放样测量、建筑安装测量、建筑工程变形观测本次课主要内容三、角度测量;6一、测量基本概念;二、水准测量;地面点位的确定;地球的形状和大小;2010;2012 7一、测量基本概念 岩土/结构历年考题测量工作基本概念。2002;2003;2005;20112013;20141.1测量学研究任务l 研究地球的形状和大小以及确定地面(空中、地下和海底)研究地球的形状和大小以及确定地面(空中、地下和海底)点位的科学。点位的科学。l 包括包括测定测定和和测设测设两大部分两大部分(1)(1)测定测定:从地面从地面到图纸到图纸供使用供使用(2)(2)测设测设:从图纸从图纸到地面到地面作
4、为施工依作为施工依据据8地球的形状与大小l 一个表面起伏较大的一个表面起伏较大的椭球;椭球;l 地球又是一个近似地球又是一个近似光滑的水球;光滑的水球;l 两极稍偏、赤道略鼓,平均半径两极稍偏、赤道略鼓,平均半径6371km。91.2测量工作的基准线-铅垂线l 地球任一点受到地球任一点受到离心力离心力 和和地球引力地球引力的双重作用的双重作用,两个力的合力为重力,两个力的合力为重力,重力的方向线为铅垂重力的方向线为铅垂线;线;l 地球内部质量分布不均地球内部质量分布不均 匀,铅垂线方向不规则匀,铅垂线方向不规则 变化。变化。地心引力地心引力 重力重力G G重力的方向线称为铅垂线离心力离心力地心
5、地心O O10水准面l 自由静止的水面;l 是等位面,有无数个连续曲面;l 处处与铅垂线垂直;11测量工作的基准面-大地水准面静止平均海水面静止平均海水面设想当海洋处于静止均衡状态时,将它延伸到陆地内部所设想当海洋处于静止均衡状态时,将它延伸到陆地内部所 形成的封闭曲面。形成的封闭曲面。(平均海水平均海水面面);特性特性:唯一性唯一性、等位面、不规则曲、等位面、不规则曲面和与铅垂线垂直。面和与铅垂线垂直。大地水准面大地水准面大地体大地体陆地陆地12 131.3确定地面点位方法 14参考椭球旋转椭球旋转椭球数学椭球数学椭球长半径为长半径为a,扁率扁率地球平均半径地球平均半径 R=6371km 2
6、 2 2 短半径为短半径为b Y 与大地体非常接近的与大地体非常接近的Z数学模型数学模型 15Xl 2002l 由下列何项无限延伸而形成的连续的封闭曲面称为大地水 准面。()l A自由静止的水平面 B 自由静止的海平面l C任意海水面 D平均海水面l 2010l 大地水准面具有的特点是()。l A 可以用数字公式表述 B 是一个重力场等位面l C 有无穷多个 D 比较规则的曲面 161.4 坐标系统l 1)大地坐标系基准面:参考椭球面基准线:法线l 1.1954年北京坐标系l 2.1980国家大地坐标系l 3.WGS-84世界大地坐标系17NP,P(L L B B H H)1 1、确定椭球的形
7、状和大小、确定椭球的形状和大小 2 2、椭球的定位和定向、椭球的定位和定向起始大地起始大地 子午面子午面 赤道面赤道面、大地经度大地经度L L大地纬度大地纬度B BO B大地高大地高H HHL)18KES坐标起算点-大地原点19801980国家大地坐国家大地坐标系标系位于陕西省泾阳县永乐位于陕西省泾阳县永乐镇镇东经东经108 55,北纬,北纬34 32,海拔,海拔417.20m192)独立平面直角坐标系xl 在半径在半径R10km的范围内,可用水平面代替大地水准面作为基的范围内,可用水平面代替大地水准面作为基 准面。准面。l 以磁子午线的方向作为以磁子午线的方向作为X轴,轴,向北为正;其垂直方
8、向为向北为正;其垂直方向为Y轴,轴,向东为正。向东为正。l 坐标原点选在测区西南角。坐标原点选在测区西南角。测区20yo测量独立平面直角坐标系与数学笛卡尔平面直角坐标系X笛卡尔平面直角坐标系 21II IY XIV I独立平面直角坐标系III IIIII IVY3)高斯投影和高斯平面直角坐标系l 高斯投影横切椭圆柱正形投影,等角投影。l 目的:将椭球面坐标转换为平面坐标。22高斯投影的概念(等角)NI O赤道面中央子午线23SM分带投影l 中央子午线和赤道投影后中央子午线和赤道投影后 成相互垂直的直线。成相互垂直的直线。l 中央子午线长度不变中央子午线长度不变,离离 中央子午线越远变形越大。中
9、央子午线越远变形越大。l 为保证投影精度为保证投影精度,必须采必须采 用用分带投影分带投影。24高斯投影分带o o(1)6度投影带度投影带:中央子午线经度中央子午线经度为为(2)3度投影带度投影带:中央子午线经度中央子午线经度为为L0 =6 N 一 3 oL0 =3 n25高斯投影和高斯平面直角坐标系l 如:如:l x坐标:坐标:中央子午线向中央子午线向西平西平 移移500km,向北为正。,向北为正。l y坐标:赤道,向东为坐标:赤道,向东为正。正。l 为区分点位所在的高斯投为区分点位所在的高斯投 影带,在影带,在Y坐标前必须加两坐标前必须加两 位数的位数的带号带号。=3516432.695m
10、=20587634.230mx AyA26往届真题l 2012l 测量学中高斯平面直角坐标系,X轴、Y轴的定义:()。l A X轴正向为东,Y轴正向为北 B X轴正向为西,Y轴正向为南l C X轴正向为南,Y轴正向为东 D X轴正向为北,Y轴正向为东27我国六度带带号 N=1323,三度带带号n=2445 28如何计算当地的中央子午线3度带中央子午线计算公式,(当地经度-1.5度)/3=n:除尽,表 示该经度位于n和n+1带交界处;当没有除尽,N有余数时,该经度位于(n+1)度带,中央子午线L=3(n+1)。l 练习题l 某点精度为118 50,,计算其所在的6度带号和该带中央子午线 的经度。
11、l 解析带号20,中央子午线为1 1 7 。l 6度带中央子午线计算公式,当地经度/6=n:除尽,经度位于n 和n+1带交界处;当没有除尽,得n后有余数时,该经度位于(n+1)度带,中央子午线L=6(n+1)-3;l291.5 地面点的高程l 绝对高程绝对高程H(海拔海拔):地面地面 点沿铅垂线方向到大地水准点沿铅垂线方向到大地水准 面的距离面的距离l 相对高程相对高程H:地面点沿:地面点沿铅垂铅垂 线方向到任意水准面的距离线方向到任意水准面的距离l 高差高差h:地面两:地面两点高程之差点高程之差地面点沿铅垂线方向到高程基准面的距离。地面点沿铅垂线方向到高程基准面的距离。hAB =HB -HA
12、=H-H30AB水准原点1956年黄海高程系:年黄海高程系:H。=72.289m 1985年国家高程系:年国家高程系:H。=72.260ml 青岛观象山,黄海平均海水青岛观象山,黄海平均海水面为高程基准面。面为高程基准面。31岩土真题l 2005l“海拔”是地面点到()的垂直距离。l A水平面 B水准面 C大地水准面 D静止海平面l 2010l 下列何项作为测量外业工作的基准面?()l A水准面 B参考椭球面 C大地水准面 D平均海水面321.5 地面点位置的确定(三要素x,y;H)l 高程系统:高差 33l 坐标系统:水平距离、水平角往届真题l 2003l 确定地面点位相对位置的三个基本观测
13、量是水平距离和以 下哪项?()l A水平角和方位角 B水平角和高差l C方位角和竖直角 D竖直角和高差l 2011l 确定地面点位相对位置的三个基本观测量是水平距离及()。l A水平角和方位角 B水平角和高差l C方位角和竖直角 D竖直角和高差 341.6 测量工作概述l 地球表面所有地理空间信息地球表面所有地理空间信息总称为总称为地形地形。l 地物地物:地面上人造和天然的固定物体;:地面上人造和天然的固定物体;l 地貌地貌:地面高低起伏的形态。:地面高低起伏的形态。35测量工作原则l 在测量布局上,应遵循“从整体到局部”的原则;l 在测量程序上,应遵循“先控制后碎部”的原则;l 在测量精度上
14、,应遵循“由高级到低级”的原则;l 在测量过程中,应遵循“步步检核,杜绝错误”的原则。36测量基本工作、基本技能l 基本工作:测高程、测角和量距。l 基本技能:观测、计算和绘图。37往届真题l 2013l“从整体到局部,先控制后碎部”是测量工作应遵循的原则,遵循这个 原则的要求包括下列何项?()l A防止测量误差的积累 B 提高观测值精度l C 防止观测误差积累 D提高控制点精度l 2014l 下列何项反映了测量工作应遵循的原则?()l A先测量,后计算 B先控制,后碎部l C先平面,后高程 D先低精度,后高精度l 2008l 测量学的基本内容包括水平角测量及以下内容:()。l A距离测量与方
15、位测量l B高程测量与方位测量l C距离测量与高程测量l D高程测量与弧度测量38一、测量基本概念总结合理简化大地水准面大地水准面测量基本工作:测高程、测角和量距大地坐标系大地坐标系独立平面直角坐标系独立平面直角坐标系 高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系地形:地物+地貌地球大、复杂测量基本原则坐标系统点位确定椭球椭球6371km6371km铅垂线铅垂线大地原点大地原点水准原点水准原点39二、水准测量 40水准测量考试大纲 结构(岩土)历届考题2007;2009;20102002;2005;2007;2012;20182002;2011 41水准仪的构造、使用和检验校正;水准测量原理;水准测量
16、方法及成果整理。水准测量考试大纲 给排水历届考题 42水准仪的构造、使用和检验校正;2007;2009;2016水准测量方法及成果整理。20162014;2016(测设)水准测量原理;水准测量主要内容:2.2水准仪的构造、使用和检验校正;2.3 水准测量方法及成果整理。2.1水准测量原理;432.1 水准测量原理l 测量地面上各点高程的工作,称为高程测量。水准测量、测量地面上各点高程的工作,称为高程测量。水准测量、三角高程测量、物理高三角高程测量、物理高程测量和程测量和GPS高程测量。高程测量。l 水准测量原理水准测量原理:利用水准仪提供的一条水平视线,借助水:利用水准仪提供的一条水平视线,借
17、助水 准尺来测定地面两点准尺来测定地面两点间的高差,从而由已知点的高程和测间的高差,从而由已知点的高程和测 得的高差,求出待定点的高程。得的高差,求出待定点的高程。l 2010结构结构l 下列何项是利用仪器所提供的一条水平视线来获取两点之下列何项是利用仪器所提供的一条水平视线来获取两点之 间高差的测量方法?间高差的测量方法?()A三角高程测量三角高程测量 B物理高程测量物理高程测量 C水准测量水准测量 DGPS测量测量44水准测量原理1.1.高差法高差法:2.视线高法视线高法:abhAB=后视读数后视读数-前视读数前视读数 h AB =a-bHB =HA +hAB =HA +a-bH i =H
18、 A +H B =H i -待定点待定点B点的高程:点的高程:45水准测量仪器:水准仪;工具:水准尺和尺垫l 水准仪按其精度划分四个等级:精密水准仪DS05DS05、DS1DS1;普通水准仪DS3DS3、DS10DS10DD大地测量;SS水准仪;后面的数字代表仪器的测量精度(每公里往返测高差中数的中误差mmmm,即精度)。l 水准仪按其构造可分为四种:微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪和激光水准仪46往届真题l 2007结构l 水准测量是测得前后两点高差,通过其中一点的高程推算出未 知点的高程。测量时通过水准仪提供的()测得的。l A 视准轴 B水准管轴线 C水平视线 D铅垂线l 200
19、9结构l D点高程Hm=43.251m,测得后视读数a=1.000m,前视读数 b=2.283m。则视线高Hi和待求点N的高程分别为()。l A 45.534m,43.251m B 44.251m,41.968ml C40.968m,38.685m D42.251m,39.968ml 解析视线高程=点高程+读数;高差=后视读数-前视读数。47往届真题l 2014给排水l 利用高程为HA=25.245m的水准点A,测设B点高程为26.164m,仪器设在A、B两点中间时,在A尺上读数为1.526m,则B尺上 读数应为()。l A1.526m B0.919m C-0.919 D0.607ml 解析高
20、差=后视读数-前视应读读数(高程测设);l 2016给排水l 欲 放 样B 点 的 设 计 高 程HB =6.0 0 0 m,已 知 水 准 点 高 程HA=3.545m,水准仪后视A点水平读数a=2.817m,放样B点设计高 程的前视读数:()l Ab=3.545m Bb=1.555m Cb=2.362m Db=0.362ml 解析高差=后视读数-前视应读读数(高程测设)。482.2 微倾式水准仪的构造组成:望远镜、水准器、基座49往届真题l 2012结构l DS3型微倾式水准仪主要组成部分:()l A物镜、水准器、基座 B望远镜、水准器、基座l C望远镜、三角架、基座 D 仪器箱照准器三角
21、架50(1)望远镜视准轴(视线)CC:物镜光心与十字丝交点的连线 视准轴在测量时必须保持水平,也就是水平视线。在水准测量时,用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。物镜物镜1 1、目镜目镜2 2、对光调焦透镜、对光调焦透镜3 3、十字丝分、十字丝分划板划板4 4、物镜对、物镜对 光螺旋光螺旋5 5、目镜对光螺旋目镜对光螺旋6 6组成组成 51视差-注意消除l 当眼睛在目镜端上下微微移动时,发现十字丝与目标影像 有相对运动。目标成像的平面和十字丝平面不重合,影响读数的正确性。重新仔细进行物镜对光,直到眼睛上下移动,读数不变为 止。(十字丝和目标像都十分清晰)52(2)水准器l 管水准器l 圆水准器53
22、管水准器用来指示视准轴是否水平 管水准器又称为水准管管水准器又称为水准管 (酒精乙醚混合液)(酒精乙醚混合液)水准管分划值:是水水准管分划值:是水准管准管 表面表面2 2mmmm圆弧所对应的圆心圆弧所对应的圆心 角角 水准管轴水准管轴LLLL:过水准管零:过水准管零 点所作圆弧的切线点所作圆弧的切线54管水准器气泡居中调节l 符合气泡观察窗l 调节微倾螺旋55圆水准器指示仪器竖轴是否竖直(概略整平)圆水准器分划值圆水准器分划值:是圆水准器:是圆水准器 表面表面2mm圆弧所对应的圆心角圆弧所对应的圆心角(气泡中心偏移零点(气泡中心偏移零点2mm轴线倾轴线倾 斜角值斜角值8-10分)分)圆水准器轴
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