土木工程測量

內(nèi)容概要

本書共分十五章，第一章為工程測量基本知識(shí)；第二至四章為測量的基本工作，即高程測量、角度測量、距離測量；第五章為測量誤差基本知識(shí)；第六至七章為定向測量及小地區(qū)控制測量；第八至十章為地形圖的基本知識(shí)、地形圖的測繪、地形圖的應(yīng)用；第十一章為施工放樣的基本工作；第十二章為工業(yè)與民用建筑施工測量；第十三章為道路與橋梁施工測量；第十四章為地產(chǎn)測量；第十五章為測繪新技術(shù)，主要介紹全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、數(shù)字地球等。    本書可作高等學(xué)校土木、交通、規(guī)劃、水利、農(nóng)林等專業(yè)的教材，也可作為注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師、注冊(cè)巖土工程師基礎(chǔ)考試的學(xué)習(xí)用書，還可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 測量基本知識(shí)  1.1 測繪的基本內(nèi)容、任務(wù)和作用  1.2 我國測繪學(xué)發(fā)展概況  1.3 地球的形狀和大小  1.4 地面點(diǎn)位的確定  1.5 用水平面代替球面的限度  1.6 測量工作概述  習(xí)題一第二章 水準(zhǔn)測量  2.1 水準(zhǔn)測量原理  2.2 水準(zhǔn)儀及其使用  2.3 水準(zhǔn)測量方法  2.4 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正  2.5 精密水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀  2.6 水準(zhǔn)測量的誤差及注意事項(xiàng)  習(xí)題二第三章 角度測量  3.1 角度測量原理  3.2 光學(xué)經(jīng)緯儀及其使用  3.3 水平角觀測  3.4 垂直角觀測  3.5 精密經(jīng)緯儀  3.6 電子經(jīng)緯儀  3.7 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正  3.8 角度測量的誤差來源及注意事項(xiàng)  習(xí)題三第四章 距離測量  4.l 鋼尺量距  4.2 電磁波測距  4.3 視距測量  習(xí)題四第五章 測量誤差及測量平差  5.1 測量誤差概述  5.2 衡量測量精度的指標(biāo)  5.3 誤差傳播定律  5.4 測量平差原理  5.5 等精度觀測的直接平差  5.6 非等精度觀測的直接平差  習(xí)題五第六章 定向測量  6.1 直線定向  6.2 坐標(biāo)計(jì)算原理  6.3 坐標(biāo)方位角的推算  6.4 羅盤儀和陀螺儀及其使用  習(xí)題六第七章 小地區(qū)控制測量  7.1 控制測量概述  7.2 導(dǎo)線測量  7.3 小三角測量  7.4 交會(huì)定點(diǎn)  7.5 全站儀極坐標(biāo)法  7.6 高程控制測量  習(xí)題七 第八章 地形圖的基本知識(shí)  8.1 地形圖的數(shù)學(xué)要素  8.2 地形圖的地理要素  8.3 地形圖的整飾要素  8.4 地形圖的分幅與編號(hào)  習(xí)題八第九章 大比例尺地形圖的測繪  9.1 測圖前的準(zhǔn)備工作  9.2 平板儀及其使用  9.3 地形測圖方法  9.4 數(shù)字測圖概述  9.5 航空攝影測量概述  習(xí)題九第十章 地形圖的應(yīng)用  10.1 地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容  10.2 地形圖在工程建設(shè)中的應(yīng)用  10.3 地形圖上的面積量算  10.4 地形圖在平整土地中的應(yīng)用及土方量計(jì)算第十一章 施工測量基本工作第十二章 工業(yè)與民用建筑施工測量第十三章 道路與橋梁工程測量第十四章 地產(chǎn)測量第十五章 測繪新技術(shù)簡要

章節(jié)摘錄

　　1．基座：　　基座位于儀器的下部，由軸座、腳螺旋和底板等部件組成?；闹虚g為基座軸座，儀器　　的豎軸軸套可以插入基座軸座內(nèi)旋轉(zhuǎn)，基座上還設(shè)有軸座固定螺旋，擰緊軸座固定螺旋可以將照準(zhǔn)部固定在基座上?；系娜齻€(gè)腳螺旋，用于整平儀器?；装宓闹醒胗新菘?，將三腳架頭上的連接螺旋旋進(jìn)螺孔內(nèi)，可以將儀器連接到三腳架上。　　2．水平度盤：　　水平度盤是一個(gè)光學(xué)玻璃圓盤，其邊緣按順時(shí)針方向刻有0°～360°的刻劃。水平度盤的　　軸套套在豎軸軸套的外面，可以繞豎軸軸套旋轉(zhuǎn)。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，水平度盤并不隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。如　　要改變某方向的水平度盤讀數(shù)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)換盤手輪，使水平度盤上的某刻度對(duì)準(zhǔn)讀數(shù)指標(biāo)。某些型號(hào)的儀器則裝置復(fù)測器扳手，用來使水平度盤與照準(zhǔn)部連接或脫開。將復(fù)測器扳手扳下時(shí)，水平度盤與照準(zhǔn)部一起轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)水平度盤讀數(shù)不變，將復(fù)測器扳手扳上時(shí)，水平度盤與照準(zhǔn)部分離，此時(shí)水平度盤讀數(shù)會(huì)隨著照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)而改變?！　?．照準(zhǔn)部：　　照準(zhǔn)部是基座之上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的整體的總稱，它由望遠(yuǎn)鏡、垂直度盤、水準(zhǔn)器、光學(xué)讀　　數(shù)設(shè)備、橫軸、支架、水平制動(dòng)與微動(dòng)螺旋、望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)與微動(dòng)螺旋等部件組成。照準(zhǔn)部的旋　　轉(zhuǎn)軸即為儀器的豎軸，豎軸可以在豎軸軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn)?！　≌諟?zhǔn)部上的望遠(yuǎn)鏡通過橫軸安置在照準(zhǔn)部兩側(cè)的支架上，其構(gòu)造與水準(zhǔn)儀上的望遠(yuǎn)鏡基本相同，也是由物鏡、目鏡、十字絲分劃板和調(diào)焦透鏡組成。但為了便于照準(zhǔn)目標(biāo)，經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲和豎絲一般設(shè)計(jì)為一半為單絲，一半為雙絲的形式。垂直度盤安裝在橫軸的一側(cè)，望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，垂直度盤隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。與垂直度盤配套的還有垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)管及其調(diào)節(jié)螺旋?！　≌諟?zhǔn)部上安裝有水準(zhǔn)管，它的作用是精確整平儀器，使儀器的豎軸處于鉛垂位置，并根據(jù)儀器內(nèi)部應(yīng)具備的幾何關(guān)系使水平度盤和橫軸處于水平位置。照準(zhǔn)部上還設(shè)有光學(xué)對(duì)中器，用于光學(xué)對(duì)中。　　照準(zhǔn)部上反光鏡的作用是將外部光線反射進(jìn)入儀器，通過一系列透鏡和棱鏡，將度盤和分微尺的影像反映到讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，以便讀出水平度盤或豎直度盤的讀數(shù)。　　照準(zhǔn)部在水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由水平制動(dòng)螺旋和水平微動(dòng)螺旋控制，望遠(yuǎn)望在豎直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)由望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋控制。觀測時(shí)，用粗瞄準(zhǔn)器瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方的目標(biāo)，擰緊照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋。然后轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦手輪，將目標(biāo)清晰成像在十字絲分劃板平面上，通過照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)目標(biāo)。　　二、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的光學(xué)系統(tǒng)及讀數(shù)方法：　　DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀型號(hào)不同，光學(xué)系統(tǒng)和讀數(shù)方法也不盡相同。DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀常用的讀數(shù)裝置有分微尺和單平板玻璃測微器兩種?！　?．分微尺讀數(shù)裝置：　　我國生產(chǎn)的J6、TDJ6型經(jīng)緯儀以及德國蔡司廠生產(chǎn)的030型經(jīng)緯儀均采用分微尺讀數(shù)裝置。圖3—5是采用分微尺裝置的J6型光學(xué)經(jīng)緯儀的光路圖，外來光線經(jīng)反光鏡1進(jìn)入毛玻璃2分為兩路，一路經(jīng)棱鏡3轉(zhuǎn)折90。通過聚光鏡4及棱鏡5，照亮了水平度盤6。水平度盤分劃線經(jīng)復(fù)合物鏡7、8和棱鏡9成像于平凸透鏡10的平面上。另一路經(jīng)棱鏡14折射后照亮了垂直度盤15。經(jīng)棱鏡16折射，垂直度盤分劃線通過復(fù)合物鏡組17、18和棱鏡20、21，也成像于平凸鏡的平面上。在這個(gè)平面上有兩條分微尺，每條有60格，放大后兩個(gè)度盤分劃線的10間隔，正好等于相應(yīng)分微尺60格的總長，因此分微尺上的一小格代表1’，圖3—6為分微尺的原理。兩個(gè)度盤分劃線的像連同分微尺上的分劃一起經(jīng)棱鏡11折射后傳到讀數(shù)顯微鏡（12是讀數(shù)顯微鏡的物鏡，13是目鏡）。經(jīng)過這樣的光學(xué)系統(tǒng)，度盤的像被放大，以便于精確讀數(shù)。圖中22～26為光學(xué)對(duì)中器的光路?！　《缺P分劃線及其分微尺的像，標(biāo)有“V”字樣的讀數(shù)窗內(nèi)的是垂直度盤的分劃線及其分微尺的像。某些型號(hào)的儀器也可能用“水平”表示承平度盤讀數(shù)窗，用“豎直”表示垂直度盤讀數(shù)窗。讀數(shù)方法如下：先讀取位于分微尺0～60條分劃之間的度盤分劃線的“度”數(shù)，再從分微尺上讀取該度盤分劃線對(duì)應(yīng)的“分”數(shù)，估讀至0．1’。如圖3—7的水平度盤讀數(shù)為129°02’42”（129°2．7’），垂直度盤讀數(shù)為85°57’30”（85°57．5’）?！　?．單平板玻璃測微器讀數(shù)裝置：　　DJ6經(jīng)緯儀除了采用分微尺讀數(shù)裝置外，還有一種采用單平板玻璃光學(xué)測微器的讀數(shù)系統(tǒng)。我國生產(chǎn)的DJ6—1型經(jīng)緯儀和瑞士生產(chǎn)的威特T1型經(jīng)緯儀就采用這種讀數(shù)方式。圖3—8為采用單平板玻璃測微器的DJ6—1型經(jīng)緯儀的光路圖。　　該類儀器成像的過程是將垂直度盤4的分劃成像于水平度盤7的分劃面上；然后把水平度盤上的分劃線連同垂直度盤分劃線的像，一起成像于讀數(shù)窗14的指標(biāo)面上（面上刻有單指標(biāo)線和雙指標(biāo)線），再經(jīng)棱鏡15折射傳到讀數(shù)顯微鏡，在讀數(shù)目鏡17中進(jìn)行讀數(shù)?！　∑叫胁Ａ?1和測微分劃尺13用金屬結(jié)構(gòu)連結(jié)在一起，構(gòu)成平行玻璃測微器。轉(zhuǎn)動(dòng)測微輪，平行玻璃和測微分劃尺就繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3—9為這種讀數(shù)設(shè)備的原理圖。當(dāng)測微分劃尺的讀數(shù)為零，平行玻璃的底面水平，光線垂直通過平行玻璃，度盤分劃線的像不改變?cè)瓉砦恢?，如圖3—9（a）所示，按讀數(shù)窗上讀數(shù)，應(yīng)為152+a。轉(zhuǎn)動(dòng)測微輪，平行玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度后，度盤分劃線的像也就平移一微小距離，如果雙指標(biāo)線正好夾住152分劃線的像，如圖3—10（b）所示，這時(shí)平移量口可以由測微分劃尺讀出?！　∵@種讀數(shù)方式采用旋轉(zhuǎn)測微器手輪使度盤分劃線位于雙指標(biāo)線中央后讀數(shù)，度盤的分劃值不是1度，而是30分。圖3—10的數(shù)視場是讀數(shù)顯微鏡中看到的度盤和測微尺放大后的影像視場，視場中共三個(gè)小窗，下面的小窗為水平度盤的像，中間的小窗為垂直度盤的像，兩窗中間的長雙線為指標(biāo)線，上面的小窗為測微分劃尺的像，中間的長單線為指標(biāo)線。測微分劃尺刻劃從0’至30’，共刻劃90格，每格為20”，理論上能估讀至2”，實(shí)際上由于該測微尺的視場很小，一般估讀至1／4格（5”）。讀數(shù)時(shí)，首先轉(zhuǎn)動(dòng)測微手輪，使度盤上某一分射線精確地夾在雙指標(biāo)線中間。從該分劃線上讀出度數(shù)或度數(shù)和30’的整分?jǐn)?shù)，小于30’的數(shù)從測微器讀數(shù)窗內(nèi)讀出，兩讀數(shù)之和即為所需讀數(shù)。如圖3—10（a）水平度盤讀數(shù)為152°22’55”。圖3—10（b）垂直度盤讀數(shù)為87°43’05”。注意讀水平度盤讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使下面小窗中的度盤分劃線夾在指標(biāo)線中間，讀垂直度盤讀數(shù)時(shí)，使中間小窗中的度盤分劃線夾在指標(biāo)線中間?！　∪?、經(jīng)緯儀的使用：　　經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四項(xiàng)操作步驟。　　1．對(duì)中：　　對(duì)中就是使水平度盤的中心與地面測站點(diǎn)的標(biāo)志中心位于同一鉛垂線上。對(duì)中的方法有兩種：　?。?）垂球?qū)χ校菏紫雀鶕?jù)觀測者身高調(diào)整好三腳架腿的長度，張開后安置在測站上，使架頭大致水平，高度適合于人體觀測，架頭中心初步對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)位。然后從儀器箱中取出經(jīng)緯儀放在三腳架架頭上，旋緊連接螺旋，掛上垂球，使垂球尖接近地面點(diǎn)位，掛鉤上的垂線應(yīng)打活結(jié)，便于隨時(shí)調(diào)整長度。如果垂球中心離測站點(diǎn)較遠(yuǎn)，可平行移動(dòng)三腳架使垂球大致對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位，并用力將腳架踩人士中。如果還有較小的偏離，可將儀器大致整平，稍松連接螺旋，用雙手扶住儀器基座，在架頭上移動(dòng)儀器，使垂球尖精確對(duì)準(zhǔn)測站點(diǎn)后，再將連接螺旋旋緊。用垂球?qū)χ械恼`差一般應(yīng)小于3毫米?！　。?）光學(xué)對(duì)中器對(duì)中：光學(xué)對(duì)中器是裝在經(jīng)緯儀內(nèi)軸中心的小望遠(yuǎn)鏡，中間有一個(gè)反光棱鏡，可以使鉛垂的光折射成水平方向，以便觀察。光學(xué)對(duì)中的方法為：1）將儀器安置在三腳架架頭上，調(diào)節(jié)光學(xué)對(duì)中器目鏡，使視場中的分劃圓清晰，再拉動(dòng)整個(gè)對(duì)中器鏡筒進(jìn)行調(diào)焦，使地面標(biāo)志點(diǎn)的影像清晰。此時(shí)，如果測站點(diǎn)偏離光學(xué)對(duì)中器中心圓較遠(yuǎn)，可根據(jù)地形安置好三腳架一支腿，兩手分別持其他兩條腿，眼對(duì)光學(xué)對(duì)中器目鏡觀察，移動(dòng)這兩支腿使對(duì)中器的分劃板小圓圈對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志為止，用腳把三支腿踩穩(wěn)。2）伸縮腳架支腿使圓氣泡居中。3）觀察對(duì)中器分劃板小圓圈中心是否與測站點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，如果尚未對(duì)準(zhǔn)，稍松儀器連接螺旋，在架頭上移動(dòng)儀器，使對(duì)中器分劃板小圓中心精確對(duì)準(zhǔn)測站點(diǎn)，旋緊連接螺旋。4）轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋精確整平儀器。5）再檢查一下是否精確對(duì)中，如有偏離可重復(fù)3）、4）步驟，直到對(duì)中器分劃板小圓圈中心對(duì)準(zhǔn)測站點(diǎn)并整平為止?！　?．整平：　　整平的目的是使儀器的豎軸處于鉛垂方向。整平的方法為：　?。?）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器照準(zhǔn)部，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管平行于任意兩個(gè)腳螺旋的連線，如圖3—13（a）所示，用雙手同時(shí)向內(nèi)或向外等量轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)與照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管平行的腳螺旋使氣泡居中，氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指移動(dòng)的方向一致?！　。?）將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)90°，如圖3—13（b）所示，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管垂直于原來兩個(gè)腳螺旋連線　　的位置，調(diào)整第三只腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中。　　整平一般需要反復(fù)進(jìn)行幾次，直至照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)到任何位置水準(zhǔn)管氣泡都居中。在觀測水平角過程中，可允許氣泡偏離中心位置不超過1格?！　?．瞄準(zhǔn)：　　瞄準(zhǔn)就是用望遠(yuǎn)鏡十字絲交點(diǎn)與被測目標(biāo)精確對(duì)準(zhǔn)，其操作步驟為：　?。?）松開儀器水平制動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋，將望遠(yuǎn)鏡對(duì)向明亮背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲最為清晰?！　。?）用望遠(yuǎn)鏡上方的粗瞄準(zhǔn)器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，然后擰緊水平制動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋?！　。?）轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)成像清晰，并注意消除視差?！　。?）轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，使十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)。觀測水平角時(shí)，將目標(biāo)影像夾在雙縱絲內(nèi)且與雙縱絲對(duì)稱，或用單縱絲平分目標(biāo)，如圖3—14（a）所示}觀測垂直角時(shí)，則應(yīng)使用十字絲中絲與目標(biāo)頂部相切，如圖3—14（b）所示。

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