《水利工程测量》学习指导drp.docx
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1、水利工工程测量量学习习指导第一章 工程程测量基基本知识识一、本章章学习目目标通过本章章的学习习理解测测量学的的概念和和水利工工程测量量的任务务;掌握握测量工工作的基基准面和和基准线线;掌握握水准面面、大地地水准面面、绝对对高程、相相对高程程、高差差的概念念;掌握握地面点点平面位位置的表表示方法法;初步步掌握测测量的三三项基本本工作和和测量工工作的基基本原则则。二、学习习指导1、测量量学概念念测量学是是研究地地球形状状和大小小以及确确定地面面点位置置的科学学。测量量学的内内容包括括测定和和测设两两部分。2、水利利工程测测量的主主要任务务(1)测测绘大比比例尺地地形图通过实地地测量和和计算获获得观
2、测测数据,利利用地形形图图式式,把地地球表面面的地物物和地貌貌按一定定比例尺尺缩绘成成地形图图,为水水利工程程勘测、设设计提供供所需的的测绘资资料。 (2)施施工放样样施工阶段段要将图图上设计计好的建建筑物按按其位置置、大小小测设于于实地,以以便据此此施工。 (3)水水工建筑筑物的变变形观测测在施工过过程中及及工程建建成后的的运行管管理阶段段,需要要对建筑筑物的稳稳定性及及变化情情况进行行监测,确确保工程程安全运运行。3、测量量工作的的基准面面和基准准线(1)基基准面是是大地水水准面(2)基基准线是是铅垂线线4、大地地水准面面设想有一一个完全全处于静静止、平平衡状态态的海水水面,向向陆地延延伸
3、而形形成一个个封闭的的曲面,这这个静止止的海水水面称为为水准面面。海水水有潮汐汐,时高高时低,所所以水准准面有无无数个,而而其中通通过平均均海水面面的一个个称为大大地水准准面。5、地面面点的高高程(1)绝绝对高程程地面点到到大地水水准面的的铅垂距距离称为为绝对高高程,又又叫海拔拔,用表表示。我国现行行的“19885国家家高程基基准”是以青青岛验潮潮站19953年年19979年年的黄海海平均海海水面作作为大地地水准面面,水准准原点设设在青岛岛,其绝绝对高程程为。(2)相相对高程程地面点到到假定大大地水准准面的铅铅垂距离离称为相相对高程程,叫假假定高程程,通常常用表示示。(3)高高差高差是指指两地
4、面面点间的的高程差差,用表表示。点相对于于点的高高差为,其其与高程程的关系系为:显然,当当时,表表明点高高于点,反反之点低低于点。当当时,表表明、两点同同高。而点相对对于点的的高差可可表示为为,它与与高程的的关系为为:显然与的的绝对值值相等、符符号相反反。6、地面面点的平平面位置置(1)高高斯平面面直角坐坐标采用了高高斯分带带()投投影,以以各带中中央子午午线的投投影为纵纵坐标轴轴,以赤赤道的投投影为横横坐标轴轴,以中中央子午午线与赤赤道的交交点为各各投影带带坐标原原点,纵纵坐标以以赤道为为零起算算,赤道道以北为为正。我我国规定定各投影影带坐标标纵轴西西移当作作起始轴轴,带内内各点的的横坐标标
5、值均加加后表示示,若横横坐标值值小于时时则在带带中央子子午线西西侧。此此外,为为了区分分坐标系系是属于于哪一带带的,则则要求横横坐标表表示时前前两位注注为带号号,如某某点,实际际点是属属于高斯斯投影第第21带带内,离离赤道,离离21带带中央子子午线东东侧处。(2)测测量学平平面直角角坐标当测区较较小时,可可用水平平面代替替参考椭椭球面(大大地水准准面),用用平面直直角坐标标表示点点的平面面位置,测测量学中中的平面面直角坐坐标系和和数学中中的平面面直角坐坐标系有有二处不不同:一一是坐标标轴,纵纵轴为轴轴,轴正正向为正正北方向向,横轴轴为轴,轴正正向为正正东方向向;二是是象限按按顺时针针方向编编号
6、。7、测量量的基本本工作(1)将将地面点点间的水水平距离离、水平平角和高高差称为为确定地地面点位位的三个个基本要要素。(22)测量量的三项项基本工工作为:高差测测量、水水平角测测量和水水平距离离测量。8、测量量工作的的基本原原则在进行测测量工作作时,为为了避免免测量误误差积累累,应遵遵循测量量工作的的基本原原则“先整体体后局部部,先控控制后碎碎部”。三、练习习题(一)、名名词解释释:1、 水准面:2、 大地水准准面:3、 绝对高程程:4、 相对高程程:5、 高差:(二)、填填空题:1、水利利工程测测量的任任务是 、 、 。2、测量量学上的的基准线线是基准准面是在在工程测测量中用用来代替替。3、
7、确定定地面点点的三个个要素是是、。 工程程测量的的三项基基本工作作是、。4、测量量工作的的组织原原则是,。5、测得得一地面面点的相相对高程程为1005.4476mm,与其其对应的的假定大大地水准准面的绝绝对高程程为899.7664m,则则该点的的绝对高高程是。6、根据据19556年黄黄海高程程系统测测得得AA点的高高程为1165.7188m,若若改用119855年国家家高程基基准,则则A点的的高程是是 。(三)、选选择题:1、目前前中国采采用统一一的测量量高程系系是指( )。 A渤海高高程系 BB19956高高程系 C19885国家家高程基基准 D黄海高高程系2、目前前我国的的19880国家家
8、大地坐坐标系的的原点称称为中华华人民共共和国大大地原点点,位于于( )。A山西西 BB北京京 C陕西 D四川3、从测测量平面面直角坐坐标系的的规定可可知 ( )。A象限限与数学学坐标象象限编号号顺序方方向一致致 BX轴轴为纵坐坐标轴,YY轴为横横坐标轴轴C方位位角由横横坐标轴轴逆时针针量测 D东东西方向向为X轴轴,南北北方向为为Y轴4、“119855国家高高程基准准”水准原原点的高高程为( )。 A772.226044m BB722.2889m C772.3301mm D72.27002m(四)、计计算题:已知A点点的高程程为511.5333 mm,B点点的高程程为422.2224 mm,试计
9、计算B点点相对AA点的高高差hAAB,高高差的符符号说明明了什么么问题?第二章 水准准测量一、本章章学习目目标通过本章章的学习习要求掌掌握水准准测量的的基本原原理;初初步掌握握水准仪仪的构造造;掌握握水准尺尺的读数数和水准准仪的使使用方法法;掌握握水准测测量的外外业工作作、记录录计算和和检核方方法;掌掌握水准准测量的的内业计计算过程程和普通通水准测测量的限限差;了了解水准准测量的的误差来来源、注注意事项项及消除除方法; 掌握握水准仪仪的主要要轴线和和应满足足的几何何条件;了解水水准仪检检验与校校正的方方法。二、学习习指导测定地面面点高程程的测量量工作,称称为高程程测量,高高程测量量是测量量的三
10、项项基本工工作之一一。水准准测量是是精确测测定地面面点高程程的一种种主要方方法,在在国家控控制测量量、工程程勘测及及施工测测量中被被广泛采采用。1、水准准测量原原理是利利用水准准仪提供供一条水水平线,借借助竖立立在地面面点的水水准尺,直接测定定地面上上各点间间的高差差,然后后根据其其中一点点的已知知高程,推推算其他他各点的的高程。2、水准准测量所所用的仪仪器和工工具有水水准仪、水水准尺和和尺垫。DS 33型微倾倾水准仪仪由望远远镜、水水准器和和基座等等部件构构成。望望远镜是是用来照照准目标标、提供供水平视视线并在在水准尺尺上进行行读数的的装置,其其中,物物镜的作作用是通通过转动动物镜调调焦螺旋
11、旋通过调调焦透镜镜将远处处的目标标(如水水准尺)在十字字丝分划划板平面面上形成成缩小而而明亮的的实像;目镜的的作用是是将物镜镜在十字字丝分划划板上所所成的实实像(如如水准尺尺倒立的的影像)与十字字丝一起起放大成成虚像。水水准仪器器分为圆圆水准器器和管水水准器,圆圆水准器器用来粗粗略整平平,管水水准器主主要用来来精确整整平。水准尺有有双面水水准尺和和塔尺两两种,其其中,双双面尺的的红面与与黑面尺尺底不是是从同一一数开始始,一般般相差44.6887 mm或4.7877 m,这这样的两两根水准准尺组成成一对使使用,其其目的是是为了检检核水准准测量作作业时读读数的正正确性。尺垫用于于转点, 防止止水准
12、尺尺的下沉沉和位移移。3、使用用微倾水水准仪的的基本操操作程序序为:安安置仪器器、粗略略整平(简称粗粗平)、调调焦和照照准、精精确整平平(简称称精平)和读数数。粗平的目目的是借借助圆水水准器气气泡的居居中,使使仪器竖竖轴大致致竖直;精平的的目的是是借助管管水准器器符合气气泡的吻吻合,使使望远镜镜视准轴轴精确水水平。照照准目标标大致按按目镜调调焦、粗粗略瞄准准、物镜镜调焦、精精确照准准的步骤骤进行,应应注意消消除视差差的影响响。读数数时应注注意对管管水准器器的精确确整平。4、水准准测量通通常是从从某一已已知高程程的水准准点开始始,引测测其它点点的高程程。在一一般的工工程测量量中,水水准路线线主要
13、有有三种形形式:闭闭合水准准路线,附附合水准准路线和和支线水水准路线线。5、水准准测量成成果计算算时,要要先检查查野外观观测手簿簿,计算算各点间间高差,经经检核无无误,则则根据野野外观测测高差计计算高差差闭合差差。从理理论上讲讲,闭合合水准路路线各段段高差的的代数和和应等于于零,附附合水准准路线各各段实测测高差的的代数和和值应等等于两端端水准点点间的已已知高差差值,支支线水准准路线本本身没有有检核条条件,可可以用往往、返测测量方法法进行成成果的检检核,往往测高差差与返测测高差,应应大小相相等,符符号相反反。若闭闭合差符符合规定定的精度度要求,则则调整闭闭合差,最最后计算算各点的的高程。根根据误
14、差差理论,高高差闭合合差的调调整原则则是:将将闭合差差fh以相反反的符号号,按与与测段长长度(或或测站数数)成正正比的原原则分配配到各段段高差中中去。6、微倾倾水准仪仪有四条条轴线,即即望远镜镜的视准准轴CCC、水准准管轴LLL、圆圆水准器器轴和仪仪器的竖竖轴VVV,以及及十字丝丝横丝,轴轴线应满满足的条条件有:圆水准准器轴平平行仪器器竖轴VVV、十十字丝横横丝垂直直仪器竖竖轴VVV和水准准管轴LLL平行行视准轴轴CC。其其中水准准管轴LLL平行行视准轴轴CC是是主要条条件。7、水准准测量误误差包括括:仪器器误差、水水准尺误误差、水水准管气气泡居中中误差、读读数误差差、水准准尺倾斜斜误差、仪仪
15、器和尺尺垫下沉沉、地球球曲率和和大气折折射的影影响、温温度的影影响等。在在观测时时,保持持前、后后视距离离相等可可以消除除或削弱弱由于水水准仪水水准管轴轴不平行行于视准准轴造成成的误差差以及地地球曲率率和大气气折射的的影响。三、练习习题(一)、名名词解释释:1、视线线高:2、视准准轴:3、圆水水准器轴轴:4、水准准管轴:(二)、填填空题:1 设设A点为为后视点点,B点点为前视视点,AA点高程程为877.4552m。当当后视读读数为11.2331m,前前视读数数为1.5400m,则则A.BB两点的的高差是是,B点点的高程程是,视视线高是是。2微倾倾水准仪仪上有 、 、 、等几条轴轴线,水水准仪应
16、应满足的的主要条条件是 。3水准准测量时时,若前前后视距距相等,能能消除,等误差。4转点点在水准准测量中中起作用用,在转转点上为为了防止止水准尺尺的沉降降和位移移应该。5微倾倾式水准准仪的各各轴线之之间应满满足下列列几何条条件:(11)圆水水准器轴轴竖轴;(2)望望远镜十十字丝中中丝 竖竖轴;(33)视准准轴 管管水准器器轴。6DSS3 型型水准仪仪主要由由、 和三部分分组成。(三)、选选择题:1水准准测量是是利用水水准仪提提供( )求得得两点高高差,并并通过其其中一已已知点的的高程,推推算出未未知点的的高程。A铅垂垂线 B视视准轴 C水准管管轴线 D水水平视线线2水准准仪有DDS0.5、DD
17、Sl、DSS3等多种种型号,其其下标数数字0.5、11、3等等代表水水准仪的的精度,为为水准测测量每公公里往返返高差中中数的中中误差值值,单位位为( )。 A km BBm Ccm Dmmm3用望望远镜观观测中,当当眼睛晃晃动时,如如目标影影像与十十字丝之之间有相相互移动动现象称称为视差差,产生生的原因因是( )。 A. 目标标成像平平面与十十字丝平平面不重重合 BB仪器器轴系未未满足几几何条件件 C人的视视力不适适应 D目目标亮度度不够4 应应用水准准仪时,使使圆水准准器和水水准管气气泡居中中,作用用分别是是判断 ( )。 A视视线严格格水平和和竖轴铅铅直 B精精确水平平和粗略略水平 C竖竖
18、轴铅直直和视线线严格水水平 D粗粗略水平平和横丝丝水平5水准准测量中中要求前前后视距距离大致致相等的的作用在在于削弱弱( )影响,还还可削弱弱地球曲曲率和大大气折光光的影响响。 A圆圆水准轴轴与竖轴轴不平行行的误差差 B十字丝丝横丝不不垂直竖竖轴的误误差C读数数误差 D水水准管轴轴与视准准轴不平平行的误误差6进行行往返路路线水准准测量时时,从理理论上说说h往与h返之间应应具备的的关系是是( )。A符号号相反,绝绝对值不不等 B符号相相同,绝绝对值相相同C符号号相反,绝绝对值相相等 DD符号号相同,绝绝对值不不等7闭合合水准测测量中,计计算h=ab和h=HH终H始,可校校核( )。 AA水准准点
19、高程程 BB转点点高程 CC高程程计算或或高差计计算 D视线高高计算(四)、简简答题:1、 简述微倾倾水准仪仪使用的的步骤。2、 何为视差差?产生生视差的的原因是是什么?怎样消消除视差差?3、 设仪器安安置在AA、B两两尺等距距离处,测测得A尺尺读数=14482mm,B尺尺读数=l.8873mm。把仪仪器搬至至B点附附近,测测得A尺尺读数=1.1143mm,B尺尺读数=1.5520mm。问水水准管轴轴是否平平行于视视准轴?如要校校正,AA尺上的的正确读读数应为为多少?4、 单一水准准路线有有哪几种种形式?各种形形式水准准路线的的高差闭闭合差公公式如何何?(五)、计计算题:1、调整整表中附附合水
20、准准路线等等外水准准测量观观测成果果,并求求出各点点高程。点 号号测站数(km)观测高差差(m)改正数(mm)改正后高高差(mm)高 程程(m)A8+1.557565.3376112+2.0036214-1.7742316+1.4446B68.6623辅助计算算fh=fh容12=2、调整整下图所所示闭合合水准路路线的观观测成果果,并求求出各点点高程。第三章 角度度测量一、本章章学习目目标通过本章章的学习习要求掌掌握水平平角、竖竖直角测测量的原原理;初初步掌握握光学经经纬仪的的构造;掌握光光学经纬纬仪的读读数、使使用和测测回法施施测水平平角的操操作、记记录及计计算;了了解方向向观测法法施测水水平
21、角的的操作;掌握竖竖直角测测量的操操作、记记录及计计算并能能够计算算指标差差;了解解角度测测量误差差的产生生原因及及注意事事项,能能够在测测量过程程中遵循循正确的的操作程程序进行行操作;了解光光学经纬纬仪检验验的操作作步骤;了解电电子经纬纬仪和全全站仪的的构造和和使用方方法。二、学习习指导角度测量量包括水水平角测测量和竖竖直角测测量。水水平角用用于确定定地面点点的平面面位置,竖竖直角用用于间接接确定地地面点的的高程。经经纬仪是是进行角角度测量量的主要要仪器。1、从测测站点到到两个目目标点的的方向线线垂直投投影到水水平面上上所构成成的夹角角称为水水平角;在同一一竖直面面内,照照准某一一方向的的视
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