建筑工程测量教案

教学笔记 课程名称：施工图制作 提问、演示、重点、难点、教具、时间分配、教法、互动等教 学 进 程 Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.建筑工程测测量课程类别：必修课课课程性质：专业核核心课程程、考试试课学时数：1156学分：8.5课程的性质质与任务务建筑工程测测量是建建筑工程程技术、工工程监理理专业学学生必修修的专业业技术基基础课。其其作用和和任务是是：通过过理论教教学和实实验，使使学生获获得必要要的建筑筑工程测测量基本本知识、基基本理论论和操作作技能训训练，为为后续课课程以及及学生将将来从事事施工和和施工技技术管理理等工作作打下一一定的基基础，培培养学生生分析解解决施工工中实际际测量问问题的能能力和基基本素质质。课程的具体体任务是是使学生生：1掌握测测量学的的基本理理论，基基本知识识；了解解水准仪仪、经纬纬仪等常常用测量量仪器的的构造；掌握其其使用方方法。2掌握识识读、绘绘制和使使用大比比例尺地地形图和和编绘竣竣工总平平面图的的初步技技能；具具有建(构)筑筑物的施施工放样样和和变变形观测测的初步步技能。3具有较较强的动动手能力力和分析析解决一一般建筑筑工程测测量实际际问题的的初步能能力。第一章绪绪论教学目的的：11、了解解建筑工工程测量量的任务务与内容容现在与与发展方方向。 2、理理解测量量工作的的基准面面和地面面点位确确定的方方法。 3、掌掌握高斯斯-克吕吕格正形形投影的的分带计计算。教学任务务与内容容：11、建筑筑工程测测量的任任务与作作用2、地面点点位的确确定3、测量工工作的原原则和程程序学 时：2学学时。教学条件件：多多媒体教教室。§1.1 测量学学简介测量学是研研究地球球的形状状、大小小确定地地球表面面各种物物体的形形状、大大小、空空间位置置的科学学。(1) 地地物和地地貌1) 地物物地面面上天然然或人工工形成的的物体，包括湖泊、河河流、海海洋、房房屋、道道路与桥桥梁等。2) 地貌貌：地表表高低起起伏的形形态，它它包括山山地、丘丘陵与平平原等。地形地地物和地地貌的总总称。(2) 测测量学的的任务测定与测设设1) 测定定使用用测量仪仪器和工工具，通过测量和和计算，将地物和地地貌的位位置按一一定比例例尺、规规定符号号缩小绘绘制成地地形图。2) 测设设将地形图上上设计的的建筑物物、构筑筑物的位位置在实实地标定定出来，作作为施工工的依据据。(3) 测测量在国国民经济济建设中中的应用用1) 城市市规划、给给排水、煤煤气管道道、工业业厂房和和高层建建筑建设设 设计阶阶段测绘各各种比例例尺地形形图，供供结构物物平面及及竖向设设计使用用； 施工阶阶段将设计计建构物物的平面面位置和高程在实实地标定定出来，作作为施工工的依据据； 工程完完工后测绘绘竣工图图，供日日后扩建建、改建、维修修和城市市管理用用；对某某些重要要建构筑筑物在建建设中和和建成后后进行变变形观测测，保证证建筑物物安全。2) 铁路路、公路路建设的的测量工工作 测绘路路线附近近地形图图，在地形图上上设计路路线，将将设计路路线位置置标定到到地面。 建桥前前，测绘绘河流两两岸的地地形图，测测定河流流的水位位、流速速、流量量与河床床地形图图、桥梁梁轴线长长度，为为桥梁设设计提供供资料，将将设计桥桥台、桥桥墩位置置标定到到实地。 开挖隧隧道前，在在地形图图上确定定隧道位位置，计算隧道长长度与方方向，指指示隧道道开挖方方向，保保证隧道道正确贯贯通。§1.2 地球的的形状和和大小(1)、地地球1) 南北北极稍扁扁，赤道道稍长，平平均半径径为63371kkm的椭椭球。2) 表面面有高山山、丘陵陵、平原原、盆地地、湖泊泊、河流流和海洋洋等，呈呈现高低低起伏的的形态。最最高处中国国珠穆朗朗玛峰，8844.43m2005年中国测得。最低处马里亚纳海沟 ，-10911m，1995年日本探测艇海沟号(Kaiko)测得。3) 海洋洋面积711%，陆陆地面积积299%。(2) 地地球的物物理特性性1) 重力力与铅垂垂线 重力地球球质点受受万有引引力与离离心力的的合力。 铅垂线线方向重力力方向。2) 水准准面水准面静止不不动的水水面延伸伸穿过陆陆地，包包围整个个地球，形形成的封封闭曲面面。处处处与铅垂垂线垂直直的连续续封闭曲曲面。因因高度可可变，水水准面不不唯一。3) 大地地水准面面与平均海水水面吻合合的水准准面。静静止海水水面向大大陆延伸伸，形成成的不规规则的封封闭曲面面。大地地水准面面唯一一。§1.3 测量坐坐标系与与地面点点位的确确定(1) 参心坐坐标系与与地心坐坐标系物理空间三维维空间。表表示地面面点在某某空间坐坐标系的的位置需需三个参参数；确确定地面面点位确定定其在某某个空间间坐标系系的三维维坐标。空间坐标系系地心心坐标系系和参心心坐标系系 。“地心”地球球质心，WWGS-84为为地心坐坐标系。“参心”参考考椭球中中心，参参心与地地心一般般不重合合。1954北北京坐标标系与119800西安坐坐标系属属参心坐坐标系。工程测量使使用参心心坐标系系，地心心坐标系系与参心心坐标系系可以相相互转换换。 大地地地理坐标标系表示地面点点在参考考椭球面面上的位位置。基准参参考椭球球面和法法线。用大地经度度L，大大地纬度度B表示示。P点大地经经度LP点点大地子子午面与与首子午午面的两两面角P点大地纬纬度BP点点的法线线与赤道道面的夹夹角。大地经、纬纬度是根根据起始始大地点点的大地地坐标，按大地测量量所得数数据推算算得到。起始大地点点大地地原点，该该点大地地经纬度度与天文文经纬度度一致。我国以陕西西省-泾泾阳县-永乐镇镇-石际际寺村大大地原点点建立的大地地坐标系系19980西西安坐标标系。大地原点的的地理坐坐标约为为东经1088°55，北纬纬34°°32，海拔拔4177.2mm。(3) 平平面直角角坐标系系球面坐标对对局部测测量不方方便，工工程测量量一般在在平面直直角坐标标系进行行。地球球是一个个不可展展的曲面面，通过过投影将将地球表表面物体体化算到到平面上上，一定存在变变形。案例切切橙子。1) 高高斯平面面坐标系系高斯投影保持持球面上上的角度度不变，边边长存在在变形，保保角投影影。德国科学家家高斯在在18220118300年间，为为解决德德国汉诺诺威地区区大地测测量投影影问题，提提出的一一种投影影方法；19112年起起，德国国学者克克吕格将将高斯投投影公式式加以整整理扩充充并推导导出了实实用计算算公式。使使用高斯斯投影的的国家德国国、中国国、前苏苏联。地球按经线线划分为为带投影带带；用空空心椭圆圆柱横套套在参考考椭球外外面；椭椭圆柱与与某一子子午线相相切中央子子午线，椭椭球面上上图形按按保角投投影原理理投影到到椭圆柱柱体面上上；沿过过南北极极的母线线切开椭椭圆柱体体，展开开成平面面，定义义平面直直角坐标标系。按投影经度度范围划划分 统一一6°带高斯斯投影首子午线起起，每隔隔经度66°划分为为一带(称统一一6°带)西西东划分分地球为为600个带。带带号N从从首子午午线开始始，用阿阿拉伯数数字表示示。第一个 66°带中央央子午线线的经度度为3°°。带号号N与中中央子午午线经度度L0的的关系L00=6NN3已知任意点点经度LL，计算算所在66°带的带带号公式式N= Innt(L +3) ÷6+0.55)北京天安门门：东经经1166°2326，北纬纬39°°5427香港会展中中心：东东经1114°1022，北纬纬22°°1705澳门大三吧吧牌坊：东经1113°°3231，北纬纬22°°1149台北中山纪纪念堂：东经1121°°3118，北纬纬25°°0204保角投影球面面上的角角度投影影到横椭椭圆柱面面上保持持不变，但但长度变变长。只只有中央央子午线线与赤道道投影后后长度不不变，并并相互垂垂直。建建立的直直角坐标标系高斯平平面直角角坐标系系。与数数学笛卡卡尔坐标标系的差差异，x轴与y轴轴互换位位置，象象限顺时时针编号号，我国国位于北北半球，xx坐标值值恒为正正，y坐坐标值则则有正有有负，最最大y坐坐标负值值约为-3344km。为为保证yy坐标恒恒为正，我我国统一一规定将将每带的的坐标原原点向西西移5000kmm，既给给每个点点的y坐坐标值加加5000km。为为确定投投影带位位置，yy坐标前前冠带号号。高斯投影长长度变形形离中中央子午午线越远远，长度度变形越越大；减减小长度度变形的的方法之之一缩小投投影带宽宽，经差差。 统一33°带高斯斯投影带带号n与与中央子子午线经经度L0的关关系L0=33n已知知经度LL，计算算所在33°带带号号公式nn= IInt(L ÷÷6+00.5)我国大陆经经度范围围东经经73°°27东经经1355°09用公式式 N= Innt(L +3) ÷6+00.5)求出统统一6°°带投影影带号范范围1323用用公式 n= Intt(L ÷3+00.5)求出统统一3°°带投影影带号范范围2545两两种投影影带的带带号不重重复根据据y坐标标前的带带号可以以判断属属于何种种投影带带。 任意带带高斯投投影城市测量量规范规规定长度变变形值>>2.55cm/km(1/4400000)可可采用高高斯投影影任意带带平面直直角坐标标系统，案案例广东江江门中心心经度东经经1133°10 ，位位于统一一3°带的338号带带 (中中央子午午线经度度为1114 °°)中央子午线线以西998kmm。长度度变形为为1/883299> 11/4000000。为使使长度变变形<11/4000000，选择择中央子子午线经经度=1113°°10 进行行高斯投投影；建建立江门门市独立立坐标系系；江门门市区最最边缘距距离中央央子午线线23kkm，长长度变形形缩小为为1/11500000<<1/4400000。2) 大地地地理坐坐标与高高斯平面面坐标的的相互变变换由LL,Bx,yy高斯斯投影正正算。由由x,yyL,BB高斯斯投影反反算。将将某带xx,y相临带带x,yy高斯斯投影换换带计算算。计算算公式较较复杂，用用光盘程程序PGG2-11.exxe计算算。先用Winndowws的记记事本编编写一个个文本数数据文件件。存盘盘文件名名的前两两个字符符应为dda。§1.3.2 一一维高程程系(1) 高程定定义A点高程A点点到大地地水准面面的垂直直距离，HHA表示示。大地地水准面面的确定定在海海边设立立验潮站站，长期期观测，求求得海水水面的平平均高度度作为高高程零点点，以通通过该点点的大地地水准面面为高程程基准面面。WGS-884坐标标系原点位位于地