测量学 [刘茂华 主编] 2015年版

测量学
出版时间：2015年版
丛编项： 全国高等院校测绘专业规划教材
内容简介
　　本书系统地介绍应用各类测绘仪器进行各种空间地理数据的采集，包括点位坐标与直线方位测定与测设、地形图数字化测绘等外业工作和运用测量误差与平差理论进行数据处理计算、计算机地图成图等内业工作的工程技术和方法。内容主要包括测量学的基本知识、地图分幅、空间点位平面坐标与高程及直线方位测定与测设、误差理论与直接平差、大比例尺地形图数字成图等基本理论与方法。 本教材在强调掌握有关课程知识体系内容的基础上，增加了测绘理论、技术和新型测绘仪器的应用方面等实践技能内容。该教材适合作为所有工程类测量学的教学，以及测绘科技人员自学测绘新理论和新技术。
目录
第1章 绪论 1
1.1 测绘学的研究与应用领域 1
1.1.1 大地测量学 1
1.1.2 摄影测量与遥感 1
1.1.3 地形测量学 2
1.1.4 工程测量学 2
1.2 地球形状和大小 3
1.3 地面点位的确定 4
1.3.1 地面点的坐标 4
1.3.2 地面点的高程 7
1.3.3 水平面代替水准面的限度 7
1.4 直线定向与点位坐标计算 9
1.4.1 直线定向 9
1.4.2 坐标方位角推算 12
1.4.3 地面点坐标测算原理 13
1.5 罗盘仪及其使用 14
1.5.1 罗盘仪的构造 14
1.5.2 用罗盘仪测定直线的磁方位角 15
1.5.3 注意事项 15
习题 15
第2章 水准测量 16
2.1 水准测量原理 16
2.2 水准测量的仪器与工具 17
2.2.1 水准仪 17
2.2.2 水准尺和尺垫 21
2.3 水准仪的使用 22
2.4 水准测量作业程序 23
2.4.1 水准点 23
2.4.2 水准路线 24
2.4.3 微差水准测量 25
2.4.4 水准测量的检核 26
2.4.5 水准测量的内业 28
2.5 水准仪的检验与校正 30
2.5.1 圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正 31
2.5.2 十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正 32
2.5.3 水准管轴平行于视准轴的检验与校正 32
2.6 水准测量的误差及注意事项 34
2.6.1 仪器误差 34
2.6.2 观测误差 34
2.6.3 外界条件影响 35
2.7 精密水准仪与电子水准仪 36
2.7.1 精密水准仪及水准尺 36
2.7.2 电子水准仪 39
习题 40
第3章 角度测量 43
3.1 角度测量原理 43
3.1.1 水平角和竖直角 43
3.1.2 测角原理 44
3.2 经纬仪 44
3.2.1 经纬仪的分类 44
3.2.2 光学经纬仪的结构与使用 45
3.2.3 电子经纬仪简介 47
3.3 水平角观测 47
3.3.1 经纬仪的安置 48
3.3.2 照准标志及照准目标方法 48
3.3.3 水平角观测方法 49
3.3.4 电子经纬仪测角的简单操作 52
3.4 竖直角观测 53
3.4.1 竖直角测量的用途 53
3.4.2 竖直度盘 53
3.4.3 竖直角的观测和计算 54
3.4.4 竖盘指标差 55
3.4.5 竖盘指标差自动补偿装置 56
3.5 水平角测量误差 56
3.5.1 仪器误差 57
3.5.2 对中误差与觇标误差 59
3.5.3 观测误差 60
3.5.4 外界条件的影响 60
3.6 经纬仪的检验与校正 60
3.6.1 照准部水准管的检验与校正 61
3.6.2 十字丝竖丝的检验与校正 61
3.6.3 视准轴的检验与校正 62
3.6.4 横轴的检验与校正 63
3.6.5 竖盘指标水准管的检验与校正 64
3.6.6 光学对中器的检验与校正 64
习题 65
第4章 距离测量 66
4.1 距离测量概述 66
4.2 视距测量 66
4.2.1 视准轴水平时的视距原理 66
4.2.2 视准轴倾斜时的视距原理 67
4.3 钢尺量距 68
4.3.1 钢尺及其辅助工具 68
4.3.2 直线定线 69
4.3.3 钢尺量距的一般方法 70
4.3.4 钢尺量距的主要误差来源 72
4.3.5 钢尺量距的注意事项及维护 72
4.4 电磁波测距 73
4.4.1 测距原理 73
4.4.2 红外测距仪及其使用 75
4.4.3 测距误差和标称精度 77
4.5 电子全站仪的使用 78
4.5.1 概述 78
4.5.2 全站仪的使用 78
习题 81
第5章 测量误差的基本知识 83
5.1 测量误差的概念 83
5.1.1 测量误差产生的原因 83
5.1.2 测量误差的分类与处理原则 84
5.2 偶然误差的特性 85
5.3 评定精度的标准 87
5.3.1 中误差(Mean Square Error) 87
5.3.2 相对误差(Relative Error) 90
5.3.3 极限误差(Limit Error) 90
5.4 误差传播定律及应用 91
习题 93
第6章 控制测量 94
6.1 控制测量概述 94
6.1.1 控制测量的作用和布网原则 94
6.1.2 国家控制网 95
6.1.3 工程控制网 96
6.1.4 图根控制网(Mapping Control Network) 98
6.2 导线测量 99
6.2.1 概述 99
6.2.2 导线测量的外业工作 99
6.2.3 导线测量的内业计算 101
6.3 三角测量 107
6.3.1 三角测量的概念 107
6.3.2 小三角测量 108
6.4 交会法测定点位 112
6.4.1 前方交会法(Forward Intersection) 112
6.4.2 侧方交会法(Side Intersection) 114
6.4.3 距离交会法 114
6.5 高程控制测量 115
6.5.1 三、四等水准测量 115
6.5.2 三角高程测量(Trigonometric Leveling) 118
6.5.3 光电三角高程测量(Electro-optical Trigonomeric Leveling) 119
6.6 GPS卫星定位测量简介 120
6.6.1 GPS的产生及其发展 120
6.6.2 GPS系统的组成 120
6.6.3 GPS定位的基本原理 121
6.6.4 GPS接收机的基本类型 121
6.6.5 GPS网的布设 121
6.6.6 GPS技术的应用 122
6.6.7 GPS高程及其应用 124
6.7 GNSS接收机实例简介 124
6.8 手持GPS接收机的应用 129
6.8.1 概述 129
6.8.2 开机与使用 129
6.8.3 基本操作与用途 130
习题 132
第7章 大比例尺地形图的测绘和应用 134
7.1 地形图的基本知识 134
7.1.1 地形图的比例尺(Scale) 134
7.1.2 地形图的图幅、图号和图廓 135
7.2 地形图的符号 137
7.2.1 地物符号(Object Symbol) 137
7.2.2 地貌符号(Relief Symbol) 137
7.2.3 注记符号(Letter Symbol) 143
7.3 图根点加密与测图前准备工作 144
7.3.1 图根点的测量和加密方法 144
7.3.2 测图前准备工作 144
7.4 大比例尺地形图的测绘 146
7.4.1 经纬仪测绘法(Method ofTransit Mapping) 147
7.4.2 小平板仪与经纬仪联合测图法(Topographic Mapping with Plane-table and Transit) 147
7.4.3 大平板仪测图法(Topographic Mapping with Plane-table) 148
7.4.4 全站仪数字化测图法(Topographic Mapping with Total Station) 149
7.5 地形图的分幅与编号 150
7.5.1 梯形分幅与编号(Trapeze and Numbering) 150
7.5.2 矩形分幅与编号(Rectangular Sheet and Numbering) 152
7.6 地形图的应用 153
7.6.1 地形图应用概述 153
7.6.2 地形图应用的基本内容 154
7.6.3 在地形图上求算平面面积 157
7.6.4 在地形图上确定汇水范围 161
7.6.5 地形图在地质勘探工程中的应用 161
7.6.6 地形图在采矿工程中的应用 162
7.6.7 地形图在农田水利工程中的应用 162
习题 163
第8章 测设(放样)的基本工作 164
8.1 测设水平距离 164
8.1.1 一般方法 164
8.1.2 精确方法 164
8.2 测设水平角 165
8.2.1 一般方法 165
8.2.2 精确方法 165
8.3 测设点的平面位置 166
8.3.1 直角坐标法(Method byRectangular Coordinates) 166
8.3.2 极坐标法(Method by Polar Coordinates) 166
8.3.3 角度交会法(Method byAngular Intersection) 167
8.3.4 距离交会法(Method by
Linear Intersection) 168
8.4 测设已知高程 168
8.5 测设已知坡度线 169
习题 170
第9章 建筑施工测量 171
9.1 建筑场地的施工控制测量 171
9.1.1 建筑基线 171
9.1.2 建筑方格网 172
9.1.3 建筑场地的高程控制 175
9.2 工业与民用建筑中的施工测量 175
9.2.1 民用建筑施工中的测量工作 175
9.2.2 工业厂房的测设工作和柱基施工测量 177
9.2.3 工业厂房构件的安装测量 178
9.3 高层建筑物施工测量 181
9.3.1 高层建筑物的轴线投测 181
9.3.2 高层建筑物的高程传递 182
9.4 竣工测量 183
9.4.1 现场竣工测量 183
9.4.2 竣工总平面图的编绘 184
9.5 建筑物的变形观测 184
9.5.1 建筑物的沉降观测 184
9.5.2 建筑物的倾斜观测 187
习题 188
第10章 道桥工程测量 191
10.1 道路中线测量 191
10.1.1 测算转向角 191
10.1.2 测设中桩(里程桩)(Centerline Stake) 192
10.2 圆曲线测设 192
10.2.1 圆曲线要素的计算 193
10.2.2 圆曲线主点的测设 193
10.2.3 圆曲线的详细(加密)测设 194
10.3 纵、横断面图测量 197
10.3.1 纵断面图的测绘 197
10.3.2 横断面图的测绘 199
10.4 道路施工测量 202
10.4.1 施工控制桩的测设 202
10.4.2 路基的测设 202
10.4.3 竖曲线的测设 204
10.4.4 土方量的计算 205
10.5 新技术在路线工程测量中的应用 206
10.5.1 路线控制测量的基本要求 206
10.5.2 GPS控制网布设 211
10.5.3 GPS控制网的观测工作 211
10.6 路线带状地形图测绘 213
10.6.1 地形点的描述 214
10.6.2 地形编码(Landform Coding) 214
10.7 桥梁工程测量 215
10.7.1 桥梁施工控制网 215
10.7.2 桥梁墩台定位测量 217
10.7.3 桥梁架设施工测量 218
习题 218
第11章 管线工程测量 220
11.1 管道中线测量 220
11.1.1 管道主点的测设 220
11.1.2 中桩(里程桩)的测设 221
11.1.3 转向角测量 222
11.1.4 绘制里程桩手簿 222
11.2 管道纵、横断面图测绘 223
11.2.1 纵断面图测绘 223
11.2.2 横断面图测绘 225
11.3 管道施工测量 226
11.3.1 地下管道施工测量 226
11.3.2 架空管道施工测量 229
11.3.3 顶管施工测量 229
11.4 管道竣工测量 230
11.4.1 管道竣工带状平面图 230
11.4.2 管道竣工断面图 231
11.5 三维激光扫描仪简介 231
11.5.1 产品特点 232
11.5.2 规格参数 232
11.5.3 三维数据后处理软件 233
习题 237
第12章 地籍测绘 239
12.1 概述 239
12.1.1 地籍的概念 239
12.1.2 地籍测量的任务 239
12.2 地籍平面控制测量 240
12.2.1 地籍测量的坐标系统 240
12.2.2 平面控制网的等级和施测 240
12.3 地籍要素调查 241
12.3.1 地块的划分和编号 241
12.3.2 调查的内容和方法 241
12.4 地籍要素测量 242
12.4.1 地籍要素测量的内容 242
12.4.2 地籍要素测量的方法 242
12.4.3 地籍要素测量的精度 243
12.4.4 地籍测量点的编号 243
12.4.5 界址点坐标成果表和地籍草图的编绘 244
12.5 地籍成果整理 246
12.5.1 地籍图的绘制 246
12.5.2 面积量算 248
12.6 地籍修测 248
习题 249
第13章 地质勘探工程测量 250
13.1 勘探工程测量 250
13.1.1 勘探线、勘探网的测设 250
13.1.2 物探网的测设 251
13.1.3 探槽、探井、钻孔等勘探工程测量 254
13.2 地质剖面测量 255
13.2.1 剖面定线 255
13.2.2 剖面测量 255
13.2.3 剖面图的绘制 256
13.3 地质填图测量 257
13.3.1 地质填图的比例尺 257
13.3.2 地质填图的方法 257
13.3.3 地质填图工程中应注意的问题 257
13.3.4 地形地质图的绘制 257
习题 258
第14章 矿山测量 259
14.1 矿山测量概述 259
14.1.1 矿山测量的任务 259
14.1.2 矿山测量的作用 259
14.1.3 矿山测量工作的特点 260
14.2 井下控制测量 260
14.2.1 井下控制测量的特点 260
14.2.2 井下平面控制 261
14.2.3 井下高程控制 264
14.3 井下联系测量 265
14.3.1 平面联系测量 266
14.3.2 高程联系测量 274
14.4 巷道施工测量 276
14.4.1 中线的标定 276
14.4.2 腰线的标定 279
14.4.3 激光给向(Laser Guiding) 281
14.4.4 贯通测量 282
14.5 矿图 284
14.5.1 矿图的概念和种类 284
14.5.2 井下测量图的投影原理 284
14.5.3 井下测量图的绘制 286
14.5.4 井下测量图的专用符号 289
14.5.5 矿山测量图的拼接 290
习题 290
参考文献 291