内 容 简 介

本书是作者在教育部提出地方本科高校转型发展的大背景下，结合实际教学经验，应独立学院和民办普通本科院校内涵提升和教学建设的需要，围绕“应用为本、学以致用”的教育理念，充分考虑现代行业的岗位需求，以“易、新、实”为编写原则，结合学生具体情况，以“易懂、够用”为度，深入浅出地启发、引导学生自主学习。本书对传统测量学教学内容进行了合理的精简和梳理，保留了基础知识，秉承了经典理论并与实际应用紧密结合，激发学生的学习兴趣；紧密结合现代测量新仪器和新方法，体现内容的先进性和科学性，突出实用，体现应用型本科生培养的特点。各章后均附有习题，重点章节还附有“案例分析”或“应用案例”。此外，全书加大了实践教学内容，便于师生开展实践性教学，有利于培养技术应用型人才。

本书分三篇共20章，第一篇为基础部分，包括绪论、距离测量与直线定向、水准测量、角度测量、全站仪测量、GNSS测量、测量误差的基本知识、小地区控制测量、数字地形图测绘；第二篇为各专业根据不同需求的选学部分，包括工程测设的基本工作、地形图的应用、工业与民用建筑的施工测量、建筑物的变形监测、道路工程的测量、公路隧洞的施工测量、地质勘探工程的测量、矿井的测量；第三篇为实践教学内容。

本书适合作为技术应用型高等院校的测绘工程、采矿工程、安全工程、矿井建设、地质工程、土木工程、工程管理、城市规划、交通运输等相关专业的教材，也可作为其他高校相关专业的师生参考教材，还可供从事工程测量相关的工程技术人员参考。

 

前    言

　　随着空间信息技术的迅速发展，传统的测量方法和手段已逐步被新技术、新方法所取代，非测绘专业的工程测量学教学内容和方法也应随之变革。同时，伴随地方本科高校转型发展的不断深入，各地方本科高校都在对课程体系和教学内容进行改革，以适应培养技术应用型人才的需求，专业课时数被大量压缩，实践教学内容大幅提高。为顺应当代高等教育的发展潮流，更好地培养技术应用型人才，满足现代岗位对人才的需求，编者在总结实际课程教育教学改革成果的基础上，参阅国内外大量测量学教材，进行多次学术研讨和教学经验交流，结合当下应用型本科院校非测绘专业的工程测量教学特点与需求，在教材的编写内容上体现科学性、先进性和实用性，把握行业岗位要求，满足相关专业的培养目标和教学大纲的基本要求，注重实用性，以就业为导向，突出应用型院校教育教学的特色。在培养目标上强调促进学生知识运用能力，突出实践能力培养原则，充分体现理论与实践的结合，知识传授与能力、素质提升的结合。教材在结构上分为必学、选学和实践教学三部分：第一篇为基础部分，包括绪论、距离测量和直线定向、水准测量、经纬仪测量、全站仪测量、GNSS测量、测量误差的基本知识、小地区控制测量、数字地形图测绘；第二篇为各专业根据不同需求的选学部分，包括工程测设、地形图的应用、工业与民用建筑施工测量、建筑物变形监测、道路工程测量、公路隧道测量、地质勘探工程测量、矿井测量；第三篇为实践教学内容，便于师生开展实践性教学，有利于培养技术应用型人才。各章后均附有习题，且重点章节后有“案例分析”或“应用案例”。

　　本书由拓万兵、周海波担任主编，李珊珊、郭仓、蔡文婧担任副主编，郭秦、文静、吴凤民、杨齐名参编。全书由拓万兵统一修改定稿。具体编写分工为：中国矿业大学银川学院拓万兵编写第1章、第5章、第16～18章、第19章的部分内容；西南科技大学城市学院周海波编写第10章、第12章、第13章；河南理工大学万方科技学院李珊珊编写第9章、第11章；西南科技大学城市学院文静编写第2章、第3章；河南理工大学万方科技学院郭仓编写第8章、第14章、第15章；宁夏国土测绘院蔡文婧编写第4章、第7章；西南科技大学城市学院郭秦编写第6章；河南理工大学万方科技学院杨齐名编写第19章的部分内容、第20章；中国矿业大学银川学院吴凤民负责全书的插图与表格。

　　本书也是宁夏教育厅本科重点建设专业项目的研究成果，由中国矿业大学银川学院马振利教授担任主审，并提出了许多中肯的宝贵意见，在此表示衷心感谢。在本书的编写过程中，参阅了大量文献，引用了同类书刊中的部分资料，在此谨向有关作者表示衷心的感谢！

　　由于编者的水平、经验所限，书中难免存在错漏之处，敬请专家和广大读者批评指正。

　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　编  者

目    录

第一篇  测量基础篇

 

第1章　绪论 1

1.1  测量学与实用工程测量 2

1.1.1  测量学及其分类 2

1.1.2  实用工程测量及其任务 3

1.2　地面点位的确定 3

1.2.1  地球的形状和大小 3

1.2.2  确定地面点位的方法 5

1.3　用水平面代替水准面的限度 10

1.3.1　地球曲率对水平距离的影响 10

1.3.2  地球曲率对水平角度的影响 11

1.3.3  地球曲率对高程的影响 12

1.4　测量工作的内容和原则 13

1.4.1  测量的基本工作 13

1.4.2  测量工作的基本原则 13

1.5　测量常用单位及换算 13

习题 14

第2章  距离测量与直线定向 16

2.1  钢尺量距 17

2.1.1  量距的工具 17

2.1.2  直线定线 18

2.1.3  丈量距离的一般方法 19

2.1.4  钢尺量距的精度 20

2.1.5  钢尺量距的误差分析及注意

事项 20

2.2  视距测量 21

2.2.1  视距测量的基本概念 21

2.2.2  视距测量的原理与方法 21

2.2.3  视距测量的观测与计算 23

2.3  光电测距 24

2.3.1  电磁波测距的分类 24

2.3.2  光电测距仪的工作原理 24

2.3.3  光电测距的使用 25

2.3.4  手持激光测距仪简介 25

2.4  直线定向 26

2.4.1  标准方向的种类 26

2.4.2  直线方向的表示方法 26

2.4.3  正反方位角的关系 27

习题 28

第3章  水准测量 29

3.1  水准测量的原理 30

3.2  水准测量的仪器和工具 31

3.2.1  水准仪 31

3.2.2  水准尺和尺垫 33

3.3  水准仪的使用 34

3.3.1  安置水准仪 34

3.3.2  粗略整平 34

3.3.3  瞄准水准尺 34

3.3.4  精确整平 35

3.3.5  读数 35

3.4  普通水准测量的施测与数据处理 35

3.4.1  水准点 36

3.4.2  水准路线 36

3.4.3  水准测量的实施 37

3.4.4  水准测量的校核 38

3.4.5  水准测量的成果整理 40

3.5  三、四等水准测量的施测与数据

处理 42

3.5.1  三、四等水准测量的技术

要求 42

3.5.2  三、四等水准测量的方法 43

3.6  自动安平水准仪和电子水准仪 46

3.6.1  自动安平水准仪 46

3.6.2  电子水准仪 47

习题 49

第4章  角度测量 51

4.1  角度测量的原理 51

4.1.1  水平角测量的原理 51

4.1.2  竖直角测量原理 52

4.2  DJ6级光学经纬仪及其使用 53

4.2.1  光学经纬仪概述 53

4.2.2  DJ6级光学经纬仪的构造

及轴系关系 53

4.2.3  DJ6级光学经纬仪的读数 56

4.3  水平角观测 57

4.3.1  水平角观测的步骤 57

4.3.2  水平角观测的方法 59

4.4  竖直角观测 62

4.4.1  竖直角的用途 62

4.4.2  竖直度盘的构造 62

4.4.3  竖直角的计算 63

4.4.4  竖直角的观测 63

4.4.5  竖盘指标差 64

4.5  电子经纬仪的基本构造及使用 65

4.5.1  电子经纬仪的结构 65

4.5.2  电子经纬仪的功能 66

4.5.3  电子经纬仪的测角原理 66

4.5.4  电子经纬仪的使用 67

4.5.5  电子经纬仪使用的注意事项 69

习题 69

第5章  全站仪及其使用 71

5.1  全站仪概述 71

5.1.1  全站仪的基本组成 72

5.1.2  全站仪的结构类型及特点 72

5.1.3  全站仪的精度及其等级 73

5.2  全站仪的使用 73

5.2.1  南方NTS-352型全站仪的

结构 73

5.2.2  NTS-352型全站仪的使用 75

5.2.3  NTS-352型全站仪的储存

管理 78

5.2.4  NTS-352型全站仪野外数据

采集 80

5.2.5  数据通信 81

5.3  全站仪在测量工作中的应用 82

5.3.1  后方交会测量 82

5.3.2  放样测量 83

5.3.3  偏心测量 83

5.3.4  对边测量 84

5.3.5  悬高测量 85

5.3.6  面积测量 85

习题 86

第6章  GNSS测量 87

6.1  GNSS概述 88

6.1.1  GNSS的概念 88

6.1.2  GNSS的发展 88

6.1.3  全球四大卫星导航系统 89

6.2  GPS卫星定位的基本原理 92

6.2.1  GPS卫星信号的组成 92

6.2.2  GPS的常用坐标系 93

6.2.3  GPS的定位原理 93

6.2.4  伪距测量与载波相位测量 94

6.2.5  GNSS的定位方法 95

6.3  GNSS测量的实施 97

6.3.1  GNSS测量的技术设计 97

6.3.2  GNSS网的布设原则 98

6.3.3  选点要求 98

6.3.4  外业观测 99

6.3.5  成果检核及数据处理 100

习题 101

第7章  测量误差的基本知识 102

7.1  测量误差及分类 102

7.1.1  测量误差及多余观测 102

7.1.2  测量误差的分类 103

7.1.3  偶然误差的特性 104

7.2  衡量精度的标准 105

7.2.1  中误差 106

7.2.2  极限误差 107

7.2.3  相对误差 107

7.3  误差传播定律 108

7.3.1  线性函数 108

7.3.2  非线性函数 108

7.3.3  误差传播定律的应用 109

7.4  算术平均值及其中误差 110

7.4.1  算术平均值 110

7.4.2  精度评定 110

习题 111

第8章  小地区控制测量 113

8.1  概述 114

8.1.1  平面控制测量的分类及技术

要求 114

8.1.2  平面控制测量的分类及技术

要求 117

8.2  导线测量 118

8.2.1  导线的布设形式 118

8.2.2  导线的外业工作 119

8.2.3  导线内业计算 120

8.3  GNSS小区域控制测量 127

8.3.1  GNSS静态相对测量 127

8.3.2  GNSS RTK测量 130

8.4  高程控制测量 131

8.4.1  三、四等水准测量 131

8.4.2  三角高程测量 131

8.4.3  GPS拟合高程测量 133

8.5  案例分析 134

习题 135

第9章  数字地形图测绘 138

9.1  地形图的基本知识 138

9.1.1  比例尺与比例尺精度 138

9.1.2  地形图符号 140

9.1.3  地形图的图幅、分幅、图号

和图廓 145

9.2  数字地形图测绘 148

9.2.1  数字化测图的概念 148

9.2.2  地面数字测图系统 148

9.2.3  地面数字测图作业模式的基本

过程与方法 149

9.3  地面数字测图前的准备工作 151

9.3.1  控制测量 151

9.3.2  仪器器材与资料准备 152

9.3.3  测区划分 152

9.3.4  人员配备 152

9.4  野外数据采集工作 152

9.4.1  全站仪野外数据采集 152

9.4.2  GNSS RTK野外数据采集 153

9.5  地面数字测图的内业 156

9.5.1  CASS 9.0软件操作界面 157

9.5.2  数据传输与参数设置 157

9.5.3  平面图绘制 158

9.5.4  等高线绘制与编制 159

9.5.5  地物地貌的编辑与整饬

输出 159

习题 160

　　

　　

 

　　

第二篇  工程应用篇

 

第10章  工程测设的基本工作 163

10.1  测设的基本工作 164

10.1.1  水平距离测设 164

10.1.2  水平角测设 165

10.1.3  高程测设 166

10.2  已知坡度线的测设 167

10.3  平面点位的测设 169

10.3.1  直角坐标法 169

10.3.2  极坐标法 170

10.3.3  角度交会法 170

10.3.4  距离交会法 171

10.3.5  全站仪坐标放样法 172

10.3.6  GPS(RTK)放样法 172

习题 173

第11章  地形图的应用 175

11.1  地形图的识读 176

11.1.1  图廓外附注的识读 176

11.1.2  地物和地貌的识读 176

11.2  地形图的一般应用 178

11.2.1  确定图上某点的平面坐标 178

11.2.2  确定图上两点间的距离 179

11.2.3  确定直线的方向 179

11.2.4  确定点的高程 180

11.2.5  确定两点间的坡度 180

11.3  地形图在工程建设中的应用 181

11.3.1  按设计线绘制纵断面图 181

11.3.2  在地形图上按限制坡度选择

 最短线路 182

11.3.3  确定汇水面积 182

11.3.4  面积的量算 183

11.3.5  土石方量计算 185

11.4  数字地形图在工程中的应用 187

11.4.1  用数字地形图查询基本几何

 要素 187

11.4.2  利用数字地形图计算

 土方量 188

11.4.3  利用数字地形图绘制

 断面图 197

11.5  地形图在土木工程中的应用 199

11.5.1  建筑设计中的地形图应用 199

11.5.2  给排水设计中的地形图

 应用 200

11.5.3  勘测设计中的地形图应用 200

习题 200

第12章  工业与民用建筑的施工

  测量 201

12.1  施工控制网的测量 202

12.1.1  平面施工控制网 202

12.1.2  高程施工控制网 205

12.2  一般民用建筑的施工测量 205

12.2.1  准备工作 206

12.2.2  建筑物的定位 206

12.2.3  建筑物的放线 208

12.2.4  基础工程的施工测量 210

12.2.5  墙体的施工测量 211

12.3  高层建筑的施工测量 213

12.3.1  高层建筑施工测量的特点 213

12.3.2  高层建筑基础的施工测量 214

12.3.3  高层建筑的轴线投测 215

12.3.4  高层建筑物的高程传递 219

12.3.5  滑模的施工测量 220

12.4  工业建筑工程的施工测量 220

12.4.1  厂房矩形控制网的测设 220

12.4.2  厂房柱列轴线的测设 221

12.4.3  厂房基础的施工测量 222

12.4.4  厂房预制构件的安装测量 226

12.5  竣工总平面图的编绘 229

12.5.1  竣工总图编绘的目的 229

12.5.2  竣工总图的编绘 229

12.5.3  竣工测量的实测 230

习题 231

第13章  房屋建筑的变形测量 232

13.1  概述 233

13.1.1  建筑物变形测量的定义、任务

 及其目的 233

13.1.2  建筑物产生变形的原因 233

13.1.3  变形测量的内容 233

13.1.4  变形测量的精度要求 233

13.1.5  变形测量观测周期的确定 234

13.1.6  变形测量成果的提交 234

13.2  建筑物及深基坑垂直位移的测量 235

13.2.1  水准测量法 235

13.2.2  液体静力水准测量法 238

13.3  建筑物及深基坑水平位移的测量 238

13.3.1  基准线法和小角法 239

13.3.2  导线法和前方交会法测水平

 位移 240

13.3.3  测量机器人技术 240

13.3.4  GPS在变形测量中的应用 241

13.4  建筑物和深基坑的倾斜观测 241

13.4.1  深基坑的倾斜观测 241

13.4.2  钻孔测斜仪的测斜方法 242

13.4.3  房屋建筑的倾斜观测 243

13.4.4  塔式构筑物的倾斜观测 243

13.5  挠度和裂缝的观测 245

13.5.1  挠度的测量 245

13.5.2  裂缝的观测 245

习题 246

第14章  道桥工程的测量 247

14.1  道路工程的测量 248

14.1.1  线路的初测 248

14.1.2  道路的中线测量 249

14.1.3  道路圆曲线的测设 254

14.1.4  道路缓和曲线的测设 257

14.1.5  道路纵横断面的测量 261

14.2  桥梁工程的测量 267

14.2.1  桥梁施工控制网的建立 267

14.2.2  桥梁墩台的定位 270

14.2.3  桥墩纵横轴线的测设 273

14.3  综合案例 274

习题 276

第15章  公路隧洞的施工测量 277

15.1  地面的控制测量 278

15.1.1  地面平面的控制测量 278

15.1.2  地面高程的控制测量 281

15.1.3  洞内外的联系测量 281

15.2  隧洞内的控制测量 285

15.2.1  隧洞内的平面测量 285

15.2.2  隧洞内的高程测量 286

15.2.3  隧洞掘进过程中的测量

 工作 287

15.3  竖井的联系测量 288

15.3.1  一井定向测量 288

15.3.2  竖井的高程传递 289

15.4  隧洞的贯通测量 290

15.4.1  贯通误差的分析 291

15.4.2  测定贯通误差的方法 293

15.4.3  贯通误差的调整 293

15.5  综合案例 295

习题 296

第16章  地质勘探工程的测量 298

16.1  概述 298

16.2  地质填图测量 299

16.3  勘探工程的测量 301

16.3.1  勘探线、勘探网的测设 301

16.3.2  物探网的测设 303

16.3.3  钻探工程的测量 304

16.4  地质剖面的测量 305

16.5  综合案例 308

习题 310

第17章  矿井的测量 312

17.1  近井点和井口水准基点 312

17.2  矿井的联系测量 313

17.2.1  概述 313

17.2.2  一井定向 314

17.2.3  两井定向 318

17.2.4  陀螺定向 320

17.2.5  导入高程 322

17.3  井下的平面测量 324

17.3.1  井下平面的控制测量 324

17.3.2  井下采区的测量 329

17.4  井下高程的测量 331

17.5  巷道施工的测量 333

17.5.1  巷道中线的标设 333

17.5.2  巷道腰线的标设 336

17.5.3  激光指向及其应用 338

17.6  贯通测量 339

17.6.1  贯通测量的主要任务 339

17.6.2  水平巷道间的贯通测量 340

17.6.3  倾斜巷道的贯通 341

17.7  综合案例 342

习题 347

 

　　

　　

　　

　　

　　

第三篇  实践教学篇

 

第18章  工程测量实践教学的内容

  及要求 349

18.1  实践教学的目的与要求 349

18.2  实践教学的分类 349

18.2.1  认识实验 350

18.2.2  教学综合实习 350

18.3  实践教学环节的技术要求 351

18.3.1  测量仪器、工具的正确使用

 与维护 351

18.3.2  测量资料的记录、计算

 要求 353

第19章  工程测量实验(实训) 354

19.1  普通水准仪的认识与使用 354

19.2  自动安平水准仪的认识与使用 356

19.3  普通水准仪的测量 358

19.4  四等水准仪的测量 360

19.5  微倾式水准仪检验与校正 362

19.6  DJ6光学经纬仪的认识与使用 364

19.7  测回法(方向法)观测水平角 366

19.8  竖直角的测量 368

19.9  DJ6光学经纬仪的检验与校正 369

19.10  直线定线与距离丈量 373

19.11  全站仪的认识与使用 375

19.12  GNSS接收机的认识与使用 376

19.13  经纬仪导线的测量 377

19.14  三角高程的测量 379

19.15  点位的测设 380

19.16  建筑物主轴线的测设 381

19.17  建筑物方格网的测设 383

19.18  高程控制测量及标高

  测设 384

19.19  根据已有建筑物定位 385

19.20  一井定向 386

19.21  井下水准的测量 387

19.22  井下三角高程的测量 388

19.23  井下导线的测量 389

19.24  巷道中线的标定 390

19.25  巷道腰线的标定 392

第20章  工程测量综合(生产)实习 394

20.1  实习目的 394

20.2  实习计划 394

20.3  实习仪器 395

20.3.1  实习仪器和工具的领取 395

20.3.2  实习仪器的检验与校正 396

20.4  注意事项 396

20.5  方法步骤与技术要求 397

20.6  综合实习技术总结报告的编写 397

20.7  综合实习上交成果 397

20.8  仪器操作考核与成绩综合评定 398

附录　测绘英文术语词汇(Vocabulary in 

Geomatics) 399

参考文献 415