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本书根据土木工程类专业的测量学教育培养目标编写。全书分13章，主要内容包括：绪论，测量的基本知识，测量误差基本知识，水准测量和水准仪，角度、距离测量与全站仪，卫星定位与全球定位系统（GPS），控制测量，地形图基本知识，碎步测量，数字地形图的应用，建筑工程施工测量，建筑物变形观测及竣工总平面图编绘，路线测量。

目    录
 
第1章  绪论	1
1.1  测绘学的内容和任务	1
1.2  测绘科学技术的地位和作用	2
第2章  测量的基本知识	4
2.1  地球形状和大小	4
2.1.1  大地水准面	4
2.1.2  参考椭球体	5
2.2  测量常用坐标系和参考椭球
     定位	6
2.2.1  测量常用坐标系	6
2.2.2  参考椭球定位	8
2.3  地图投影和高斯平面直角坐标系	9
2.3.1  地图投影	9
2.3.2  高斯平面直角坐标系	12
2.3.3  通用横轴墨卡托投影
     （UTM投影）	13
2.4  高程	14
2.4.1  高程概述	14
2.4.2  高程基准	14
2.4.3  相对高程	15
2.5  用水平面代替水准面的限度	15
2.5.1  水准面曲率对水平距离
      的影响	16
2.5.2  水准面曲率对水平角的影响	16
2.5.3  水准面曲率对高差的影响	16
2.6  方位角	17
2.6.1  基本方向	17
2.6.2  子午线收敛角与磁偏角	17
2.6.3  方位角	17
2.6.4  方位角之间的相互换算	18
2.6.5  正、反坐标方位角	18
第3章  测量误差基本知识	19
3.1  观测误差的分类	19
3.1.1  测量误差产生的原因	19
3.1.2  测量误差的分类	19
3.1.3  误差处理原则	20
3.1.4  偶然误差的特性	20
3.2  衡量精度的标准	22
3.2.1  中误差	22
3.2.2  相对误差	23
3.2.3  极限误差	24
3.3  算术平均值及观测值的中误差	24
3.3.1  算术平均值	24
3.3.2  观测值的改正值	25
3.3.3  按观测值的改正值计算中
      误差	25
3.4  误差传播定律	27
3.4.1  观测值的函数	27
3.4.2  一般函数的中误差	28
3.4.3  误差传播定律应用实例	30
3.5  加权平均值及其精度评定	31
3.5.1  不等精度观测及观测值的权	31
3.5.2  加权平均值	32
3.5.3  加权平均值的中误差	33
3.5.4  单位权中误差的计算	33
3.6  间接平差原理	34
3.6.1  间接平差原理	35
3.6.2  间接平差计算实例	36
第4章  水准测量和水准仪	38
4.1  水准测量原理与方法	38
4.1.1  水准测量原理	38
4.1.2  水准测量方法	39
4.1.3  地球曲率和大气折光的影响	40
4.2  水准仪和水准尺	41
4.2.1  水准仪的基本部件	41
4.2.2  测量望远镜的构造及其成像
      和瞄准原理	42
4.2.3  水准器及其灵敏度	43
4.2.4  自动安平水准仪	46
4.2.5  自动安平水准仪的原理	47
4.2.6  补偿器的补偿原理	47
4.2.7  水准尺和尺垫	49
4.2.8  水准仪的使用	50
4.3  电子水准仪	52
4.3.1  概述	52
4.3.2  电子水准仪的一般结构	52
4.3.3  电子水准仪的测量原理	53
4.3.4  条码水准尺	55
4.3.5  电子水准仪的性能及特点	55
4.3.6  电子水准仪的应用	57
4.4  水准测量外业施测	57
4.4.1  普通水准测量	57
4.4.2  国家三、四等水准测量	58
4.4.3  精密水准测量	60
4.4.4  电子水准仪测量方法	63
4.5  水准测量的误差分析	63
4.5.1  仪器误差	63
4.5.2  观测误差	64
4.5.3  外界环境的影响	65
4.6  水准仪的检验与校正	65
4.6.1  水准仪应满足的条件	65
4.6.2  水准仪的检验与校正	66
4.6.3  自动安平水准仪补偿器性能
      的检验	74
4.6.4  水准尺的检验	74
4.6.5  电子水准仪的检验	76
第5章  角度、距离测量与全站仪	77
5.1  角度测量原理	77
5.1.1  水平角测量原理	77
5.1.2  角测量原理	78
5.2  经纬仪	78
5.2.1  经纬仪的基本构造及分类	78
5.2.2  光学经纬仪	79
5.2.3  电子经纬仪	83
5.3  角度观测方法	86
5.3.1  经纬仪的安置	86
5.3.2  水平角观测	88
5.3.3  竖直角观测	91
5.4  水平角观测的误差和精度	94
5.4.1  水平角观测的误差	94
5.4.2  水平角观测的精度	102
5.5  经纬仪的检验和校正	102
5.5.1  经纬仪主要轴线间应满足
      的条件	102
5.5.2  经纬仪的常规检验和校正	103
5.6  钢尺量距和视距法测距	107
5.6.1  钢尺量距	107
5.6.2  视距法测距	107
5.7  光电测距	109
5.7.1  电磁波测距概述	109
5.7.2  脉冲式光电测距仪	111
5.7.3  相位式光电测距仪	112
5.7.4  全反射棱镜	114
5.7.5  相位式红外测距仪	115
5.7.6  距离测量	116
5.7.7  测距成果的整理	116
5.8  光电测距误差分析	119
5.8.1  比例误差	120
5.8.2  固定误差	120
5.8.3  周期误差	122
5.9  全站仪和自动全站仪	123
5.9.1  全站仪	123
5.9.2  自动全站仪	126
5.10  三角高程测量	126
5.10.1  三角高程测量的基本原理	127
5.10.2  三角高程测量的基本公式	127
5.10.3  三角高程测量的精度	129
第6章  卫星定位与全球定位系统
        （GPS）	132
6.1  全球导航卫星系统概述	132
6.1.1  GPS	132
6.1.2  GLONASS	133
6.1.3  GALILEO计划	133
6.1.4  中国“北斗”卫星导航系统	133
6.2  GPS系统的组成及卫星信号	134
6.2.1  空间部分	134
6.2.2  地面监控部分	134
6.2.3  GPS接收机	136
6.2.4  GPS卫星信号	137
6.3  GPS定位的基本原理及其误差
     来源	137
6.4  GPS静态定位	139
6.5  GPS动态定位及实时动态
     定位（RTK）	139
6.5.1  GPS动态定位	139
6.5.2  RTK的工作原理	140
6.5.3  RTK测量的基本工作方法	141
6.6  GPS控制测量	141
6.6.1  GPS控制网的精度指标	141
6.6.2  GPS控制网的图形设计	142
6.6.3  GPS控制测量的外业工作	143
6.6.4  GPS数据处理	144
第7章  控制测量	146
7.1  控制测量概述	146
7.1.1  平面控制测量	146
7.1.2  高程控制测量	149
7.1.3  控制测量的一般作业步骤	151
7.1.4  平面控制点坐标计算基础	152
7.2  导线测量	154
7.2.1  导线的布设形式	154
7.2.2  导线的观测	155
7.2.3  导线测量的近似平差计算	156
7.2.4  导线测量错误的检查方法	161
7.3  交会测量	162
7.3.1  前方交会	162
7.3.2  后方交会	164
7.3.3  测边交会	165
7.3.4  自由设站	166
7.4  高程控制测量	166
7.4.1  水准测量路线的布设	166
7.4.2  水准测量的观测	167
7.4.3  跨河水准测量	167
7.4.4  水准测量数据处理	168
7.4.5  三角高程测量的应用	172
第8章  地形图基本知识	173
8.1  地形图的内容	173
8.1.1  地图比例尺	174
8.1.2  比例尺精度	175
8.1.3  地形图符号	175
8.1.4  图廓及图廓外注记	176
8.2  地物符号和等高线	178
8.2.1  地物符号	178
8.2.2  等高线	179
8.3  地形图的分幅与编号	182
8.3.1  图形分幅与编号	182
8.3.2  矩形分幅与编号	188
第9章  碎部测量	190
9.1  碎部测图方法	190
9.1.1  传统测图	190
9.1.2  航空摄影测量	191
9.1.3  地面数字测图	192
9.2  测定碎部点的基本方法	193
9.2.1  碎部点的坐标计算	193
9.2.2  碎部点高程的计算	197
9.3  地物和地貌测绘	197
9.3.1  地物测绘的一般原则	197
9.3.2  地物测绘	198
9.3.3  几种典型地貌的测绘	200
9.3.4  等高线的手工勾绘	203
9.3.5  地形图上各要素配合表示
      的一般原则	203
第10章  数字地形图的应用	205
10.1  概述	205
10.2  地形图的应用	205
10.2.1  量取图上点的坐标值	205
10.2.2  量测两点间的距离	206
10.2.3  量测直线的坐标方位角	206
10.2.4  确定地面点的高程和两点间
       的坡度	206
10.2.5  按一定方向绘制断面图	207
10.2.6  确定汇水面积	207
10.2.7  按限制坡度选线	207
10.2.8  根据等高线整理地面	208
10.3  面积和体积计算	209
10.3.1  面积量算	209
10.3.2  体积计算	210
10.4  格网数字高程模型	212
10.4.1  概述	212
10.4.2  数字高程模型的特点	213
第11章  建筑工程施工测量	214
11.1  施工测量的基本工作	214
11.1.1  施工测量概述	214
11.1.2  建筑施工控制测量	218
11.2  民用建筑施工放线测量	223
11.2.1  民用建筑施工放线测量
       概述	223
11.2.2  民用建筑的定位	226
11.2.3  建筑物细部放线	227
11.2.4  建筑物基础工程施工测量	229
11.2.5  建筑物墙体施工测量	230
11.2.6  复杂建（构）筑施工测量	232
11.3  高层建筑的施工测量	234
11.3.1  高层建筑施工测量的特点	234
11.3.2  高层建筑施工测量的实施
       步骤	234
11.3.3  滑模施工中的测量工作	238
11.4  工业建筑定位放线测量	239
11.4.1  厂房矩形控制网放样方案制定
       及测设数据的计算	239
11.4.2  厂房控制网的测设	241
11.4.3  厂房外轮廓轴线和柱列
       轴线的测设	241
11.4.4  厂房基础施工测量	242
11.4.5  厂房预制构件安装测量	248
11.4.6  钢结构工程中的施工测量	251
第12章  建筑物变形观测及竣工
          总平面图编绘	253
12.1  建筑物变形观测概述	253
12.1.1  建筑物变形观测的意义
       和特点	253
12.1.2  建筑物变形观测的内容及
       技术要求	253
12.2  建筑物及深基坑垂直位
       移观测	254
12.2.1  水准基点的布设及高精度水准网
       的建立	255
12.2.2  沉降监测点的布设	256
12.2.3  沉降观测的周期确定	257
12.2.4  沉降监测的技术要求及观测
       方法	257
12.2.5  沉降观测的成果整理	258
12.2.6  沉降观测中常遇到的问题
       及其处理	259
12.3  建筑物及深基坑水平位移
      测量	260
12.4  建筑物倾斜观测	262
12.5  挠度和裂缝观测	263
12.5.1  挠度观测	263
12.5.2  裂缝观测	263
12.6  竣工测量及竣工总平面图
      的编绘	264
12.6.1  竣工测量概述	264
12.6.2  竣工测量的内容	265
12.6.3  竣工总平面图的编绘方法	265
12.6.4  竣工总平面图的附件	266
第13章  路线测量	267
13.1  带状地形测绘	267
13.1.1  带状地形图的分幅与坐标格
       网绘制	267
13.1.2  带状地形图的测绘内容	268
13.1.3  带状地形图的测绘方法	268
13.2  路线中线测量	269
13.2.1  交点测设	269
13.2.2  曲线测设	271
13.3  断面图测量	276
13.3.1  线路纵断面测量	276
13.3.2  路线横断面测量	278
13.4  断面图绘制	280
13.4.1  纵断面图的绘制	280
13.4.2  横断面图的绘制	281

前    言
本书根据土木工程类专业的测量学教育培养目标编写。作者以土木工程类专业的教育标准为依据，在总结多年的教学改革成功经验的基础上，结合我国工程测量的基本情况，从培养工程技术方面的高技能应用型人才这一根本目标出发，组织编写了本书。
本书在内容上力求讲清基本概念，测量基础理论知识适度、够用，重视基本技能的训练与实践性教学环节，注重实用性，叙述简明，深入浅出，并能运用图表说明内容和操作技巧，便于读者学习和理解，加深印象，尽可能做到通过学习与教学实训，即可应用到工程实践中。
本书可作为高等学校土木工程类专业的测量学教材，也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。
全书分13章。教材从实用性出发，较全面地介绍工程测量基本理论和土建类测量施工中的常用方法，主要内容包括：第1章讲述测绘学的任务及作用，介绍数字测图的发展概况、学习数字测图原理与方法的目的和要求；第2章讲述测量的基本知识，包括如何描述地球、常用测量坐标系、地图投影的相关知识、高程系统的介绍等；第3章讲述测量误差基本知识；第4章讲述水准测量和水准仪；第5章讲述角度、距离测量与全站仪；第6章讲述卫星定位与全球定位系统（GPS）的基本原理和发展状况；第7章讲述控制测量；第8章讲述地形图基本知识；第9章讲述碎部测量的一般方法；第10章讲述数字地形图的应用；第11章讲述建筑工程施工测量基本知识和常用方法；第12章讲述建筑物变形观测及竣工总平面图编绘；第13章讲述路线测量。
通过学习本书，你可以：
  了解测量坐标系及地图投影；
  掌握测量误差基本知识；
  掌握水准测量原理与方法，会使用水准仪及配套仪器；
  掌握角度测量原理与方法，会使用经纬仪；
  掌握距离测量原理与方法，会进行钢尺量距及全站仪的使用；
  了解卫星定位与全球定位系统（GPS）的基本原理和发展状况；
  进行地形图的测绘并对绘制的地形图进行工程应用；
  掌握建筑工程施工测量，解决建筑施工中的测量问题；
  会对建筑物进行变形观测，能够完成竣工总平面图编绘；
  掌握路线测量的基本知识。
参加本书编写的人员皆是在本专业有多年教学经验的教师和工程实践单位的工程技术人员。本书第1、8章由张敏编写，第2、3章由赵峻天编写，第4章由朱洁编写，第5、11章由刘方圆编写，第6章由张伟佳编写，第7章由陈子木编写，第9章由高晨珂编写，第10章由冯翔编写，第12章由王辉华、马一萍编写，第13章由李璟编写。全书由刘方圆统稿。陈子木对全书进行了审阅。本书的编写参考了大量近年来出版的相关技术资料，吸取了许多专家和同仁的宝贵经验，在此向他们深表谢意。

由于编者水平有限，书中难免存在缺点和疏忽，敬请读者批评指正。如发现问题、有待改进或者建议，请发电子邮件至tmgcclyb@163.com，在此特表谢意。

作  者     
2015年1月

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