第1页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共10页第二讲工程测量学的原理、方法和技术Theory,way,technologyofengineeringsurveying主要内容：观测量和测量定位原理、地面测量方法和技术、专用测量方法与技术、空间测量方法与技术。难点：专用测量方法与技术、空间测量方法与技术总课时：4学时讲授：4学时2．1概述工程测量学与大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学海洋测绘和测绘仪器学一样，是现代测绘学的分之学科。它即遵循测绘学的基本原理、方法和技术，又为了解决工程和工程建设中的测绘技术问题，工程测量学也形成了具有自身特点的原理、方法和技术，以及各种专用和通用的测量仪器。2．2观测量和测量定位原理2．2．1工程测量中的观测量工程测量的实质是：1>通过各种观测量确定客观物体上的特征点在某一坐标系下的三维坐标（平面位置与高程即X，Y，H）及其随时间的变化。2>根据设计坐标（X，Y，Z）通过各种观测量将设计实体放样到实地。观测量：1>角度（方向）观测量角度观测量又分水平角和垂直角（高度角）或天顶距（观测方向线与铅垂线间的夹角）所用仪器：经纬仪、全站仪2>距离观测量两点间的平距、斜距，一点到直线的距离，一点到平面的距离。所用仪器：钢尺、皮尺、铟瓦线尺（叫丈量法或机械法）经纬仪、视距仪（叫视距法或视差法）测距仪、全站仪（叫物理测距法）GPS全球定位系统（伪距法）3>高差观测量两点正常高程之差所用仪器：钢尺、水准仪、测距仪、全站仪、液体静力水准测量（用于工程变形测量）4>方位角观测量地面上某一方向线与真北方向的夹角（真方位角）所用仪器：陀螺仪（用于矿山、铁路与公路隧道及城市地铁隧道中）第2页共10页第1页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共10页2．2．2工程测量中测量定位原理工程测量的任务：测量、测设或放样工程测量中所采用的坐标系统：1>平面—高斯—克吕格平面直角坐标系或独立平面直角坐标系2>高程—正常高系统测量定位原理：1>高差与高程的测定不论进行水准测量还是利用水准仪进行高程放样，均是利用水平视线测定两点之间的高差（如图2-1）：Hab=a-b如A点的高程已知，则B点的高程为：Hab=HA+hAB对于三角高程测量中的高差计算：hAB=h12=S0tanα12+CS02+i1+v2S0：为两点之间的实测水平距离，α12：为P、N两点间的垂直角，i1、v2：分别为仪器高和站标高，C为球气差系数，有：C=1−K2R其中K为大气垂直折射系数，R为参考椭球面上弧A，B，的曲率半径。也可以将S0化算为高斯投影面上的长度d进行计算，对于对向观测，还可以用下式进行计算：h12=h'+12(i1+v1)−12(i2−v2)+Δh12第3页共10页第2页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共10页式中：Δh12=(HmR−ym2R2)⋅h'h'=d⋅tan12(α12−α21)Hm：为A、B两点的平均大地高，ym：为A、B两点到中央子午线的平均横坐标。2＞点的平面直角坐标的测定目前比较常用的确定点位的方法有极坐标法、测角前方交会法。极坐标法的原理如下：已知：A、B两点，求P点的坐标{XP=XB+S⋅COSαBPYP=YB+S⋅SINαBP⇒{XP=XB+S⋅COS(αBA+αP)YP=YB+S⋅SIN(αBA+αP)αBA=arctanYB−YAXB−XAA、B为已知点，P点为待定点，β和S分别为水平角和水平距离，加上各种改正计算得到。当用于放样时过程相反：P点的坐标已知，通过坐标反算可求取AP的边长、AB和AP的方位角，从而得到放样元素α和SAP：α=αAB−αAPSAP=√(XB−XA)2+(YB−YA)2第4页共10页第3页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共10页通过放样元素在实地上标定出P点测角前方交会的原理：α、β为观测角，P点为待定点（如图）XP=XAcotβ+XBcotα+(YB−YA)cotα+cotβYP=YAcotβ+YBcotα−(XB−XA)cotα+cotβ}2>点的空间三维直角坐标的测定在工业测量中，如图所示的坐标系，待定点P的三维空间直角坐标采用前方交会法，按下式计算：X=L⋅sinβ2⋅¿cosβ1sin(β1+β2)¿Y=L⋅sinβ2⋅¿sinβ1sin(β1+β2)¿Z=z1+z22}{z1=L⋅sinβ2⋅tanα1sin(β1+β2)z2=L⋅[sinβ2⋅tanα2sin(β1+...
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