工程測量學(xué)教案

教案

2013—2014學(xué)年第二學(xué)期

教學(xué)單位礦業(yè)工程系

教研室（實驗室）測繪教研室

課程名稱《工程測量學(xué)》

授課專業(yè)測繪工程

主講教師

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

（2013—2014學(xué)年第二學(xué)期）

課程名稱《工程測量學(xué)》

授課班級11測繪1班總學(xué)時60學(xué)時

課程類型□通識模塊課口V專業(yè)技術(shù)模塊課口多樣化模塊課

授課方式□J理論口實驗考核方式考試口考查

教材選用《工程測量學(xué)》張正祿武漢大學(xué)出版社2OXX年五月

參考書目《應(yīng)用工程測量學(xué)》張鳳舉煤炭工業(yè)出版社1987

教研室

主任意見

系部

主任意見

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月16日第4周第1次課

課題

名

稱懿

掌握工程測量學(xué)的內(nèi)容

理解工程測量學(xué)的學(xué)科定位及研究領(lǐng)域

教學(xué)了解工程測量學(xué)的發(fā)展歷史

目

標(biāo)了解工程測量學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系

了解大型特種精密工程測量

g一點工程測量學(xué)的內(nèi)容

一

^點

41工程測量學(xué)的學(xué)科定位

授

課

式

方口J理論口實驗口實踐教學(xué)手段課堂教授

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

1.1學(xué)科定義

定義一：工程測量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管

理階段所進(jìn)行的各種測量工作的學(xué)科

定義二：工程測量學(xué)主要研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開發(fā)

各個階段所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息的采集與處理、施工放樣、設(shè)備安

裝、變形監(jiān)測分析和預(yù)報的理論、方法和技術(shù)，以及研究對測量和工

程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科，它是測繪學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)和國防

建設(shè)中的直接應(yīng)用

定義三：工程測量學(xué)是研究地球空間（包括地面、地下、和水中、空

中）具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設(shè)實現(xiàn)的理論、方

法和技術(shù)的一門實用性學(xué)科。它主要以建筑工程和機(jī)器設(shè)備為研究服

務(wù)對象

測繪學(xué)科的二級學(xué)科劃分

大地測量學(xué)（天文、幾何、物理、空間等）

工程測量學(xué)（礦山測量學(xué)為工程測量的分支）

攝影測量學(xué)與遙感

地圖制圖學(xué)

地籍測繪

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

1.2工程測量學(xué)的內(nèi)容

工程測量學(xué)的內(nèi)容劃分

安工程建設(shè)階段劃分：

a規(guī)劃設(shè)計階段（勘測設(shè)計階段）：提供相應(yīng)工程所

需要的各種比例尺地形圖，工程實施區(qū)域的地質(zhì)條

件測量等

b施工測量階段：定線放樣、建立施工控制網(wǎng)、放樣等

c運營管理階段：監(jiān)測相關(guān)建筑物的參數(shù)（對于大

型設(shè)備要進(jìn)行經(jīng)常性的檢測和校正），建立工程信息

系統(tǒng)

按服務(wù)對象劃分：建筑、水利、線路、橋隧、地下工

程、海洋、軍事、三維工業(yè)、礦山、城市等。

工程測量學(xué)的內(nèi)容概括：

a地形圖測繪

b工程控制網(wǎng)布設(shè)及優(yōu)化設(shè)計

c施工放樣技術(shù)和方法

d變形監(jiān)測分析和預(yù)報

e工程測量的通用和專用儀器

f誤差及測量平差理論

課本第12頁，思考題4、5、6、7、8

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月18日第4周第2次課

課題

名

稱工程建設(shè)中的測量工作與信息管理

掌握工程規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作

教學(xué)掌握工程施工建設(shè)階段的測量工作

目

標(biāo)掌握工程運營管理階段的測量工作

理解工程運營管理階段的測量工作

工程規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作（難點）

點

工程施工建設(shè)階段的測量工作

點

工程運營管理階段的測量工作

授

課

方

式口J理論□實驗口實踐教學(xué)手段課堂教授

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

2.1工程規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作

a工業(yè)企業(yè)規(guī)劃設(shè)計階段測量工作

特征：面狀地形一設(shè)計底圖

任務(wù)：提供地形圖（設(shè)計者）

1:5000:廠址選擇、總體規(guī)劃、方案比較等；

1:2000:初步設(shè)計;

1:1000:施工設(shè)計；

1：500:復(fù)雜條件下的施工設(shè)計

b線路規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作

線性工程：鐵路、公路、輸油管道等

線路在勘測設(shè)計階段的測量工作稱為線路測量

勘測工作分為初測和定測兩個階段

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

初測：對方案研究中認(rèn)為有價值的幾條或一條主要線路，

結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，在實地進(jìn)行選點、插旗、標(biāo)出線路

方向，測繪出1:5000-1:2000的帶狀地形圖供編制初步設(shè)

計使用

定測：中線測量、曲線測設(shè)、縱橫斷面測量以及局部的地

形圖測繪、并為施工設(shè)計搜集材料

c橋梁規(guī)劃設(shè)計階段測量工作

橋位平面和高程控制測量

橋址定線測量

斷面測量

橋位地下測量

河床地形測量

流向測量

船筏走行線測量、鉆孔定位測量

2.2工程施工建設(shè)階段的測量工作

任務(wù)：按設(shè)計要求將設(shè)計的建（構(gòu)）筑物的位置、形狀、

大小及高程在實地標(biāo)設(shè)出來，以便進(jìn)行施工；另外需要進(jìn)

行工程質(zhì)量監(jiān)理。

施工測量工作

施工測量工作主要包括施工控制網(wǎng)以及施工放樣

2.3工程運營管理階段的測量工作

任務(wù)：工程建筑物的變形觀測

觀測參數(shù)：位移、沉降、傾斜、搖擺等

變形觀測：工程建筑物運營期間，為了監(jiān)視其安全和穩(wěn)定

的情況，了解其設(shè)計是否合理，驗證設(shè)計理論是否正確，

需要定期對其位移、沉降、傾斜以及搖擺等進(jìn)行觀測，稱

為變形觀（監(jiān)）測（其任務(wù)是長期而具有周期性的）

儀器設(shè)備：全站儀和GPS實時動態(tài)（RTK）技術(shù)

教材第26頁思考題，1、2、3、4、5

作

業(yè)

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月20(23)日第4（5）周第3、4次課

課題

名

稱工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方法

掌握工程控制網(wǎng)的分類和作用

掌握工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法

教學(xué)理解工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則

目

標(biāo)

理解工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

點

重

工程控制網(wǎng)的分類和作用

點

難

工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法（難點）

授

課

式

方口J理論口實驗口實踐教學(xué)手段課堂教授

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

3.1工程控制網(wǎng)的分類和作用

a測量控制網(wǎng)分類

測量控制網(wǎng)由位于地面的一系列控制點構(gòu)成，控制點的空

間位置是通過已知點的坐標(biāo)以及控制點之間的邊長、方向

或高差等觀測量確定的。按照范圍和用途，主要分為三大

類：全球控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)工程控制網(wǎng)

b工程控制網(wǎng)分類

用途：測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測網(wǎng)、安裝控制

網(wǎng)

性質(zhì)：一維網(wǎng)（水準(zhǔn)網(wǎng)）、二維網(wǎng)（平面網(wǎng)），三維網(wǎng)

網(wǎng)形：三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)、方格網(wǎng)

方法：測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS網(wǎng)

基準(zhǔn)：附和網(wǎng)、自由網(wǎng)、經(jīng)典自由網(wǎng)、獨立網(wǎng)

其它標(biāo)準(zhǔn)：首級網(wǎng)、加密網(wǎng)、特殊網(wǎng)、專用網(wǎng)

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

C建網(wǎng)步驟

(1)確定控制網(wǎng)的等級

(2)確定布網(wǎng)形式

(3)確定測量儀器和操作規(guī)程

(4)在圖上選點構(gòu)網(wǎng)，到實地踏勘

(5)埋設(shè)標(biāo)石、標(biāo)志

(6)外業(yè)觀測

(7)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

(8)提交成果

3.2工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法

a工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)

工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)就是通過網(wǎng)平差求解未知點坐標(biāo)時所給

出的已知數(shù)據(jù)，以便對網(wǎng)的位置、長度和方向進(jìn)行約束，

使網(wǎng)平差時有唯一解?；鶞?zhǔn)分三種情況：

(1)約束網(wǎng)：具有多余的已知數(shù)據(jù)

(2)最小約束網(wǎng)(經(jīng)典自由網(wǎng))：只有必要的已知數(shù)據(jù)

(3)無約束網(wǎng)(自由網(wǎng))：無必要的已知數(shù)據(jù)

維數(shù)網(wǎng)型觀測值類型基準(zhǔn)秩虧基準(zhǔn)參數(shù)

1高程網(wǎng)高N11平移

邊長和方位角2x、y方向的2平移

邊長或邊長和水平方向

2平面網(wǎng)32平移、1繞Z雌

水平方向42平移、1旋轉(zhuǎn)、1縮放

邊長和天頂角或邊長和水平方向43在X、丫、訪向平移，1

或邊長、天頂角以及水平方向繞z旋轉(zhuǎn)

3水平方向和天頂角53平移、1雌、1僦

三角網(wǎng)

邊長6評移、瀕x、y、球轉(zhuǎn)

基線向量73平移、3旋轉(zhuǎn)、1縮放

3.3工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則

3.4工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

教材第60頁思考題2,5,9,10,12,14,17,20,22

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月25日第5周第5次課

課題

工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論和方法

名稱

期典型工般制網(wǎng)

教學(xué)引防制點的標(biāo)H與標(biāo)志

目標(biāo)瓚釣福辨惻1內(nèi)外業(yè)咻化

重點典型工超拂網(wǎng)

難點點的標(biāo)石與求志

授

課

方

式□J理論口實驗口實踐教學(xué)手段課堂教授

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

3.5典型工程控制網(wǎng)

3.5.1隧道（洞）工程控制網(wǎng)

平面控制網(wǎng)采用成都市坐標(biāo)系統(tǒng)，投影面采用城市平均高

程面，這便于地鐵成果與已有的城市勘測資料銜接。首級G

PS控制網(wǎng)在每個地鐵車站附近布設(shè)至少1個GPS點，每

個GPS點至少有2個通視方向，地鐵線路交叉地段至少布

設(shè)一對GPS點。在測區(qū)范圍內(nèi)及周邊區(qū)域選擇了9個滿

足GPS觀測條件的原城市高等級控制點，作為起算數(shù)據(jù)

選擇的依據(jù)或作為重合點。全網(wǎng)共由51點組成，其中新選

點42個，共觀測93條基線。網(wǎng)中最短邊長327m（不作為精

密導(dǎo)線起算邊），最長邊長25617m，平均邊長2285m。

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

3.5.2橋梁施工控制網(wǎng)（杭州灣跨海大橋）

首級GPS控制網(wǎng)共布設(shè)29個點（包括3個已知點，7個GPS

水準(zhǔn)點），控制面積達(dá)1800多平方公路。GPS網(wǎng)的精度按

以下兩個指標(biāo)確定：網(wǎng)中最弱點中誤差W20mm,2km長的

邊長相對中誤差應(yīng)優(yōu)于1:40000。

3.6控制點的標(biāo)石和標(biāo)志

標(biāo)石是指用挖坑埋設(shè)預(yù)制截頭錐體混凝土標(biāo)，或通過鉆深

孔就地澆筑鋼筋混凝土標(biāo)，或通過鉆孔深埋與基巖相連的

鋼管標(biāo)等方法固定和設(shè)置控制點的設(shè)施。

平面點標(biāo)石

1）普通標(biāo)石：通常挖坑埋設(shè)截頭錐體混凝土標(biāo)，為防止

自重引起的沉降，需加大標(biāo)石底部面積。應(yīng)用廣泛。

2）深埋式標(biāo)石：通過鉆深孔就地澆筑的鋼筋混凝土標(biāo)。

多用于大型工程的施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)。

3）帶強(qiáng)制對中的觀測敦：觀測敦為鋼筋混凝土敦，現(xiàn)場

澆筑，基礎(chǔ)應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下0.3米，頂部安裝強(qiáng)制對

中基座，觀測敦的基礎(chǔ)平臺上可埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)志

3.7內(nèi)外業(yè)一體化定義：

教材第61頁思考題25,26,28,31,32

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院教案

20XX年9月27日第5周第6次課

課題

名

稱工程測量的儀器與方法

掌握角度測量

學(xué)

教掌握距離測量

目標(biāo)

掌握高程測量

宜點角度測量

點

隹距離測量

高程測量

授

課

方

式□J理論口實驗口實踐教學(xué)手段課堂教授

時間

教學(xué)內(nèi)容備注

分配

4.1角度測量

角度是幾何測量的基本元素，包括水平角和垂直角

角度測量的儀器主要是經(jīng)緯儀，分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀

兩大類

水平角觀測：測回方向

/對儀器進(jìn)行“對中”和“整平”；

/盤左，粗略瞄準(zhǔn)一個目標(biāo)；

/仔細(xì)對光，消除視差；

,/精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，取水平度盤讀數(shù)；’

不動調(diào)焦鏡，盤右，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，取水平

度盤讀數(shù)；

/對于下一個目標(biāo)，重復(fù)上述操作。

時間

教學(xué)內(nèi)容