工程测量学，研究工程建设在规划设计、建筑施工、运行管理各个阶段所进行的各项测量工作的理论、方法、技术。工程测量的任务包括建立测量控制网；提供规划设计所需要的地形图、断面图和其他有关资料；工程施工放样，施工测量，竣工测量；工程运行管理期间的沉陷、位移、变形等安全监测工作。
一、基础知识
测量工作中，地面点的空间位置是用坐标和高程来表示（确定）的。表示地面点平面位置的常用坐标有地理坐标、平面直角坐标，小范围内也可用极坐标；高程是地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，也称海拔。 目前，我国以黄海平均海水面作为大地水准面。1985年决定采用新确定的黄海平均海水面作为我国的高程起算面，称为“1985年黄海高程系”。
之前，我国曾以天津大沽平均海水面作为大地水准面。
距离、水平角及高程是确定地面点相对位置的三个基本几何要素，则距离测（丈）量、水平角测量及高程测量是测量的基本工作。
结合工作实际，本着学习基础知识、掌握基本技能的原则，现重点学习距离丈量、普通水准测量（高程、视距、断面测量）。
二、距离丈量
地面点的平面位置是该点投影到水平面上的位置，因此，两点之间的图上距离是指两点之间的水平距离。距离丈量一般是丈量两点之间的水平距离，如果测得的是倾斜距离，就要进行折算。
（一）距离丈量常用工具
距离丈量常用的工具有钢尺、皮尺、绳尺、花杆、测钎等。丈量精度要求高时，一般使用钢尺；精度要求低时，可用皮尺或绳尺；花杆主要是用来标志位置、标定方向；测钎用来标志位置或记数已测过的整尺次数。
（二）平坦地面一般精度的距离丈量
丈量平坦地面上两点（应设有明显的标志）之间的水平距离，由两人各持尺子的一端，从一点量向另一点，当两点之间的距离大于一个尺段时，后面的人（后尺手）对准起始刻度、并指挥前面的人（前尺手）调整丈量方向与两点连线一致，目估调整使尺子水平并拉紧，然后标示出尺子终点位置，依次逐尺段进行测量、标记、记录和计算，最终求得两点之间的水平距离；当两点之间的距离不足一个尺段时，可直接拉紧、调平，并分别读取起止点读数，然后计算两点之间的距离，或一端对准起始刻度、另一端直接测读水平距离数。 （三）倾斜地面一般精度的距离丈量
[img=380,158]file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-20073.png[/img]在倾斜地面上丈量两点之间的水平距离，一般由高处往低处分段（阶梯状）进行。后尺手对准起始位置，前尺手拉平尺子、读记数据、在读数位置（尺子的终端刻度或适当位置，以方便拉平尺子和做标记为宜）悬挂垂球、将对应点投放在地面上（作为下一测段的起点），至此完成一个测段的丈量；依次
类推，可完成斜坡上A、B
之间的水平距离丈量，见
图1-1。
当两点高程已知、且
两点之间斜坡较平顺时，
也可直接沿斜坡丈量倾斜
距离，然后按勾股定理推
算水平距离。
（四）较高精度的距离丈量
进行较高精度的距离丈量，多是直接丈量两点之间的斜距，然后按两点之间的高差修正，推算出水平距离；只准用钢尺进行丈量，并用拉力器控制拉尺子的拉力达到某值；每次丈量的距离不能超过一个尺子的长度，分段进行丈量时，尺段分界点设置固定桩及准确的标
志（如铁钉、红点）；同一尺段需反复、多次（可每次变化起始与末端读数）丈量，取平均数作为两点之间的距离。
精度要求高时，不能采用目估水平、阶梯分段、以及连续多尺段长距离丈量的方法。
三、普通水准测量
水准测量是利用水准仪提供的水平视线、读取水平视线在水准尺上的相应读数、并据以推算高差（或由已知点的高程推算未知点的高程）及视距（通过测量数据推算水准仪至测点之间的水平距离）的一种测量方法。这就是水准测量的原理。
依据精度的不同，水准测量分为等级水准测量和普通（等外）水准测量。我国的等级水准测量由高到低依次分为一、二、三、四等，等级以外的水准测量称为等外水准测量或普通水准测量。等级水准测量与普通水准测量的原理相同，基本工作方法相同；但等级测量对所用仪器、工具、以及观测与计算方法都有更高或特殊要求。以下仅按普通水准测量讲述。
（一）水准仪及水准尺
1、水准仪的结构
普通水准仪由望远镜、水准器、及基座三部分组成。
（1）望远镜：由目镜、十字丝、物镜组成。通过转动物镜的对光螺旋，可进行物镜的对光，使观测目标的成像变得清楚；通过转动目镜的调节螺旋，可使十字丝变得清晰；十字丝由四条线组成，垂直的一条为纵丝、中间较长的一条横丝为中丝、上下两条短的横丝分别称为上下丝。
（2）水准器：包括长水准管和圆水准器。长水准管位于望远镜旁侧，通过调整（转动微倾螺旋）可使长水准管与望远镜一起作微小的上下俯仰变化，当长水准管气泡居中时，望远镜中的视线便成水平；圆水准器在基座上，用以标示仪器的粗略整平。
（3）基座：主要由脚螺旋、圆水准器组成。仪器通过基座与三脚架连接，支承在三脚架上。
2、水准仪的安设整平与使用
（1）安设三脚架：打开三脚架，放置在拟安设位置，通过移动支架腿的位置、蹬踩支架腿使支架尖角入土、使三脚架稳固并使架头大致水平。
（2）安设仪器：将仪器安置（用螺栓连接）在三脚架上，拧紧中心螺旋。
（3）粗略整平：转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，即实现粗略整平。整平时，一般是先转动（同时或分别转动）两个螺旋，使气泡处在两螺旋连线的中间对应位置，然后转动第三个螺旋，使气泡居中；也可不分先后顺序，视情调整脚螺旋，使气泡居中即可。为了提高粗略整平的质量，可转动仪器（变换圆水准器的位置），反复检验、整平。
（4）细整平：转动仪器，瞄准水准尺（观测目标），调节对光使目标图象及十字丝清晰后，再进行细整平，仪器的细整平，是通过转动微倾螺旋、使长水准管的气泡居中（从视窗内观察，使两个“半U形气泡”的像吻合，呈现“U”形）。一定注意：每次读数前都要检查长水准管的气泡是否居中，必须使其居中（细整平）后再读数。
（5）仪器的使用：转动望远镜，瞄准水准尺，旋紧制动螺旋；调节目镜（转动目镜调节螺旋），使观测者清晰看到十字丝；转动物镜对光螺旋，使观测者清晰看到水准尺（图象）；
转动仪器的水平微动螺旋，使十字丝的竖丝照准尺面中央；同时利用目镜调节螺旋和物镜的对光螺旋、通过反复交替调节、消除视差（视差是指尺像没落在十字丝平面上，即当眼睛靠近目镜并上下微动时，十字丝横丝在水准尺上的读数随之变动），使尺像落在十字丝平面上；每次细整平后，再进行读数。
3、水准尺
水准尺是进行水准测量时用于读数的工具。水准尺有不同的种类，可分别适用于精度不同的水准测量。
用于等级水准测量的水准尺是直式双面尺。所谓双面尺，不仅两面的颜不同（一面是黑白相间的分划，称为黑面，为主尺；另一面为红白相间的分划，称为红面，为辅尺），而且两面的数字标注不同（黑面的尺底从零开始，而红面的尺底从4687毫米或4787毫米开始），测量时，尺子的两面都要读数，特用以检查校核读数，这种双面尺又要成对（一个4587，一个4787）使用。
用于普通水准测量的水准尺有直式尺、折式尺、塔尺三种。尺长3～5米；不论是单面分划
、还是双面（黑面——黑白相间的分划；红面——红白相间的分划）分划，尺面的数字标注都是尺底从零开始；尺面的分划一般是到整厘米，也有的到半厘米，每分米及整米处标注相应数字（米、分米）。
水准尺的读数：首先读取米和分米数字，当十字丝横丝处在水准尺上两个数字之间时，选取较小的数字；其次读取厘米数，由较小的数字开始、向较大的数字方向读取，能准确地读取厘米数（数数有多少个整分划、折算出厘米数）；第三是读取毫米数，对于不是整厘米的分划，要约估读取到毫米。
（二）高程测量
1、水准点
进行高程测量时，高程已知的控制点（其具体高程值随不同的高程系统而不同，如黄海高程、大沽高程），称为水准点（BM）。水准点分为等级水准点和普通水准点。等级水准点，是用较高等级的测量方法测设、并设有永久性固定标志的控制点；普通水准点，是用较低等级或普通水准测量方法测设（从等级水准点引测确定）、一般只是设有木桩等临时标志的控制点。
2、施测路线
为了便于观测和计算各点高程、检查测量成果，实施水准测量时，须按照一定的施测路线进行。施测路线，即依次由各测点（水准点、待测点、以及临时增加的辅助测点）所组成的测量路线，也称为水准路线。水准路线分为附合水准路线、闭合水准路线和支水准路线三种形式。
（1）附合水准路线：从一个水准点出发，测经各待测点，测至另一个水准点结束。通过比较本次测得的高差是否与两个水准点之间的实际高差（准确）相等或相近（在允许误差范围内），判断测量成果的精度是否达到要求；若成果可用，还可根据测站数、测量距离、两个水准点之间的实际高差，对测量误差进行修正。
（2）闭合水准路线：从一水准点出发，测经各待测点，最后再测回（往返路线不同）到原水准点，形成一个闭合圈。
（3）支水准路线：从一水准点出发，测完所有待测点后，再按原路线测回（也称为往返观测）到原水准点。
3、观测读数、记录计算
（1）选择适当位置安设仪器：仪器距各测点的距离适宜，到前后两测尺的距离尽可能相近、最远距离一般不超150m；仪器的高度适宜，能看到各测尺并在尺子上的读数不宜太大或太小，力求使观测者操作舒适；将仪器安设在视线开阔的地方，保证看到测尺。
（2）读数与记录：瞄准竖立于测点（水准点、待测点等）上的水准尺，细整平后，读取中丝所在位置的读数；准确记录读数：凡是在已知高程点上的读数（包括水准点上的读数、及转点上的第二次读数）记为“后视读数”；在未知高程的点上的读数记为“前视读数”，如果在同一个测站（每安设一次仪器，为一个测站）连续测多个待测点的高程，也可将中间待测点上的读数记为“间视读数”，而只将本测站的最后一个读数记为“前视读数”。
（3）计算高程
如图1-2，已知点的高程 + 该点上的水准尺读数（后视读数）= 仪器的视线高程（简称视线高）；同一测站的各点具有相同的视线高；测点的高程=视线高程-测点上的水准尺读数（间视或前视读数）。
[img=439,211]file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-24371.png[/img]
图1—1—5 水准测量原理
图中：A点的高程已知，记为HA；在A点上的读数（后视读数）为a；
B点为待测点，在B点上的读数（前视读数）为b；
则：视线高==HA+a； B点的高程HB==HA+a-b； 其中，a-b=⊿h（高差）
高程测量的记录计算格式可参照下表：
表1—1—1 高程测量记录计算表
地点： 日期： 年 月 日 观测者：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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