工程测量基本术语标准.docx
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工程测量基本术语标准
中华人民共和国国家标准
工程测量基本术语标准
GB/T50228－96
条文说明
目次
1总则
2通用术语
3控制测量
3.1一般术语
3.2选点、造标与埋石
3.3角度测量
3.4距离测量
3.5高程测量
4地形测量
4.1一般术语
4.2图根控制测量
4.3地形测量
4.4水域测量
5线路测量
5.1一般术语
5.2铁路、公路测量
5.3其他线路测量
6施工测量
6.1一般术语
6.2施工控制网
6.3建筑物施工放样
6.4竣工图编绘与实测
7变形测量
7.1一般术语
7.2监测网
7.3位移测量
8航空摄影测量
8.1一般术语
8.2航空摄影与摄影处理
8.3像片控制测量与调绘
8.4解析空中三角测量
8.5立体测图与像片平面图
9地面摄影测量
10非地形摄影测量
11工程遥感
11.1一般术语
11.2图像处理
12数字地面模型
13观测数据分析与处理
14绘图与复制
制订说明
本标准是根据国家计委计综合［1991］290号文的要求，由中国有色金属工业总公司负责主编，具体由中国有色金属工业西安勘察院会同煤炭部航测遥感局、中国有色金属工业昆明勘察院、首钢宁波勘察研究院、铁道部专业设计院、机械部勘察研究院、交通部第二航务工程勘察设计院共同编制而成，经建设部1996年6月5日以建标［1996］336号文批准，并会同国家技术监督局联合发布。
在本标准的编制过程中，标准编制组进行了广泛的调查研究，收集和查阅了国内外的大量资料，借鉴了国内外相关专业的术语标准，收集了40年来国内工程测量和工程摄影测量领域中生产、设计、科研和教学中出现的基本术语，同时参考了有关国际标准和国外先进标准，并广泛征求了全国有关单位的意见，最后由我总公司会同有关部门审查定稿。
鉴于本标准系初次编制，在执行过程中，希望各单位结合工程实践和科学研究，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交中国有色金属工业西安勘察院工程测量规范国家标准管理组（西安市西影路46号，邮政编码710054），并抄送中国有色金属工业总公司，以供今后修订时参考。
中国有色金属工业总公司
1总则
1.0.1本标准的宗旨
工程测量是基本建设领域中不可缺少的组成部分，它是冶金、石油化工、工厂矿山、铁路、公路、航空、航天等各部门的通用性测绘工作。
但长期以来工程测量术语的命名、释义在各部门、各种书刊、词典中不尽一致，往往造成概念上的混淆，不利于规范的贯彻执行，影响本专业的技术交流。
为使各勘测部门实现专业术语的标准化，促进本专业的技术交流与发展，为此由建设部组织编制这本术语标准，以便统一工程测量的基本术语及释义，使之标准化，利于国内外的交流，促进工程测量技术的进步与发展。
1.0.2本标准的适用范围
本标准是以现行国家标准《工程测量规范》和《工程摄影测量规范》的技术术语为主，并纳入一部分本专业常用的和新技术领域中的相关术语，不仅对工程建设的勘测工作具有实用价值，且对施工、科研、教学和管理等方面都有一定的参考作用。
故规定“本标准适用于工程测量及有关领域”。
2通用术语
2.0.1测绘学
这条术语取用中国大百科全书定义并参照中华人民共和国国家标准《测绘基本术语标准》作适当修改而成。
英文对照词surveyingandmapping摘自《中国大百科全书》并对照《测绘学名词》。
2.0.2工程测量
有的国家称实用测量或应用测量。
工程测量的特是针对工程建设的勘察设计、施工、运营管理等各阶段中所进行的各种测量工作。
勘察设计阶段，以提供地形资料为主并配合工程地质、水文地质进行测量工作，取得地形资料的方法主要有人工测图和航空摄影两大类。
施工阶段，包括竣工图与竣工验收等的测量工作。
运营管理阶段，包括维修养护与变形观测等的测量工作。
英文对照词engineeringsurvey摘自《测绘学名词》。
2.0.3精密工程测量
各种大型、精密工程，对施工定位和变形观测提出很高的精度要求。
例如安装通讯卫星地面接收天线反射面，定位精度要求±1mm；一些自动作业线和高速运行装置的导轨安装精度要求为±0.1mm。
除了应用精密的测定方法外，还要研制专用仪器设备。
英文对照词precisionengineeringsurvey摘自《测绘学名词》。
2.0.5工程摄影测量
是指用摄影测量的方法为工程建设的勘察设计、施工、运营管理等各阶段所进行的各种测量工作。
摄影测量包括：
航空摄影测量、地面摄影测量、非地形摄影测量、水下摄影测量和航天摄影测量等。
2.0.7中央子午线
地图投影中，如高斯－克吕格投影统一分带的方法。
详见2.0.10高斯－克吕格投影的说明。
2.0.8任意中央子午线
由于高斯－克吕格投影边长的影响，其边长两端点距中央子午线的横坐标值成平方增长，当工程中按六度或三度分带的中央子午线均不能满足规定的长度变形值时，而将自行选择的一种任意子午线作为某区域的中央子午线。
2.0.10高斯－克吕格投影
根据德国的高斯于1822年提出的理论，后经德国克吕格于1912年加以完善，故名：
高斯－克吕格投影。
高斯－克吕格投影属于横轴切椭圆柱正形投影。
中央子午线的投影为纵坐标x轴，赤道的投影为横坐标y轴。
中央子午线与赤道的交点为原点。
投影是正形的，即投影面上任一点的长度比同方位无关，中央子午线长度比等于1。
六度带投影统一自0°子午线起每隔经差6°自西向东分带，带号（n）依中央子午线经度（L）用L＝6n－3式计算。
三度带投影统一自1.5°子午线起每隔经差3°自西向东分带。
带号（n）依中央子午线经度（L）用L＝3n式计算。
2.0.11高斯平面直角坐标系
高斯－克吕格投影是将大地椭球面上的坐标转换为平面直角坐标的地图投影中的一种方法，属横轴切椭圆柱正形投影。
可以设想将截面为椭圆的一个圆柱体面套在地球椭球的外面。
圆柱的中心轴E、E1在赤道面内，圆柱面同椭球面相切在中央子午线上，按正形条件建立投影函数推导出计算平面坐标的公式将中央子午线东、西各一定经度范围内的地区投影到圆柱面上，然后将该圆柱面展开成一平面，就得出中央子午线两侧的一部分地区在平面上的投影，这就形成了中央子午线为纵轴、赤道为横轴的高斯平面直角坐标系如图1所示。
图1高斯平面直角坐标系示意图
2.0.16高程基准
英文对照词heightdatum摘自全国自然科学名词审定委员会的《测绘学名词》。
2.0.171985年国家高程基准
根据不同验潮站求得的平均海水面之间存在差异，我国历史上出现过若干个高程基准，我国曾规定青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面所决定的水准原点高程作为全国统一的高程基准。
1987年9月1日，国家测绘局发出通知，启用“1985年国家高程基准”，该基准与1956年黄海系之差为－0.0286m。
2.0.23标准［偏］差
标准［偏］差，也称中误差，是统计学的术语，是衡量观测精度的一种数字指标。
中误差是测绘学科长期使用的术语，按约定俗成的原则和使用习惯，其后涉及的条目均用中误差，如相对中误差、高程中误差等。
标准［偏］差的表达式：
（1）
式中M———标准［偏］差；
Δ———测量值的随机误差；
n———测量数。
这里标准［偏］差的定义并非所指的误差正态分布方程中理论上的参数表达式：
（2）
所求δ值的标准差，其观测个数n→∞实际上是不可能的，在测量工作中，观测个数总是有限的，为了评定精度一般采用公式
（1）。
可看出
（2）与
（1）式的标准［偏］差δ和中误差是不同的，前者是理论上的观测精度的指标，而后者是前者的近似值（估值）。
2.0.24偶然误差
偶然误差的特征：
误差绝对值不会超过一定限值；绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多；绝对值相等的正、负误差出现机会相等；算术平均数随观测次数的无限增加而趋向于零，观测的数目越大，偶然误差越为明显。
英文对照词accidenterror摘自《测绘学名词》。
2.0.25系统误差
产生系统误差的原因可以是已知的也可以是未知的；有些已知原因产生的系统误差，使用规定的测量方法通过计算式检定能消除它们的影响。
英文对照词systematicerror摘自《测绘学名词。
》
2.0.26粗差
粗差产生的原因较多，主要是由于读错数字，小数点点错，数字颠倒，照错目标，选错控制点在像片上的影像等。
英文对照词grosserror摘自《测绘学名词》。
3控制测量
3.1一般术语
3.1.1控制测量
建立测量控制网一般可分为平面和高程单独布设，在目前由于建网的手段和技术的发展也可以布设成三维控制网，因此所进行的测量工作各不相同。
3.1.3大地水准面
根据我国《测绘词典》及《中国大百科全书》的释义概括而成。
3.1.4抵偿高程面
高斯－克吕格投影的距离改化公式为：
（3）
式中ΔS———距离改化值；
S———实地距离；
Ym———边长两端点距中央子午线Y坐标值；
Rm———地球平均曲率半径。
长度影响（ΔS/S）与距离中央子午线Ym的数值，有以下关系：
表1ΔS/S与Ym之关系
Ym（km）
10
20
40
45
50
75
100
150
ΔS/S
1/810000
1/200000
1/50000
1/40000
1/32000
1/14000
1/8100
1/3600
实地长度归算到基准面的改正公式为：
ΔS/S＝Ｈm/Rm（4）
式中Ｈm———测区高出基准面的平均高程。
有以下关系：
表2ΔS/S与Ｈm之关系
Ｈm（m）
10
20
50
100
1000
2000
3000
ΔS/S
1/637000
1/318500
1/127400
1/63700
1/6370
1/3180
1/2120
从表1可见其长度影响随Ym的数值成平方增长，为正值。
从表2可见海拔越高长度影响越大，为负值，使两者可互相抵偿。
可见，可以人为地选择一个归化高程称为抵偿高程面。
3.1.5参考椭球面
是根据我国《测绘词典》及陈永龄《大地测量学》的释义概括出来的，并经多次修改、审定而定义。
3.1.6法截弧曲率半径
地球椭球体表面上一点的任意方向法截弧曲率半径的计算式为：
（5）
式中B———大地纬度；
N———卯酉圈曲率半径；
A———法截线的大地方位角；
e′———椭球第二偏心率。
3.1.10卯酉圈曲率半径
地球椭球体表面上某点的主曲率半径之一。
在大地坐标系中可表示为：
N＝a/Ｗ（6）
式中a———椭球长半径；
Ｗ＝（1－e2·sin2B）1/2；
e———椭球第一偏心率；
B———该点大地纬度。
3.1.11子午圈曲率半径
根据下式可求：
M＝a（1－e2）/Ｗ3（7）
式中M———子午圈曲率半径；
Ｗ＝（1－e2·sin2β）1/2；
a———椭球长半径。
3.1.12平均曲率半径
根据公式：
（8）
式中R———平均曲率半径；
R1———任意方向法截弧线的曲率半径。
在地球椭球面上它等于该点子午圈曲率半径M和卯酉圈曲率半径N的几何中数，即
。
3.1.13导航星全球定位系统
由18～24颗卫星组成，卫星轨道高度为20000km，分布在六个轨道面上，相对赤道的倾角55°每12时（恒星时）沿近圆形轨道运行一周，因此地球上任何地点任何时刻至少能同时观测到4颗以上的卫星。
卫星上带有精确的原子钟，卫星发射两种频率的电磁波，在载波上调制有精确的时间信息和卫星轨道参数。
卫星的瞬时空间坐标是已知的，可以将卫星看成是空间飞行的控制点。
在地面待定点上用接收机同时接收卫星发射来的射电信号，以时间信号所经历的时间为观测量，换算为接收机天线至卫星的距离。
这样，根据空间多方向距离后方交会的原理，实现地面点的瞬时定位。
3.1.17控制网优化设计
择优选网的方法很多，可分为模拟法、解析法两大类。
而控制网优化设计以解析法最理想。
该法由一系列带有观测误差的测量数据作适当处理，以求定未知量所需最佳估值及其精度。
一般方法为：
将一个或多个变量函数极大化和极小化，其中各变量或各函数间互为独立，也可通过某种约束条件相联系的控制网优化设计。
目前分四类优化设计，即：
———选择一个最优的参考系的零类优化设计；
———图形优化设计；
———观测权最佳分配的优化设计；
———对网进行改进和加密的优化设计。
设平差的函数模型为：
V＝AX－C（9）
随机模型为：
（10）
则待定坐标参数的估值为：
（11）
相应的方差－协方差矩阵为：
（12）
式中V———残差；
A———系数矩阵；
P———权矩阵；
X———未知数；
C———观测值估值与近似观测值之差；
———单位权方差；
δ2———观测值方差；
Q———协方差矩阵；
L———观测值。
上式的（ATPA）－1是广义逆，相应的法方程系数矩阵可以是亏秩阵，即待设计的网可以是自由网。
如果在（11）式和（12）式中取参数A、P固定，X、QX待定，则称为零类优化设计问题。
其意即为给定图形和观测精度，为待定参数X的权逆阵选择一个最优的参考系值CX最小，这类设计对工测专用网例如变形观测网等有特殊的意义。
如果取参数P、QX固定，A待定，则称一类优化设计，或称图形优化设计。
如果取参数A、QX固定，P待定，则称二类优化设计，或称观测权最佳分配问题。
如果取参数QX固定，A、P部分待定，则称三类优化设计，或称网的改进和加密，它主要通过加密点位或增加观测量（包括附加观测量类型及其权的分配）以加强现有网的薄弱部分。
英文对照词optimumdesignofcontrolnetwork根据《土木工程词典》中“工程结构优化设计”词条改写。
3.1.24三边测量
根据国际标准《建筑物施工测量名词术语》ISO/TC59，并参考我国《测绘词典》和《中国大百科全书》而取用。
3.1.25边角测量
根据《中国大百科全书》并作适当修改而成的释义。
第二个英文对照词combinationoftriangulationandtrilateration是根据《中国大百科全书》取用的。
3.1.26导线测量
根据国际标准《建筑物施工测量名词术语》ISO/TC59，我国《测绘词典》及《中国大百科全书》相互比较，取长补短、综合修改后而定义的。
3.1.31加密控制网
英文对照词根据《英汉测绘字典》加密一词densification改写。
3.1.34边角联合交会
英文对照词linear－angularintersection是根据我国《测绘词典》的长度交会linearintersection和角度交会angleintersection，联合释义而成的。
3.1.41坐标增量
根据两点间的已知边长及坐标方位角，按下列公式计算：
ΔX＝S·cosα（13）
ΔY＝S·sinα（14）
式中ΔX———纵坐标增量；
ΔY———横坐标增量；
S———两点间边长；
α———两点间的坐标方位角。
3.1.49地球曲率与折光差改正
三角高程测量成果必须加入两差改正，其公式如下：
（15）
垂直角同时对向观测可抵消这种影响，这时，高差公式为：
（16）
式中k———折光系数，一般为0.15；
R———地球曲率，取6370km；
m———觇标高；
i———仪器高；
α———两点间垂直角。
英文对照词是根据《英汉测绘词汇》中地球曲率改正correctionforcurvatureoftheearth与折光改正correctionforrefraction合并而成。
3.1.51垂线偏差
英文对照词deflectionofplumbline摘自中国科学院自然科学名词编定室编定的《英汉测绘词汇》。
3.2选点、造标与埋石
3.2.3造标
英文对照词towerbuilding选自英国波福特《大地测量学》。
signalerection摘自《英汉测绘词典》。
3.2.4埋石
根据德国标准《测量学术语、缩写和惯用符号》DIN18709
（2）修改而释义的。
英文对照词markatorbelowgroundlevel摘自英国波福特《大地测量学》。
3.2.7归心元素
图2中Y、B、T分别为仪器、标石、圆筒的各中心投影在水平面上的位置。
YB＝eY称：
测站点偏心距，以Y为顶点由YB顺时针方向量至观测零方向YP1的角度QY称为：
测站点偏心角。
BT＝eT称“照准点偏心距”以T为顶点由TB顺时针方向量至观测零方向TP1的角度QT称为：
照准点偏心角。
图2归心元素示意图
上述的归心元素是指仪器、照准目标、标石的中心，投影在水平面上的位置所产生的测站点和照准点归心元素，未涉及投影在竖直面的位置产生的归心等。
3.2.8归心改正
在三角测量中，测站点归心改正计算公式为：
（17）
照准点归心改正计算公式为：
（18）
式中C″———测站点归心改正数；
r″———照准点归心改正数；
Si———测站点至照准点间的距离；
Mi———第i个目标的观测方向值。
照准点归心改正是改正对方测站对本点观测的方向值。
在三边测量中，照准点归心改正和测站点归心改正其意同三角测量，只是直接改正观测的距离即可。
3.2.11标石
测量标石分为柱石、盘石两部分。
柱石是柱状的基石。
为使控制点的中心位置能长期保存，将盘石埋设于柱石的下方，保持两者中心位于同一铅垂线上。
3.2.12觇标
一般采用几根支撑的橹柱、标架和照准圆筒等，用木材、钢材或其他材料制成。
3.2.13觇牌
常用于精密测角，过河水准测量，摄影测量的像控点标志。
由各种材料制成，涂以强反差的颜料，不同的用途，设计成不同的几何图形，用作精确照准目标。
3.3角度测量
3.3.1水平角
是根据国际标准《大地测量仪器及其主要部件名词术语》ISO/TC172/SC6/ＷG1的含义改写后定义的。
该标准的定义为：
在水平面内二收敛线之间的夹角。
收敛角的注释为：
通过观测站与包含二个目标的竖直面在水平面上相交的线。
英文对照词horizontalangle摘自《测绘词典》。
3.3.2垂直角
根据国际标准《建筑物施工测量名词术语》ISO/TC59、《中国大百科全书》及《测绘词典》释义的，定义较简明，只将“一点”改为“测站点”。
英文对照词verticalangle摘自《测绘词典》。
3.3.8度盘
根据发展中的情况，将国际标准《大地测量仪器及其主要部件名词术语》ISO/TC172/SC6/ＷG1修改成。
3.3.10倒镜
当竖直度盘位于望远镜右侧时，望远镜已绕水平角轴施旋180°或200g（g———gon的缩写）。
用正镜、倒镜观测同一水平角取其中数，可以消除视准轴误差、水平轴误差及照准部偏心等影响。
3.3.11测回
一测回包含一次观测的全过程，如角度观测由盘左半测回、盘右半测回组成；边长丈量由往、返两个单程组成；电磁波测距由一次照准四次读数组成等。
英文对照词observationset摘自《测绘词典》。
3.3.13全圆方向法
在上半测回中用盘左位置顺时针方向旋转望远镜依次照准各目标并读数，最后归至起始方向。
纵转望远镜再逆时针反序进行下半测回的照准工作。
3.3.17坐标方位角
英文对照词coordinateazimuth摘自《英汉测绘词汇》。
3.3.30测角中误差
测角中误差是根据三角形闭合差或观测值改正数计算的。
在平差计算前根据三角形闭合差计算，公式如下：
（19）
式中mβ———测角中误差；
Ｗ———三角形闭合差；
n———三角形的个数。
平差后根据观测值的改正数计算，公式如下：
（20）
式中mβ———测角中误差；
V———观测角值的改正数；
n———观测角的个数。
3.4距离测量
3.4.1距离测量
有的部门简称为测距或量距，这条术语是根据《中国大百科全书》定义的，早期距离测量使用测绳、竹尺、木尺，后来发展为皮尺、钢尺和精密量距的因瓦基线尺，有利用有视距装置的测量仪器和光学、三角学的原理测定两点间的距离，还有双像视距装置和视差法测距等。
在现代已发展有电磁波测距和GPS测距等。
英文对照词distancemeasurement摘自《中国大百科全书》并对照《测绘科学技术主题词表》。
3.4.2～3.4.6电磁波测距、光电测距、激光测距、红外测距、微波测距
光电测距、红外测距、激光测距、微波测距都是以其载波（光源）命名的，这些载波均为电磁波，所以定名为电磁波测距。
其测距原理是以电磁波为载波，经调制后由测线一端发射出去，由另一端反射或转送回来，测定发射波的频率或测定发射波与回波的相位差或相隔的时间，以测定两点间距离。
术语摘自《中国大百科全书》。
电磁波测距的英文对照词electromagneticdistancemeasurement摘自国际标准《大地测量仪器及其主要部件名词术语》ISO/TC172/SC4/WG1并对照《中国大百科全书》和《测绘学名词》。
光电测距、红外测距、激光测距、微波测距的英文对照词摘自《中国大百科全书》和《测绘学名词》。
3.4.7相位法测距
相位法测距是电磁波测距的基本方法之一，电磁波测距仪使用的测距方法有脉冲法、相位法和脉冲相位法，相位法测距的基本原理是直接测定连续测距信号发射和回波的相位差，间接求得电磁波在两点间的传播时间，求定待测距离的方法。
其基本公式为：
（21）
式中λ＝c/f———调制波的波长；
N———整波数；
ΔN———不足整波的尾数；
L＝λ/2———测尺长度。
英文对照词methodofdistancemeasurementbyphase摘自《测绘词典》。
3.4.12加常数
加常数的产生，系由于电磁波测距仪及反光镜的对中点与仪器的发光面及反光镜的反射面之间不一致及电路的延迟等的影响。
英文对照词additiveconstant摘自《测绘词典》。
3.4.13电磁波测距标称精度
目前对电磁波测距精度评定合理的估算方法看法不统一，但一致认为厂家给出的标称精度，代表着某厂的同类型仪器所规定达到的精度。
它是电磁波测距仪出厂时厂家给出的标准差，也称标称精度。
它是固定误差部分和比例误差部分的绝对值之和，并给予一定的容限再冠以偶然误差的±号。
英文对照词nominalaccuracyEDM摘自前西德OPTON厂的产品说明书。
3.4.14～3.4.15固定误差、比例误差
电磁波测距误差表达式为：
（22）
式中mco———真空光速值测定误差；
co———真空光速值；
mng———大气折射率的测定误差；
ng———大气折射率；
mf———调制频率的测定误差；
f———调制频率；
λ———调制频率的波长；
mΔ———相位测定误差；
mc———加常数测定误差；
mA———周期误差；
mg———对中误差；
D———所测距离。
从上式看出测距误差可分为两部分，一部分具有一定数值，与所测距离长短无关，包括：
加常数的测定误差，对中误差，测相误差，幅相误差等；另一部分是与所测距离长短成比例的误差，包括：
光速值测定误差，大气折射率误差，频率误差等。
英文对照词fixederror和scaleerror是与国家标准《测绘基本术语》协调一致的。
3.4.16电磁波测距最佳观测时间段
这条术语的释义是根据国家测绘局的国家科研项目《电磁波测距最佳观测时间》的结论定义的。
最佳观测时间段是气温的逆转时刻，在这段时间里大气湍流小，测线的气象代表性好，通视好，信号稳定，测距精度高。
一般每天
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