工程測(cè)量電子教案

1、工程測(cè)量課程第一講緒論1、 一、工程測(cè)量的實(shí)質(zhì)工程測(cè)量的實(shí)質(zhì)就是定位，即確定點(diǎn)為之間的關(guān)系。對(duì)于點(diǎn)為之間的關(guān)系的確定通常有兩種情況：一種情況是：已知點(diǎn)位在地面上的位置，不知其與其它點(diǎn)位之間的具體關(guān)系，通常測(cè)量出這些點(diǎn)位的坐標(biāo)（X,Y,H）或?qū)⑦@些點(diǎn)用圖表示，這個(gè)過程就叫測(cè)繪；另一種情況：是點(diǎn)位的坐標(biāo)已知，或在圖上的位置已知，但在地面上的位置未知，將這些點(diǎn)位在地面上的位置測(cè)量出來，這個(gè)過程就叫測(cè)設(shè)（或施工放樣）。在測(cè)量中，由于點(diǎn)位要求的精度不同，采用的方法不同測(cè)量學(xué)又分為：大地測(cè)量學(xué)：在廣大區(qū)域布設(shè)高精度的控制點(diǎn)，顧及地球曲率的影響。地形測(cè)量學(xué)：在小區(qū)域測(cè)量大比例尺地形圖，不顧及地球曲率的影響。

2、攝影測(cè)量與遙感：研究用各種傳感器所獲得的影象繪制地形圖。工程測(cè)量學(xué)：研究各種工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)等階段中測(cè)量工作。2、 測(cè)量坐標(biāo)系測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系不同IV測(cè)量坐標(biāo)系數(shù)學(xué)坐標(biāo)系三、地面上點(diǎn)位的表示方法地面上的點(diǎn)位是空間點(diǎn)位對(duì)其表示用三個(gè)量表示平面坐標(biāo)（X,Y）和高程HH4、 四、測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)遵循的原則測(cè)量過程是帶有誤差的，誤差是傳遞的，若從一點(diǎn)出發(fā)，一直測(cè)下去將會(huì)引起很大的誤差，為了減小誤差的積累，在外業(yè)測(cè)量中應(yīng)遵循以下原則：先控制，后碎部（或先整體，后局部）的原則為了保證計(jì)算的正確性內(nèi)業(yè)計(jì)算應(yīng)遵循以下原則：步步有檢核，一人計(jì)算，另一人檢核。5、 五、測(cè)量的基本工作測(cè)量的實(shí)質(zhì)就是定位

3、也就是確定點(diǎn)位的（X,Y,H）,要想將這三個(gè)量求出來必須進(jìn)行以下四項(xiàng)基本工作：高程測(cè)量角度測(cè)量距離測(cè)量方向測(cè)量6、 六、在工程建設(shè)中的測(cè)量工作設(shè)計(jì)部門：收集資料（各種比例尺地形圖、DO姆）-WW（導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、1:2000大比例尺地形測(cè)量）圖紙定綾定測(cè)卡放線、直線測(cè)量、曲線測(cè)量、縱、橫斷面測(cè)量）施工單位：交接樁f復(fù)測(cè)（導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、直線測(cè)量、曲線測(cè)量、縱橫斷面測(cè)量十一施工測(cè)量F工測(cè)量運(yùn)營(yíng)部門：定時(shí)復(fù)測(cè)一維修線路第二講水準(zhǔn)測(cè)量2-1高程測(cè)量的概念一、方法1 水準(zhǔn)測(cè)量（幾何法）2 三角高程測(cè)量3 攝影測(cè)量應(yīng)用最多的是水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量，精度最高的是水準(zhǔn)測(cè)量。三角高程測(cè)量主要用在大比

4、例尺地形測(cè)量中，本章主要介紹水準(zhǔn)測(cè)量。二、地球的形狀陸地1.49億平方千米占29%地球總面積5.1億平方千米海洋3.61億平方千米71%由此可把地球看作是由水包圍的水球.地球表面情況：高山、湖泊、海洋。最高處為8848.13米，最低處11022米.相差雖如此之大，但對(duì)龐大地球而言還是微不足道的.故我們可把地球看作由靜止海水面包圍的球體，這一球體稱為大地體-代表地球形狀.大地體形狀是很復(fù)雜的無法用數(shù)字模型描述.為處理數(shù)據(jù)的方便，我們用規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球來代替.我國(guó)采用橢球是75年國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的地球橢球體，其元素為：a=6378140米a=1/298.257對(duì)于工程測(cè)量而言，顧及施工范圍，a又

5、很小，故把地球看成圓球，其半徑為R=6371米.三.幾個(gè)概念水準(zhǔn)面：靜止的水面特點(diǎn)：處處與法線方向垂直.水準(zhǔn)面無限擴(kuò)展為曲面.大地水準(zhǔn)面：簡(jiǎn)單的講就是靜止的海水面,.大地水準(zhǔn)面就是經(jīng)過多年觀測(cè)得到的平均高度的海水面.即絕對(duì)高成的起算面53年一56年-黃海高程系統(tǒng)53年85年-1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)（87年起用）青島原點(diǎn)：為更方便進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量工作，在青島萬象山上設(shè)置了一個(gè)點(diǎn)，經(jīng)與驗(yàn)潮站標(biāo)尺聯(lián)測(cè)得到了它的高程.72.289米-黃海高程系統(tǒng)72.260米-1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)高程（標(biāo)高）地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到高程起算面的距離，起算面的同高程可分為絕對(duì)高程大地水準(zhǔn)面；相對(duì)高程假定水準(zhǔn)面.高差：兩點(diǎn)高程

6、之差用h表不(與高程起算面無關(guān))hab=Hb-Ha國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)原則：先控制，后碎部.從青島原點(diǎn)出發(fā)，沿河流，道路由先控制，后碎部.原則布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn).鐵路、公路水準(zhǔn)點(diǎn)：為道路勘測(cè)，施工，養(yǎng)護(hù)使用白水準(zhǔn)點(diǎn).四.水準(zhǔn)測(cè)量的原理hab=Hb-Ha只要求出AB兩點(diǎn)高差即可.由上圖我們看出是指的那一段，如何得到的？假如我們?cè)贏B兩點(diǎn)分別安放帶有分劃的標(biāo)尺，并且在AB之間置一臺(tái)能建立水平視線的儀器分別讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)a和b,則h=a-b,Ha已知，則Hb=Ha+hab.由此可見，水準(zhǔn)測(cè)量主要是高差測(cè)量，高差有正負(fù)，在施測(cè)時(shí)要明確施測(cè)方向，是A-B若A點(diǎn)高程已知?jiǎng)tA點(diǎn)是后視點(diǎn)，其讀數(shù)是后視讀數(shù)a則B點(diǎn)是前視點(diǎn)，

7、其讀數(shù)是前視讀數(shù)b對(duì)高差來講用文字表示為：高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)要注意：前讀數(shù)不一定能后視讀數(shù)大若hab>0則Hb>Hahab<0則Hb<Ha在水準(zhǔn)測(cè)量中用以下式子Hb=Ha+hab,Ha已知，由高差求取高程一高差法若將上式變成Hb=(Ha+a)-b由此式求取高程一儀高法五.水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀作用：迅速建立一條水平視線種類：按精度分：DS0.5?、DS1?DS3?DS10按結(jié)構(gòu)：微傾水準(zhǔn)儀，自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，數(shù)字水準(zhǔn)儀.以微傾水準(zhǔn)儀為例說明構(gòu)造.水準(zhǔn)儀構(gòu)造：大概分三部分：望遠(yuǎn)鏡，水準(zhǔn)器，基座望遠(yuǎn)鏡：由物鏡、目鏡、對(duì)光螺旋、十字絲板。物鏡：提供視線、瞄準(zhǔn)目標(biāo)、讀數(shù)用目鏡

8、：放大物象對(duì)光螺旋：使不同距離的目標(biāo)成象清晰十字絲板：提供水平視線。明確一個(gè)概念：視距軸（視線）：十字絲交點(diǎn)與物鏡光心連線。要注意它不是望遠(yuǎn)鏡鏡筒的中心線。水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器、圓水準(zhǔn)器。水準(zhǔn)管軸：過零點(diǎn)的切線，水準(zhǔn)儀就是憑水準(zhǔn)氣泡居中來建立水平視線。這樣儀器要保證視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸。為了準(zhǔn)確的使用水準(zhǔn)管氣泡居中，儀器安裝了復(fù)合水準(zhǔn)器（有一系列棱鏡組成調(diào)節(jié)微傾螺旋，使影象窗可看到影象由圖1變成圖2）只要?dú)馀菥又袆t說明視線水平圓水準(zhǔn)器：粗略量平用圓水準(zhǔn)軸：過零點(diǎn)的球面法線?；撼型兴疁?zhǔn)儀，通過中心螺旋使水準(zhǔn)儀與腳架連接，粗平儀器。另外，為了準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡還有一個(gè)制動(dòng)、微動(dòng)裝置。2.水準(zhǔn)尺塔尺5米雙

9、面水準(zhǔn)尺、3米、2.5米、4687、4787六.水準(zhǔn)儀的使用安置水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀概略置平瞄準(zhǔn)目標(biāo)調(diào)目鏡使十字絲清晰調(diào)對(duì)光螺旋使尺象清晰檢查是否有視差眼睛上下移動(dòng)，若讀數(shù)變化，說明有誤差產(chǎn)生原因：象與十字絲影象不重合？。第三講三、四等水準(zhǔn)測(cè)量一，水準(zhǔn)測(cè)量的精度國(guó)家測(cè)繪局對(duì)全國(guó)的水準(zhǔn)測(cè)量作了統(tǒng)一規(guī)定，按不同的要求定了四個(gè)等級(jí)一等水準(zhǔn)測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量三等水準(zhǔn)測(cè)量四等水準(zhǔn)測(cè)量二，水準(zhǔn)路線的擬定內(nèi)容包括：1,水準(zhǔn)路線的選擇2,水準(zhǔn)點(diǎn)位置的確定3,施測(cè)計(jì)劃的編制人員儀器設(shè)備經(jīng)費(fèi)作業(yè)進(jìn)度三，水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)1,水準(zhǔn)路線的種類附和水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線路線長(zhǎng)度一般不超過4Km閉合水準(zhǔn)路線2,儀器工具DS3水準(zhǔn)儀一臺(tái),雙

10、面尺一對(duì),R墊一對(duì)3,施測(cè)程序：1將水準(zhǔn)尺立于已知高程水準(zhǔn)點(diǎn)上作為后視，2水準(zhǔn)儀置于施測(cè)路線附近合適的位置，3在施測(cè)前進(jìn)方向上，取儀器置后視大致相等的距離放量尺墊，在尺墊上豎立水準(zhǔn)尺作為前讀數(shù)順序（三等）：1,照準(zhǔn)后視標(biāo)尺黑面2,照準(zhǔn)前視標(biāo)尺黑面3,照準(zhǔn)前視標(biāo)尺紅面4,照準(zhǔn)后視標(biāo)尺紅面視.,讀取下，上，中，三次讀數(shù),讀取，下，上，中，三次讀數(shù),讀取中絲讀數(shù).,讀取中絲讀數(shù).這樣的順序簡(jiǎn)稱后一前一前一后（黑黑紅紅）四等水準(zhǔn)的順序?yàn)楹笠缓笠磺耙磺埃ê诩t黑紅）4、三四等水準(zhǔn)技術(shù)要求等級(jí)儀器類型標(biāo)準(zhǔn)視線長(zhǎng)前后視距差前后視距累計(jì)差黑紅面讀數(shù)（mm）黑紅面所測(cè)高差之差三DS375米2.0米5.0米2.03

11、.0DS3100米3.0米10.0米3.05.0,每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)測(cè)站應(yīng)為偶數(shù)，由往測(cè)轉(zhuǎn)向返三、四等水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)測(cè)時(shí)，必須重新安置儀器兩水準(zhǔn)尺應(yīng)互換位置5,記錄測(cè)站編R后尺下絲刖尺下絲力向及尺號(hào)標(biāo)尺讀數(shù)K+黑減紅局差中數(shù)備注上絲上絲后視距前視距黑囿紅面視距差dEd115710739后-51384617100.83255號(hào)尺47876號(hào)尺468711970363前-605515239-1374376后-刖083309321-0.2-0.2221212196后-6193466210-0.074517471821前-520086796-1374375后-刖-0074-01751-0.1

12、-0.3(1)(5)后(3)(4)(9)(2)(6)刖(7)(8)(10)(12)(13)(16)(17)(11)(14)(15)(1)(1)測(cè)站上的計(jì)算與較核1,高差部分(9)=(3)+K-(4)(10)=(7)+K-(8)(11)=(9)-(10)2,視距部分(12)=(1)-(2)(13)=(5)-(6)(15)=本站(14)-前站的(15)(16)=(3)-(7)(17)=(4)-(8)(11)=(16)土100-(17)(2) (2)觀測(cè)結(jié)果后的計(jì)算較核1,高差部分匯(3)-匯(7)=匯(16)=h黑匯(3)-匯(4)=匯(9)匯(4)-匯(8)=匯(17)=h紅匯(7)-匯(8)=

13、匯(10)h中=1/2(h黑+h紅)2視距部分末站(15)=匯(12)-匯(13)總視距=E(12)+二(13)6,內(nèi)業(yè)計(jì)算(1) (1)復(fù)查外業(yè)觀測(cè)記錄(2) (2)閉核差計(jì)算m=匯八往+匯卜返fh=Ehfh=IZh測(cè)-匯h理限差四等±20vzLmm三等±12vzLmmL一符合或閉合路線長(zhǎng)度，以Kmtt.(3) (3)高程誤差配賦計(jì)算高程誤差配賦表點(diǎn)號(hào)距離Km局差中數(shù)改正數(shù)mm改后局差改后高程正負(fù)出180.820.25+40.25410.000IV0110.2540.540.302+30.305IV0210.5591.240.472+6-0.466IV0310.0931.

14、40.1+7-0.093mis10.000Fh=Eh=Ea-Eb=-0.02匯卜理=0Vi=(-fn)/匯S)*Si第四講：水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)及水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析一、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)1、1、水準(zhǔn)儀應(yīng)忙足的條件主要條件：水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸應(yīng)隨調(diào)整而變動(dòng)次要條件：圓水準(zhǔn)軸平行于儀器豎軸十字絲橫絲垂直于儀器豎軸2、2、水準(zhǔn)儀的軸系水準(zhǔn)管軸LL視準(zhǔn)軸CC儀器豎軸VV圓水準(zhǔn)軸L'L'3、3、水準(zhǔn)儀檢校檢校原則：前面的檢校項(xiàng)目不受后面檢校項(xiàng)目的影響。檢校按下面順序進(jìn)行不能顛倒。(1)、圓水準(zhǔn)儀檢校目的：L'L'/VV180°,若氣泡居中說明條件滿足原理VL&#

15、39;(2)、十字絲橫絲檢校目的：十字絲橫絲，豎軸方法：先使橫絲一端照準(zhǔn)一點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)輪若目標(biāo)始終在橫絲上移動(dòng)則說明條件滿足,否則要矯正(3)、水準(zhǔn)管的檢校目的：CC/LL方法：在平坦地面上選A、B兩點(diǎn)，相距60-100米在兩點(diǎn)上打入木樁或用尺墊代替，先將水準(zhǔn)儀置于AB中間測(cè)AB兩點(diǎn)高差h1=a-b1,然后將儀器置于AB任意點(diǎn)附近再次測(cè)A、B兩點(diǎn)高差h2=a2-b2若h1-h2三4mmRU說明條件滿足，否則校正。原理:Ahl=a'XLA-hl十-al-bll=al-H正品fs一盧r彳=i1匕十(2=醴6r(b2-dp=fl£-bE-A|+tkfh£-i(s+iJ升校

16、正：轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋使十字絲讀數(shù)a2變或a2'然后再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡，使其符合例:al=l,364bl=1.579hl=aHbl=-0.215h2=a2-b2=-0156支'=0Ch2-kl)*G+s,)/E-l483-57110/100-1420調(diào)整使讀數(shù)從1483變到1420,然后再使其符合、水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析1、1、2、2、產(chǎn)生原因：儀器、觀測(cè)者、外界因素儀器誤差(1)、LL/CCh=ar-blP=4l-Al-Cbl-Aj)=al-bl-1=L*312=i*s£削減：S1=S2一前后視距相等(2)對(duì)光時(shí)透鏡沿著軸移動(dòng)(調(diào)焦引起的視準(zhǔn)軸誤差)削減：前后視距相等(3)尺子誤

17、差刻劃不均勻削減：對(duì)尺子進(jìn)行檢驗(yàn)3、3、觀測(cè)誤差(1)、讀數(shù)誤差儀器放大倍率，人眼分辨能力，視差削減：觀測(cè)認(rèn)真，消除視差(2)、水準(zhǔn)管氣泡居中誤差削減：操作認(rèn)真、使氣泡居中(3)、尺子不垂直4、外界因素影響(1)、儀器下沉、水準(zhǔn)尺下沉儀器下沉使前后讀數(shù)變小高差變大削減：選擇土質(zhì)堅(jiān)硬處、提高觀測(cè)速度水準(zhǔn)尺下沉使后視讀素變大，從而引起高差變大削減：選擇土質(zhì)堅(jiān)硬處，加尺墊(2)、地球曲率與大氣折射光影響(3)、其他：風(fēng)、溫度等選擇最佳觀測(cè)時(shí)間第五講：角度測(cè)量一、角度測(cè)量的原理(一)(一)角度的概念在我們測(cè)量中，所涉及的角度測(cè)量是水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量1、1、水平角：從一點(diǎn)出發(fā)的兩條射線所夾角在水平面

18、上的投影豎直角：一條射線在鉛垂面內(nèi)與水平線間夾角。不相同點(diǎn)：水平角兩射線不固定，豎直角一射線固定。相同點(diǎn)：都是兩個(gè)方向夾角。（二）（二）先解決（水平角）測(cè)量原理及對(duì)儀器的要求由水平角的定義看，對(duì)儀器有哪些要求呢？要有一個(gè)投影面一量角裝置一水平度盤。要有一個(gè)對(duì)中裝置，將儀器安置在角頂上。要有一個(gè)瞄準(zhǔn)裝置望遠(yuǎn)鏡要有一個(gè)讀數(shù)裝置若有了以上裝置那么我們看一A-a3=a-b根據(jù)以上原理設(shè)計(jì)的一起叫經(jīng)緯儀（三）（三）經(jīng)緯儀的構(gòu)造1、1、經(jīng)緯儀的類型按度盤構(gòu)造分：游標(biāo)經(jīng)緯儀（金屬）光學(xué)經(jīng)緯儀（玻璃）電子經(jīng)緯儀（光柵）按精度分：DJ0.7、DJi、DJ2、DJ6A大地測(cè)量J一經(jīng)緯儀2、經(jīng)緯儀構(gòu)造：照準(zhǔn)部水平度

19、盤基座（1）（1）照準(zhǔn)部望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器、讀數(shù)設(shè)備、十字絲環(huán)望遠(yuǎn)鏡一作用同S3豎直度盤一主要測(cè)豎直角水準(zhǔn)管一使豎軸鉛垂十字絲環(huán)讀豎直角時(shí)用橫絲讀水平角時(shí)用豎絲除以上部件外，還有一些附件為了豎直方向更準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，有一個(gè)豎直制動(dòng)和一個(gè)微動(dòng)為了水平方向更準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，有一個(gè)水平制動(dòng)和一個(gè)微動(dòng)為了便于使儀器在某一方向?yàn)槟骋蛔x數(shù)，一起有一個(gè)度盤安置手輪（2）、水平度盤用光學(xué)玻璃制成的圓盤，其上按順時(shí)針方向由0-360注記（3）、基座：承托儀器使水準(zhǔn)儀與三腳架連接（三）、讀數(shù)J6儀器：指線測(cè)微輪法分微尺型1、1、指線測(cè)微輪P34讀數(shù)規(guī)律：首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使度盤在指標(biāo)線精確夾主度盤上某一刻劃，

20、得整度數(shù)，不足整數(shù)部分在微尺上讀取，兩者之和為全部讀數(shù)。分微尺型讀數(shù)規(guī)律：那一根度盤刻劃線落在測(cè)微尺上讀取該讀數(shù)，并以此為指標(biāo)線，在分微尺上讀取不足刻劃值的零數(shù)上者之和即為所求讀數(shù)。J2經(jīng)緯儀對(duì)經(jīng)符合：非數(shù)字式數(shù)字式非數(shù)字式：首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪使上、下指標(biāo)線對(duì)齊，左正右倒相差180讀左正得整度數(shù)，數(shù)格數(shù)得整10秒數(shù)，上分下秒左分右秒讀不足10秒數(shù)字式：首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪使上下指標(biāo)線對(duì)齊，大格中為整度數(shù)、小格中為整10秒數(shù)，不足10秒在分微尺上讀取。（四）（四）緯儀使用：安置經(jīng)緯儀對(duì)中整平瞄準(zhǔn)目標(biāo)第六講：水平角的觀測(cè)方法一方法：A測(cè)回法：適用于2個(gè)目標(biāo)方法觀測(cè)法：適用于3以上各目標(biāo)（一）測(cè)回法（如圖）/

21、置鏡。點(diǎn)對(duì)中、整平/盤左：瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀取水平度盤讀數(shù)為a/瞄準(zhǔn)目標(biāo)B讀取水平度盤讀數(shù)為bl盤右：瞄準(zhǔn)目標(biāo)B讀取水平度盤讀數(shù)b2瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀取水平度盤讀數(shù)a231=a1-b132=a2-b2?=31-32w+-40”貝U3=（31+32）/2記錄。計(jì)算測(cè)站盤位目標(biāo)讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回角值O左A00112571736571742B571848右A1800106571748B2371854（二）方向觀測(cè)法A首先選擇一個(gè)成象清晰的點(diǎn)作為起始點(diǎn)（零方向）列以A為起始方向觀測(cè)步驟：盤左：先瞄準(zhǔn)A點(diǎn)。根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)安置水平度讀數(shù)瞄準(zhǔn)A點(diǎn)兩次符合，兩次讀數(shù)之差不大于3半測(cè)回：順時(shí)針瞄準(zhǔn)B點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大

22、于3歸零差不大于8順時(shí)針瞄準(zhǔn)C兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3順時(shí)針瞄準(zhǔn)D兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3順時(shí)針瞄準(zhǔn)A兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3盤右逆時(shí)針瞄準(zhǔn)A點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3逆時(shí)針瞄準(zhǔn)D點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3逆時(shí)針瞄準(zhǔn)C點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3逆時(shí)針瞄準(zhǔn)B點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3逆時(shí)針瞄準(zhǔn)AB點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3測(cè)點(diǎn)水平度盤讀數(shù)左-右2c左+右2方向值盤左盤右A61-150/0101240-1510/10'10-960-15-0500-00-00B101-5150/5050281-520000-10101-51-5541-36-50C171-43

23、19/1919351-4329/2828-9171-43-23111-28-18D313-3605/0505133-3614/1314-9313-36-10253-21-05A60-1501/0101240-1507/0808-760-15-04方向觀測(cè)法的誤差兩次符合讀數(shù)差半測(cè)回歸零差各測(cè)回同方向2e互差各測(cè)回同方向值互差±3±8±13土10"豎直角測(cè)量原理及測(cè)量方法一、測(cè)量原理對(duì)于豎直角要指定那點(diǎn)的豎直角對(duì)于豎直角，由于水平線固定，故在設(shè)計(jì)度盤時(shí)將此水平線為一常數(shù)。豎盤構(gòu)造1、注記順時(shí)針注記逆時(shí)針注記2、豎盤固連在望遠(yuǎn)鏡橫軸上3、指標(biāo)線讀數(shù)前其處于正

24、確位置，使其處于正確位置有兩種方式指標(biāo)水準(zhǔn)管補(bǔ)償器所謂指標(biāo)線處于正確位置是指視線水平時(shí)，指標(biāo)線指向常數(shù)90度或270度盤左：瞄準(zhǔn)P（橫絲）讀取P1107-01-30盤右：瞄準(zhǔn)P讀取讀數(shù)P2252-58-20測(cè)站測(cè)點(diǎn)豎盤讀數(shù)盤位豎直角平均值A(chǔ)P107-01-30左17-01-3017-01-35252-58-20右17-01-40角值計(jì)算豎直角=常數(shù)-讀數(shù)或豎直角=讀數(shù)-常數(shù)豎直指標(biāo)差：當(dāng)視線水平時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)線應(yīng)指向常數(shù)（90?或270度）若不指向常數(shù)則產(chǎn)生一個(gè)差值，該差值就叫指標(biāo)差以逆時(shí)針為例說明指標(biāo)差計(jì)算；盤左則”二讀數(shù)-（90-x）=（讀數(shù)+x）-90=（讀數(shù)-90）+x使讀數(shù)減小3個(gè)x盤

25、右：a=（270-x）-讀數(shù)=270-（讀數(shù)+x）使讀數(shù)小于3xa左=a+xa右=a-xa=（a左+a右）/2x=1/2（a左-a右）=1/29（L-90）-（270-R）=1/2（L+R）-360）若指標(biāo)線偏離注字增加一方為正（使讀數(shù)增加）若指標(biāo)線偏離注字減小一方為負(fù)（使讀數(shù)減小）第七講：經(jīng)緯儀的檢校一、經(jīng)緯儀的主要軸線：儀器橫軸HH望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC儀器豎軸VV水準(zhǔn)管軸LL圓水準(zhǔn)軸L'L'二、主要軸線滿足條件：LLXVVCCLHHHH1VV十字絲豎絲垂直于橫軸三、檢校原則：按順序進(jìn)行1、1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校2、2、十字絲豎絲檢校3、3、視準(zhǔn)軸檢校4、4、橫軸檢校5、5、光學(xué)

26、對(duì)中器檢校水平角測(cè)量誤差分析一、來源：儀器誤差觀測(cè)誤差外界條件影響二、儀器誤差：CC不垂直HHHH不垂直VV照準(zhǔn)部偏8LL不垂直VV1、1、CC不垂直HH產(chǎn)生原因：十字絲交點(diǎn)位置不正確盤左：x=aa'*p/oa=AA'*p/oaAA'=C*OA/p這是對(duì)一個(gè)方向產(chǎn)生的影響，對(duì)于一個(gè)角有兩個(gè)方向3=c*(secai-seca2)當(dāng)a=0時(shí)3=0a1=-a23或a1=a2當(dāng)盤右時(shí)與盤左偏離方向相反。測(cè)回法正倒鏡各測(cè)了一次此角，取中數(shù)消除此誤差削減辦法：盤左、盤右取中數(shù)2、2、HH不垂直VVX=OO*p/AO'=I*OO'/AO'=I*tga3=I*(

27、tgai-tga2)a1=a23=011/x/消除辦法：盤左、盤右觀測(cè)取中數(shù)3、3、度盤偏心產(chǎn)生原因：度盤中心與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心的重合正鏡多讀x倒鏡少讀x消除：盤左、盤右觀測(cè)取均值4、4、水準(zhǔn)管軸不垂直與豎軸無論盤左、盤右觀測(cè)橫軸總是一端高。該項(xiàng)誤差不能用盤左、盤右觀測(cè)消除、觀測(cè)誤差：測(cè)站偏心目標(biāo)偏心瞄準(zhǔn)誤差讀數(shù)誤差1、測(cè)站偏心：43=3-3'=81+8281=e*sin0*p/d1d2=e*sin(3'-0)*p/d13=e*psin0/d1+sin(3'-0)/d2e/3/d、3/3'/當(dāng)3=180°0-90°3取人2、目標(biāo)偏心x=e*si

28、nap”/de/x/d/x2、消除：盡量照目標(biāo)下部4、4、讀數(shù)誤差消除：觀測(cè)認(rèn)真四、四、外界影響選擇最佳觀測(cè)時(shí)間。第八講：距離測(cè)量一、距離測(cè)量概述距離測(cè)量是確定點(diǎn)的相對(duì)位置的三項(xiàng)外業(yè)基本工作之一。所謂測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離是指測(cè)量地面兩點(diǎn)投影到某一基準(zhǔn)面的距離。這一基準(zhǔn)面一般為一水準(zhǔn)面，在小范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量一般將其近似為一水平面，所以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)的距離是指測(cè)量?jī)牲c(diǎn)的水平距離。測(cè)量距離的方法與采用的儀器和工具有關(guān)。測(cè)量中經(jīng)常采用的儀器與方法主要有(1)光學(xué)法，如經(jīng)緯儀視距法，其測(cè)距精度約為1/2001/300;(2)普通鋼尺量距，其精度約為1/10001/5000;(3)因瓦基線尺量距，其精度達(dá)幾十萬分之

29、一；(4)電磁波測(cè)距儀，其精度在幾千分之一到幾十萬分之一。采用何種儀器與工具與測(cè)量工作的性質(zhì)與要求有關(guān)。二、鋼尺量距測(cè)量上用的鋼尺名義長(zhǎng)為30或50nl卷在金屬架上，用時(shí)拉開。其觀測(cè)分為定線和丈量?jī)刹健? .直線定線當(dāng)距離較長(zhǎng)時(shí)，一般要分段丈量。為保證沿兩點(diǎn)之間的直線丈量，要在兩點(diǎn)的直線間設(shè)立若干標(biāo)志(例如插上測(cè)釬)，稱直線定線。直線定線可采用兩種方法：(1)目估法。如圖欲測(cè)AB兩點(diǎn)之間的距離，在A、B兩點(diǎn)各設(shè)一根花桿，一觀測(cè)者位于A點(diǎn)之后目向B點(diǎn)，指揮中間持花桿者左右移動(dòng)至花桿位于直線上，同法定位其它各點(diǎn)°(2)經(jīng)緯儀法。在一端架設(shè)經(jīng)緯儀，用經(jīng)緯儀照準(zhǔn)另一點(diǎn)，然后用經(jīng)緯儀指揮插上測(cè)

30、釬2 .二直線丈量量距一般采用所謂“平量法”，即丈量時(shí)保持鋼尺水平，對(duì)于坡度較大地區(qū)，應(yīng)將一尺段分為幾段丈量，將鋼尺一端抬起以保持鋼尺水平，如圖5-1。丈量時(shí)鋼尺兩端應(yīng)加上一定拉力(標(biāo)準(zhǔn)拉力為10kg)。為保證精度，提高觀測(cè)結(jié)果的可靠性，通常采用往、返測(cè)丈量的方法，例如由A測(cè)至B為往測(cè)D往，由B測(cè)至A為返測(cè)D反，往返測(cè)均往值為D均，其相對(duì)較差限差要求為(51)D往D反1WD均2000若相對(duì)較差不超過限差要求，則取往反測(cè)均值做為最后結(jié)果；若相對(duì)較差超過限差要求,則應(yīng)重新觀測(cè)。3 .鋼尺鑒定由于鋼尺的制造誤差，以及溫度變化，鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度一般不等于其明名義長(zhǎng)度。設(shè)在溫度為to時(shí)其實(shí)際長(zhǎng)度為%=1。+

31、八l（52）式中l(wèi)0為鋼尺的名義長(zhǎng)，為溫度為t0時(shí)的改正數(shù)。當(dāng)溫度變?yōu)閠時(shí)，其尺長(zhǎng)邊變?yōu)閨t0=l0+Al+a10（tt。）（53）(54）設(shè)用鋼尺丈量?jī)牲c(diǎn)的（5-5）式中為a膨漲系數(shù)，一般取a=0.000012/mC。上式稱為尺長(zhǎng)方程式。要將實(shí)際丈量長(zhǎng)度化算為實(shí)際長(zhǎng)度，必須建立尺長(zhǎng)方程式，建立尺長(zhǎng)方程式的關(guān)鍵是確定鋼尺在某一溫度下的尺長(zhǎng)該正數(shù)1,稱鋼尺鑒定。可采用入下方法對(duì)鋼尺進(jìn)行鑒定：已知地面兩點(diǎn)的實(shí)際長(zhǎng)度為l,現(xiàn)用被鑒定的鋼尺對(duì)兩點(diǎn)進(jìn)行丈量，丈量結(jié)果為l,則尺長(zhǎng)該正數(shù)為l直接丈量的距離要經(jīng)過尺長(zhǎng)、溫度的該正以將其化算為實(shí)際距離。距離為L(zhǎng),對(duì)其應(yīng)加的尺長(zhǎng)、溫度改正為L(zhǎng)=.“l(fā)0（tt0）L

32、10其中t為丈量時(shí)溫度。兩點(diǎn)的實(shí)際距離Lt為L(zhǎng)t=L+L第九講：電子全站儀測(cè)距儀是在傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀上加上測(cè)距部分（測(cè)距頭），測(cè)距時(shí)將測(cè)距部分加上，測(cè)角時(shí)須將其摘下，這樣它存在如下缺點(diǎn)：（1）運(yùn)輸、觀測(cè)不便；（2）不便于觀測(cè)信息處理的實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化。因此20世紀(jì)80年代出隨著電子測(cè)角的發(fā)展，出現(xiàn)了集電子測(cè)角和電子測(cè)距于一體的儀器電子全站儀（日ectronicTotaltation）,簡(jiǎn)稱全站儀。全站儀實(shí)現(xiàn)了測(cè)角、測(cè)距的兩者同時(shí)信息化，儀器內(nèi)置微處理器，其觀測(cè)程序控制、觀測(cè)信息處理均由微處理器完成，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)結(jié)果完全信息化、觀測(cè)信息處理測(cè)站自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化,并可實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的野外實(shí)時(shí)存

33、儲(chǔ)，以及內(nèi)業(yè)輸出等。和以往的單一的電子測(cè)角和電子測(cè)距相比，全站儀的特點(diǎn)是觀測(cè)信息處理自動(dòng)化、測(cè)站實(shí)時(shí)化，極大地方便了測(cè)量工作，這是全站儀的突出優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)多種型號(hào)的全站儀。需要指出的是不同型號(hào)的儀器，其功能、觀測(cè)序會(huì)有一些差別，可參閱隨機(jī)攜帶的使用說明?，F(xiàn)以日本TOPCO於司GTS-700為例說明全站儀的功能和使用。1 .GTS-700的構(gòu)造與性能（1） GTS-700的構(gòu)造如圖5-6為GTS-700全站儀，其主要有主機(jī)、電池、反光鏡等幾部分組成。(a)主機(jī)主機(jī)包括望遠(yuǎn)鏡、顯示窗及鍵盤、外部電源接口、串行信號(hào)接口等。(b)電池GTS-700的電源為手柄式電池和BT-3Q型電池組。(c)

34、反光鏡GTS-700的反光鏡包括傾斜式單棱鏡組、固定式三棱鏡組及固定式多棱鏡組，可根據(jù)所測(cè)距離的遠(yuǎn)近予以選擇(2) GTS-700的主要性能指標(biāo)(a)精度測(cè)角精度2測(cè)距精度土(2m葉2ppm)(b)最大測(cè)程：2.8km(c)工作環(huán)境溫度20+50°。2.GTS-700的程序功能接通電源開關(guān)，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)幾圈，顯示屏將顯示程序主菜單，為六個(gè)模塊，對(duì)應(yīng)6個(gè)功能摸式(對(duì)應(yīng)軟鍵FiF6),這6個(gè)摸式幾乎包含了全站儀的所有功能。(1)程序模式(Prog)本模式用于設(shè)置水平方向的方向角；導(dǎo)線測(cè)量；對(duì)邊測(cè)量等。(2)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量模式(Std)本模式用于角度測(cè)量、距離測(cè)量、坐標(biāo)測(cè)量等。(3)存儲(chǔ)管理模式

35、(Mem本模式用于文件的管理等。(4)數(shù)據(jù)通訊模式(Comm)本模式用于設(shè)置與外部?jī)x器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)文件的輸入/輸出、讀入應(yīng)用程序等。(5)校正摸式(Adj)本模式用于檢驗(yàn)與校正，如儀器補(bǔ)嘗系統(tǒng)誤差的校正、設(shè)置儀器常數(shù)等。(6)參數(shù)設(shè)置模式(Para)本模式用于用于設(shè)置與觀測(cè)和顯示的內(nèi)容有關(guān)的參數(shù)。3 .角度測(cè)量、距離測(cè)量角度測(cè)量、距離測(cè)量在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量(Std)的模式下。水平角測(cè)量：開機(jī)后出現(xiàn)主菜單，按F2鍵后進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量模式，操作程序如下：照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)(A);將A目標(biāo)的水平度盤讀數(shù)置零(按F4(0SET)鍵)；照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)(B),儀器顯示水平角和B目標(biāo)的豎直角。距離測(cè)量：照準(zhǔn)棱鏡中心；

36、按Fi鍵，顯示距離、豎角等。全站儀的其它功能的操作，可參閱隨機(jī)的使用手冊(cè)。4 .測(cè)距儀的檢驗(yàn)測(cè)距成果受到多種因素的因素的影向，其中一部分和儀器本身有關(guān)，這一部分屬系統(tǒng)影響。這類誤差中，一部分是和所測(cè)距離長(zhǎng)短無關(guān)的誤差，稱加常數(shù)誤差；另一部分是和距離成比例的誤差，稱乘常數(shù)誤差。為了減弱和消除這這類誤差的影響，應(yīng)對(duì)新儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，以便對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行改正。加常數(shù)：加常數(shù)是信號(hào)往返傳播的路程的1/2和所測(cè)距離的差值。乘常數(shù)：由相位法測(cè)距公式1 c一D=一(N+)(527)2 f2在僅考慮光速測(cè)定誤差、頻率測(cè)定誤差的情況下，由光速測(cè)定誤差和頻率測(cè)定誤差引起的測(cè)距誤差為D=(+)D(528)fc由上式可見

37、由光速值定誤差、頻率測(cè)定誤差所引起的測(cè)距誤差為和距離成比例的誤差，這部分誤差稱乘常數(shù)誤差。光速值測(cè)定誤差可忽略不計(jì)，故乘常數(shù)誤差主要由頻率測(cè)定誤差引起。由加常數(shù)和乘常數(shù)引起的測(cè)距誤差為y=c+bx(529)其中c為加常數(shù)，b為乘常數(shù)，x為所測(cè)距離。對(duì)測(cè)距儀進(jìn)行檢驗(yàn)的目的之一是確定加常數(shù)和乘常數(shù)。為了確定加常數(shù)和乘常數(shù)，常采用六段法。將一段基線，分為六段(基線距離用精密方法測(cè)出，可認(rèn)為沒有誤差)如圖5-7,然后將其組合成21段，用測(cè)距儀分別進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)記錄溫度、氣壓、豎角。六段法(530)(531(532)c隨氣象條件變化圖5-7將所測(cè)每一段距離進(jìn)行氣象該正，然后組成一元線性回歸方程y=c+b

38、x通過線性回歸得Xiyinxyb=2-2xinxc=ybx式中c加常數(shù)；b乘常數(shù)；x各段基線觀測(cè)值；xi、yi0各段基線觀測(cè)值、基線長(zhǎng)；yx、yi0之差；n測(cè)段數(shù)；x、y為x、y的平均值。5.測(cè)距成果氣象改正測(cè)距公式中測(cè)尺長(zhǎng)度u=-=式中電磁波在大氣中的傳播速度22f而變化；而儀器中只能按一個(gè)固定值計(jì)算測(cè)距值。因此應(yīng)根據(jù)測(cè)距時(shí)的氣象條件對(duì)測(cè)距成果進(jìn)行改正，稱氣象該正。不同的儀器給出的氣象改正公式也不盡相同，一般在其使用說明書中給出。TOPCONG給出的氣象改正公式為Ka=279.661060.23pX106(533)273.15t式中p大氣壓力(mmHgt大氣溫度(C)有的儀器說明書上還給出了

39、大氣改正圖，根據(jù)大氣改正圖可很方便地查取氣象改正值。6.測(cè)距成果化算測(cè)距成果化算包括(1)氣象改正(2)力口、乘常數(shù)改正(3)傾斜改正傾斜改正為將所測(cè)斜距化算為測(cè)站所在水準(zhǔn)面上的距離，傾斜改正公式為D=Sxcosa(534)式中S為斜距豎直角當(dāng)考慮到地球曲率及大氣折光的影響時(shí)，上式變?yōu)镈=Sxcosa2_KXS2Xsinccocosa(535)2R式中K-一為大氣折光系數(shù)，一般取為0.13;R為地球半徑應(yīng)注意上式為測(cè)站的發(fā)射器所在的水準(zhǔn)面上的距離。(4)水準(zhǔn)面歸算改正在工程測(cè)量中一般應(yīng)選擇一基準(zhǔn)面作為進(jìn)行有關(guān)計(jì)算的參考面，這一參考面一般為某一高程的水準(zhǔn)面，由于是在較小范圍進(jìn)行測(cè)量，這個(gè)水準(zhǔn)面可

40、近似為一水平面。要將所觀測(cè)的距離等量投影到這個(gè)計(jì)算參考面上進(jìn)行坐標(biāo)等量的計(jì)算，這是水準(zhǔn)面歸算改正，按下式計(jì)算，如圖5-8所示D0=D-Dh(536)Hh式中D0歸算至計(jì)算參考面的距離；D一測(cè)站發(fā)射器所在的水準(zhǔn)面上的距離；H計(jì)算參考面的高程；h測(cè)站發(fā)射器和計(jì)算參考面之間的高差。以下以實(shí)例說明成果的化算例某臺(tái)全站儀，側(cè)得AB兩點(diǎn)的斜距為Sab=1578.567m,測(cè)量時(shí)的氣壓p=910mmHgt=25°C,豎直角a=+15°30'00；儀器加常數(shù)c=2mm乘常數(shù)b=+2.5X106,求AB的水平距離。其氣象改正公式為Ka=281.8-0.29065-pX10610.00

41、366t解：1 .氣象改正由氣象改正公式式,cc,c0.29065p）、/_6Ka=281.8X1010.00366t氣象改正數(shù)D=SxK=281.82.加常數(shù)改正0.2906591010.0036625X106=62.3mmD2=+2mm3 .乘常數(shù)改正Db=+2.5X1.578=+3.9mm4 .改正后斜距S=S+AD+AD2+ADb=1578.6355 .AB的水平距離DD=SXcosa=1578.635Xcos15°30'00”=1521.221m6 .測(cè)距注意事項(xiàng),以免損壞儀器的光電系1 .在陽(yáng)光下測(cè)距應(yīng)注意嚴(yán)禁將測(cè)距頭對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，以及強(qiáng)光源統(tǒng)。在陽(yáng)光必須撐傘以遮陽(yáng)光

42、。2 .測(cè)距儀在高壓線下附近設(shè)站，以免受強(qiáng)磁場(chǎng)影響。3 .測(cè)距儀在使用及保管過程中注意防震、防潮、防高溫。4 .蓄電池應(yīng)注意及時(shí)充電。儀器不用時(shí)，電池要充電保存。第十講：直線定向和方位角測(cè)量一、直線定向：就是確定直線與基本方向之間的水平夾角1、1、直線定向的基本方向真子午線磁子午線坐標(biāo)縱線（1） （一）真子午線過地球上某點(diǎn)及地球的南、北極的半個(gè)大圓稱該點(diǎn)的真子午線。真子午線方向要通過文測(cè)量方法或陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定。子午線收斂角：地面上兩子午線方向間夾角稱子午線收斂角子午線收斂角計(jì)算：設(shè)AB兩點(diǎn)位于同一緯度，兩點(diǎn)間距eoAB兩點(diǎn)切線為子午線方向，它們相交與地軸D點(diǎn)，它們間的夾角就是AB兩點(diǎn)子午線收斂

43、角。對(duì)于A、B兩點(diǎn)在同一緯度的兩點(diǎn)，取兩點(diǎn)所在緯度上的平均值代入公式：l=yB-ya（2） （二）磁子午線過地球上某點(diǎn)及地球南、北極的半個(gè)大圓稱該點(diǎn)的磁子午線，也就是靜止下來的磁針?biāo)傅姆较蚓褪谴抛游缇€方向，可用羅盤來確定。由于，地球南、北極與地球磁南北極不在同一位置，故磁子午線不重合，其之間夾角稱磁偏角8:+磁子午線在真子午線東側(cè)-磁子午線在真子午線西側(cè)8隨地點(diǎn)而異，且磁極在不斷變化。受外界因素也很大，此中基本方向不宜作為精密定向的基本方向。由于較方便再小區(qū)域也可用此。（三）、坐標(biāo)縱線由于上兩個(gè)基本方向不平行故計(jì)算相當(dāng)不便，這樣就提出了以坐標(biāo)縱線計(jì)算基本方向，由于各點(diǎn)坐標(biāo)縱線都是平行的，故使計(jì)算很方便，通常取某一節(jié)中央子午線作為坐標(biāo)縱線或取某一點(diǎn)的子午線作為縱線假如取過O點(diǎn)的子午線方向?yàn)樽鴺?biāo)縱線即X軸，過任意子午線方向與坐標(biāo)縱軸的夾角稱任意點(diǎn)O點(diǎn)的收斂角丫坐標(biāo)縱線偏向：真子午線以東丫取+真子午線以西丫取-（四）、確定直線方向的方法就是確定直線與基本方向間的水平夾角：方位角和象限角1、方位角：由基本方向的指北端起，安順時(shí)針