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1、公路測(cè)量(高職)測(cè)量工程第1頁(yè),共295頁(yè)。第一章 緒論第二章 水準(zhǔn)測(cè)量第三章 角度測(cè)量第四章 距離測(cè)量第五章 測(cè)距儀第六章 測(cè)量誤差的基本知識(shí)第七章 控制測(cè)量第八章 公路中線測(cè)量第九章 公路縱橫 斷面測(cè)量第十章 地形測(cè)量第十一章 施工放樣測(cè)量第2頁(yè),共295頁(yè)。第一章 緒論第3頁(yè),共295頁(yè)。本章提要:測(cè)量學(xué)的基本內(nèi)容與任務(wù);測(cè)繪科學(xué)發(fā)展概況;地球的形狀和大??;測(cè)量常用坐標(biāo)系統(tǒng);測(cè)量工作的內(nèi)容和程序;地圖的基本知識(shí)。第4頁(yè),共295頁(yè)。1-1 測(cè)量學(xué)的基本內(nèi)容與任務(wù)1、 測(cè)量學(xué)的基本內(nèi)容 測(cè)繪科學(xué)是一門研究如何確定地球的形狀和大小及地面、地下和空間各種物體的幾何形態(tài)及其空間位置的科學(xué),為人類
2、了解自然、認(rèn)識(shí)自然和能動(dòng)地改造自然服務(wù)。 其任務(wù)概括起來(lái)主要有三個(gè)方面:一是精確地測(cè)定地面點(diǎn)的位置及地球的形狀和大??;二是將地球表面的形態(tài)及其他相關(guān)信息測(cè)繪成圖;三是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)所需要的測(cè)繪工作。第5頁(yè),共295頁(yè)。(1) 大地測(cè)量學(xué)它是以地球表面大區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象,研究和測(cè)定地球形狀、大小和地球 重力場(chǎng),以及測(cè)定地面點(diǎn)幾何位置的學(xué)科?,F(xiàn)代大地測(cè)量學(xué)包括幾何大地測(cè)量學(xué)、物理大地測(cè)量學(xué)和衛(wèi)星大地測(cè)量學(xué)三個(gè)主要部分。第6頁(yè),共295頁(yè)。(2)地形測(cè)量學(xué) 地形測(cè)量學(xué)是測(cè)繪科學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)部分,是研究測(cè)繪地形圖的基本理論、技術(shù)和方法的學(xué)科 。由于地表 形態(tài)的測(cè)繪工作是在面積不大的測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行的,又
3、因地球曲率半徑很大(平均為6371 km), 可視小區(qū)域球面為平面而不必顧及地球曲率及地球重力場(chǎng)的微小影響,從而使理論和方法都 得到簡(jiǎn)化。地形圖的測(cè)繪和應(yīng)用是地形測(cè)量學(xué)的核心內(nèi)容,地形圖在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用。 第7頁(yè),共295頁(yè)。(3) 攝影測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量學(xué)是利用攝影或遙感的手段獲取被測(cè)物體的信息(影像的或數(shù)字式的) ,經(jīng)過(guò)對(duì)圖像的處理、量測(cè)、判釋和研究,以確定被測(cè)物體的形狀、大小和位置,并判斷其 性質(zhì)的一門學(xué)科。按獲取像片的方法不同,分為地面立體攝影測(cè)量學(xué)和航空攝影測(cè)量學(xué)。 第8頁(yè),共295頁(yè)。(4) 工程測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué)是研究工程建設(shè)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工放樣和運(yùn)營(yíng)管理各階段中進(jìn)行
4、測(cè)量工作的理論 、技術(shù)和方 法的科學(xué),所以又稱為實(shí)用測(cè)量學(xué)或應(yīng)用測(cè)量學(xué)。第9頁(yè),共295頁(yè)。(5) 礦山測(cè)量學(xué)它是綜合運(yùn)用測(cè)量、地質(zhì)及采礦等多種學(xué)科的知識(shí),來(lái)研究和處理礦山地質(zhì)勘探、建設(shè)和采 礦過(guò)程中由礦體到圍巖、從井下到地面在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下的工作空間幾何問(wèn)題,以確保礦 產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)、安全生產(chǎn)和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境整治的一門學(xué)科。 第10頁(yè),共295頁(yè)。(6) 地圖制圖學(xué)地圖制圖學(xué)是以地圖信息傳輸為中心,探討地圖及其制作的理論、工藝技術(shù)和使用方法的一門綜合性學(xué) 科,它主要研究用地圖圖形反映自然界和人類社會(huì)各種現(xiàn)象的空間分布、相互聯(lián)系及其動(dòng)態(tài) 變化,具有區(qū)域性學(xué)科和技術(shù)性學(xué)科的兩重性,所以亦稱地圖學(xué)
5、。主要內(nèi)容包括地圖編制學(xué) 、地圖投影學(xué)、地圖整飾和制印技術(shù)等。 第11頁(yè),共295頁(yè)。2 、測(cè)繪工作的作用測(cè)繪工作是各項(xiàng)工程建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)、國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)性、超前性工作。測(cè)繪學(xué)的應(yīng)用范圍 很廣。在城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃、國(guó)土資源的合理利用、農(nóng)林牧漁業(yè)的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)以及地籍 管理等工作中,必須進(jìn)行土地測(cè)量和測(cè)繪各種類型、各種比例尺的地形圖,以供規(guī)劃和管理 使用。 第12頁(yè),共295頁(yè)。1-2地球的形狀和大小 第13頁(yè),共295頁(yè)。表1第14頁(yè),共295頁(yè)。1、大地水準(zhǔn)面(1)水準(zhǔn)面:靜止的海水面是一個(gè)重力位等位面,且處處與重力方向垂直,這樣的海水面稱為水準(zhǔn)面。 (2)大地水準(zhǔn)面:平均海水面向陸地延伸,形
6、成一個(gè)封閉的曲面,這個(gè)曲面稱為大地水準(zhǔn)面。 第15頁(yè),共295頁(yè)。2、地球表面第16頁(yè),共295頁(yè)。1-3地面點(diǎn)位的表示方法1 、大地坐標(biāo)系 大地坐標(biāo):大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H。 經(jīng)度L-過(guò)地面任一點(diǎn)P的子午面與起始子午面間的夾角。緯度B-過(guò)地面任一點(diǎn)P的法線與赤道面的夾角。 第17頁(yè),共295頁(yè)。取值范圍: L:0180,由起始子午面起,向東為正,稱為東經(jīng),向西為負(fù),稱為西經(jīng)。 B:090,由赤道面起算,向北為正,稱為北緯,向南為負(fù),稱為南緯。 第18頁(yè),共295頁(yè)。2 、獨(dú)立平面直角坐標(biāo) (1)平面直角坐標(biāo)系 在沒(méi)有國(guó)家控制點(diǎn)或不便于與國(guó)家控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)的小地區(qū)測(cè)量中,允許暫時(shí)建立獨(dú)立
7、坐標(biāo)系以保證測(cè)繪工作的順利開(kāi)展。 (2)測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系 測(cè)量工作中所采用的平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)中所介紹的相似,只是坐標(biāo)軸互易。 第19頁(yè),共295頁(yè)。3、 高斯克呂格平面直角坐標(biāo)系 (1) 高斯投影的概念 橢球面不可展-平面(變形) 高斯投影-正形投影-等角投影 長(zhǎng)度產(chǎn)生變形 第20頁(yè),共295頁(yè)。(2) 高斯投影分帶高斯投影保持了投影前后圖形的等角條件,但除中央子午線投影后為一直線,且長(zhǎng)度不變外,其他長(zhǎng)度都產(chǎn)生變形,且離中央子午線愈遠(yuǎn),變形愈大。必須對(duì)長(zhǎng)度變形加以限制,限制的方法就是采用分帶投影 第21頁(yè),共295頁(yè)。4、 高程系為了確定地面點(diǎn)的空間位置,除了要確定其在基準(zhǔn)面上的投影
8、位置外,還應(yīng)確定其沿投影方向到基準(zhǔn)面的距離,即確定地面的高程。 (1)“1956年黃海高程系”(2) “1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)” 第22頁(yè),共295頁(yè)。5、高程和高差第23頁(yè),共295頁(yè)。6、地面點(diǎn)高程 地面點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離,稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程或海拔、標(biāo)高,簡(jiǎn)稱高程,以H表示。 如果基準(zhǔn)面不是大地水準(zhǔn)面,而是任意假定水準(zhǔn)面時(shí),則點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的距離稱為相對(duì)高程或假定高程,用H表示。 高程值有正有負(fù),在基準(zhǔn)面以上的點(diǎn),其高程值為正,反之為負(fù)。 第24頁(yè),共295頁(yè)。1-4測(cè)量工作的內(nèi)容與原則 1.測(cè)量工作的內(nèi)容: 地形圖測(cè)繪(測(cè)定) 施工放樣(測(cè)設(shè)) 2. 基本工作:就是測(cè)角、測(cè)距和
9、測(cè)高差。 3.測(cè)量工作的原則:“先控制后碎部、從整體到局部,從高級(jí)到低級(jí)” ;“步步有檢核”。 第25頁(yè),共295頁(yè)。第一章結(jié)束第26頁(yè),共295頁(yè)。第二章 水準(zhǔn)測(cè)量第27頁(yè),共295頁(yè)。2-1 水準(zhǔn)測(cè)量原理1、基本原理 水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線,對(duì)立于待測(cè)定高差的兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺上讀數(shù),以測(cè)得兩點(diǎn)間的高差,進(jìn)而由已知點(diǎn)的高程推算未知點(diǎn)的高程。 第28頁(yè),共295頁(yè)。A, B兩點(diǎn)上豎立水準(zhǔn)尺,讀數(shù)分別a、數(shù)b, Hi=HA+a= HB +b 則A,B兩點(diǎn)的高差為: hAB= HB -HA =a-b 而B(niǎo)點(diǎn)的高程為: HB=HA+hAB 這里高差用hAB表示,其含義是由A到B的高差;若寫
10、成hBA則指從B到A的高差。若水準(zhǔn)測(cè)量是從A點(diǎn)向B點(diǎn)進(jìn)行的,則稱A點(diǎn)為后視點(diǎn),其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為后視尺讀數(shù);稱B點(diǎn)為前視點(diǎn),其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為前視尺讀數(shù)。兩點(diǎn)間的高差:hAB=后視讀數(shù)a-前視讀數(shù)b=a-b。 第29頁(yè),共295頁(yè)。2、 測(cè)站、轉(zhuǎn)點(diǎn) 架一次儀器,稱為一個(gè)測(cè)站。當(dāng)?shù)孛鎯牲c(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差太大時(shí),設(shè)一站無(wú)法測(cè)定其高差,中間需要加設(shè)若干個(gè)臨時(shí)的立尺點(diǎn),作為傳遞高程的過(guò)度點(diǎn),稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。此時(shí)需連續(xù)設(shè)站若干次,分別測(cè)定各站的高差取其累計(jì)代數(shù)和作兩點(diǎn)間的高差。第30頁(yè),共295頁(yè)。 圖中,設(shè)3個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn),連續(xù)設(shè)4個(gè)測(cè)站,則AB兩點(diǎn)間的 高差為4站高差之和: hAB= h1 +h2 + h3+h4=(a1-
11、b1)+(a2-b2)+(a3-b3) +(a4-b4) 其通用公式可表示成: 式中的最后一部分可作為計(jì)算正確性的檢核公式。 測(cè)量原理第31頁(yè),共295頁(yè)。2-2 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器1、水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器 水準(zhǔn)測(cè)量用的儀器、工具:水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺和尺墊。 2、水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀的作用就是提供一條水平視線(視準(zhǔn)軸)。 第32頁(yè),共295頁(yè)。水準(zhǔn)儀第33頁(yè),共295頁(yè)。按精度水準(zhǔn)儀可分為DS05、DS1、DS3、DS10等幾個(gè)等級(jí): DS05-每千米水準(zhǔn)測(cè)量的全中誤差為0.5 mm,用于高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量; DS1-每千米水準(zhǔn)測(cè)量的全中誤差為1.0 mm,用于高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量; DS3-每千米水準(zhǔn)測(cè)量的全中誤差為3.0
12、 mm,用于一般工程測(cè)量和地形測(cè)量; DS10-每千米水準(zhǔn)測(cè)量的全中誤差為10.0 mm,用于一般工程測(cè)量和地形測(cè)量。 DS為“大地”、“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音縮寫,本節(jié)主要介紹DS3級(jí)水準(zhǔn)儀。 第34頁(yè),共295頁(yè)。DS3水準(zhǔn)儀由照準(zhǔn)部和基座兩部分組成 基座 照準(zhǔn)部 第35頁(yè),共295頁(yè)。2-3普通水準(zhǔn)測(cè)量1、水準(zhǔn)儀的操作步驟(1)粗平 (2)瞄準(zhǔn) (3)精平 (4)讀數(shù) 水準(zhǔn)儀精平后,應(yīng)立即用十字絲的中橫絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)先看估讀的毫米數(shù),然后以毫米為單位報(bào)出四位讀數(shù),如2.753米讀成2753,這樣讀數(shù)可防止讀、記及計(jì)算中的錯(cuò)誤和不必要的誤會(huì)。圖2-51所示水準(zhǔn)尺讀數(shù)為0858m,讀作
13、0858。 特別注意:每次讀數(shù)前,都必須使符合水準(zhǔn)器氣泡符合。 第36頁(yè),共295頁(yè)。2、地面上兩水準(zhǔn)點(diǎn)間高差的測(cè)定 兩水準(zhǔn)點(diǎn)間高差測(cè)定的基本方法:當(dāng)兩水準(zhǔn)點(diǎn)間的距離較近,可設(shè)站一次測(cè)定兩點(diǎn)間的高差,此時(shí)水準(zhǔn)尺應(yīng)直接立于水準(zhǔn)點(diǎn)上。當(dāng)兩水準(zhǔn)點(diǎn)相距較遠(yuǎn),需在兩點(diǎn)間設(shè)若干站,分別測(cè)出各站的高差,各測(cè)站高差之和,即為兩水準(zhǔn)點(diǎn)AB間的高差hAB。 第37頁(yè),共295頁(yè)。(1)兩次儀器高法;在同一測(cè)站,架設(shè)兩次水準(zhǔn)儀,分別對(duì)前后視兩點(diǎn)觀測(cè)兩次。(2)雙面尺法 ;用雙面尺法,可同時(shí)讀取每一根水準(zhǔn)尺的黑面和紅面讀數(shù),不須改變儀器高度,能加快觀測(cè)的速度。 (3)記錄 。第38頁(yè),共295頁(yè)。2-4微傾式水準(zhǔn)儀的
14、檢驗(yàn)與校正1、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的幾何條件(1)圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器的垂直軸LLVV。 (2)水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸LLZZ。 (3)望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器的垂直軸。 第39頁(yè),共295頁(yè)。2、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)校正 (1)圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器的垂直軸的檢驗(yàn)校正 ;(2)水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正 (3)望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器的垂直軸的檢驗(yàn)校正 第40頁(yè),共295頁(yè)。2-5自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介1、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基本原理2、自動(dòng)安平補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)3、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用第41頁(yè),共295頁(yè)。2-6水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及注意事項(xiàng)1、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差(1)儀器的誤差(2)觀測(cè)的誤差(3)外
15、界條件的影響2、注意事項(xiàng)(1)觀測(cè)(2)記錄(3)立尺第42頁(yè),共295頁(yè)。第二章結(jié)束第43頁(yè),共295頁(yè)。 第三章 角度測(cè)量第44頁(yè),共295頁(yè)。3-1 角度測(cè)量原理1、水平角測(cè)量原理水平角是指過(guò)空間兩條相交方向線所作的鉛垂面間所夾的二面角,角值為0360。空間兩直線OA和OB相交于點(diǎn)O,將點(diǎn)A,O,B沿鉛垂方向投影到水平面上,得相應(yīng)的投影點(diǎn)A,O,B,水平線OA和OB的夾角就是過(guò)兩方向線所作的鉛垂面間的夾角,即水平角。 第45頁(yè),共295頁(yè)。測(cè)量角度的儀器在測(cè)量水平角時(shí)必須具備兩個(gè)基本條件:(1)能給出一個(gè)水平放置的,且其中心能方便地與方向線交點(diǎn)置于同一鉛垂線上的刻度園盤水平度盤;(2)要
16、有一個(gè)能瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方目標(biāo)的望遠(yuǎn)鏡,且要能在水平面和豎直面內(nèi)作全圓旋轉(zhuǎn),以便通過(guò)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)高低不同的目標(biāo)A和B。圖中水平角為A和B兩個(gè)方向讀數(shù)之差:=b-a第46頁(yè),共295頁(yè)。2、豎直角測(cè)量原理垂直角是指在同一鉛垂面內(nèi),某目標(biāo)方向的視線與水平線間的夾角,也稱豎直角或高度角;垂直角的角值為090。 視線與鉛垂線的夾角稱為天頂距,天頂距z的角值范圍為0180。 當(dāng)視線在水平線以上時(shí)垂直角稱為仰角,角值為正;視線在水平線以下時(shí)為俯角,角值為負(fù),如圖所示。由此可知測(cè)角儀器經(jīng)緯儀還必須裝有一個(gè)能鉛垂放置的度盤垂直度盤,或稱豎盤。 第47頁(yè),共295頁(yè)。豎直角測(cè)量示意圖第48頁(yè),共295頁(yè)。3-2經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)
17、 1、光學(xué)經(jīng)緯儀第49頁(yè),共295頁(yè)。2、光學(xué)經(jīng)緯儀的種類 光學(xué)經(jīng)緯儀的種類有:DJ1、 DJ2、 DJ6等 。DJ為“大地”、“經(jīng)緯儀”的漢語(yǔ)拼音縮寫。經(jīng)緯儀是一種廣泛使用在地形測(cè)量、工程及礦山測(cè)量中的光學(xué)經(jīng)緯儀。主要由、照準(zhǔn)部和基座兩大部分組成。 第50頁(yè),共295頁(yè)。3、經(jīng)緯儀圖解第51頁(yè),共295頁(yè)。1-望遠(yuǎn)鏡;2-物鏡;3-望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋;4-望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋;5-水平微動(dòng)螺旋;6-腳螺旋;7-反光鏡;8-反光鏡;9-照準(zhǔn)器;10-對(duì)光螺旋;11-目鏡;12-讀數(shù)顯微鏡;13-豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋;14-光學(xué)對(duì)點(diǎn)器;15-圓水準(zhǔn)器;16-基座;17-豎直度盤;18-反光鏡;19-長(zhǎng)水
18、準(zhǔn)管;20-歸零器;21-連接板第52頁(yè),共295頁(yè)。4、經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)(1)基座部分 用于支撐基照準(zhǔn)部,上有三個(gè)腳螺旋,其作用是整平儀器 (2)照準(zhǔn)部 照準(zhǔn)部是經(jīng)緯儀的主要部件,照準(zhǔn)部部分的部件有水準(zhǔn)管、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器、支架、橫軸、豎直度盤、望遠(yuǎn)鏡、度盤讀數(shù)系統(tǒng)等。 第53頁(yè),共295頁(yè)。(3)度盤部分 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀度盤有水平度盤和垂直度盤,均由光學(xué)玻璃制成。水平度盤沿著全圓從0360順時(shí)針刻畫,最小格值一般為1或30。 (4)度盤讀數(shù)裝置及讀數(shù)方法 光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)包括水平和垂直度盤、測(cè)微裝置、讀數(shù)顯微鏡等幾個(gè)部分。水平度盤和垂直度盤上的度盤刻劃的最小格值一般為1或30,在讀取不足一個(gè)格值
19、的角值時(shí),必須借助測(cè)微裝置,DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)測(cè)微器裝置有測(cè)微尺和平行玻璃測(cè)微器兩種。 第54頁(yè),共295頁(yè)。(5)、水準(zhǔn)器光學(xué)經(jīng)緯儀上有23個(gè)水準(zhǔn)器,其作用是使處于工作狀態(tài)的經(jīng)緯儀垂直軸鉛垂、水平度盤水平,水準(zhǔn)器分管水準(zhǔn)器和園水準(zhǔn)器兩種。 1)管水準(zhǔn)器 管水準(zhǔn)器安裝在照準(zhǔn)部上,其作用是儀器正確整平。 2)圓水準(zhǔn)器 圓水準(zhǔn)器用于粗略整平儀器。它的靈敏度低,其格值為82mm。 第55頁(yè),共295頁(yè)。5、讀數(shù)第56頁(yè),共295頁(yè)。測(cè)角時(shí),當(dāng)目標(biāo)瞄準(zhǔn)后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪,用雙指標(biāo)線夾住度盤分劃線影像后讀數(shù)。整度數(shù)根據(jù)被夾住的度盤分劃線讀出,不足整度數(shù)部分從測(cè)微分劃尺讀出。 如圖水平度盤的讀數(shù)為8420
20、8垂直度盤讀數(shù)為884724。第57頁(yè),共295頁(yè)。3-3 水平角測(cè)量方法水平角觀測(cè)的工作環(huán)節(jié)包括:安置經(jīng)緯儀、照準(zhǔn)目標(biāo)、讀數(shù)、記錄。 1、經(jīng)緯儀安置 對(duì)中:將儀器的縱軸安置到與過(guò)測(cè)站的鉛垂線重合的位置。 整平:整平指使儀器的縱軸鉛垂,垂直度盤位于鉛垂平面,水平度盤和橫軸水平的過(guò)程。精確整平前應(yīng)使腳架頭大致水平,調(diào)節(jié)基座上的三個(gè)腳螺旋,使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管在任何方向上氣泡都居中;方法如下:“左手螺旋法則”。 第58頁(yè),共295頁(yè)。整平時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)的方向注意上述整平、對(duì)中應(yīng)交替進(jìn)行,最終既使儀器垂直軸鉛垂,又使鉛垂的垂直軸與過(guò)地面測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心的鉛垂線重合。 第59頁(yè),共295頁(yè)。2、水平角測(cè)量(1)測(cè)
21、回法 適用于觀測(cè)兩個(gè)方向形成的單角 盤左位置(豎盤在望遠(yuǎn)鏡左邊又稱正鏡): 1)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)起始目標(biāo)A(又稱觀測(cè)的零方向),讀水平度盤讀數(shù)A左; 2)松開(kāi)水平制動(dòng)螺旋,順時(shí)針轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)B,讀水平度盤讀數(shù)B左;得盤左位置時(shí)上半測(cè)回角值: 左=B左A左 第60頁(yè),共295頁(yè)。 盤右位置(豎盤在望遠(yuǎn)鏡右邊又稱倒鏡): 3)倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)點(diǎn)瞄目標(biāo)B,讀水平度盤讀數(shù)B右。 4)逆時(shí)地針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)A,讀水平度盤讀數(shù)A右;得盤右位置下半測(cè)回觀測(cè)得角值: 右= B右A右 上、下半測(cè)回稱一測(cè)回,對(duì)DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,如果上、下半測(cè)回角值差的限差不大于40時(shí),則取盤左盤右水平角的
22、均值作一測(cè)回的角值: =(左+右)/2 用盤左、盤右觀測(cè)水平角B取其中值,可以抵消大部分儀器誤差對(duì)測(cè)角的影響。 (2)全圓測(cè)回法(3)復(fù)測(cè)法第61頁(yè),共295頁(yè)。3-4 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正方法 經(jīng)緯儀是測(cè)角儀器,從測(cè)角原理可知,它必須滿足下面兩個(gè)條件: (1)照準(zhǔn)面必須鉛垂,才能形成正確的兩面角; (2)水平度盤必須水平,才能正確量度兩面角。 第62頁(yè),共295頁(yè)。為保證經(jīng)緯儀的正常使用,上述各軸線間必須滿足測(cè)角一定幾何關(guān)系,包括: (1)水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸(LLVV); 當(dāng)LL水平時(shí),可保證VV的鉛垂 (2)圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸(OOVV); (3)視準(zhǔn)軸垂直于橫軸(ZZHH); 當(dāng)HH水平時(shí)
23、,只要ZZHH,就保證了視準(zhǔn)面是鉛垂的 (4)橫軸垂直于縱軸(HH上VV); 當(dāng)VV鉛垂,只要保證HH上VV,就保證了HH的水平,也就保證了ZZ掃出來(lái)的視準(zhǔn)面是鉛垂的 (5)十字絲縱絲垂直于橫軸; (6)豎盤指標(biāo)應(yīng)處于正確位置; (7)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器視準(zhǔn)軸位置正確。 第63頁(yè),共295頁(yè)。1、水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸的檢驗(yàn)校正(LLVV) (1)檢驗(yàn) 大致整平儀器,并轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,使水準(zhǔn)管軸與儀器任兩腳螺旋連線平行,調(diào)節(jié)這對(duì)腳螺旋使水準(zhǔn)儀管氣泡居中。再轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180,若氣泡仍居中,說(shuō)明該幾何條件滿足,否則應(yīng)校正儀器。 (2)校正 調(diào)節(jié)平行于水準(zhǔn)管的一對(duì)腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)偏離值的一半,用校正針撥水準(zhǔn)管的校
24、正螺旋,升高或降低一端的水準(zhǔn)管的一端至氣泡居中,反復(fù)進(jìn)行幾次,直到在任何位置氣泡偏離值都在一格以內(nèi)止。 第64頁(yè),共295頁(yè)。2、圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正 (1)檢驗(yàn):水準(zhǔn)管軸校正的基礎(chǔ)上,整平經(jīng)緯儀,若圓水準(zhǔn)器氣泡不居中,則需校正。 (2)校正:用改正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器下面的校正螺絲,使圓水準(zhǔn)器氣泡居中即可 第65頁(yè),共295頁(yè)。3、十字絲豎絲垂直于儀器水平軸的檢驗(yàn)校正 (1)檢驗(yàn)方法 第66頁(yè),共295頁(yè)。整平儀器并瞄準(zhǔn)一個(gè)明顯目標(biāo)點(diǎn)(圖2-36),制動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡,轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡的微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡視線在豎直面內(nèi)作上下均勻旋轉(zhuǎn),若點(diǎn)成像始終在豎絲上,無(wú)需校正。如果點(diǎn)的軌跡偏離豎絲,則應(yīng)校正。 (2)校
25、正方法 卸下目鏡的外罩,可見(jiàn)到十字絲環(huán),先松開(kāi)四個(gè)固定螺絲,微轉(zhuǎn)目鏡筒,此時(shí)十字絲板也轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的角度,調(diào)節(jié)至望遠(yuǎn)鏡視線上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的成像始終在豎絲上移動(dòng)止,校正后裝好外罩。 第67頁(yè),共295頁(yè)。4、視準(zhǔn)軸垂直于水平軸的檢驗(yàn)校正(ZZHH) (1)檢驗(yàn)原理 視準(zhǔn)軸與水平軸不垂直之差稱為視準(zhǔn)誤差。視準(zhǔn)誤差C對(duì)水平角觀測(cè)值的影響,正倒鏡值絕對(duì)值相等、符號(hào)相反。檢驗(yàn)時(shí),選一水平位置目標(biāo),盤左、盤右觀測(cè)讀數(shù)差即為兩倍視準(zhǔn)誤差稱為2C值: 2C盤左讀數(shù)一(盤右讀數(shù)土180) 第68頁(yè),共295頁(yè)。(2)校正方法 若|2C|20應(yīng)校正。計(jì)算盤左盤右瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)的水平盤讀數(shù)的盤右(或盤左)正確讀數(shù) a=(a
26、右+(a左180)/2 旋水平微動(dòng)螺旋,使盤右的水平度盤讀數(shù)為a。觀測(cè)十字絲縱絲偏離目標(biāo)情況,用校正針旋轉(zhuǎn)左、右一對(duì)十字絲校正螺絲至十字絲縱絲與目標(biāo)成像幾何中心重合。 第69頁(yè),共295頁(yè)。5、水平軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)(HH上VV) (1)檢驗(yàn)方法:在距高墻1020m處安置經(jīng)緯儀,整平儀器盤左瞄準(zhǔn)墻面高處的一點(diǎn)A(仰角在30左右),固定照準(zhǔn)部后大致放平望遠(yuǎn)鏡,在墻面上定出一點(diǎn)A1,如圖2-37所示,同法盤右瞄準(zhǔn)A點(diǎn),放平望遠(yuǎn)鏡,在墻面上定出另一點(diǎn)A2,A1、A2重合,關(guān)系滿足,否則需校正。縱軸鉛垂而橫軸不水平,與水平線的交角i稱為橫軸誤差。由圖可知:tani=A1M/AM 第70頁(yè),共295頁(yè)。
27、(2)校正方法:當(dāng)i30應(yīng)校正。取A1A2的中點(diǎn)M,以盤右(或盤左)位置瞄準(zhǔn)M點(diǎn),抬高望遠(yuǎn)鏡至A位置,視線必偏離A點(diǎn),可撥動(dòng)儀器支架上的偏心軸承,使橫軸的右端升高或降低,使十字絲中心與A點(diǎn)的幾何中心重合,這時(shí),橫軸誤差i已消除,橫軸水平。 第71頁(yè),共295頁(yè)。6、指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正(1)檢驗(yàn) 置平儀器,以盤左、盤右分別瞄準(zhǔn)一水平目標(biāo),讀取豎盤讀數(shù),計(jì)算垂直角左和右,兩者相等則無(wú)豎盤指標(biāo)差存在,否則應(yīng)計(jì)算指標(biāo)差i,當(dāng)其大于30時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正。 (2)校正 校正時(shí)可在盤左盤右任一位置進(jìn)行,如在盤右時(shí)令望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)原目標(biāo)不動(dòng),轉(zhuǎn)豎盤水準(zhǔn)儀管微動(dòng)螺旋,將豎盤讀數(shù)對(duì)到盤右的正確讀數(shù):R右=R右-i,此時(shí)指
28、標(biāo)水準(zhǔn)儀管氣泡必然偏移,用校正針使氣泡居中即可。 第72頁(yè),共295頁(yè)。7、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)校正 (1)檢驗(yàn) 選一平地安置儀器嚴(yán)格整平,在腳架的中央地面放置一張畫有一十字形的標(biāo)志O的白紙,并使對(duì)點(diǎn)器標(biāo)志中心與標(biāo)志O重合,在水平方向旋照準(zhǔn)部180,如對(duì)點(diǎn)器標(biāo)志中心偏離標(biāo)志O,而至另一點(diǎn)O處,則對(duì)點(diǎn)器的視淮軸和儀器的縱軸不重合,應(yīng)校正。 (2)校正 定出O,O的中點(diǎn),調(diào)節(jié)對(duì)點(diǎn)器的校正螺絲使對(duì)點(diǎn)器中心標(biāo)志對(duì)該點(diǎn),校正完成。應(yīng)指出,經(jīng)緯儀的各項(xiàng)檢驗(yàn)、校正需反復(fù)進(jìn)行多次,直至穩(wěn)定地滿足條件為止。 第73頁(yè),共295頁(yè)。3-5 全站儀簡(jiǎn)介 全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器,是集水平角、垂直角
29、、距離(斜距、平距)、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測(cè)站上全部測(cè)量工作,所以稱之為全站儀。全站儀的發(fā)展經(jīng)歷了從組合式即光電測(cè)距儀與光學(xué)經(jīng)緯儀組合,或光電測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀組合,到整體式即將光電測(cè)距儀的光波發(fā)射接收系統(tǒng)的光軸和經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸組合為同軸的整體式全站儀等幾個(gè)階段。 第74頁(yè),共295頁(yè)。全站儀的種類 電子全站儀由電源部分、測(cè)角系統(tǒng)、測(cè)距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處 理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。 第75頁(yè),共295頁(yè)。1同軸望遠(yuǎn)鏡 全站儀的望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)了視準(zhǔn)軸、測(cè)距光波的發(fā)射、接收光軸同軸化。 2雙軸自動(dòng)補(bǔ)償 在儀器的檢驗(yàn)校正中已介紹了雙軸自動(dòng)補(bǔ)償原理,作業(yè)時(shí)若
30、全站儀縱軸傾斜,會(huì)引起角度觀測(cè)的誤差,盤左、盤右觀測(cè)值取中不能使之抵消。 第76頁(yè),共295頁(yè)。3鍵盤 鍵盤是全站儀在測(cè)量時(shí)輸入操作指令或數(shù)據(jù)的硬件,全站型儀器的健盤和顯示屏均為雙面式,便于正、倒鏡作業(yè)時(shí)操作。 4存儲(chǔ)器 全站儀存儲(chǔ)器的作用是將實(shí)時(shí)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái),再根據(jù)需要傳送到其它設(shè)備如計(jì)算機(jī)等中,供進(jìn)一步的處理或利用,全站儀的存儲(chǔ)器有內(nèi)存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)卡兩種。 第77頁(yè),共295頁(yè)。5通訊接口 全站儀可以通過(guò)BS232C通訊接口和通訊電纜將內(nèi)存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),或?qū)⒂?jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)通訊電纜傳輸給全站儀,實(shí)現(xiàn)雙向信息傳輸。 第78頁(yè),共295頁(yè)。3-6角度觀測(cè)的誤差及注意事項(xiàng)
31、1、儀器誤差(1).經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部偏心誤差的影響 (2).度盤刻劃誤差 光學(xué)度盤的刻劃誤差在度盤制造時(shí)產(chǎn)生,采用觀測(cè)時(shí)變換度盤位置的方法可減小此誤差的影響。 (3).視準(zhǔn)誤差 視準(zhǔn)誤差C是指在儀器校正不完善,視準(zhǔn)軸未能真正垂直于水平軸而致其偏離正確位置的小角值。 第79頁(yè),共295頁(yè)。(4).橫軸傾斜誤差的影響 (5).縱軸傾斜誤差的影響 2、儀器對(duì)中誤差與目標(biāo)偏心誤差 (1)儀器的對(duì)中誤差對(duì)測(cè)角的影響 (2)目標(biāo)偏心誤差對(duì)測(cè)角的影響 (3)照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差 (4)視差和十字絲不清晰的影響 3、外界條件的影響 氣溫變化、大氣折光、陽(yáng)光、風(fēng)力、大氣能見(jiàn)度、濕度等,也會(huì)引起誤差。 第80頁(yè),共29
32、5頁(yè)。第三章結(jié)束第81頁(yè),共295頁(yè)。第四章 距離測(cè)量第82頁(yè),共295頁(yè)。4-1 鋼尺量距1、量距的工具鋼尺、標(biāo)桿、測(cè)釬、垂球2、鋼尺量距的方法 鋼尺量距的基本步驟是:直線定線、量距和數(shù)據(jù)整理 兩點(diǎn)間的距離大于尺長(zhǎng)時(shí),需分段丈量。將各分段點(diǎn)置于一條直線上的工作叫直線定線。直線定線方法有目測(cè)法和儀器法兩種。 第83頁(yè),共295頁(yè)。3、平坦地區(qū)量距 地面平坦時(shí)可使鋼尺沿地面丈量,丈量AB距離可先從A向B進(jìn)行(往測(cè))。為檢核丈量結(jié)果,提高測(cè)量精度,需由B 向A丈量BA點(diǎn)間之距(返測(cè)),司尺員應(yīng)調(diào)換位置。往返丈量距離的差數(shù)的絕對(duì)值與該距離的往返均值之比(稱為丈量的相對(duì)精度或稱相對(duì)誤差)即: |往測(cè)返
33、測(cè)|/往返均值=1/M 符合要求時(shí),取往返測(cè)均值作AB之距的最終結(jié)果。 第84頁(yè),共295頁(yè)。4、沿傾斜地面量距 當(dāng)傾斜地面坡度一致時(shí),可沿斜面分段拖地丈量斜距,加傾斜改正得到平距,該法稱為傾斜量距法。 第85頁(yè),共295頁(yè)。4-2 精密量距當(dāng)測(cè)距精度要求高時(shí),要用精密量距方法。鋼尺精密量距精度可更高。精密量距前首先要對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定,求出尺長(zhǎng)方程式;定線必須采用儀器法,場(chǎng)地中障礙物應(yīng)清除,尺段點(diǎn)按坡度變化點(diǎn)和尺長(zhǎng)確定,用預(yù)先設(shè)有標(biāo)志的木樁或水泥樁標(biāo)定,樁面應(yīng)高出地面10cm左右;尺段端點(diǎn)高差一般用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定;量距時(shí)應(yīng)施加標(biāo)準(zhǔn)拉力;測(cè)記鋼尺表面溫度(無(wú)此條件時(shí)可測(cè)
34、氣溫);實(shí)測(cè)斜距應(yīng)進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改正和傾斜改正。 第86頁(yè),共295頁(yè)。1、鋼尺長(zhǎng)度檢定 鋼尺尺面注記長(zhǎng)度稱為名義長(zhǎng)度,兩端點(diǎn)刻劃線間所代表的真長(zhǎng)為鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度,名義長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度的差值為(尺長(zhǎng)改正數(shù))。通過(guò)鋼尺檢定,可求出及尺長(zhǎng)方程式: 式中:l0鋼尺的名義長(zhǎng)度(m); 尺長(zhǎng)改正數(shù)(mm)(為鋼尺檢定時(shí)值); 鋼尺線性膨脹系數(shù),值為0.01160.0125mm/(mC); t0檢定鋼尺時(shí)的溫度(標(biāo)準(zhǔn)溫度,C); t量邊時(shí)溫度C; 第87頁(yè),共295頁(yè)。2、精密量距法 精密量距由5人進(jìn)行:記錄1人,前后尺施尺各1人,前后讀數(shù)各1人。每尺段量距方法如下:后尺員持鋼尺零端,并掛拉力計(jì),前尺員
35、持鋼尺末端,使鋼尺貼于標(biāo)志頂面,前尺員喊“預(yù)備”,在施加到標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí),后尺施尺員喊“好”,兩讀數(shù)員同時(shí)讀得前、后尺端當(dāng)前讀數(shù),讀數(shù)至毫米,其差即為尺段一次測(cè)量值,并立即記入手簿。測(cè)量3次,互差不得超過(guò)3mm。每次丈量前后應(yīng)各測(cè)記一次溫度并取平均值。 第88頁(yè),共295頁(yè)。3、鋼尺量距的成果整理 成果整理時(shí),先對(duì)尺段單程測(cè)量長(zhǎng)度加入各種改正,累加尺段長(zhǎng)度計(jì)算出一段距離往測(cè)或返測(cè)長(zhǎng)度,相對(duì)精度符合要求時(shí),取往返測(cè)均值作該距離的最終長(zhǎng)度值。 (1).尺長(zhǎng)改正 設(shè)尺長(zhǎng)方程式中的尺長(zhǎng)改正值,鋼尺名義長(zhǎng)度l0,實(shí)測(cè)得尺段長(zhǎng)度L,則該尺段的尺長(zhǎng)改正: 第89頁(yè),共295頁(yè)。(2).溫度改正 將丈量時(shí)的平均溫
36、度t與標(biāo)準(zhǔn)溫度t0之差乘以鋼尺的線性膨脹系數(shù)及量得長(zhǎng)度L,得到該尺段的溫度改正:(3).傾斜改正 當(dāng)沿傾斜地面丈量后,用水準(zhǔn)儀測(cè)得兩端點(diǎn)的高差h,尺段傾斜長(zhǎng)為L(zhǎng),DL為尺段平距,則傾斜改正值為:DL= DL-L。 (4).改正后的尺段水平長(zhǎng)度 第90頁(yè),共295頁(yè)。(5).尺段往測(cè)或返測(cè)水平距 (6).相對(duì)中誤差 (7).兩點(diǎn)間和水平距離 第91頁(yè),共295頁(yè)。4、鋼尺量距的誤差來(lái)源及減弱措施 往返丈量一段距離,其結(jié)果不等,揭示了量距有誤差存在。量距誤差發(fā)生在量距全過(guò)程,受環(huán)境、工具、量測(cè)者技術(shù)塾練成度諸多因素的影響。分析其來(lái)源、尋找減弱措施,以期達(dá)到提高量距精度是目的。 第92頁(yè),共295頁(yè)
37、。4-3 直線定向 直線定向的目的是確定一條直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的夾角。確定一條直線與標(biāo)準(zhǔn)方向間的關(guān)系叫直線定向。 測(cè)量工作中常用的標(biāo)準(zhǔn)方向有三種: 第93頁(yè),共295頁(yè)。1、標(biāo)準(zhǔn)方向 (1)真子午線方向(真北方向) 地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向,稱為該點(diǎn)的真子午線方向。真子午線北端所指的方向?yàn)檎姹狈较?,它可以用天文觀測(cè)的方法來(lái)確定。 (2)磁子午線方向(磁北方向) 地球表面某點(diǎn)上磁針?biāo)傅姆较驗(yàn)樵擖c(diǎn)的磁子午線方向。磁針北端所指的方向?yàn)榇疟狈较?,可用羅盤儀測(cè)定。 (3)坐標(biāo)縱線方向(坐標(biāo)北方向) 測(cè)量工作中采用高斯平面直角坐標(biāo)系,坐標(biāo)系中坐標(biāo)縱線北端所指的方向?yàn)樽鴺?biāo)北方向。 第94頁(yè),共29
38、5頁(yè)。第95頁(yè),共295頁(yè)。2、磁偏角與子午線收斂角 (1).磁偏角 由于地球磁場(chǎng)的南、北極與地球的南、北極并不一致,因此某點(diǎn)的磁子午線方向和真子午線方向間有一夾角,這個(gè)夾角稱為磁偏角,用表示。磁子午線偏向真子午線以東為東偏,為正,以西為西偏,為負(fù)。 第96頁(yè),共295頁(yè)。(2)子午線收斂角 地球表面某點(diǎn)的真子午線方向與該點(diǎn)坐標(biāo)縱線方向之間的夾角,稱為子午線收斂角,用表示。坐標(biāo)縱線偏向真子午線以東為東偏,以西為西偏,東偏為正,西偏為負(fù)(圖1-18)。子午線的收斂角有嚴(yán)密的計(jì)算公式,在普通測(cè)量中可按如下近似公式計(jì)算: =LsinB第97頁(yè),共295頁(yè)。3、表示直線方向的方法 在測(cè)量工作中,常采用
39、方位角或象限角表示直線的方向。 (1)方位角 由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起順時(shí)針?lè)较蛄康侥持本€的夾角,稱為該直線的方位角。方位角的變化范圍是0360。 第98頁(yè),共295頁(yè)。第99頁(yè),共295頁(yè)。真方位角A-以真子午線方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)方向的,稱為真方位角。A=Am+ 磁方位角Am-以磁子午線方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)方向的,稱為磁方位角。A=+ 坐標(biāo)方位角-以坐標(biāo)縱線為標(biāo)準(zhǔn)方向,從標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起順時(shí)針?lè)较蛄康侥持本€的夾角。=A -第100頁(yè),共295頁(yè)。第101頁(yè),共295頁(yè)。 (2)正反方位角 由于任何地點(diǎn)的坐標(biāo)縱線都是平行的,因此,任何直線的正坐標(biāo)方位角和它的反方位角均相差180即: AB=BA180 BA稱直線A、B
40、的正方位角,BA稱直線B 、A的反方位角。 第102頁(yè),共295頁(yè)。第103頁(yè),共295頁(yè)。(3). 象限角 直線與標(biāo)準(zhǔn)方向線所夾的銳角稱為象限角。象限角的取值范圍為090,用R表示。由于象限角可以自北端或南端量起,所以表示直線的方向時(shí),不僅要注明其角度大小,而且要注明其所在象限。 第104頁(yè),共295頁(yè)。第105頁(yè),共295頁(yè)。方位角和象限角可以互相換算,換算方法見(jiàn)下表:象限 名稱 由求R 由R求 北東(NE) R= =R 南東(SE)R=180- =180-R 南西(SW)R=-180 =180+R 北西(NW)R=360- =360-R 第106頁(yè),共295頁(yè)。第四章結(jié)束第107頁(yè),共2
41、95頁(yè)。第五章 測(cè)距儀第108頁(yè),共295頁(yè)。隨著光電技術(shù)的發(fā)展,以電磁波(光波或微波)作為載波傳輸測(cè)距信號(hào)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的光電測(cè)距技術(shù)已成為距離測(cè)量的主要手段。電磁波測(cè)距儀測(cè)距具有工作輕便、測(cè)距精度高、測(cè)程遠(yuǎn)、作業(yè)效率高和不受地形影響等優(yōu)點(diǎn)。 第109頁(yè),共295頁(yè)。5-1 、相位式光電測(cè)距儀的基本原理 1、電磁波測(cè)距的基本原理是通過(guò)測(cè)定電磁波在所測(cè)直線兩端點(diǎn)間往返傳播的時(shí)間和電磁波在空氣中傳播的速度c,求得距離D。待測(cè)距離為A,B兩點(diǎn)間的間距,將測(cè)距儀主機(jī)放于端點(diǎn)A,在端點(diǎn)B放反射棱鏡,2、A、B等高則AB間的水平距離D可表示為: 第110頁(yè),共295頁(yè)。如A,B點(diǎn)不等高,所測(cè)距離為斜距。
42、可通過(guò)垂直角觀測(cè),將斜距歸算為平距D并計(jì)算高差h。 第111頁(yè),共295頁(yè)。5- 2、測(cè)距儀的一般使用方法 1、目前正在使用的測(cè)距儀有組合式、整體式兩種。組合式是指由經(jīng)緯儀、測(cè)距儀主機(jī)、控制鍵盤、電源及其它附件組成,主機(jī)架在經(jīng)緯儀上,測(cè)距光軸和望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸應(yīng)平行。 第112頁(yè),共295頁(yè)。2、距離測(cè)量步驟如下: 1)儀器安置:在測(cè)站點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,方法同角度測(cè)量,但應(yīng)比測(cè)角時(shí)儀器安置高度略低。 2)測(cè)前準(zhǔn)備:打開(kāi)電源進(jìn)行儀器功能及電源狀態(tài)測(cè)試;設(shè)置單位制式,預(yù)置常數(shù),包括:儀器加常數(shù)、氣象改正數(shù)等。 3)照準(zhǔn)反射棱鏡,調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀的水平和豎直微動(dòng)螺旋使回光信號(hào)最大。 4)根據(jù)測(cè)量精度要求測(cè)量距離若
43、干測(cè)回,同時(shí)觀測(cè)垂直角,量?jī)x器高,鏡高并記錄有關(guān)氣象數(shù)據(jù),備成果整理之用。 第113頁(yè),共295頁(yè)。5-3 成果整理 實(shí)測(cè)得距離S ,稱為野外距離觀測(cè)值,一般為傾斜距離,還必須經(jīng)過(guò)改正,才能得到兩點(diǎn)間正確的水平距離。 1、測(cè)距儀常數(shù)改正 測(cè)距儀的常數(shù)包括加常數(shù)C0和乘常數(shù)R,將測(cè)距儀在若干條標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度上的檢定,可以獲測(cè)距儀的乘常數(shù)和加常數(shù)。距離的乘常數(shù)R改正與所測(cè)距離的長(zhǎng)度成正比,加常數(shù)改正即為C0,單位為mm,常數(shù)改正公式為DK=C0+RS 當(dāng)測(cè)定儀器的加常數(shù)和乘常數(shù)后,可預(yù)置于儀器中,測(cè)距時(shí)儀器自動(dòng)改正 。第114頁(yè),共295頁(yè)。2.氣象改正 光速C受大氣折射率n的影響,由此產(chǎn)生的距離改正稱
44、氣象改正。 3.水平距離的計(jì)算 斜距觀測(cè)值經(jīng)過(guò)乘常數(shù)、加常數(shù)改正和氣象改正后,得到改正后的斜距,根據(jù)測(cè)線端點(diǎn)間的高差為h或?qū)崪y(cè)的垂直角,兩點(diǎn)間的平距可由下式計(jì)算: 第115頁(yè),共295頁(yè)。5-4 光電測(cè)距儀的檢定 測(cè)距儀使用過(guò)程中,電子元器件老化,各種部件可能的變位,儀器技術(shù)指標(biāo)的變化都會(huì)影響儀器的正常使用,給測(cè)距成果帶來(lái)影響。因此必須定期檢定測(cè)距儀,掌握其性能和有關(guān)誤差的變化情況,以減弱或消除儀器誤差對(duì)觀測(cè)成果的影響,應(yīng)檢定的項(xiàng)目有: 1、測(cè)距儀的外觀檢視與功能檢查 2、三軸關(guān)系正確性的檢驗(yàn)與校正 發(fā)射光軸、接收光軸(兩軸也稱光軸)和經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸并稱為三軸(在全站型儀器中,已實(shí)現(xiàn)同軸) 第
45、116頁(yè),共295頁(yè)。3、內(nèi)部符合精度的檢定 多次測(cè)量同一距離如觀測(cè)值之間的符合程度好,則儀器的內(nèi)部符合精度好,儀器內(nèi)部電路工作穩(wěn)定性和測(cè)相精度均符合要求。 4、精測(cè)頻率的撿定 5、周期誤差的檢定 周期誤差是以精測(cè)尺長(zhǎng)為周期按正弦規(guī)律變化的。 6、儀器常數(shù)的檢定 儀器常數(shù)有加常數(shù)和乘常數(shù)兩項(xiàng)。 第117頁(yè),共295頁(yè)。5-5 光電測(cè)距的精度分析 1光電測(cè)距的誤差來(lái)源 1) 調(diào)制頻率誤差 通過(guò)測(cè)距儀檢定、測(cè)定乘常數(shù)R,對(duì)距離進(jìn)行改正,可消除或減小儀器的調(diào)制頻率誤差。 2)氣象參數(shù)誤差 在精密測(cè)距時(shí),要注意氣溫的測(cè)定,其誤差應(yīng)小于1C,氣壓測(cè)定誤差應(yīng)0.3Kpa。 3)儀器和反射鏡對(duì)中誤差 對(duì)中誤
46、差一般應(yīng)小于1mm,對(duì)精密測(cè)距應(yīng)采用強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備,提高對(duì)中精度。 第118頁(yè),共295頁(yè)。 4)測(cè)相誤差 測(cè)定相位差影響測(cè)距時(shí)間的確定,進(jìn)而影響距離的測(cè)量。 5) 照準(zhǔn)誤差 克服的辦法是測(cè)距前檢校發(fā)射軸與視準(zhǔn)軸的平行性,并使用電瞄準(zhǔn)以提高照準(zhǔn)精度。 6) 儀器加常數(shù)測(cè)定誤差 由加常數(shù)測(cè)定不準(zhǔn)確引起的誤差??朔k法是定期測(cè)定加常數(shù),使距離得到正確加常數(shù)改正。 7) 周期誤差 可通過(guò)定期測(cè)定儀器的周期誤差對(duì)所測(cè)距進(jìn)行改正。 第119頁(yè),共295頁(yè)。 2光電測(cè)距的精度 在光電測(cè)距的誤差來(lái)源中,一類誤差對(duì)測(cè)距的影響與距離的長(zhǎng)短無(wú)關(guān),稱為固定誤差用a表示,另一類誤差對(duì)測(cè)距的影響與斜距的長(zhǎng)度S成正比,稱為
47、比例誤差,比例系數(shù)為以b表示。儀器廠家將上式寫成以下簡(jiǎn)單的形式:mS=a+Bs 稱為儀器的標(biāo)稱精度。mS為距離測(cè)量中誤差;a固定誤差,單位毫米;b比例誤差,以百萬(wàn)分率表示,單位為mm/ km。 第120頁(yè),共295頁(yè)。第五章結(jié)束第121頁(yè),共295頁(yè)。第六章 測(cè)量誤差的基本知識(shí)第122頁(yè),共295頁(yè)。6-1測(cè)量誤差的概念1、測(cè)量誤差的定義 在測(cè)量工作中,觀測(cè)者無(wú)論使用多么精良的儀器,操作如何認(rèn)真,最后仍得不到絕對(duì)正確的測(cè)量成果,這說(shuō)明在各觀測(cè)值之間或在觀測(cè)值與理論值之間不可避免地存在著差異,我們稱這些差異為觀測(cè)值的測(cè)量誤差。 設(shè)某觀測(cè)量的真值為X表示。若以li(i=1,2,n)表示對(duì)某量的n次
48、觀測(cè)值,并以表示真誤差,則真誤差可定義為觀測(cè)值與真值之差,即 i=li-X(I=1,2,3n)若用xi 表示X的估值, vi表示改正數(shù),則 xi =li+ vi vi = xi -li 第123頁(yè),共295頁(yè)。.2、測(cè)量誤差的產(chǎn)生 測(cè)量工作是在一定的條件下進(jìn)行的,一般來(lái)說(shuō),外界環(huán)境、測(cè)量?jī)x器和觀測(cè)者構(gòu)成觀測(cè)條件。而觀測(cè)條件不理想或不斷變化,是產(chǎn)生測(cè)量誤差的根本原因。 1 . 外界環(huán)境 主要指觀測(cè)環(huán)境中氣溫、氣壓、空氣濕度和清晰度、大氣折光、風(fēng)力等因素的不斷變化,會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果中帶有誤差。 2 . 儀器誤差 (1) 儀器制造誤差 (2) 檢校殘余誤差 第124頁(yè),共295頁(yè)。3.觀測(cè)誤差 觀測(cè)者
49、的感官的鑒別能力、技術(shù)熟練程度和勞動(dòng)態(tài)度等也會(huì)產(chǎn)生誤差。 可見(jiàn),觀測(cè)條件不可能完全理想,測(cè)量誤差的產(chǎn)生不可避免。但是,在測(cè)量工作實(shí)踐中,可以采取一定的措施和方法來(lái)改善乃至控制觀測(cè)條件,從而能夠控制測(cè)量誤差。 綜上所述,觀測(cè)結(jié)果的質(zhì)量與觀測(cè)條件的優(yōu)劣有著密切的關(guān)系。觀測(cè)條件好,觀測(cè)誤差就可能會(huì)小一些,觀測(cè)質(zhì)量相應(yīng)地會(huì)高一些;反之,觀測(cè)結(jié)果的質(zhì)量就會(huì)相應(yīng)降低。當(dāng)觀測(cè)條件相同時(shí),可以認(rèn)為觀測(cè)結(jié)果的質(zhì)量是相同的。第125頁(yè),共295頁(yè)。6-2偶然誤差的特點(diǎn) 偶然誤差的產(chǎn)生受多種因素的影響,難以消除。因而,偶然誤差便成為誤差理論中最核心的內(nèi)容和主要的研究對(duì)象。 1、在一定觀測(cè)條件下,偶然誤差的絕對(duì)值不會(huì)
50、超出一定限值(有界性); 2、絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)要多(或稱概率大,密集性); 3、絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等(對(duì)稱性); 4、當(dāng)觀測(cè)次數(shù)n無(wú)限增加時(shí),誤差的算術(shù)平均值(數(shù)學(xué)期望)趨近于零,即 式中,為真誤差代數(shù)和,即,=1+2+n。 上述偶然誤差的四個(gè)特性具有普遍性,對(duì)誤差理論的研究和測(cè)量實(shí)踐都有重要意義。第126頁(yè),共295頁(yè)。6-3觀測(cè)值的算術(shù)平均值 在相同的觀測(cè)條件下,對(duì)某一未知量(如角度或邊長(zhǎng))的真值為X,對(duì)該量作n次觀測(cè),設(shè)n次觀測(cè)值分別為l1、l2、ln。 則觀測(cè)值的真誤差為i(i=1,2,n),即 第127頁(yè),共295頁(yè)。等式兩邊求和并同除以n,有
51、 式中L/n稱為“算術(shù)平均值”,習(xí)慣以x表示;當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無(wú)限增加時(shí),根據(jù)偶然誤差特性(4),式中/n趨近于零。于是可得 x=X第128頁(yè),共295頁(yè)。在實(shí)際工作中,觀測(cè)次數(shù)總是有限的,算術(shù)平均值x作為未知量的估值,稱為未知量的“最或是值(或稱最可靠值)”,它比任何觀測(cè)值都接近真值。 算術(shù)平均值的一般表達(dá)式為 以上所述就是算術(shù)平均值原理,它是測(cè)量中重要理論之一。 第129頁(yè),共295頁(yè)。6-4精度的概念及種類從前面的分析可以知道,測(cè)量成果中會(huì)不可避免地含有誤差。但測(cè)量成果只有符合規(guī)范規(guī)定的限差要求時(shí),才算合格,否則應(yīng)重測(cè)。 1、精度的的概念:就是指誤差分布的離散程度。2、精度的種類(1)中誤差m
52、高斯分布密度函數(shù)中的參數(shù) ,在幾何上是曲線拐點(diǎn)的橫坐標(biāo) ,概率論中稱為隨機(jī)變量的標(biāo)準(zhǔn)差(方差的平方根)。當(dāng)觀測(cè)條件一定時(shí),誤差分布狀態(tài)唯一被確定,誤差分布曲線的兩個(gè)拐點(diǎn)也唯一被確定。用作為精度指標(biāo),可以定量地衡量觀測(cè)質(zhì)量。 第130頁(yè),共295頁(yè)。所以在衡量觀測(cè)精度時(shí),就不必再作誤差分布表,也不必繪制直方圖,只要設(shè)法計(jì)算出該組誤差所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差值即可。的平方稱為方差2 ,在概率論中有嚴(yán)格的定義:方差2是隨機(jī)變量x與其數(shù)學(xué)期望E(x)之差的平方的數(shù)學(xué)期望,用數(shù)學(xué)公式表達(dá)就是 用測(cè)量專業(yè)的術(shù)語(yǔ)來(lái)敘述標(biāo)準(zhǔn)差:在一定觀測(cè)條件下,當(dāng)觀測(cè)次數(shù)n無(wú)限增加時(shí),觀測(cè)量的真誤差的平方和的平均數(shù)的平方根的極限,由下
53、式表示: 第131頁(yè),共295頁(yè)。式中 為真誤差 i的平方和,等價(jià)于 通常,觀測(cè)次數(shù)n總是有限的,只能求得標(biāo)準(zhǔn)差的“估值”,記作m,稱為“中誤差”。其值可用下式計(jì)算:由中誤差的定義可知,中誤差m不等于每個(gè)測(cè)量值的真誤差,它只是反映這組真誤差群體分布的離散程度大小的數(shù)字指標(biāo)。 第132頁(yè),共295頁(yè)。(2)平均誤差 定義:在一定觀測(cè)條件下,當(dāng)觀測(cè)次數(shù)n無(wú)限增加時(shí),真誤差絕對(duì)值的理論平均值的極限稱為平均誤差,記作 因觀測(cè)次數(shù)n總是有限的,故其估值表示:式中 為真誤差絕對(duì)值之和。 第133頁(yè),共295頁(yè)。(3)或然誤差 在一定觀測(cè)條件下,當(dāng)觀測(cè)次數(shù)n無(wú)限增加時(shí),在真誤差列中,若比某真誤差絕對(duì)值大的誤
54、差與比它小的誤差出現(xiàn)的概率相等,則稱該真誤差為或然誤差,記作。 因觀測(cè)次數(shù)n有限,常將的估值記作?;蛉徽`差可理解為:將真誤差列按絕對(duì)值從大到小排序,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),居中的真誤差就是;當(dāng)為偶數(shù)時(shí),居中的兩個(gè)真誤差的平均值作為。 平均誤差、或然誤差與中誤差有如下關(guān)系: 0.7979m 0.6745m 作為精度指標(biāo),中誤差最為常用,因?yàn)橹姓`差更能反映誤差分布的離散程度。 第134頁(yè),共295頁(yè)。例:設(shè)對(duì)某個(gè)三角形的內(nèi)角用兩種不同精度的儀器各進(jìn)行了10次觀測(cè),求得每次觀測(cè)所得的三角形內(nèi)角和的真誤差為 列:+3,-4,-3,+4,-5,-2,+3,+3,-4,+5 列:-1,0,+12,0,-1,-10,+
55、1,0,+1,-10 試求其觀測(cè)精度。 解: 1. 用中誤差公式計(jì)算 第135頁(yè),共295頁(yè)。2.用平均誤差公式計(jì)算 3.用或然誤差公式計(jì)算 按絕對(duì)值將誤差列由大到小排序,即 列:5,5,4,4,4,3,3,3,3,2 列:12,10,10,1,1,1,1,0,0,0 第136頁(yè),共295頁(yè)。計(jì)算結(jié)果表明:用中誤差衡量觀測(cè)精度,第一列高于第二列,符合客觀實(shí)際,因第二列中有+12,-10,-10三個(gè)大的誤差存在,誤差分布離散。很顯然,用平均誤差和或然誤差來(lái)衡量觀測(cè)精度,在本例均未有效地反映實(shí)際情況。 第137頁(yè),共295頁(yè)。(4)、相對(duì)誤差 在進(jìn)行精度評(píng)定時(shí),有時(shí)僅利用絕對(duì)誤差還不能反映測(cè)量的精
56、度。因?yàn)橛行┝?,如長(zhǎng)度,用絕對(duì)誤差不能全面反映觀測(cè)精度。定義:絕對(duì)誤差與測(cè)量值之比,記作K。習(xí)慣上相對(duì)誤差用分子為1的分?jǐn)?shù)表達(dá),分母越大,相對(duì)誤差越小,測(cè)量的精度就越高。例3-2 用同一把已檢定過(guò)的鋼尺分別丈量?jī)蓷l邊,長(zhǎng)度分別為30m和90m,其中誤差(絕對(duì)誤差)均為10mm。試衡量其測(cè)量精度。解:若用絕對(duì)誤差衡量測(cè)量精度,因m1=m2=10mm,,無(wú)法判別那條邊長(zhǎng)丈量的精度更高?,F(xiàn)計(jì)算相對(duì)誤差,有 第138頁(yè),共295頁(yè)。即第二條邊丈量精度高于第一條邊。距離測(cè)量中常用相對(duì)誤差衡量測(cè)量精度。 第139頁(yè),共295頁(yè)。6-5 誤差傳播定律在測(cè)量上的應(yīng)用 1、距離測(cè)量的中誤差 用鋼尺量距:設(shè)用長(zhǎng)度
57、為l的鋼尺丈量A、B兩點(diǎn)之間的距離S,共量了n個(gè)尺段,若每尺段丈量中誤差均為ml,求S的中誤差。 因?yàn)镾為各尺段li的線性函數(shù),即 S=l1+l2+ln S中誤差應(yīng)為上式表明:距離丈量的中誤差與所測(cè)尺段數(shù)n的平方根成正比。 第140頁(yè),共295頁(yè)。2、水準(zhǔn)測(cè)量的中誤差 設(shè)在A、B兩 點(diǎn)之間.共設(shè)n站,則A、B兩點(diǎn)之間的高差為:設(shè)每站的高差觀測(cè)中誤差均為m站,則A、B兩點(diǎn)之間的高差中誤差為:在平坦地區(qū),各站的視線長(zhǎng)度大致相等,每公里的測(cè)站數(shù)也大致相同,故可認(rèn)為每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差的中誤差相同,設(shè)為mkm,則 第141頁(yè),共295頁(yè)。3、視距測(cè)量的中誤差 (1). 視距法測(cè)量水平距離的中誤差 由視距
58、測(cè)量計(jì)算公式可直接寫出平距D的中誤差計(jì)算公式:就是視距測(cè)量中誤差的計(jì)算公式。考慮到其他因素的影響,一般認(rèn)為視距測(cè)量的精度約為1/300。 第142頁(yè),共295頁(yè)。(2)、用視距法測(cè)定高差的中誤差視距高差公式為同理可寫出高差中誤差的計(jì)算公式為:若 , ,則 ,即視距為100m時(shí),相應(yīng)的高差中誤差約為3cm。若以二倍中誤差作為限差,容許的高差中誤差可達(dá)6cm。 第143頁(yè),共295頁(yè)。第六章結(jié)束第144頁(yè),共295頁(yè)。第七章 控制測(cè)量第145頁(yè),共295頁(yè)。7-1控制測(cè)量概述1、控制測(cè)量基本概念 控制測(cè)量是針對(duì)碎部測(cè)量而言的,研究如何測(cè)定控制點(diǎn)的精確位置,并以控制點(diǎn)的位置來(lái)確定碎部點(diǎn)的位置。 目的
59、是為地形圖測(cè)繪和各種工程測(cè)量提供控制基礎(chǔ)和起算基準(zhǔn); 作用是在全國(guó)范圍內(nèi)提供具有統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的控制點(diǎn)坐標(biāo)和高程,其成果具有通用性和共享性,使全國(guó)各局部地區(qū)的測(cè)量工作得以分期分批進(jìn)行,所測(cè)地形圖可以相互拼接共同使用。意義是控制測(cè)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要作用,它為地學(xué)科學(xué)研究、空間技術(shù)及宇宙航行以及測(cè)圖和各項(xiàng)工程提供了控制基礎(chǔ)。 第146頁(yè),共295頁(yè)。2、控制測(cè)量分類 控制測(cè)量分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量??刂茰y(cè)量按精度分為不同等級(jí),各個(gè)等級(jí)有不同的技術(shù)指標(biāo)。 (1)平面控制測(cè)量:在某地區(qū)或全國(guó)布設(shè)平面控制網(wǎng),精密測(cè)定控制點(diǎn)的平面位置,分為一、二、三、四四個(gè)等級(jí)。直接服務(wù)于大比例尺
60、測(cè)圖和工程測(cè)量的平面控制測(cè)量等級(jí)有一、二、三級(jí)導(dǎo)線測(cè)量,一、二級(jí)小三角測(cè)量。 (2)高程控制測(cè)量:在某一地區(qū)或全國(guó)布設(shè)高程控制網(wǎng),精密測(cè)定點(diǎn)的高程位置,國(guó)家高程控制測(cè)量也分成一、二、三、四四個(gè)等級(jí)。直接服務(wù)于大比例尺測(cè)圖和工程測(cè)量的高程控制測(cè)量包括等外水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量。 第147頁(yè),共295頁(yè)。3、控制測(cè)量應(yīng)遵循的原則 控制測(cè)量應(yīng)遵循從高級(jí)到低級(jí)、由整體到局部,逐級(jí)控制,逐級(jí)加密的原則。 4、控制測(cè)量實(shí)施步驟 (1) 技術(shù)設(shè)計(jì) (2) 選點(diǎn) (3) 造標(biāo)埋石 (4) 觀測(cè) (5)數(shù)據(jù)處理 (6) 成果驗(yàn)收與上交 第148頁(yè),共295頁(yè)。7-2導(dǎo)線測(cè)量的形式和外業(yè)工作1、導(dǎo)線布設(shè)形式 導(dǎo)線
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