施工控制網(wǎng)布設(shè)課件

學(xué)習(xí)情境1施工控制網(wǎng)布設(shè)緒論學(xué)習(xí)單元1

高程測(cè)設(shè)學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)學(xué)習(xí)單元4平面控制網(wǎng)布設(shè)學(xué)習(xí)單元5高程控制網(wǎng)布設(shè)下一頁(yè)返回緒論一、建筑施工測(cè)量的任務(wù)測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)主要有兩個(gè):一是確定地球的形狀和大小，另外一個(gè)是確定地面點(diǎn)的空間位置?，F(xiàn)在很多專家和學(xué)者將地球看作是一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體，南極與北極的連線作為自轉(zhuǎn)軸。確定地面點(diǎn)的位置主要就是根據(jù)一定的測(cè)量手段和計(jì)算方法求得地面點(diǎn)位在特定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。從學(xué)科角度來(lái)看，建筑施工測(cè)量是工程測(cè)量的一個(gè)分支，而工程測(cè)量是測(cè)量學(xué)的一個(gè)分支。從建筑工程角度來(lái)看，建筑施工測(cè)量就是運(yùn)用測(cè)量學(xué)的基本原理和基本方法，解決各類建筑工程的具體測(cè)量任務(wù)，為建筑工程的順利施工提供支持和服務(wù)。建筑施工測(cè)量可以分為兩類:測(cè)定和測(cè)設(shè)。測(cè)定是將地面點(diǎn)位的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，如地形圖測(cè)繪、竣工測(cè)量等;測(cè)設(shè)就是根據(jù)圖紙上提供的已知坐標(biāo)的點(diǎn)位在實(shí)地上標(biāo)定出來(lái)，如軸線測(cè)設(shè)、標(biāo)高測(cè)設(shè)等。測(cè)設(shè)工作，有時(shí)候也稱作放樣。上一頁(yè)下一頁(yè)返回緒論一般的建筑工程可以分為勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理等三個(gè)階段。這三個(gè)階段的測(cè)量的具體任務(wù)分別為：（1）在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段，測(cè)量工作主要是為將建筑工程所涉及區(qū)域的地形圖進(jìn)行全面的測(cè)繪，并把建筑工程所需要的數(shù)據(jù)表示出來(lái)，為具體的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)圖件和資料。例如:建筑區(qū)域內(nèi)需要拆遷時(shí)，必須對(duì)此區(qū)域的建筑面積、土地面積等進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行科學(xué)合理的賠償，以保證工程的順利進(jìn)行。（2）在建筑施工階段，需要根據(jù)具體的施工任務(wù)選定合理的方法進(jìn)行測(cè)量。建筑施工具體細(xì)分為場(chǎng)地平整、基礎(chǔ)施工、墻體施工、柱子施工、屋架安裝、樓板施工等。各個(gè)施工階段均需要測(cè)量予以指導(dǎo)。從大的方面來(lái)說，施工階段的測(cè)量任務(wù)分為三種:軸線控制、標(biāo)高控制和垂直度控制。（3）在運(yùn)營(yíng)管理階段，測(cè)量的主要任務(wù)是對(duì)重要的建筑物和構(gòu)筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，研究建筑的彎形規(guī)律.保證建筑的正常和安全使用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回緒論二建筑施工測(cè)量的基本內(nèi)容和原則1.建筑施工測(cè)量的基本內(nèi)容在測(cè)量領(lǐng)域，一般將地面點(diǎn)位分為兩個(gè)方面來(lái)處理:高程和平面。高程就是地面點(diǎn)位沿著鉛垂線方向到某一參考面的距離。如果已知某一點(diǎn)位的高程，然后測(cè)定另外一點(diǎn)的高程，僅需要對(duì)兩點(diǎn)之間的高差進(jìn)行測(cè)定就可以計(jì)算此點(diǎn)的高程。確定點(diǎn)位的高程之后，就可以對(duì)點(diǎn)位的平面位置進(jìn)行確定。如圖0.1所示,其中A和B的點(diǎn)位和坐標(biāo)已知，現(xiàn)在需要確定P點(diǎn)的平面位置。從幾何角度來(lái)看，僅需要測(cè)定水平角β和AP間的水平距離就可以確定尸點(diǎn)的平面位置。至此，地面點(diǎn)位的空間位置就能確定出來(lái)了。綜上所述，建筑施工測(cè)量的基本測(cè)量?jī)?nèi)容為:高差測(cè)量、角度測(cè)量和距離測(cè)量。從工作的場(chǎng)所來(lái)看，測(cè)量工作一般分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)。外業(yè)的主要工作內(nèi)容為使用各種測(cè)量?jī)x器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，以及各種測(cè)定和測(cè)設(shè)工作。內(nèi)業(yè)的主要工作內(nèi)容是對(duì)外業(yè)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，形成各類成果，并繪制各種圖件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回緒論2.建筑施工測(cè)量的基本原則在建筑施工期間進(jìn)行的測(cè)量工作是復(fù)雜和多變的。為廠確保測(cè)量成果的可靠性，防止誤差的累積，保證建筑施工的正常、有序進(jìn)行，測(cè)量工作必須遵循一定的原則。從整體到局部，先控制后碎部”是測(cè)量工作必須遵循的基本原則之一。測(cè)量工作是有序進(jìn)行的。在具體的測(cè)量工作過程中，一般情況下是先在施工區(qū)域附近選擇若干有代表性的具有控制作用的點(diǎn)(這些點(diǎn)成為控制點(diǎn))，把它們的高程和平面坐標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)定;然后，依據(jù)這些控制點(diǎn)，測(cè)定其他點(diǎn)位，并進(jìn)行施工放樣。這種方法不僅可以防止誤差的累積，同時(shí)也可以使用不同的控制點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行碎部點(diǎn)的測(cè)定和施工放樣工作。這不僅提高廠精度，也提高廠工作效率?！安讲揭獧z核”是測(cè)量工作的另外一個(gè)必須遵循的原則之一。這主要是為了防止錯(cuò)誤的發(fā)生。測(cè)量工作可以有誤差，但是不允許有錯(cuò)誤。測(cè)量上的任何一個(gè)錯(cuò)誤，都可能會(huì)對(duì)建筑工程造成很大的影響。在進(jìn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回緒論行測(cè)量作業(yè)時(shí)，前一步工作未進(jìn)行檢核，堅(jiān)決不能進(jìn)行下一步工作;否則，可能會(huì)發(fā)生致命性的錯(cuò)誤。另外，測(cè)量工作人員必須工作態(tài)度夠認(rèn)真，職業(yè)素養(yǎng)夠好，技術(shù)夠扎實(shí)。這樣才可以保證建筑工程安然有序地的進(jìn)行。測(cè)量對(duì)于建筑施工的作用是非常大的，也直接關(guān)系到建筑的施工質(zhì)量。因此，測(cè)量工作必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。任何測(cè)量工作上的疏漏，都可能會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程產(chǎn)生致命性的影響，所造成的后果也是非常嚴(yán)重的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)1.1.1任務(wù)描述一、工作任務(wù)(1)完成圖1.1所示附合路線的四等水準(zhǔn)測(cè)量。已知A﹑B為兩個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)，A點(diǎn)高65.376m,B點(diǎn)高程為68.623m.具體任務(wù)如下:①利用水準(zhǔn)測(cè)量原理，根據(jù)已知點(diǎn)A的高程，通過中轉(zhuǎn)點(diǎn)，測(cè)量未知點(diǎn)B的高程;②根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，完成附合水準(zhǔn)測(cè)量的計(jì)算。(2)利用高程傳遞，測(cè)量圖1.2中未知點(diǎn)的高程。具體任務(wù)如下:如圖1.2所示，已知HA=36.008m，根據(jù)鋼尺上的讀數(shù)a﹑d、c1﹑c2﹑b1﹑b2，計(jì)算B1點(diǎn)和B2點(diǎn)的高程。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)(3)如圖1.3所示，已知HA=54.301m，H設(shè)

=50.000m，測(cè)設(shè)點(diǎn)B，使HB=H設(shè)。二、可選工作手段微傾式DS3水準(zhǔn)儀1臺(tái)。水準(zhǔn)尺2根，尺墊2個(gè)，記錄板1塊，測(cè)傘1把，自備2H鉛筆與計(jì)算器等。1.1.2案例示范一、案例描述1.工作任務(wù)(1)如圖1.4所示，已知HA=27.354m，依照水準(zhǔn)測(cè)量步驟測(cè)量B點(diǎn)高程HB。(2)如圖1.5所示，已知HA=38.689m，H設(shè)

=39.899m，要求在B點(diǎn)所在的木樁上確定一點(diǎn)，使HB=H設(shè)。2.可選工作手段上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)微傾式DS3水準(zhǔn)儀1臺(tái)，水準(zhǔn)尺2根尺墊2個(gè)，記錄板1塊，測(cè)傘1把，自備2H鉛筆與計(jì)算器等。二、案例分析與實(shí)施案例一:圖1.4中BMA為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，TP為轉(zhuǎn)點(diǎn)，B為擬測(cè)量高程的水準(zhǔn)點(diǎn)。步驟:先在A點(diǎn)垂直地安置水準(zhǔn)標(biāo)尺1，于一定距離的I點(diǎn)安置另一水準(zhǔn)標(biāo)尺2，在AI的中間安置水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)前、后標(biāo)尺時(shí)，視線保持水平，兩標(biāo)尺的讀數(shù)差，就是A,I兩點(diǎn)間的高差h1。第一站測(cè)量完畢后，A點(diǎn)的水準(zhǔn)標(biāo)尺1移至II點(diǎn)，II點(diǎn)的水準(zhǔn)標(biāo)尺2保持不動(dòng)，水準(zhǔn)儀移至III的中間，測(cè)量I、II兩點(diǎn)間的高差h2。如此繼續(xù)進(jìn)行，直至水準(zhǔn)標(biāo)尺1或2安置在B點(diǎn)上為止。將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄并填入表1.1，最后計(jì)算檢核。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)案例二:地面點(diǎn)高程的測(cè)設(shè)步驟:①如圖1.5，在B點(diǎn)打一個(gè)術(shù)樁，在BMA和B點(diǎn)之間安置水準(zhǔn)儀，讀出立在BMA上的水準(zhǔn)尺的讀數(shù)。②算出B點(diǎn)應(yīng)有的水準(zhǔn)尺讀數(shù)b應(yīng)，即b應(yīng)=(HA+a)-H設(shè)。③上下移動(dòng)靠立在B樁側(cè)面的水準(zhǔn)尺，當(dāng)尺讀數(shù)恰好等于b時(shí)，緊靠尺底在樁的側(cè)面上畫一條水平橫線，其高程即等于所要測(cè)設(shè)的高程H。1.1.3知識(shí)鏈接一、水準(zhǔn)測(cè)量概述水準(zhǔn)測(cè)量原理是利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線，借助豎立在地面點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺，直接測(cè)定地面上各點(diǎn)間的高差;然后，根據(jù)其中一點(diǎn)的已知高程推算其他各點(diǎn)的高程(見圖1.6)。則B點(diǎn)的高程為:HB=HA+hAB，高差為hAB=a-b上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)還可以通過儀器的視線高Hi計(jì)算B點(diǎn)的高程:Hi=HA+a(1.1)HB=Hi-b水準(zhǔn)測(cè)量是有方向性的。假設(shè)上圖的水準(zhǔn)測(cè)量是由A到B進(jìn)行的，則A為后視點(diǎn)，其讀數(shù)為后視讀數(shù);B為前視點(diǎn)，其讀數(shù)為前視讀數(shù)。A,B兩點(diǎn)間的高差為后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。如果高差hAB為正，則表示B點(diǎn)高于A點(diǎn);如果高差hAB為負(fù)，則表示B點(diǎn)低于A點(diǎn)。二、水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器、工具簡(jiǎn)介及其操作1.水準(zhǔn)儀DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造見圖1.7(1)望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡是水準(zhǔn)儀上的主要部件。具有成像和擴(kuò)大視角的功能，通過調(diào)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)焦能夠看清不同距離范圍內(nèi)的目標(biāo)，并為精確照準(zhǔn)目標(biāo)提供視線。望遠(yuǎn)鏡一般由物鏡、調(diào)焦透鏡、調(diào)焦螺旋、十字絲分劃板、目鏡等組成。物鏡由一組透鏡組成，其作用是與調(diào)焦透鏡和調(diào)焦螺旋一起將遠(yuǎn)處的觀測(cè)目標(biāo)在十字絲平面上成縮小的實(shí)像。調(diào)整的過程稱為調(diào)焦或物鏡對(duì)光。目鏡也是一組透鏡。它的作用是將物鏡所成的縮小的實(shí)像進(jìn)行放大，方便觀測(cè)和讀數(shù)。調(diào)整的過程稱為日鏡對(duì)光。十字絲分劃板是一塊光學(xué)玻璃板，上面刻有兩條相互垂直的十字絲。其中，豎直的十字絲稱為縱絲，水平的一條稱為橫絲或者中絲。另外，還有與橫絲平行的上下對(duì)稱的兩條短絲，稱為視距絲?？捎糜诠罍y(cè)水平距離。不同型號(hào)和精度的水準(zhǔn)儀有不同的十字絲分劃板。如圖1.8所示是常用的四種。(2)水準(zhǔn)器。水準(zhǔn)器的作用就是用來(lái)整平儀器，使視準(zhǔn)軸處于水平位置。一般的測(cè)量?jī)x器上的水準(zhǔn)器有兩種:圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)①圓水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器的構(gòu)造如圖1.9所示。內(nèi)部的上表面為球面，里面注有乙醚或者酒精，并留有氣泡。球面中心刻有圓圈，其圓心稱為圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)。通過零點(diǎn)與球面曲率中心的連線，稱為圓水準(zhǔn)軸，用L’-L'表示。氣泡偏離越遠(yuǎn)，軸線與鉛垂位置的偏離角度越大。圓水準(zhǔn)器的精度較低，一般用于儀器的粗略整平。②管水準(zhǔn)器。管水準(zhǔn)器的精度要高于圓水準(zhǔn)器，所以一般使用管水準(zhǔn)器對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行精平。管水準(zhǔn)器的結(jié)構(gòu)如圖1.10所示，為內(nèi)壁沿縱向研磨成一定曲率的圓弧玻璃管，管內(nèi)注有乙醚或者乙醇，并留有一氣泡。水準(zhǔn)管縱向圓弧的頂點(diǎn)O，稱為管水準(zhǔn)器的零點(diǎn)。過零點(diǎn)相切于內(nèi)壁圓弧的縱向切線，稱為水準(zhǔn)管軸，用L一L表示。當(dāng)氣泡中心與零點(diǎn)重合時(shí)，氣泡居中。為廠使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸C一C水平，水準(zhǔn)管安裝在望遠(yuǎn)鏡左側(cè)，并滿足LL∥CC,當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，LL處于水平，而CC也就處于水平位置。(3)基座?；奢S座、腳螺旋和連接板組成。儀器的望遠(yuǎn)鏡與托板鉸接，通過豎軸插入軸座中，由軸座支承，軸座用三個(gè)腳螺旋與連接板連接。整上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)個(gè)儀器的中心與基座中心的連線稱為豎軸，用v一v表示.用中心連接螺旋固定在三腳架上。在基座上一般還安裝有制動(dòng)、微動(dòng)螺旋。(4)水準(zhǔn)儀軸線間的關(guān)系。水準(zhǔn)儀軸線間應(yīng)滿足以下關(guān)系:①管水準(zhǔn)軸平行于視準(zhǔn)軸;②圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸;③視準(zhǔn)軸垂直于豎軸。2.水準(zhǔn)尺與尺墊(1)水準(zhǔn)尺。水準(zhǔn)尺是進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)與水準(zhǔn)儀配合使用的標(biāo)尺，一般由木材、合金等材料做成，并要求分劃準(zhǔn)確且不易磨損和變形。在測(cè)量時(shí)，為廠保證水準(zhǔn)尺立成豎直，尺上一般安裝有水準(zhǔn)器。常見的水準(zhǔn)尺有塔尺和雙面尺;在精密水準(zhǔn)測(cè)量中，一般使用更為精密的錮瓦尺。①塔尺。如圖1.11(a)所示，塔尺是一種逐節(jié)縮小的組合尺，長(zhǎng)度一般為2~5m.上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)由若干節(jié)連接在一起，尺的底部讀數(shù)為零，尺面上有刻劃線。②雙面尺。如圖1.11(b)所示，雙面尺的兩面均有刻劃，一面為黑面(主尺)，一面為紅面(輔尺)。兩把水準(zhǔn)尺配合使用。黑面起始讀數(shù)為零，紅面起始讀數(shù)一般尺子為4687mm，另一把尺子為4787mm，這個(gè)常數(shù)稱為尺常數(shù)，用K來(lái)表示。雙面尺可以用來(lái)檢核讀數(shù)是否正確，保證測(cè)量人員正確讀數(shù)。(2)尺墊。尺墊一般由生鐵鑄成，見圖1.11(c)上方為三角形的板座，下方有三個(gè)角，可以踏人地面中。板座的上方有一突起的半球體，水準(zhǔn)尺立于此半球體上。尺墊用于轉(zhuǎn)點(diǎn)處，以保證測(cè)量精度。3.三腳架三腳架的形狀見圖1.12，一般由木質(zhì)材料或者鋁合金制成。在水準(zhǔn)測(cè)量中，就是將水準(zhǔn)儀安置在三腳架的頂面即架頭，頂面的下方有一個(gè)活動(dòng)的連接螺旋，將水準(zhǔn)儀固定在三腳架上。4.水準(zhǔn)儀的使用在使用微傾式水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其操作程序?yàn)?安置→粗平→瞄準(zhǔn)→精平→讀數(shù)五個(gè)步驟。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)(1)安置儀器。①在測(cè)站上松開三腳架架腿的固定螺旋，把架腿調(diào)整到適宜觀測(cè)的高度將固定螺旋擰緊，張開三腳架將架腿踩實(shí)，并使三腳架架頭處于大致水平。②將水準(zhǔn)儀從儀器箱中取出，用連接螺旋將水準(zhǔn)儀固定在三腳架架頭上。(2)粗略整平。粗略整平就是將圓水準(zhǔn)氣泡居中，保證水準(zhǔn)儀大致處于水平狀態(tài)。具體操作步驟如下:①先選擇兩個(gè)角螺旋，用兩手按照?qǐng)D1.13(a)所示，同時(shí)對(duì)向等量旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)角螺旋，氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指移動(dòng)方向一致;此時(shí)，保證氣泡移動(dòng)到這兩個(gè)角螺旋連線的垂直平分線上。②如圖1.13(b)所示，用左手旋轉(zhuǎn)另外一個(gè)角螺旋。氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指移動(dòng)方向一致，此時(shí)保證氣泡移動(dòng)至中心。經(jīng)過以上兩步操作，基本上可以保證氣泡在中心了。如果還有偏差，繼續(xù)重復(fù)以上操作過程，直至氣泡居于中心為止。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)(3)瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的操作步驟如下:①目鏡調(diào)焦。將望遠(yuǎn)鏡朝向明亮背景，轉(zhuǎn)動(dòng)日鏡對(duì)光螺旋，使十字絲影像清晰。②初步瞄準(zhǔn)。利用照門和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)尺進(jìn)人望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)后，擰緊制動(dòng)螺旋。③物鏡調(diào)焦。轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，使水準(zhǔn)尺影像清晰，并落在十字絲平面上。④精確瞄準(zhǔn)。轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使十字絲豎絲與水準(zhǔn)尺精密重合。經(jīng)過以上四步操作后，水準(zhǔn)儀就精確照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺廠。但是這時(shí)候還應(yīng)將眼睛在日鏡處上下移動(dòng)，觀察十字絲與水準(zhǔn)尺的影像是否有相對(duì)移動(dòng)。如果有移動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做視差。造成視差的原因是，水準(zhǔn)尺的影像與十字絲面不重合。視差會(huì)對(duì)讀數(shù)造成誤差。在實(shí)際的水準(zhǔn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)測(cè)量中，必須消除視差。消除視差的方法是，仔細(xì)對(duì)日鏡和物鏡進(jìn)行調(diào)焦，使水準(zhǔn)尺的影像與十字絲面重合。(4)精確整平。精確整平就是將水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸精確置于水平位置。精確整平的方法，就是用眼睛觀察水準(zhǔn)氣泡觀察窗口內(nèi)的氣泡影像，如圖1.14所示。調(diào)整微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)器氣泡兩半弧影像附合成一光滑圓弧。此時(shí)，視準(zhǔn)軸在照準(zhǔn)方向上就處于精密水平置。(5)讀數(shù)。在水準(zhǔn)尺讀數(shù)前，首先應(yīng)觀測(cè)水準(zhǔn)尺的刻劃方式，有的數(shù)字刻劃是正向，有的是倒向。然后，再注意水準(zhǔn)尺的最小刻劃是多少。讀數(shù)時(shí)應(yīng)將水準(zhǔn)尺的氣泡居中，水準(zhǔn)尺立于鉛垂面上，尺面與照準(zhǔn)方向垂直。接著，用中橫絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)，般情況下沿著水準(zhǔn)尺的刻劃線從小到大的方向讀。依次按照米、分米、厘米、毫米的順序讀數(shù)。注意讀毫米時(shí)，一般情況下是估讀的，讀數(shù)總共4位數(shù)字。如圖1.15的讀數(shù)是1.356m。需要注意的是:精確精平后立即讀數(shù)，讀數(shù)后還應(yīng)檢查附合水準(zhǔn)氣泡是否居中。如果偏離中間位置，此方向應(yīng)重新精平，然后再讀數(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)三、水準(zhǔn)測(cè)量1.埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量的主要目的是測(cè)出一系列點(diǎn)的高程。通常稱這些點(diǎn)為水準(zhǔn)(BenchMark)簡(jiǎn)記為BM。2.擬定水準(zhǔn)路線在一般的工程測(cè)量中，水準(zhǔn)路線主要有三種形式:閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)路線。(1)閉合水準(zhǔn)路線。如圖1.16所示，從水準(zhǔn)點(diǎn)BM3出發(fā)，沿待定高程點(diǎn)1,2,3進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量最后回到原始出發(fā)點(diǎn)BM3的路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。從理論上講，閉合水準(zhǔn)路線上各點(diǎn)之間的高差代數(shù)和應(yīng)等于零。(2)附合水準(zhǔn)路線。如圖1.17所示，從水準(zhǔn)點(diǎn)BM1出發(fā)，沿各個(gè)待定高程點(diǎn)1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)BM2的路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。從理論上講，附合水準(zhǔn)路線上各點(diǎn)間高差的代數(shù)和應(yīng)等于始、終兩個(gè)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程之差。(3)支水準(zhǔn)路線。如圖1.18所示，從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BM1出發(fā)，沿待定高程點(diǎn)1,2進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，既不閉合又不附合，這種水準(zhǔn)路線稱為支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線要進(jìn)行往返觀測(cè)，以資檢核。3.水準(zhǔn)側(cè)量的側(cè)站檢核方法為廠保證觀測(cè)精度，必須進(jìn)行測(cè)站檢核。常用的檢核方法有變動(dòng)儀器高和雙面尺法。(1)變動(dòng)儀器高法。變動(dòng)儀器高法，是在同一測(cè)站上用兩次不同的儀器高度，兩次測(cè)定高差。(2)雙面尺法。雙面尺法是在一測(cè)站上，儀器高度不變，而立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測(cè)得兩次高差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果計(jì)算等外水準(zhǔn)測(cè)量的高差閉合差容許值:平地fh容=士40Lmm山地fh容=士12nmm(1.2)式中L—水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，以km計(jì);n—測(cè)站數(shù).施工中，如設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程性質(zhì)提出具體要求時(shí)，應(yīng)按要求精度施測(cè)。1.附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算A,B為兩個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn),A點(diǎn)高程為65.376m,B點(diǎn)高程為68.623m,點(diǎn)1、2、3為待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn),各測(cè)段高差、測(cè)站數(shù)、距離如圖1.19所示?，F(xiàn)以圖1.19為例，按高程推算順序?qū)⒏鼽c(diǎn)號(hào)、測(cè)站數(shù)、測(cè)段距離、實(shí)測(cè)高差及已知高程，填入表1.2相應(yīng)欄內(nèi)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)（1）計(jì)算高差閉合差。附合水準(zhǔn)路線各段實(shí)測(cè)高差總和應(yīng)與兩已知高程之差相等;否則，其差值為高差閉合差。即:(1.3)例中fh=+3.315-(68.623-65.376)=+0.068m因是平地，閉合差容許值為:

(2)調(diào)整高差閉合差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)高差閉合差調(diào)整的原則和方法是按其與測(cè)段距離(或測(cè)站數(shù))成正比例并反符號(hào)改正到各相應(yīng)測(cè)段的高差上，得改正后高差，即:(1.4)改正后高差hi改

=hi側(cè)

+vi.式中vi，hi改——第i測(cè)段的高差改正數(shù)和改正后高差;上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)例中，各段改正數(shù)將各測(cè)段高差改正數(shù)分別填入相應(yīng)改正數(shù)欄內(nèi)，并檢核:改正數(shù)的總和與所求得的高差閉合差絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，即:上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)各測(cè)段改正后高差為:h1改=h1測(cè)+v=+1.575一0.012=+1.563mh2改=h2測(cè)+v=+2.036一0.014=+2.022mh3改=h3測(cè)+v=一1.742一0.016=一1.758mh4改=h4測(cè)+v=+1.446一0.026=+1.420m將各測(cè)段改正后高差分別填入相應(yīng)欄內(nèi)，并檢核:改正后高差總和應(yīng)等于兩已知高程之差，即(3)計(jì)算待定點(diǎn)高程。由水準(zhǔn)點(diǎn)BMA已知高程開始，逐一加各測(cè)段改正后高差，即得各待定點(diǎn)高程，并填入相應(yīng)高程欄內(nèi)。H1=HA+h1改=65.376+1.563=66.939mH2=H1+h2改=66.939+2.022=68.961mH3=H2+h3改=68.961一1.758=67.203m上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)HB=H3+h4改=67.203+1.420=68.623m推算的HB應(yīng)等于該點(diǎn)的已知高程，以此作為計(jì)算的檢核。2.閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算(1)計(jì)算高差閉合差。閉合水準(zhǔn)路線的起點(diǎn)、終點(diǎn)為同一點(diǎn)，因此路線上各段高差代數(shù)和的理論值應(yīng)為零，即實(shí)際上由于各測(cè)站觀測(cè)高差存在誤差，致使觀測(cè)高差總和往往不等于零，其(1.5)(2)調(diào)整高差閉合差。高差閉合差調(diào)整的原則和方法同附合水準(zhǔn)路線，各段改正數(shù)。

(1.6)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)改正后高差為

(3)計(jì)算待定點(diǎn)高程。用改正后高差，按順序逐點(diǎn)計(jì)算各點(diǎn)的高程。3.附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算如圖1.20為一支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線應(yīng)進(jìn)行往返測(cè)。已知水準(zhǔn)點(diǎn)A的高程為86.785m，往返測(cè)站共16站。(1)求往返測(cè)高差閉合差。支線往返兩次測(cè)得高差應(yīng)絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，即高差代數(shù)和應(yīng)等于零;否則，其值為閉合差。fh=h往+h返

(1.7)例中，fh=一1.375+1.396=0.021m,上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)因?yàn)棣騠h︱<︱fh容︱，說明符合精度要求。(2)求改正后高差。支水準(zhǔn)路線各測(cè)段往、返測(cè)高差的平均值即為改正后高差，其符號(hào)以往測(cè)為準(zhǔn)。五、測(cè)設(shè)已知數(shù)值的高程地面點(diǎn)的高程測(cè)設(shè)步驟:①如圖1.21所示，在B點(diǎn)打一個(gè)木樁，在BMA和B點(diǎn)的中間位置安置水準(zhǔn)儀。整平后，讀出立在BMA上的水準(zhǔn)尺的讀數(shù)a;②計(jì)算出B點(diǎn)應(yīng)有的水準(zhǔn)尺讀數(shù)b應(yīng)，即:b應(yīng)=(HA+a)一H設(shè)(1.8)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元1高程測(cè)設(shè)③上下移動(dòng)靠立在B樁側(cè)面的水準(zhǔn)尺，當(dāng)尺讀數(shù)恰好等于b應(yīng)時(shí)，緊靠尺底在樁的側(cè)面上畫一條水平橫線，其高程即等于H設(shè)。上一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)1.2.1任務(wù)描述一、工作任務(wù)1)自選測(cè)量方法，測(cè)出如圖1.22中所示各個(gè)水平角的數(shù)值。2)如圖1.23所示，OA為地面一已知方向，并已知∠AOB=60°00'00"，利用精密方法確定OB邊，使∠AOB等于已知值。二、可選工作手段經(jīng)緯儀、三腳架、鋼尺、卷尺、標(biāo)桿、工作記錄表等。1.2.2案例示范一、案例描述1.工作任務(wù)(1)利用測(cè)回法測(cè)量圖1.24中水平角的大小，寫出詳細(xì)測(cè)量步驟。下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)(2)如圖1.25所示，O、A為地面上的兩個(gè)已知點(diǎn)，欲在實(shí)地測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)值為30°00'00"的水平角∠AOB。2.可選工作手段經(jīng)緯儀、三腳架、卷尺、標(biāo)桿、工作記錄表等。二、案例分析與實(shí)施案例一:如圖1.24所示，用測(cè)回法測(cè)量水平角刀的大小，觀測(cè)步驟如下:①在B點(diǎn)安置經(jīng)緯儀并對(duì)中和整平。②盤左(即豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左側(cè)，又稱正鏡)瞄準(zhǔn)左方目標(biāo)A,讀取水平度盤讀數(shù)a左，記入觀測(cè)手簿;松開水平制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部去瞄準(zhǔn)右方目標(biāo)C,讀取水平度盤讀數(shù)b左，記入觀測(cè)手簿。盤左測(cè)得的水平角值為:β左=b左-a左。(上半測(cè)回)③盤右(又稱倒鏡)瞄準(zhǔn)右方目標(biāo)C,讀記水平度盤讀數(shù)b右，再逆時(shí)針上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左方目標(biāo)A,讀記水平度盤讀數(shù)a右，則盤右位置測(cè)得的水平角值為:β右=b右-a右。(下半測(cè)回)④當(dāng)左與右之差(對(duì)J6級(jí)儀器)不超±40"時(shí)，取其平均值β=?(?左+?右)作為結(jié)果.案例二:如圖1.25所示，O、A為地面上的兩個(gè)已知點(diǎn)，欲在實(shí)地測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)值為β的水平角∠AOB。步驟:①在O點(diǎn)安置經(jīng)緯儀后，先用盤左后視A點(diǎn)，用度盤變換手輪將水平度盤的讀數(shù)調(diào)至0°00'00"，再松開照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使水平度盤的讀數(shù)恰為30°00'00"。此時(shí)，在視線方向上定出B’點(diǎn)即為OB’方向線。②盤右位置按上述步驟測(cè)設(shè)30°00'00"，在地面上標(biāo)出B"點(diǎn)，獲得OB"(OB"=OB')方向線。取B'B"的中點(diǎn)B，則OB方向就是要測(cè)設(shè)的方向，它與OA方向所夾的水平角值，即為30°00'00"。1.2.3知識(shí)鏈接

上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)一、角度測(cè)量原理1.水平角側(cè)量原理(1)定義:兩條空間直線所夾的水平角，就是過這兩條空間直線所作的鉛垂面之間的二面角。其取值范圍為0°一360°。(2)原理:為了測(cè)量水平角角的大小，可在A點(diǎn)的上方水平地放置一個(gè)順時(shí)針注記的刻度圓盤，使其中心位于角頂?shù)你U垂線上。設(shè)過BA和BC的鉛垂面在度盤上截取的讀數(shù)分別為a和b,顯然β=b-a(1.9)2.垂直角測(cè)量原理同一鉛垂面內(nèi)傾斜視線與水平視線間的夾角，稱為垂直角。其取值范圍是0°一士90°,且規(guī)定仰角為正，俯角為負(fù)。如圖1.26所示，儀器瞄準(zhǔn)OM方向測(cè)得的垂直角α1為正值，瞄準(zhǔn)ON方向測(cè)得的垂直角α2為負(fù)值。傾斜視線和水平視線在豎直度盤上截取的方向讀數(shù)之差，即為垂直角的大小，經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)平時(shí)的豎盤讀數(shù)為一固定值（o,90,l80或270，見圖1.27),故垂直角測(cè)量時(shí)，只需讀取瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)一個(gè)方向的豎盤讀數(shù)，即可算出垂直角的大小。二、經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)經(jīng)緯儀按其讀數(shù)設(shè)備可分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩類;按其精度，又可分為普通經(jīng)緯儀和精密經(jīng)緯儀兩類。精密經(jīng)緯儀有DJo.5、DJ1型;普通經(jīng)緯儀有DJ2和DJ6型等。圖1.28是DJ6型的結(jié)構(gòu)圖。1.照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部是指經(jīng)緯儀上部的可轉(zhuǎn)動(dòng)部分，主要包括望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、豎直度盤、橫軸系、測(cè)微裝置、豎軸、水平和豎直制動(dòng)微動(dòng)裝置及讀數(shù)設(shè)備、支架等。照準(zhǔn)部下部有個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，可插在軸套內(nèi)，照準(zhǔn)部繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸幾何中心線稱為豎軸，用V一V表示。軸套插入軸座孔中，由軸座鎖定螺釘固定，使照準(zhǔn)部與基座成為一個(gè)整體。望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸(稱為橫軸，其軸線用H-H表示)固連，安裝在支架上，可繞橫軸360旋轉(zhuǎn)。通過制動(dòng)和微動(dòng)螺旋可調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便照準(zhǔn)高低不同的目標(biāo)。為廠建立豎直面，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)C一C應(yīng)垂直于橫軸H一H，且H一H應(yīng)垂直于V一V0(最好增加一個(gè)經(jīng)緯儀的軸線圖)一般的經(jīng)緯儀上面有兩個(gè)水準(zhǔn)器:圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器用來(lái)粗略整平儀器，管水準(zhǔn)器用來(lái)精確整平儀器。都是使水平度盤處于水平位置(同時(shí)也使v-v處于鉛垂)，但是后者比前者精度高。一般在望遠(yuǎn)鏡的右側(cè)設(shè)有讀數(shù)顯微鏡，通過它可以讀取出水平和豎直度盤讀數(shù)。光學(xué)對(duì)中器用于調(diào)整水平度盤中心與測(cè)站點(diǎn)位于同一鉛垂線上，即對(duì)中。2.度盤光學(xué)經(jīng)緯儀有水平和豎直度盤，它們都是由光學(xué)玻璃圓環(huán)刻制而成。度盤全圓0~360等弧長(zhǎng)刻劃，兩相鄰分劃間的弧長(zhǎng)所對(duì)圓心角，稱為度盤分劃值。日前，度盤分劃值有1、30'、20’三種，一般順時(shí)針每度注記。水平度盤固定在套軸上，套裝在軸套外，如圖1.28所示。在水平角測(cè)角過程中，水平度盤固定不動(dòng)，不隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)。為了改變水平度盤位置，儀器設(shè)有水平度盤轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。這種裝置有兩種結(jié)構(gòu):其一是采用水平度盤位置變換手輪(安裝在儀器側(cè)面或照準(zhǔn)部底部)，簡(jiǎn)稱撥盤手輪。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，此時(shí)水平度盤隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。若將手輪安裝在側(cè)面，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪前，應(yīng)壓下保險(xiǎn)桿，將手輪內(nèi)壓，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可改變水平度盤位置;松開手輪，手輪自動(dòng)彈出，保險(xiǎn)桿回位。若將手輪設(shè)在水平度盤下方，使用時(shí)應(yīng)先打開手輪護(hù)罩再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，待轉(zhuǎn)到所需位置時(shí)，松開手輪，最后蓋上護(hù)罩。其二是復(fù)測(cè)裝置(北光DJ6一A型)。水平度盤與照準(zhǔn)部依靠復(fù)測(cè)器的彈簧夾片離合控制(圖1.28)，復(fù)測(cè)器座固定在照準(zhǔn)部外殼上，隨照準(zhǔn)部一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)復(fù)測(cè)扳手扳下時(shí)，彈簧片夾緊度盤套軸使度盤與照準(zhǔn)部結(jié)合在一起，照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)水平度盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，度盤讀數(shù)不變。若將復(fù)測(cè)扳手扳上時(shí)，度盤與照準(zhǔn)部相互脫離，照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)帶動(dòng)水平度盤，讀數(shù)隨之改變。所以，在測(cè)角過程中，復(fù)測(cè)扳手應(yīng)始終保持向上。豎盤裝置包括豎直度盤、豎盤讀數(shù)指標(biāo)水準(zhǔn)管與微動(dòng)螺旋等，用于豎直角測(cè)量。微測(cè)裝置用于測(cè)量不足度盤分劃值的微小角值。豎盤裝置上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)隨著望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。3.基座基座在儀器的最下面，支撐整個(gè)儀器的底座?；弦话惆惭b有三個(gè)腳螺旋和連接板。在儀器整平時(shí)，就是腳螺旋和三腳架協(xié)同工作。另外，有的儀器的中心螺旋下面有個(gè)掛鉤，以方便懸掛垂球，用于經(jīng)緯儀的對(duì)中整平。4.讀數(shù)系統(tǒng)當(dāng)經(jīng)緯儀照準(zhǔn)目標(biāo)后，就可以使用經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)讀出目標(biāo)在水平度盤和垂直度盤上的讀數(shù)，進(jìn)而計(jì)算水平角和垂直角。經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)一般由讀數(shù)顯微鏡、測(cè)微器以及相關(guān)光路系統(tǒng)組成。在讀數(shù)時(shí)，需要將反光鏡置于合理的位置，保證在讀數(shù)顯微鏡觀察時(shí)，讀數(shù)窗口明亮。讀數(shù)系統(tǒng)就是將經(jīng)緯儀在水平度盤和垂直度盤上的讀數(shù)經(jīng)過光路反射和放大后，在測(cè)微器平面上的成像。在讀數(shù)窗口，可同時(shí)觀察到水平和豎直度盤的像，見圖1.29。對(duì)于一般的DJ6經(jīng)緯儀，水平度盤和垂直度盤上的最小刻劃間距是1°。經(jīng)過分微尺測(cè)微器處理后，將1°放大至60倍。在上圖中，上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)較長(zhǎng)的刻劃線所標(biāo)示的數(shù)字的單位是度，放大60倍后，在測(cè)微器上兩條相鄰的刻劃線的間距是1'。由于人們的眼睛大概能估讀到某一刻劃線的十分之一，所以，在讀數(shù)時(shí)秒位是估讀的，并且至估讀至1’的十分之一;也就是6"，最終的秒位的數(shù)值肯定是6的整數(shù)倍。簡(jiǎn)而言之，水平度盤和垂直度盤的讀數(shù)中的度和分是能夠直接讀取的，而秒位是估讀的，并且數(shù)值是6的整數(shù)倍。如圖1.29，水平角讀數(shù)為73°04‘06“，垂直角的讀數(shù)為87°15’24”。三、經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用，一般有對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四個(gè)基本步驟。其中，對(duì)中和整平又統(tǒng)稱為安置儀器。1.對(duì)中經(jīng)緯儀對(duì)中的目的，是使水平度盤中心和測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心處于同一鉛垂上。對(duì)中的方法有垂球?qū)χ蟹ê凸鈱W(xué)對(duì)中器對(duì)中法兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)（1）用垂球?qū)χ?。用垂球?qū)χ械牟襟E如下:①?gòu)堥_三腳架，調(diào)節(jié)架腿，使三腳架高度適中、架頭大致水平，并使架頭中心初步對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志中心。②裝上儀器，使其位于架頭中部，擰緊中心螺旋，掛上垂球。如果垂球尖偏離標(biāo)志中心較大，可平移腳架，使垂球尖靠近標(biāo)志中心，并將三腳架的腳尖踩人土中。同時(shí)，注意保持架頭大致水平和垂球偏離標(biāo)志中心不超過1cm。③稍許松開中心連接螺旋，在架頭上慢慢移動(dòng)儀器，使垂球尖對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志中心，再旋緊中心連接螺旋。垂球?qū)χ械恼`差可小于3mm。(2)用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中。如圖1.30所示。對(duì)中的步驟如下:①首先，使架頭大致水平和用垂球(或目估)初步對(duì)中;然后，轉(zhuǎn)動(dòng)(拉出)對(duì)中器目鏡，使測(cè)站標(biāo)志的影像清晰;上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)②轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使標(biāo)志中心影像位于對(duì)中器小圓圈(或十字分劃線)中心，此時(shí)圓水準(zhǔn)器氣泡偏離;③伸縮腳架使圓水準(zhǔn)氣泡居中，但需注意腳尖位置不得移動(dòng)。再轉(zhuǎn)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。④檢查對(duì)中情況，標(biāo)志中心是否位于小圓圈中心;若有很小偏差，可稍許松開中心連接螺旋，平移基座，使標(biāo)志中心和分劃圈中心重合。⑤檢查水準(zhǔn)管氣泡，若氣泡仍居中，說明對(duì)中已經(jīng)完成;否則，應(yīng)重復(fù)②、③、④、⑤的步驟，直至標(biāo)志中心與分劃圈中心重合后，水準(zhǔn)管氣泡仍居中為止。最后，將中心螺旋旋緊。用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中的優(yōu)點(diǎn)是:不受風(fēng)力的影響且能提高對(duì)中精度，其誤差一般可小于1mm。2.整平整平的目的是使水平度盤處于水平位置和儀器豎軸處于嚴(yán)格的鉛垂位置。其操作步驟如下:上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)①轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使長(zhǎng)水準(zhǔn)管平行于任意兩個(gè)腳螺旋(編號(hào)分別為1、2)的連線，并轉(zhuǎn)動(dòng)1、2腳螺旋使長(zhǎng)氣泡居中，如圖1.31(a)所示。②再將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)90,使水準(zhǔn)管垂直于1、2的連線，并轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋3使氣泡居中，如圖1.31（b）所示。③重復(fù)①、②兩步驟，直至照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)到任何位置時(shí)，氣泡的偏離量不超過1格為止。3.瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)就用望遠(yuǎn)鏡的十字絲交點(diǎn)去精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)先用望遠(yuǎn)鏡上的粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)，將各制動(dòng)螺旋制動(dòng)并調(diào)焦后，再旋微動(dòng)螺旋，使十字絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。測(cè)水平角時(shí)，應(yīng)該用十字絲的豎絲精確夾準(zhǔn)(雙絲)或切準(zhǔn)(單絲)目標(biāo)。測(cè)豎直角時(shí)，則應(yīng)該用十字絲的橫絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)。4.讀數(shù)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)讀數(shù)前，先將反光鏡張開，調(diào)節(jié)鏡面朝向光源，使讀數(shù)窗亮度均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋，使讀數(shù)分劃線清晰;然后，根據(jù)儀器的讀數(shù)設(shè)備，進(jìn)行讀數(shù)。這里需要注意的是，不同的儀器有不同的讀數(shù)方法，務(wù)必要根據(jù)自己所使用的儀器進(jìn)行讀數(shù)。四、水平角的觀測(cè)方法水平角度的觀測(cè)方法主要有兩種:測(cè)回法和方向觀測(cè)法。前者適用于兩個(gè)方向的觀測(cè)，后者適用于兩個(gè)以上方向的觀測(cè)。1.測(cè)回法測(cè)回法是觀測(cè)水平角的一種最基本方法，常用于觀測(cè)由兩個(gè)方向所夾的單個(gè)水平角。如圖1.34所示，用測(cè)回法測(cè)量水平角β的大小時(shí)，觀測(cè)步驟如下:①在B點(diǎn)安置(即對(duì)中和整平)經(jīng)緯儀，同時(shí)在A和C方向樹立測(cè)桿或上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)測(cè)釬等比較明顯的物體，作為目標(biāo)標(biāo)志。②盤左(即豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左側(cè)，又稱正鏡)瞄準(zhǔn)左方目標(biāo)A,讀取水平度盤讀數(shù)a左，記入觀測(cè)手簿(見表1.3);松開水平制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部去瞄準(zhǔn)右方目標(biāo)C，讀取水平度盤讀數(shù)b左，記入觀測(cè)手簿。則盤左測(cè)得的水平角值為:β左=b左一a左。以上稱為上半測(cè)回。③盤右(又稱倒鏡)瞄準(zhǔn)右方目標(biāo)C,讀記水平度盤讀數(shù)b右，再逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左方目標(biāo)A,讀記水平度盤讀數(shù)a右，則盤右位置測(cè)得的水平角值為:β右=b右一a右。以上稱為下半測(cè)回。④當(dāng)左與右之差(對(duì)J6級(jí)儀器)不超士40”時(shí)，取其平均值β=?（β左+β右）作為結(jié)果。上半測(cè)回與下半測(cè)回，合稱一測(cè)回。注意：上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)①為了提高水平角的觀測(cè)精度，有時(shí)需要用測(cè)回法測(cè)某角n個(gè)測(cè)回時(shí)，為了減小度盤刻劃誤差的影響，各測(cè)回之間要按180°/n的差值用度盤變換度盤的起始位置。②無(wú)論是正鏡觀測(cè)還是倒鏡觀測(cè)，水平角的角值始終是瞄準(zhǔn)右目標(biāo)時(shí)的水平度盤讀數(shù)減去瞄準(zhǔn)左目標(biāo)時(shí)的水平度盤讀數(shù);當(dāng)所減數(shù)值為負(fù)時(shí)，右目標(biāo)讀數(shù)加上360°。③注意在安置三腳架時(shí)，應(yīng)穩(wěn)固。測(cè)量時(shí)，不要碰到儀器或者三腳架。如果在測(cè)量過程中，發(fā)現(xiàn)氣泡偏離超過一格，應(yīng)將儀器重新整平對(duì)中后，再進(jìn)行觀測(cè)。2.方向觀測(cè)法當(dāng)在同一測(cè)站上需要觀測(cè)的方向?yàn)槿齻€(gè)或三個(gè)以上時(shí)，通常用方向觀測(cè)法觀測(cè)水平角。方向觀測(cè)法也是在測(cè)量平面控制網(wǎng)中最為常用的一種方法?，F(xiàn)欲在O點(diǎn)一次測(cè)出α、β和γ三個(gè)水平角，觀測(cè)步驟和計(jì)算方法如下:上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)(1)觀測(cè)。①在測(cè)站點(diǎn)0安置經(jīng)緯儀，選定任一背景明亮、成像清晰穩(wěn)定的目標(biāo)作為觀測(cè)的起始目標(biāo)(假定A為起始目標(biāo))。②盤左瞄準(zhǔn)A用度盤變換器將讀數(shù)撥到略大于0°，并記入表格，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，并依次瞄準(zhǔn)B、C、D、A,讀記水平度盤讀數(shù)。此為上半測(cè)回的觀測(cè)。③盤右，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，按A、D、C、B、A的順序依次瞄準(zhǔn)目標(biāo)，讀記水平度盤讀數(shù)。此為下半測(cè)回的觀測(cè)。以上過程為一個(gè)測(cè)回。當(dāng)需要觀測(cè)n個(gè)測(cè)回時(shí)，測(cè)回間仍要按180°/n變換起始方向讀數(shù)。此外，起始于A又終止于A的過程稱為歸零的方向觀測(cè)法，又稱全圓測(cè)回法。規(guī)范規(guī)定，三個(gè)方向以下(含三個(gè)方向)的方向法測(cè)角，可以不歸零。(2)計(jì)算。①計(jì)算歸零差。起始方向的兩次讀數(shù)的差值稱為半測(cè)回歸零差，以△表示。例如，表1.4中盤左的歸零差為△左=0°01‘24“-0°01’12”=+12“，盤右的歸零差為△右=O“，分別記在相應(yīng)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)列的下部。對(duì)J6級(jí)儀器，△應(yīng)小于士18"(J2級(jí)不應(yīng)超過士12")，否則應(yīng)查明原因后重測(cè)。②計(jì)算兩倍照準(zhǔn)差:1.4中2C稱為兩倍照準(zhǔn)差。2C等于同一方向的{盤左讀數(shù)一(盤右讀數(shù)士180°)}。例如，第一測(cè)回OB方向的2C值為:2C=9653'06"一(27653'00"一180)=+6"對(duì)J2經(jīng)緯儀，一測(cè)回內(nèi)2C的變化范圍不應(yīng)超過士18“;對(duì)J6級(jí)經(jīng)緯儀，考慮到度盤偏心差的影響，2C的互差一般只作自檢，不作限差規(guī)定。③計(jì)算平均方向值:平均方向值等于同一方向的{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)士180°)}除以2。例如，第一測(cè)回OB方向的平均方向值為:?x{96°53'06"+276°53'00'一180°)}=96°53'03"上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)由于OA方向有兩個(gè)平均方向值，故還應(yīng)將這兩個(gè)平均值再取平均，得到唯一的一個(gè)平均值，填在對(duì)應(yīng)列的上端，并用圓括號(hào)括起來(lái)。如第一測(cè)回OA方向的最終平均方向值為x（0°01'15"+0°01'21）=0°01'18"④計(jì)算歸零方向值:將起始方向值化為零后各方向?qū)?yīng)的方向值稱為歸零方向值，即歸零方向值等于平均方向值減去起始方向的平均方向值。如第一測(cè)回OB方向的歸零方向值為96°53'03"-0°01'18"=96°51'45"⑤計(jì)算歸零方向平均值:如果在一測(cè)站上進(jìn)行多測(cè)回觀測(cè)，當(dāng)同一方向各測(cè)回之歸零方向值的互差對(duì)J6級(jí)儀器不超過士24"(J2級(jí)不超過士12"）時(shí)，取平均值作為結(jié)果。例如，表1.4中OB方向兩測(cè)回的平均歸零方向值為:?x(96°51'45"+96°51'39")=96°51'42"上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)⑥計(jì)算水平角:任意兩個(gè)方向值相減，即得這兩個(gè)方向間的水平夾角。如OB與OC方向間的水平角為:∠BOC=143°31'30"一96°51'42"=46°39'48"五、垂直角的觀測(cè)如圖1.35所示，設(shè)測(cè)站點(diǎn)為A，目標(biāo)點(diǎn)為B，欲測(cè)量垂直角α，則可按下列步驟進(jìn)行觀測(cè):①在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀(對(duì)中、整平)，盤左判定豎盤注記方式，畫出盤左望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)的豎盤注記草圖，確定盤左和盤右觀測(cè)垂直角的計(jì)算公式;②盤左用橫絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)B，用指標(biāo)水準(zhǔn)管的微動(dòng)螺旋使指標(biāo)水準(zhǔn)管的氣泡居中后，讀豎盤讀數(shù)，并計(jì)算α左，此為上半測(cè)回觀測(cè);③盤右瞄準(zhǔn)B，使指標(biāo)水準(zhǔn)管的氣泡居中后讀記豎盤讀數(shù)，并計(jì)算α右，此為下半測(cè)回的觀測(cè)；上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)④取α左和α右的平均值，從而得一測(cè)回的垂直角α,α=（α左+α右）六、豎直度盤的構(gòu)造與垂直角計(jì)算公式的確定光學(xué)經(jīng)緯儀的豎盤讀數(shù)系統(tǒng)由豎盤、指標(biāo)、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管和顯微鏡等組成。豎直度盤為0°~360°全圓刻劃的玻璃圓環(huán)。豎直度盤的注記方式有多種。圖1.36分別為順時(shí)針注記的天頂距式豎盤在盤左和盤右時(shí)的結(jié)構(gòu)形式。國(guó)產(chǎn)經(jīng)緯儀的豎盤多數(shù)為天頂距式順時(shí)針注記?，F(xiàn)以天頂距式順時(shí)針注記的豎盤為例，說明垂直角計(jì)算公式的確定方法。如圖1.36所示，假設(shè)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管的氣泡居中時(shí)，豎盤指標(biāo)處于正確位置，則盤左望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)的豎盤讀數(shù)為90°，盤右望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)的豎盤讀數(shù)為270°。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上仰或下俯瞄準(zhǔn)一目標(biāo)時(shí)，豎盤轉(zhuǎn)過的角度即為所要測(cè)的目標(biāo)方向的垂直角α。從圖中可以看出:上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)α左=90°—L(1.10)α右=R一270°(1.11)在測(cè)垂直角前，應(yīng)先了解豎盤的注記方式，來(lái)確定垂直角的計(jì)算公式。具體步驟為:首先，以盤左位置將望遠(yuǎn)鏡大致放平，讀取豎盤讀數(shù);然后，將望遠(yuǎn)鏡慢慢上仰，看讀數(shù)是增加還是減小，按下列法則寫出垂直角的計(jì)算公式:①望遠(yuǎn)鏡上仰時(shí)，若讀數(shù)減小，則垂直角等于望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)的常數(shù)減去瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù);②望遠(yuǎn)鏡上仰時(shí)，若讀數(shù)增大，則垂直角等于瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)減去望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)的常數(shù)。如果盤左屬干第一種情況，則盤右必須屬干第二種情況；反之，亦然。七、豎盤指標(biāo)差上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)上述垂直角的計(jì)算，是假定指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)處于正確位置。但事實(shí)上，當(dāng)氣泡居中時(shí)，指標(biāo)所處的實(shí)際位置往往和其應(yīng)處的正確位置相差一個(gè)小角x,x稱為指標(biāo)差。圖1.37為天頂距式豎盤指標(biāo)差的示意圖，盤左在望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)豎盤讀數(shù)實(shí)際上為90+x,盤右實(shí)際上為270+x。故用盤左、盤右測(cè)垂直角時(shí)，正確的垂直角應(yīng)為:α=(90+x)一L(1.12)α=R一(270+x)(1.13)由以上兩式可以導(dǎo)出:X=?（L+R一360°)(1.14)式(1.9)便是天頂距式豎盤的指標(biāo)差計(jì)算公式。對(duì)于同一臺(tái)儀器來(lái)說，指標(biāo)差應(yīng)是一個(gè)常數(shù)，但由于偶然因素的影響，它也可能變化，其變化范圍應(yīng)符合規(guī)范中的規(guī)定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)若顧及到式(1.10)和(1.11)，則式(1.12)和(1.13)又可寫成:α=α左+x（1.15）α=α右-x（1.16）即在盤左和盤右測(cè)得的垂直角中分別加上和減去一個(gè)指標(biāo)差，便可得到正確的垂直角。同樣，由式(1.15)和(1.16)又可導(dǎo)出α=?(α左+α右)，即盤左、盤右測(cè)得的同一垂直角取其平均值，可以消除指標(biāo)差的影響。八、測(cè)設(shè)已知數(shù)值的水平角測(cè)設(shè)已知數(shù)值的水平角，就是根據(jù)已給定的角頂和一條已知邊的方向，按設(shè)計(jì)的水平角值，在地面上標(biāo)定出第二條邊的方向。1.一般方法當(dāng)測(cè)設(shè)精度要求不高時(shí)，使用該方法。如圖1.38(a)所示，O、A為地面上的兩個(gè)已知點(diǎn)，欲在實(shí)地測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)值為β的水平角∠AOB。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)步驟:①在O點(diǎn)安置經(jīng)緯儀后，先盤左后視A點(diǎn)，用度盤變換手輪將水平度盤的讀數(shù)調(diào)至0°00'00";再松開照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使水平度盤的讀數(shù)恰為。此時(shí)，在視線方向上定出B'點(diǎn)，即為OB'方向線。②盤右位置按上述步驟測(cè)設(shè)值β，在地面上標(biāo)出B“點(diǎn)，獲得OB"(0B"=OB')方向線。取B'B"的中點(diǎn)B，則OB方向就是要測(cè)設(shè)的方向，它與OA方向所夾的水平角值即為β。2.精確方法當(dāng)測(cè)設(shè)精度要求較高時(shí)，使用此法，如圖1.38(b)所示。步驟:①可先用一般方法測(cè)設(shè)值β，得過渡點(diǎn)B';②用測(cè)回法觀測(cè)∠AOB’若干測(cè)回(測(cè)回?cái)?shù)根據(jù)精度要求而定)，求出觀測(cè)值的平均值β1，則值β1與設(shè)計(jì)值之差△β=β1一β。③根據(jù)OB’的長(zhǎng)度，可按下式計(jì)算其改正值B'B:上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元2角度測(cè)設(shè)

（1.17）④過B'作垂直于OB'，沿垂線方向上向外(△β為負(fù)值時(shí))或向內(nèi)(△β為正值時(shí))量取B'B即可標(biāo)出B點(diǎn)，則∠AOB便是所要測(cè)設(shè)的角值為β的水平角。上一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)1.3.1任務(wù)描述一、工作任務(wù)(1)利用經(jīng)緯儀定線測(cè)量下圖中A、B兩點(diǎn)之間的距離。(2)如圖1.40所示，根據(jù)已知數(shù)據(jù)在已知方向上測(cè)設(shè)點(diǎn)B，使AB之間的距離等于已知數(shù)值。二、可選工作手段標(biāo)桿3根，標(biāo)桿架2個(gè)，測(cè)釬5根，垂球2個(gè)，測(cè)距儀1臺(tái)，三腳架1個(gè)，對(duì)中桿和對(duì)中支架各1個(gè)，單棱鏡1個(gè)，電池1個(gè)，溫度計(jì)1個(gè)，氣壓計(jì)1個(gè)，記錄板1塊，對(duì)講機(jī)1套，測(cè)傘1把，自備鉛筆和測(cè)距手簿。1.3.2案例示范下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)一、案例描述1.工作任務(wù)案例一:如圖1.41所示，利用測(cè)距儀測(cè)量A、B兩點(diǎn)之間的距離。案例二:如圖1.42所示，已知D測(cè)設(shè)=30.000m,要求從A點(diǎn)開始用精密方法測(cè)設(shè)一點(diǎn)AB，使DAB=30.000m。2.可選工作手段標(biāo)桿3根，標(biāo)桿架2個(gè)，測(cè)釬5根，垂球2個(gè)，測(cè)距儀1臺(tái)，三腳架1個(gè)，對(duì)中桿和對(duì)中支架各1個(gè)，單棱鏡1個(gè)，電池1個(gè)，溫度計(jì)1個(gè)，氣壓計(jì)1個(gè)，記錄板1塊，對(duì)講機(jī)1套，測(cè)傘1把，自備鉛筆和測(cè)距手簿。二、案例分析與實(shí)施案例一:如圖1.41所示，在A點(diǎn)安置測(cè)距儀，在B點(diǎn)安置反射鏡。測(cè)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)距儀發(fā)射的調(diào)制光波，射向反射鏡后被射回儀器的接收系統(tǒng)。若光波往返于A,B間的時(shí)間為t，光速為c，則AB的距離為:D=?ct（1.18）代人測(cè)量數(shù)據(jù)，即得AB間的距離值。案例二:如圖1.42所示，觀測(cè)員在直線起點(diǎn)A安置全站儀(或光電測(cè)距儀)，利用全站儀(或光電測(cè)距儀)的跟蹤功能指揮司鏡員前后移動(dòng)反光鏡。待放樣距離差接近O時(shí)，在實(shí)地標(biāo)出直線終點(diǎn)的過渡點(diǎn)B‘，再于B’精確安置反光鏡并精確測(cè)定AB’的水平距離D‘,則設(shè)計(jì)距離D與D’的差值△D=D-D’即為由B’到B的距離改正數(shù)。用小鋼尺改正DD，實(shí)地改正并標(biāo)出直線的終點(diǎn)B后，尚需在B安置反光鏡，精測(cè)AB的距離，看是否與設(shè)計(jì)距離相符。若誤差在允許范圍內(nèi)，B即可作為直線的終點(diǎn);否則，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整。1.3.3知識(shí)鏈接上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)確定地面點(diǎn)的位置是測(cè)量的最基本的任務(wù)。在前面的帝節(jié)已經(jīng)講過廠水準(zhǔn)測(cè)量和水平角度測(cè)量。水準(zhǔn)測(cè)量可以確定地面點(diǎn)在鉛垂方向上的位置，即高程;水平角度測(cè)量可以確定地面點(diǎn)的方向。如果要確定地面點(diǎn)在空間上的位置，還需要測(cè)量另外一個(gè)要素——距離。一、概述根據(jù)測(cè)量距離所使用的儀器的不同，可以將測(cè)距方法分為三種:鋼尺量距、光學(xué)視距法和電磁波測(cè)距等。鋼尺量距是利用經(jīng)檢定合格的鋼尺直接量測(cè)地面點(diǎn)之間的距離;光學(xué)視距法就是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距絲，根據(jù)幾何光學(xué)原理測(cè)定距離;電磁波測(cè)距就是利用儀器所發(fā)射的電磁波，通過測(cè)定電磁波從發(fā)射位置到接受位置所使用的時(shí)間，在乘以光速來(lái)進(jìn)行距離的測(cè)量。根據(jù)測(cè)量距離的方式的不同，可以將距離測(cè)量分為兩種:直接測(cè)距和間接測(cè)距。直接測(cè)距就是采用已知長(zhǎng)度的刻劃尺與被測(cè)距離進(jìn)行比上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)較，從而直接測(cè)定。鋼尺量距就是直接測(cè)距的一種方式。間接測(cè)距是指一般情況下不與被測(cè)目標(biāo)直接接觸，利用包含有距離信息的間接量，然后經(jīng)過解算從而獲得所需要的距離。光學(xué)視距法和電磁波測(cè)距就是間接測(cè)距。二、鋼尺量距的一般方法

1.量距的工具在進(jìn)行鋼尺量距時(shí)，一般要使用的工具有鋼尺、標(biāo)桿、測(cè)釬、垂球、彈簧秤和溫度計(jì)等。(1)鋼尺。如圖1.43,鋼尺是利用一定長(zhǎng)度(一般為30m、50m等)的鋼制的帶尺(寬度一般為10~15mm，厚度一般為0.4mm左右)，上面刻有刻劃線，在刻劃線上刻有數(shù)值，以標(biāo)示距離。(2)輔助工具。鋼尺量距需要使用一些輔助工具，包括標(biāo)桿、測(cè)釬、垂球、彈簧秤和溫度計(jì)等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)測(cè)釬[如圖1.44(a)]:一般用于距離測(cè)量的中轉(zhuǎn)點(diǎn)，用于標(biāo)志所測(cè)尺段的起點(diǎn)和終點(diǎn)，提高觀測(cè)的可靠程度。標(biāo)桿[如圖1.44(b)所示]:一般在桿上涂有紅自相間的漆，便于在遠(yuǎn)處觀察，可用于直線定線和照準(zhǔn)標(biāo)志。垂球[如圖1.44(c)]:用來(lái)提高一條鉛垂線，從而保證尺面水平。2.直線定線當(dāng)兩點(diǎn)間的距離較長(zhǎng)或地勢(shì)起伏較大時(shí)，需將其分成若干段進(jìn)行丈量。確定若干點(diǎn)在已知直線上的工作，稱為直線定線。直線定線的方法有目估法和經(jīng)緯儀法兩種。(1)目估法定線。如圖1.45所示，設(shè)A、B為直線的兩個(gè)端點(diǎn)，要在AB直線上定出1、2等點(diǎn)。先在AB兩點(diǎn)插上標(biāo)桿，乙作業(yè)員持標(biāo)桿在AB直線上距A點(diǎn)約一尺段處，甲作業(yè)員站在B點(diǎn)標(biāo)桿后約1~2m處指揮乙左、右移動(dòng)標(biāo)桿，直到A、1、B三根標(biāo)桿精確處于同一直線上。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)由于使用人眼進(jìn)行觀測(cè)，目估法的精度一般較低，常用于對(duì)于距離測(cè)量精度要求不高的測(cè)量任務(wù)。(2)經(jīng)緯儀定線如圖1.46所示，在A安置經(jīng)緯儀，用望遠(yuǎn)鏡中的十字絲豎絲瞄準(zhǔn)立于B處的測(cè)桿，固定照準(zhǔn)部后，按觀測(cè)員的指揮，使各待定點(diǎn)處的測(cè)釬也落在十字絲的豎絲上，然后插入地下即可。經(jīng)緯儀的直線定線的精度較高，常用于對(duì)于距離觀測(cè)精度要求較高的測(cè)量任務(wù)。注意在使用經(jīng)緯儀定線時(shí)，常需要將阻礙定線工作的障礙物清除掉;如果要求高精度測(cè)量，還需要使用經(jīng)緯儀檢查各待測(cè)點(diǎn)的位置是否在誤差允許范圍內(nèi);如果不在，還需要使用經(jīng)緯儀對(duì)待測(cè)點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整。另外，如果考慮到經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸的誤差，還可以使用盤左、盤右分別定線，然后取平均位置。3.量距(1)平坦地段的丈量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)平坦地段的量距和定線通常是同時(shí)進(jìn)行的。一般的量距過程為:①預(yù)備。若丈量?jī)牲c(diǎn)間的水平距離DAB，后司尺員持尺零端位于起點(diǎn)A，前司尺員持尺末端、測(cè)釬和標(biāo)桿沿直線方向前進(jìn)，至一整尺段時(shí)，豎立標(biāo)桿;②整尺測(cè)量。由后司尺手指揮定線，將標(biāo)桿插在AB直線上;將尺平放在AB直線上，兩人拉直、拉平尺子，前司尺員發(fā)出“預(yù)備”信號(hào)，后司尺員將尺零刻劃對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)標(biāo)志后，發(fā)出丈量信號(hào)“好”。此時(shí)，前司尺員把測(cè)釬對(duì)準(zhǔn)尺子終點(diǎn)刻劃垂直插入地面，這樣就完成了第一尺段的丈量。同法繼續(xù)丈量直至終點(diǎn)。每量完一尺段，后司尺員拔起后面的測(cè)釬再走。③余尺測(cè)量。最后不足一整尺段的長(zhǎng)度稱為余尺段。丈量時(shí)，后司尺員將零端對(duì)準(zhǔn)最后一只測(cè)釬，前司尺員以B點(diǎn)標(biāo)志讀出余長(zhǎng)a讀至mm。后司尺員“收”到n整尺段數(shù))只測(cè)釬，A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)按下式計(jì)算AB線段的距離:D=nLo+a(1.19)式中Lo—鋼尺的名義長(zhǎng)度(標(biāo)稱長(zhǎng)度);a—不足一整尺的距離。為了提高量距的精度，通常在距離測(cè)量時(shí)，一般需要往返進(jìn)行觀測(cè)。而距離觀測(cè)的精度就可以用往返測(cè)距離的相對(duì)誤差來(lái)評(píng)定，以K表示相對(duì)誤差，則:式中D平—往返測(cè)距離的平均值;

△D—往返測(cè)距離之差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)當(dāng)K≤1/3000時(shí)，取D平作為最終結(jié)果。在計(jì)算相對(duì)誤差時(shí)，分母通常取整百、整千、整萬(wàn)，不足的一律舍去(一般不進(jìn)位)。相對(duì)誤差分母越大，量距精度越高。(2)傾斜地段的丈量。傾斜地段距離的丈量通常有兩種方法:平量法和斜量法?？梢砸罁?jù)具體地形情況進(jìn)行選擇。①平量法。平量法就是將鋼尺尺面保持水平進(jìn)行量距，它獲取的結(jié)果是水平距離。當(dāng)兩點(diǎn)間的高差不大時(shí)，可將鋼尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)，末端抬平，并用垂球?qū)⒛┒丝虅澩兜降孛嫔?，如圖1.47所示。用這種方法量距離時(shí)不便返測(cè)，可增加一次往測(cè)代替返測(cè)，并用式(1.20)評(píng)定量距精度。②斜量法。斜量法的量距過程則是將鋼尺的起點(diǎn)和終點(diǎn)，分別對(duì)準(zhǔn)待觀測(cè)點(diǎn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，將鋼尺拉直進(jìn)行量距。從而斜量法獲取的距離上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)值是兩待測(cè)點(diǎn)之間的傾斜距離。當(dāng)兩點(diǎn)間的高差較大時(shí)，可通過直線定線，在地面坡度變化處插釬分段(圖1.48)，測(cè)出相鄰分段點(diǎn)間的斜距和高差，按式(1.21)計(jì)算各分段的平距，即:4.鋼尺量距的注意事項(xiàng)在使用鋼尺進(jìn)行量距時(shí)，為了保證測(cè)量結(jié)果的正確性和準(zhǔn)確性，以及保護(hù)使用的測(cè)距下具，一定要注意以下事項(xiàng):(1)測(cè)量前，認(rèn)清鋼尺的零位及刻劃情況。(2)定線要準(zhǔn);拉尺要平、穩(wěn)、緊;插釬要豎直;拉尺時(shí)防止尺身出現(xiàn)α結(jié)和麻花形。上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)(3)讀數(shù)應(yīng)細(xì)心，不要將6錯(cuò)讀成9等。(4)嚴(yán)禁車輛從尺上輾過。(5)鋼尺用完，應(yīng)擦凈上油，防止生銹。二、鋼尺量距的精密方法一般方法量距的精度多在1/1000~1/5000之間。當(dāng)對(duì)量距的精度要求更高時(shí)，應(yīng)當(dāng)用精密方法。精密方法主要就是對(duì)鋼尺量距的結(jié)果進(jìn)行改正，消除或者減弱由于鋼尺的變形、刻劃以及外界環(huán)境對(duì)量距造成的影響。尺長(zhǎng)方程式就是對(duì)鋼尺量距進(jìn)行改正的公式。1.尺長(zhǎng)方程式的概念鋼尺檢定，就是將鋼尺與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度比較，求出它在標(biāo)準(zhǔn)拉力(30m和50m長(zhǎng)的鋼尺分別用100N和150N)和標(biāo)準(zhǔn)溫度(通常為20℃)下的實(shí)際長(zhǎng)度。可將鋼尺送交設(shè)有比尺臺(tái)的測(cè)繪單位或有關(guān)計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定。檢定結(jié)果通常表示為標(biāo)準(zhǔn)拉力下尺長(zhǎng)隨溫度變化的函數(shù)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)形式，稱為尺長(zhǎng)方程式。普通鋼尺的尺長(zhǎng)方程式如式(1.22)，即:Lt=L0+△L0+αL0(t一t0)(1.22)式中Lt—在標(biāo)準(zhǔn)拉力和溫度t下的實(shí)際尺長(zhǎng);L0—鋼尺的名義長(zhǎng)度;△L0—在標(biāo)準(zhǔn)拉力、標(biāo)準(zhǔn)溫度下L0的修正值，簡(jiǎn)稱尺全長(zhǎng)改正數(shù);α—鋼尺的線膨脹系數(shù)，通常為1.2x10-5m/(m·℃);t—量距時(shí)的鋼尺溫度;t0—標(biāo)準(zhǔn)溫度，通常為20℃。αL0(t一t0)為由于t對(duì)t0產(chǎn)生了溫差(t一t0),鋼尺在L'0基礎(chǔ)上產(chǎn)生的長(zhǎng)度增量，稱為尺全長(zhǎng)溫度改正數(shù)。令上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)則有L'=L+△L+△Li(1.25)式中L'—所量線段的實(shí)際長(zhǎng)度;L—所量線段的名義長(zhǎng)度;△L—L的尺長(zhǎng)改正數(shù);

△Li—L的溫度改正數(shù)。2.精密量距的外業(yè)(1)概量定線。如圖1.49所示，在AB直線上通過概量和定線，以略小于鋼尺長(zhǎng)度的間距定出各分段點(diǎn)，在分段點(diǎn)處打下大木樁，并在樁頂釘上白鐵皮。然后，再于鐵皮上概量和仔細(xì)定線，刻劃細(xì)十字，以十字的交點(diǎn)作為分段點(diǎn)標(biāo)志。(2)測(cè)量相鄰樁頂間的斜距L。測(cè)量時(shí)，在檢定過的鋼尺的零端掛上彈簧秤，將尺的刻劃靠在相鄰兩上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)樁頂上的十字交點(diǎn)處，施加標(biāo)準(zhǔn)拉力。拉穩(wěn)后，首末兩端同時(shí)讀取十字交點(diǎn)處的尺讀數(shù)(估讀至0.5mm),記入手簿(表1.6)。每一尺段長(zhǎng)度均需用不同的尺位讀定三次，三次測(cè)量結(jié)果的互差不超過2mm時(shí)，取其平均值作為結(jié)果。此外，每一尺段均應(yīng)測(cè)記一次鋼尺的溫度(估至0.5℃)。由直線起點(diǎn)向終點(diǎn)測(cè)記各尺段的長(zhǎng)度后，應(yīng)調(diào)轉(zhuǎn)尺子方向，立即進(jìn)行返測(cè)。(3)測(cè)量相鄰樁頂間的高差h.在測(cè)量各尺段長(zhǎng)度前或后，用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，往返觀測(cè)相鄰樁頂間的高差。同一高差的往返觀測(cè)值的較差不超過10mm時(shí)，取平均值作為結(jié)果。3.精密量距的內(nèi)業(yè)計(jì)算(1)計(jì)算各尺段的水平距離D.根據(jù)外業(yè)量取的相鄰樁頂間的尺段長(zhǎng)度L、高差h和鋼尺的溫度t，經(jīng)過下列計(jì)算，可獲得相應(yīng)尺段的水平距離D:上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)①計(jì)算尺長(zhǎng)改正數(shù)。依式(1.23),L的尺長(zhǎng)改正數(shù)為:②計(jì)算溫度改正數(shù)。依式(1.24),L的尺長(zhǎng)改正數(shù)為:△Lt=Lα(t一t0)(1.24)③計(jì)算傾斜改正數(shù)Lh.(1.26)④計(jì)算尺段水平距離。D=L+△Ld+△Lt+△Lh(1.27)(2)計(jì)算總距離和評(píng)定量距精度。各尺段的水平距離求和，即得全線段的水平距離—總距離。依往返測(cè)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)總距離算出后，式(1.20)評(píng)定量距精度。精度符合要求時(shí)，取往返測(cè)距離的均值作為結(jié)果。三、光學(xué)視距法光學(xué)視距測(cè)量是指利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的十字絲上的視距絲以及帶有分劃的標(biāo)尺(如水準(zhǔn)測(cè)量里所使用的水準(zhǔn)尺)，利用光學(xué)幾何原理，測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離。它是一種間接測(cè)距方式，精度一般較低，大約為1:300。采用視距法進(jìn)行距離測(cè)量，可采用的儀器主要有水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀(或全站儀)。當(dāng)采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行視距測(cè)量時(shí)，其距離計(jì)算公式為:D=100·la上一a下l(1.28)其中，a上為望遠(yuǎn)鏡上絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)，a下為望遠(yuǎn)鏡下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)。需要注意的是在立標(biāo)尺時(shí)，需要將尺面立在鉛垂面上。當(dāng)采用經(jīng)緯儀進(jìn)行視距測(cè)量時(shí)，其距離計(jì)算公式為:D=100·la上一a下lcos2α(1.29)上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)其中，a上為望遠(yuǎn)鏡上絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)，a下為望遠(yuǎn)鏡下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)，為測(cè)站點(diǎn)儀器中心至照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角。同樣，在立標(biāo)尺時(shí)，需要將尺面立在鉛垂面上。四、光電測(cè)距儀由于鋼尺量距是直接測(cè)量方式，在遇到較大的障礙物或者天氣條件不佳的情況下，都不宜使用這種方法進(jìn)行距離觀測(cè)。光學(xué)視距法雖然適用條件較寬松，但是精度很低，只適用于距離的估測(cè)。而光電測(cè)距測(cè)距精度很高，對(duì)環(huán)境的要求很低，測(cè)距所耗費(fèi)時(shí)間很少。所以，光電測(cè)距在現(xiàn)在測(cè)量中應(yīng)用得已非常廣泛。按照光電測(cè)距方式的不同，可將光電測(cè)距分為兩種:脈沖法和相位法;按照測(cè)距儀所使用的載波源的不同，可以分為激光測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀、微波測(cè)距儀等;按照測(cè)距儀測(cè)程的不同，可以分為短程測(cè)距儀、中程測(cè)距儀和遠(yuǎn)程測(cè)距儀等。1.光電側(cè)距的基本原理上一頁(yè)下一頁(yè)返回學(xué)習(xí)單元3距離測(cè)設(shè)光電測(cè)距儀的工作方式基本上分為兩種:脈沖法測(cè)距和相位法測(cè)距。(1)脈沖法測(cè)距的基本原理。設(shè)用相位法測(cè)距儀距量A、B兩點(diǎn)間的距離D(如圖1.51所示)，在A點(diǎn)安置測(cè)距儀，在B點(diǎn)安置反射鏡。測(cè)距儀發(fā)射的調(diào)制光波，射向反射鏡后被射回儀器的接收系統(tǒng)。若光波往返于A、B間的時(shí)間為t，光速為c，則AB的距離為:D=?ct(2)相位法測(cè)距的基本原理。如果將光波在測(cè)線上按往、返距離展開，如圖1.51所示。顯然，光波回到A點(diǎn)時(shí)的相位