工程測(cè)量(教材)-2

工程測(cè)量(教材)PAGE1第一章緒論內(nèi)容：掌握工程測(cè)量的基本概念、任務(wù)與作用；理解水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、地理坐標(biāo)系（大地、天文）、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系、絕對(duì)高程、相對(duì)高程和高差的概念；了解用水平面代替水準(zhǔn)面的限度、測(cè)量工作的組織原則和程序及本課程的學(xué)習(xí)方法。重點(diǎn)：測(cè)量上平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上笛卡爾平面直角坐標(biāo)系的異同；測(cè)量工作的組織原則和程序。難點(diǎn)：大地水準(zhǔn)面、高斯平面直角坐標(biāo)系的概念；地面上點(diǎn)位的確定方法?！?.1測(cè)量學(xué)的發(fā)展、學(xué)習(xí)意義及要求一、測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況1、我國(guó)古代測(cè)量學(xué)的成就我國(guó)是世界文明古國(guó),由于生活和生產(chǎn)的需要,測(cè)量工作開(kāi)始得很早，在測(cè)量方面也取得了輝煌的成就?，F(xiàn)舉出以下幾例。（1）長(zhǎng)沙馬王堆三號(hào)墓出土的西漢時(shí)期長(zhǎng)沙國(guó)地圖——世界上發(fā)現(xiàn)的最早的軍用地圖。注：世界上現(xiàn)存最古老的地圖是在古巴比倫北部的加蘇古巴城（今伊拉克境內(nèi)）發(fā)掘的刻在陶片上的地圖。圖上繪有古巴比倫城、底格里斯河和幼發(fā)拉底河。大約是公元前2500年刻制的，距今大約四千余年了。（2）北宋時(shí)沈括的《夢(mèng)溪筆談》中記載了磁偏角的發(fā)現(xiàn)。（3）清朝康熙年間，1718年完成了世界上最早的地形圖之一《皇與全圖》。在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下，自康熙十七年至乾隆二十五年，即1708年至1760年的五十余年間，是中國(guó)大地測(cè)量工作取得輝煌成就，繪制全國(guó)地圖、省區(qū)地圖和各項(xiàng)專(zhuān)門(mén)地圖最多的興盛時(shí)期，亦是世界測(cè)繪史上首創(chuàng)中外人士合作先例，在一千余萬(wàn)平方公里的中國(guó)大陸上完成了大規(guī)模三角測(cè)量的宏偉業(yè)績(jī)。2、目前測(cè)量學(xué)發(fā)展?fàn)顩r及展望（1）全站儀的測(cè)量室內(nèi)外一體化。（2）全球定位系統(tǒng)GPS（Globalpositioningsystem）的發(fā)展。（3）

遙感RS（Remotesense）的發(fā)展。（4）地理信息系統(tǒng)GIS（Geographicinformationsystem）的發(fā)展。（5）3S技術(shù)的結(jié)合,和數(shù)字地球（digitalearth）的概念。3、本課程的意義及要求學(xué)習(xí)本課程的意義：（1）土木工程（包括公路、建筑、市政）的設(shè)計(jì)、施工、竣工、擴(kuò)建維修及變形監(jiān)測(cè)均要進(jìn)行測(cè)量工作。（2）從高職專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，更要學(xué)好測(cè)量。高職教育是培養(yǎng)高等級(jí)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用性人才，高職專(zhuān)業(yè)更加注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)，而測(cè)量課程是培養(yǎng)動(dòng)手能力的重要途徑之一。掌握好本課程的要求：認(rèn)真聽(tīng)課，做好筆記；獨(dú)立完成作業(yè)；實(shí)驗(yàn)課認(rèn)真對(duì)待。4、測(cè)量學(xué)科的分類(lèi)測(cè)量學(xué)的定義：測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及確定地面（包含空中、地下和海底）點(diǎn)位的科學(xué)。根據(jù)它的任務(wù)與作用，包括兩個(gè)部分：測(cè)定（測(cè)繪）——由地面到圖形。指使用測(cè)量?jī)x器，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，得一系列測(cè)量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖。測(cè)設(shè)（放樣）——由圖形到地面。指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地面上標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。測(cè)量學(xué)科的分類(lèi)：測(cè)量學(xué)科按照研究范圍和對(duì)象的不同，產(chǎn)生了許多分支科學(xué)。一般分為：普通測(cè)量學(xué)、大地測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)和制圖學(xué)。工程測(cè)量是指工程建設(shè)和資源開(kāi)發(fā)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、竣工、變形觀測(cè)和運(yùn)營(yíng)管理各階段中進(jìn)行的各種測(cè)量工作的總稱(chēng)。§1.2地面點(diǎn)位的確定地面點(diǎn)位的確定，一般需要三個(gè)量。在測(cè)量工作中，我們一般用某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影位置（x,y）和該點(diǎn)離基準(zhǔn)面的高度（H）來(lái)確定。一、測(cè)量基準(zhǔn)面1、測(cè)量工作基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面。測(cè)量工作是在地球表面進(jìn)行的，而海洋占整個(gè)地球表面的71%，故最能代表地球表面的是海水面，人們將海水面所包圍的地球形體看作地球的形狀。測(cè)量工作基準(zhǔn)面自然選擇海水面。水準(zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉的曲面。大地水準(zhǔn)面——其中通過(guò)平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。鉛垂線——測(cè)量工作的基準(zhǔn)線。水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面圖2、測(cè)量計(jì)算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，引起鉛垂線的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，致使大地水準(zhǔn)面成為一個(gè)復(fù)雜的曲面，無(wú)法在這個(gè)曲面上進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。為了計(jì)算方便，通常用一個(gè)非常接近于大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)式來(lái)表示的幾何體來(lái)代替地球的形狀，這就產(chǎn)生了“旋轉(zhuǎn)橢球”的概念。旋轉(zhuǎn)橢球：由一橢圓（長(zhǎng)半軸a，短半軸b）繞其短半軸b旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。二、地面點(diǎn)的坐標(biāo)坐標(biāo)分為地理坐標(biāo)、高斯平面直角坐標(biāo)和平面直角坐標(biāo)。1、地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）——用經(jīng)度和緯度來(lái)表示。適用于：在地球橢球面上確定點(diǎn)位。

2、平面直角坐標(biāo)——用坐標(biāo)（x，y）來(lái)表示。適用于：測(cè)區(qū)范圍較小，可將測(cè)區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。其與數(shù)學(xué)中平面直角坐標(biāo)系相比，不同點(diǎn)：（1）測(cè)量上取南北方向?yàn)榭v軸（X軸），東西方向?yàn)闄M軸（Y軸）（2）角度方向順時(shí)針度量，象限順時(shí)針編號(hào)。相同點(diǎn)：數(shù)學(xué)中的三角公式在測(cè)量計(jì)算中可直接應(yīng)用。數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)測(cè)量上的平面直角坐標(biāo)3、高斯平面直角坐標(biāo)適用于：測(cè)區(qū)范圍較大，不能將測(cè)區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大，若將曲面當(dāng)作平面來(lái)看待，則把地球橢球面上的圖形展繪到平面上來(lái)，必然產(chǎn)生變形，為減小變形，必須采用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)解決。測(cè)量上常采用的方法是高斯投影方法。高斯投影方法是將地球劃分成若干帶，然后將每帶投影到平面上。（1）6°帶的劃分1）為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大的缺點(diǎn)，從經(jīng)度0°開(kāi)始，將整個(gè)地球分成60個(gè)帶，6°為一帶。2）公式：——中央子午線經(jīng)度；N——投影帶的帶號(hào)。（2）3°帶的劃分從東經(jīng)開(kāi)始，將整個(gè)地球分成120個(gè)帶，3°為一帶。有：——中央子午線經(jīng)度；N——投影帶的帶號(hào)。4、我國(guó)高斯平面直角坐標(biāo)的表示。方法：（1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500000米；（2）再在新的橫坐標(biāo)Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號(hào)。[例題]：國(guó)家高斯平面點(diǎn)P（3032586.48，20648680.54），請(qǐng)指出其所在的帶號(hào)及自然坐標(biāo)為多少？(1)點(diǎn)P至赤道的距離：X=3032586.48m(2)其投影帶的帶號(hào)為20、P點(diǎn)離20帶的縱軸X軸的實(shí)際距離：Y=648680.54-500000=148680.54m三、地面點(diǎn)的高程1、絕對(duì)高程H(海拔)——地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

2、相對(duì)高程H'——地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

3、高差——hAB=HB-HA=H'B-H'A五、我國(guó)的高程系統(tǒng)主要有：（1）1985國(guó)家高程系統(tǒng)（2）1956黃海高程系統(tǒng)（3）地方高程系統(tǒng)。如：珠江高程系統(tǒng)。其中，我國(guó)的水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島市觀象山，在1985年國(guó)家高程系統(tǒng)中，其高程為72.260米；在1956年黃海高程系統(tǒng)中的高程為72.289米。§1.3測(cè)量工作概述一、測(cè)量的基本工作由于地面點(diǎn)間的相互位置關(guān)系，是以水平角（方向）、距離和高差來(lái)確定的，故測(cè)角、量距、測(cè)高程是測(cè)量基本工作，觀測(cè)、計(jì)算和繪圖是測(cè)量工作的基本技能。二、測(cè)量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度用水平面來(lái)代替水準(zhǔn)面，可以使測(cè)量和繪圖工作大為減化，下面來(lái)討論由此引起的影響。1、對(duì)水平角、距離的影響——在面積約320平方km內(nèi)，可忽略不計(jì)。2、對(duì)高程的影響——即使距離很短也要顧及地球曲率的影響。三、測(cè)量工作的基本原則1、布局上“由整體到局部”，精度上“由高級(jí)到低級(jí)”，工作次序上“先控制后細(xì)部”。2、又一原則。即：“前一步工作未作檢核，不進(jìn)行下一步工作”。第二章水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)容：理解水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理；掌握DS3型微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)、水準(zhǔn)尺和尺墊；掌握水準(zhǔn)儀的使用及檢校方法；掌握水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施（觀測(cè)、記錄和檢核）及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理（高差閉合差的調(diào)整）方法；了解水準(zhǔn)測(cè)量的注意事項(xiàng)、精密水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀的構(gòu)造及操作方法。重點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量原理；水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。難點(diǎn)：水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正?！?.1高程測(cè)量（HeightMeasurement）的概念測(cè)量地面上各點(diǎn)高程的工作,稱(chēng)為高程測(cè)量。高程測(cè)量根據(jù)所使用的儀器和施測(cè)方法的不同，分為：（1）水準(zhǔn)測(cè)量(leveling)（2）三角高程測(cè)量(trigonometricleveling)（3）氣壓高程測(cè)量(airpressureleveling)（4）GPS測(cè)量(GPSleveling)§2.2水準(zhǔn)測(cè)量原理一、基本原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線”，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間高差，從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。a——后視讀數(shù)A——后視點(diǎn)b——前視讀數(shù)B——前視點(diǎn)1、A、B兩點(diǎn)間高差：2、測(cè)得兩點(diǎn)間高差后，若已知A點(diǎn)高程，則可得B點(diǎn)的高程：。3、視線高程：4、轉(zhuǎn)點(diǎn)TP(turningpoint)的概念：當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，或兩點(diǎn)的高差太大，放置一次儀器不能測(cè)定其高差時(shí)，就需增設(shè)若干個(gè)臨時(shí)傳遞高程的立尺點(diǎn)，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)。二、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量

如圖所示，在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)量中，A、B兩點(diǎn)間高差較大或相距較遠(yuǎn)，安置一次水準(zhǔn)儀不能測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差。此時(shí)有必要沿A、B的水準(zhǔn)路線增設(shè)若干個(gè)必要的臨時(shí)立尺點(diǎn)，即轉(zhuǎn)點(diǎn)（用作傳遞高程）。根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺中間安置水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)定相鄰各點(diǎn)間高差，求和得到A、B兩點(diǎn)間的高差值，有：

h1=a1－b1h2=a2－b2

……則：hAB=h1+h2+……+hn=Σh=Σa－Σb結(jié)論：A、B兩點(diǎn)間的高差等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。§2.3水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺一、水準(zhǔn)儀(level)如圖所示，由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。DS3微傾式水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀1、望遠(yuǎn)鏡(telescope)——由物鏡、目鏡和十字絲（上、中、下絲）三部分組成。2、水準(zhǔn)器(bubble)有兩種：圓水準(zhǔn)器(circularbubble)——精度低，用于粗略整平；水準(zhǔn)管(bubbletube)——精度高，用于精平。特性：氣泡始終位于高處，氣泡在哪處，說(shuō)明哪處高。3、基座(tribrach)二、水準(zhǔn)尺(levelingstaff)水準(zhǔn)尺主要有：?jiǎn)蚊娉?、雙面尺和塔尺。1、尺面分劃為1cm，每10cm處（E字形刻劃的尖端）注有阿拉伯?dāng)?shù)字。2、雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為4687mm，另一把為4787mm。三、尺墊(staffplate)放置在轉(zhuǎn)點(diǎn)上，為防止觀測(cè)過(guò)程中水準(zhǔn)尺下沉。四、水準(zhǔn)儀的使用操作程序：粗平——瞄準(zhǔn)——精平——讀數(shù)（一）粗平——調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。1、方法：對(duì)向轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋1、2——使氣泡移至1、2方向的中間——轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋3，使氣泡居中。2、規(guī)律：氣泡移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。（二）瞄準(zhǔn)1、方法：先用準(zhǔn)星器粗瞄，再用微動(dòng)螺旋精瞄。2、視差概念：眼睛在目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，十字絲與目標(biāo)像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細(xì)反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對(duì)光螺旋。（三）精平1、方法：如圖所示微傾式水準(zhǔn)儀(tiltlevel)，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡成像拋物線符合。2、說(shuō)明：若使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（compensatorlevel），儀器無(wú)微傾螺旋，故不需進(jìn)行精平工作。（四）讀數(shù)——精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。1、方法：從小數(shù)向大數(shù)讀，讀四位。米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。2、規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故對(duì)于望遠(yuǎn)鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠(yuǎn)鏡成正像的儀器，即從下往上讀。如圖所示，從小向大讀四位數(shù)為0.725米。

§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施與成果整理一、水準(zhǔn)點(diǎn)(BenchMark)通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量方法獲得其高程的高程控制點(diǎn)，稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)，一般用BM表示，有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。（見(jiàn)圖）二、水準(zhǔn)路線(levelingline)水準(zhǔn)路線依據(jù)工程的性質(zhì)和測(cè)區(qū)情況，可布設(shè)成以下幾種形式：1、閉合水準(zhǔn)路線(closedlevelingline)。由已知點(diǎn)BM1——已知點(diǎn)BM12、附合水準(zhǔn)路線(annexedlevelingline)。由已知點(diǎn)BM1——已知點(diǎn)BM23、支水準(zhǔn)路線(spurlevelingline)。由已知點(diǎn)BM1——某一待定水準(zhǔn)點(diǎn)A。4、水準(zhǔn)網(wǎng)：若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成的圖形。三、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（外業(yè)）1、觀測(cè)要求如圖，有：（1）水準(zhǔn)儀安置在離前、后視距離大致相等之處。（2）為及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用“兩次儀器高法”或“雙面尺法”。兩次儀器高法：高差之差h-h'<±5mm；雙面尺法，①紅黑面讀數(shù)差<±3mm②h黑-h紅<±5mm。2、水準(zhǔn)測(cè)量記錄表注意：（1）起始點(diǎn)只有后視讀數(shù)，結(jié)束點(diǎn)只有前視讀數(shù)，中間點(diǎn)既有后視讀數(shù)又有前視讀數(shù)。（2），只表明計(jì)算無(wú)誤，不表明觀測(cè)和記錄無(wú)誤。四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果處理（內(nèi)業(yè)）（一）計(jì)算閉合差：1、閉合水準(zhǔn)路線：2、附合水準(zhǔn)路線：（二）分配高差閉合差1、高差閉合差限差（容許誤差）對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量，有：式中，——高差閉合差限差，單位：mmL——水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，單位：km；n——測(cè)站數(shù)2、分配原則：按與距離L或測(cè)站數(shù)n成正比，將高差閉合差反號(hào)分配到各段高差上。（三）計(jì)算各待定點(diǎn)高程用改正后的高差和已知點(diǎn)的高程，來(lái)計(jì)算各待定點(diǎn)的高程。五、水準(zhǔn)測(cè)量的成果實(shí)例【例】如圖為按圖根水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)某附合水準(zhǔn)路線觀測(cè)成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，圖中箭頭表示水準(zhǔn)測(cè)量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測(cè)得的兩點(diǎn)間的高差(以m為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的長(zhǎng)度(以km為單位)，試計(jì)算待定點(diǎn)1、2、3點(diǎn)的高程。解算如下：第一步計(jì)算高差閉合差：第二步計(jì)算限差：因?yàn)?，可進(jìn)行閉合差分配。第三步計(jì)算每km改正數(shù)：第四步計(jì)算各段高差改正數(shù)：。四舍五入后，使。故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。第五步計(jì)算各段改正后高差后，計(jì)算1、2、3各點(diǎn)的高程。改正后高差=改正前高差+改正數(shù)ViH1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=48.059+1.420=49.579(m)可用EXCEL軟件計(jì)算如下圖：

§2.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正一、水準(zhǔn)儀軸線的幾何關(guān)系水準(zhǔn)儀軸線應(yīng)滿足的幾何條件是：1、水準(zhǔn)管軸LL//視準(zhǔn)軸CC2、圓水準(zhǔn)軸L'L'//豎軸VV3、橫絲要水平（即：⊥豎軸VV）如下圖所示：二、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（一）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正1、檢驗(yàn)：氣泡居中后，再將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180°，看氣泡是否居中。2、校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)一半,再用撥針撥動(dòng)三個(gè)“校正螺旋”，使氣泡居中。（二）十字絲橫絲的檢驗(yàn)與校正1、檢驗(yàn)：整平后，用橫絲的一端對(duì)準(zhǔn)一固定點(diǎn)P，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，看P點(diǎn)是否沿著橫絲移動(dòng)。2、校正：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動(dòng)左右2個(gè)“校正螺絲”。（三）水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸（i角）的檢驗(yàn)與校正1、檢驗(yàn)：（1）平坦地上選A、B兩點(diǎn)，約50m。（2）在中點(diǎn)C架儀，讀取a1、b1，得h1=a1-b1（3）在距B點(diǎn)約2—3m處架儀，讀取a2、b2，得h2=a2-b2（4）若h2≠h1,則水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，有i角。因?yàn)棰賖1為正確高差②b2的誤差可忽略不計(jì)，故有：對(duì)于S3水準(zhǔn)儀，若i角大于時(shí)，需校正。2、校正方法有二種：（1）校正水準(zhǔn)管旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對(duì)準(zhǔn)(a2'=h1+b2)，撥動(dòng)水準(zhǔn)管“校正螺絲”，使水準(zhǔn)管氣泡居中。（2）校正十字絲——可用于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀保持水準(zhǔn)管氣泡居中，撥動(dòng)十字絲上下兩個(gè)“校正螺絲”，使橫絲對(duì)準(zhǔn)a2'?！?.6自動(dòng)安平、精密、電子水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀(compensatorlevel)1、原理——與普通水準(zhǔn)儀相比，在望遠(yuǎn)鏡的光路上加了一個(gè)補(bǔ)償器。2、使用——粗平后，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)觀察警告指示窗若全部呈綠色，方可讀數(shù)；最好狀態(tài)是指示窗的三角形尖頂與橫指標(biāo)線平齊。3、檢?！c精通水準(zhǔn)儀相比，要增加一項(xiàng)補(bǔ)償器的檢驗(yàn)，即：轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，看警告指示窗是否出現(xiàn)紅色；以此來(lái)檢查補(bǔ)償器是否失靈。二、精密水準(zhǔn)儀（preciselevel）（每公里往返平均高差中誤差1mm）1、精密水準(zhǔn)儀——提供精確的水平視線和精確讀數(shù)。精密水準(zhǔn)儀2、精密水準(zhǔn)尺——刻度精確(銦鋼帶水準(zhǔn)尺invarlevelingstaff)。3、讀數(shù)方法（1）精平后，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋，使十字絲的楔形絲精確夾準(zhǔn)某一整分劃線。（2）讀數(shù)時(shí)，將整分劃值和測(cè)微器中的讀數(shù)合起來(lái)。如:14865.0mm。三、數(shù)字水準(zhǔn)儀(digitallevel)及條紋碼水準(zhǔn)尺(codinglevelstaff)1、具有自動(dòng)安平、顯示讀數(shù)和視距功能。2、能與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊，避免了人為觀測(cè)誤差。

§2.7水準(zhǔn)測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)來(lái)源有：儀器誤差、操作誤差、外界條件影響。一、儀器誤差主要有：視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸（i角）的誤差、水準(zhǔn)尺誤差二、操作誤差主要有：水準(zhǔn)氣泡未嚴(yán)格居中、視差、估讀誤差、水準(zhǔn)尺未豎直。三、外界條件影響的誤差主要有：儀器下沉、尺墊下沉、地球曲率、大氣折光、氣溫和風(fēng)力。四、水準(zhǔn)測(cè)量的注意事項(xiàng)：(一）觀測(cè)：1、觀測(cè)前應(yīng)認(rèn)真按要求檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺；2、儀器應(yīng)安置在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)三角架；3、前后視距應(yīng)盡可能相等；4、每次讀數(shù)前要消除視差，只有當(dāng)符合水準(zhǔn)氣泡居中后才能讀數(shù)；5、注意對(duì)儀器的保護(hù)，做到“人不離儀器”；6、只有當(dāng)一測(cè)站記錄計(jì)算合格后才能搬站，搬站時(shí)先檢查儀器連接螺旋是否固緊，一手托住儀器，一手握住腳架穩(wěn)步前進(jìn)。（二）記錄：⒈認(rèn)真記錄，邊記邊回報(bào)數(shù)字，準(zhǔn)確無(wú)誤的記入記錄手簿相應(yīng)欄中，嚴(yán)禁偽造和傳抄；⒉字體要端正、清楚、不準(zhǔn)涂改，不準(zhǔn)用橡皮擦，如按規(guī)定可以改正時(shí)，應(yīng)在原數(shù)字上劃線后再在上方重寫(xiě)；⒊每站應(yīng)當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，檢查符合要求后，才能通知觀測(cè)者搬站。（三）扶尺：⒈扶尺人員認(rèn)真豎立水準(zhǔn)尺；⒉轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)選擇土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)尺墊；⒊水準(zhǔn)儀搬站時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)好原前視點(diǎn)尺墊位置不移動(dòng)。第三章角度測(cè)量?jī)?nèi)容：理解水平角、豎直角測(cè)量的基本原理；掌握光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造、操作與讀數(shù)方法；水平角測(cè)量的測(cè)回法和方向觀測(cè)法；掌握豎盤(pán)的基本構(gòu)造及豎直角的觀測(cè)、計(jì)算方法；掌握光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正方法；了解水平角測(cè)量誤差來(lái)源及其減弱措施及電子經(jīng)緯儀的測(cè)角原理及操作方法。重點(diǎn)：光學(xué)經(jīng)緯儀的使用方法；水平角測(cè)回法測(cè)量方法；豎直角測(cè)量方法；難點(diǎn)：光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正。

§3.1角度測(cè)量原理角度測(cè)量(angularobservation)包括水平角(horizontalangle)測(cè)量和豎直角(verticalangle)測(cè)量。一、水平角定義從一點(diǎn)出發(fā)的兩空間直線在水平面上投影的夾角即二面角，稱(chēng)為水平角。其范圍：順時(shí)針0°～360°。二、豎直角定義在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)視線與水平線的夾角，稱(chēng)為豎直角。其范圍在0°～±90°之間。如圖當(dāng)視線位于水平線之上，豎直角為正，稱(chēng)為仰角；反之當(dāng)視線位于水平線之下，豎直角為負(fù)，稱(chēng)為俯角。

§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀（opticaltheodolite）經(jīng)緯儀是測(cè)量角度的儀器。按其精度分，有DJ6、DJ2兩種。表示一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差分別為6"、2"。一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀圖1、照準(zhǔn)部(alidade)2、水平度盤(pán)(horizontalcircle)3、基座(tribrach)二、J6的讀數(shù)方法1、J6經(jīng)緯儀采用“分微尺測(cè)微器讀數(shù)法”，分微尺的分劃值為1ˊ，估讀到獲0.1ˊ(即：6")。如圖，水平度盤(pán)讀數(shù)為：73°04ˊ24"。2、“H”——水平度盤(pán)讀數(shù)，“V”——豎直度盤(pán)讀數(shù)。三、J2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造如圖與J6相比，增加了：1、測(cè)微輪——用于讀數(shù)時(shí)，對(duì)徑分劃線影像符合。2、換像手輪——用于水平讀數(shù)和豎直讀數(shù)間的互換。3、豎直讀盤(pán)反光鏡——豎直讀數(shù)時(shí)反光。四、J2的讀數(shù)方法一般采用對(duì)徑重合讀數(shù)法——轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使上下分劃線精確重合后讀數(shù)。五、經(jīng)緯儀的安置內(nèi)容及要求：對(duì)中(centering)±小于3mm整平(leveling)小于1格1、垂球?qū)χ姓椒ú襟E（1）移動(dòng)或伸縮三腳架（粗略對(duì)中）（2）腳架頭上移動(dòng)儀器（精確對(duì)中）（3）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中（整平）（4）反復(fù)（2）、（3）兩步。2、光學(xué)對(duì)中整平法步驟（1）大致水平大致對(duì)中眼睛看著對(duì)中器，拖動(dòng)三腳架2個(gè)腳，使儀器大致對(duì)中，并保持“架頭”大致水平。（2）伸縮腳架粗平根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架2個(gè)腳，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。（3）旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋精平按“左手大拇指法則”旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。1）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使水準(zhǔn)管與1、2腳螺旋連線平行。2）根據(jù)氣泡位置運(yùn)用法則，對(duì)向旋轉(zhuǎn)1、2腳螺旋。3）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器90°，運(yùn)用法則，旋轉(zhuǎn)3腳螺旋。（4）架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中（5）腳螺旋精平。（6）反復(fù)（4）、（5）兩步。旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋進(jìn)行精平的示意圖

§3.3水平角測(cè)量(horizontalangleobservation)水平角的測(cè)量方法常用的有測(cè)回法(methodofobservationset)、方向觀測(cè)法(methodofdirectionobservation)。一、經(jīng)緯儀(theodolite，transit)的安置內(nèi)容及要求：對(duì)中(centering)小于±3mm整平(leveling)小于1格1、垂球(plumbbob)法2、光學(xué)對(duì)中器（opticalplummet）法二、瞄準(zhǔn)方法步驟：粗瞄—制動(dòng)—調(diào)焦—微動(dòng)精瞄。兩個(gè)基本概念：盤(pán)左（正鏡）、盤(pán)右（倒鏡）三、測(cè)回法1、適用：兩個(gè)方向的單角（∠AOB）。2、觀測(cè)步驟：（1）盤(pán)左瞄準(zhǔn)左邊A，配度盤(pán)至0°0X′，讀取a1。（2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b1。則上半測(cè)回角值：β1=b1-a1。（3）倒鏡成盤(pán)右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b2。（4）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。則下半測(cè)回角值：β2=b2-a2（5）計(jì)算角值。若β1-β2≤±40"（圖根級(jí)）則有：β=（β1+β2）/23、記錄格式測(cè)站盤(pán)位目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)°′″半測(cè)回角值°′″一測(cè)回角值°′″備注O左A000112701236701233

B701348右A1800124701230B2501354

若要觀測(cè)n個(gè)測(cè)回，為減少度盤(pán)分劃誤差，各測(cè)回間應(yīng)按180°/n的差值來(lái)配置水平度盤(pán)。測(cè)回法測(cè)水平角方法，可小結(jié)如下：四、方向觀測(cè)法1、適用：在一個(gè)測(cè)站上需要觀測(cè)兩個(gè)以上方向。2、觀測(cè)步驟：（如下圖，有四個(gè)觀測(cè)方向）（1）上半測(cè)回選擇一明顯目標(biāo)A作為起始方向（零方向），用盤(pán)左瞄準(zhǔn)A，配置度盤(pán)，順時(shí)針依次觀測(cè)A、B、C、D、A。（2）下半測(cè)回倒鏡成盤(pán)右，逆時(shí)針依次觀測(cè)A、D、C、B、A。同理各測(cè)回間按180°/n的差值，來(lái)配置水平度盤(pán)。3、記錄、計(jì)算（1）2C值（兩倍照準(zhǔn)誤差）：2C=盤(pán)左讀數(shù)－（盤(pán)右讀數(shù)±180°）。一測(cè)回內(nèi)2C互差，對(duì)J2≤18"。對(duì)J6不作要求。（2）半測(cè)回歸零差：對(duì)J2≤12"；對(duì)J6≤18"。（3）各方向盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的平均值：平均值=[盤(pán)左讀數(shù)+（盤(pán)右讀數(shù)±180°）]/2注意：零方向觀測(cè)兩次，應(yīng)將平均值再取平均。（4）歸零方向值：將各方向平均值分別減去零方向平均值，即得各方向歸零方向值。（5）各測(cè)回歸零方向值的平均值：同一方向值各測(cè)回間互差，對(duì)J2≤12"；對(duì)J6≤24"。方向觀測(cè)法可小結(jié)如下：

§3.4豎直角測(cè)量

一、豎直度盤(pán)(verticalcircle)的構(gòu)造1、豎直度盤(pán)的構(gòu)造包括:(1)豎盤(pán)(verticalcircle)(2)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管(verticalindexbubbletube)(3)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。其中，豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管和豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，可采用豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器(verticalindexcompensator)來(lái)替代。2、指標(biāo)線固定不動(dòng)，而整個(gè)豎盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。3、豎盤(pán)的注記形式有順時(shí)針與逆時(shí)針兩種。二、豎直角(verticalangle)的計(jì)算公式1、順時(shí)針注記形式故有：α左=90°-L，α右=R-270°一測(cè)回豎直角α=（α左+α右）/22、逆時(shí)針注記形式有：α左=L-90°，α右=270°-R一測(cè)回的豎直角為：α=（α左+α右）/2三、豎盤(pán)指標(biāo)差(indexerrorofverticalcircle)1、定義由于指標(biāo)線偏移，當(dāng)視線水平時(shí)，豎盤(pán)讀數(shù)不是恰好等于90°或270°上，而是與90°或270°相差一個(gè)x角，稱(chēng)為豎盤(pán)指標(biāo)差。當(dāng)偏移方向與豎盤(pán)注記增加方向一致時(shí)，x為正，反之為負(fù)。2、計(jì)算公式（1）指標(biāo)差：x=（L+R-360°）/2對(duì)于順時(shí)針注記的：正確的豎直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x（2）結(jié)論：取盤(pán)左盤(pán)右的平均值，可消除指標(biāo)差的影響。四、豎直角的觀測(cè)及記錄（格式見(jiàn)表）一般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動(dòng)范圍，J6≤25"、J2≤15"。測(cè)站目標(biāo)盤(pán)位豎盤(pán)讀數(shù)°′″半測(cè)回豎直角°′″指標(biāo)差（"）一個(gè)測(cè)回豎直角°′″備注OM左764512131448-6131442豎直度盤(pán)是順時(shí)針注記的。右2831436131436N左1220336-32033612-320324右2375648-320312

§3.5光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正如圖所示，經(jīng)緯儀的主要軸線:1、豎軸VV(verticalaxis)2、水準(zhǔn)管軸LL(bubbletubeaxis)3、橫軸HH(horizontalaxis)4、視準(zhǔn)軸CC(collimationaxis)5、圓水準(zhǔn)器軸L'L'(circlebubbleaxis)一、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件1、VV⊥LL——照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校。2、HH⊥十字絲豎絲——十字絲豎絲的檢校3、HH⊥CC——視準(zhǔn)軸的檢校4、HH⊥VV——橫軸的檢校5、豎盤(pán)指標(biāo)差應(yīng)為零——指標(biāo)差的檢校6、光學(xué)垂線與VV重合——光學(xué)對(duì)中器的檢校7、圓水準(zhǔn)軸L'L'∥VV——圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正(次要)二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校（1）檢驗(yàn)：用任意兩腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中，然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡偏離1格，則需校正。（2）校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)一半后，再撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。此時(shí)若圓水準(zhǔn)器氣泡不居中，則撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器校正螺絲。2、十字絲豎絲的檢校（1）檢驗(yàn)：用十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一目標(biāo)點(diǎn)，再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，看目標(biāo)點(diǎn)是否始終在豎絲上移動(dòng)。（2）校正：微松十字絲的四個(gè)壓環(huán)螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲環(huán)，使目標(biāo)點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng)。3、視準(zhǔn)軸的檢校（1）檢驗(yàn)：如圖，在平坦地面上選擇一直線AB，約60m～100m，在AB中點(diǎn)O架儀，并在B點(diǎn)垂直橫置一小尺。盤(pán)左瞄準(zhǔn)A，倒鏡在B點(diǎn)小尺上讀取B1；再用盤(pán)右瞄準(zhǔn)A，倒鏡在B點(diǎn)小尺上讀取B2。

J6：2c>60"；J2：2c>30"時(shí)，則需校正。（2）校正：撥動(dòng)十字絲左右兩個(gè)校正螺絲，使十字絲交點(diǎn)由B2點(diǎn)移至BB2中點(diǎn)B3。4、橫軸的檢驗(yàn)與校正（1）檢驗(yàn)：如圖，在20—30m處的墻上選一仰角大于30°的目標(biāo)點(diǎn)P，先用盤(pán)左瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上定出P1點(diǎn)；再用盤(pán)右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上定出P2點(diǎn)。對(duì)J6經(jīng)緯儀：i>20"時(shí)，則需校正。（2）校正：用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P1P2的中點(diǎn)M，抬高望遠(yuǎn)鏡，并打開(kāi)橫軸一端的護(hù)蓋，調(diào)整支承橫軸的偏心軸環(huán)，抬高或降低橫軸一端，直至交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P點(diǎn)。此項(xiàng)校正一般由儀器檢修人員進(jìn)行。5、指標(biāo)差的檢校（1）檢驗(yàn)：用盤(pán)左、盤(pán)右先后瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)差x=(L+R-360°)/2。對(duì)J6經(jīng)緯儀：x>1′；J2經(jīng)緯儀：x>30"時(shí)，要進(jìn)行校正。（2）校正：用指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使中絲對(duì)準(zhǔn)（R-x）位置，再有撥針使指標(biāo)氣泡居中。6、光學(xué)對(duì)中器的檢校（1）檢驗(yàn)：精密安置儀器后，將刻劃中心在地面上投下一點(diǎn)，再旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，每隔120°投下一點(diǎn)，若三點(diǎn)不重合，則需校正。（2）校正：用撥針使刻劃中心向三點(diǎn)的外接圓心移動(dòng)一半。7、圓水準(zhǔn)器的檢校(次要)（1）檢驗(yàn)：精平（水準(zhǔn)管氣泡居中）后，若圓水準(zhǔn)氣泡不居中，則需校正。（2）校正：用圓水準(zhǔn)氣泡校正螺絲使其居中。

§3.6水平角觀測(cè)的誤差分析一、儀器構(gòu)造誤差

（一）視準(zhǔn)軸誤差的影響，盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)的平均值可抵消該誤差。（二）橫軸不水平誤差的影響，盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)的平均值可抵消該誤差。（三）縱軸誤差的影響(1)縱軸誤差的影響不僅隨觀測(cè)目標(biāo)的垂直角的增大而增大，而且與橫軸所處的方向有關(guān)；(2)盤(pán)左盤(pán)右取平均不能消除該項(xiàng)誤差。（四）照準(zhǔn)部偏心差的影響在度盤(pán)對(duì)徑方向上讀取讀數(shù)而取平均值的方法及盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的平均值都可消除該項(xiàng)誤差的影響。（五）其他儀器誤差的影響度盤(pán)刻劃不均勻誤差，豎盤(pán)指標(biāo)差。二、與觀測(cè)者有關(guān)的誤差（1）儀器對(duì)中誤差（2）目標(biāo)偏心誤差（3）照準(zhǔn)誤差（4）讀數(shù)誤差

三、與外界條件有關(guān)的誤差（1）溫度的變化（2）大風(fēng)的影響（3）大氣折光（4）大氣透明度（5）地面穩(wěn)定性四、角度測(cè)量的注意事項(xiàng)：

1、觀測(cè)前應(yīng)檢校儀器。2、安置儀器要穩(wěn)定，應(yīng)仔細(xì)對(duì)中和整平。一測(cè)回內(nèi)不得再對(duì)中整平。3、目標(biāo)應(yīng)豎直，盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)低部。4、嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作規(guī)定和限差要求。5、當(dāng)對(duì)一水平角進(jìn)行m個(gè)測(cè)回觀測(cè)，各測(cè)回應(yīng)配度盤(pán)，每測(cè)回觀測(cè)度盤(pán)起始讀數(shù)變動(dòng)值為180/m6、觀測(cè)時(shí)盡量用十字絲中間部分。水平角用豎絲，豎直角用橫絲。7、讀數(shù)應(yīng)果斷、準(zhǔn)確。特別應(yīng)注意估讀數(shù)。當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，如有錯(cuò)誤或超限，應(yīng)立即重測(cè)。8、選擇有利的觀測(cè)時(shí)間和避開(kāi)不利的外界條件。

§3.7電子經(jīng)緯儀60年代以來(lái)，隨著近代光學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展，使角度測(cè)量向自動(dòng)化記錄方向改進(jìn)有了技術(shù)基礎(chǔ)，從而出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀等自動(dòng)化測(cè)角儀器。電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外現(xiàn)上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類(lèi)似，主要不同點(diǎn)在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)和液晶顯示。電子測(cè)角雖然仍舊是采用度盤(pán)來(lái)進(jìn)行，但不是按度盤(pán)上的刻劃，用光學(xué)續(xù)數(shù)法讀取角度值，而是以度盤(pán)上取得電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成角度值。電子測(cè)角的度盤(pán)主要有編碼度盤(pán)、光柵度盤(pán)和動(dòng)態(tài)測(cè)角度盤(pán)三種形式。因此，電子測(cè)角也就有編碼度盤(pán)測(cè)角，光柵度盤(pán)測(cè)角和編碼度盤(pán)結(jié)合測(cè)角，以及動(dòng)態(tài)測(cè)角等四種形式。如瑞士克恩(ＫＥＲＮ)廠的Ｅ1型和Ｅ2型電子經(jīng)緯儀采用光柵度盤(pán)，德國(guó)ＯＰＴＯＮＪ于1978年生產(chǎn)的Ｅｌｔａ-2型電子速測(cè)儀，采用的是編碼度盤(pán)，而現(xiàn)在主流速測(cè)儀的測(cè)角系統(tǒng)大多用的是動(dòng)態(tài)測(cè)角系統(tǒng)，測(cè)角精度可達(dá)0.5″。從90年代起，國(guó)內(nèi)廠家如北京光學(xué)儀器廠、南方測(cè)繪儀器公司生產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀測(cè)角精度均在在5″左右。以下是北京和蘇州生產(chǎn)的兩款電子經(jīng)緯儀。第四章距離測(cè)量(distancemeasure)與直線定向(lineorientation)內(nèi)容：理解距離的概念、了解距離測(cè)量的儀器和工具，掌握鋼尺普通量距、精密量距的實(shí)施及成果三項(xiàng)改正、精度評(píng)定方法；掌握電磁波測(cè)距的基本原理和使用；掌握直線定位、方位角的概念及方位角的計(jì)算；了解磁偏角和子午線收斂角的含義及用羅盤(pán)儀測(cè)定磁方位角的方法。重點(diǎn)：鋼尺量距、電磁波測(cè)距的方法；方位角的概念及計(jì)算方法。難點(diǎn)：精密量距的三項(xiàng)改正；磁偏角和子午線收斂角的含義。

距離測(cè)量的方法,主要有以下幾種：電磁波測(cè)距EDM(electro-magneticdistancemeasuring)鋼尺量距(steeltapemeasuring)視距法測(cè)距(stadiameasurement)§4.1鋼尺量距(steeltapemeasuring)一、量距工具有：鋼尺(steeltape)、標(biāo)桿(measuringbar)、垂球(plumbbob)、測(cè)釬(measuringrod)、溫度計(jì)(thermometer)、彈簧秤(springbalance)。二、鋼尺量距鋼尺量距最基本的要求——平、準(zhǔn)、直按精度分：一般量距和精密量距（一）一般量距步驟1、定線(linealignment)。按精度分：目估法和經(jīng)緯儀法。2、丈量。（1）喊“預(yù)備”、“好”前后尺手同時(shí)讀數(shù)。（2）在山區(qū)丈量時(shí)，可采用平量法、斜量法。目估法直線定線圖平量法示意圖斜量法示意圖3、內(nèi)業(yè)成果整理。丈量精度用“相對(duì)誤差”來(lái)衡量：要求：一般量距≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山區(qū)）。（二）精密量距步驟（*）1、經(jīng)緯儀定線。在樁頂畫(huà)出十字線。2、精密丈量。（1）前尺手零端用標(biāo)準(zhǔn)拉力拉緊鋼尺。（2）前讀尺員發(fā)“預(yù)備”，后讀尺員發(fā)“好”；此時(shí)前后尺手同時(shí)讀數(shù)。（3）移動(dòng)后尺整厘米刻劃，按上述方法再測(cè)二次，三次較差不超限時(shí)（一般不得超過(guò)2—3mm），取平均值作為尺段結(jié)果。每測(cè)完一尺段，用溫度計(jì)讀取一次溫度。（4）要進(jìn)行往返測(cè)量。精密丈量示意圖3、測(cè)量各樁頂間高差。4、內(nèi)業(yè)成果整理某鋼尺的尺長(zhǎng)方程式：——鋼尺在t溫度時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度；——鋼尺的名義長(zhǎng)度——檢定時(shí)，鋼尺實(shí)際長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差；——鋼尺的膨脹系數(shù)——鋼尺使用時(shí)的溫度；——鋼尺檢定時(shí)的溫度。斜距的各項(xiàng)改正：（1）尺長(zhǎng)改正（2）溫度改正（3）傾斜改正故斜距經(jīng)改正后為：[例題]：某鋼尺的尺長(zhǎng)方程式為lt=30+0.0025+1.2×10-5×30×（t-20）。該鋼尺一尺段量得AB兩點(diǎn)間的距離為29.8755m，丈量時(shí)的溫度為26.5度，AB的兩點(diǎn)間高差為-0.115m。求AB兩點(diǎn)間的水平距離。

解：DAB=29.8755+(0.0025/30)×29.8755+1.2×10-5×29.8755×（26.5-20）+[-(-0.115)2]/(2×29.8755)=29.8801m

§4.2電磁波測(cè)距（EDM）簡(jiǎn)介

一、電磁波測(cè)距（electro-magneticdistancemeasuring）的基本原理如圖所示，電磁波測(cè)距是通過(guò)測(cè)定光波在兩點(diǎn)間傳播的時(shí)間計(jì)算距離的方法。有：D=ct/2式中：c為空氣中的光速；t為光波在兩點(diǎn)間往返的時(shí)間。二、分類(lèi)1、按測(cè)程分：短程、中程、遠(yuǎn)程。2、按傳播時(shí)間t的測(cè)定方法分：脈沖法測(cè)距、相位法測(cè)距。3、按測(cè)距儀所使用的光源分：普通光源、紅外光源、激光光源。4、按測(cè)距精度分：Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)。注：測(cè)距誤差及標(biāo)稱(chēng)精度測(cè)距儀測(cè)距誤差可表示為：式中，A——固定誤差；B——比例誤差系數(shù)。如：某測(cè)距儀出廠時(shí)的標(biāo)稱(chēng)精度：±（5＋5×10-6D）mm，簡(jiǎn)稱(chēng)“5+5”三、使用1、一般安裝在經(jīng)緯儀上使用。見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)。2、常數(shù)預(yù)置3、設(shè)置棱鏡常數(shù)。一般原配棱鏡為零，國(guó)產(chǎn)多為-30mm。（具體見(jiàn)說(shuō)明書(shū)）4、置乘常數(shù)。輸入氣溫、氣壓或用有關(guān)公式計(jì)算出值。5、傾斜改正。有：,由測(cè)距儀自動(dòng)改正。

§4.3直線定向及方位角測(cè)量直線定向（lineorientation）的定義：確定地面直線與標(biāo)準(zhǔn)方向間的水平夾角。一、標(biāo)準(zhǔn)方向（基本方向）分類(lèi)1、真子午線方向（turemeridiandirection）——地面上任一點(diǎn)在其真子午線處的切線方向。2、磁子午線方向（magneticmeridiandirection）——地面上任一點(diǎn)在其磁子午線處的切線方向。3、軸子午線(坐標(biāo)縱軸)方向(ordinatesaxisdirection)——地面上任一點(diǎn)與其高斯平面直角坐標(biāo)系或假定坐標(biāo)系的坐標(biāo)縱軸平行的方向。磁偏角(magneticdeclination)δ——地面上同一點(diǎn)的真、磁子午線方向不重合，其夾角稱(chēng)為磁偏角δ。磁子午線方向在真子午線方向東側(cè)，稱(chēng)為東偏，δ為正。反之稱(chēng)為西偏，δ為負(fù)。子午線收斂角(mappingangle)γ——當(dāng)軸子午線方向在真子午線方向以東，稱(chēng)為東偏，γ為正。反之稱(chēng)為西偏，γ為負(fù)。可見(jiàn)在中央子午線上，真子午線與軸子午線重合，其他地區(qū)不重合，兩者的夾角即為γ。

二、方位角（azimuth）1、定義：由子午線北端順時(shí)針?lè)较蛄康綔y(cè)線上的夾角，稱(chēng)為該直線的方位角。其范圍為0°～360°。有：真方位角A(turemeridianazimuth)、磁方位角（magneticmeridianazimuth）、坐標(biāo)方位角(gridbearing)2、分類(lèi)及關(guān)系：（1）真方位角Ａ＝磁方位角Ａ-m＋磁偏角δ＝坐標(biāo)方位角α＋子午線收斂角γ（2）磁方位角Am若PN為磁子午線方向，則各角分別為相應(yīng)直線的磁方位角。磁方位角用Am表示。（3）坐標(biāo)方位角α若PN為坐標(biāo)縱軸方向，則各角分別為相應(yīng)直線的坐標(biāo)方位角，用α表示之。同一直線正反坐標(biāo)方位角相差180°正反方位角關(guān)系圖如圖所示，直線AB的點(diǎn)A是起點(diǎn)，點(diǎn)B是終點(diǎn)；通過(guò)起點(diǎn)A的坐標(biāo)縱軸方向與直線AB所夾的坐標(biāo)方位角αAB，稱(chēng)為直線AB的正坐標(biāo)方位角；通過(guò)終點(diǎn)B的坐標(biāo)縱軸方向與直線AB所夾的坐標(biāo)方位角αBA，稱(chēng)為直線AB的反坐標(biāo)方位角(又稱(chēng)為直線BA的正坐標(biāo)方位角)。正、反坐標(biāo)方位角相差180°，即:αAB=αBA±180°

[例題]已知αCD=78°20′24″，αJK=326°12′30″。求αDC，αKJ；解：αDC=258°20′24″αKJ=146°12′30″3、幾種方位角之間的關(guān)系（1）真方位角與磁方位角之間的關(guān)系

過(guò)地面上某點(diǎn)的真子午線方向與磁子午線方向常不重合，兩者之間的夾角稱(chēng)為磁偏角，如圖中的δ。磁針北端偏于真子午線以東稱(chēng)東偏，δ為正，偏于真子午線以西稱(chēng)西偏，δ為負(fù)。真方位角與磁方位角之間的關(guān)系圖（2）直線的真方位角與磁方位角之間可用下式進(jìn)行換算：A=Am+δ式中的δ值，東偏取正值，西偏取負(fù)值。我國(guó)磁偏角的變化大約在-10°到+6°之間。（二）真方位角與坐標(biāo)方位角之間的關(guān)系地面點(diǎn)M、N兩點(diǎn)的真子午線方向與中央子午線之間的夾角，稱(chēng)為子午線收斂角，用γ表示。γ角有正有負(fù)。在中央子午線以東地區(qū)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸偏在真子午線的東邊，γ為正值；在中央子午線以西地區(qū)，γ為負(fù)值。（1）真方位角A與坐標(biāo)方位角α之間的關(guān)系：A12=α12+γ（2）坐標(biāo)方位角與磁方位角的關(guān)系：若已知某點(diǎn)的磁偏差δ與子午線收斂角γ，則坐標(biāo)方位角α與磁方位角Am之間的換算式為：α=Am+δ–γ三、方位角測(cè)量真方位角——可用天文觀測(cè)方法或用陀螺經(jīng)緯儀(gyrotheodolite)來(lái)測(cè)定。磁方位角——可用羅盤(pán)儀（compass）來(lái)測(cè)定。不宜作精密定向。坐標(biāo)方位角——由2個(gè)已知點(diǎn)坐標(biāo)經(jīng)“坐標(biāo)反算”求得。第五章測(cè)量誤差的基本知識(shí)內(nèi)容：了解測(cè)量誤差來(lái)源及產(chǎn)生的原因；掌握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特點(diǎn)及其處理方法；理解精度評(píng)定的指標(biāo)（中誤差、相對(duì)誤差、容許誤差）的概念；了解誤差傳播定律的應(yīng)用。重點(diǎn)：系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特點(diǎn)及其處理方法。難點(diǎn)：中誤差、相對(duì)誤差、容許誤差的概念；誤差傳播定律的應(yīng)用?！?.1測(cè)量誤差的概念測(cè)量誤差按其對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的性質(zhì)，可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。一、系統(tǒng)誤差(systemerror)1、定義：在相同觀測(cè)條件下，對(duì)某量進(jìn)行一系列觀測(cè)，如誤差出現(xiàn)符號(hào)和大小均相同或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱(chēng)為系統(tǒng)誤差。2、特點(diǎn)：具有積累性，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響大，但可通過(guò)一般的改正或用一定的觀測(cè)方法加以消除。二、偶然誤差(accidenterror)1、定義：在相同觀測(cè)條件下，對(duì)某量進(jìn)行一系列觀測(cè)，如誤差出現(xiàn)符號(hào)和大小均不一定，這種誤差稱(chēng)為偶然誤差。但具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。2、特點(diǎn)：（1）具有一定的范圍。（2）絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)概率大。（3）絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同。（4）數(shù)學(xué)期限望等于零。即：誤差概率分布曲線呈正態(tài)分布，偶然誤差要通過(guò)的一定的數(shù)學(xué)方法（測(cè)量平差）來(lái)處理。此外，在測(cè)量工作中還要注意避免粗差(grosserror)（即：錯(cuò)誤）的出現(xiàn)。

偶然誤差分布頻率直方圖

§5.2衡量精度的指標(biāo)測(cè)量上常見(jiàn)的精度指標(biāo)有：中誤差、相對(duì)誤差、極限誤差。一、中誤差方差：——某量的真誤差，[]——求和符號(hào)。規(guī)律：標(biāo)準(zhǔn)差估值（中誤差m）絕對(duì)值愈小，觀測(cè)精度愈高。在測(cè)量中，n為有限值，計(jì)算中誤差m的方法，有：1、用真誤差（trueerror）來(lái)確定中誤差——適用于觀測(cè)量真值已知時(shí)。真誤差Δ——觀測(cè)值與其真值之差，有：標(biāo)準(zhǔn)差中誤差（標(biāo)準(zhǔn)差估值），n為觀測(cè)值個(gè)數(shù)。[例題]：對(duì)10個(gè)三角形的內(nèi)角進(jìn)行了觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)值中的偶然誤差（三角形的角度閉合差，即真誤差），計(jì)算其中誤差。序號(hào)三內(nèi)角和的觀測(cè)值觀測(cè)值L真誤差△△平方1180°00′03″－3″92180°00′02″－2″43179°59′58″＋2″44179°59′56″＋4″165180°00′00″－1″16180°00′04″0″07180°00′03″－4″168179°59′57″＋3″99179°59′58″＋2″410180°00′03″－3″9∑

2472中誤差2、用改正數(shù)來(lái)確定中誤差（白塞爾公式）——適用于觀測(cè)量真值未知時(shí)。V——最或是值與觀測(cè)值之差。一般為算術(shù)平均值與觀測(cè)值之差，即有：

二、相對(duì)誤差1、相對(duì)中誤差=2、往返測(cè)較差率K=三、極限誤差（容許誤差）常以?xún)杀痘蛉吨姓`差作為偶然誤差的容許值。即：?！?.3誤差傳播定律及其應(yīng)用誤差傳播定律設(shè)、…為相互獨(dú)立的直接觀測(cè)量，有函數(shù)，則有：[例題]：在水準(zhǔn)測(cè)量中，讀數(shù)a與b的誤差分別為ma=±3mm與mb=±4mm，則高差h的中誤差mh等于多少？解：高差計(jì)算公式為：h=a-b由函數(shù)形式可知其屬于和差函數(shù)，則根據(jù)誤差傳播定律可知：m=±[例題]:電磁波測(cè)距三角高程公式：h=Dtgα+i-v，已知：D=192.263m±0.006m，α=8°9′16″±10″，i=1.515m±0.002m，v=1.627m±0.002m，求h值及其中誤差mh。解：高差h=Dtgα+i-v=27.437m，對(duì)此式各項(xiàng)求偏導(dǎo)，其系數(shù)有：f1=0.1433,f2=0.9513,f3=+1,f4=-1,應(yīng)用誤差傳播公式，有：故：mh=±7mm最后結(jié)果寫(xiě)為：h=27.437±0.007m第六章小區(qū)域控制測(cè)量?jī)?nèi)容：了解控制測(cè)量的基本概念、作用、布網(wǎng)原則和基本要求；掌握導(dǎo)線的概念、布設(shè)形式和等級(jí)技術(shù)要求；掌握導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)操作（踏勘選點(diǎn)、測(cè)角、量邊）和內(nèi)業(yè)計(jì)算方法（閉合、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算）；理解高程控制測(cè)量概念，掌握三、四等水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量的方法和要求。重點(diǎn)：閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算；三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法。難點(diǎn)：閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法。

§6.1概述一、控制測(cè)量(controlsurvey)1、目的與作用（1）為測(cè)圖或工程建設(shè)的測(cè)區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)(horizontalcontrolnetwork)和高程控制網(wǎng)(verticalcontrolnetwork)。（2）控制誤差的積累。（3）作為進(jìn)行各種細(xì)部測(cè)量的基準(zhǔn)。2、有關(guān)名詞（1）小地區(qū)（小區(qū)域）(region)：不必考慮地球曲率對(duì)水平角和水平距離影響的范圍。（2）控制點(diǎn)(controlpoint)：具有精確可靠平面坐標(biāo)或高程的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。（3）控制網(wǎng)(controlnetwork)：由控制點(diǎn)分布和測(cè)量方法決定所組成的圖形。（4）控制測(cè)量(controlsurvey)：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測(cè)量工作。3、控制測(cè)量分類(lèi)（1）按內(nèi)容分：平面控制測(cè)量、高程控制測(cè)量（2）按精度分：一等、二等、三等、四等；一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)（3）按方法分：天文測(cè)量、常規(guī)測(cè)量(三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量)、衛(wèi)星定位測(cè)量（4）按區(qū)域分：國(guó)家控制測(cè)量、城市控制測(cè)量、小區(qū)域工程控制測(cè)量二、國(guó)家控制網(wǎng)平面：國(guó)家平面控制網(wǎng)由一、二、三、四等三角網(wǎng)(triangulationnetwork)組成。高程：國(guó)家高程控制網(wǎng)是由一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)(levelingnetwork)組成。特點(diǎn)：高級(jí)點(diǎn)逐級(jí)控制低級(jí)點(diǎn)。國(guó)家一、二等三角網(wǎng)圖廣東省一、二等水準(zhǔn)路線圖三、小區(qū)域（15km2以?xún)?nèi)）控制測(cè)量平面：國(guó)家或城市控制點(diǎn)——首級(jí)控制——圖根控制。高程：國(guó)家或城市水準(zhǔn)點(diǎn)——三、四等水準(zhǔn)——圖根點(diǎn)高程。

§6.2導(dǎo)線測(cè)量一、導(dǎo)線的定義1、定義：將測(cè)區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)（導(dǎo)線點(diǎn)）(traversepoint)連成直線而構(gòu)成的折線圖形。2、適用范圍較廣：主要用于帶狀地區(qū)(如：公路、鐵路和水利)、隱蔽地區(qū)、城建區(qū)、地下工程等控制點(diǎn)的測(cè)量。二、導(dǎo)線布設(shè)形式根據(jù)測(cè)區(qū)情況和要求，可分為以下三種：1、閉合導(dǎo)線(closedtraverse)多用于面積較寬闊的獨(dú)立地區(qū)。2、附合導(dǎo)線(connectingtraverse)多用于帶狀地區(qū)及公路、鐵路、水利等工程的勘測(cè)與施工。3、支導(dǎo)線(opentraverse)支導(dǎo)線的點(diǎn)數(shù)不宜超過(guò)2個(gè)，一般僅作補(bǔ)點(diǎn)使用。此外，還有導(dǎo)線網(wǎng)，其多用于測(cè)區(qū)情況較復(fù)雜地區(qū)。導(dǎo)線的布設(shè)形式圖三、導(dǎo)線的外業(yè)1、踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志2、測(cè)水平角——轉(zhuǎn)折角(左角、右角)、連接角3、量水平邊長(zhǎng)四、導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算（一）幾個(gè)基本公式1、坐標(biāo)方位角(gridbearing)的推算或注意：若計(jì)算出的>360°，則減去360°；若為負(fù)值，則加上360°。2、坐標(biāo)正算公式由A、B兩點(diǎn)邊長(zhǎng)DAB和坐標(biāo)方位角αAB計(jì)算坐標(biāo)增量。見(jiàn)圖有：其中：ΔXAB=XB-XA；ΔYAB=YB-YA3、坐標(biāo)反算公式由A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)計(jì)算αAB、DAB的具體計(jì)算方法如下：（1）計(jì)算、（2）計(jì)算（3）根據(jù)、的正負(fù)號(hào)來(lái)判斷所在的象限。a)則為一象限。=b)則為二象限。=180°-c)則為三象限。=180°+d)則為四象限。=360°-e)則=90°f)則=270°（二）導(dǎo)線計(jì)算過(guò)程推算各邊坐標(biāo)方位角——計(jì)算各邊坐標(biāo)增量——推算各點(diǎn)坐標(biāo)。（三）閉合導(dǎo)線平差計(jì)算步驟1、繪制計(jì)算草圖。在圖上填寫(xiě)已知數(shù)據(jù)和觀測(cè)數(shù)據(jù)。2、角度閉合差(angleclosingerror)的計(jì)算與調(diào)整（1）

計(jì)算閉合差：（2）計(jì)算限差：（圖根級(jí)）（3）若在限差內(nèi)，則按平均分配原則，計(jì)算改正數(shù)：（4）計(jì)算改正后新的角值：3、按新的角值，推算各邊坐標(biāo)方位角。4、按坐標(biāo)正算公式，計(jì)算各邊坐標(biāo)增量。5、坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整（1）計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差。有：導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差(totallengthclosingerroroftraverse)：導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差(relativelengthclosingerroroftraverse):（2）分配坐標(biāo)增量閉合差(closingerrorincoordinationincrement)。若K<1/2000（圖根級(jí)），則將、以相反符號(hào)，按邊長(zhǎng)成正比分配到各坐標(biāo)增量上去。并計(jì)算改正后的坐標(biāo)增量。6、坐標(biāo)計(jì)算根據(jù)起始點(diǎn)的已知坐標(biāo)和經(jīng)改正的新的坐標(biāo)增量，來(lái)依次計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。[例題]如圖所示閉合導(dǎo)線，試計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。

計(jì)算表格見(jiàn)下圖：（四）附合導(dǎo)線平差計(jì)算說(shuō)明：與閉合導(dǎo)線基本相同，以下是兩者的不同點(diǎn)：1、角度閉合差的分配與調(diào)整?方法一：（1）計(jì)算方位角閉合差：（2）滿足精度要求，若觀測(cè)角為左角，則將fα反符號(hào)平均分配到各觀測(cè)角上；若觀測(cè)角為右角，則將fα同符號(hào)平均分配到各觀測(cè)角上。?方法二：（1）計(jì)算角度閉合差，其中，的計(jì)算公式如下：左角：右角：（2）滿足精度要求，將fβ反符號(hào)平均分配到各觀測(cè)角上。2、坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算

§6.3小區(qū)域高程控制測(cè)量一、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量(levelingsurveying)（一）適用：平坦地區(qū)的高程控制測(cè)量。（二）精度要求和技術(shù)要求：（三）作業(yè)方法1、每站觀測(cè)程序（1）順序——“后前前后”（黑黑紅紅）；一般一對(duì)尺子交替使用。（2）讀數(shù)——黑面按“三絲法”（上、中、下絲）讀數(shù)，紅面僅讀中絲。每站觀測(cè)程序圖2、計(jì)算與記錄格式（1）視距=100×|上絲-下絲|（2）前后視距差di=后視距-前視距（3）視距差累積值∑di=前站的視距差累積值∑di-1+本站的前后視距差di（4）黑紅面讀數(shù)差=黑面讀數(shù)+K-紅面讀數(shù)。（K=4787mm或4687mm）（5）黑面高差h黑=黑面后視中絲-黑面前視中絲（6）紅面高差h紅=紅面后視中絲-紅面前視中絲（7）黑紅面高差之差=h黑-（h紅±0.100m）（8）高差中數(shù)（平均高差）=[h黑+（h紅±0.100m）]/2（9）水準(zhǔn)路線總長(zhǎng)L=∑后視距+∑前視距四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表，見(jiàn)下圖。二、三角高程測(cè)量(trigonometricleveling)（一）適用于：地形起伏大的地區(qū)進(jìn)行高程控制。實(shí)踐證明，電磁波三角高程的精度可以達(dá)到四等水準(zhǔn)的要求。（二）原理有：=注意：當(dāng)兩點(diǎn)距離較大（大于300m）時(shí)，要加球氣差改正或進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)。1、加球氣差改正數(shù)：說(shuō)明：球差正，氣差負(fù)，R——6371km。即：2、可采用對(duì)向觀測(cè)后取平均的方法，抵消球氣差的影響。（三）觀測(cè)與計(jì)算三角高程測(cè)量，要進(jìn)行測(cè)豎直角、量?jī)x器高、量覘標(biāo)高（棱鏡高）幾項(xiàng)工作。其技術(shù)要求，見(jiàn)各種規(guī)范，其記錄計(jì)算表如下。第七章全站儀的使用內(nèi)容：了解全站儀的分類(lèi)、等級(jí)、主要技術(shù)指標(biāo)；掌握全站儀的基本操作，測(cè)角、測(cè)邊、測(cè)三維坐標(biāo)和三維坐標(biāo)放樣的原理和操作方法；了解全站儀的對(duì)邊測(cè)量、懸高測(cè)量、面積測(cè)量等方法。重點(diǎn)：全站儀的基本操作，測(cè)角、測(cè)邊、測(cè)三維坐標(biāo)和三維坐標(biāo)放樣的原理和操作方法。難點(diǎn)：全站儀測(cè)三維坐標(biāo)和三維坐標(biāo)放樣的原理和操作方法。教學(xué)方法：采取演示法教學(xué)。講解拓普康全站儀使用，在課堂上每講一項(xiàng)功能后，利用多媒體課室的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)演示一次，并將操作過(guò)程通過(guò)投影儀投影到屏幕上，起到直觀、形象的效果，使學(xué)生能迅速掌握全站儀的使用。

§7.1全站儀（totalstation）的功能介紹

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，由光電測(cè)距儀，電子經(jīng)緯儀，微處理儀及數(shù)據(jù)記錄裝置融為一體的電子速測(cè)儀（簡(jiǎn)稱(chēng)全站儀）正日臻成熟，逐步普及。這標(biāo)志著測(cè)繪儀器的研究水平制造技術(shù)、科技含量、適用性程度等，都達(dá)到了一個(gè)新的階段。全站儀是指能自動(dòng)地測(cè)量角度和距離，并能按一定程序和格式將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器。全站儀自動(dòng)化程度高，功能多，精度好，通過(guò)配置適當(dāng)?shù)慕涌?，可使野外采集的測(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或進(jìn)入自動(dòng)化繪圖系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的方法相比，省去了大量的中間人工操作環(huán)節(jié)，使勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，同時(shí)也避免了人工操作，記錄等過(guò)程中差錯(cuò)率較高的缺陷。全站儀的廠家很多，主要的廠家及相應(yīng)生產(chǎn)的全站儀系列有：瑞士徠卡公司生產(chǎn)的TC系列全站儀；日本TOPCN（拓普康）公司生產(chǎn)的GTS系列；索佳公司生產(chǎn)的SET系列；賓得公司生產(chǎn)的PCS系列；尼康公司生產(chǎn)的DMT系列及瑞典捷創(chuàng)力公司生產(chǎn)的GDM系列全站儀。我國(guó)南方測(cè)繪儀器公司90年代生產(chǎn)的NTS系列全站儀填補(bǔ)了我國(guó)的空白，正以嶄新的面貌走向國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)。全站儀的工作特點(diǎn)：1、能同時(shí)測(cè)角、測(cè)距并自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)；2、設(shè)有各種野外應(yīng)用程序，能在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)得到歸算結(jié)果；3、能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流；一、TOPCON全站儀構(gòu)造簡(jiǎn)介圖1為賓得全站儀PTS-V2，圖2為尼康C-100全站儀，圖3為智能全站儀GTS-710，圖4為蔡司EltaR系列工程全站儀，圖5為徠卡TPS1100系列智能全站儀。二、全站儀的功能介紹1、角度測(cè)量（angleobservation）（1）功能：可進(jìn)行水平角、豎直角的測(cè)量。（2）方法：與經(jīng)緯儀相同，若要測(cè)出水平角∠AOB，則：1）當(dāng)精度要求不高時(shí)：瞄準(zhǔn)A點(diǎn)——置零（0SET）——瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，記下水平度盤(pán)HR的大小。2）當(dāng)精度要求高時(shí)：——可用測(cè)回法（methodofobservationset）。操作步驟同用經(jīng)緯儀操作一樣，只是配置度盤(pán)時(shí)，按“置盤(pán)”（HSET）。2、距離測(cè)量（distancemeasurement）PSM、PPM的設(shè)置——測(cè)距、測(cè)坐標(biāo)、放樣前。1）棱鏡常數(shù)（PSM）的設(shè)置。一般：PRISM=0（原配棱鏡），-30mm（國(guó)產(chǎn)棱鏡）2）大氣改正數(shù)（PPM）（乘常數(shù)）的設(shè)置。輸入測(cè)量時(shí)的氣溫（TEMP）、氣壓（PRESS），或經(jīng)計(jì)算后，輸入PPM的值。（1）功能：可測(cè)量平距HD、高差VD和斜距SD（全站儀鏡點(diǎn)至棱鏡鏡點(diǎn)間高差及斜距）（2）方法：照準(zhǔn)棱鏡點(diǎn)，按“測(cè)量”（MEAS）。3、坐標(biāo)測(cè)量（coordinatemeasurement）（1）功能：可測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，H）。（2）測(cè)量原理若輸入：方位角，測(cè)站坐標(biāo)（，）；測(cè)得：水平角和平距。則有：方位角：坐標(biāo)：若輸入：測(cè)站S高程，測(cè)得：儀器高i，棱鏡高v，平距，豎直角，則有：高程：（3）方法：輸入測(cè)站S（X，Y，H），儀器高i，棱鏡高v——瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)B，將水平度盤(pán)讀數(shù)設(shè)置為——瞄準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡點(diǎn)T，按“測(cè)量”，即可顯示點(diǎn)T的三維坐標(biāo)。4、點(diǎn)位放樣(Layout)（1）功能：根據(jù)設(shè)計(jì)的待放樣點(diǎn)P的坐標(biāo)，在實(shí)地標(biāo)出P點(diǎn)的平面位置及填挖高度。（2）放樣原理

1）在大致位置立棱鏡，測(cè)出當(dāng)前位置的坐標(biāo)。2）將當(dāng)前坐標(biāo)與待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)相比較，得距離差值dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。3）根據(jù)顯示的dD、dHR或ΔX、ΔY，逐漸找到放樣點(diǎn)的位置。5、程序測(cè)量（programs）（1）數(shù)據(jù)采集(datacollecting)（2）坐標(biāo)放樣(layout)（3）對(duì)邊測(cè)量(MLM)、懸高測(cè)量(REM)、面積測(cè)量(AREA)、后方交會(huì)(RESECTION)等。（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理。包括數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)文件的操作（改名、刪除、查閱）。

§7.2TOPCONGTS-312全站儀使用簡(jiǎn)介一、儀器面板外觀和功能說(shuō)明面板上按鍵功能如下：——進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量模式鍵。◢——進(jìn)入距離測(cè)量模式鍵。ANG——進(jìn)入角度測(cè)量模式鍵。MENU——進(jìn)入主菜單測(cè)量模式鍵。ESC——用于中斷正在進(jìn)行的操作，退回到上一級(jí)菜單。POWER——電源開(kāi)關(guān)鍵◢◣——光標(biāo)左右移動(dòng)鍵▲▼——光標(biāo)上下移動(dòng)、翻屏鍵F1、F2、F3、F4——軟功能鍵，其功能分別對(duì)應(yīng)顯示屏上相應(yīng)位置顯示的命令。顯示屏上顯示符號(hào)的含義：V——豎盤(pán)讀數(shù)；HR——水平讀盤(pán)讀數(shù)（右向計(jì)數(shù)）；HL——水平讀盤(pán)讀數(shù)（左向計(jì)數(shù)）；HD——水平距離；VD——儀器望遠(yuǎn)鏡至棱鏡間高差；SD——斜距；*——正在測(cè)距；N——北坐標(biāo)，x；E——東坐標(biāo)，y；Z——天頂方向坐標(biāo)，高程H。二、全站儀幾種測(cè)量模式介紹1、角度測(cè)量模式功能：按ANG進(jìn)入，可進(jìn)行水平角、豎直角測(cè)量，傾斜改正開(kāi)關(guān)設(shè)置。第1頁(yè)F1OSET：設(shè)置水平讀數(shù)為：0°00ˊ00"。F2HOLD：鎖定水平讀數(shù)。F3HSET：設(shè)置任意大小的水平讀數(shù)。F4P1↓：進(jìn)入第2頁(yè)。第2頁(yè)F1TILT：設(shè)置傾斜改正開(kāi)關(guān)。F2REP：復(fù)測(cè)法。F3V%：豎直角用百分?jǐn)?shù)顯示。F4P2↓：進(jìn)入第3頁(yè)。第3頁(yè)F1H-BZ：儀器每轉(zhuǎn)動(dòng)水平角90°時(shí)，是否要蜂鳴聲。F2R/L：右向水平讀數(shù)HR/左向水平讀數(shù)HL切換，一般用HR。F3CMPS：天頂距V/豎直角CMPS的切換，一般取V。F4P3↓：進(jìn)入第1頁(yè)。2、距離測(cè)量模式功能：按◢進(jìn)入，可進(jìn)行水平角、豎直角、斜距、平距、高差測(cè)量及PSM、PPM、距離單位等設(shè)置。第1頁(yè)F1MEAS：進(jìn)行測(cè)量。F2MODE：設(shè)置測(cè)量模式，F(xiàn)ine/coarse/tragcking（精測(cè)/粗測(cè)/跟蹤）。F3S/A：設(shè)置棱鏡常數(shù)改正值（PSM）、大氣改正值（PPM）。F4P1↓：進(jìn)入第2頁(yè)。第2頁(yè)F1OFSET：偏心測(cè)量方式。F2SO：距離放樣測(cè)量方式。F3m/f/i：距離單位米/英尺/英寸的切換。F