主要內容,4.1 工程測量的測量定位方法 4.2 角度測量 4.3 距離測量 4.4 高程測量 4.5 準直測量 4.6 坐標測量 4.7 水深測量 4.8 其他測量儀器,4.1 工程測量的測量定位方法,工程測量點坐標的測定方法主要有極坐標法、交會法、導線法等。除了坐標外，方位角也是一個重要的概念。,工程測量的平面坐標系一般采用高斯-克呂格平面直角坐標系或獨立的平面直角坐標系，高程采用正常高程系統。通常用點的二維平面坐標和海拔高程來表示點的位置。在小范圍的施工和工業測量中，一般還可采用獨立的空間三維直角坐標系。,工程測量最基本的任務有二個，一是測量或測定，即確定被測對象上任意一點在某一特定坐標系中的位置，可用二維或三維坐標來描述，二是放樣或測設，即根據設計數據（如已知坐標）放樣出測設對象在現實空間中的位置。測量和放樣都是通過角度、距離、高差等觀測量來最終確定點的位置,4.2 角度測量,光學經緯儀的基本組成 經緯儀水平角觀測 經緯儀豎直角觀測 電子經緯儀 目標照準與測角自動化 全自動陀螺經緯儀,4.2 角度測量,全自動陀螺經緯儀,經緯儀與陀螺儀配合使用，成為陀螺經緯儀。利用陀螺儀尋找真北方向，因此陀螺經緯儀可以測出某一方向與真北方向的夾角，也就是該方向的地理方位角。,因陀螺經緯儀定向不需要外部基準，并不受地形、氣候、外界磁場等因素的影響，因此在礦山、隧道、地鐵等地下工程測量以及遠程武器機動發射等軍事領域得到廣泛的應用。,4.2 角度測量,全自動陀螺經緯儀,對于懸掛式的陀螺經緯儀按結構可分為兩類：一類是陀螺儀架在經緯儀之上，陀螺儀作為上架附件，不定向時可將其卸下，經緯儀可單獨使用；另一類是將陀螺儀安裝在經緯儀的下部，兩者緊密相連，經緯儀不能單獨使用。,自動化陀螺經緯儀一般由自動陀螺儀和電子經緯儀組成。陀螺經緯儀按靈敏部的結構方式，可分為懸掛式、液體漂浮式幾混合式。,4.2 角度測量,全自動陀螺經緯儀,經緯儀與陀螺儀配合使用，成為陀螺經緯儀。目前，自動化陀螺經緯儀的主要產品有德國威斯特發倫采礦聯合公司的Gyromat2000和日本索佳公司(SOKKIA)的AGP1等,4.3 距離測量,一、鋼尺量距 二、電磁波測距 脈沖式測距原理 相位式測距原理 三、雙頻激光干涉測距 四、偏距測量 在許多精密工程測量的實際工作中，往往需要測定一點至一條直線的垂直距離，我們叫它偏距。這種偏距測量工作的特點是垂直距離一般比較小，如不超過2m，絕對精度很高，一般要求達到幾十個微米。 1、用帶有探測器的尼龍絲準直系統測量偏距 2、用帶有跟蹤接收機的激光準直系統測量垂距,4.4 高程測量,一、幾何水準測量 二、液體靜力水準測量 幾何水準測量是依據水平視線來測定兩點間高差的，而水平視線靠調平水準管來實現。若直接依據靜止的水平面來測定兩點（或多點）之間的高差，則稱為液體靜力水準測量。,4.4 高程測量,三、三角高程測量,4.4 高程測量,四、傾斜測量 地面或建筑物的傾斜除了用常規的測量方法測定兩點間高差的變化之外，也可以用傾斜儀測量。目前傾斜儀的種類很多，大體可以分為“短基線”傾斜儀和“長基線”傾斜儀兩種。前者一般用垂直擺錘或水準氣泡作為參考線；后者一般根據靜力水準測量的原理做成。,4.5 準直測量,準直測量用于測定某一方向上點位的相對變化，可以是水平方向，也可以是垂直方向。準直測量方法很多，有測小角法、活動標牌法、激光準直法和引張線法等。,激光準直法根據其原理分為兩類： 利用激光方向性強的特點，進行直接測量； 利用激光單色性好的優點，進行衍射法準直。,垂直激光準直（激光鉛直儀）可用于測定高層建筑物的擺動。,機械法垂直準直有正錘或倒錘兩種，它們用于觀測建筑物的撓度和傾斜。埋設在穩固基巖上的倒錘還可以用作變形觀測的基準點。,4.6 坐標測量,一、全站儀測量 二、GPS測量 三、激光跟蹤儀 和全站儀一樣，激光跟蹤儀是一種精密三坐標測量儀器，它具有測量精度高、實時快速、動態測量、便于移動等優點。在航空航天、汽車制造、電子工業、高能粒子加速器工程的設備檢測與安裝，以及大尺寸計量等行業中，有廣泛應用。目前，國際上主要有三家儀器公司生產激光跟蹤儀，分別是瑞士徠卡公司，美國SMX公司、API公司。,4.6 坐標測量,三、激光跟蹤儀,4.6 坐標測量,三、激光跟蹤儀,4.6 坐標測量,四、激光掃描儀,4.7 水深測量,水深測量的主要儀器有回聲測深儀、多波束測深儀以及近年來發展起來的機載激光測深系統等,一、水深測量的簡單工具,測深桿（sounding rod）適用于水深小于5m且流速不大的淺水區。測深桿一般用烘直的竹桿制成，也可以用硬質塑料管、玻璃鋼管或金屬管制成。桿底裝一直徑約10cm的木圈，目的是不讓測深桿插入淤泥中而影響測深精度。桿身漆成分劃，例如把1m、3m、5m漆成白色，2m、4m、6m漆成紅色，分別用白色與紅色細線標明0.1m的位置，黑色細線標明0.5m的位置。全部分劃要從木圈底面起算。,4.7 水深測量,一、水深測量的簡單工具,測深繩（lead）可用于水深較大的情況。它一般用柔性、耐拉、伸縮性小的繩索（如多芯電纜，夾有鋼絲的棉、麻繩等）制成。下端結一34kg的測深錘。在繩上用色帶標明尺度，例如可以每1、3、7、9整米處結上白色帶（或繩），2、4、6、8整米處結上紅色帶，5m和10m處結白黑或紅黑兩種色帶。尺度一般自錘底起算。用這樣的繩測深時，可以估讀到0.1m。用測深繩可以測量小于20m的水深，它適用于流速小、船速小、底質較硬的條件下工作。,4.7 水深測量,二、回聲測深儀,回聲測深儀由換能器和控制儀兩大部分組成。在控制儀指揮下發射換能器按預定的時間間隔發生短促的電脈沖，并轉換成超聲波向水下發射。該聲波自水底反射后向上，其中一部分反射波被接收換能器接收，并轉換為電脈沖，經放大后輸入控制儀。發射脈沖與接收脈沖之時間間隔即，從而就可以求出水深了。例如，有的儀器把發射脈沖在紙或記錄器上記錄為基線，而回聲波脈沖因有延遲而與基線有一段距離，兩記錄線的間隔代表了水的深度。,4.8 其他測量儀器,手持式激光測距儀采用相位式激光測距，載波為紅色可見激光，測距時測量員只需將測距儀放置在被測距離一端，利用可見紅色激光目視瞄準另一端，啟動測量即可測出距離，測量不需任何反射棱鏡，且可得到3毫米以內的測量精度。如徠卡新近推出的Pro4a手持測距儀，測距精度（2倍標準差）優于1.5mm，測距范圍0.3m100m以上，單次測距時間為0.54秒。,一、手持式激光測距儀,4.8 其他測量儀器,激光掃平儀能提供一個水平或垂直的基準面，通過目視或帶光敏探測器的標尺在一定范圍內測設一水平或垂直平面。激光掃平儀在建筑施工中的場地平整、設備安裝、室內