1、一、 緒 論1.1 定義測量學是一古老的地球科學，它自于希臘文的“土地劃分”。而近代的測量學已經發展為一門多方面的綜合科學，通常叫做測繪科學。測繪科學研究的對象主要是地球的形狀、大小和地表面上各種物體的幾何形狀及其空間位置，目的是為人們了解自然和改造自然服務。1地形測量學：可以把地球表面上一個小區域當作平面看待而不考慮其曲率。地形測量學研究的內容可以用文字和數字記錄下來，也可用圖表示。大地測量學：研究的對象是地表上一個較大的區域甚至整個地球時，就必須考慮地球的曲率，其基本任務是建立國家大地控制網，測定地球形狀、大小和研究地球重力場。攝影測量學：攝影測量學是利用攝影象片來研究地表形狀和大小的測繪

2、科學。工程測量學：建設工程等方面的測繪工作。主要任務有三方面，即：地面到圖紙，圖紙到地面，以及變形觀測。制圖學：利用測量所得的資料，研究如何投影編繪成地圖，以及地圖制作的理論、工藝技術和應用等方面的測繪科學是制圖學的范疇。1.2 測繪科學分類2二、 測量學的基本知識 2.1 地球形狀大小和測量坐標系的概念 大地水準面：平均海水面是代替海水靜止時的水面，是一個特定重力位的水準面，稱為大地水準面。測量工作取得重力方向的一般方法是，用細繩懸掛一個垂球G，細繩即為懸掛點O的重力方向，通常稱它為垂線或鉛垂線方向。由于地球吸引力的大小與地球內部的質量有關，而地球內部的質量分布又不均勻，這引起地面上各點的鉛

3、垂線方向產生不規則的變化，因而大地水準面實際上是一個有微小起伏的不規則曲面。 3大地坐標系和高程：地面上的物體大多具有空間形狀，例如丘陵、山地、河谷、洼地等。為了研究空間物體的位置，數學上采用投影的方法加以處理。一個點在空間的位置，需要三個量來確定。在測量工作中，這三個量通常用該點在基準面（參考橢球面）上的投影位置和該點沿投影方向到基準面（一般實用上是大地水準面）的距離來表示。4大地水準面與參考橢球面的相對關系，可在適當地點選擇一點P，設想把橢球體和大地體相切，切點 P位于 P點的鉛垂線方向上，這時，橢球面上 P的法線與該點對大地水準面的鉛垂線相重合，并使橢球的短軸與地球自轉軸平行。這項確定橢

4、球體與大地體之間相互關系并固定下來的工作，稱為參考橢球體的定位，P點則稱為大地原點。 5三項基本觀測量：高程水平角水平距離63.1 水準測量原理水準測量是測出地面點高程的方法之一。已知A點高程為HA，欲測定B點的高程。首先測出A、B兩點之間的高差。則B點的高程為：HB= HA + hAB 三、水準儀及其使用7水準測量：測出AB兩點之間的高差，可在AB兩點上分別豎立兩根標尺，在兩點之間安置一架能提供水平視線的儀器，使視線水平照準A點標尺讀數，設為，再照準B點標尺讀數，設為，則AB兩點間的高差為 ：hAB =-因為A點高程已知，通常稱a為后視讀數，而稱b為前視讀數。即hAB=后視讀數一前視讀數。

5、高差hAB本身可正可負8轉點、測站：如果兩點之間的距離較遠，或高差較大時，僅安置一次儀器便不能測得它們的高差，這時需要加設若干個臨時的立尺點，作為傳遞高程的過渡點，稱為轉點。欲求A點至B點的高差hAB，選擇一條施測路線，用水準儀依次測出AP的高差hAP、PQ的高差hPQ等，直到最后測出的高差hWB。每安置一次儀器，稱為一個測站，而P、Q、RW等點即為轉點。hAB=hAp+hpQ+ + hBW92.2 DS3水準儀及其操作水準儀是水準測量的主要儀器，按其所能達到的精度分為DS05、DS1、DS3及DS10等幾種等級。“D”和“S”表示中文“大地”和“水準儀”中“大”字和“水”字的漢語拼音的第一個

6、字母，通常在書寫時可省略字母“D”，下標“05”、“l”、“3”及“10”等數字表示該類儀器的精度。S3型和S10型水準儀稱為普通水準儀，用于國家三、四等水準及普通水準測量，S05型和S1型水準儀稱為精密水準儀，用于國家一、二等精密水準測量。10S3型水準儀的構造S3型微傾式水準儀組成，它主要由望遠鏡、水準器和基座三部分。儀器的上部有望遠鏡、水準管、水準管氣泡觀察窗、圓水準器、目鏡及物鏡對光螺旋、制動螺旋、微動及微傾螺旋等。 11儀器豎軸與儀器基座相連；望遠鏡和水準管連成一個整體，轉動微傾螺旋可以調節水準管連同望遠鏡一起相對于支架作上下微小轉動，使水準管氣泡居中，從而使望遠鏡視線精確水平，由于

7、用微傾螺旋使望遠鏡上、下傾斜有一定限度，可先調整腳螺旋使圓水準器氣泡居中，粗略定平儀器。整個儀器的上部可以繞儀器豎軸在水平方向旋轉，水平制動螺旋和微動螺旋用于控制望遠鏡在水平方向轉動，松開制動螺旋，望遠鏡可在水平方向任意轉動，只有當擰緊制動螺旋后，微動螺旋才能使望遠鏡在水平方向上作微小轉動，以精確瞄準目標。12水準器：水準儀的水平視線是應用一個稱為水準器的部件獲得的。水準器是利用液體受重力作用后氣泡居最高處的特性，使水準器的一條特定的直線位于水平或豎直位置的一種裝置。水準器分兩種： 管水準器，通常稱為水準管。 圓水準器。13水準管水準管的管子用玻璃制成，其縱剖面方向的內表面為具有一定半徑的圓弧

8、。內表面琢磨后，將一端封閉，由開口的一端裝入質輕而易流動的液體如酒精或氯化理，裝滿后再加熱使液體膨脹而排去一部分，然后將開口端封閉或用玻璃塞塞住，待液體冷卻后，管內即形成了一個被液體蒸氣充塞的空間，這個空間稱為水準氣泡。 當氣泡中點位于管子的零點位置時，稱氣泡居中，也就是管子的零點最高時，視準軸成水平位置。14圓水準器：圓水準器的用途是用它粗略地整平儀器。構造上要求圓水準器的水準軸應與儀器的旋轉軸平行，因此按一定的操作方法，調節基座的三個腳螺旋將圓水準器氣泡導致中央后，儀器的旋轉軸即處于基本豎直狀態。15水準儀一般均采用插軸式三腳基座。與望遠鏡一體的水準儀豎軸直接插入基座軸套內，并由連接螺絲固

9、定。其結構如圖所示，體積較小。16水準尺及附件水準尺使用干燥木料制成，一般長約34m，按其構造不同可分為折尺、塔尺、直尺等數種（直尺精度較高）。為使尺子不彎曲，其橫剖面作成丁字型、槽型、工字型等。尺面每隔一厘米涂有黑白或紅白相間的分格，每分米有數字注記。為倒象望遠鏡觀測方便起見，注字常倒寫。尺子底面釘以鐵片，以防磨損。作為轉點用的尺墊（或稱尺臺）系用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一突起的圓頂，以便放置水準尺，下有三尖腳可以插入土中。尺墊應重而堅固，方能穩定。17水準儀的使用使用水準儀時，將儀器裝于三腳架上，安置在選好的測站上，三腳架頭大致水平，儀器的各種螺旋都調整到適中位置，以便螺旋向兩個方向

10、均能轉動。用腳螺旋導致圓水準器的氣泡居中，稱為粗平；放松制動螺旋，水平方向轉動望遠鏡，用準星和照門大致瞄準水準標尺；固定制動螺旋，用微動螺旋使望遠鏡精確瞄準水準尺；用微傾螺旋使水準管氣泡居中，稱為精平；最后通過望遠鏡用十字絲中間的橫絲在水準尺上讀數。 184.1 角度測量 角度測量原理 （水平角測量）概念：地面上某點到兩目標的方向線鉛垂投影在水平面上所成的角度，稱為水平角，取值范圍：0-360。四、 經緯儀及水平角觀測194.2 光學經緯儀 經緯儀是測量角度的儀器。根據測角精度的不同，我國的經緯儀系列分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30等幾個等級。DJ分別為“大地測量”和“經緯儀”的

11、漢字拼音第一個字母，其下標數字為該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數。201照準部 望遠鏡 豎直度盤 管水準器 光路系統2水平度盤部分 水平度盤 度盤變換手輪 外軸3基座 園水準器 腳螺旋214.3 經緯儀的基本操作對中：儀器中心與測站標志中心在同一鉛垂線上；整平：使儀器豎軸垂直，水平度盤居于水平位置；瞄準：讀數：224.4 水平角觀測測回法觀測水平角方向觀測法簡介與撥盤手輪的作用234.4 水平角觀測（1）測回法觀測水平角適用情況及公路工程中的運用盤左盤右觀測施測過程和記錄安置儀器a左 b左 b右 a右計算與精度指標半測回角值的計算: 左= b左-a左, 右= b右-a右 =（左+右）/2精度指

12、標最后結果OAB244.4 水平角觀測 （2）方向觀測法觀測3個以上方向的時候；盤左(半測回；順時針ABCDA)，歸零；盤右(半測回；逆時針ACDBA)取平均值OABDC254.5 角度測量的誤差及注意事項制造方面的儀器誤差： 1)儀器的幾何軸線檢校不完善(殘余誤差)而引起的誤差； 2)加工不完善的誤差，如照準部偏心差，度盤刻劃不均勻誤差。觀測方面的儀器誤差：1) 對中誤差； 1)目標偏心誤差。觀測本身帶來的誤差： 1) 望遠鏡的放大率；2) 目標和照準標志的形狀及大小；3) 目標影像的亮度和清晰度；4) 人眼的判斷力。外界條件的影響：1) 溫度變化分影響儀器的正常狀態;2) 大風會影響儀器和

13、目標的穩定;3)大氣折光分導致視線改變方向;4)大氣透明度會影響照準精度;5)地面的堅實與否車輛的震動等會影響儀器的穩定。265.1 距離丈量 距離丈量指工具在地面上量測兩點之間的距離。丈量工作可包括點的標志、直線定線和丈量等內容。有普通測量學中，地面上兩點的距離一般指兩點之間的水平距離。當點位在地面上標定以后，用一定的丈量工具，沿著兩點間的直線方向進行丈量。丈量方法按精度要求的不同異。 五、直線丈量與定向27地面點的標志有臨時性標志和永久性標志兩種臨時性標志：要用木樁標定。永久性標志：混凝土村莊或石樁。 28丈量工具：距離丈量所使用的丈量工具，由量距所要求的精度確定。常用的丈量工具有鋼尺、皮

14、尺、繩尺等。鋼尺。鋼尺是鋼制的帶尺，用于較高精度的量距工作。皮尺。皮尺是麻線與細金屬絲織成的帶狀尺。繩尺。又稱測繩，是內含金屬絲的繩子，外用棉線包裹。標桿。又稱花桿。用以標定點位或直線的方向，由堅實不易彎曲的木桿制成，也有用鋁合金制成的金屬標桿。測桿。在測量距離過程中，用以標志所量尺段的起止點，計算整尺段數。垂球。垂球用金屬制成，上大下尖呈圓錐形。 291、測量工作的兩項基本原則是什么，應如何理解其意義和作用？（1）“先控制后碎部，從整體到局部”。意義在于：保證全國統一坐標系統和高程系統；使地形圖可以分幅測繪，減少誤差積累，保證測量成果精度。（2）“步步有檢核”。意義在于：保證測量成果符合測量規范，避免前方環節誤差對后面工作的影響。302、進制導線的布設形式有哪些？其外業工作主要包括哪些？導線的布設形式主要有閉合導線、附合導線和支導線。導線測量的外業工作主要包括：（1）踏勘選點；（2）測角；（3）量邊；（4）起始邊方位角確定；（5）記錄與外業成果整理。 313、什么是測量學？它的主要內容是測定和測設，分別是指什么工作？測量學是研究地球的形狀和大小以及確定地面點位置的科學。測定是使用測量儀器和工具，將測區內的地物和地貌縮繪成地形圖，供規劃設計、工程建設和國防建設使用。測設是把圖上設計好的建筑物和構筑物的位置標定到實地上去以便于施工。324、什么叫比例尺精度？它在實際