第二篇

地面實測成圖測量中，常用方位角來表示直線的方向，其定義為：由標準方向的北端起順時針到直線的水平夾角。?構造簡單，使用方便，但精度不高，外界環境對儀器的影響較大，如鋼鐵建筑和高壓電線都會影響其精度。?當測區內沒有國家控制點可用而需要在小范圍內建立假定坐標系的平面控制網時，可用羅盤儀測量磁方位角，作為該控制網起始邊的坐標方位角。?羅盤儀的主要部件有磁針、刻度盤、望遠鏡和基座。第二篇地面實測成圖

一、現有各種測量儀器的介紹1.羅盤儀(compass)（如圖所示）

（現有地質羅盤）—是測量直線磁方位角的儀器。用羅盤儀測定直線磁方位角的方法欲測直線AB的磁方位角，將羅盤儀安置在直線起點A，掛上垂球對中，松開球臼接頭螺旋，用手前、后、左、右轉動刻度盤，使水準器氣泡居中，擰緊球臼接頭螺旋，使儀器處于對中和整平狀態。松開磁針固定螺旋，讓它自由轉動，然后轉動羅盤，用望遠鏡照準B點標志，待磁針靜止后，按磁針北端所指的度盤分劃值讀數，即為AB邊的磁方位角角值，如右圖所示。使用時，要避開高壓電線和避免鐵質物體接近羅盤，在測量結束后，要旋緊固定螺旋將磁針固定。307°三北關系收斂角磁偏角水準儀主要組成望遠鏡(telescope)水準器(bubble)基座(tribrach)國產微傾式水準儀的型號有：DS05、DS1、DS3、DS10，其中字母D、S分別為“大地測量”和“水準儀”漢語拼音的第一個字母，字母后的數字表示以mm為單位的、儀器每公里往返測高差中數的中誤差。DS05、DS1、DS3、DS10水準儀每公里往返測高差中數的中誤差分別為±0.5mm、±1mm、±3mm、±10mm。稱DS05、DS1為精密水準儀(preciselevel)，主要用于國家一、二等水準測量和精密工程測量；稱DS3、DS10為普通水準儀(generallevel)，主要用于國家三、四等水準測量和常規工程建設測量。工程建設中，使用最多的普通水準儀是DS3水準儀。2.水準儀（level)—主要用于高程測量(heightmeasurement)（也可測距、測角）微傾式水準儀(titlelevel)高程測量按所使用的儀器和施測方法的不同，可分為：水準測量(leveling)、三角高程測量(trigonometricleveling)、GPS高程測量(GPSleveling)和氣壓高程測量(airpressureleveling)。水準測量是目前精度較高的一種高程測量方法。

1.物鏡，2.物鏡調焦螺旋，3.微動螺旋，4.制動螺旋，

5.微傾螺旋，6.腳螺旋，7.管水準氣泡觀察窗，8.管水準器，

9.圓水準器，10.圓水準器，11.目鏡，12.準星，13.照門，14.基座。水準測量原理利用水準儀(level)提供的水平視線(horizontalsight)，讀取豎立于兩個點上的水準尺(levelingstaff)上的讀數，來測定兩點間的高差，再根據已知點高程計算待定點高程。臨時立尺點-轉點（turningpoint-TP)

臨時立尺點-轉點（turningpoint-TP)

臨時立尺點-轉點（turningpoint-TP)

水準測量的操作步驟：粗平→瞄準水準尺→精平→讀數。十字絲分劃板：在一直徑為約10mm的光學玻璃圓片上刻出三根橫絲和一根垂直于橫絲的縱絲；中間的長橫絲稱為中絲，用于讀取水準尺上分劃的讀數；上、下兩根較短的橫絲稱為上絲和下絲，上、下絲總稱為視距絲，用來測定水準儀至水準尺的距離。用視距絲測量出的距離稱為視距(stadia)。水準點(benchmark，通常縮寫為BM)：為統一全國的高程系統和滿足各種測量的需要，測繪部門在全國各地埋設并測定了很多高程點,即水準點各等水準點均應埋設永久性標石或標志，水準點的等級應注記在水準點標石或標記面上。水準點標石的類型可分為：基巖水準標石、基本水準標石、普通水準標石和墻腳水準標志四種。水準點在地形圖上的表示符號（如下圖）水準路線(a)附合導線(b)閉合導線(c)支水準路線水準測量方法在進行連續水準測量時，如果任何一測站的后視讀數或前視讀數有錯誤，都將影響所測高差的正確性。

在每一測站的水準測量中，為了能及時發現觀測中的錯誤，通常采用兩次儀器高法或雙面尺法進行觀測，以檢核高差測量中可能發生的錯誤，這種檢核稱測站檢核。在每一測站上用兩次不同儀器高度的水平視線(改變儀器高度應在10cm以上)來測定相鄰兩點間的高差如果兩次高差觀測值不相等，對圖根水準測量，其差的絕對值應小于5mm，否則應重測。此表為附合水準路線進行水準測量的記錄計算格式，表中圓括弧內的數值為兩次高差之差。水準測量的成果處理水準測量的成果整理內容包括：測量記錄和計算的復核，高差閉合差(closingerror)的計算和檢核，高差改正數和各點高程的計算。例如：下圖為按圖根水準測量要求施測某附合水準路線觀測成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準點，圖中箭頭表示水準測量前進方向，路線上方的數字為測得的兩點間的高差(以m為單位)，路線下方數字為該段路線的長度(以km為單位)，試計算待定點1、2、3點的高程。

水準測量的誤差及其消減方法水準測量誤差包括儀器誤差、觀測誤差和外界環境的影響三個方面。(1)儀器誤差1)儀器校正后的殘余誤差：規范規定，DS3水準儀的i角大于20″才需要校正，因此，正常使用情況下，i角將保持在±20″以內。i角引起的水準尺讀數誤差與儀器至標尺的距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距相等，便可消除或減弱角誤差的影響。在水準測量的每站觀測中，使前、后視距完全相等是不容易做到的，因此規范規定，對于四等水準測量，一站的前、后視距差應小于等于5m，任一測站的前后視距累積差應小于等于10m。2)水準尺誤差：由于水準尺分劃不準確、尺長變化、尺彎曲等原因而引起的水準尺分劃誤差會影響水準測量的精度，因此須檢驗水準尺上米間隔平均真長與名義長之差。規范規定，對于區格式木質標尺不應大于0.5mm，否則，應在所測高差中進行米真長改正。至于一對水準尺的零點差，可在一水準測段的觀測中安排偶數個測站予以消除。(2)觀測誤差1)管水準氣泡居中誤差：視準軸水平是通過管水準氣泡居中來實現的。如果精平儀器時，管水準氣泡沒有精確居中，將造成管水準器軸偏離水平面而產生誤差。由于這種誤差在前視與后視讀數中不相等，所以，高差計算中不能抵消。2)讀數誤差：普通水準測量觀測中的mm位數字是根據十字絲橫絲在水準尺的厘米分劃內的位置進行估讀的，在望遠境內看到的橫絲寬度相對于厘米分劃格寬度的比例決定了估讀的精度。讀數誤差與望遠鏡的放大倍數和視距長有關。視距愈長，讀數誤差愈大。因此，規范規定，使用DS3水準儀進行四等水準測量時，視距應小于等于80m。3)水準尺傾斜：讀數時水準尺必須豎直。如果水準尺前后傾斜，在水準儀望遠鏡的視場中不會察覺，但由此引起的水準尺讀數總是偏大。且視線高度愈大，誤差就愈大。在水準尺上安裝圓水準器是保證尺子豎直的主要措施。4)視差：視差是指在望遠鏡中，水準尺的像沒有準確地成在十字絲分劃板上，造成眼睛的觀察位置不同時，讀出的標尺讀數也不同，由此產生讀數誤差。(3)外界環境的影響1)儀器下沉和尺墊下沉：儀器或水準尺安置在軟土或植被上時，容易產生下沉。采用“后—前—前—后”的觀測順序可以削弱儀器下沉的影響，采用往返觀測取觀測高差的中數可以削弱尺墊下沉的影響。2)大氣折光影響：晴天在日光的照射下，地面的溫度較高，靠近地面的空氣溫度也較高，其密度較上層為稀。水準儀的水平視線離地面越近，光線的折射也就越大。規范規定，三、四等水準測量時應保證上、中、下三絲應能讀數，二等水準測量則要求下絲讀數大于等于0.3m。3)溫度影響：當日光照射水準儀時，由于儀器各構件受熱不勻而引起的不規則膨脹，將影響儀器軸線間的正常關系，使觀測產生誤差。觀測時應注意撐傘遮陽。3.經緯儀(theodolite)——是角度測量所使用的儀器（也可用視距法測距）

測量地面點連線的水平夾角及視線方向與水平面的豎直角，稱角度測量(angularobservation)。水平角測量用于求算點的平面位置，豎直角測量用于測定高差或將傾斜距離改化為水平距離。

1.望遠鏡制動螺旋

2.望遠鏡微動螺旋3.物鏡

4.物鏡調焦螺旋5.目鏡

6.目鏡調焦螺旋7.光學瞄準器8.度盤讀數顯微鏡9-度盤讀數顯微鏡調焦螺旋

10-照準部管水準器11-光學對中器

12-度盤照明反光鏡13-豎盤指標管水準器14-豎盤指標管水準器觀察反射鏡15-豎盤指標管水準器微動螺旋

16-水平方向制動螺旋17-水平方向微動螺旋

18-水平度盤變換螺旋與保護卡19-基座圓水準器

20-基座21-軸套固定螺旋

22-腳螺旋

豎直角測量豎直角(verticalangle)是指在同一豎直面內，視線與水平線的夾角。視線在水平線上方的稱為仰角，角值為正；視線在水平線下方的稱為俯角，角值為負。水平角測量水平角(horizontalangle)是指地面一點到兩個目標點連線在水平面上投影的夾角，它也是過兩條方向線的鉛垂面所夾的兩面角。DJ6級光學經緯儀的結構根據控制水平度盤轉動方式的不同，DJ6級光學經緯儀又分為方向經緯儀和復測經緯儀。地表測量中，通常使用方向經緯儀，復測經緯儀主要應用于地下工程測量。前圖是北京光學儀器廠生產的DJ6級方向光學經緯儀。一般將光學經緯儀分解為基座(tribrach)、水平度盤(horizontalcircle)和照準部(alidade)三部分。國產光學經緯儀(opticaltheodolite)按其精度劃分的型號有：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30，其中字母D、J分別為“大地測量”和“經緯儀”漢語拼音的第一個字母，07、1、2、6、30分別為該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數。經緯儀的安置與水平角觀測(1)經緯儀的安置經緯儀的安置包括對中(centering)和整平(leveling)，其目的是使儀器豎軸位于過測站點的鉛垂線上，從而使水平度盤和橫軸處于水平位置，豎直度盤位于鉛垂平面內。對中的方式有垂球對中(plumbbobcentering)和光學對中(opticalcentering)兩種，整平分粗平和精平。粗平是通過伸縮腳架腿或旋轉腳螺旋使圓水準氣泡居中，其規律是圓水準氣泡向伸高腳架腿的一側移動，或圓水準氣泡移動方向與用左手大拇指和右手食指旋轉腳螺旋的方向一致；精平是通過旋轉腳螺旋使管水準氣泡居中，要求分別轉動照準部使管水準器軸旋至相互垂直的兩個方向上使氣泡居中，其中一個方向應與任意兩個腳螺旋中心的連線方向平行。經緯儀安置的操作程序是：打開三腳架腿，調整好其長度使腳架高度適合于觀測者的高度；張開三角架，將其安置在測站上，使架頭大致水平；從儀器箱中取出經緯儀放置在三角架頭上，并使儀器基座中心基本對齊三角架頭的中心，旋緊連接螺旋后，即可進行對中整平操作。可以使用垂球對中或光學對中器對中進行經緯儀安置操作。1)使用垂球對中法安置經緯儀將垂球掛在連接螺旋中心的掛鉤上，調整垂球線長度使垂球尖略高于測站點。粗對中與粗平：平移三腳架(應注意保持三角架頭面基本水平)，使垂球尖大致對準測站點的中心，將三腳架的腳尖踩入土中。精對中：稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座，在架頭上移動儀器，使垂球尖準確對準測站點后，再旋緊連接螺旋。垂球對中的誤差應小于3mm。精平：旋轉腳螺旋使圓水準氣泡居中，轉動照準部，旋轉腳螺旋，使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向上居中。注意，旋轉腳螺旋精平儀器時，不會破壞前已完成的垂球對中關系。2)使用光學對中法安置經緯儀光學對中器也是一個小望遠鏡；它由保護玻璃1、反光棱鏡2、物鏡3、物鏡調焦鏡4、對中標志分劃板5和目鏡6組成。使用光學對中器之前，應先旋轉目鏡調焦螺旋使對中標志分劃板十分清晰，再旋轉物鏡調焦螺旋(有些儀器是拉伸光學對中器)看清地面的測點標志。粗對中：雙手握緊三角架，眼睛觀察光學對中器，移動三腳架使對中標志基本對準測站點的中心(應注意保持三角架頭基本水平)，將三腳架的腳尖踩入土中。精對中：旋轉腳螺旋使對中標志準確對準測站點的中心，光學對中的誤差應小于1mm。粗平：伸縮腳架腿，使圓水準氣泡居中。精平：轉動照準部，旋轉腳螺旋，使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向上居中。精平操作會略微破壞前已完成的對中關系。再次精對中：旋松連接螺旋，眼睛觀察光學對中器，平移儀器基座(注意，不要有旋轉運動)，使對中標志準確對準測站點的中心，擰緊連接螺旋。(2)瞄準和讀數測角時的照準標志，一般是豎立于測點的標桿、測釬、用三根竹桿懸吊垂球的線或覘牌(target)。測量水平角時，以望遠鏡的十字絲豎絲瞄準照準標志。望遠鏡瞄準目標的操作步驟如下：①目鏡對光：松開望遠鏡制動螺旋和水平制動螺旋，將望遠鏡對向明亮的背景(如白墻、天空等，注意不要對向太陽)，轉動目鏡使十字絲清晰。②粗瞄目標：用望遠鏡上的粗瞄器瞄準目標，旋緊制動螺旋，轉動物鏡調焦螺旋使目標清晰，旋轉水平微動螺旋和望遠鏡微動螺旋，精確瞄準目標。可用十字絲縱絲的單線平分目標，也可用雙線夾住目標，見如圖3-16。③讀數：讀數時先打開度盤照明反光鏡，調整反光鏡的開度和方向，使讀數窗亮度適中，旋轉讀數顯微鏡的目鏡使刻劃線清晰，然后讀數。水平角測量方法常用水平角觀測方法有測回法和方向觀測法。(1)測回法測回法(methodofobservationset)用于觀測兩個方向之間的單角。《城市測量規范》沒有給出測回法半測回角差的容許值，根據圖根控制測量的測角中誤差為±20″，一般取中誤差的兩倍作為限差則為±40″。當測角精度要求較高時，往往需要觀測幾個測回。為了減小水平讀盤分劃誤差的影響，各測回間應根據測回數，按照180°/n變換水平度盤位置。表1為觀測兩測回，第二測回觀測時，A方向的水平度盤應配置為90°左右。如果第二測回的半測回角差符合要求，則取兩測回角值的平均值作為最后結果。(2)方向觀測法當測站上的方向觀測數在3個或3個以上時，一般采用方向觀測法(methodofdirectionobservation)。測站點為O點，觀測方向有A、B、C、D四個。在O點安置好儀器，在A、B、C、D四個目標中選擇一個標志十分清晰的點作為零方向。以A點方向為零方向的記錄計算表格見表。(3)方向觀測法的限差《城市測量規范》規定，方向觀測法的限差應符合表3-3的規定。當照準點的垂直角超過±3°時，該方向的2C較差可按同一觀測時間段內的相鄰測回進行比較，其差值仍按表3-3的規定。按此方法比較應在手簿中注明。在表3-2的計算中，兩個測回的歸零差分別為6″和12″，小于限差要求的18″；B、C、D三個方向值兩測回較差分別為5″、4″、7″，小于限差要求的24″。觀測結果滿足規范的要求。(4)水平角觀測的注意事項1)儀器高度要和觀測者的身高相適應；三腳架要踩實，儀器與腳架連接要牢固，操作儀器時不要用手扶三腳架；轉動照準部和望遠鏡之前，應先松開制動螺旋，使用各種螺旋時用力要輕。2)精確對中，特別是對短邊測角，對中要求應更嚴格。3)當觀測目標間高低相差較大時，更應注意儀器整平。4)照準標志要豎直，盡可能用十字絲交點瞄準標桿或測釬底部。5)記錄要清楚，應當場計算，發現錯誤，立即重測。6)一測回水平角觀測過程中，不得再調整照準部管水準氣泡，如氣泡偏離中央超過2格時，應重新整平與對中儀器，重新觀測。(2)豎盤構造經緯儀的豎盤固定在望遠鏡橫軸一端并與望遠鏡連接在一起，也即，豎盤隨望遠鏡一起繞橫軸旋轉，豎盤面垂直于橫軸。豎盤讀數指標(verticalindex)與豎盤指標管水準器(verticalindexbubbletube)連接在一起，旋轉豎盤管水準器微動螺旋將帶動豎盤指標管水準器和豎盤讀數指標一起作微小的轉動。豎盤讀數指標的正確位置是：望遠鏡處于盤左、豎盤管水準氣泡居中時，讀數窗中的豎盤讀數應為90°(有些儀器設計為0°、180°或270°，本書約定為90°)。豎盤注記為0°~360°，分順時針和逆時針注記兩種形式，這里只介紹順時針注記的形式。前

后(5)豎直角觀測豎直角觀測應用橫絲瞄準目標的特定位置，例如標桿的頂部或標尺上的某一位置。豎直角觀測的操作程序如下：1)在測站點上安置好經緯儀，用小鋼尺量出儀器高。儀器高是測站點標志頂部到經緯儀橫軸中心的垂直距離。2)盤左瞄準目標，使十字絲橫絲切于目標某一位置，旋轉豎盤指標管水準器微動螺旋使豎盤指標管水準氣泡居中，讀取豎直度盤讀數。3)盤右瞄準目標，使十字絲橫絲切于目標同一位置，旋轉豎盤指標管水準器微動螺旋使豎盤指標管水準氣泡居中，讀取豎直度盤讀數。豎直角的記錄計算見表3-4。(6)豎盤指標自動歸零補償器(verticalindexcompensator)在儀器豎盤光路中，安裝一個補償器來代替豎盤指標管水準器，當儀器豎軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內時，通過補償器仍能讀到相當于豎盤指標管水準氣泡居中時的豎盤讀數。豎盤指標自動歸零補償器可以顯著地提高豎盤讀數的速度。豎盤指標自動歸零補償器的構造形式有多種，圖3-23為其中的一種。它是在讀數指標A和豎盤之間懸吊一組光學透鏡，當儀器豎軸鉛垂、視準軸水平時，讀數指標A處于鉛垂位置，通過補償器讀出豎盤的正確讀數為90°。當儀器豎軸稍有傾斜，視準軸仍然水平時，因無豎盤指標管水準器及其微動螺旋可以調整，讀數指標A偏斜到處，而懸吊的透鏡因重力的作用由移動到處，此時，由處的讀數指標，通過處的透鏡，仍能讀出正確讀數90°，達到豎盤指標自動歸零補償作用。《城市測量規范》規定，對于DJ6級光學經緯儀，豎盤指標自動歸零補償器的補償范圍為±2′，安平中誤差為±1″。

測量誤差：只要使用測量儀器對某個量進行觀測，就會產生誤差（error)。（1）偶然誤差（真誤差）（accidenterror)：一般取多次觀測值平均。不可能完全消除其影響。評定真誤差精度的指標：標準差與中誤差，相對誤差，極限誤差。（2）系統誤差（systemerror)：來自測量儀器本身，具有累積性。可通過改正來消除或削弱其影響。（3）粗差（grosserror):表示測量中的錯誤（如對中對錯了點）。一般可通過多余觀測來發現（檢核），并通過重新觀測來消除。（如對三角形的第三個角進行觀測，就是多余觀測。可成為檢核條件）用50m鋼尺丈量一段約50m的距離，其測量中誤差為±5.02mm，如果使用另一把鋼尺丈量一段長度為100m的距離，其測量中誤差仍然等于±5.02mm，顯然不能認為這兩段不同長度的距離丈量精度相等，這就有了相對誤差（relativeerror)-專門為距離測量定義的精度指標。K=|mD|/D=1/(D/|mD|),K1=0.00502/49.982≈1/9956；K2=0.005.2/100≈1/19920。極限誤差（limiterror)

是通過概率論中某一事件發生的概率來定義的。根據概率原理，小概率事件在小樣本中是不會發生的，也即當觀測次數有限時，絕對值大于2σ或3σ的真誤差實際上是不可能出現的。因此，測量規范常以2σ或3σ作為真誤差的允許值，該允許值稱為極限誤差，通常簡稱為限差（tolerance)真誤差：觀測值與真值之差。標準差：σ=±lim[(ΔΔ)/n]1/2中誤差(meansquareerror):m=±[(ΔΔ)/n]1/2激光經緯儀(lasertheodolite)激光經緯儀主要用于準直測量(alignmentsurvey)。設置了一個半導體激光發射裝置。準直測量就是定出一條標準的直線，作為土建安裝等施工放樣的基準線。圖是蘇州一光儀器有限公司生產的J2-JDB激光經緯儀。廣泛應用于高層建筑的軸線投測、隧道測量、大型管線的鋪設、橋梁工程、大型船舶制造、飛機形架安裝等領域電子經緯儀(electronictheodolite)世界上第一臺電子經緯儀于1968年研制成功，80年代初生產出商品化的電子經緯儀。隨著電子技術的飛速發展，電子經緯儀的制造成本急速下降，現在，國產電子經緯儀的售價已經逼近同精度的光學經緯儀的價格。與光學經緯儀比較，電子經緯儀是利用光電轉換原理和微處理器自動測量度盤的讀數并將測量結果顯示在儀器顯示窗上，如將其與電子手簿連接，可以自動儲存測量結果。

4.大平板儀(2)大平板儀的安置要求：控制點A在圖紙上的展繪點位與地面上的實際點位在同一條鉛垂線上(對中)，圖板面水平(整平)，控制點A、B在圖紙上的連線與地面上的連線在同一個豎直平面內(定向)。大平板儀的安置比經緯儀的安置復雜。圖板的粗略整平、定向、對中：將圓水準器放置在圖板上，調整三腳架螺旋使圖板粗略整平；用照準儀的直尺緊貼在測站點A與定向點B的連線上，松開基座制動螺旋，轉動圖板，使望遠鏡照準定向點B；用對點器對準圖板上的A點，當對點器下懸掛的垂球偏離測站點A時，應平移三腳架(應注意保持三角架頭面基本水平，圖板的方向基本保持不變)，使垂球尖大致對準測站點A的中心。將三腳架的腳尖踩入土中。圖板的精確整平、定向、對中：轉動基座上的腳螺旋，用圓水準器精確整平圖板；用照準儀的直尺緊貼在測站點A與定向點B的連線上，松開基座制動螺旋，轉動圖板，使望遠鏡照準定向點B，旋緊基座制動螺旋，用微動螺旋精確照準B點，如對點器下的垂球尖偏離測站點A，則可以松開基座中心螺旋，平移基座使垂球尖對準A點，再檢查圖板的定向和整平。如遭破壞，則還需重復操作一次。直至滿足要求為止。量取照準儀的儀器高iA，iA為測站點A到照準儀望遠鏡旋轉軸(橫軸)的鉛垂距離。

5.全站儀(totalstation)是由電子測角、光電測距、微型機及其軟件組合而成的智能型光電測量儀器，其結構如下圖所示。世界上第一臺商品化的全站儀是1968年西德OPTON公司生產的RegElda14。全站儀的基本功能是測量水平角、豎直角和斜距，借助于機內固化的軟件，可以組成多種測量功能，如可以計算并顯示平距、高差以及鏡站點的三維坐標，進行偏心測量、懸高測量、對邊測量、面積計算等。全站儀具有如下特點：（1）三同軸望遠鏡：測量時使望遠鏡照準目標棱鏡的中心，就能同時測定水平角、垂直角和斜距。（2）鍵盤操作。（3）數據存儲與通訊。（4）傾斜傳感器。望遠鏡中，照準目標的視準軸、光電測距的紅外光發射光軸和接收光軸是同軸的。因此，測量時使望遠鏡照準目標棱鏡的中心，就能同時測定水平角、垂直角和斜距。NTS-355全站儀下下圖所示是南方測繪儀器公司生產的NTS-355中文界面全站儀，它帶有數字/字母鍵盤，其主要技術參數為：一測回方向觀測中誤差為±5″，豎盤指標自動歸零補償采用液體電子傳感補償器，補償范圍為±3′；在良好大氣條件下的最大測量距離為2.6km(使用三塊棱鏡)，距離測量誤差為2mm+2ppm；帶有內存的程序模塊可以儲存3440個點的測量數據和坐標數據；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個充滿電的電池可供連續測量8~10個小時。新型全站儀圖為日本拓普康公司的拓普康GTS-600系列全站儀圖為徠卡公司的徠卡TPS1100系列全站儀6.全球定位系統(GPS)概述1957年10月，世界上第一顆人造地球衛星發射成功，1958年底，美國海軍武器實驗室就開始建立為美國軍用艦艇導航服務的“海軍導航衛星系統”(NavyNavigationSatelliteSystem，簡稱NNSS)的計劃。NNSS于1964年建成并在美國軍方使用，1967年7月29日美國政府宣布解密NNSS部分導航電文供民用。NNSS共有6顆工作衛星，距離地球表面的平均高度約為1070km，因其運行軌道面均通過地球南北極構成的子午面，所以又稱為“子午衛星導航系統”，其使用的衛星接收機稱多普勒接收機。與傳統導航、定位方法比較，使用NNSS導航和定位具有不受氣象條件的影響、自動化程度較高和定位精度高的優點，它開創了海空導航的新時代，也揭開了衛星大地測量(satellitegeodesy)的新篇章。70年代中期，我國開始引進多普勒接收機并首先應用于西沙群島的大地測量基準聯測，國家測繪局和總參測繪局聯合測量了全國衛星多普勒大地網，石油和地質勘探部門也在西北地區測量了衛星多普勒定位網。

由于工作衛星少、運行高度較低，多普勒接收機的觀測時間較長，不能為用戶提供連續實時定位和導航服務。應用于大地測量靜態定位時，一個測站的平均觀測時間為1~2天，且不能達到cm級的定位精度。為了滿足軍事和民用部門對連續實時定位和導航的迫切要求，1973年12月，美國國防部開始組織陸海空三軍聯合研制新一代軍用衛星導航系統，該系統的英文全稱為“NavigationbySatelliteTimingAndRanging/GlobalPositioningSystem(NAVSTAR/GPS)”，其中文意思是“用衛星定時和測距進行導航/全球定位系統”，簡稱GPS。從1989年2月14日第一顆工作衛星發射成功，到1994年3月28日完成第24顆工作衛星的發射，GPS共發射了24顆(其中21顆工作衛星，3顆備用衛星，目前的衛星數已經超過32顆)均勻分布在6個相對于赤道的傾角為55°的近似圓形軌道上，每個軌道上有4顆衛星運行，它們距地球表面的平均高度約為20200km，運行速度為3800米/秒，運行周期11小時58分。每顆衛星可覆蓋全球38％的面積，衛星的分布，可保證在地球上任何地點、任何時刻、在高度15°以上的天空同時能觀測到4顆以上衛星。隨著GPS的投入使用，NNSS于1996年12月停止使用。

可以自動旋轉使電池翼板面始終對準太陽，給3組15A的鎘鎳蓄電池充電，以保證衛星的電源供應；衛星上裝有4臺頻率穩定度為的高精度原子鐘，為距離測量提供高精度的時間基準；衛星姿態調整采用三軸穩定方式，由四個斜裝慣性輪和噴氣控制裝置構成三軸穩定系統，使12根螺旋形天線組成的天線陣列所輻射的電磁波束始終對準衛星的可見地面。GPS工作衛星的外形如上圖所示，衛星呈圓柱形，直徑為1.5m，重約843kg，兩側有由4片拼接成的雙葉太陽能電池翼板。兩側翼板受對日定向系統控制，GPS是采用空間測距交會原理來進行定位的。GPS的組成GPS由工作衛星、地面監控系統和用戶設備三部分組成。1.工作衛星（衛星星座—見前述）2.地面監控系統每顆衛星的廣播星歷是由地面監控系統提供的。地面監控系統包括1個主控站、3個注入站和5個監測站，其分布位置如圖8-4所示。主控站位于美國本土科羅拉多?斯平士的聯合空間執行中心，3個注入站分別位于大西洋的阿森松群島、印度洋的狄哥伽西亞和太平洋的卡瓦加蘭3個美國軍事基地上，5個監測站除了位于1個主控站和3個注入站以外，還在夏威夷設立了1個監測站。(1)監測站完成對GPS衛星信號的連續觀測，搜集當地的氣象數據，觀測數據經計算機處理后傳送到主控站。(2)主控站協調和管理所有地面監控系統的工作，還進行下列工作：1）根據本站和其它監測站的觀測數據，推算編制各衛星的星歷、衛星鐘差和大氣層的修正參數，并將這些數據傳送到注入站。2）提供時間基準。各監測站和GPS衛星的原子鐘均應與主控站的原子鐘同步，或測量出其間的鐘差，并將這些鐘差信息編入導航電文，送到注入站。3）

整偏離軌道的衛星，使之沿預定的軌道運行。4）

用備用衛星以代替失效的工作