工程測(cè)量電子教案

教案

石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

第一講緒論

一、一、工程測(cè)量的實(shí)質(zhì)

工程測(cè)量的實(shí)質(zhì)就是定位，即確定點(diǎn)為之間的關(guān)系。

關(guān)于點(diǎn)為之間的關(guān)系的確定通常有兩種情況：

一種情況是：已知點(diǎn)位在地面上的位置，不知其與其它點(diǎn)位之間的具體關(guān)系，

通常測(cè)量出這些點(diǎn)位的坐標(biāo)（X,Y,H）或者將這些點(diǎn)用圖表示，這個(gè)過(guò)程就

叫測(cè)繪；

另一種情況：是點(diǎn)位的坐標(biāo)已知，或者在圖上的位置已知，但在地面上的位

置未知，將這些點(diǎn)位在地面上的位置測(cè)量出來(lái)，這個(gè)過(guò)程就叫測(cè)設(shè)（或者施工放

樣）。

在測(cè)量中，由于點(diǎn)位要求的精度不一致，使用的方法不一致測(cè)量學(xué)又分為：

大地測(cè)量學(xué)：在廣大區(qū)域布設(shè)高精度的操縱點(diǎn)，顧及地球曲率的影響。

地形測(cè)量學(xué)：在小區(qū)域測(cè)量大比例尺地形圖，不顧及地球曲率的影響。

攝影測(cè)量與遙感：研究用各類(lèi)傳感器所獲得的影象繪制地形圖。

工程測(cè)量學(xué)：研究各類(lèi)工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)等階段中測(cè)量工作。

二、二、測(cè)量坐標(biāo)系

測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系不一致

X

Y小

III

YX

III

IIIIV

測(cè)量坐標(biāo)系數(shù)學(xué)坐標(biāo)系

三、三、地面上點(diǎn)位的表示方法

地面上的點(diǎn)住是空間點(diǎn)位對(duì)其表示用三個(gè)量表示平面坐標(biāo)（X,Y）與高程

H

四、四、測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)遵循的原則

測(cè)量過(guò)程是帶有誤差的，誤差是傳遞的，若從一點(diǎn)出發(fā)，一直測(cè)下去將會(huì)引

起很大的誤差，為了減小誤差的積存，在外業(yè)測(cè)量中應(yīng)遵循下列原則：

先操縱，后碎部（或者先整體，后局部）的原則

為了保證計(jì)算的正確性?xún)?nèi)業(yè)計(jì)算應(yīng)遵循下列原則：

步步有檢核，一人計(jì)算，另一人檢核。

五、五、測(cè)量的基本工作

測(cè)量的實(shí)質(zhì)就是定位也就是確定點(diǎn)位的（X,Y,H）,要想將這三個(gè)量求出

來(lái)務(wù)必進(jìn)行下列四項(xiàng)基本工作：

高程測(cè)量

角度測(cè)量

距離測(cè)量

方向測(cè)量

六、六、在工程建設(shè)中的測(cè)量工作

設(shè)計(jì)部門(mén)：

收集資料（各類(lèi)比例尺地形圖、DOM等）一?初測(cè)（導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)

量、1:200（）大比例尺地形測(cè)量）圖/定線電測(cè)（放線、直線測(cè)量、曲線

測(cè)量、縱、橫斷面測(cè)量）

施工單位：

交接樁->復(fù)測(cè)（導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、直線測(cè)量、曲線測(cè)量、縱橫斷面

測(cè)量）AT工測(cè)量T氈工測(cè)量

運(yùn)營(yíng)部門(mén)：

定時(shí)復(fù)測(cè)——A維修線路

第二講水準(zhǔn)測(cè)量

2-1高程測(cè)量的概念

一、方法

1水準(zhǔn)測(cè)量（幾何法）

2三角高程測(cè)量

3攝影測(cè)量

應(yīng)用最多的是水準(zhǔn)測(cè)量與三角高程測(cè)量，精度最高的是水準(zhǔn)測(cè)量。三角高程測(cè)量要緊用

在大比例尺地形測(cè)量中，本章要緊介紹水準(zhǔn)測(cè)量。

二、地球的形狀

陸地1.49億平方千米占29%地球總面積5.1億平方千米海洋3.61億平方千米71%由

此可把地球看作是由水包圍的水球.地球表面情況:高山、湖泊、海洋。最高處為8848.13米,

最低處11022米.相差雖如此之大,但對(duì)龐大地球而言還是微不足道的.故我們可把地球看作由

靜止海水面包圍的球體，這一球體稱(chēng)之大地體-代表地球形狀.大地體形狀是很復(fù)雜的，無(wú)法用

數(shù)字模型描述.為處理數(shù)據(jù)的方便，我們用規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球來(lái)代替.我國(guó)使用橢球是75年國(guó)際

大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的地球㈱球體，其元素為：

a=6378140米

a=l/298.257

關(guān)于工程測(cè)量而言,顧及施工范圍，a又很小，故把地球看成圓球，其半徑為R=6371米.

三.幾個(gè)概念

水準(zhǔn)面：

靜止的水面

特點(diǎn):處處與法線方向垂直.水準(zhǔn)面無(wú)限擴(kuò)展為曲面.

大地水準(zhǔn)面：

藺單的講就是靜止的海水面，.大地水準(zhǔn)面就是通過(guò)多年觀測(cè)得到的平均高度的海水面,即絕

對(duì)高成的起算面

53年一56年一黃海高程系統(tǒng)

53年―85年―1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)（87年起用）

青島原點(diǎn)：

為更方便進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量工作，在青島萬(wàn)象山上設(shè)置了一個(gè)點(diǎn)，經(jīng)與驗(yàn)潮站標(biāo)尺聯(lián)測(cè)得到了它的

高程.

72.289米…黃海高程系統(tǒng)

72.260米—1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)

高程（標(biāo)高）

地面點(diǎn)沿鉛垂線出4到高程起算面的距離，起算面的同高程可分為

絕對(duì)高程大地水準(zhǔn)面；

相對(duì)高程假英水準(zhǔn)面.

高差：

兩點(diǎn)高程之差用h表示(與高程起算而無(wú)關(guān))

hab=Hb-Ha

國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)

原則:先操縱，后碎部.

從青島原點(diǎn)出發(fā)，沿河流，道路由先操縱，后碎部.原則布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn).

鐵路、公路水準(zhǔn)點(diǎn)：

為道路勘測(cè)，施工，養(yǎng)護(hù)使用的水準(zhǔn)點(diǎn).

四.水準(zhǔn)測(cè)量的原理

hab=Hb-Ha

只要求出AB兩點(diǎn)高差即可.由上圖我們看出是指的那一段，如何得到的？

假如我們?cè)贏B兩點(diǎn)分別安放帶有分劃的標(biāo)尺,同時(shí)在AB之間置一臺(tái)能建立水平視線

的儀器分別讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)a與b,則h=a-b,Ha已知，則Hb=Ha+hab.

由此可見(jiàn)，水準(zhǔn)測(cè)量要緊是高差測(cè)量，高差有正負(fù)，在施測(cè)時(shí)要明確施測(cè)方向，是A—B若A

點(diǎn)高程已知

則A點(diǎn)是后視點(diǎn)，其讀數(shù)是后視讀數(shù)a

則B點(diǎn)是前視點(diǎn)，其讀數(shù)是前視讀數(shù)b

對(duì)高差來(lái)講用文字表示為：高差二后視讀數(shù)?前視讀數(shù)

要注意:前讀數(shù)不一定能后視讀數(shù)大

若hab>0則Hb>Ha

habvO則HbvHa

在水準(zhǔn)測(cè)量中用下列式子IIb=IlaIhab,Ila已知，由高差求取高程一高差法

若將上式變成Hb=(Ha+a)-b由此式求取高程一>儀高法

五.水準(zhǔn)儀,水準(zhǔn)尺

水準(zhǔn)儀

作用:迅速建立一條水平視線

種類(lèi)：

按精度分：DSO.5,、DS1,、DS3、.DS1O

按結(jié)構(gòu)：微傾水準(zhǔn)儀，自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，數(shù)字水準(zhǔn)儀.以微傾水準(zhǔn)儀為例說(shuō)明構(gòu)造.

水準(zhǔn)儀構(gòu)造：大概分三部分:望遠(yuǎn)鏡,水準(zhǔn)器，基座

望遠(yuǎn)鏡:由物鏡、目鏡、對(duì)光螺旋、十字絲板。

物鏡：提供視線、瞄準(zhǔn)目標(biāo)、讀數(shù)用

目鏡：放大物象

對(duì)光螺旋：使不一致距離的目標(biāo)成象清晰

十字絲板：提供水平視線。

明確一個(gè)概念：

視距軸（視線）：十字絲交點(diǎn)與物鏡光心連線。

要注意它不是望遠(yuǎn)鏡鏡筒的中心線。

②水準(zhǔn)器

管水準(zhǔn)器、圓水準(zhǔn)器。

水準(zhǔn)管軸：過(guò)零點(diǎn)的切線，水準(zhǔn)儀就是憑水準(zhǔn)氣泡居中來(lái)建立水平視線。這樣儀器要保

證視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸，

為了準(zhǔn)確的使用水準(zhǔn)管氣泡居中，儀器安裝了復(fù)合水準(zhǔn)器（有一系列棱鏡構(gòu)成調(diào)節(jié)微

傾螺旋，使影象窗可看到影象由圖1變成圖2）

只要?dú)馀菥又袆t說(shuō)明視線水平

圓水準(zhǔn)器：

粗略量平用

圓水準(zhǔn)軸：過(guò)零點(diǎn)的球面法線。

基座：

承托水準(zhǔn)儀，通過(guò)中心螺旋使水準(zhǔn)儀與腳架連接，粗平儀器。

另外，為了準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡還有一個(gè)制動(dòng)、微動(dòng)裝直。

2.水準(zhǔn)尺

塔尺5米

雙面水準(zhǔn)尺、3米、2.5米、4687、4787

六.水準(zhǔn)儀的使用

安置水準(zhǔn)儀

水準(zhǔn)儀概略置平

瞄準(zhǔn)目標(biāo)

①調(diào)目鏡使十字絲清晰

②調(diào)對(duì)光螺旋使尺象濟(jì)晰

③檢查是否有視差

眼睛上下移動(dòng)，若讀教變化，說(shuō)明有誤差產(chǎn)生原因：象與十字絲影象不重合總。

第三講三、四等水準(zhǔn)測(cè)量

一，水準(zhǔn)測(cè)量的精度

國(guó)家測(cè)繪局對(duì)全國(guó)的水準(zhǔn)測(cè)量作了統(tǒng)一規(guī)定，按不一致的要求定了四個(gè)等級(jí)

一等水準(zhǔn)測(cè)量

二等水準(zhǔn)測(cè)量

三等水準(zhǔn)測(cè)量

四等水準(zhǔn)測(cè)量

二，水準(zhǔn)路線的擬定

內(nèi)容包含：

1,水準(zhǔn)路線的選擇

2,水準(zhǔn)點(diǎn)位矍的確定

3,施測(cè)計(jì)劃的編制人員

儀器設(shè)備

經(jīng)費(fèi)

作業(yè)進(jìn)度

三，水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)

1,水準(zhǔn)路線的種類(lèi)

附與水準(zhǔn)路線

支水準(zhǔn)路線路線長(zhǎng)度通常不超過(guò)4Km

閉合水準(zhǔn)路線

2,儀器工具

DS3水準(zhǔn)儀一臺(tái)，雙面尺一對(duì)，R墊一對(duì)

3,施測(cè)程序:

1將水準(zhǔn)尺立于已知高程水準(zhǔn)點(diǎn)上作為后視，

2水準(zhǔn)儀置于施測(cè)路線鄰近合適的位置，

3在施測(cè)前進(jìn)方向上，取儀器置后視大致相等的距離放量尺墊，在尺墊上豎立水準(zhǔn)尺作為前

視.

讀數(shù)順序（三等）：

I,照準(zhǔn)后視標(biāo)尺黑面，讀耳義下，上，中，三次讀數(shù).

2,照準(zhǔn)前視標(biāo)尺黑面，讀取，下，上，中，三次讀數(shù)

3,照準(zhǔn)前視標(biāo)尺紅面，讀取中絲讀數(shù).

4,照準(zhǔn)后視標(biāo)尺紅面，讀取中絲讀數(shù).

這樣的順序簡(jiǎn)稱(chēng)后一前一前一后（黑黑紅紅）

四等水準(zhǔn)的順序?yàn)楹笠缓笠磺耙磺埃ê诩t黑紅）

4、三.四等水準(zhǔn)技術(shù)要求

等級(jí)儀器類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)視線長(zhǎng)前后視距差前后視距累計(jì)差黑紅面讀數(shù)（mm）黑紅面所測(cè)高差之差

三DS375米2.0米5.0米2.03.0

四DS3100米3.0米10.0米3.05.0

三、四等水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)，每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)測(cè)站應(yīng)為偶數(shù),由往測(cè)轉(zhuǎn)向返

測(cè)時(shí),務(wù)必重新安置儀器兩水準(zhǔn)尺應(yīng)互換位置.

5,記錄

后下絲前下絲方向標(biāo)尺讀數(shù)K+黑高差中備注

測(cè)站尺尺及尺減紅數(shù)

另一

編號(hào)上絲上絲

后視距前視黑面紅面

距

視距差dZd

115710739后-51384617100.83255號(hào)

11970363前-605515239-1尺

374376后-前0833093214787

-0.2-0.26號(hào)

221212196后-6193466210-0.0745尺

17471821前52008679614687

374375后-前-0074-01751

-().)-0.3

(1)(5)后(3)(4)(9)

(2)(6)前(7)(8)(10)

(12)(13)(16)(17)(11)

(14)(15)

(1)(1)測(cè)站上的計(jì)算與較核

1,高差部分

(9)=(3)+K-(4)

(10)=(7)+K-(8)

(11)39)-(10)

2,視距部分

(12)=(1)-(2)

(13)=(5)-(6)

(15)=本站(14)-前站的(15)

(16)=(3)-(7)

(17)=(4)-(8)

(11)=(16)±100-(17)

(2)(2)觀測(cè)結(jié)果后的計(jì)算較核

1,高美部分

I(3)-Z(7)=I(16)=h黑Z⑶-Z(4)=Z(9)

Z(4)-1(8)=1(17)=h紅Z(7)-Z(8)=Z(10)

h中=l/2(hM+h紅)

2視距部分

末站(15)=Z(12)-Z(13)

總視距=Z(12)+Z(13)

6,內(nèi)業(yè)計(jì)算

(I)(1)復(fù)查外業(yè)觀測(cè)記錄

(2)(2)閉核差計(jì)算fh=Zh往+Eh返

fh=Zh

(11=工11測(cè)-工卜理

限差四等±20JLmm

三等±12JLmm

L一符合或者閉合路線長(zhǎng)度，以Km計(jì).

(3)(3)高程誤差配賦計(jì)算

高程誤差配賦表

點(diǎn)號(hào)距離Km高差中數(shù)改正數(shù)改后高差改后高程

正負(fù)mm

III180.820.25+40.25410.000

IVO110,254

0.540.302+30.305

IV0210,559

1.240.472+6-0.466

IV0310.093

1.40.1+7-0.093

III1810,000

Fh=Zh=La-Zb=-0.02Zh理=0

Vi=((-fn)/IS)*Si

第四講：水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)及水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

一、一、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)

1、1、水準(zhǔn)儀應(yīng)忙足的條件

要緊條件：水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸

望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸應(yīng)隨調(diào)整而變動(dòng)

次要條件：圓水準(zhǔn)軸平行于儀器豎軸

十字絲橫絲垂直于儀器豎軸

2、2、水準(zhǔn)儀的軸系

水準(zhǔn)管軸LL

視準(zhǔn)軸CC

儀器豎軸VV

圓水準(zhǔn)軸L'L'

3、3、水準(zhǔn)儀檢校

檢校原則：前面的檢校項(xiàng)目不受后面檢校項(xiàng)目的影響。

檢校按下面順序進(jìn)行不能顛倒。

(1)、圓水準(zhǔn)儀檢校

目的：L'L'〃VV

方法：先進(jìn)行粗平，然后轉(zhuǎn)180°,若氣泡居中說(shuō)明條件滿足原理

(2)、十字絲橫絲檢校

目的：十字絲橫絲JL豎軸

方法：先使橫絲一端照準(zhǔn)一點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)輪若目標(biāo)始終在橫絲上移動(dòng)則說(shuō)明條件滿足,

否則要矯正

(3)、水準(zhǔn)管的檢校

目的：CC/7LL

方法：在平坦地面上選A、B兩點(diǎn)，相距60-100米在兩點(diǎn)上打入木樁或者用尺墊代替，

先將水準(zhǔn)儀黃于AB中間則AB兩點(diǎn)高差h尸然后將儀器漠干A、B任意點(diǎn)鄰近再次測(cè)

A、B兩點(diǎn)高差hz二a2-b?若hi-h2=4mm則說(shuō)明條件滿足，否則校正。

原理：

hl=al-bl

正常高差

hl=al'-bl'=alfbi+A=al-bl

校正：轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋使十字絲讀數(shù)a2變或者a2'燼后再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡，使其符合

例：

*1=1.364

bl=1.579

AJ

A100米B

hl=al-bl=-0.2：5h2=a2-b2=-0.158hl=h2

a2'=a2-(h2-hl：l*G+s')/s=1483-57110/100=1420

調(diào)整使讀數(shù)從1483變到1420,然后再使其符合

、二、水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

1、1、產(chǎn)生原因：儀器、觀測(cè)者、外界因素

2、2、儀器誤差

⑴、LL/7CC

h=ar-bl'=al-A1-(bl-25q)=al-bl-

l=i*sl2=i*s2

削減:S1=S2T前后視距相等

(2)對(duì)光時(shí)透鏡沿著軸移動(dòng)(調(diào)焦引起的視準(zhǔn)軸誤差)

削減：前后視距相等

(3)尺子誤差

刻劃不均勻

削減：對(duì)尺子進(jìn)行檢驗(yàn)

3、3、觀測(cè)誤差

(1)、讀數(shù)誤差

儀器放大倍率，人眼分辨能力，視差

削減：觀測(cè)認(rèn)真，消除視差

(2)、水準(zhǔn)管氣泡居中誤差

削減：操作認(rèn)真、使氣泡居中

(3)、尺子不垂直

使讀數(shù)增大

削減：水準(zhǔn)尺上加氣泡，搖尺法(前、后)使該數(shù)最小

4、外界因素影響

(1)、儀器下沉、水準(zhǔn)尺下沉

儀器下沉便前后讀數(shù)變小高差變大

削減：選擇土質(zhì)堅(jiān)硬處、提高觀測(cè)速度

水準(zhǔn)尺下沉使后視讀素變大，從而引起高差變大

削減：選擇土質(zhì)堅(jiān)硬處，加尺墊

(2)、地球曲率與大氣折射光影響

(3)、其他：風(fēng)、溫度等

選擇最佳觀測(cè)時(shí)間

第五講：角度測(cè)量

一、一、角度測(cè)量的原理

(一)(一)角度的概念

在我們測(cè)量中，所涉及的角度測(cè)量是水平角測(cè)量與豎直角測(cè)量

1、1、水平角：從一點(diǎn)出發(fā)的兩條射線所夾角在水平面上的投影

豎直角：一條射線在鉛垂面內(nèi)與水平線間夾角。

p

水平線

二者并同點(diǎn)

不相同點(diǎn)：水平角兩射線不固定，豎直角一射線固定。

相同點(diǎn)：都是兩個(gè)方向夾角。

（二）（二）先解決（水干角）測(cè)量原理及對(duì)■儀器的要求

由水平角的定義看，對(duì)儀器有什么要求呢？

要有一個(gè)投影面T量角裝置T水平度盤(pán)。

要有一個(gè)對(duì)中裝置，將儀器安置在角頂上。

要有一個(gè)瞄準(zhǔn)裝置T望遠(yuǎn)鏡

要有一個(gè)讀數(shù)裝氣

若有了以上裝置那么我們看

若置鏡OTBTb

TATa3=a-b

根據(jù)以上原理設(shè)計(jì)的一起叫經(jīng)緯儀

（三）（三）經(jīng)緯儀的構(gòu)造

1、I、經(jīng)緯儀的類(lèi)型

按度盤(pán)構(gòu)造分:游標(biāo)經(jīng)緯儀（金屬）

光學(xué)經(jīng)緯儀（破璃）

電子經(jīng)緯儀（光柵）

、、

按精度分:DJO,7DJIDJ2、DJ6

DT太地測(cè)量JT經(jīng)緯儀

2、經(jīng)緯儀構(gòu)造：照準(zhǔn)部

水平度盤(pán)

基座

（1）（1）照準(zhǔn)部

望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤(pán)、水準(zhǔn)器、讀數(shù)設(shè)備、十字絲環(huán)

望遠(yuǎn)鏡T作用同S3

豎直度盤(pán)T要緊測(cè)豎直角

水準(zhǔn)管T使豎軸鉛垂

讀數(shù)設(shè)備：讀取數(shù)據(jù)7_k

十字絲環(huán)

讀豎直角時(shí)用橫絲

讀水平角時(shí)用豎絲

除以上部件外，還有一些附件

為了豎直方向更港確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，有一個(gè)豎直制動(dòng)與一個(gè)微動(dòng)

為了水平方向更準(zhǔn)確地噴準(zhǔn)目標(biāo)，有一個(gè)水平制動(dòng)與一個(gè)微動(dòng)

為了便于使儀器在某一方向?yàn)槟骋蛔x數(shù)，一起有一個(gè)度盤(pán)安竟手輪

（2）、水平度盤(pán)

用光學(xué)玻璃制成的圓盤(pán)，其上按順時(shí)針?lè)较蛴?-360注記

（3）、基座：承托儀器使水準(zhǔn)儀與三腳架連接

（三）、讀數(shù)k儀器：指線測(cè)微輪法

分微尺型

1、1、指線測(cè)微輪P34

讀數(shù)規(guī)律：首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使度盤(pán)在指標(biāo)線精確夾主度盤(pán)上某一刻劃，得

整度數(shù)，不足整數(shù)部分在微尺上讀取，兩者之與為全部讀數(shù)。

分微尺型讀數(shù)規(guī)律：

那一根度盤(pán)刻劃線落在測(cè)微尺上讀取該讀數(shù)，并以此為指標(biāo)線，在分微尺上讀取不足

刻劃值的零數(shù)上者之與即為所求讀數(shù)。

J2經(jīng)緯儀對(duì)經(jīng)符合：非數(shù)字式

數(shù)字式

非數(shù)字式：首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪使上、下指標(biāo)線對(duì)齊，左正右倒相差180讀左正得

整度數(shù)，數(shù)格數(shù)得整10秒數(shù)，上分下秒左分右秒讀不足10秒

數(shù)字式：首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪使上下指標(biāo)線對(duì)齊，大格中為整度數(shù)、小格中為整10秒數(shù)，

不足10秒在分微尺上讀職。

010|||

（四）（四）緯儀使用：安置經(jīng)緯儀

對(duì)中

整平

瞄準(zhǔn)目標(biāo)

讀數(shù)

第六講：水平角的觀

測(cè)方法

一方法:

A

1測(cè)回法：適用于2個(gè)目標(biāo)

2方法觀測(cè)法：適用于3以上各目標(biāo)/

（一）測(cè)回法（如圖）/

置鏡。點(diǎn)對(duì)中、整平/

盤(pán)左：嚙準(zhǔn)目標(biāo)A讀取水平度盤(pán)讀數(shù)為a/

O

O

瞄準(zhǔn)目標(biāo)B讀取水平度盤(pán)讀數(shù)為bl

B

盤(pán)右：瞄準(zhǔn)目標(biāo)B讀取水平度盤(pán)讀數(shù)b2

瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀取水平度盤(pán)讀數(shù)a2

3l=al-bl02=a2-b2

/=31-32W+-40〃則3=(01+32)/2

記錄，計(jì)算

測(cè)站盤(pán)位目標(biāo)讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回角值

A00112

左571736

B571848

0571742

A1800106

右571748

B2371854

（二）方向觀測(cè)法

D

首先選擇一個(gè)成象清晰的點(diǎn)作為起始點(diǎn)（零方向）列以A為起始方向

觀測(cè)步驟：

盤(pán)左：先瞄準(zhǔn)A點(diǎn)。根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)安置水平度讀數(shù)

幡準(zhǔn)A點(diǎn)兩次符合，兩次讀數(shù)之差不大于3〃

半測(cè)回：

順時(shí)針瞄準(zhǔn)B點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃歸零差不大于8〃

順時(shí)針盹準(zhǔn)C兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

順時(shí)針盹準(zhǔn)D兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

順時(shí)針瞄準(zhǔn)A兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

盤(pán)右

逆時(shí)針瞄準(zhǔn)A點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時(shí)針盹準(zhǔn)D點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時(shí)針瞄準(zhǔn)C點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時(shí)針瞄準(zhǔn)B點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時(shí)針畸準(zhǔn)AB點(diǎn)兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

測(cè)左-右左+右

水平度盤(pán)讀數(shù)方向值

點(diǎn)2C2

盤(pán)左盤(pán)右

A61-150/0101240-1510/10'10-960-15-0500-00-00

B101-5150/5050281-520000-10101-51-5541-36-50

C171-4319/1919351-4329/2828-9171-43-23111-28-18

D313-3605/0505133-3614/1314-9313-36-10253-21-05

A60-1501/0101240-1507/0808-760-15-04

方向見(jiàn)測(cè)以，的誤差

兩次符合讀數(shù)差半測(cè)回歸零差各測(cè)回同方向2e互差各測(cè)回同方向值互差

±3〃±8"±13〃±

10〃

豎直角測(cè)量原理及測(cè)量方法

一、測(cè)量原理

關(guān)于豎直角要指定那點(diǎn)的豎直角

關(guān)于豎直角，由于水平線固定，故在設(shè)計(jì)度盤(pán)時(shí)將此水平線為一常數(shù)。

豎盤(pán)構(gòu)造

1、注記順時(shí)針注記

逆時(shí)針注記

2、豎盤(pán)固連在望遠(yuǎn)鏡橫軸上

3、指標(biāo)線讀數(shù)前其處于正確位置，使其處于正確位置有兩種方式

指標(biāo)水準(zhǔn)管補(bǔ)償器

所謂指標(biāo)線處于正確位笈是指視線水平常，指標(biāo)線指向常數(shù)90度或者270度

三、三、豎直角測(cè)量與計(jì)算

四、四、置鏡A對(duì)中，整平

盤(pán)左：瞄準(zhǔn)P（橫絲）讀取P1107-01-30

盤(pán)右：瞄準(zhǔn)P讀取讀數(shù)P2252-58-20

測(cè)站測(cè)點(diǎn)豎盤(pán)讀數(shù)盤(pán)位豎直角平均值

AP107-01-30左17-01-3017-01-35

252-58-20右17-01-40

角值計(jì)算

豎直角二常數(shù)-讀數(shù)或者豎直角二讀數(shù)一常數(shù)

豎直指標(biāo)差：當(dāng)視線水平常，讀數(shù)指標(biāo)線應(yīng)指向常數(shù)（9（）?或者27（）度）若不

指向常數(shù)則

產(chǎn)生一個(gè)差值，該差值就叫指標(biāo)差

以逆時(shí)針為例說(shuō)明指標(biāo)差計(jì)算：盤(pán)左則a=讀數(shù)-（90-x）=（讀數(shù)+x）-90=

（讀數(shù)-90）+x

使讀數(shù)減小3個(gè)x

盤(pán)右：a=（270-x）-讀數(shù)=270-（讀數(shù)+x）使讀數(shù)小于3x

<1左=<3+*。右=<1Xa=（。左+（1右）/2

x=l，2（a左-a右）=l/29（（L-90）-（270-R））=1/2（（L+R）-360）

若指標(biāo)線偏離注字增加一方為正（使讀數(shù)增加）

若指標(biāo)線偏離注字減小一方為負(fù)（使讀數(shù)減小）

第七講：經(jīng)緯儀的檢校

一、經(jīng)緯儀的要緊軸線：儀器橫軸HH

望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC

儀器豎軸VV

水準(zhǔn)管軸LL

圓水準(zhǔn)軸L'L'

二、要緊軸線滿足條件：LL_LVV

CC±HH

HHXVV

十字絲豎絲垂直于橫軸

三、檢校

原則：按順序進(jìn)行

1、1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校

2、2、十字絲緊絲檢校

3、3、視準(zhǔn)軸檢校

4、4、橫軸檢校

5、5、光學(xué)對(duì)中器檢校

水平角測(cè)量誤差分析

一、來(lái)源：儀器誤差

觀測(cè)誤差

外界條件影響

二、儀器誤差：CC不垂直HH

HH不垂直VV

照準(zhǔn)部偏6

LL不垂直VV

1、1、CC不垂直HH:

產(chǎn)生原因：十字絲交點(diǎn)位置不正確

盤(pán)左：x=aaz*p/oa=AA'*p/oaAA'=C*OA/p

:.x=C*OA*p/oa=c*p/cosa

這是對(duì)一個(gè)方向產(chǎn)生的影響，關(guān)于一個(gè)角有兩個(gè)方向

△B=c*(secai-seca2)

當(dāng)a=0時(shí)/\B=001]=-02八6或者a尸a：

當(dāng)盤(pán)右時(shí)與盤(pán)左偏離方向相反。測(cè)回法正倒鏡各測(cè)了一次此角，取中數(shù)消除此誤差

削減辦法：盤(pán)左、盤(pán)右取中數(shù)

2、2、HH不垂直VV

,zz

X=OO*p/AO=1*00/AO'=I*tga△3=I*(tga)-tga2)

ai=a2△3=0ai/x/

消除辦法：盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)取中數(shù)

3、3、度盤(pán)偏心

產(chǎn)生原因：度盤(pán)中心與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心的重合正鏡多讀x

倒鏡少讀x

消除：盤(pán)左、盤(pán)右現(xiàn)測(cè)取均值

4、4、水準(zhǔn)管軸不垂直與豎軸

不管盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)橫軸總是一端高。該項(xiàng)誤差不能用盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)消除

三、三、觀測(cè)誤差：測(cè)站偏心

目標(biāo)偏心

瞄準(zhǔn)誤差

讀數(shù)誤差

1、1、測(cè)站偏心：==6|+82

5i=e*sin0*p/di

d2=e*sin(Bz-0)*p/di

△0=e*p[sin9/di+sin(B'-8)@]

e7A/3/d\A3/37/△3/

當(dāng)B=180u9->90uZX0最大

2、2、目標(biāo)偏心

x=e*sinap"/de/x/dZx\

消除：盡量照目標(biāo)下部

3、3、照準(zhǔn)誤差

x=s*pZd

d

4、4、讀數(shù)誤差

消除：觀測(cè)認(rèn)真

四、0、外界影響

選擇最佳觀測(cè)時(shí)間。

第八講：距離測(cè)量

一、距離測(cè)量概述

距離測(cè)量是確定點(diǎn)的相對(duì)位置的三項(xiàng)外業(yè)基本工作之一。所謂測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離是指

測(cè)量地面兩點(diǎn)投影到某一基準(zhǔn)面的距離。這一基準(zhǔn)面通常為一水準(zhǔn)面，在小范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量

通常將其近似為一水平面，因此測(cè)量?jī)牲c(diǎn)的距離是指測(cè)量?jī)牲c(diǎn)的水平距離。

測(cè)量距離的方法與使用的儀器與工具有關(guān)。測(cè)量中經(jīng)常使用的儀器與方法要緊有(1)

光學(xué)法，如經(jīng)緯儀視距法,其測(cè)距精度約為1/200?1/300;(2)普通鋼尺量距，其精度約為

1/1000~1/5000;(3)因瓦基線尺量距，其精度達(dá)幾十萬(wàn)分之一；(4)電磁波測(cè)距儀，其精

度在幾千分之一到幾十萬(wàn)分之一。使用何種儀器與工具與測(cè)量工作的性質(zhì)與要求有關(guān)。

二、鋼尺量距

測(cè)量上用的鋼尺名義長(zhǎng)為30或者50m,卷在金屬架上，用時(shí)拉開(kāi)。其觀測(cè)分為定線與

丈量?jī)刹健?/p>

1.直線定線

當(dāng)距離較長(zhǎng)時(shí)，通常要分段丈量。為保證沿兩點(diǎn)之間的直線丈量，要在兩點(diǎn)的直線間設(shè)

立若干標(biāo)志(比如插上測(cè)訐)，稱(chēng)直線定線。直線定線可使用兩種方法：

(1)目估法。如圖欲測(cè)A、B兩點(diǎn)之間的距離，在4、8兩點(diǎn)各設(shè)一根花桿，一觀測(cè)

者位于4點(diǎn)之后目向8點(diǎn)，指揮中間持花桿者左右移動(dòng)至花桿位于直線上，同法定位其它

各點(diǎn)。

(2)經(jīng)緯儀法。在一端架設(shè)經(jīng)緯儀，用經(jīng)緯儀照準(zhǔn)另一點(diǎn)，然后用經(jīng)緯儀指揮插上測(cè)

釬

2.二直線丈量

量距通常使用所謂“平量法”，即丈量時(shí)保持鋼尺水平，關(guān)于坡度較大地區(qū)，應(yīng)將一尺

段分為幾段丈量，將鋼尺一端抬起以保持鋼尺水平，如圖5-1?丈量時(shí)鋼尺兩端應(yīng)加上一

定拉力(標(biāo)準(zhǔn)拉力為10kg)<,為保證精度，提高觀測(cè)結(jié)果的可靠性，通常使用往、返測(cè)丈量

的方法，比如由A測(cè)至8為往測(cè)。往，由8測(cè)至A為返測(cè)。反，往返貝幽住值為。均，其相對(duì)

較差限差要求為

Q往一。反

1

--------------■(5—1)

D均2000

若相對(duì)較差不超過(guò)限差要求，則取往反測(cè)均值做為最后結(jié)果；若相對(duì)較差超過(guò)限差要求,

則應(yīng)重新觀測(cè)。

3.鋼尺鑒定

由于鋼尺的制造誤差，與溫度變化，鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度通常不等于其明名義長(zhǎng)度。設(shè)在溫

度為fo時(shí)事實(shí)上際長(zhǎng)度為

兒=/（）+△/（5—2）

式中4）為鋼尺的名義長(zhǎng)，//為溫度為h時(shí)的改正數(shù)。當(dāng)溫度變?yōu)?時(shí)，其尺長(zhǎng)邊變?yōu)?/p>

/n）=l（）+Al+al（）（t-t（））（5—3）

式中為a膨漲系數(shù)，通常取a=0.000012/m：C。上式稱(chēng)之尺長(zhǎng)方程式。要將實(shí)際丈量長(zhǎng)度化

算為實(shí)際長(zhǎng)度，務(wù)必建立尺長(zhǎng)方程式，建立尺長(zhǎng)方程式的關(guān)鍵是確定鋼尺在某一溫度下的尺

長(zhǎng)該正數(shù)△/,稱(chēng)鋼尺鑒定?？墒褂萌胂路椒▽?duì)鋼尺進(jìn)行簍定：已知地面兩點(diǎn)的實(shí)際長(zhǎng)度為/,

現(xiàn)用被鑒定的鋼尺對(duì)兩點(diǎn)進(jìn)行丈量，丈量結(jié)果為則尺長(zhǎng)該正數(shù)為

i-r

^/=--Zo（5T）

直接丈量的距離要通過(guò)尺長(zhǎng)、溫度的該正以將其化算為實(shí)際距離。設(shè)用鋼尺丈量?jī)牲c(diǎn)的

距離為//,對(duì)其應(yīng)加的尺長(zhǎng)、溫度改正為

AL=/l+alo（J0）L，（5—5）

h

其中，為丈量時(shí)溫度。兩點(diǎn)的實(shí)際距離〃為

第九講：電子全站儀

測(cè)距儀是在傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀或者電子經(jīng)緯儀上加上測(cè)距部分（測(cè)距頭），測(cè)距時(shí)將測(cè)

距部分加上，測(cè)角時(shí)須將其摘下，這樣它存在如下缺點(diǎn)：（1）運(yùn)輸、觀測(cè)不便；（2）不便于

觀測(cè)信息處理的實(shí)時(shí)化、芻動(dòng)化。因此20世紀(jì)80年代出隨著電子測(cè)角的進(jìn)展，出現(xiàn)了集電

子測(cè)角與也子測(cè)距于一體的儀器電子全站儀（ElectronicTotaltation）,簡(jiǎn)稱(chēng)全站儀。全

站儀實(shí)現(xiàn)了測(cè)角、測(cè)距的兩者同時(shí)信息化，儀器內(nèi)置微處理器，其觀測(cè)程序操縱、觀測(cè)信息

處理均由微處理器完成，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)結(jié)果完全信息化、觀測(cè)信息處理測(cè)站自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化，

并可實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的野外實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，與內(nèi)業(yè)輸出等。與以往的單一的電子測(cè)角與電子測(cè)距相

比，全站儀的特點(diǎn)是觀測(cè)信息處理自動(dòng)化、測(cè)站實(shí)時(shí)化，極大地方便了測(cè)量工作，這是全站

,儀的突出優(yōu)點(diǎn)。

目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)多種型號(hào)的全站儀。需要指出的是不一致型號(hào)的儀器