工程測量培訓課件

教案

石家莊鐵路職業(yè)技術學院

第一講緒論

一、一、工程測量的實質(zhì)

工程測量的實質(zhì)就是定位，即確定點為之間的關系。

關于點為之間的關系的確定通常有兩種情況：

一種情況是：已知點位在地面上的位邃，不知其與其它點位之間的具體關系，

通常測量出這些點位的坐標（X,Y,H）或者將這些點用圖表示，這個過程就叫

測繪；

另一種情況：是點位的坐標已知，或者在圖上的位置已知，但在地面上的位

置未知，將這些點位在地面上的位置測量出來，這個過程就叫測設（或者施工放

樣）。

在測量中，由于點位要求的精度不一致，使用的方法不一致測量學又分為：

大地測量學：在廣大區(qū)域布設高精度的操縱點，顧及地球曲率的影響。

地形測量學：在小區(qū)域測量大比例尺地形圖，不顧及地球曲率的影響。

攝影測量與遙感：研究用各類傳感器所獲得的影象繪制地形圖。

工程測量學：研究各類工程在勘測設計、施工及運營等階段中測量工作。

二、測量坐標系

測量坐標系與數(shù)學坐標系不一致

X

測量坐標系數(shù)學坐標系

三、三、地面上點位的表示方法

地面上的點位是空間點位對其表示用三個量表示平面坐標（X,Y）與高程H

四、四、測量內(nèi)、外業(yè)遵循的原則

測量過程是帶有誤差的，誤差是傳遞的，若從一點出發(fā)，一直測下去將會引

起很大的誤差，為了減小誤差的積存，在外業(yè)測量中應遵循下列原則：

先操縱，后碎部（或者先整體，后局部）的原則

為了保證計算的正確性內(nèi)業(yè)計算應遵循下列原則：

步步有檢核，一人計算，另一人檢核。

五、五、測量的基本工作

測量的實質(zhì)就是定位也就是確定點位的（X,Y,H）,要想將這三個量求出來

務必進行下列四項基本工作：

高程測量

角度測量

距離測量

方向測量

六、在工程建設中的測量工作

設計部門：

收集資料（各類比例尺地形圖、DOM等）T強則（導線測量、水準測量、

1:2000大比例尺地形測量）圖紙角線定盼（放線、直線測量、曲線測

量、縱、橫斷面測量）

施工單位：

交接樁->復測（導線測量、水準測量、直線測量、曲線測量、縱橫斷面

測量AT工測量分工測量

運營部門：

定時復測一a維修線路

第二講.水準測量

2-1高程測量的概念

一、方法

1水準測量：幾何法）

2三角高程測量

3攝影測量

應用最多的是水準測量與三角高程測量，精度最高的是水準測量。三角高程測量要緊用

在大比例尺地形測量中，本幸要緊介紹水準測量。

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舟由

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8828.13

米，最低處11022米.相差雖如此之大，但對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，這一球體稱之大地體-代表地球形狀.大地體形狀是很復雜的,

無法用數(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)橢球來代替.我國使用橢球是

75年國際大地測量協(xié)會推薦的地球橢球體，其元素為：

a二6378140米

a=1/298.257

關于工程測量而言，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.幾個概念

水準面：

靜止的水面

特點：處處與法線方向垂直.水準面無限擴展為曲面.

大地水準面：

簡單的講就是辭止的海水面，.大地水準面就是通過多年觀測得到的平均高度的海水面.即絕

對高成的起算面

53年一56年--黃海高程系統(tǒng)

53年一85年―1985年國家高程基準（87年起用）

青島原點：

為更方便進行水準測量工作，在青島萬象山上設置了一個點，經(jīng)與臉潮站標尺聯(lián)測得到了它

的高程.

72.289米--黃海高程系統(tǒng)

72.260米--1985年國家高程基準

高程（標高）

地面點沿鋁垂2m高程起算面的距離，起算面的同高程可分為

絕對高程大地水準面；

相對高程假英冰準面.

高差：

兩點高程之差用h表示(與高程起算面無關)

hab=Hb-Ha

國家水準點

原則：先操縱，后碎部.

從青島原點出發(fā)，沿河流,道路由先操縱，后碎部.原則布設的水準點.

鐵路、公路水準點：

為道路勘測，施工，養(yǎng)護使用的水準點.

四.水準測量的原理

hab=Hb-Ha

只要求出AB兩點高差即可.由上圖我們看出是指的那一段，如何得到的？

假如我們在AB兩點分別安放帶有分劃的標尺，同時在AB之間置一臺能建立水平視線

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

由此可見，水準測量要緊是高差測量，高差有正負，在施測時要明確施測方向，是ATB若A

點高程已知

則A點是后視點，其讀數(shù)是后視讀數(shù)a

則B點是前視點，其讀數(shù)是前視讀數(shù)b

對高差來講用文字表示為：高差二后視讀數(shù)-前視讀數(shù)

要注苣：前讀數(shù)不一定能后視讀數(shù)大

若hab>0則Hb>Ha

hab<0則Hb<Ha

在水準測量中用下列式子Hb=Ha+hab,Ha已知，由高差求取高程T高差法

若將上式變成Hb=(Ha+a)-b由此式求取高程T儀高法

五.水準儀，水準尺

水準儀

作用：迅速建立一條水平視線

種類：

按精度分：DS0.5,、DS1,、DS3、,DS10

按結構：微傾水準儀，自動安平水準儀，數(shù)字水準儀.以微傾水準儀為例說明構造.

水準儀構造：大榻分三部分：望遠鏡,水準器，基座

望遠鏡：由物鏡、目鏡、對光螺旋、十字絲板。

物鏡：提供視線、瞄準目標、讀數(shù)用

目鏡：放大物象

對光螺旋：使不一致距離的目標成象清晰

十字絲板：提供水平視線。

明確一個概念：

視距軸（視線）：十字絲交點與物鏡光心連線。

要注意它不是望遠鏡鏡筒的中心線。

②水準器

管水準器、圓水準器。

水準管軸：過零點的切線，水準儀就是憑水準氣泡居中來建立水平視線。這樣儀器要保

證視準軸平行于水準管軸，

為了準確的使用水準管氣泡居中，儀器安裝了復合水準器（有一系列棱鏡構成調(diào)節(jié)微

傾螺旋，使影象窗可看到影象由圖1變成圖2）

只要氣泡居中則說明視線水平

圓水準器：

粗略量平用

圓水準軸：過零點的球面法線。

基座：

承托水準儀，通過中心螺旋使水準儀與腳架連接，粗平儀器。

另外，為了準確瞄準望遠鏡還有一個制動、微動裝置。

2.水準尺

塔尺5米

雙面水準尺、3米、2.5米、4687、4787

六.水準儀的使用

安置水準儀

水準儀概略置平

瞄準目標

①調(diào)目鏡使十字絲清晰

②調(diào)對光螺旋使尺象清晰

③檢查是否有視差

眼睛上下移動，若讀數(shù)變化，說明有誤差產(chǎn)生原因：象與十字絲影象不重合青。

第三講三、四等水準測量

一，水準測量的精度

國家測繪局對全國的水準測量作了統(tǒng)一規(guī)定，按不一致的要求定了四個等級

一等水準測量

二等水準測量

三等水準測量

四等水準測量

二，水準路線的擬定

內(nèi)容包含：

1,水準路線的選擇

2,水準點位置的確定

3,施測計劃的編制人員

儀器設備

經(jīng)費

作業(yè)進度

三，水準測量的施測

1,水準路線的種類

附與水準路線

支水準路線路線長度通常不超過4Km

閉合水準路線

2,儀器工具

DS3水準儀一臺，雙面尺一對，R墊一對

3,施測程序：

1將水準尺立于已知高程水準點上作為后視，

2水準儀置于施測路線鄰近合適的位置，

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

視.

讀數(shù)順序（三等）：

1，照準后視標尺黑面，談取下，上，中，三次讀數(shù).

2,照準前視標尺黑面，讀取，下，上，中，三次讀數(shù)

3,照準前視標尺紅面，讀取中絲讀數(shù).

4,照準后視標尺紅面，謨?nèi)≈薪z讀數(shù).

這樣的順序簡稱后一前一前一后（黑黑紅紅）

四等水準的順序為后一后一前一前（黑紅黑紅）

4、三四等水準技術要求

等級儀器類型標準視線長前后視距差前后視距累計差黑紅面讀數(shù)（mm）黑紅面所測高差之差

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、四等水準測量應進行往返觀測，每一測段的往測與返測測站應為偶數(shù)，由往測轉(zhuǎn)向返

測時，務必重新安置儀器兩水準尺應互換位置.

5,記錄

后下絲前下絲方向標尺讀數(shù)K+黑高差中備注

測站尺尺及尺減紅數(shù)

另一

編號上絲上絲

后視距前視黑面紅面

距

視距差dZd

115710739后一51384617100.83255號

11970363前-605515239-1尺

374376后一0833093214787

前6號

-0.2-0.2尺

221212196后-6193466210-0.0744687

17471821前-520086796-15

374375后一-0074-0171

前5

-0.1-0.3

(1)(5)后(3)(4)(9)

(2)(6)前(7)(8)(10)

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

(14)(15)

(1)(1)測站上的計算與較核

1,高差部分

(9)二⑶+K-(4)

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

(11)=(9)-(10)

2,視距部分

(12)=(1)-(2)

(13)=(5)-(6)

(15)二本站(14)-前站的(15)

(16)=(3)-(7)

(17)=(4)-(8)

(11)=(16)±100-(17)

(2)(2)觀測結果后的計算較核

1,高差部分

Z(3)-Z(7)=Z(16)=h黑Z(3)-Z(4)=Z(9)

Z(4)-Z(8)=E(17)=h紅I(7)-Z(8)=E(10)

h中=1/2(h黑+h紅)

2視距部分

末站(15)二］(12)-1(13)

總視距二工(12)+1(13)

6,內(nèi)業(yè)計算

(1)(1)復查外業(yè)觀測記錄

(2)(2)閉核差計算fh二Zh往+￡h返

fh=Zh

fh=Zh測-Zh理

限差四等±20JLmm

三等±12JLmm

L一符合或者閉合路線長度，以Km計.

(3)(3)高程誤差配賦計算

高程誤差配賦表

點號距離Km高差中數(shù)改正數(shù)改后高差改后高程

正負mm

111180.820.25+40.25410.000

IV0110.254

0.540.302+30.3C5

IV0210.559

1.240.472+6-0.466

IV0310.093

1.40.1+7-0.C93

1111810.000

Fh=Lh=Ea-Lb=-0.02Lh理=0

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

第四講：水準儀的檢驗及水準測量誤差分析

一、一、水準儀的檢驗

1、1、水準儀應忙足的條件

要緊條件：水準管軸平行于視準軸

望遠鏡的視準軸應隨調(diào)整而變動

次要條件：圓水準軸平行于儀器豎軸

十字絲橫絲垂直于儀器豎軸

2、2、水準儀的軸系

水準管軸LL

視準軸CC

儀器豎軸VV

圓水準軸L'L'

3、3、水準儀檢校

檢校原則：前面的檢校項目不受后面檢校項目的影響。

檢校按下面順序進行不能顛倒。

(1)、圓水準儀檢校

目的：L'一〃VV

方法：先進行粗平，然后轉(zhuǎn)180°,若氣泡居中說明條件滿足原理

(2)、十字絲橫絲檢校

目的：十字絲橫絲_L豎軸

方法：先使橫絲一端照準一點，轉(zhuǎn)動微動輪若目標始終在橫絲上移動則說明條件滿足,

否則要矯正

(3)、水準管的檢校

目的：CC/7LL

方法：在平坦地面上選A、B兩點，相距60T00米在兩點上打入木樁或者用尺墊代替，

先將水準儀置于AB中間測AB兩點高差h產(chǎn)然后將儀器置于A、B任意點鄰近再次測A、

B兩點高差h2=a2-b2若h-h234mm則說明條件滿足，否則校正。

原理:

hl=al-bl

正常高差

hl二al'-bl'=al_2s.-bl+△=al_bl

hl=a2--Q>2-d|)=a2-b2-A^h2-iG+s')+i*s'

校正：轉(zhuǎn)動微動螺旋使十字絲讀數(shù)a2變或者a2'然后再調(diào)整水準管氣泡，使其符合

例：

al=1.364

bl=1.579

100米

hl=al-bl=-0.215L2=a2-b2=-0.158hl=h2

a2'=a2-(h2-hl：l*(s+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、水準測量誤差分析

1、1、產(chǎn)生原因：儀器、觀測者、外界因素

2、2、儀器誤差

(1)、LL/7CC

h=al'-bl'=al-A1-(bl-/q)=al-bl-(位「21

l=i*sl2=i*s2

削減：S1=S2T前后視距相等

(2)對光時透鏡沿著軸移動(調(diào)焦引起的視準軸誤差)

削減：前后視距相等

(3)尺子誤差

刻劃不均勻

削減：對尺子進行檢驗

3、3、觀測誤差

(1)、讀數(shù)誤差

儀器放大倍率，人眼分辨能力，視差

削減：觀測認真，消除視差

(2)、水準管氣泡居中誤差

削減：操作認真、使氣泡居中

(3)、尺子不垂直

使讀數(shù)增大

削減：水準尺上加氣泡，搖尺法(前、后)使該數(shù)最小

4、外界因素影響

(1)＞儀器下沉、水準尺下沉

儀器下沉使前后讀數(shù)變小高差變大

削減：選擇土質(zhì)堅硬處、提高觀測速度

水準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)堅硬處，加尺墊

(2)、地球曲率與大氣折射光影響

(3)、其他：風、溫度等

選擇最佳觀測時間

第五講：角度測量

一、一、角度測量的原理

(一)(一)角度的概念

在我們測量中，所涉及的角度測量是水平角測量與豎直角測量

1、1、水平角：從一點出發(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

不相同點：水平角兩射線不固定，豎直角一射線固定。

相同點：都是兩個方向夾角。

（二）（二）先解決（水可角）測量原理及對儀器的要求

由水平角的定義看，對儀器有什么要求呢？

要有一個投影面T量角裝置T水平度盤。

要有一個對中裝置，將儀器安置在角頂上。

要有一個瞄準裝置T望遠鏡

要有一個讀數(shù)裝置

若有了以上裝置那么我們看

若置鏡OTBTb

TA->a0=a-b

根據(jù)以上原理設計的一起叫經(jīng)緯儀

（三）（三）經(jīng)緯儀的構造

1、1、經(jīng)緯儀的類型

按度盤構造分：游標經(jīng)緯儀（金屬）

光學經(jīng)緯儀（玻璃）

電子經(jīng)緯儀（光柵）

按精度分:DJo〃、DJ、DJ2、DJ6

DT大地測量JT經(jīng)緯儀

2、經(jīng)緯儀構造：照準部

水平度盤

基座

（1）（1）照準部

望遠鏡、豎直度盤、水準器、讀數(shù)設備、十字絲環(huán)

望遠鏡T作用同S3

豎直度盤T要緊測豎直角

水準管T使豎軸鉛垂

讀數(shù)設備：讀取數(shù)據(jù)7_-

十字絲環(huán)

讀豎直角時用橫絲

讀水平角時用豎絲

除以上部件外，還有一些附件

為了豎直方向更準確地瞄淮目標，有一個豎直制動與一個微動

為了水平方向更準確地瞄準目標，有一個水平制動與一個微動

為了便于使儀器在某一方向為某一讀數(shù)，一起有一個度盤安置手輪

（2）、水平度盤

用光學玻璃制成的圓盤，其上按順時針方向由0-360注記

（3）、基座：承托儀器使水準儀與三腳架連接

（三）、讀數(shù)L儀器：指線測微輪法

分微尺型

1、1、指線測微輪P34

讀數(shù)規(guī)律：首先轉(zhuǎn)動測微輪，使度盤在番標線精確夾主度盤上某一刻劃，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：

那一根度盤刻劃線落在測微尺上讀取該讀數(shù)，并以此為指標線，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)緯儀對經(jīng)符合：非數(shù)字式

數(shù)字式

非數(shù)字式：首先轉(zhuǎn)動測微輪使上、下指標線對齊，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)動測微輪使上下指標線對齊，大格中為整度數(shù)、小格中為整10秒數(shù)，

不足10秒在分微尺上讀取。

010III

3

（四）（四）緯儀使用：安置經(jīng)緯儀

對中

整平

瞄準目標

讀數(shù)

第六講：水平角的觀

測方法

一方法:

A

1測回法：適用于2個目標

2方法觀測法：適用于3以上各目標/

（一）測回法（如圖）/

置統(tǒng)。點對中、整平/

盤左：瞄準目標A讀取水平度盤讀數(shù)為aj/

O/

O

瞄準目標B讀取水平度盤讀數(shù)為b1

B

盤右：瞄準目標B讀取水平度盤讀數(shù)b2

瞄準目標A讀取水平度盤讀數(shù)a2

31=a1-b132=a2-b2

六B1-62W+-40〃則3=(01+32)/2

記錄。計算

測站盤位目標讀教半測回角值-測回角值

A00112

左571736

B571848

0571742

A1800106

右571748

B2371854

（二）方向觀測法

D

首先選擇一個成象清晰的點作為起始點（零方向）列以A為起始方向

觀測步驟：

盤左：先瞄準A點。根據(jù)測回教安鹿水平度讀教

瞄準A點兩次符合，兩次讀數(shù)之差不大于3〃

半測回：

順時針瞄準B點兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃歸零差不大于8〃

順時針瞄準C兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

順時針瞄準D兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

順時針瞄準A兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

盤右

逆時針瞄準A點兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時針瞄準D點兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時針瞄準C點兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時針瞄準B點兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

逆時針瞄準AB點兩次符合兩次讀數(shù)之差不大于3〃

測左-左+右

水平度盤讀數(shù)方向值

點右2c2

盤左盤右

A61-150/01C1240-1510/10'10-960-15-0500-00-00

B101-5150/5060281-520000-10101-51-5541-36-50

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

D313-3605/05C5133-3614/1314-9313-36-10253-21-05

A60-1501/01C1240-1507/0808-760-15-04

方向觀測法的誤差

兩次符合讀數(shù)差半測回歸零差各測回同方向2e互差各測回同方向值互差

±3〃±8〃±13〃±

10〃

豎直角測量原理及測量方法

一、測量原理

關于豎直角要指定那點的豎直角

關于豎直角，由于水平線固定，故在設計度盤時將此水平線為一常數(shù)。

豎盤構造

1、注記順時針注記

逆時針注記

2、豎盤固連在望遠鏡橫軸上

3、指標線讀數(shù)前其處于正確位置，使其處于正確位置有兩種方式

指標水準管補償器

所謂指標線處于正確位置是指視線水平常，指標我指向常數(shù)90度或者270度

三、三、豎直角測量與計算

四、四、黃鏡A對中，整平

盤左:瞄準P（橫絲）讀取P1107-01-30

盤右：瞄1P讀取讀數(shù)P2252-58-20

測站測點豎盤讀數(shù)盤位豎直角■F均值

AP107-01-30左17-01-3017-01-35

252-58-20右17-01-40

角值計算

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

豎直指標差：當視線水平常，讀數(shù)指標線應指向常數(shù)（90?或者270度）若不

指向常數(shù)則

產(chǎn)生一個差值，該差值就叫指標差

以逆時針為例說明指標差計算；盤左則a二讀數(shù)-（90-x）=（讀數(shù)+x）-90=

（讀數(shù)-90）+x

使讀數(shù)減小3個x

盤右：a=（270-x）-讀數(shù)=270-（讀數(shù)+x）使讀數(shù)小于3x

a左=a+xa右=a-xa=（（1左+（1右）/2

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

若指標線偏離注字增加一方為正（變讀數(shù)增如）

若指標線偏離注字減小一方為負（使讀數(shù)減小）

第七講：經(jīng)緯儀的檢校

一、一、經(jīng)緯儀的要緊軸線：儀器橫軸HH

望遠鏡視準軸CC

儀器豎軸VV

水準管軸LL

圓水準軸L'L'

二、二、要緊軸線滿足條件：LL_LVV

CCXHH

HH±VV

十字絲豎絲垂直于橫軸

三、三、檢校

原則：按順序進行

1、1、照準部水準管的檢校

2、2、十字絲豎絲檢校

3、3、視準軸檢校

4、4、橫軸檢校

5、5、光學對中器檢校

水平角測量誤差分析

一、一、來源：儀器誤差

觀測誤差

外界條件影響

二、二、儀器誤差：CC不垂直HH

HH不垂直VV

照準部偏6

LL不垂直VV

1、1、CC不垂直HH:

產(chǎn)生原因：十字絲交點位置不正確

盤左：x=aaz*0/oa=AA,*p/oaAA'=C*0A/p

/.x=C*0A*p/oa=c*p/cosa

這是對一個方向產(chǎn)生的影響，關于一個角有兩個方向

△B=c*(secai-seca2)

當a二。時△B=0a1=-a2△B或者a產(chǎn)a2

當盤右時與盤左偏離方向相反。測回法正倒鏡各測了一次此角，取中數(shù)消除此誤差

削減辦法：盤左、盤右取中數(shù)

2、2、HH不垂直VV

,

X=00'*p/A0=1*00'/AO'=l*tga△0=1*(tgai-tga2)

ai=a2△0=0cii，xZ

消除辦法：盤左、盤右觀測取中數(shù)

產(chǎn)生原因：度盤中心與照準部旋轉(zhuǎn)中心的重合正鏡多讀X

倒鏡少讀x

消除：盤左、盤右觀測取均值

4、4、水準管軸不垂直與豎軸

不管盤左、盤右觀測橫軸總是一端高。該項誤差不能用盤左、盤右觀測消除

、三、現(xiàn)測誤差：測站偏心

目標偏心

瞄準誤差

讀數(shù)誤差

1、1、測站偏心：='=6計52

5i=e*sin9*p/d!

d2=e*sin(3'-8)*P/di

△B=e*p[sin6/di+sin(B'_6)/dz]

ez△zd^A3zzA3z

當。二180°8T90°最大

2、2、目標偏心

x=e*sinap"/de/x/d/x、

消除：盡量照目標下部

3、3、照準誤差

x=s*p/d

4、4、讀數(shù)誤差

消除：觀測認真

四、四、外界影響

選擇最佳觀測時間。

第八講：距離測量

一、距離測量概述

距離測量是確定點的相對位置的三項外業(yè)基本工作之一。所謂測量兩點之間的距離是指

測量地面兩點投影到某一息準面的距離。這一底準面通營為一水準面，在小范圍內(nèi)進行測量

通常將其近似為一水平面，因此測量兩點的距離是指測量兩點的水平距離。

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

光學法，如經(jīng)緯儀視距法，其測距精度約為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，其精度達幾十萬分之一；(4)電磁波測距儀，

其精度在幾千分之一到幾十萬分之一。使用何種儀器與工具與測量工作的性質(zhì)與要求有關。

二、鋼尺量距

測量上用的鋼尺名義長為30或者50m,卷在金屬架上，用時拉開。其觀測分為定線與

丈量兩步。

1.直線定線

當距離較長時，通常要分段丈量。為保證沿兩點之間的直線丈量，要在兩點的直線間設

立若干標志(比如插上測釬)，稱直線定線。直線定線可使用兩種方法：

(1)目估法。如圖欲測48兩點之間的距離，在4、8兩點各設一根花桿，一觀測者

位于4點之后目向8點，指揮中間持花桿者左右移動至花桿位于直線上，同法定住其它各

占O

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

釬

2.二直線丈量

量距通常使用所謂“平量法”，即丈量時保持鋼尺水平，關于坡度較大地區(qū)，應將一尺

段分為幾段丈量，將鋼尺一端抬起以保持鋼尺水平，如翦5-U丈量時鋼尺兩端應加上一

定拉力(標準拉力為10kg)。為保證精度，提高觀測結果的可靠性，通常使用往、返測丈量

的方法，比如由力測至8為往測。往，由8測至4為返測。反，往返雙的往值為。玲，其相對較

差限差要求為

I。往一°反|W------(5—1)

。均2000

若相對較差不超過限差要求，則取往反測均值做為最后結果；若相對較差超過限差要求,

則應重新觀測。

3.鋼尺鑒定

由于鋼尺的制造誤差，與溫度變化，鋼尺實際長度通常不等于其明名義長度。談在溫

度為之時事實上除長度為

l：lo+△/(5—2)

式中/。為鋼尺的名義長，//為溫度為之時的改正數(shù)。當溫度變?yōu)槠邥r，其尺長邊變

為

L0=/o+A/+ak(t-tj(5—3)

式中為4膨漲系數(shù)，通常取(7=0.000012/mcCo上式稱之尺長方程式。要將實際丈量長度

化算為實際長度，務必建立尺長方程式，建立尺長方程式的關鍵是確定鋼尺在某一溫度下的

尺長該正數(shù)△/,稱鋼尺鑒定。可使用入下方法對鋼尺進行鑒■定：已知地面兩點的實際長度

為/,現(xiàn)用被蓼定的綱尺對兩點進行丈量，丈量結果為則尺長該立教為

1-T

△尸丁?，。(5—4)

直接丈量的距離要通過尺長、溫度的該正以將其化算為實際距離。設用鋼尺丈量兩點的

距離為Z/,對其應加的尺長、溫度改正為

△L'=4l+alo(lo)L’(5—5)

h

其中七為丈量時溫度。兩點的實際距離L為

乙=

第九講：電子全站儀

測距儀是在傳統(tǒng)的光學經(jīng)緯儀或者電子經(jīng)緯儀上加上測距部分(測距頭)，測距時將測

距部分加上，測角時須將其摘下，這樣它存在如下缺點：(1)運輸、觀測不便；(2)不便于

觀測信息處理的實時化、自動化。因此20世紀80年代出隨著電子測角的進展，出現(xiàn)了集電

子測角與電子測距于一體的儀器電子全站儀(ElectronicTotaItation),簡稱全站

儀。全站儀實現(xiàn)了測角、測距的兩者同時信息化，儀器內(nèi)置微處理器，其觀測程序操縱、觀

測信息處理均由微處理器完成，實現(xiàn)了觀測結果完全信息化、觀測信息處理測站自動化、實

時化，并可實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)的野外實時存儲，與內(nèi)業(yè)輸出等。與以往的單一的電子測角與電子

測距相比，全站儀的特點是觀測信息處理自動化、測站實時化，極大地方便了測量工作，這

是全站儀的突出優(yōu)點。

目前國內(nèi)外生產(chǎn)多種型號的全站儀。需要指出的是不一致型號的儀器，其功能、觀測序

會有一些差別，可參閱隨機攜帶的使用說明。現(xiàn)以日本TOPCON公司GTS—700為例說明全站

儀的功能與使用。

1.GTS—700的構造與性能

(1)GTS—700的構造

如圖5-6為GTS—700全站儀，其要緊有

主機、電池、反光鏡等幾部分構成。

(a)主機

主機包含望遠鏡、顯示窗及鍵盤、

外部電源接口、串行信號接口等。

(b)電池

GTS—700的電源為手柄式電池

與BT-3Q型電池組。

(c)反光鏡

GTS—700的反光鏡笆含傾斜式單棱鏡組、固定式三棱鏡組及固定式多棱鏡組，可根據(jù)

所測距離的遠近予以選擇

(2)GTS—700的要緊性能指標

(a)精度測角精度2"

測距精度士(2mm+2ppm)

(b)最大測程：2.8km

(c)工作環(huán)境溫度-20?+50°o

2.GTS—700的程序功空

接通電源開關，將照準部旋轉(zhuǎn)幾圈，顯示屏將顯示程序主菜單，為六個模塊，對應6

個功能摸式(對應軟鍵Fi?F6),這6個摸式幾乎包含了全站儀的所有功能。

(1)程序模式(Prog)

本模式用于設置水平方向的方向角；導線測量；對邊測量等。

(2)標準測量模式(Std)

本模式用于角度測量、距離測量、坐標測量等。

(3)存儲管理模式：Mem)

本模式用于文件的管理等。

(4)數(shù)據(jù)通訊模式(Comm)

本模式用于設置與外部儀器進行數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)文件的輸入/輸出、讀入應用程序等。

(5)校正摸式(Adj)

本模式用于檢驗與校正，如儀器補嘗系統(tǒng)誤差的校正、設置儀器常數(shù)等。

(6)參數(shù)設置模式(Para)

本模式用于用于設置與觀測與顯示的內(nèi)容有關的參數(shù)。

3.角度測量、距離測量

角度測量、距離測量在標準測量(Std)的模式下。

水平角測量：

開機后出現(xiàn)主菜單，按F2鍵后進入標準測量模式，操作程序如下：

照準第一個目標(⑷；

將4目標的水平度盤讀數(shù)置零(按F4(0SET)鍵)；

照準第二個目標(8),儀器顯示水平角與8目標的豎直角。

距離測量：

照準棱鏡中心；

按Fi犍，顯示距離、豎角等。

全站儀的其它功能的操作，可參閱隨機的使用手冊。

4.測距儀的檢驗

測距成果受到多種因素的因素的影向，其中一部分與儀器本身有關，這一部分屬系統(tǒng)影

響。這類誤差中，一部分是與所測距離長短無關的誤差，稱加常數(shù)誤差：另一部分是與距離

成比例的誤差，稱乘常數(shù)誤差。為了減弱與消除這這類俁差的影響，應對新儀器進行檢驗，

以便對測距結果進行改正，

加常數(shù)：

加常數(shù)是信號往返傳播的路程的1/2與所測距離的差值。

乘常數(shù)：

由相位法測距公式