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1、矿山测量学矿山测量学第一章第一章 绪论绪论 11 测量学的发展及内容测量学的发展及内容12 地面点位的确定地面点位的确定13 测量工作概述测量工作概述11 测量学的发展及内容测量学的发展及内容 测量学是一古老的地球科学，它自于希腊测量学是一古老的地球科学，它自于希腊文的文的“土地划分土地划分”。而近代的测量学已经发展为。而近代的测量学已经发展为一门多方面的综合科学，通常叫做测绘科学。一门多方面的综合科学，通常叫做测绘科学。测量学的发展概况测量学的发展概况 本课程的意义及要求本课程的意义及要求 测量学科的分类测量学科的分类一、测量学的发展概况1我国古代测量学的成就我国古代测量学的成就 大约是公元
2、前大约是公元前2200年，夏禹治水时，使用年，夏禹治水时，使用“左准绳，右规矩左准绳，右规矩”的测量工具和方法。的测量工具和方法。长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图地图世界上现发现的最早的军用地图世界上现发现的最早的军用地图北宋时沈括的北宋时沈括的梦溪笔谈梦溪笔谈中记载了中记载了磁偏角的发现。磁偏角的发现。清朝康熙年间，清朝康熙年间，1718年完成了世界年完成了世界上最早的地形图之一上最早的地形图之一皇兴全图皇兴全图。注：世界上现存最古老的地图是在古巴比注：世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古巴城（今伊拉克境内）发伦北部的加苏古巴城（今伊拉克
3、境内）发掘的刻在陶片上的地图。掘的刻在陶片上的地图。2近代测量学的发展近代测量学的发展 望远镜普遍用于测量仪器望远镜普遍用于测量仪器 最小二乘法理论奠定了测量平差的基础最小二乘法理论奠定了测量平差的基础 电磁波测距仪的问世电磁波测距仪的问世 20世纪自动安平水准仪及数字水准仪研世纪自动安平水准仪及数字水准仪研制成功制成功 电子经纬仪产生，陀螺经纬仪与激光经电子经纬仪产生，陀螺经纬仪与激光经纬仪应用于定向工作。纬仪应用于定向工作。1966年开始进行人卫大地测量。年开始进行人卫大地测量。3测量学发展状况及展望测量学发展状况及展望 测量室内外一体化。测量室内外一体化。GPS（Global posit
4、ioning system）RS（Remote sense）GIS(Geographic information system)3S技术的结合技术的结合 数字地球数字地球(Digital Earth)的概念。的概念。二本课程的意义及要求二本课程的意义及要求1学习本课程的意义学习本课程的意义 城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路等的修建农田水利及道路等的修建 勘测设计、施工放样、竣工验收和工勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测程监测2学习好本课程的要求学习好本课程的要求 认真听课，做好笔记；认真听课，做好笔记；独立完成作业，注意总结；独立完成作业，
5、注意总结；重实践，认真对待课堂实验；重实践，认真对待课堂实验；认真完成集中实习，积累经验。认真完成集中实习，积累经验。测设测设:图纸图纸 地面地面测定测定:地面地面 图纸图纸三测量学定义及学科分类三测量学定义及学科分类1测量学测量学(surveying)的定义的定义 根据它的任务与作用，包括两个方面：根据它的任务与作用，包括两个方面：测定（测绘）测定（测绘）(location)测设（放样）测设（放样）(seting-out)2测量学科的分类测量学科的分类普通测量学普通测量学大地测量学大地测量学摄影测量学摄影测量学工程测量学工程测量学制图学制图学12 地面点位的确定 确定地面点的空间位置需用三个
6、量确定地面点的空间位置需用三个量:u某点在水平面上投影位置（某点在水平面上投影位置（x,yx,y）u该点离某水平面高度（该点离某水平面高度（H H）1.1.测量基准面测量基准面2.2.地面点的平面位置地面点的平面位置3.3.地面点的高程地面点的高程一测量基准面一测量基准面1测量工作基准面测量工作基准面大地水准面。大地水准面。水准面水准面静止海水面所形成的封闭曲面。静止海水面所形成的封闭曲面。大地水准面大地水准面其中通过平均海水面的那个其中通过平均海水面的那个水准面。水准面。2.大地水准面的特点大地水准面的特点水准面的特点水准面的特点 不规则曲面有无数个不规则曲面有无数个 处处与铅垂线正交、封闭
7、的重力等势面处处与铅垂线正交、封闭的重力等势面大地水准面的特点大地水准面的特点 唯一的不规则曲面唯一的不规则曲面 处处与铅垂线正交、封闭的重力等势面处处与铅垂线正交、封闭的重力等势面测量工作的基准面测量工作的基准面大地水准面大地水准面 测量工作的基准线测量工作的基准线铅垂线铅垂线旋转椭球旋转椭球 由椭圆（长半轴由椭圆（长半轴a a，短半轴，短半轴b b）绕）绕b b轴旋轴旋转而成的椭球体。可用数学式表示的转而成的椭球体。可用数学式表示的光滑曲面。光滑曲面。二、地面点的平面位置二、地面点的平面位置(一一)地理坐标（属于球面坐标系统）地理坐标（属于球面坐标系统）适用于：在地球椭球面上确定点位。分为
8、：适用于：在地球椭球面上确定点位。分为：1.天文地理坐标天文地理坐标(天文天文经度经度 ，天文，天文纬度纬度 )2.大地地理坐标大地地理坐标(大地大地经度经度B B，大地，大地纬度纬度L L)地理坐标系(二二)平面直角坐标平面直角坐标 适用于：研究范围较小。适用于：研究范围较小。数学平面直角坐标系数学平面直角坐标系测量平面直角坐标系测量平面直角坐标系 坐标系的异同：坐标系的异同：uu不同点：不同点：1 1测量上北方向为测量上北方向为X X轴正向，轴正向，东方向为东方向为Y Y轴正向。轴正向。2 2角度方向顺时针度量；角度方向顺时针度量；象限顺时针编号。象限顺时针编号。uu相同点相同点:数学中的
9、三角公式在测量中可直接应用。数学中的三角公式在测量中可直接应用。（三）高斯平面直角坐标（三）高斯平面直角坐标适用于：研究范围较大。适用于：研究范围较大。高斯投影方法：高斯投影方法：目的是将椭球面投影到目的是将椭球面投影到平面上。使投影带的中央子午线与椭平面上。使投影带的中央子午线与椭圆柱体相切，展开后为圆柱体相切，展开后为X X轴，向北为正；轴，向北为正；展开后为展开后为Y Y轴，向东为正。轴，向东为正。高斯平面投影高斯平面投影投影投影剪开剪开展展平平16带的划分带的划分u为限制高斯投影离中央子午线愈远，为限制高斯投影离中央子午线愈远，长度变形愈大的缺点，从经度长度变形愈大的缺点，从经度0开始
10、，开始，将整个地球分成将整个地球分成60个带，个带，6为一带。为一带。u计算公式：计算公式：=6N-3中央子午线经度中央子午线经度,N投影带号。投影带号。方法：方法：（1）先将自然值的横坐）先将自然值的横坐标标Y加上加上500000米；米；（2）再在新的横坐标）再在新的横坐标Y之前标以之前标以2位数的带号位数的带号。2.我国高斯平面直角坐标的表示方法我国高斯平面直角坐标的表示方法例：国家高斯平面点例：国家高斯平面点P P（2433586.6932433586.693，2222514366.157514366.157）所表示的意义）所表示的意义:(1)(1)表示点表示点P P在高斯平面上至赤道的
11、距离在高斯平面上至赤道的距离;X=X=2433586.693m2433586.693m(2)(2)其投影带的带号为其投影带的带号为2222 、P P点离点离3838带的带的纵轴纵轴X X轴的实际坐标轴的实际坐标Y=Y=514366.157-514366.157-500000=500000=-14366.157m-14366.157m三.地面点的高程1.1.绝对高程绝对高程H H到大地水准面的铅垂距离。到大地水准面的铅垂距离。2.2.相对高程相对高程H H到假定水准面的铅垂距离。到假定水准面的铅垂距离。3.3.高高 差差h hABAB=H=HB B-H-HA A=H=HB B-H-HA A4.我
12、国的高程系统我国的高程系统主要有：主要有：（1）1985国家高程系统国家高程系统（2）1956黄海高程系统黄海高程系统（3）地方高程系统。如：珠江高程系统。）地方高程系统。如：珠江高程系统。注：水准原点：青岛市观象山注：水准原点：青岛市观象山H H0 0=72.260m=72.260m（8585黄海系）黄海系）=72.289m=72.289m（5656黄海系）黄海系）1.3 测量工作概述一测量的基本工作一测量的基本工作 测角、量边、测高差测角、量边、测高差二测量工作中用水平面代替水准面的限度二测量工作中用水平面代替水准面的限度1 1对水平角、距离的影响对水平角、距离的影响在面积约在面积约320
13、km320km2 2内，可忽略不计。内，可忽略不计。2 2对高程的影响对高程的影响即使距离很短也要顾及即使距离很短也要顾及地球曲率的影响。地球曲率的影响。三测量工作的基本原则三测量工作的基本原则布局上：由整体到局部布局上：由整体到局部 精度上：由高级到低级精度上：由高级到低级次序上：先控制后细部次序上：先控制后细部测量工作的又一原则:步步检核四、常用单位及换算1、距离单位 2、面积单位 1亩=666.66673、角度单位 1弧度=206265第二章第二章 水准测量水准测量21 高程测量概述高程测量概述22 水准测量原理水准测量原理23 水准仪和水准尺水准仪和水准尺24 水准测量的方法及成果整理
14、水准测量的方法及成果整理25 水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正u高程测量高程测量 （Height Measurement）根据已知点高程，测定该点与未知点的高根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方法。差，然后计算出未知点的高程的方法。21 高程测量概述高程测量概述u高程测量的方法高程测量的方法1、水准测量、水准测量(leveling)一、二、三、四等及等外水准测量一、二、三、四等及等外水准测量2、三角高程测量、三角高程测量(trigonometric leveling)3、气压高程测量、气压高程测量(air pressure leveling)4、GPS测量。测
15、量。(GPS leveling)22 水准测量原理水准测量原理一一.基本原理基本原理 利用水准仪提利用水准仪提供的供的“水平视线水平视线”，测量两点间，测量两点间高差，从而由已高差，从而由已知点高程推算出知点高程推算出未知点高程。未知点高程。大地水准面大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水平视线水水准准尺尺水水准准尺尺ab前进方向前进方向A后视点后视点 a后视读数后视读数B前视点前视点 b前视读数前视读数大地水准面大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水平视线水水准准尺尺水水准准尺尺ab前进方向前进方向1 1、A A、B B两点间高差两点间高差2.B2.B点的
16、高程点的高程3.3.视线高程视线高程4.转点转点TP(turning point)的概念的概念 若若A A、B B 两点间布设一些过渡点两点间布设一些过渡点（转点）（转点）1 1、2 2、3 3，将其分为，将其分为n n段，段，则用水准仪分别测得各段高差为则用水准仪分别测得各段高差为h h1 1，h h2 2 h hn n，则有：，则有：hAB=h1+h2+hn =(a a1 1-b-b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+)+(a+(an n-b-bn n)=a-a-b b二、水准面曲率对水准测量的影响二、水准面曲率对水准测量的影响其中：其中：hAB为地球曲率为地球曲率的影响的影响
17、若Sa=Sb，则hAB=0，说明当前、后视距的距离相等时，地球曲率对一个测站的高差没有影响。hAB=（Sa+Sb）（）（Sa+Sb）/2R23 水准仪与水准尺水准仪与水准尺一、水准仪一、水准仪(level)组成组成1、望远镜、望远镜(telescope)uu物镜物镜uu目镜目镜uu十字丝（上、中、下丝）十字丝（上、中、下丝）三个部分组成。三个部分组成。视线视线视准轴，十字丝交点与物镜光视准轴，十字丝交点与物镜光心连线。心连线。2、水准器、水准器(bubble)u圆水准器圆水准器(circular bubble)：用于整：用于整平。平。u水准管水准管(bubble tube)：用于精平。用于精平
18、。特性：气泡始终向高处移动。特性：气泡始终向高处移动。3、基座、基座(tribrach)二、水准尺二、水准尺(leveling staff)主要有单面尺、双面尺和塔尺。主要有单面尺、双面尺和塔尺。1 1、尺面分划为、尺面分划为1cm1cm，每，每10cm10cm处（处（E E字形刻划字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。的尖端）注有阿拉伯数字。2 2、双面尺的红面尺底刻划：一把为、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm4687mm，另一把为另一把为4787mm4787mm。（三）尺垫（三）尺垫(staff plate)放在转点上，以防水准尺下沉。放在转点上，以防水准尺下沉。三、水准仪的使用三、水准
19、仪的使用操作程序：操作程序：粗平粗平瞄准瞄准精平精平读数读数（一）粗平（一）粗平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。1方法：方法：对向转动脚螺旋对向转动脚螺旋1 1、2 2使气泡移至使气泡移至1 1、2 2方方向中间向中间转动脚螺旋转动脚螺旋3 3，使气泡居中。，使气泡居中。a a123b b312c c3122 2规律：规律：气泡总是处在最高处。气泡总是处在最高处。（二）（二）瞄准瞄准1 1方法：方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2 2视差：视差：概念：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与
20、目标像有相对运动。像有相对运动。产生原因：产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。（三）精平（三）精平1、方法：、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准如图所示，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。管气泡成像抛物线符合。2、说明：、说明：自动安平水准仪（自动安平水准仪（compensator compensator levellevel），不需进行精平。），不需进行精平。（四）读数（四）读数 精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1 1方法
21、：方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。尺面上的格数，毫米估读。2 2规律：规律：读数在尺面上由小到大的方向读。读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。即从下往上读。4.4.水准仪读数实例水准仪读数实例 bc a07250725625262521477147724 水准测量的方法及成果整理水准测量的方法及成果整理一、水准点(Bench Mark)通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点，一般用水准点，一般用
22、BM表示。有永久性和临时性两种。表示。有永久性和临时性两种。水准点示意图水准点示意图水准点示意图水准点示意图二、水准路线(leveling line)1 1闭合水准路线闭合水准路线(closed leveling line)(closed leveling line)由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM1BM12 2附合水准路线附合水准路线(annexed leveling line)(annexed leveling line)由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM2BM23 3支水准路线支水准路线(spur leveling line)(spur leveling line)
23、由已知点由已知点BM1BM1某一待定水准点某一待定水准点A A。水准路线布设形式水准路线布设形式3.3.支水准路线支水准路线BMBM 1 1 2 2 1 1BMBM 2 2 3 3 4 41.1.闭合水准路线闭合水准路线2.2.附合水准路线附合水准路线BM1BM1BM2BM2 1 1 2 2 3 3三、水准测量的实施（外业）三、水准测量的实施（外业）1 1、观测要求、观测要求（1 1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2 2）为及时发现错误，通常采用）为及时发现
24、错误，通常采用）为及时发现错误，通常采用）为及时发现错误，通常采用“两次仪器高法两次仪器高法两次仪器高法两次仪器高法”或或或或 “双面尺法双面尺法双面尺法双面尺法”。两次仪器高法：高差之差两次仪器高法：高差之差h-h 5mm BMABMB1134113416771677TP1h h1 1=-0.543=-0.5431444144413241324TP2h h2 2=+0.120=+0.1201822182208760876TP3h h3 3=+0.946=+0.9461820182014351435TP4h h4 4=+0.385=+0.3851422142213041304h h5 5=+0
25、.118=+0.118前进方向1 1、两次仪高法、两次仪高法 在一个测站测量时，调整水准仪的高度，读取两次水准尺读在一个测站测量时，调整水准仪的高度，读取两次水准尺读在一个测站测量时，调整水准仪的高度，读取两次水准尺读在一个测站测量时，调整水准仪的高度，读取两次水准尺读数，高差测量两次，结果取其平均值。数，高差测量两次，结果取其平均值。数，高差测量两次，结果取其平均值。数，高差测量两次，结果取其平均值。BMABMBTP3前进方向1134113417801780TP1h h1 1=-0.543=-0.54312361236167616761424142413041304h h5 5=+0.118
26、=+0.11817191719183518351444144413241324TP2h h2 2=+0.120=+0.12014561456133613361822182208700870h h3 3=+0.946=+0.94610961096203620361820182014371437TP4h h4 4=+0.385=+0.3850819081912061206 BMABMBTP3前进方向1134113417801780TP1h h1 1=-0.543=-0.54312361236167616761424142413041304h h5 5=+0.118=+0.1181719171918
27、3518351444144413241324TP2h h2 2=+0.120=+0.12014561456133613361822182208700870h h3 3=+0.946=+0.94610961096203620361820182014371437TP4h h4 4=+0.385=+0.3850819081912061206测测站站点点号号后视读数后视读数前视读数前视读数高差高差平均高差平均高差高程高程备注备注1A1134-0.542-0.54320.361123611676-0.54419.8181780211444+0.120+0.120145621324+0.12019.938
28、13362 2、双面尺法、双面尺法 在一个测站测量时，同时观测水准尺的黑面和红面。在一个测站测量时，同时观测水准尺的黑面和红面。在一个测站测量时，同时观测水准尺的黑面和红面。在一个测站测量时，同时观测水准尺的黑面和红面。观测顺序：观测顺序：观测顺序：观测顺序：后后后后前前前前前前前前后后后后，或，或，或，或黑黑黑黑黑黑黑黑红红红红红红红红TP3前进方向1134113465676567TP1h h1 1=-0.543=-0.54359235923167616761424142413041304h h5 5=+0.118=+0.11865066506652265221444144413241324
29、TP2h h2 2=+0.120=+0.12062436243602360231822182208700870h h3 3=+0.946=+0.94658835883672367231820182014371437TP4h h4 4=+0.385=+0.3855506550659935993 BMABMB测测站站点点号号后视读数后视读数前视读数前视读数高差高差平均高差平均高差高程高程备注备注1A1134-0.542-0.54320.361592311676-0.64419.8186567211444+0.120+0.120624321324+0.22019.9386023TP314241424
30、13041304前进方向1134113465676567TP1h h1 1=-0.543=-0.5435923592316761676h h5 5=+0.118=+0.11865066506652265221444144413241324TP2h h2 2=+0.120=+0.12062436243602360231822182208700870h h3 3=+0.946=+0.94658835883672367231820182014371437TP4h h4 4=+0.385=+0.3855506550659935993 BMABMB四.水准测量成果整理步骤（一）计算高差闭合差（一）计算高
31、差闭合差(closing error)公式：公式：故对于闭合水准路线，有：故对于闭合水准路线，有：对于附合水准路线，有：对于附合水准路线，有：（二）分配高差闭合差1 1、计算高差闭合差的容许值（、计算高差闭合差的容许值（tolerancetolerance）对对对对于普通水准于普通水准于普通水准于普通水准测测测测量：量：量：量：式中，式中，式中，式中，f fh h容容容容高差高差高差高差闭闭闭闭合差限差，合差限差，合差限差，合差限差，单单单单位：位：位：位：mmmm；L L水准路水准路水准路水准路线长线长线长线长度，度，度，度，单单单单位：位：位：位：km km；n n测测测测站数站数站数站数
32、。2 2、分配原则、分配原则按与距离按与距离L L或测站数或测站数n n成正比原则，将高差成正比原则，将高差闭合差反号分配到各段高差上。闭合差反号分配到各段高差上。（三）计算各待定点高程（三）计算各待定点高程用改正后的高差和已知点的高程，来计算用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。各待定点的高程。五五.水准测量成果整理实例水准测量成果整理实例【例例例例】如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成果略图。果略图。果略图。果略图。BM-ABM-ABM-ABM-
33、A和和和和BM-BBM-BBM-BBM-B为已知高程的水准点，图中箭头表为已知高程的水准点，图中箭头表为已知高程的水准点，图中箭头表为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差的高差的高差的高差(以以以以m m m m为单位为单位为单位为单位)，路线下方数字为该段路线的长度，路线下方数字为该段路线的长度，路线下方数字为该段路线的长度，路线下方数字为该段路线的长度(以以以以kmkmkmkm为单位为单位为单位为单位)
34、，试计算待定点，试计算待定点，试计算待定点，试计算待定点1 1 1 1、2 2 2 2、3 3 3 3点的高程。点的高程。点的高程。点的高程。水准测量成果整理水准测量成果整理7.449.57948.15950.41147.609fh=h测测 h理理=+37mmfh允允=40L=109mm辅辅助助计计算算45.286+2.323-8-8+2.331+2.3311.61.6A2.02.01.71.72.12.1距离距离（km）+4.293-37-37+4.330B+1.420-10-10+1.430+1.4303-2.252-8-8-2.244-2.2442-2.802-11-11+2.813+2
35、.8131高程高程（m）改正后高改正后高差（差（m）改正数改正数（mm）观测高观测高差差（m）点点号号25 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 u水准管轴LL视准轴CCu圆水准轴LL 竖轴VVu横丝要水平（即：VV）一、水准仪轴线应满足的几何关系一、水准仪轴线应满足的几何关系CCLLVVLL二二.水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正（一）圆水准器的检验与校正（一）圆水准器的检验与校正1、检验：、检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转180180，看气泡是否居中。，看气泡是否居中。2、校正：、校正：用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半,再
36、用三个再用三个“校正螺旋校正螺旋”，使气泡居中。，使气泡居中。（二）十字丝横丝的检验与校正 1、检验：、检验：整平后，用横丝的一端对准一固定点整平后，用横丝的一端对准一固定点P，转动微动螺旋，看，转动微动螺旋，看P点是否沿着横丝移动。点是否沿着横丝移动。2、校正：、校正：旋下目镜处十字丝环外罩，转动左右旋下目镜处十字丝环外罩，转动左右2个个“校正螺丝校正螺丝”。（三）水准管轴（三）水准管轴视准轴（视准轴（i角）的检校角）的检校1、检验：、检验：（1）平坦地上选）平坦地上选A、B两点，约两点，约50m。（2）在中点）在中点C架仪，读取架仪，读取a1、b1（3 3）在距）在距B B点约点约2 23
37、m3m处架仪，读取处架仪，读取a a2 2、b b2 2，得得h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 。若若h h2 2hh1 1,则水准管轴不平行则水准管轴不平行视准轴。视准轴。（4 4）按下式，可计算出）按下式，可计算出i i角：角：原因？原因？h h1 1无误差无误差 b b2 2的误差可忽略不计。的误差可忽略不计。说明：对说明：对S S3 3水准仪，若水准仪，若i20i20，需校正。，需校正。2、校正、校正 方法有二种：（1）校正水准管）校正水准管旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准(a(a2 2=h=h1 1+b+b2 2)，拨动水准管拨动水准管“校正螺丝校
38、正螺丝”，使水准管气泡居中。，使水准管气泡居中。（2）校正十字丝）校正十字丝可用于自动安平水准仪可用于自动安平水准仪保持水准管气泡居中，拨动十字丝上下两个保持水准管气泡居中，拨动十字丝上下两个“校正校正螺丝螺丝”，使横丝对准，使横丝对准(a(a2 2=h=h1 1+b+b2 2)。第三章第三章 距离测量距离测量(distance measure)(distance measure)与直线定向与直线定向(line orientation)(line orientation)31 钢尺量距钢尺量距 32 电磁波测距简介电磁波测距简介 33 直线定向直线定向一般在精度上：一般在精度上：电磁波测距电磁
39、波测距EDM(electro-magnetic distance measuring)钢尺量距钢尺量距(steel tape measuring)视距法测距视距法测距(stadia measurement)。31 钢尺量距钢尺量距(steel tape measuring)一、量距工具一、量距工具有：钢尺有：钢尺(steel tape)(steel tape)、标杆、标杆(measuring bar)(measuring bar)、垂球垂球(plumb bob)(plumb bob)、测钎、测钎(measuring rod)(measuring rod)、温度计温度计(thermometer)
40、(thermometer)、弹簧秤、弹簧秤(spring spring balancebalance)。二、钢尺量距最基本的要求最基本的要求平、准、直。平、准、直。按精度分：一般量距和精密量距按精度分：一般量距和精密量距（一）一般量距步骤（一）一般量距步骤1 1定线定线(line alignment)(line alignment)按精度分：目估法和经纬仪法。按精度分：目估法和经纬仪法。2丈量（1 1）喊）喊“预备预备”、“好好”前后尺手同时读数，相前后尺手同时读数，相减。减。（2 2）在山区，可用平量法、斜量法。）在山区，可用平量法、斜量法。AB测钎测钎SAB=n+为整尺段长为整尺段长 为余
41、长为余长平量法平量法斜量法斜量法3内业成果整理（1 1）丈量精度用）丈量精度用）丈量精度用）丈量精度用“相对误差相对误差相对误差相对误差”来衡量：来衡量：来衡量：来衡量：要求：要求：一般量距：一般量距：K1/3000(K1/3000(平坦平坦)，1/10001/1000（山区）。（山区）。4、计算公式（1）尺长改正）尺长改正 DK=S l/l0（2）温度改正）温度改正 Dt=S(tt0)（3）倾斜改正）倾斜改正 Dh=-h2/2S 某某钢钢尺的尺尺的尺长长方程式：方程式：最终水平距离为：D=S+DD=S+DK K+D+Dt t+D+Dh h32 电磁波电磁波(DEM)测距简介测距简介一、一、电
42、磁波测距（电磁波测距（electro-magnetic distance measuring）的基本原理）的基本原理B测距仪测距仪(EDM instrument)反光棱镜反光棱镜(reflector)全站仪全站仪二、分类二、分类1按测程分：短程、中程、远程。按测程分：短程、中程、远程。2按传播时间按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。相位法测距。3 3按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。光源、激光光源。4 4按测距精度分：按测距精度分：级、级、级、级、级。级。注：测距误差及标称精度测距仪测距误差可表示
43、为：测距仪测距误差可表示为：测距仪测距误差可表示为：测距仪测距误差可表示为：式中，式中，式中，式中，AA固定误差；固定误差；固定误差；固定误差；BB比例误差系数。比例误差系数。比例误差系数。比例误差系数。如：某测距仪出厂时的标称精度：如：某测距仪出厂时的标称精度：如：某测距仪出厂时的标称精度：如：某测距仪出厂时的标称精度：（5 5510-6D510-6D）mmmm，简称，简称，简称，简称“5+5”5+5”33 直线定向直线定向（直线定向（直线定向（直线定向（line orientationline orientation）：确定地面直线与标准）：确定地面直线与标准）：确定地面直线与标准）：确定
44、地面直线与标准方向间的水平夹角。方向间的水平夹角。方向间的水平夹角。方向间的水平夹角。一标准方向（基本方向）分类一标准方向（基本方向）分类一标准方向（基本方向）分类一标准方向（基本方向）分类1 1、真子午线方向（、真子午线方向（、真子午线方向（、真子午线方向（ture meridian directionture meridian direction）地面上任一点在其真子午线处的切线方向。地面上任一点在其真子午线处的切线方向。地面上任一点在其真子午线处的切线方向。地面上任一点在其真子午线处的切线方向。2 2、磁子午线方向（、磁子午线方向（、磁子午线方向（、磁子午线方向（magnetic mer
45、idian direction magnetic meridian direction）地面上任一点在其磁子午线处的切线方向。地面上任一点在其磁子午线处的切线方向。地面上任一点在其磁子午线处的切线方向。地面上任一点在其磁子午线处的切线方向。3 3、轴子午线、轴子午线、轴子午线、轴子午线 (坐标纵轴坐标纵轴坐标纵轴坐标纵轴)方向方向方向方向(ordinates axis(ordinates axis direction direction)地面上任一点与其高斯平面直角坐标地面上任一点与其高斯平面直角坐标地面上任一点与其高斯平面直角坐标地面上任一点与其高斯平面直角坐标系或假定坐标系的坐标纵轴平行的
46、方向。系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。二方位角(azimuth)1定义：由子午线北端顺时针方向量到测线定义：由子午线北端顺时针方向量到测线上的夹角，称为该直线的方位角。其范围为上的夹角，称为该直线的方位角。其范围为0360。有：真方位角有：真方位角(ture meridian azimuth)磁方位角（磁方位角（magnetic meridian azimuth）坐标方位角坐标方位角(grid bearing)标准方向标准方向 方位角名称方位角名称 测定方法测定方法真北方向真北方向(真子午线方向真子午线方向)真方位角真
47、方位角A A 天文或陀螺仪测定天文或陀螺仪测定磁北方向磁北方向(磁子午线方向磁子午线方向)磁方位角磁方位角AmAm 罗盘仪测定罗盘仪测定坐标纵轴坐标纵轴(轴子午线方向轴子午线方向)坐标方位角坐标方位角 坐标反算而得坐标反算而得标准方向O OP P P PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴2分类及关系：分类及关系：（1 1）真方位角磁方位角）真方位角磁方位角mm磁偏角磁偏角坐标坐标方位角方位角子午线收敛角子午线收敛角（2 2）同一直线正反坐）同一直线正反坐标方位角相差标方位角相差180180，即：即：XYABABBAAB三方位角的推算 2323=1212180180左角（右角）左角
48、（右角）图中沿着测量或计算的方向，在直线段左侧的夹角图中沿着测量或计算的方向，在直线段左侧的夹角称为左角，而在直线段右侧的夹角称为右角。称为左角，而在直线段右侧的夹角称为右角。则则1 1、4 4为左角，而为左角，而2 2、3 3为右角为右角4AB123测量方向测量方向1234第四章第四章 角度测量角度测量41 水平角和垂直角观测原理水平角和垂直角观测原理42 经纬仪的构造经纬仪的构造43 水平角观测水平角观测44 垂直角观测垂直角观测45 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正41 水平角和垂直角观测原理水平角和垂直角观测原理角度测量角度测量(angle observation)包括：包括：uu
49、水平角水平角(horizontal angle)测量测量uu竖直角竖直角(vertical angle)测量测量一、水平角一、水平角(horizontal angle)定义定义 从空间一点出发的两从空间一点出发的两条空间直线在水平投条空间直线在水平投影面上的夹角。影面上的夹角。范围：范围：顺时针顺时针0360 水平面abcABC0ca水平度盘水平度盘(horizontal circle)二二.竖直角竖直角(vertical angle)定义定义在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。其范围：其范围：=-90=-90+9090 ，仰角为正，
50、俯角为负。，仰角为正，俯角为负。天顶铅垂线水平线ACB090 18027042 经纬仪经纬仪(Theodolite)的的构造构造经纬仪是测角的仪器，按精度，经纬仪是测角的仪器，按精度，有：有：DJ6、DJ2。一、一、DJ6经纬仪的构造经纬仪的构造1 1、照准部、照准部(alidade)(alidade)2 2、水平度盘、水平度盘(horizontal circle)(horizontal circle)3 3、基座、基座(tribrach)(tribrach)1.照准部(alidade)照准部照准部(水平水平)制动、微动制动、微动望远镜望远镜(竖直竖直)制动、微动制动、微动圆水准器圆水准器水准