测量基础知识培训ppt课件.ppt

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1、测量基础知识n第一部分、概述第一部分、概述一、测绘学的分支一、测绘学的分支二、测量学发展概况二、测量学发展概况三、地面点位的确定三、地面点位的确定n第二部分、高程、平面测量第二部分、高程、平面测量一、水准测量一、水准测量二、角度测量二、角度测量三、直线定向与方位角测量三、直线定向与方位角测量四、测量误差四、测量误差五、导线测量五、导线测量六、施工放样六、施工放样 目 录 第一部分、概述一、测绘学的分支 测绘学按研究范围和对象的不同一般分为以下六大类测绘学按研究范围和对象的不同一般分为以下六大类1 1、大地测量学、大地测量学：研究和确定地球形状、大小、重力场、整体和局部运动：研究和确定地球形状、

2、大小、重力场、整体和局部运动与地表面点的几何位置，以及它们变化理论和技术。分为卫星大地测量、空与地表面点的几何位置，以及它们变化理论和技术。分为卫星大地测量、空间大地测量、几何大地测量、重力大地测量、海洋大地测量等。间大地测量、几何大地测量、重力大地测量、海洋大地测量等。2 2、普通测量学、普通测量学：研究地球表面小范围测绘的基本理论、技术和方法，不：研究地球表面小范围测绘的基本理论、技术和方法，不考虑地球曲率影响，将地球局部表面作平面看待。包括图根控制网的建立、考虑地球曲率影响，将地球局部表面作平面看待。包括图根控制网的建立、地形图测绘、一般工程测量等。地形图测绘、一般工程测量等。3 3、摄

3、影测量与遥感学、摄影测量与遥感学：利用对研究对象进行摄影或者辐射感应所得到的：利用对研究对象进行摄影或者辐射感应所得到的像片进行测量工作的学科。分为航天、航空摄影测量、地面立体摄影测量、像片进行测量工作的学科。分为航天、航空摄影测量、地面立体摄影测量、遥感测量等。遥感测量等。4 4、海洋测绘学、海洋测绘学：研究以海洋水体和海底为对象的测量和海图编制理论与：研究以海洋水体和海底为对象的测量和海图编制理论与方法的学科。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题方法的学科。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量，各种海洋专题图等。测量，各种海洋专题图等。5 5、工程测

4、量学、工程测量学：研究工程建设和资源开发各个阶段，进行测量工作的理：研究工程建设和资源开发各个阶段，进行测量工作的理论和技术的学科。包括规划设计阶段测量、施工建设阶段测量、运营管理阶论和技术的学科。包括规划设计阶段测量、施工建设阶段测量、运营管理阶段测量。段测量。6 6、地图学与地理信息系统、地图学与地理信息系统：地图学研究模拟地图和数字地图理论、设计、：地图学研究模拟地图和数字地图理论、设计、编绘等。地理信息系统是在计算机支持下，将各种地理信息按照空间分布及编绘等。地理信息系统是在计算机支持下，将各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析应用的属性

5、以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析应用的技术系统。技术系统。二、测量学发展概况1 1、我国古代测量学的成就、我国古代测量学的成就 我国是世界文明古国我国是世界文明古国 ,由于生活和生产的需要由于生活和生产的需要 ,测量工作开始得很早，测量工作开始得很早，在测量方面也取得了辉煌的成就。现举出以下几例。在测量方面也取得了辉煌的成就。现举出以下几例。（1 1）长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图）长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图 世界上发现的最世界上发现的最早的军用地图。早的军用地图。（2 2）北宋时沈括的）北宋时沈括的梦溪笔谈梦溪笔谈中记载了磁偏角的发现。中记载了

6、磁偏角的发现。（3 3）清朝康熙年间，）清朝康熙年间，1718 1718 年完成了世界上最早的地形图之一年完成了世界上最早的地形图之一皇与全皇与全图图。在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下，自康熙十七年至乾隆二十五年，在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下，自康熙十七年至乾隆二十五年，即即 1708 1708 年至年至 1760 1760 年的五十余年间，是中国大地测量工作取得辉煌成就，年的五十余年间，是中国大地测量工作取得辉煌成就，绘制全国地图、省区地图和各项专门地图最多的兴盛时期，亦是世界测绘史绘制全国地图、省区地图和各项专门地图最多的兴盛时期，亦是世界测绘史上首创中外人士合作先例，在一千余

7、万平方公里的中国大陆上完成了大规模上首创中外人士合作先例，在一千余万平方公里的中国大陆上完成了大规模三角测量的宏伟业绩。三角测量的宏伟业绩。2 2、目前测量学发展状况及展望、目前测量学发展状况及展望 （1 1）全站仪的测量全站仪的测量 室内外一体化。室内外一体化。（2 2）全球定位系统全球定位系统 GPSGPS的发展。的发展。（3 3）遥感）遥感 RSRS的发展。的发展。（4 4）地理信息系统地理信息系统 GIS GIS 的发展。的发展。（5 5）3S 3S 技术的结合技术的结合 ,和数字地球和数字地球三、地面点位的确定地面点位的确定，一般需要三个量。在测量工作中，我们一般用某点在基地面点位的

8、确定，一般需要三个量。在测量工作中，我们一般用某点在基准面上的投影位置（准面上的投影位置（x,y x,y）和该点离基准面的高度（）和该点离基准面的高度（H H）来确定。）来确定。一、测量基准面一、测量基准面 1 1、测量工作基准面、测量工作基准面水准面、大地水准面。水准面、大地水准面。测量工作是在地球表面进行的，而海洋占整个地球表面的测量工作是在地球表面进行的，而海洋占整个地球表面的 71%71%，故最能，故最能代表地球表面的是海水面，人们将海水面所包围的地球形体看作地球的形状。代表地球表面的是海水面，人们将海水面所包围的地球形体看作地球的形状。测量工作基准面自然选择海水面。测量工作基准面自然

9、选择海水面。重力重力万有引力与离心力的合力万有引力与离心力的合力铅垂线铅垂线测量工作的基准线。测量工作的基准线。水准面水准面 静止海水面所形成的封闭的曲面，受地球重力影响而形成，是一个处处与静止海水面所形成的封闭的曲面，受地球重力影响而形成，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。重力方向垂直的连续曲面。水准面的特性水准面的特性处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。水平面水平面与水准面与水准面相切的平面相切的平面 。大地水准面大地水准面 其中通过平均海水面其中通过平均海水面并向大陆延伸形成的并向大陆延伸形成的闭合曲面。闭合曲面。水准面和大地水准面图水准面和大地

10、水准面图2 2、测量计算基准面、测量计算基准面旋转椭球旋转椭球 由于地球内部质量分布不均匀，引起铅垂线的方向产生不规则的变化，由于地球内部质量分布不均匀，引起铅垂线的方向产生不规则的变化，致使大地水准面成为一个复杂的曲面。为了计算方便，通常用一个非常接近致使大地水准面成为一个复杂的曲面。为了计算方便，通常用一个非常接近于大地水准面，并可用数学式来表示的几何体来代替地球的形状，这就是旋于大地水准面，并可用数学式来表示的几何体来代替地球的形状，这就是旋转椭球。转椭球。旋转椭球：由一椭圆（长半轴旋转椭球：由一椭圆（长半轴 a a，短半轴，短半轴 b b）绕其短半轴）绕其短半轴 b b 旋转而成旋转而

11、成的椭球体。的椭球体。我国我国19801980年大地坐标系采用年大地坐标系采用19751975年国际椭球，参考椭球基本元素是：年国际椭球，参考椭球基本元素是：a=6378140ma=6378140m，b=6356755.3mb=6356755.3m。二、地面点位的确定二、地面点位的确定一般需要三个量。在测量工作中，我们一般用某点在基准面上的投影位置（一般需要三个量。在测量工作中，我们一般用某点在基准面上的投影位置（x,y x,y）和该）和该点离基准面的高度（点离基准面的高度（H H）来确定，即这个点在三维空间中的位置。常用地理坐标系和指定）来确定，即这个点在三维空间中的位置。常用地理坐标系和指

12、定高程系统来表示，也可采用空间直角坐标系表示。高程系统来表示，也可采用空间直角坐标系表示。1 1、大地坐标系、大地坐标系 大地坐标（属于球面坐标系统）大地坐标（属于球面坐标系统）用经度和纬度来表示。大地坐用经度和纬度来表示。大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，标系是以参考椭球面作为基准面，以法线为基准线，以起始子午面和以法线为基准线，以起始子午面和赤道面在椭球上确定某一点投影位赤道面在椭球上确定某一点投影位置的两个参考面。置的两个参考面。2 2、空间直角坐标系、空间直角坐标系以椭球体中心以椭球体中心O O为原点，起始子午面与赤道面交线为为原点，起始子午面与赤道面交线为X X轴，赤道面上与轴，赤

13、道面上与X X轴轴正交的方向为正交的方向为Y Y轴，椭球体的旋转轴为轴，椭球体的旋转轴为Z Z轴。这种坐标系常用于卫星定位、空轴。这种坐标系常用于卫星定位、空间测量等。间测量等。3 3、平面直角坐标、平面直角坐标用坐标（用坐标（x x，y y）来表示。）来表示。适用于：测区范围较小，半径不大于适用于：测区范围较小，半径不大于10Km10Km范围内，可将测区曲面当作平面看待。范围内，可将测区曲面当作平面看待。其与数学中平面直角坐标系相比，不同点：其与数学中平面直角坐标系相比，不同点：（1 1）测量上取南北方向为纵轴（）测量上取南北方向为纵轴（X X 轴），东西方向为横轴（轴），东西方向为横轴（Y

14、 Y 轴）轴）（2 2）角度方向顺时针度量，象限顺时针编号。）角度方向顺时针度量，象限顺时针编号。相同点：数学中的三角公式在测量计算中可直接应用。相同点：数学中的三角公式在测量计算中可直接应用。数学上的平面直角坐标数学上的平面直角坐标 测量上的平面直角坐标测量上的平面直角坐标4 4、高斯平面直角坐标、高斯平面直角坐标 （1 1）高斯平面直角坐标系采用高斯投影方法建立，高斯投影由德国测量学家高斯）高斯平面直角坐标系采用高斯投影方法建立，高斯投影由德国测量学家高斯1825182518301830年提出，年提出，19121912年德国测量学家克吕格推导出实用的坐标投影公式，所以又称为高斯年德国测量学

15、家克吕格推导出实用的坐标投影公式，所以又称为高斯克克吕格投影。吕格投影。（2 2）高斯投影中，除中央子午线外，各处均存在长度变形，且距离中央子午线越远，长）高斯投影中，除中央子午线外，各处均存在长度变形，且距离中央子午线越远，长度变形越大，为控制长度变形，将地球椭球面按一定的精度差，度变形越大，为控制长度变形，将地球椭球面按一定的精度差，分成若干范围不大的分成若干范围不大的带，称投影带。带宽带，称投影带。带宽一般分为一般分为6 6、3 3带带，将投影带展开在高，将投影带展开在高斯平面直角坐标系的斯平面直角坐标系的图形拼接起来就得到图形拼接起来就得到右侧图形。右侧图形。（3 3）6 6带：从带：

16、从0 0子午线开始，每隔经差子午线开始，每隔经差6 6自西向东分带，依次编号自西向东分带，依次编号1-601-60，带号，带号N N与相与相应中央子午线精度应中央子午线精度L L的关系的关系 L=6N-3L=6N-3我国领土跨我国领土跨1111个个6 6带，即带，即13132323带带（4 4）高斯平面直角坐标系）高斯平面直角坐标系在投影面上，中央子午线和赤道的投影在投影面上，中央子午线和赤道的投影都是直线。以二者交点为坐标原点，中央子都是直线。以二者交点为坐标原点，中央子午线的投影为纵坐标午线的投影为纵坐标X X轴，北方向为正方向；轴，北方向为正方向；以赤道投影为横坐标以赤道投影为横坐标Y

17、Y轴，向东为正方向，轴，向东为正方向，这样形成了高斯平面直角坐标系。这样形成了高斯平面直角坐标系。（5 5）国家统一坐标）国家统一坐标 我国位于北半球，我国位于北半球，X X坐标都是正的，坐标都是正的，Y Y坐标有正有负。为避免坐标有正有负。为避免Y Y出现负值，规定将出现负值，规定将X X坐标轴坐标轴向西移向西移500Km500Km，即，即Y Y坐标值都加坐标值都加500Km500Km，为区别某点位于哪个投影带上，还在横坐标前冠以投，为区别某点位于哪个投影带上，还在横坐标前冠以投影带号，这种坐标称为国家统一坐标。如高斯平面坐标影带号，这种坐标称为国家统一坐标。如高斯平面坐标x=3275611

18、.188mx=3275611.188m，y=-376543.211my=-376543.211m，该点在，该点在1919带内的国家统一坐标为带内的国家统一坐标为x=3275611.188mx=3275611.188m，y=19123456.789my=19123456.789m。5 5、我国常用的坐标系统、我国常用的坐标系统（1 1）WGS84WGS84坐标系坐标系WGS84WGS84椭球参数，用国际大地测量于地球物理联合会第椭球参数，用国际大地测量于地球物理联合会第1717届大会所给出的推荐值，其中：届大会所给出的推荐值，其中：a=6378137a=6378137，f=1/298.25722

19、3563f=1/298.257223563，坐标原点是地球的质心。，坐标原点是地球的质心。（2 2）BJ54BJ54坐标系坐标系该坐标系源自于原苏联采用过的该坐标系源自于原苏联采用过的19421942年普尔科夫坐标系。坐标系采用的参考椭球是克拉年普尔科夫坐标系。坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：索夫斯基椭球，该椭球的参数为：a=6378245 f=1/298.3a=6378245 f=1/298.3。缺点：缺点：a a、克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大。、克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大。b b、该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差

20、得到的，因此，全国的天文大地控制点、该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的，因此，全国的天文大地控制点实际上不能形成一个整体。实际上不能形成一个整体。（3 3）XIAN80XIAN80坐标系坐标系7070年代，经过二十多年的艰巨努力，大地测量工作者终于完成了全国一、二等天文大地年代，经过二十多年的艰巨努力，大地测量工作者终于完成了全国一、二等天文大地网的布测，经整体平差，建立了网的布测，经整体平差，建立了19801980西安坐标系。所采用的地球椭球参数采用了西安坐标系。所采用的地球椭球参数采用了IAG 1975IAG 1975年年的推荐值，它们是：的推荐值，它们是：a=6378140

21、f=1/298.257a=6378140 f=1/298.257大地原点：我国中部陕西泾阳县永乐镇。大地原点：我国中部陕西泾阳县永乐镇。因因19801980年国家大地坐标系天文大地网整体平差，而年国家大地坐标系天文大地网整体平差，而19541954年北京大地坐标系属局部平差，年北京大地坐标系属局部平差，使两系统的坐标值存在偶然差使两系统的坐标值存在偶然差（4 4）20002000国家大地坐标系国家大地坐标系是我国当前最新的国家地理坐标系，原点位于地球质心（包括海洋、大气整个地球质量是我国当前最新的国家地理坐标系，原点位于地球质心（包括海洋、大气整个地球质量中心）。中心）。20082008年年7

22、 7月月1 1日起全面启用日起全面启用20002000国家大地坐标系。椭球参数国家大地坐标系。椭球参数a=6378137ma=6378137m，f=1/298.257222101f=1/298.257222101精度高，导航、定位更准确，更有利于发展空间测量技术。精度高，导航、定位更准确，更有利于发展空间测量技术。三、地面点的高程三、地面点的高程 1 1、绝对高程、绝对高程 H(H(海拔海拔 )地面点到大地水准面的铅垂距离。地面点到大地水准面的铅垂距离。2 2、相对高程、相对高程 HH 地面点到假定水准面的铅垂距离。地面点到假定水准面的铅垂距离。3 3、高、高 差差 h hABAB=H HB

23、B-H HA A=HHB B-HHA A五、我国的高程系统主要有：五、我国的高程系统主要有：（1 1）1985 1985 国家高程系统国家高程系统 （2 2）1956 1956 黄海高程系统黄海高程系统 （3 3）地方高程系统。如：日照港港口高程系统。）地方高程系统。如：日照港港口高程系统。黄海高程系以青岛验潮站黄海高程系以青岛验潮站1950195019561956年验潮资料算得的平均海面为零的高年验潮资料算得的平均海面为零的高程系统。原点设在青岛市观象山。该原点以程系统。原点设在青岛市观象山。该原点以“19561956年黄海高程系年黄海高程系”计算的高计算的高程为程为7272289289米。

24、米。19851985国家高程基准由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列（国家高程基准由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列（19501950年年19561956年）较短等原因，中国测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面，以年）较短等原因，中国测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面，以青岛验潮站青岛验潮站19521952年年19791979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出19851985年国家高程基准高程和年国家高程基准高程和19561956年黄海高

25、程的关系为：年黄海高程的关系为：19851985年国家高程基准高程年国家高程基准高程=1956=1956年黄海高程年黄海高程-0.029m-0.029m。19851985年国家高程基准已年国家高程基准已于于19871987年年5 5月开始启用，月开始启用，19561956年黄海高程系同时废止。年黄海高程系同时废止。第二部分、高程、平面测量一、水准测量一、基本原理一、基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线水平视线”，测量两点间高差，从，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。而由已知点高程推算出未知点高程。1 1、A A、B B 两点间高差：

26、两点间高差：2 2、测得两点间高差、测得两点间高差 后，若已知后，若已知 A A 点高程点高程 ，则可得，则可得B B点的高程：点的高程：。3 3、视线高程：、视线高程：4 4、转点：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器、转点：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。二、连续水准测量二、连续水准测量在实际水准测量中，在实际水准测量中，A A、B B 两点间高差较两点间高差较大或相距较远，需要增大或相距较远，需要增设转点进行连续测量，设转

27、点进行连续测量，有：有：hAB=h1+h2+hAB=h1+h2+hn=h=a +hn=h=a b b A A、B B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。三、水准仪和水准尺三、水准仪和水准尺1 1、水准仪、水准仪 由望远镜、水准器和基座三部分组成。由望远镜、水准器和基座三部分组成。2 2、水准尺、水准尺水准尺主要有：单面尺、双面尺和塔尺。水准尺主要有：单面尺、双面尺和塔尺。四、水准路线四、水准路线 水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成以下几种形式：水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成以下几种形式：1 1、闭合水准路线、闭合水准

28、路线 由已知点由已知点 BM1 BM1 已知点已知点 BM1 BM1 2 2、附合水准路线、附合水准路线 由已知点由已知点 BM1 BM1 已知点已知点 BM2 BM2 3 3、支水准路线、支水准路线 由已知点由已知点 BM1 BM1 某一待定水准点某一待定水准点 A A。4 4、水准网：若干条单一水准路线相互连接构成的图形。、水准网：若干条单一水准路线相互连接构成的图形。五、水准测量的实施五、水准测量的实施1 1、高程控制点距离一般地区、高程控制点距离一般地区1 13Km3Km，工业厂区，城镇建筑不宜超过，工业厂区，城镇建筑不宜超过1Km1Km，一个测区不少于，一个测区不少于3 3个控制点。

29、个控制点。2 2、高程等级测量限差、高程等级测量限差3 3、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。（2 2）为及时发现观测中的错误，通常采用）为及时发现观测中的错误，通常采用“两次仪器高法两次仪器高法”或或 “双面尺双面尺法法”。4 4、水准测量记录表、水准测量记录表 六、水准测量的成果处理六、水准测量的成果处理1 1、计算闭合差：、计算闭合差：（1 1）闭合水准路线：）闭合水准路线：f fh h=h h测测-h h理理 （2 2）附合水准路线：）附合水准路线：f fh h=h h测测-h h理理=h h测测-（h h终终

30、-h h始始）2 2、分配高差闭合差、分配高差闭合差 （1 1）限差：对于普通水准测量，有：）限差：对于普通水准测量，有：f fh h容容=30=30L L （2 2）分配原则：按与距离）分配原则：按与距离 L L 或测站数或测站数 n n（山区）（山区）成正比，将高差闭合成正比，将高差闭合差反号分配到各段高差上。差反号分配到各段高差上。3 3、计算各待定点高程、计算各待定点高程 用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。七、例七、例某附合水准路线观测成果略图，某附合水准路线观测成果略图，BM-A BM-A 和和 BM-B BM-B

31、 为已知高程的水准点，计算待定点为已知高程的水准点，计算待定点 1 1、2 2、3 3 点的高程。（按五等水准要求）点的高程。（按五等水准要求）第一步计算高差闭合差：第一步计算高差闭合差：fh=hfh=h测测-（hh终终-h-h始始）=4.330-4.293=37mm=4.330-4.293=37mm第二步计算限差：第二步计算限差：fhfh容容=30L=30L=307.4=307.4=81.6mm81.6mm第三步计算每第三步计算每 km km 改正数：改正数：V V0 0=-f=-fh h/L=-5mm/Km/L=-5mm/Km第四步计算各段高差改正数：第四步计算各段高差改正数：V Vi i

32、=V V0 0n ni i，四舍五入后，使四舍五入后，使V Vi i=-f=-fh h。故有：故有：V1=-8mm V1=-8mm，V2=-11mm V2=-11mm，V3=-8mm V3=-8mm，V4=-10mmV4=-10mm。第五步计算各段改正后高差后，计算第五步计算各段改正后高差后，计算1 1、2 2、3 3各点的高程。各点的高程。八、水准测量误差及注意事项八、水准测量误差及注意事项 来源有：仪器误差、操作误差、外界来源有：仪器误差、操作误差、外界条件影响。条件影响。（一）、仪器误差（一）、仪器误差 主要有：视准轴不平行于水准管轴主要有：视准轴不平行于水准管轴（i i 角）的误差、水

33、准尺误差角）的误差、水准尺误差 （二）、操作误差（二）、操作误差 主要有：水准气泡未严格居中、视差、估读误差、水准尺未竖直。主要有：水准气泡未严格居中、视差、估读误差、水准尺未竖直。（三）、外界条件影响的误差（三）、外界条件影响的误差 主要有：仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力。主要有：仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力。（四）、水准测量的注意事项：（四）、水准测量的注意事项：1 1、观测：、观测：（1 1）观测前应认真按要求检查水准仪和水准尺；）观测前应认真按要求检查水准仪和水准尺；（2 2）仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；）仪器应安置在土质坚实处，并踩

34、实三角架；（3 3）前后视距应尽可能相等；）前后视距应尽可能相等；（4 4）每次读数前要消除视差，非自动安平水准仪，当附合水准气泡居中后才能读数；）每次读数前要消除视差，非自动安平水准仪，当附合水准气泡居中后才能读数；（5 5）注意对仪器的保护，做到）注意对仪器的保护，做到 “人不离仪器人不离仪器 ”；（6 6）只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接螺旋是否固紧，一）只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接螺旋是否固紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。2 2、扶尺：、扶尺：（1 1）扶尺人员认真竖立水准尺；）扶尺人员认真竖

35、立水准尺；（2 2）转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；）转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；（3 3）水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。）水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。二、角度测量角度测量包括：水平角测量和竖直角测量。角度测量包括：水平角测量和竖直角测量。一、水平角的测量方法一、水平角的测量方法常用的有测回、方向观测法常用的有测回、方向观测法 。二、经纬仪的安置二、经纬仪的安置 1 1、对中小于、对中小于 3mm 3mm 2 2、整平小于、整平小于1 1 格格3 3、架腿安设牢固、架腿安设牢固三、测回法三、测回法1 1、适用：两个方向的单角（、适用：两个方向的

36、单角（AOB AOB）。）。2 2、观测步骤：、观测步骤：（1 1）盘左瞄准左侧目标）盘左瞄准左侧目标 A A，配度盘至，配度盘至 0 00X 0X，读取，读取a1 a1。（2 2）顺时针旋转瞄准右侧目标）顺时针旋转瞄准右侧目标 B B，读取，读取 b1 b1。则上半测回角值：。则上半测回角值：=b1-a1 =b1-a1。（3 3）倒镜成盘右，瞄准右目标）倒镜成盘右，瞄准右目标 B B，读取，读取 b2 b2。（4 4）逆时针旋转瞄准左目标）逆时针旋转瞄准左目标 A A，读取，读取 a2 a2。则下半测回角值：则下半测回角值：2=b2 2=b2-a2-a2 3 3、记录格式、记录格式测站测站

37、盘位盘位 目标目标 水平度盘读数水平度盘读数 半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值 备注备注 O O 左左 A A 00 01 12 00 01 12 70 12 36 70 12 36 70 12 33 70 12 33 B B 70 13 48 70 13 48 右右 A A 180 01 24 180 01 24 70 12 30 70 12 30 B B 250 13 54 250 13 54 四、方向观测法四、方向观测法 1 1、适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。、适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2 2、观测步骤：（如下图，有四个观测方向）、观测步骤：（如下图，有

38、四个观测方向）（1 1）上半测回）上半测回 选择一明显目标选择一明显目标 A A 作为起作为起始方向（零方向），用盘始方向（零方向），用盘左瞄准左瞄准 A A，配置度盘，顺，配置度盘，顺时针依次观测时针依次观测 A A、B B、C C、D D、A A。（2 2）下半测回）下半测回 倒镜成盘右，逆时针依次观测倒镜成盘右，逆时针依次观测 A A、D D、C C、B B、A A。（3 3）度盘配）度盘配置置若要观测若要观测 m m 个测回，为减少个测回，为减少度盘分划误差，度盘分划误差，各测回间应按规各测回间应按规范来配置水平度范来配置水平度盘。盘。3 3、记录、计算、记录、计算 （1 1）2C 2

39、C 值（两倍照准误差）：值（两倍照准误差）：2C=2C=盘左读数（盘右读数盘左读数（盘右读数 180 180）。）。（2 2）半测回归零差：）半测回归零差：仪器旋转到起始位置。仪器旋转到起始位置。（3 3）各方向盘左、盘右读数的平均值：）各方向盘左、盘右读数的平均值：平均值平均值 =盘左读数盘左读数 +（盘右读数（盘右读数180180）/2/2（4 4）归零方向值：）归零方向值：将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。（5 5）各测回归零方向值的平均值：）各测回归零方向值的平均值：同一方向值各测回间互差。同一方向值各测

40、回间互差。方向观测法数据记录表方向观测法数据记录表ABCDO（6 6）方向观测限差应符合工程测量规范）方向观测限差应符合工程测量规范GB50026-2007GB50026-2007的要求，见下表的要求，见下表二、竖直角二、竖直角 略略三、水平角观测的误差分析三、水平角观测的误差分析(一一)经纬仪轴线应满足的条件经纬仪轴线应满足的条件 1 1、VV LLVV LL2 2、HH HH 十字丝竖丝十字丝竖丝3 3、HH CCHH CC4 4、HH VVHH VV 竖轴竖轴VVVV 水准管轴水准管轴LLLL 横轴横轴HHHH 视准轴视准轴CCCC三、水平角观测的误差分析三、水平角观测的误差分析（一）仪

41、器构造误差（一）仪器构造误差1 1、视准轴误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。、视准轴误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。2 2、横轴不水平误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。、横轴不水平误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。3 3、纵轴误差的影响、纵轴误差的影响 纵轴误差的影响不仅随观测目标的垂直角的增大而增大，而且与横轴所处的方向有关；纵轴误差的影响不仅随观测目标的垂直角的增大而增大，而且与横轴所处的方向有关；4 4、照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读数而取平均值的方法及盘左、盘右读数、照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读数而取平均值的方法及

42、盘左、盘右读数的平均值都可消除该项误差的影响。的平均值都可消除该项误差的影响。5 5、其他仪器误差的影响、其他仪器误差的影响 度盘刻划不均匀误差，竖盘指标差。度盘刻划不均匀误差，竖盘指标差。（二）与观测者有关的误差（二）与观测者有关的误差 1 1、仪器对中误差、仪器对中误差 2 2、目标偏心误差、目标偏心误差 3 3、照准误差、照准误差 4 4、读数误差、读数误差 （三）与外界条件有关的误差（三）与外界条件有关的误差 1 1、温度的变化、温度的变化 2 2、大风的影响、大风的影响 3 3、大气折光、大气折光 4 4、大气透明度、大气透明度 5 5、地面稳定性、地面稳定性（四）、角度测量的注意事

43、项：（四）、角度测量的注意事项：1 1、观测前应检校仪器。、观测前应检校仪器。2 2、安置仪器要稳定，应仔细对中和整平。一测回内不得再对中整平。、安置仪器要稳定，应仔细对中和整平。一测回内不得再对中整平。3 3、目标应竖直，尽可能瞄准目标低部。、目标应竖直，尽可能瞄准目标低部。4 4、严格遵守各项操作规定和限差要求。、严格遵守各项操作规定和限差要求。5 5、当对一水平角进行、当对一水平角进行 m m 个测回观测，各测回应配度盘，每测回观测度盘起始读数变个测回观测，各测回应配度盘，每测回观测度盘起始读数变动值符合规范要求。动值符合规范要求。6 6、观测时尽量用十字丝中间部分。水平角用竖丝，竖直角

44、用横丝。、观测时尽量用十字丝中间部分。水平角用竖丝，竖直角用横丝。7 7、读数应果断、准确。特别应注意估读数。当场计算，如有错误或超限，应立即重测。、读数应果断、准确。特别应注意估读数。当场计算，如有错误或超限，应立即重测。8 8、选择有利的观测时间和避开不利的外界条件。、选择有利的观测时间和避开不利的外界条件。三、直线定向与方位角测量直线定向的定义：确定地面直线与标准方向间的水平夹角。直线定向的定义：确定地面直线与标准方向间的水平夹角。一、标准方向（基本方向）分类一、标准方向（基本方向）分类 1 1、真子午线方向、真子午线方向 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

45、的切线方向。2 2、磁子午线方向、磁子午线方向 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 (坐标纵轴坐标纵轴 )方向方向 地面上任一点与其高斯平面直角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方向。坐标系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。4 4、磁偏角、磁偏角 地面上同一点的真、磁子午线方向不重合，其夹角称为地面上同一点的真、磁子午线方向不重合，其夹角称为磁偏角磁偏角。磁子午线方向在真子午线方向东侧，称为东偏，。磁子午线方向在真子午线方向东侧，称为东偏，为正。反之称为正。反之称为西偏，为西偏，为负。为负。5 5、

46、子午线收敛角、子午线收敛角 当轴子午线方向在真子午线方向以东，称为东偏，当轴子午线方向在真子午线方向以东，称为东偏，为正。反之称为西偏，为正。反之称为西偏，为负。可见在中央子午线上，真子午线与轴子午为负。可见在中央子午线上，真子午线与轴子午线重合，其他地区不重合，两者的夹角即为线重合，其他地区不重合，两者的夹角即为。二、方位角二、方位角1 1、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、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。其范围为的方位角。其范围为 0 0 360360。有：真方位角。有：真方位角 、磁方位角、坐标方位角、磁方位角、坐标方位角 。2

47、2、坐标方位角、坐标方位角 若若 PN PN 为坐标纵轴方向，则各角分别为相应直线的坐标方位角，用为坐标纵轴方向，则各角分别为相应直线的坐标方位角，用 表示之。表示之。同一直线正反坐标方位角相差同一直线正反坐标方位角相差 180 180 四、测量误差测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为系统误差和偶然误差。测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为系统误差和偶然误差。一、系统误差一、系统误差 1 1、系统误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现、系统误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。符号和大小均相同

48、或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。2 2、特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用、特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。一定的观测方法加以消除。二、偶然误差二、偶然误差1 1、偶然误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现、偶然误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。2 2、特点：、特点：（1 1）具有一定的范围。）具有一定的范围。（2 2）绝对值小的误差出现概率

49、大。）绝对值小的误差出现概率大。（3 3）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。（4 4）数学期望等于零。即：）数学期望等于零。即：误差概率分布曲线呈正态分布，误差概率分布曲线呈正态分布，偶然误差要通过的一定的数学偶然误差要通过的一定的数学方法（测量平差）来处理。方法（测量平差）来处理。此外，在测量工作中还要注此外，在测量工作中还要注意避免粗差意避免粗差 错误的出现。错误的出现。偶然误差分布频率直方图偶然误差分布频率直方图三、衡量精度的指标三、衡量精度的指标测量上常见的精度指标有：中误差、相对误差、极限误差。测量上常见的精度指标有：中误差、相对误差、极限

50、误差。（一）、中误差：是标准差的估值，绝对值愈小，观测精度愈高。中误差（一）、中误差：是标准差的估值，绝对值愈小，观测精度愈高。中误差的极限值是方差的极限值是方差 在测量中，在测量中，n n为有限值，由有限个观测值的偶然误差求得的标准差的近似为有限值，由有限个观测值的偶然误差求得的标准差的近似值（估值）称为中误差。计算中误差的方法，有：值（估值）称为中误差。计算中误差的方法，有：1 1、用真误差来确定中误差、用真误差来确定中误差适用于观测量真值已知时。适用于观测量真值已知时。真误差真误差观测值与其真值之差，有：观测值与其真值之差，有：标准差标准差 中误差（标准差估值）中误差（标准差估值），n