测绘学基础教案

教学课题第一章错铃

语型理徐敖君课时2锦时

授嫌方法传疣方法致当，做布诏筱

7.测检学的基本就念，

2州洽当的合文及应用/

教学内余3则婚学的发展简单史。

7.恻念学的基本槐念。

教学重点

7.人何使当尘第确理解恻洽当的泉埼就

O

教学难点

第一节测绘学的任务和作用

一、测绘学的任务

1.定义

测绘学一一研究地球的形状、大小和地球表面上各种物体的几何形状及其空间位置

的科学，为人们了解自然和改造自然服务。

2.测绘学的基本内容

是测绘和测设两部分。测绘是利用测量仪器工具对研究的对象进行测量，

经数据处理得到一系列数据资料，或把地球表面的地貌、地物绘制成图，

供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。测设是把图纸上规划

设计好的建（构）筑物的位置标定在实地上，作为施工的依据。

二、测绘学的分类

如

测绘学按照研究范围和对象的不同，可分为：

1.大地测量学常规大地测量学和卫星大地测量学

2.普通测量学

3.摄影测量学航里摄影测量学和地面摄影测量学

4.工程测量学普通工程测量学和精密安装工程测量学

5.海洋测绘学

6.地理信息系统数字地球等

7.制图学等

三、测绘科学的应用

测绘科学应用很广泛。在国民经济建设和发展规划中，测绘信息是

最重要的基础信息之一。

内规划（如土地规划、城市开发规划）地形图和地籍图

工程建设从勘测设计阶段到施工、竣工阶段

国防建设和现代军事

地震预测预报

海底资源勘测

地质勘探

地下电缆埋设

灾情监视与调查

宇宙空间技术

国家的各级管理工作、日常生活等。

第二节测绘学发展概况

一、古代测绘的发展

测绘科学同其它科学一样，随着生产需要而发生和发展。

教材P2（自学）简单讲解。

二、现代测绘科学的发展

着重讲解20世纪80年代后的发展。

最小二乘法理论

横圆柱投影学

航空摄影测量学说

20世纪50年代前后，电子学、信息论、相干光理论、电子计算机、空间

科学技术等迅速发展，它们又推动了测绘科学的发展。

1947年研究利用光波测距，到60年代中期电磁波测距仪问世。

电子经纬仪的出现是地面测量技术的一项显著进步。

全站仪的普及应用。

测量机器人已开始用到工程测量的许多方面。

全球定位系统(GlobalPositioningSystem,简写为GPS)用于大地测量学、

工程测量等许多测绘领域，定位精度可达毫米级，甚至0.1毫米级，高程

精度可达5毫米甚至更高的精度。

航空摄影广泛用于大面积大比例尺成图，近景摄影用于变形观测等工程测

量领域。

计算机技术的飞速发展，使测绘工作变成自动化、数字化，而且使测量成

果应用的更加广阔。

三、新中国测绘科学的发展

50年代初期就创办了测绘院校，一些工程型院校创办了测量专业。

1956年成立国家测绘局，以及成立测绘研究、业务部门，测绘工作各方面

都取得了巨大成绩，与技术先进国家的差距愈来愈小。

测绘仪器制造从无到有，已能自制航空摄影机、红外摄影机、立体测图仪

等；生产不同类型的电磁波测距仪、经纬仪、水准仪、自动安平水准仪、

电子经纬仪、全站仪等，以及组装GPS接收机。

我国的所有重大工程建设项目的测量工作都是由我们自己的测绘工程技

术人员承担。

内测绘理论研究在许多方面处于世界领先水平。

不本章主要是对此门课程的一个引入，使学生对本门学科有一总

体把握，通过对测绘学基本概念的内涵、外延进行介绍，使学

生了解测绘工作的作用，进而明确学习本门课程的作用及意义。

曼

不

1.测量学的研究对象是什么？目前测量学主要有哪些独立学

科？

2.地形测量学的任务是什么？

3.简要分析测绘工作在我国经济建设中的重要作用有哪些?

4

Ji

本章应重点学习测量学的基本概念，从整体上对本门课程有所

了解，重在对测量学基本概念的内涵及外延的准确理解。

教学课题第二章喇量学基埼知簿

«型理徐秋学课时6德时

授课方法传疣方法数学，极书用检

7.恻念学的G务和作用,

2.地球的形枚和大小及地面鱼俵的确灵

方依/

教学内春5.直饯灵向初地面点坐标恻真原理；

4.地形囹恻公晨理及囹的比例尺,，

5.恻公工作的基埼原则与作业过程。

7.侧於学的值务和作用,

2.直俵是向和地面支坐标恻真展理,，

3地形囹恻绘原理及囹的比例尺,

教学重点

4.恻燃工作的泉埼晨则S作业逑程。

7.电何使老或辱握直饯走向加地面点空

标测算原理。

教学难点

第一节地球的形状、大小及地面点位的确定

一、地球的形状和大义、

1.基本概念

地球的自然表面----人们把海水面所包围的地球形体看作地球的形状。

铅垂线一一重力的方向线。铅垂线是测绘工作的基准线。

水准面----静止的水面。水准面是一个重力场的等位面。

水平面——与水准面相切的平面。

大地水准面——在无数多个水准面中，与平均海水面吻合并向大陆、岛屿

内延伸而形成的闭合曲面，称为。大地水准面是测量工作的基准面。（特

科点：不规则曲面，无法在这曲面上进行测量数据处理）

大地体——由大地水准面所包围的地球形体。

参考椭球面一一以一个椭园绕其短轴旋转而成的，并作为地球的参考形状

,和大小几何形体的外表面（图2—3）

,为确定大地水准面与参考椭球面的相对关系，可在适当地点选择一点P,

设想把椭球体和大地体相切，切点P’位于P点的铅垂线方向上，这时，

椭球面上P'的法线与该点对大地水准面的铅垂线相重合，并使椭球的短

轴与地球自转轴平行。这项确定椭球体与大地体之间相互关系并固定下来

承的工作，称为参考椭球体的定位，P点则称为大地原点。

我国目前所采用的参考椭球体为1980年国家大地测量参考系，其原点在

陕西省泾阳县永乐镇，称为国家大地原点。

亚由于参考椭球体的扁率很小，在普通测量中可把地球作为圆球看待，其半

号径为

R=（a+a+b）/3=6371km

内

・心力

图2T

田2-2困2-3田27

二、确定地面点位的方法

理量工作的基本任务是确定地面点的空间位置，需用三个量（x,y,H）来表

示。

绝对高程一一地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的，或称海拔。

图2—7中的HA和He即为A点和C点的绝对高程。

水准原点的建立：我国在青岛

目前，我国采用“1985年高程基准”，青岛水准原点的高程为72.260m,

全国各地的高程都以它为基准进行测算。但1987年以前使用的是1956年

高程基准，水准原点高程为72.289m。利用旧的高程测量成果时，要注意

高程基准的统一和换算。

当个别地区引用绝对高程有困难时，可采用假定高程系统，即采用任

意假定的水准面为起算高程的基准面。

假定离程一一地面点到某一假定水准面的铅垂距离，称为。例如，A点的

细

假定高程为C点的假定高程为“底

高茎-----两个地面点间的高程差称为。地面点A与C之间的高差hCA为

教hCA=HA-Hc=H；-//；

由此可见两点间的高差与高程起算面无关。

图2-6田2-7

㈡地面点在投影面上的坐标

细

教

学

内

第二节直线定向和地面点坐标测算原理及公式

一、直线定向

直线定向在测量工作中确定一直线与基准方向的关系。

㈠瓢*方向

测量工作中，常采用的基准方向有：真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向。

1.其子午线方向

真子午线方向一一过地球表面某点的真子午线的切线方向。可用天文测量方法或用

陀螺经纬仪测定。

2.磁子午线方向

磁子午线方向一一是磁针自由静止时其轴线所指的方向，可用罗盘仪测定。

3.坐标纵轴方向

平行于高斯投影平面直角坐标系x坐标轴的方向称为坐标纵轴方向。若采用假定坐

标系，则用假定坐标纵轴方向为基准方向。

如㈡基•淮方向间的关系

1.磁偏角

磁偏角一一是指过一点的磁子午线方向与过该点真子午线的方向所夹角。

2.子午线收敛角

子午线收敛角一一过地面上各点的子午线均向南、北两极收敛，两子午线方向不平

行而存在一个角，若其中一子午线为中央子午线，则该投影带内其它各子午线与中

央子午线的夹角丫。

㈢定向用的角度一方位角和象限角

1.方位角

方位角----从基准方向线北端起，.顺时针方向量至某直线的角度，角值由0。〜360。。

磁方位角

真方位角

内坐标方位角（也称方向角）

图2-20

2.象限角

象限角是指直线与基准方向线所夹的锐角，用R表示。

用象限角定向时，要注明角度的大小和它所在的象限；

3.正反方位角

测绘工作中的直线具有方向性，通常以前进方向为正方向。aBA=aAB+180°

表2-2

直线方向根据象限角大求方位角4根据方位角力求象网角R

北东•第一象取R=A

南东.第二象限4=180KR=[8»7

南西.萧三象取A=180,+KH=478O・

北西•第四象限A=36O・-RK=36O°-4

xj=x2+S2.3cosa2.3

y3=y2+S2.3sina2.3

假如在图2-15中己知1、2两点坐标(xl,yl)、(x2,y2),则可计算出两点水平距离

Si.2及该边方位角S.2

RL圾<2-n）

S1122-二&9（2—12）

S9in"a,.,cosa1:"⑷

或Si.2=

上面式中ArI2nH2一a,4X12="—>1。

（2—11）式算出的角值是直线与z轴所夹锐角，即象限角体2,还要根据ArfAyi”的正

负号判断其所在象限，然后换算成方向角，见表2-2与2-3.

表2-3

Ar约方向向

++10•〜90・

+19(T~180*

1180・~270・

细十W270•〜360，

第三节地球表面曲率对测绘工作的影响

一、水准面的曲率对水平距离的影响

03

教或

AS3R1

一般取取R=6371km

结论：在半径为10km的范围内（面积约

学300km2）,以水平面代替水准面所产生的距离

误差可以忽略不计。

二、水准面曲率对高■差的影响

结论：地球曲率对高差的影响，即使在很短的距离也必须加以考虑

=.,水准面曲率对水平角度的影响

，，“P

£“产

结论：对于面积在lOOkn?以内的多边形，地球曲率对水平角的影响只有在最精密的

测量中才需考虑，一般的测量中是不必考虑的。

第四节地形图的测绘原理及田的比例尺

—,地形图的测绘原■理

地球表面复杂多样的形态可分为地物和地貌两大类。

地形图一一凡是图上既表示出地物，又表示地貌，并经过综合取舍，按比例缩小后

用规定的符号和一定的表示方法描绘在图纸上的正形投影图。

测图面积较小时，投影面为平面，可直接将地形测绘到图纸上。

地形图依成图方法，可分为线划图、影像地图。所谓线划图是用线划描绘的图（见附

图），采用彩色像片以其色彩影像来表示的地图为影像地图。

地形图按其内容划分，可有一般的地形图、专题图（如森林分布图）、铁路公路沿线的

带状地形图等。

一、地形图测绘原理

先在地面上适当位置测定A、B两点的坐标，依其坐标值将其展绘到图纸上。再据此

测定1、2、3点的位置，依此类推，在逐个控制点上测绘其它地物。至于地貌的测

绘，可依据已知点的高程测定一系列高度变化处的高程，最后绘出用等高线表示的

地貌，根据上图进行讲解。

二、地形图的比例尺

图上一段直线的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比，称为图的比例尺。比

例尺的表示方法分为数字比例尺和图示比例尺。

㈠数字比例尺

数字比例尺一般取分子为1,分母为整数的分数形式表示。设图上一段直线长度

为s,相应实地的水平长度为S,则图比例为

5_1_1

内

㈡图示比例尺

最常见的图示比例尺为直线比例尺。图2-25为1：500的直线比例尺，取2cm为

基本单位，从直线比例尺上直接读得基本单位的1/10,估读到1/I00o

印刷在图纸下方的图示比例尺方便应用，且可以抵消在图上量取长度时图纸伸

缩的影响。

㈢比例尺粉度

一般认为，人们用肉眼能分辨的图上最小距离为0.1mm,因此用手工绘图或在图上

度量时，就只能达到图上0.1mm的准确程度。故称相当于图上0.1mm的实地水平距

离为比例尺精度。

裹2-5

比例尺1•5001：1000'1s20001>$000

比例尺制0.050.10.20.5

比例尺精度的概念，对测图和用图有实际意义。例如在1：1000测图时.，实地量距只

需准确到0.1m,否则量得再精细，在图上也无法表示出来，而白浪费了气力。又如

某项工程建设，要求在图上能反映出实地5cm的精度，则测图时所选图的比例尺就

不能小于1：500o

比例尺精度的意义在于：①已知测图比例尺，确定测量准确程度；②根据要求的实

地精度，决定测图比例尺。

第五节测绘工作概述

施测过程体现了在布局上“由整体到局部”;精度上“由高级到低级”;在次序上“先控

制后碎部”的测绘工作三原则,为测绘工作者所遵循。

一、控制测量概述

控制测量分为平面控制和高程控制

平面控制网：三角测量和导线测量、GPS

1.三角测量

细选择若干控制点而形成互相连接的三角形，测定其中一边的水平距离和每个三角形

的三内角，然后根据起算数据（至少一个点的坐标和一条边的方位）可算出各控制点的

坐标。三角形各顶点称为三角点。各三角形联成网状的称为三角网。

2.导线测量

教将相邻控制点连成直线构成的连续折线，称为导线。这些控制点称为导线点，导线

测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值，根据起算数据（至少一个点的坐标、

一条边的方位）求出各导线点坐标的工作，称为导线测量。

3.全球定位系统（GPS）定位测量

学空间无线电定位系统

高程控制的方法：水准测量、三角高程测量，GPS高程测量。

二、测绘基本工作

测量的基本工作一一测定点的位置（平面位置和高程）是，

内传统技术方法的具体工作内容是测量距离、水平角和高程。这三个量也称为测绘工

作的三要素。

在野外进行的工作称为处业，室内进行的工作称为内业。

改变：新技术应用可以直接获得点的三维坐标（平面位置和高程），使得测量距离、角

衮度和高差的概念被淡化。但在测设工作中，测角、量边、测高差的基本工作仍没有

改变。

测量基本功:测、绘、算。

测绘工作基本原则:

1）测绘三原则。

2）测绘工作步步有检核，前一步工作未作检核之前，不进行下一步工作。

3）施测和计算应有合理的精度。

本章主要是对本门课程甚至是测量专业的基础知识的学习，主

要内容侧重于对基本概念的介绍，主要包括地面点位的表示方

法、测图比例尺、直线定向、坐标计算和地形测图工作的一般

概念、铅垂线、水平线、水准面、水平面、大地水准面、绝对

高程、相对高程、高差、经度、纬度、比例尺、高斯平面直角

坐标系、方位角、象限角、坐标增量、坐标正（反）算、自然

坐标、通用坐标等基本概念。

不1.什么是水准面、大地水准面、大地体、旋转椭球体？

2.我国现在使用何种高程系统?水准原点的高程是否为零？

3.已知H,、=421.365m,体=531.268m,求hAB和hBA

4.什么是地形图的比例尺及比例尺精度？比例尺精度有何意义？

5.什么叫直线定向？什么是方位角、坐标方位角和正反方位用?

6.教材?271_12

7.效材P271T3

8.什么是坐标正算、坐标反算？请给出它们的计算公式。

9.教材P27l-15

10.教材P271T6

11.测量工作遵循的原则是什么？按照这个原则地形测量工作分为哪几个

步骤？

Jl

在本章的学习过程中应牢记主要内容中的基本概念，并注重深

刻理解和掌握这些基本概念，并能正确理解坐标正（反）算，

象限角与方位角之间的关系，测量工作遵循的基本原则。

教学课题第三章水第恻量

理徐敖君(10)

«型课时行篇时

实戡致学⑻

律疫方法激学,极书锦授，畀通过福同

授课方法

实脸双⑥理徐数当中的q岂知拥支

1.水雁刷蜃的原理；

2水泡化、水率标尺和尺垫的基存构造,，

3水落仅的糅作；

教学内余4.普遹水张恻量及感累诲理方法/

5.水灌仅、水源标尺的松脸微正,，

6.水第测量的镁差来源及灌意事项,，

7.自劭去平水源仅。

人皆推水源恻量的原理」

2*援水濯仪的摇作,，

教学重A3冷握普通水摩厕量及我累整理方法,

4.常握水维化、水源标尺的松脸秋正。

7.普通水源测量及感累整理方法,

2水源化、水源标尺的松脸喉正。

教学难点

第三章水准测量

高程测量一一测量地面上各固定点高程的工作。

根据所使用的仪器及方法不同，高程测量分为水准测量、三角高程测量、气压高程

测量以及GPS高程。

第一节水准测量原理

一、水准测量基本概念

水准测量一一是利用一条水平视线，在两点上竖立带有刻划的标尺上读数，以测定

两点间的高差，从而由已知点的高程推算出未知点的高程。

hAB=a-b

若A点高程已知为HA,则B点的高程为

HB=HA+I1AB(3-2)

B点的高程还可以通过视线高H,计算出，即

”,=/+a

a>b高差为正，表示B点比A点高；反之为负，表示B点比A点低。

后视点一一后视尺一一后视读数

承前视点一一前视尺一一前视读数

二、连续水准测量

转点一一传递高程的过渡点

连续水准测量一一依次连续地在转点间安置水准仪以测定相邻转点间的高差，最后

俘取各个高差的代数和，可得到起、终两点间的高差。

水准测量路线(水准路线)一一将连续水准测量所经过的路线。

测站点一一安置水准仪的点。

内

HB+矶=%

i=l

第二节水准测量的仪器及工具

水准测量的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。

水准仪按其精度分为DSO5、DS|、DS3和DSIO四个级别。

一、水准仪的结构和各部件的作用

㈠水准仪的构造

DS3级水准仪望远镜中的十字丝

分划板为刻在玻璃片上的三根横丝及

一根竖丝。中间的长横丝称为中丝，用

于读取水准尺上分划的读数。上、下两

根较短的横丝分别称为上丝和下丝，总

称为视距丝，用以测定水准仪至水准尺

的距离（视距）。

若观测者的眼睛作上、下（或左、

右）移动，不会发觉目标像与十字丝有

相对移动。如果目标像与十字丝平面不

重合，则观测者的眼睛作移动时，就会

发觉目标像与十字丝之间有相对移动，

这种现象称为“视差”

1.望远镜物镜；1.水准管；3.簧片；4.支

消除视差的方法如下：先转动目镜调

架；5.微倾螺旋；6.基座；7,脚螺旋；

焦螺旋，使十字丝十分清晰；然后转动物8.圆水准器；9.望远镜目镜；10.物镜

镜调焦螺旋，使目标像（水准测量时，为水调焦螺旋；11.气泡观察镜；12制动螺旋；

准尺尺面的分划和注字）十分清晰；上、下13.徽动螺旋；14.缺口；15,准星

（或左、右）移动眼睛，如果目标像与十字丝图3-38型水准准仪

之间已无相对移动，则视差已消除；否则,重新进行物镜调焦，直至两者无相对移

年动为止。

㈢水准器及其灵敏度

为了置平仪器，必须用水准器。水准器分为水准管和圆水准器两种。

1.水准管一水准管轴

内水准管是由玻璃圆管制成，其内壁被磨成一定半径的圆弧，如图2—10（a）所示，管内

注满酒精或乙醛，加热封闭冷却后，管内形成空隙为液体的蒸气所充满，即为水准

气泡。

水准管上两相邻分划线间的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角，称为水准管分划

值t（或称灵敏度）。分划值的实际意义，可以理解为当气泡移动2mm时，水准管轴所

倾斜的角度，如图3-8所示，设水准管的曲率半径为R（单位为mm）,则水准管分划

值t（以秒为单位）定义为

2.圆水准器

圆水准器是将一圆柱形的玻璃盒装嵌在金属框内，灵敏度较低，用于粗略整平仪器,

可使水准仪的竖轴大致处于铅垂位置。

㈤各级水准仪的技术参数

等级愈高，要求愈严格

二、水准尺和尺垫

㈠水准尺

水准尺用干燥优质木材或玻璃钢制成，长度有2m、3m和5m等多种，按构造区分可

有直尺（整尺）、折尺和塔尺。

双面尺：黑面尺一一正面一一黑面读数一一“0”刻划端

红面尺----反面----红面读数-----"非0”刻划端（4687或4787）

零点差：水准仪的水平视线在同一根水准尺上的红、黑面读数差。

㈡尺垫

水准测量中需要设置转点之处，为防止观测过程中尺子下沉而影响准确读数而放置

的工具。

第三节水准仪的操作

一用水准仪进行水准测量的操作程序：粗平一瞄准一精平一读数

1.粗平一一用脚螺旋进行调节

使圆水准器气泡居中，导致仪器的竖轴大致

铅垂

2.瞄准

瞄准是把望远镜对准水准尺，进行目镜和物

如镜调焦，使十字丝和水准尺像十分清晰，消

除视差，以便在尺上进行正确读数。

3.精平

精平是转动微倾螺旋，使水准管气泡严格居中（符

合），从而使望远镜的视准轴处于水平位置。

4.读数

使水准仪精平后，应立即用十字丝的中横丝在水准

尺上读数。图3-14所示为倒像望远镜所看到的水◎O

准尺的像，水准尺上的注字是倒写的，但从望远镜

学3（•）

中看来却是正的。倒像望远镜中读数应从上往下读■?-»水心管气沼碑■1的折合

（即从小往大读）。

（米位+分米位+厘米位+毫米位（估读位））

向第四节水准测量及成果整理

一、水准点和水准路线

㈠水准点

通过水准测量的方法测定其高程的固定点

水准点种类：永久性和临时性

㈡水准路线

在水准点之间进行水准测量所经过的路线，称为水准路

线

水准路线一般布设成以下几种形式：

1.闭合水准路线

2.附合水准路线

3.支水准路线

4.水准网

二、水准测量方法

㈠连续水准测量的实施

1.施测程序如下：

⑴第一个测站的测量工作。（先以一次仪器高的观测程序进行讲解）

⑵以后各站的测量工作

依第一站相同的工作程序进行第二站的工作。依次沿水准路线方向施测直至全

部路线观测完为止。

⑶记录计算（画表讲解，强调随测、随计、随算的习惯）

2.测站校核

采用双仪高法或双面尺法进行观测

㈡双仪高法水准测量

L实质：在同一个测站用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较检核。

即在测得第一次高差后，重新安置仪器（改变仪器高度要超过10cm）,再观测一次高

年差。两次观测高差不超过容许值（如规定为6mm）,则认为合乎要求，取其平均值作

为最后成果，若超过容许值必须重测。

2.画图讲解全观测过程

3.画表讲解记录、计算及检核过程

内㈢双面尺法水准测量

L实质：在一测站上仪器位置和高度不变，在后视尺和前视尺上的黑、红两面分别

读数，利用黑面读数和红面读数之差是否等于该尺的常数，以及利用后、前视尺黑

面读数计算的高差与红面读数计算的高差之差是否满足规定的差值。

2.画图讲解全观测过程（特别强调观测程序与双仪高法之区别）

3.画表讲解记录、计算及检核过程

双面尺法工作时，立尺点和水准仪的安置，同两次仪器高法，在每一测站上仪

器经粗平后，其观测顺序和方法为；

①照准后视尺黑面精平后，按下丝、上丝，中丝读数；

②照准前视尺黑面精平后，按下丝、上丝，中丝读数；

③照准前视尺红面精平后，按中丝读数；

④照准后视尺红面精平后，按中丝读数。

这样的观测顺序简称为“后一前一前一后“，按尺面颜色叙述为“黑一黑一红一

红”。

当观测精度较低，如等外水准测量（有的行业规范把它称为五等水准测量）可采用

“后一后一前一前”的观测顺序。测站上的记录和计算见表3-3所示。表内带括号的号

码为观测读数和计算的顺序。（1）〜（8）为观测数据，其余为计算所得。

①测站上的计算与校核

高差部分：

前视尺黑红面读数互差：(9)=(4)+K-(7)

后视尺黑红面读数互差：(10)=(3)+K-(8)

黑红面高差互差：(11)=(10)-(9)

表3-3的示例中，1号尺之K=4787,2号尺K=4687。

黑面高差：(16)=(3)-(4)

红面高差：(17)=(8)-(7)

“由于两根标尺红黑面K值不同(相差100),所以(16)并不等于(17),故(16)与(17)

科之差也应为100,为(11)可作一次检核计算，即

黑红面高差互差：(11)=(16)-(17±100)

规定：黑红面读数互差不超过4mm,黑红面高差互差不超过6mm。

视距部分：

以后视距离：(12)=(1)-(2)

前视距离：(13)=(5)-(6)

前后视距差：(14)=(12)-(13)

前后视距累积差：(15)=本站的(14)+前站的(15)

事规定：前后视距差规定不超过10m,前后视距累积差规定不超过50m,故在观

测过程中要注意(14)项的正、负号，使累积值不要超过限值。

2、观测结束后的计算与校核

高差部分：

与Z⑶-Z(4)=Z(16)=h,

S{(3)+k-Z(8)=Z(10)

Z(8)-Z(7)=Z(17)=h红

.⑺=Z(9)

用中=2(力黑+%)

h品、h红分别为一测段黑、红面所得高差；A中为高差中数。

,视距部分：

洛末站(15)=不(12)-2(13)

总视距=2(12)十2(3)

若测站与有关观测值限差超限，在本站检查后发现应立即重测，若迁站后才检查发

现，则应从固定点起重新观测。

二、普通水准测量成果整理

㈠高差闭合差的计算

高差闭合差(fh)——观测值与重复观测值之差，或与已知点的已知数据的不符值.

1•附合水准路线：＞＞理=11终_11始为=2＞测_»＞理=»测＜H终一H始)

2.闭合水准路线：力,=\＞测

3.支水准路线：力,=Z%+Z砥

一般规定：等外水准测量：力溶=±40

fh容=±\2\[nmm

㈡高差闭合差的调整和各点的高程计算

分配原则：将闭合差反号与路线长度(或与测站数)成比例地分配于各段高差之中。

①将点号、观测数据和已知数据填人计算表格(表3-4)。

②计算高差闭合差与容许高差闭合差

这两项计算已列入表下的辅助计算中，经比较|力测|=储|后，方可进行下步的

计算。

*3-4

能MK热改正效改正后夷接»K

A号点号

(km)(m)(mm)<m)(m)

140.765“01

1.4-1.875+22

1138.9121

1.6一3.440+26-S.415

2

出1.0+2.556+16+2.572

季140AMQ

2.2+9.786+35+9.821

4

0.9+3.546+14

■£|/V02

WO.573SA-10.M9

H.­//.HIO.685

等-EA-■一〃・)--112mm

计W*/~L"±312mm

③闭合差的调整

内

yF•S,

④改正后高差计算

⑤各待定点高程计算

第五节水准仪和水准尺的检验校正

一、水准仪应进行检查的项目

在水准仪检验校正之前，应先进行一般性检查，包括望远镜的成象是否清晰，制动

螺旋、微动螺旋、微倾螺旋和对光螺旋是否有效，脚螺旋转动是否灵活，脚架固定

螺旋是否可靠，架头是否松动，气泡的运动是否正常等。

㈠水准仪的轴线及其应满足的条件

⑴圆水准轴平行于竖轴(LZ:〃VVJ：

⑵横丝垂直于竖轴；

⑶水准管轴平行于视准轴(LL//CG)。

㈡水准仪的检验与校正

1.圆水准器的检验和校正

目的：使圆水准轴平行于竖轴（LZ；〃VV|）。

检验：旋转脚螺旋，使圆水准气泡居中（图3-26a）。然后将仪器绕竖轴旋转180。,

如果气泡偏于一边（图3-26b）,说明Z/L；不平行于V/，需要校正。

校正：转动脚螺旋，使气泡向圆水准中心移动偏距的一半（图3-26c）,然后用校正针

拨圆水准器底下的三个校正螺丝，使气泡居中

2.十字丝的检验和校正

目的：当水准仪整平后，十字丝的横丝应该水平，竖丝应该铅垂，即横丝应该

垂直于仪器的竖轴。

检验：仪器整平后，以横丝的一端对准一个明显的标志（如图3-28a中的p点），

拧紧制动螺旋。然后转动微动螺旋，如p点始终在横丝上移动，则说明条件满足；

如果p点偏离横丝，则此条件不满足，需要校正。

校正:取下护盖，旋松十字丝环的四个固定螺丝，微微转动十字丝环，使横丝水

平。校正后，再重复检验，直至条件满足为止。最后将固定螺丝拧紧，旋回护盖。

3.水准管轴平行于视准轴的检验和校正

目的：使水准管轴平行于视准轴（LLJ/CG）。

概念：望远镜视准轴和水准管轴都是空间直线，如果它们互相平行，那末无论

是在包含视准轴的竖直面上的投影还是在水平面上的投影，都应该是平行的。水准

年管轴与视准轴在竖直面上投影不平行产生的夹角称为i角误差，在水平面上投影不平

行的夹角称为交叉误差。

i角的检验：

内

如

校正方法:

①校正水准管：在J2点转动微倾螺旋，使中丝在A尺的读数从《移到

当“2=4-2A，此时视准轴水平，但水准管轴气泡已不居中，用校正针拨动水准管

一端的上、下两个校正螺丝，使水准管气泡居中。

②校正十字丝：在J2点使水准管气泡居中，旋下十字丝环外罩，转动十字丝的上、

下两个校正螺丝，使中丝对准A尺上的正确读数a2。

二、水准尺的检验

㈠一般检视

对水准尺进行一般的查看，首先应查看是否有弯曲，尺上刻划的着色是否清晰，注

记有无错误，尺之底部有无磨损情况

㈡圆水准器的检验与校正

㈢水准尺分划的检验

水准尺分划的检验包括；

⑴水准尺每米平均真长的测定；

⑵水准尺分米分划误差的测定；

⑶水准尺黑面与红面零点差数的测定；

⑷一对水准尺黑面零点差的测定。

第六节水准测量的误差来源及注意事项

主要有

仪器误差

观测误差

外界条件影响。

一、仪器误差

1.水准仪i角检校后残余误差的影响

①i角的残余误差对一测站高差的影响：当视距差d为10米时，影响为1mm

②i角的残余误差对连续水准测量高差的影响

:前后视距差累计值不超过50m时E%=5mm

2.水准尺误差

由于水准尺刻划不准确、尺长变化、弯曲等影响，会使水准测量产生误差，因

此必须使用检验合格的标尺。尺的零点差，可用一测段中测站为偶数的方法予以消

除。

二、观测误差

1.水准管气泡居中误差

2.瞄准误差

如3.在水准尺上读数的估读误差

4.水准尺倾斜的误差

三、外界因素的影响

1.仪器下沉（或上升）引起的误差

2.标尺下沉（或上升）引起的误差

3.地球曲率的影响

4.大气折光的影响

5.强阳光直射的影响

第七节自动安平水准仪（自学，在控制测量中还要详细讲解）

目前生产的自动安平水准仪在测站上只需粗平，利用自动安平补偿器代替水准管，

使视准轴自动处于水平状态，即可读取标尺上的读数。而且对于地面的微小震动、

风力及温度等外界因素所引起的视线微小倾斜，亦可迅速而自动地给予“补偿”，使视

内线始终保持水平状态，从而提高了观测速度和精度。

测量仪器的维护

测量仪器构造精密，比较贵重，而在野外，工作条件较差，为了延长仪器的使

用年限，充分发挥仪器的最大功用，防止意外事故的发生，必须掌握仪器的维护知

识，现将有关注意事项介绍如下：

㈠仪器的运输

⑴测量仪器在运输途中必须防震，不能直接放在汽车或火车车厢的底板上，而

应放在软的座垫上或装在有防震垫子的专用木箱中；

⑵步行运送时，应将仪器箱拎在手中或背在背上，并事前检查仪器箱拎环、带

子等是否牢固，箱盖扣子有否扣好或上锁。

㈡仪器的使用

⑴到达测站后，先将脚架放稳，然后开箱取仪器，取仪器时，应双手握支架或

基座，不要提拿望远镜；

⑵将仪器放上三脚架头后，随即用连接螺旋将仪器连接在三脚架上，以免仪器

从三脚架头上摔下来；

⑶制动螺旋不可旋得过紧，以免损坏仪器，制动螺旋未松开，不能用力转动仪

器或望远镜；

⑷搬移测站时，原则上，仪器应装箱上锁，在平坦地区近距离搬站时，可以收

拢三脚架抱在肋下，一手托住仪器，稳步前进；

⑸仪器安置在测站上，当暂停操作进行等候时，必须有人守护；在行人车辆众

多的道路上测量，必须还有专人保护仪器，并手持红白旗以引人注意，避免不留意

碰撞，确保作业人员和仪器安全；

⑹仪器不能在阳光下曝晒，要撑伞保护，切不可使仪器受雨淋或受潮湿。

㈢仪器的装箱

⑴开箱取出仪器时，应看清仪器在箱中的安放位置，以便工作结束后将仪器按

原来位置放人箱内；

⑵仪器装箱前，应先松开制动螺旋，待仪器在箱中正确就位后，再旋紧制动螺

旋；

⑶关箱时，不可强压，若关不上，应查明原因，关好箱子后，应上扣、上锁；

⑷仪器箱上不允许坐人。

如

内

本章主要介绍水准测量的原理、仪器工具及其使用方法、等外

水准测量的作业方法及成果整理、水准仪的检验与校正等基本

知识和基本方法。

曼

1.什么是高程测量？水准测量的实质及原理是什么？待求点的高程如何

计算？

2.什么叫视差？视差产生的原因是什么？怎样消除视差？

3.水准仪有哪些■轴线？它们之间应满足哪些几何关系？

.教材

4P542-8

5.教材P542T4

6.水准测量误差来源主要有哪些？作业时如何消除或减弱这些误差对观

测成果的影响？

48.教材P542T7（本题可直接在教材上完成）

应注重对水准测量原理的理解，重点学会水准仪的使用、标尺

读数、等外水准测量的作业方法及成果整理的方法、水准仪检

验与校正的方法。

教学课题第四章经俸化及角度州量

理徐敬君(10)

«型课时7g锦时

实践散考⑻

传疙方法敬学，极书讲授，并通过编间

授课方法实验双国理徐敖当中的童岂知拥点

7.咨握角次恻量原理,

2*型宪学经薛仅的修拘及犊叙方法,，

5.水平角现厕、鹭直角吼喇与奸真方法，

教学内衮4.水牛角现厕色意事项,

5.水平角现厕篌爰来源及减福措施；

6.经体化的检验微正;

7.经佛仅的电3喇角晨理。

7.角度喇量原理；

2水平角机恻、暨直角现恻与计算方法；

教学重点5.经佛仅的检验秋正,，

4.经佛仅的电3恻角展理。

7.水平角、量直角观厕与奸真方法,，

2.水平角现州篌爰来源及减箱措施,

教学难点3经俸化的检脸假正。

第四章角度测量

第一节角度测量原理

-水平角测绘原理

1.定义

水平角一一地面上两直线的夹角在水平面上的投影

2.测定原理：p=b-a

二竖直角测绘原理

竖直角一一在同一铅垂面内，照准方向线与水平线的夹角。

常用“a”表示。

照准方向线在水平线之上时称为仰角，角值为正

照准方向线在水平线之下时称为俯角，角值为负

第二节光学经纬仪

一、经纬仪的等级及用途

如L经纬仪种类：游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪

2.经纬仪按精度编制成如下系列：DJO7、DJ|、DJ2、DJ6（解释D、J、6的含义）

二、经纬仪的构造

1.经纬仪的总体组成三部分：

.基座：脚螺旋一一用于置平仪器

水平度盘：竖轴套及水平度盘

照准部一一仪器的竖轴，水准管（又称照准部水准管）

三、DJ6级光学经纬仪

售㈠基座部分

㈡照准部部分

㈢度盘部分

㈣对中设备

内㈤度盘读数装置及读数方法：1.测微尺读数装置和2.平行玻璃测微器读数装置

第三节水平角观测

水平角观测的主要工作内容有经纬仪的安置、竖立标杆、照准目标、读数、记录及

检校成果等工作

一、经纬仪的安置

对中和整平两项工作。

㈠用垂球对中的经纬安置的操作方法

1.对中

对中就是将经纬仪的竖轴几何中心线安置到测站的铅垂线上.

用垂球对中的误差一般应小于3mm,当观测目标较近时，对中误差更应小些。

2.整平

整平的目的是使经纬仪的竖轴铅直，亦即使水平度盘水平。整平工作是利用基座上

的三个脚螺旋，使照准部水准管在相互垂直的两个方向上，气泡都居中

㈡使用光学对中器作经