测量学（课件分享）

1、测量学（课件分享） 作者：作者：Dr.FengDr.Feng 测量学（课件分享） 测量学（课件分享）2 见面有“题” 那位同学知道那位同学知道20082008年年9 9月月2525日和日和20072007年年1010月月2424日，中国发生了哪两件震惊世界的大事吗？日，中国发生了哪两件震惊世界的大事吗？ 测量学（课件分享）3 星夜启航星夜启航 2008年9月25日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3位航天员 的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。 测量学（课件分享）4 太空漫步太空漫步 测量学（课件分享）5 五星耀宇五星耀宇 测量学（课件分享）6 伴星放飞伴星放飞 测量学（课件分

2、享）7 伴星所摄照片伴星所摄照片 测量学（课件分享）8 载誉而归载誉而归 测量学（课件分享）9 北京时间北京时间20072007年年1010月月2424日日1616时时0505分，中国在西昌卫星发射分，中国在西昌卫星发射 中心用中心用“长征三号甲长征三号甲”运载火箭，成功将运载火箭，成功将“嫦娥一号嫦娥一号”月球探测月球探测 卫星送入太空卫星送入太空 。 测量学（课件分享）10 测量学（课件分享）11 测量学（课件分享）12 测量学（课件分享）13 测量学（课件分享）14 见面有“题” 那么，“嫦娥一号”给我们的测量学有什么关系呢？ 测量学（课件分享）15 从图中可以看出，从图中可以看出，“嫦

3、娥一号嫦娥一号”的运行轨道十分复杂，它是靠的运行轨道十分复杂，它是靠 什么计算与设计出来的呢？什么计算与设计出来的呢？ 答案就是主要靠答案就是主要靠测量学测量学。 测量学（课件分享）16 见面有“题” 看见“测量学”三个字，你想到了什么？ 测量学（课件分享）17 自然空间自然空间( (不规则不规则) ) 测量空间（规则）测量空间（规则） X Y Z（经纬度经纬度） 需要知道什么？ 标准点及相对于它 的方向、距离和高 低 角度、距离和水准 测量学（课件分享）18 第一章第一章 绪论绪论 学习本章的意义学习本章的意义 ：使同学们了解什么是测量学？它主要包括哪些内 容？在国民经济建设，尤其在工程建设

4、中有哪些重要作用？ 内容主要有内容主要有 ：测量学的任务及其在工程建设中的作用、我国测量学 发展概况、地面点的确定、用水平面代替水准面的限度、测量的基本 工作和工作方法。 教学要求教学要求 ： （1）掌握测量学的任务及作用、地面点位的确定、测量的基本工作和 原则。 （2）了解测量发展史、水平面代替水准面的限度。 测量学（课件分享）19 第一章 重难点 重点 测量工作的基准 地面点位的确定 大地水准面 用平面代替水准面的限度 难点 大地水准面 高斯投影 测量学（课件分享）20 一、测量学的任务及作用一、测量学的任务及作用 1 1、测量学的任务：、测量学的任务：测绘科学是自然科学的一部分，它主要研

5、究的 对象是地球的表面，是一门应用科学 定义：是研究地球的形状和大小，确定地面点位（包括空中、地 下和海底），以及对于这些空间位置信息进行处理、存储、管 理的科学。 测量学（课件分享）21 主要任务： 测绘：地面点图 测设：图地面 测量学（课件分享）22 2 2、测量工作在工程建设中的作用：、测量工作在工程建设中的作用： 例如：郑州大学新区建设 （在测量的地形图上）征地报批（在测量的地形图上）规划、设计施工（需要 施工放样、测设）竣工、验收（需要竣工测量）使用、工程管理（变形观测） 测量学（课件分享）23 例如： 国防建设、具体军事行动的指挥、导弹的发射，这些都需要地形图和各种测量数据为依 据

6、。 所以说测量学是一门重要的课程。 测量学（课件分享）24 3 3、测量学有关的学科、测量学有关的学科： 大地测量学 地形测量学 摄影测量学 工程测量学 海洋测量学 地图制图学 遥感信息系统 GPS系统 GIS信息系统 测量学（课件分享）25 二、现代测量科学的发展概况：二、现代测量科学的发展概况： 新的3S技术： GPS卫星定位系统 GIS地理信息系统 R S遥感 测量学（课件分享）26 三、地面点位的确定三、地面点位的确定 1、地球的形状和大小 水准面：处处与重力线正交的海水面 大地水准面 ：与平均海水面相吻合的水准面 大地体 ：大地水准面所包含的形体 地球椭球体：与整个大地水准面吻合得最

7、佳的旋转椭球 椭球参数：a=6378137m，b=6356752m，扁率：e=(a-b)/a =1/298.257 测量学（课件分享）27 测量学（课件分享）28 2、测量坐标系（重点） 2.1地理坐标系(geographical reference system)(geographical reference system) 天文坐标系 子午面 子午线 赤道 测量学（课件分享）29 天文坐标系 天文经度 天文纬度 特点：天文坐标系以铅垂线为基准线，以大地水准面为基准面； 测量方法：在地面点上用天文测量的方法测定。 测量学（课件分享）30 大地坐标系 测量学（课件分享）31 大地经度L： 大地

8、纬度B： 特点：大地坐标是以法线为基准线，以椭球体面为基准面 测量方法：大地坐标是根据大地原点坐标，再按大地测量所测 得的数据推算而得。 测量学（课件分享）32 2.22.2高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系 测量学（课件分享）33 高斯投影的特点 等角投影；投影后中央子午线的长度不变，离开中央子午线 越远的线变形越大，并且凹向中央子午线，各纬圈投影后凸向赤 道；中央子午相投影后为坐标纵轴X，赤道投影后为坐标横轴Y， 从而构成高斯平面直角坐标系；为了将变形限制在一定精度范 围内，采用分带投影法，有6度带和3度带两种投影方法； 测量学（课件分享）34 高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系 测量

9、学（课件分享）35 2.32.3平面直角坐标系平面直角坐标系 当测区较小时（半径小于10km范围），可以把地表一小块球面当作平面看待 测量工作中的平面直角坐标系与笛卡儿直角坐标系的区别： 坐标轴互换 象限顺序相反 测量学（课件分享）36 2.4 WGS-84WGS-84坐标系坐标系 “World Geodetic System”(世界大地坐标系) 坐标原点在地心 Z 轴 方 向：指向地球北极 X 轴 方 向：指向格林尼治子午面与地球赤道面之交点 Y 轴 方 向：垂直于XOZ平面，构成右手坐标系 测量学（课件分享）37 3 3、地面点的高程地面点的高程 测量学（课件分享）38 绝对高程：简称高程

10、，又称海拔； 相对高程：又称假定高程； 高差：两点间绝对高程或相对高程之差 我国的高程系统 ： 1956年黄海高程系 （72.289m） 1985年国家高程基准 （72.260m） 测量学（课件分享）39 四、用水平面代替水准面的限度四、用水平面代替水准面的限度 测量学（课件分享）40 1 1、水准面曲率对距离的影响、水准面曲率对距离的影响 D=R*tg，S=R* 结论：在半径为10km的范围内，以水平面代替水准面所产生的距离误 差可忽略不计 测量学（课件分享）41 2 2、水准面曲率对高差的影响、水准面曲率对高差的影响 h=S/(2R) 结论：在进行高程测量时不能水平面代替水准面 测量学（课

11、件分享）42 五、五、测量的基本工作测量的基本工作 高程测量 水平角测量 距离测量 测量学（课件分享）43 六、六、测量工作的原则测量工作的原则 测量的布局上，是“有整体到局部”； 测量的次序上，是“先控制后碎步”； 在测量的精度上，是“从高级到低级” 目的：消除误差积累，满足精度要求 测量学（课件分享）44 七、怎样学好测量课怎样学好测量课 学习过程可分为三个阶段：基础课阶段技术基础课专业课、毕业设计。测量课 是技术基础课，处在第二阶段，承上启下，所以学好测量课是非常必要的，要着重 以下三点： 重视实践； 建立正确的精度概念； 重视数据的记录、整理和计算处理。 测量学（课件分享）45 测量记

12、录与计算规则 在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的 填写与计算方法。填写与计算方法。 记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观 测者及记录者姓名等无一遗漏地填写完全。测者及记录者姓名等无一遗漏地填写完全。 观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回 报以资检核。报以资检核。不得另纸记录事后转抄。不得另纸记录事后转抄。 记录时要求字体端正清晰，记录时要求字体

13、端正清晰，数位对齐数位对齐、数字齐全。字脚靠近底线；、数字齐全。字脚靠近底线；表表 示精度或占位的示精度或占位的“ “0” 0”均不能省略均不能省略。 测量学（课件分享）46 5 5 观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记。如：角度测。如：角度测 量时，秒级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错，量时，秒级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错， 应重测该测站。应重测该测站。 6 6 观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数 字上方写出正

14、确的数字。注意不得涂改已记录的数据，字上方写出正确的数字。注意不得涂改已记录的数据，禁止连续更禁止连续更 改数字改数字。 7 7 记录数据修改后，都应在备注栏内写明原因（记错、测错、超限）。记录数据修改后，都应在备注栏内写明原因（记错、测错、超限）。 8 8 每站观测结束后，必须在每站观测结束后，必须在现场完成规定的计算的检核现场完成规定的计算的检核，确认无误后方确认无误后方 可迁站可迁站。 9 9 数据运算应根据所取位数，按数据运算应根据所取位数，按“4 4舍舍6 6入，入，5 5前单进双舍的规则进行凑前单进双舍的规则进行凑 整整”。 10 10 应该保持测量手簿的整洁，严禁在手簿上书写无关

15、的内容。应该保持测量手簿的整洁，严禁在手簿上书写无关的内容。 测量学（课件分享）47 往届同学在学习中存在的问题 上课不认真听讲，逃课现象较多； 做实验时，只有部分同学认真做，很多同学应付，抄袭别人的数据； 在我们专业第在我们专业第8 8周的设计周之后，来上课同学不到一半，甚至更少。周的设计周之后，来上课同学不到一半，甚至更少。 一些本来表现比较好的同学，也从此放弃了学习！一些本来表现比较好的同学，也从此放弃了学习！ 本门课虽然不是我们的专业课，但对我们以后的设计工作很有帮助。本门课虽然不是我们的专业课，但对我们以后的设计工作很有帮助。 我们既然来听课，就要认真听一听，起码达到基本要求。我们既

16、然来听课，就要认真听一听，起码达到基本要求。 测量学（课件分享）48 第二章第二章 水准测量水准测量 教学要求：教学要求： （1）掌握水准测量原理、水准仪的构造与使用、水准测量的施测、水 准仪的检验和校 正、三四等水准测量。 （2）了解自动安平水准仪、精密水准仪和精密水准尺 测量学（课件分享）49 第二章第二章 重难点重难点 重点： 水准测量的原理 水准仪的使用 水准测量的方法及成果整理 三四等水准测量 难点： 三四等水准测量 测量学（课件分享）50 高程测量概述高程测量概述 高程测量的方法： 水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。 高程系统 采用“1985年国家高程基准” 测

17、量学（课件分享）51 2-1 2-1 水准测量原理水准测量原理 测量学（课件分享）52 1 1、水准测量的原理、水准测量的原理 水准测量的原理：水准测量的原理： 是利用水准仪(level)提供的水平视线(horizontal sight)，读取竖立于两 个点上的水准尺(leveling staff)上的读数，来测定两点间的高差，再根 据已知点高程计算未知点高程 测量学（课件分享）53 2 2、基本概念、基本概念 后视点 后视读数 前视点 前视读数 测站 测量学（课件分享）54 3 3、高程的计算方法、高程的计算方法 高差法高差法 视线高法 bah AB ABAB HH h ABAB HHh a

18、 i A HH b i HH B 测量学（课件分享）55 4.水准面曲率对水准测量的影响 R SS ba bbaaa bah R S bb R S aa bah ba AB b a AB 2 ) () ( 2 2 22 2 2 当后视距与前视距相等 时，可以不考虑水准面 曲率对水准测量的影响。 a a b b AB h A B A H B H 测量学（课件分享）56 2-3 2-3 水准仪和水准尺水准仪和水准尺 水准测量所用的仪器为水准仪水准仪，工具有水准尺和尺垫水准尺和尺垫 水准仪按其精度可以分为等四个等级 ： 水准仪按其构造可以分为以下4类： 激光水准仪 电子水准仪 自动安平水准仪 微倾式

19、水准仪 测量学（课件分享）57 一、水准仪的构造一、水准仪的构造 水准仪主要由三个部分组成： 望远镜、水准器、 基座 测量学（课件分享）58 1 1、望远镜、望远镜 望远镜主要由四大光学部件组成：物镜、调焦透镜、十字丝分划板、目 镜，另外还包括一些调节螺旋。 十字丝的交点与物镜光心的连线，称为视准轴 测量学（课件分享）59 成像原理成像原理 b a C 1 A B 1 b 2 3 4 aC 2 测量学（课件分享）60 2 2、水准器、水准器 1）管水准器 管水准器轴管水准器轴 ：过零点做内圆 弧的切线LL 分划值分划值：2mm弧长所对 的圆心角 =2/R =20/2mm 用微倾螺旋调节 作用：

20、作用：精平仪器 2)圆水准器 圆水准器轴圆水准器轴：过圆水准器零 点的球面法线L0L0。 分划值分划值：一般为810 R愈大， 愈小，水准管的 精度愈高 作用：作用：粗平仪器 测量学（课件分享）61 3 3、基座、基座 基座的作用是支承仪器的上部，用中心螺旋将基座连接到三脚 架上 主要作用：调节圆水准气泡 测量学（课件分享）62 二、水准尺和尺垫二、水准尺和尺垫 水准尺的种类 直尺直尺 塔尺塔尺 折尺折尺 铟刚尺铟刚尺 长度2-5m 尺垫 尺垫是在转点处放置水准尺用 的 测量学（课件分享）63 三、水准仪的轴系及关系 轴系 视准轴CC 管水准器轴LL 圆水准器轴L0L0 竖轴VV 满足的关系

21、圆水准器轴平行于仪器竖轴 L0L0 VV 水准管轴应平行于视准轴 LLCC 1.十字丝横丝应垂直与仪器竖 轴 测量学（课件分享）64 四、自动安平水准仪四、自动安平水准仪 自动安平水准仪：自动安平水准仪：用补偿器代替水准器，能使仪器的视准轴， 在12秒钟内自动、精确、可靠地安放在水平位置 。 满足条件：f=s=zz0 测量学（课件分享）65 2-3 2-3 水准仪的使用水准仪的使用 微倾水准仪的使用 安置仪器 粗平 瞄准 精平 读数 自动安平水准仪的使用 安置仪器 粗平 瞄准 读数 测量学（课件分享）66 视差 视差出现的现象：尺像晃动，读数不准。 产生视差的原因：尺像没有准确落在十字丝面上。

22、 消除视差的方法：重新调节目镜和物镜，进行仔细对光。 测量学（课件分享）67 实验一：水准仪的认识与使用 注意事项注意事项 1、水准仪安放到三脚架上必须立即将中心连接螺旋旋紧必须立即将中心连接螺旋旋紧，以防仪器从脚架上掉下摔坏。 2、开箱后先看清仪器放置情况及箱内附件情况，用双手取出仪器用双手取出仪器并随手关箱。 3、仪器旋扭不宜拧得过紧仪器旋扭不宜拧得过紧，微动螺旋只能用到适中位置，不宜太过头。 4、自动安平水准仪一般为正像望远镜，读数前无精平动作，但要检查有关按钮以判断 补偿装置是否有效。 5、仪器装箱一般要松开水平制动螺旋松开水平制动螺旋，试着合上箱盖，不可用力过猛，压坏仪器。 测量学（

23、课件分享）68 6、水准尺不用时不可靠在墙上或树上，应平放在地上不可靠在墙上或树上，应平放在地上，以免被风吹到和被别人绊倒。 7、气氛要严肃，不可在仪器旁追逐打闹，操作时，时刻注意脚下，不可在仪器旁追逐打闹，操作时，时刻注意脚下，以免把仪器摔坏。 8、测绘仪器都是比较贵重的，大家一定要小心，按规程操作，轻拿轻放按规程操作，轻拿轻放。 9、按我校规定，无论是谁把仪器损坏，要照价赔偿！无论是谁把仪器损坏，要照价赔偿！ 10、实验中出现什么问题要及时向老师报告及时向老师报告。 测量学（课件分享）69 2-4 2-4 水准测量的一般方法水准测量的一般方法 一、水准点BM（Bench Mark） 二、水

24、准测量的实施 测量学（课件分享）70 水准测量的实施水准测量的实施 测站、测点、转点TP h1=a1-b1 h2=a2-b2 . hn=an-bn h=a-b 测量学（课件分享）71 三、水准路线 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。 包括：符合水准路线、闭合水准路线和支水准路线。 测量学（课件分享）72 高差闭合差fh 定义：一条水准路线高差测量值之和与高差理论值之和的差值 fhh测h理 符合： fhh测（H终H起） 闭合： fhh测 支水准： fhh往h返 等外高差闭合差限差： (mm)L40允fh)(n12mmfh允 测量学（课件分享）73 四、水准测量的校核方

25、法四、水准测量的校核方法 1、计算校核 ： h=a-b 2、测站校核： 变仪器高法 双面尺法 3、成果检核：按三种路线形式 | fh | fh允|成果合格 | fh | fh允|成果不合格，返工重测 测量学（课件分享）74 五五 观测、记录、计算观测、记录、计算 测站测站 后视读 数 前视读 数 高差 平均高 差 高程 1 A100.00 0 B 2 B C 3 C D 4 D A abhh 测量学（课件分享）75 2-52-5水准测量内业计算水准测量内业计算 一、高差闭合差的计算 fhh测h理 符合： fhh测（H终H起） 闭合： fhh测 支水准： fhh往h返 等外高差闭合差限： (mm

26、)L40允fh)(n12mmfh允 测量学（课件分享）76 二、高差闭合差的调整二、高差闭合差的调整 调整计算就是要将高差闭合差按照一定的规则分配到各个测站所测得的 高差中。 基本原则基本原则：将高差闭合差按与测站数（或路线长度）成正比原则反号分配 到各段高差中去。 Vifh/n*ni 适合山地 Vifh/L*Li 适合平地 检核： fhV 测量学（课件分享）77 三、计算改正后的各段高差 改正后的高差 hi=hiVi 检核： hi=h理 测量学（课件分享）78 四、推算各未知点的高程四、推算各未知点的高程 Hi1Hi hi 检核： 支水准路线：h（h往 h 返）/2 测量学（课件分享）79

27、书上“精密水准仪和水准尺”一节：自学 精密水准仪构造与一般水准仪有什么不同？ 精密水准尺的刻画与一般水准尺有什么不同？ 精密水准测量的读数方法与一般水准测量有什么不同？ 测量学（课件分享）80 2-62-6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 水准仪满足的关系 圆水准器轴平行于仪器竖轴L0L0 VV 十字丝横丝应垂直与仪器竖轴 水准管轴应平行于视准轴LLCC 一般检查 望远镜成像是否清晰，物镜和目镜的调焦螺旋是否灵活，脚螺旋转动 是否自如等。 测量学（课件分享）81 一、圆水准器的检校一、圆水准器的检校 检验：圆水准气泡居中，旋转180，是否还居中？ 校正校正：转动脚螺旋使气泡移回偏离的一半

28、，然后拨动校正螺丝，使气 泡居中（或先用校正螺丝校正一半，再用脚螺旋整平） 测量学（课件分享）82 二、十字丝横丝的检校十字丝横丝的检校 检验 校正 测量学（课件分享）83 三、水准管轴的检校三、水准管轴的检校 在中点测：hAB=a1b1 在一端测：a应b2hAB i（a2 a应）/S （i20需要校正） 测量学（课件分享）84 校正 1 校正管水准器 2 校正十字丝（自动安平水准仪）： 拨动十字丝环校正螺丝（先松后紧）让十字丝交点由a2 对准a应 测量学（课件分享）85 2-72-7水准测量的误差分析水准测量的误差分析 一 、仪器误差 仪器校正后的残余仪器校正后的残余i i角误差：角误差：

29、原因原因： i角误差检校后的残余值 方法方法：观测时注意使前、后视距相等 水准尺误差：水准尺误差： 水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等。 测量学（课件分享）86 二 、观测误差 仪器整平误差仪器整平误差 ：m0.15 D/(2） 读数误差读数误差 ：m60/D/ 仪器到标尺的距离不超过米 水准尺倾斜水准尺倾斜（尤其注意前后倾斜） 视差的影响视差的影响 仔细对光，消除视差 测量学（课件分享）87 三、外界环境的影响 仪器和尺垫下沉仪器和尺垫下沉: :采用观测程序 地球曲率影响地球曲率影响： c= D/(2R) 前后视距相等来消除 大气折光影响大气折光影响： =D/(14R) 因此要求视线要高于

30、地面0.3m以上，前后视距相等也可消减该影响） 温度影响温度影响：观测时应注意撑伞遮阳 测量学（课件分享）88 水准测量注意事项：自学； 测绘仪器的维护：自学。 测量学（课件分享）89 2- 2-三、四等水准测量三、四等水准测量 一）三、四等水准测量的技术要求 等级 路线长度 （m） 高差闭合差（mm） 平地山地 三等45124 四等15206 测量学（课件分享）90 二）三、四等水准测量的操作和计算 1、测站观测程序 后黑后黑前黑前黑前红后红前红后红 首先用步子量仪器到前后视距相等，安置好仪器。首先用步子量仪器到前后视距相等，安置好仪器。 后视水准尺黑面，精平，读上、下、中丝读数，记入表中后

31、视水准尺黑面，精平，读上、下、中丝读数，记入表中 (1)(1)、(2)(2)、 (3)(3)位置。位置。 前视水准尺黑面，精平，读上、下、中丝读数，记入表前视水准尺黑面，精平，读上、下、中丝读数，记入表 中中(4)(4)、(5)(5)、 (6)(6)位置。位置。 前视水准尺红面，精平后读中丝读数，记入表中前视水准尺红面，精平后读中丝读数，记入表中(7)(7)位置。位置。 后视水准尺红面，精平后读中丝读数，记入表中后视水准尺红面，精平后读中丝读数，记入表中(8)(8)位置位置 测量学（课件分享）91 2 2、测站计算与检核、测站计算与检核 视距计算与检核视距计算与检核（注意单位为注意单位为mm）

32、 后视距(9)= 后下丝读数(1)- 上丝读数(2)100 前视距(10)=前下丝读数(4)- 上丝读数(5)100 前、后视距差(11)= 后视距(9)- 前视距(10) 要求： 四等应5m ，三等应3m 前、后视视距累积差(12)=上站(12)+本站 (11) 要求： 四等应10m，三等应5m 测量学（课件分享）92 水准尺读数检核水准尺读数检核（单位：mm) 前尺黑、红面读数差(13)= 黑面中丝(6)+K1 红面中丝(7) 要求：四等应3mm，三等应2 mm 后尺黑、红面读数差(14)= 黑面中丝(3)+K2 红面中丝(8) 要求：四等应3mm，三等应2 mm 测量学（课件分享）93

33、高差计算与检核高差计算与检核 黑面高差(15)=后视黑面中丝(3)- 前视黑面中丝(6) 红面高差(16)=后视红面中丝(8)- 前视红面中丝(7) 红黑面高差之差 (17)= 黑面高差(15)-红面高差(16)0.1= (14) (13) 要求:四等应5mm，三等应3 mm 高差中数 (18)= 黑面高差(15)+ 红面高差(16) 0.1/2 测一站，算一站，算完满足限差要求后再搬站。测一站，算一站，算完满足限差要求后再搬站。 测量学（课件分享）94 每页记录计算检核（每页记录计算检核（单位：m） 高差检核 (3)- (6)= （15） (8)- (7)= （16） (15) (16)=

34、（18） （偶数站） = （18）0.1 （奇数站） 视距检核 (9)- (10)= 末站 （12） 测量学（课件分享）95 三）三、四等水准的内业计算 水准测量成果处理是根据已知点高程和水准路线的观测高差，求出待 定点的高程值。 四等附合或闭合水准路线高差闭合差的计算、调整方法与普通水准测 量相同。其高差闭合差的限差为： 20 20 mm（L为路线长，以km计） 6 6 mm（N为测站数） 测量学（课件分享）96 三四 等水 准测 量外 业计 算 测测 量量 编编 号号 后后上上 丝丝 前前上上 丝丝 方方 向向 及及 尺尺 号号 标尺读数标尺读数K K 黑黑 红红 高高 差差 中中 数数

35、备备 考考 尺尺下下 丝丝 尺尺下下 丝丝 后后 距距 前前 距距 黑黑 面面 红面红面 视距差视距差 d d dd 1 1后后A A 前前B B 后前后前 2 2后后B B 前前A A 后前后前 3 3后后A A 前前B B 测量学（课件分享）97 三四 等水 准测 量外 业计 算 测测 量量 编编 号号 后后下下 丝丝 前前 下丝下丝方方 向向 及及 尺尺 号号 标尺读数标尺读数K K 黑黑 红红 (mm)(mm) 高高 差差 中中 数数 (m) 备备 考考 尺尺上上 丝丝 尺尺 上丝上丝 后后 距距 前前 距距黑面黑面红面红面 视距差视距差 d d dd 1 11571157107390

36、739后后A A13841384617161710 0A A尺：尺： K K 47874787 B B尺：尺： K K 46874687 1197119703630363前前B B0551055152395239-1-1 37.437.437.637.6后前后前+0.83+0.83 3 3 +0.9+0.9 3232 +1+1 +0.832+0.832 5 5 -0.2-0.2-0.2-0.2 2 22121212121962196后后B B19341934662166210 0 1747174718211821前前A A2008200867966796-1-1 37.437.437.537.

37、5后前后前- - 0.0740.074 - - 0.170.17 5 5 +1+1- - 0.07450.0745 -0.1-0.1-0.3-0.3 测量学（课件分享）98 水准测量角度测量 原理提供一条水视线，求高差水平角：提供一个水平面，读 方向差 竖直角：提供一个铅锤面，读 方向差 仪器水准仪经纬仪 测站观测方 法 两次仪器高法、双面尺法水平角：测回法、全圆观测法 竖直角：垂直角观测法 步骤整平（粗、精）瞄准 读数 对中整平（粗、精）瞄 准读数 重要概念前视距、后视距盘左、盘右 轴系关系3种轴系关系5种类似的轴系关系 仪器校正水准仪的检校经纬仪的检校 观测误差水准观测误差角度观测误差 测

38、量学（课件分享）99 第三章第三章 角度测量角度测量 教学要求：教学要求： （1）掌握角度测量原理、光学经纬仪的使用、水平角的观测方法、经 纬仪的检验与校正。 （2）了解水平角观测的误差及其减弱的措施、精密经纬仪。 测量学（课件分享）100 第三章第三章 重难点重难点 重点： 角度测量原理 水平角测量 测回法 方向法 竖直角测量 难点： 竖直角计算公式的推导 方向法角度观测与计算 测量学（课件分享）101 3-13-1角度测量原理角度测量原理 测角原理测角原理 测量学（课件分享）102 测量学（课件分享）103 一、水平角观测原理一、水平角观测原理 1 1、水平角、水平角：地面上任意两直线间的

39、水平角度为通过该两条直线所作铅垂 面间的两面角。 2 2、水平角观测必须具备的条件、水平角观测必须具备的条件 仪器必须有一个能水平放置的0-360度盘，读盘中心应该能够放在B点 的铅垂线上； 仪器必须具备能够瞄准远方的望远镜，且能够在水平面内转动和铅垂 面内旋转。 3 3、水平角观测原理、水平角观测原理：=b-a 测量学（课件分享）104 二、垂直角观测原理二、垂直角观测原理 1、垂直角：某一方向的视线与其同一铅垂面内水平视线的夹角，称为 该方向的垂直角； 2、垂直角观测必须具备的条件：必须在铅垂面内安置一个刻度盘 竖直度盘； 3、垂直角观测原理： 目标读数水平方向读数 为正称为仰角， 为负称

40、为俯角 测量学（课件分享）105 3-2 DJ63-2 DJ6光学经纬仪光学经纬仪 经纬仪常有：DJ1，DJ2，DJ6等级别，D“大地测量”，J“经纬 仪”，1，2，6表示精度。 测量学（课件分享）106 一、一、DJ6DJ6经纬仪构造经纬仪构造 基座基座 照准部照准部 水平度盘水平度盘 1 1、照准部部分、照准部部分 水准器、光学对中器、支架、横轴、垂直度盘、望远镜、度盘读水准器、光学对中器、支架、横轴、垂直度盘、望远镜、度盘读 数镜数镜 测量学（课件分享）107 2、度盘部分 包括：垂直度盘和水平度盘 水平度盘是0360顺时针刻划，水平度盘可以变动，可用度盘变化手 轮和度盘复测扳手。 竖直

41、度盘是0360顺时针刻划和逆时针刻划两种形式，竖直度盘和望 远镜、读数显微镜结合在一起，绕横轴进行转动。 3、基座部分基座部分 基座上有三个脚螺旋，用来整平仪器。 测量学（课件分享）108 二、读盘读数装置及读数方法二、读盘读数装置及读数方法 光路图 测量学（课件分享）109 1、测微尺读数装置 测量学（课件分享）110 2、平行玻璃测微器读数装置 测量学（课件分享）111 三、经纬仪的轴系及满足的关系三、经纬仪的轴系及满足的关系 经纬仪的轴系经纬仪的轴系 视准轴CC 横轴HH 水准管轴LL 圆水准轴ll 竖轴（纵轴）V V 满足关系满足关系 CCHH HHVV V VLL 圆水准轴ll/VV

42、 十子丝竖丝HH 测量学（课件分享）112 四、经纬仪使用四、经纬仪使用 经纬仪使用步骤：经纬仪使用步骤：安置仪器对中整平瞄准读数 1 1 、安置仪器：、安置仪器： 将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋紧连接螺 旋。 2 2 、对中： 目的：要水平度盘中心安置到测站得铅垂线 上。 方法：用垂球垂球对中或用光学对中器光学对中器对中，对中 误差小于3mm。 测量学（课件分享）113 3 3 、整平、整平 目的：让水平度盘水平，竖直度盘竖直 。 粗平粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 精平精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 测量学（课件分享）114 4 4 、瞄准、瞄准 目镜对光目镜对光：目

43、镜调焦使十字丝清晰。 瞄准和物镜对光：瞄准和物镜对光：粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。注意消除视差。 精瞄目标根部。 5 5、读数：、读数： 调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划 线清晰，然后读数。 测量学（课件分享）115 3-3 3-3 水平角观测水平角观测 一、测回法一、测回法 盘左（正镜观测）上半测回盘左（正镜观测）上半测回 盘右（倒镜观测）下半测回盘右（倒镜观测）下半测回 测量学（课件分享）116 1、测回法观测程序 上半测回上半测回 （盘左） B点安置经纬仪， 瞄准A点，读数A左 瞄准C点，读数C左 上半测回角值： 上 = C左 A左 注： 盘左时应从左边靠近

44、目标 下半测回下半测回 （盘右） 瞄准C点，读数C右 瞄准A点，读数A右 下半测回角值： 下= C右 A右 注： 盘右时应从右边靠近目标 测量学（课件分享）117 测 站盘 位目 标水平度盘 读数 水 平 角 半测回值测回值 B 左A0 00 24（1）87 26 24 87 26 18 C87 26 48 （2） 右A180 00 12 （4）87 26 12 C267 26 24 （3） 测量学（课件分享）118 2、角值计算及注意事项 半测回差40（J6级经纬仪） 一测回角值： = = （ 上上 + + 下）下）/ 2/ 2 注意事项注意事项 ： 1）多测回观测时，测回间按180/n变换

45、水平度盘起始位置（n为测回数）。 这是为了减少度盘分划不均匀的误差。测回差24 如4测回度盘读数应为0、45、90、135。 2）瞄准目标时，尽量瞄准目标底部。 3）在表格当中，分和秒的记录应为两位数。 测量学（课件分享）119 二、方向（全圆）观测法二、方向（全圆）观测法 当测站上的方向3个以上目标时采用 盘左位置：选择目标A为零方向。然后顺时针方向依次瞄准目标A、B、 C、D、A并读数，两次瞄准A的读数之差，称为归零差18 盘右位置：逆时针方向依次瞄准目标A、D、C、B、A并读数。 多个测回，测回间仍按180/N变换变换起始方向的度盘读数。 测量学（课件分享）120 计算两倍照准误差2C差

46、 2C左（右180） 计算各方向盘左盘右读数的平均值 平均读数【左（右180）】/2 计算归零方向值 同一方向各测回归零方向值互差应 24 计算水平角 相邻两方向归零方向值的平均值之差即为该两方向间的水平角 测量学（课件分享）121 方向观测法记录簿 测 站 测 回 数 目 标 水 平 度 盘 读 数 2c平均读数 归零后 方向值 各测回归 零方向 平均值 盘 左盘 右 O1A B C D A 00 02 36 70 23 36 228 19 24 254 17 54 0 02 30 180 02 36 250 23 42 48 19 30 74 17 54 180 02 36 0 -06 -

47、06 0 -06 0 02 36 70 23 39 228 19 27 254 17 54 0 02 33 0 00 00 70 21 05 228 16 53 254 15 20 0 00 00 70 20 56 228 16 48 254 15 16 O2A B C D A 90 03 12 160 24 06 318 20 00 344 18 30 90 03 18 270 03 12 340 23 54 138 19 54 164 18 24 270 03 12 0 +12 +06 +06 +06 90 03 12 160 24 00 318 19 57 344 18 27 90 03

48、 15 0 00 00 70 20 46 228 16 43 254 15 13 测量学（课件分享）122 3-43-4水平角测量的误差分析水平角测量的误差分析 一、仪器误差一、仪器误差 1 1、视准轴误差、视准轴误差 原因原因：即视准轴不垂直于仪器横轴时产生的误差。 影响影响：当不存在视准轴误差时，视准轴CC与横轴HH是垂直的，望远镜绕 横轴旋转形成的是一个竖直面。当存在视准轴误差时，那么视准轴就会偏 离正确位置一个C角，望远镜旋转的是一个圆锥面 。 测量学（课件分享）123 1、视准轴误差（续） 分析： m左mc m右m180c m（ m左 m右180 ）/2 2c m左（ m右180）

49、消减措施：取盘左盘右观测的平均值 可以消除视准误差。 测量学（课件分享）124 2、横轴误差 原因：横轴不垂直于仪器竖轴的误差。 影响：横轴HH与竖轴VV不垂直的夹角为i，即倾斜后的横轴与原来横轴 之间的夹角为i。 假若没有横轴误差时，即横轴水平，望远镜绕横轴旋 转形成的是一个竖直面。 若有横轴误差，望远镜绕横轴旋转形成的是 一个倾斜面。 分析：iitg 盘左盘右观测同一目标时，横轴倾斜的i角正好大小相等，倾斜方向相反。 故它对水平度盘读数的影响，大小相等，方向相反。 测量学（课件分享）125 消减措施：取盘左盘右观测的平均值 i=itan 测量学（课件分享）126 3 3、竖轴误差、竖轴误差

50、 原因原因：仪器竖轴不铅垂所产生的误差。 当水准管气泡居中，照准部水准管轴水平， 而竖轴却不竖直。 影响影响：由于竖轴倾斜的方向与盘左盘右无关，所以竖轴误差会使盘 左盘右观测同一目标时的水平角读数误差大小相等、符号相同。 分析：分析：i=sintan,与垂直角和横轴所处的方向（）有关。 消减措施消减措施：不能用盘左盘右取平均值消除，只能严格整平仪器来削 弱它的影响。 测量学（课件分享）127 4 4、照准部偏心差、照准部偏心差（又称度盘偏心差）度盘偏心差） 原因原因：水平度盘的分划中心与照准部的旋转中心不重合而产生的误差。 影响影响：o为度盘分划中心，o为照准部旋转中心。a左a左 x；a 右

51、a右+x 分析分析： a左a右 a左 a右 即取盘左盘右读数的平均值可以消除这个x，即消除照准部偏心差的影响。 消减措施消减措施：取盘左盘右观测的平均值 5 5、度盘分划误差、度盘分划误差：多测回消除 测量学（课件分享）128 二、观测误差二、观测误差 1 1、对中误差、对中误差 当=90，180时，e1厘米，边长为50米时， 120 所以要严格对中，尤其在短边测量时。 测量学（课件分享）129 2、目标偏心误差 原因原因：瞄准的目标位置偏离了实际的地面点，通常是由于标志杆立得不直， 而瞄准的时候又没有瞄准目标杆的底部所造成。 影响影响： e1sin/S 消减措施消减措施：目标杆要竖直，尽量瞄

52、准杆的底部 测量学（课件分享）130 3、望远镜照准误差 影响望远镜照准精度的因素有很多，如望远镜的放大倍数，人眼的分辩 率，目标的形状、颜色、亮度和衬度，以及周围的环境干扰：空气的透 明度、大气的气流、大气的折射、温度等。 m照60/ (仪器的放大倍数2530） 4 4、读数误差、读数误差 读数误差（J6级）6 （仪器读数设备最小分划） 测量学（课件分享）131 三、水平角观测的注意事项三、水平角观测的注意事项 仪器高度要适宜；脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，操作仪器时不要 用手扶三脚架；转动照准部和望远镜之前，应先松开制动螺旋，使用各种 螺旋时用力要轻。 精确对中，特别是对短边测角，对中

53、要求应更严格。 当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。 照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。 记录要清楚，应当场计算，发现错误，立即重测。 一测回水平角观测过程中，不得重新整平；如气泡偏离中央超过2格时，应 重新整平与对中。 测量学（课件分享）132 关于水平角观测的几个问题关于水平角观测的几个问题 先对中还是先整平？ 先对中，再整平。 怎样对中？ 利用光学对中器（不熟练时，可先用垂球大致对中）。 怎样使圆水准气泡居中？ 升降脚架腿，而不是使用脚螺旋或者推、拉脚架。 测量学（课件分享）133 为什么在精平（平盘水准管）时，要在互相垂直的方向使它居中？ 两条相交的直线决

54、定一个平面，在垂直方向便于使用脚螺旋调平。 精平之后接着干什么？ 检查仪器是否精确对中。否则，通过平移仪器使其精确对中。然后再检查整平情况， 可能要经过一、二个来回。 测量学（课件分享）134 在什么情况下开始观测？ 在“双精（精确对中，精确整平）”的情况下，才可以开设观测。 测量学（课件分享）135 3-5 竖直角测量 先思考两个问题： 1、什么是垂直角？ 2、为什么要观测垂直角？ （1）化斜距为平距。D=Scos （2）用于三角高程测量。 测量学（课件分享）136 三角高程测量三角高程测量 如图,A、B 点间的高差： 其中， 为觇标高 为仪器高 为竖直角 viDhABtan v i 测量学

55、（课件分享）137 一、竖盘构造特点一、竖盘构造特点 经纬仪的竖盘包括：竖直度盘、竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋经纬仪的竖盘包括：竖直度盘、竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋 竖盘注记从竖盘注记从0 0到到360360进行分划，分为顺时针注记和逆时针注记。进行分划，分为顺时针注记和逆时针注记。 竖盘固定在望远镜横轴一端并与望远镜连接在一起，绕横轴旋转。竖盘固定在望远镜横轴一端并与望远镜连接在一起，绕横轴旋转。 竖盘读数指标与竖盘指标水准管关系竖盘读数指标与竖盘指标水准管关系 测量学（课件分享）138 竖盘读数指标的正确位置竖盘读数指标的正确位置 测量学（课件分享）139 二、竖直角

56、的计算公式竖直角的计算公式 竖直角计算公式的判断法则竖直角计算公式的判断法则 (1)首先将望远镜大致安置于水平位置望远镜大致安置于水平位置，然后从读数窗中看起始读数，这个 起始读数应该接近于一个常数，比如90、270。 (2) )然后抬高望远镜然后抬高望远镜， 若读数增加 则 目标读数 水平读数 若读数减小 则 水平读数 目标读数 对应以下图形： 测量学（课件分享）140 竖直角的计算公式竖直角的计算公式 （1） 测量学（课件分享）141 竖直角的计算公式竖直角的计算公式 （2） 测量学（课件分享）142 三、竖盘指标差三、竖盘指标差 1 1、定义、定义：竖盘指标因运输、振动、长时间使用后，常

57、常不处于正确的位置， 与正确位置之间会相差一个微小的角度x。这个角度x称为竖盘指标差。 2、检验： 盘左：= L （90+x） 左 x 盘右：=（ 270+x）R 右 x （ 左 左 ）/2 x（右左）/2 测量学（课件分享）143 3、校正： 用平均竖直角，代入竖直角计算公式，求出盘右的正确读数R应： R应270 ，或：R应270 然后进行校正。 校正竖盘指标水准管 有竖盘补偿器的校正十字丝 思考：经纬仪当作水准仪使用，应当呈现的状态？ 三、竖盘指标差三、竖盘指标差 测量学（课件分享）144 四、竖直角的观测与计算 确定竖直角计算公式。 安置仪器，盘左瞄准目标，十字丝横丝和目标顶部相切，转动

58、竖盘指标 水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L； 倒镜，盘右瞄准目标，使气泡居中，读数R； 计算竖直角：（ 左 左 ）/2 计算竖盘指标差： x（左右）/2 检核：指标差互差18 测量学（课件分享）145 3-6 3-6 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 经纬仪应满足的几何条件：经纬仪应满足的几何条件： 水准管轴垂直于仪器竖轴 ( LLVV )、十字丝竖丝垂直于横轴 、视准轴 垂直于横轴(CC HH )、横轴垂直于竖轴( HHVV ) 一、水准管的检验与校正 同水准仪圆水准器的检验与校正 二、十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正 同水准仪横丝的检验与校正 测量学（课件分享）

59、146 三、视准轴垂直于横轴的检验与校正视准轴垂直于横轴的检验与校正 1、对点读数法 检验：检验：选取和仪器同高的水平点进行盘左、右读水平度盘读数L和R， 若LR=180，说明CC HH 否则，c（ LR180 ）/2 校正校正：在盘右位置，旋转水平微动螺旋，让水平度盘读数为 R应Rc， 此时十字丝交点偏离了目标，校正十字丝环左右校正螺丝，一松一紧， 使十字丝交点对准目标即可。 思考：为什么选取水平点？ 测量学（课件分享）147 2、四分之一法 检验：检验：选一相距约60米A、B两点，经纬仪安置在中点，A点立标志，B点 横放一尺子，要求它们与仪器同高 。 校正：校正：拨针拨动十字丝分划板上的左

60、右校正螺丝，使十字丝竖丝对准尺上 的1/4读数。 测量学（课件分享）148 测量学（课件分享）149 四、横轴垂直于竖轴的检验与校正四、横轴垂直于竖轴的检验与校正 检验：检验：选择高目标P，用盘左瞄准P点，然后将望远镜放平，在墙上定出 一点P1。再用盘右瞄准P点，定出P2。如果P1与P2重合，则横轴垂直于竖 轴。否则，横轴不垂直于竖轴。计算出横轴倾斜角， 如果i大于60”需校 正。 校正校正：取P1P2两点的中点Pm，转动水平微动螺旋使十字丝交点对准Pm， 然后上仰望远镜去观察P点，此时十字丝交点与P点必然不重合。转动横 轴偏心环，改变横轴右支架的高度，使十字丝交点对准P点。 如下图： 测量学