测量培训班讲义

1、第一章测量基础知识 1-1测量学的基本知识.测量学的概念测量学是研究地球的形状和大小，以及确定地面点位的科学。内容包括测定 和测设两部分。测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列数据或把地球 表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。测设（又称为放样）是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地 面上标定出来，作为施工的依据。.测量学的基本内容测量学的基本内容：角度测量、距离测量和高程（高差）测量。.测量的基本工作测量的基本工作：测量角度、测量距离和测量高程（高差）.测量工作的基本技能测量工作的基本技能：观测、记录、计算、绘图。.测量工作遵循的工作

2、原则（工作程序）测量工作遵循：”从整体到局部、先控制后碎部、从高级到低级”的工作原 则（工作程序）。 1-2角度测量角度测量是测量的基本工作之一。角度测量使用的仪器是经纬仪。目前常用的经纬仪有光学经纬仪和电子经纬仪两种类型，全站仪上使用的是电子经纬仪。角度测量分为水平角测量和竖直角测量水平角习惯上用 表示，竖直角习惯上用（或）表示。一、水平角测量（一）水平角测量测量原理.水平角的概念地面上一点到另外两点的方向线间所 火的水平角，就是过这两个的方向所作的 两竖直面间的二面角。（如图1-1所示）图1-1大小可以是0 360。.测量原理如图1-1所示，欲测量地面点 A B、C三点所构成的水平角ACB

3、,在C点的铅垂线上水平安置一个有刻度的圆盘，（称为水平度盘）,铅垂线与水平度盘的 圆心重合。过CB、CA的方向线个作铅垂面，与水平度盘相交的交线在水平度 盘上的读数分别为b、a,则所求得水平角ACB ba（1-1）经纬仪测量水平角的装置就是根据这个原理而设计的，即经纬仪有一个可以水平放置的水平度盘，同时也可以使水平度盘的中心和的面点处于一条铅垂线 上。（二）经纬仪简介我国的经纬仪系列有 DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15 级别。DJ07、DJ1、DJ2W于精密经纬仪，供高等级控制测量使用；DJ 6 DJ15属于普通经纬仪，是一般工程测量中常用的仪器。其中D、J分别是“大地测量”和“经纬

4、仪”的第一个汉字的第一个拼音的 第一个字母。下标07、1、2、6、15表示的是0.7、1、2、6、15 ,代表了该级别的经纬仪测角的精 度。（如DJ6级别的经纬仪，表示在室内水平方向测量一个测回的方向中误差不 超过6 ）图1-2（三）水平角观测如图1-2示，要用经 纬仪观测地面上 OA、OB两方向线间的 水平角 AOB。首先， 安置经纬仪于。点，（该 点称为测站点或测站）， 然后进行观测。观测包含安置仪器和观测两大步骤1.安置仪器安置仪器包括对中、整平两个步骤:（1）对中目的：使经纬仪的中心与测站位于同一铅垂线上。方法：垂球对中和光学对中。（2）整平目的：使经纬仪的竖轴竖直、水平度盘水平。0左

5、手图1-3方法：可将整个过程分解成两步。首先让水准管与两个角螺旋平行，然后将 气泡居中，见图1-3 (a);然后将仪器旋转90度，用第三个角螺旋将气泡居中， 见图1-3 (b)0反复几次，直到水准管在任何位置都居中为止。(一般要求不超过 一格)。2.测回法观测水平角如图1-4(1)盘左位置(竖直度盘在望远镜的左边)，又称正镜位置，瞄准目标48 25 15 ,记录。(2)松开制动螺旋，顺时针旋转仪器,B , 得b 左 158 48 30以上过程称为上半测回。所得半测回角值左b左a左110 23 15目稀轻总位置津ft焦图1-4平均靠僮13450A我515.urais,11。？ 3C*H15841

6、3NA右228-25CW4HA338*41 3表1-1瞄准目标读数,记录。(3)倒转望远镜成盘右位置(竖直度盘在望远镜右边)，又称倒镜位置，瞄准目标B,得读数b 388 48 45 ,记录。(4)逆时针旋转仪器，瞄准目标 A,得读数a右228 25 00 ,记录。(3)、(4)步为下半测回,所得半测回角值 右b右a右110 23 45 0上、下两个半测回合称 一个测回，当小于规定的数值时，取其平 ，一I1均值作为一测回的最后结果。即-（左 右）2当观测多个测回时，取多个测回的平均值作为最终的成果。表1-1中的数据为观测的记录和计算结果。二、竖直角观测（一）竖直角测量原理.竖直角的概念（定义）所

7、谓竖直角，就是同一竖直面内视线与水平线间的夹角，常用 （或）表示。如图1-5。当视线在水平视线之上时，称为仰角，为正， 大小为0 90当视线在水平视线之下时，称为俯角，为 负，大小为0 90.竖直角的测量原理同水平角测量一样，其角值也是两个方向 读数之差，即：=视线读数-水平视线读数但是经纬仪将水平视线的读数设计成某一常数，并不需要读取，所以实际 上，在测量竖直角时，只需要读取视线方向的读数即可。.用全站仪测量竖直角图1-5示（1）将全站仪安置于。点。对中整平，开机；（2）盘左照准M点目标的某一高度，在望远镜中的 图像如图1-6所示，按测量健，测出竖直度盘读数 L,则 竖直角左90 L（4）盘

8、右测出竖直度盘读数R,则竖直角右 R 270 。最后，取盘左、盘右的平均值作为最后作为一测回的竖直角。即1 ,，一、一（左右）（1-2）2 1-3距离测量距离测量也是测量的是基本工作之一。.距离的概念距离是指两点间的直线距离，分为倾斜距离和水平距离两种，简称斜距和平距。通常用S和D来表示。.距离测量的工具经常使用的距离测量的工具有皮尺、钢尺和测距仪（全站仪），目前最常使用的是全站仪。.测距仪（全站仪）测距的原理（方法）A图 1-7H时，由此测出往返的时间，然后用下式计算出A、B两点的距离设欲测A、B两点之间 的距离，在A点安置测距仪 （全站仪），在B点放置反光 棱镜，A点测距仪（全站仪） 发射

9、电磁波并开始计时，电 磁波到B点的反光棱镜后返 回，当测距仪（全站仪）接 收到返回的电磁波后停止计(1-3)SAB 二 Ct2式中：c是电磁波的传播速度；t是电磁波往返于A、B两点之间的时间。.测距仪（全站仪）测距的有关说明（1）测距仪（全站仪）可同时测出两点间的 斜距S和平距D。（2）当测距精确度要求较高时，要测量测距时的气压 P和温度T ,进行气 压和温度改正。 1-4高程测量一、水准面和大地水准面.水准面静止的水面称为水准面。是曲面，有无数个。.大地水准面平均海水面（或静止的海水面）向大陆、岛屿延伸而形成的闭合曲面，称为 大地水准面。注：当在较小的范围内，水准面可近似的看作平面。二、高程

10、和高差地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，或称为海拔。(1-4)常用H表示。如图1-8。.假定（相对）高程地面点到某一假定水准面的铅垂距离， 称为该点的假定（相对）高程。如图 1-8。.高差地面上两点的高程之差，称为两点之间 的高差。常用h表示。如图1-8。例如，A、C两点之间的高差为hAC H C H A H C H A三、高程测量（高差测量）如图1-9地面有A、C两点，已知A点的高程为H A ,要求C点的高程HC, 则由（1-4）式知：Hc Ha hAC（1-5）可以看出，高程测量工作主要是测量两点间的高差。.高程（高差）测量的方法根据使用的仪器和施测的方法的不同， 高程测量

11、分为水准测量、三角高程测 量和气压高程测量。图1-9水准测量一般用于较高等级的高程测量, 一般工程可采用三角高程测量，气压高程测 量使用较少。.三角高程测量原理（方法）三角高程测量就是根据两点之间的距离 和竖直角计算出两点之间的高差，从而计算 出待求点的高程。 1-5地面点位的表示地面点P的位置在测量上常用P（x, y,H）表示，x, y是P点平面直角坐标，表示P点的平面位置；H是P点高程，表示P点的高程位置。一、测量平面直角坐标系的建立和表示测量平面直角坐标系的表示方法与数学上的平面直角坐标系不同。测量上用图 1-12x轴作为纵轴，且一般指向北方向，y轴作为横轴，一般指向东方向，即构成“上北

12、下南，左西右东”的表达方向的方式。如图 1-10所示二、测量平面直角坐标系的种类测量平面直角坐标系的有两种类型，一种是国家统一的高斯平面直角坐标 系，分为三度带和六度带两种；另一种是地方（独立或局部）平面直角坐标系， 许多城镇的地籍坐标系统属于这种坐标系统，但往往可以和国家统一的高斯平面 直角坐标系进行互相换算。测量平面直角坐标系数学平面直角坐标系图 1-10三、坐标方位角和象限角.方位角的概念：以标准方向的正北方向为基准方向，顺时 针方向转至某直线的角度，称为该直线的方位 角。大小为0360 。如图1-11。.方位角的种类根据标准方向线的不同，方位角有 真方位 角A、磁方位角Am和坐标方位角

13、 。他们对应 的标准北方向为子午线北方向（真北方向）、磁 子午线北方向（磁北方向）和坐标北方向（坐 标北方向）如图1-12。.坐标方位角(1)概念 在平面直角坐标系中，以X轴正方向或平行于X轴的正方向为 基准方向，顺时针转至某两点间连线的水平夹角，称为该直线(边)的坐标方位 角。(2)正、反方位角测量中，直线是有方向性的，如图1-13示，直线AB的起点是A,终点是B ;而直线BA的起点是B,终点是A;它们方向相反，相差180 ,因此，它们的坐 标方位角也相差180 ,即180 AB BABA AB 180一般来说，对一条直线的正、反方位 角来说，可用以下关系式描述：正 反 180(1-9)注：

14、在测量计算过程中，当算出的方 位角大于360时，减去360 ;当算出的方 位角小于0时，加上360.象限角直线与标准方向所夹的锐角称为该直线的象限角。用R表示，大小为090。如图1-14图 1-13N3图 1-14象限角与坐标方位角的关系见表1-2表1-2匚象限1 *由方位希*求象*京A1由景用京尤求亦位南,i 1北东INE)A-e1南东1亚)虎皿一,1N北酒“3 的一口心犁r4第二章控制测量 2-1控制测量基本知识一、控制测量的基本概念测区的概念：要在某个区域进行测量工作，则习惯上将这个区域称为测区。 例如，在整个西安市进行测量，则整个西安市就是一个测区。.控制网前面已经讲到，测量工作遵循的

15、原则（工作程序）为：“从整体到局部、先控制后碎部、从高级到低级”。这就是说，在测区要首先以一定的密度布设一些 有控制意义的点，这些点在测量上称为 控制点。将控制点以一定的方式连接起来， 构成的图形称之为 控制网。控制网分为平面控制网和高程控制网两种。我国的国家控制网依次分为一、二、三、四等四个等级。.控制测量测定控制点的平面位置（x,y）的工作称为平面控制测量；测定控制点的高程（H）的工作称为高程控制测量.地籍控制测量为了进行地籍测量而建立的控制网称为地籍控制网，测定地籍控制点的平面 位置（x, y）和高程（H ）的工作称为地籍控制测量。地籍控制测量包括基本控制点测量和地籍图根控制点测量。基本

16、控制点包括各等级大地控制点、 城镇地籍控制网二、三、四等控制点和一、二级（5级和10级）控制点。.地籍控制网的等级和布设形式城镇地籍控制网可依次分为二、三、四等和一、二级（5级和10级）。地籍控制网的布设形式有三角网、测边网、边角网、导线网和GPS网。在日常地籍控制测量工作中使用较多的是一、二级（5级和10级）导线。 2-2导线测量的外业一、导线测量概述.导线和导线测量的概念将测区内相邻的控制点连成直线而构成的折线，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边长和相邻两条导线边所夹得转折角；根 据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。用经纬仪测量转折角，

17、用钢尺测定边长的导线，称为经纬仪导线；若用测距 仪测定导线边长，则称为 电磁波测距导线。.导线的布设形式(导线的种类)导线有以下的三种布设形式：(1)闭合导线闭合导线是从一条已知边的一个已知点出发，最后 仍回到这个点上。如图2-1示。0为已知边与闭合导线的连接角0(2)附合导线附合导线是从一条已知边的一个已知点出 发，最后附合另一条已知边的一个已知点。如图 2-2 示。A C为起始已知边和最终已知边与闭合导线的连接角。(3)支导线图2-2支导线是从一条已知边的一个已知点出发， 既不回到原来的出发点，又不附合另一条已知边的一 个已知点。如图2-3示。A为起始已知边与闭合导线的连接角。3. 一、二

18、级(5级和10级)导线的技术规格地籍测量规范(国家测绘局批准，1987年颁布，CH3-202-87)对一、二级导线的技术规定见表 1表1等级测角中()平均边长(m)水平角测回数导线总长(km)测距中(mm)方位位 闭合差 ()dj2DJ6一5500364. 0101助二10200232. 41020石1注：表中的n为导线转折角的个数。二、导线测量的外业工作导线测量的外业包括：踏勘选点及建立标志、边长测量、转折角测量和连测。.踏勘选点及建立标志踏勘选点：实地选点时，应注意以下几点：(1)相邻点之间要通视良好，地势较平坦，便于测角和测边。(2)点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器的地方。(3)视野开阔，便于施测周围的界址点和地形点。(4)导线应尽可能布设成直伸型附合导线，各边应尽量相等，相邻导线边 的边长之比一般不超过1: 3。(5)导线点应有足够的密度，便于控制整个测区。建立标志：导线点选定后，要在地面设立标志，便于测量使用和保管。按照实际情况， 导线点的标志可用混凝土预制或现场浇灌， 也可使用石桩或其他形式。