教学课件建筑工程测量-2

1、建筑工程测量第一章 绪论目 录1.1 建筑工程测量的任务及作用1.2 地球的形状及大小1.3 地面点位的确定1.4 用水平面代替水准面的限度1.5 测量工作概述1.6 测量常用的计量单位与换算第一章 绪论 1.1 建筑工程测量的任务及作用 测量学是研究地球的形状和大小以及确定地球表面（包括空中、地面和海底）点位关系的一门科学。 建筑工程测量是测量学的一个组成部分。它是研究建筑工程在勘测设计、施工和管理阶段各项测量工作的理论技术和方法的学科。第一章 绪论 建筑工程测量的主要任务：（1）地形测图，亦称测定。 （2）施工放样，亦称测设。 （3）变形观测。 第一章 绪论 1.2 地球的形状及大小 地球

2、的自然表面是一个不规则的曲面，有高山、丘陵、平原、湖泊和海洋。 第一章 绪论 1.2 地球的形状及大小 我国“1980年国家大地坐标系”采用的是1975年国际大地测量协会与地球物理联合会推荐的IUGG75地球椭球。其基本元素为长半径6378140，短半径6356755.3m，扁率=1/298.257。 第一章 绪论 1.2 地球的形状及大小 第一章 绪论 1.2 地球的形状及大小第一章 绪论 1.2 地球的形状及大小由于参考旋转椭球体的扁率很小，为了计算方便，常把地球近似地作为圆球看待，其半径为6371。当测区范围较小时，又可把球面视为平面。第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 确定地面上一点

3、的空间位置，需要用三个量来表示。在测量工作中，是用地面点在基准面（参考椭球面）上的投影位置坐标和该点沿投影方向到基准面（大地水准面）的距离来表示。第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.1 坐标（1）地理坐标地理坐标是指用地球的经度和纬度来表示地面点位置的球面坐标，如图13所示。经度是从首子午线（即指通过格林威治天文台的子午线）起算，向东从0180称为东经，向西从0180称为西经。纬度是从赤道起算，赤道以北从090称为北纬，赤道以南从090称为南纬。 第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.1 坐标（2）高斯平面直角坐标 在实际测量工作中，通常采用高斯横圆柱投影的方法来建立平面直角

4、坐标系统。高斯提出的横圆柱投影是一种正形投影。其投影的方法是：设想把一个平面卷成一个横圆柱，套在圆球外面，使横圆柱的轴心通过圆球的中心，并使横圆柱与球面上的一根中央子午线NoS相切（如图14），第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.1 坐标（2）高斯平面直角坐标 将球面上的图形投影到横圆柱面上，然后将横圆柱面沿南北极的 和 切开，展成平面，即可得投影到平面上相应的图形(图15)。 第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.1 坐标（2）高斯平面直角坐标 为了能从坐标值上确定某点所在的投影带，在该点的横坐标值前加上其所在的带号，例如某点的坐标x=6048075m，y=19385530

5、m，则说明该点位于赤道以北6048075m；第19投影带，中央子午线以西114470m（385530m500000m114470m）。第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.1 坐标（3）平面直角坐标系 当测区范围较小时，可把该部分球面视作平面，即直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上（图18），用平面直角坐标表示它的投影位置。第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.1 坐标（3）平面直角坐标系 平面直角坐标系的原点，选在测区西南方向之外，以使测区内任意点的坐标均为正值。规定南北方向线为x轴，向北为正；东西方向线为y轴，向东为正。象限、按顺时针方向排列，如图19所示。第一章 绪论 1.

6、3 地面点位的确定 1.3.2 高程(1)绝对高程 地面点沿铅垂线方向至大地水准面的距离称为该点的绝对高程或海拔，以H表示。图1-10分别表示了地面点A和B的绝对高程。 第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.2 高程（2）相对高程 地面点沿铅垂线方向至任意水准面的距离称为该点的相对高程，亦称假定高程，以 表示。 第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.2 高程（3）高差 地面上两点的高程之差称为高差，用h表示，高差有方向和正负。A、B两点的高差为： 第一章 绪论 1.3 地面点位的确定 1.3.2 高程 当hAB为正时，B点高于A点；当hAB为负时，B点低于A点。BA两点的高差为

7、： 由此可见， ，并且与高程的起算面无关。它既是地面上两点绝对高程之差，又是相对高程之差。 第一章 绪论 1.4 用水平面代替水准面的限度 在普通測量中，当測区范围较小时，常以水平面代替水准面，这样可使绘图和计算工作大为简化。那么，究竟在多大的范围内才容许用水平面代替水准面呢？下面就其对距离和高程的影响进行分析。 第一章 绪论 如图1-11所示，设 、 为地面点，它们在大地水准面上的投影分别为A、B，在水平面上的投影分别为A、C。设水准面上AB圆弧的长度为d，水平面上AC的长度为t，两者之差d即是用水平面代替水准面的距离误差，得 1.4.1 地球曲率对水平距离的影响1.4 用水平面代替水准面的

8、限度 第一章 绪论 将 按级数展开，得1.4.1 地球曲率对水平距离的影响取前两项，代入上式，得：1.4 用水平面代替水准面的限度因为 ，故 第一章 绪论 1.4 用水平面代替水准面的限度1.4.1 地球曲率对水平距离的影响 取R=6371km，将不同的d代入上式中，得 当d=1km时， ； 当d=10km时， ； 当d=20km时， ； 第一章 绪论 1.4 用水平面代替水准面的限度1.4.1 地球曲率对水平距离的影响 由以上计算可以看出，距离为10km时，所产生的相对误差为 ，小于目前最精密距离丈量时的容许相对误差。由此得出结论：在半径为10km的范围内，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不

9、计，即可用水平面代替水准面。 第一章 绪论 1.4.2 地球曲率对高程的影响 由图-11中可以看出，地面点 的高程为铅垂距离 ，如以平面代替球面， 的高程为铅垂距离BC，两者之差即为高程误差 ，CAB ，因该角很小，以弧度表示，则由于 ，则1.4 用水平面代替水准面的限度 第一章 绪论 当d=100m时， 值为 0.78mm 当d=1km时， 值为 78mm 以上计算表明：当距离为100m时，在高程方面的误差就接近1mm，这对高程测量的影响是很大的，所以地球曲率对高程的影响是必须予以考虑的，即尽管距离很短，也不能以水平面代替水准面。1.4 用水平面代替水准面的限度1.4.2 地球曲率对高程的影

10、响 第一章 绪论 1.5 测量工作概述 在实际测量工作中，一般不能直接测出地面点的坐标和高程，通常是求得待定点与已知点之间的几何关系，然后推算而得。 确定地面点位的三个基本要素是：水平距离、水平角和高差。而角度测量、距离测量和高程测量则是测量的三项基本工作。 1.5.1 测量的基本工作 第一章 绪论 基本原则：“从整体到局部”、“先控制后碎部” 目的：防止测量误差的积累，保证测图精度；同时由于建立了统一的控制网，把碎部测量划分成几部分进行，可以加快测图进度。 1.5 测量工作概述1.5.2 测量的基本原则 第一章 绪论 1.6 测量常用的计算单位与换算1.6.1 测量常用的计量单位与换算 第一

11、章 绪论 (1)若数值中被舍去部分的数值，大于所保留的末位数的0.5，则末位加1； (2)若数值中被舍去部分的数值，小于所保留的末位数的0.5，则末位不变； (3)若数值中被舍去部分的数值，等于所保留的末位数的0.5，则末位凑整成偶数。 以上规则可归纳为：大于5者进，小于5者舍，等于5者视前面为奇数或偶数而定，奇进偶不进。1.6 测量常用的计算单位与换算1.6.2 测量计算数值凑整规则 第一章 绪论 第一章结束，谢谢建筑工程测量第二章、水准仪及其使用目 录2.1 水准测量原理2.2 DS3型微倾式水准仪2.3 自动安平水准仪2.4 水准测量的基本方法2.5 三、四等水准测量2.6 水准测量的校

12、核方法及闭合差的调整2.7 水准仪的检验与校正2.8 水准测量的误差及其消减方法2.9 精密水准仪 第二章 水准仪及其使用 2.1 水准测量原理 第二章 水准仪及其使用 采用水准测量的方法测定地面点的高程，基本原理如图2-1所示，已知地面点A的高程为 ，欲求地面点B的高程 。 2.1 水准测量原理 第二章 水准仪及其使用 在A、B两点间安置一架能提供水平视线的仪器（称水准仪），并在A、B两点上分别竖立尺子（称水准尺），然后根据水平视线读出A点尺上读数a和B点尺上读数b，则A、B两点的高差为2.1 水准测量原理 第二章 水准仪及其使用 测量上规定，在已知高程点上的水准尺读数a为后视读数，在待求高

13、程点上的水准尺读数b为前视读数，它们的高差为 高差=后视读数前视读数 如已知A点的高程 ，则B点的高程为 2.1 水准测量原理 第二章 水准仪及其使用 2.1 水准测量原理 第二章 水准仪及其使用 由图2-1可以看出，B点的高程还可以通过仪器的视线高程 来计算，即 直接用高差计算B点高程，称为高差法；利用仪器的视线高程 计算B点高程的，称为视线高法。 由上可知，要测量地面点的高程，关键在于如何获得一条水平视线。2.1 水准测量原理 第二章 水准仪及其使用 水准仪按其精度可分为DS05、DS1、DS3、和DS10型等几种型号。其中D、S分别为“大地测量”和“水准测量”汉语拼音的第一个字母，“0.

14、5”、“1”、“3”、“10”分别表示用相应仪器进行水准测量时，每公里往返观测高差中数的中误差，以毫米计。 2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 水准仪主要有望远镜、水准器、托板和基座四部分组成。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 (1)望远镜 望远镜由物镜、对光透镜、十字丝分划板和目镜组成，其中十字丝主要是用来瞄准目标和读数的。望远镜的作用是提供一条瞄准目标的视线，并将远处目标放大，以提高瞄准和读数的精度。DS3型水准仪望远镜的放大镜的放大率一般为30倍。2.2 DS3型微倾式水准仪

15、2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 (2)水准器 水准器有管水准器和圆水准器两种。管水准器通常称为水准管。它是一个内表面磨成圆弧的玻璃管（图2-5）。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 (2)水准器 圆水准器（图2-7）是用一个圆柱形的玻璃盒装嵌在金属的框内，顶部玻璃的内壁磨成球面，中央刻有小圆圈。其安装在托板上，其轴线与竖轴平行。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用

16、 (3)托板 托板通过微倾轴等与望远镜相连接，其上有圆水准器、微倾螺旋、竖轴、制动螺旋及微动螺旋。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 (4)基座 基座包括轴套和脚螺旋。旋转脚螺旋，可使圆水准器的气泡居中，达到仪器的粗略整平。整个仪器用中心连接螺旋与三脚架连接。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造 第二章 水准仪及其使用 水准尺是水准测量的重要工具，其质量好坏直接影响到水准测量的观测成果。因此要求尺身正直，分划准确，注记清晰。水准尺常选用干燥且伸缩性小的优质木材制成。 图2-8为水准尺的几种常用型式：直尺、折尺

17、、塔尺。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.2 水准尺和尺垫 第二章 水准仪及其使用 (1)安置水准仪尺。(2)粗平。(3)瞄准。(4)精平。(5)读数。2.2 DS3型微倾式水准仪2.2.2 DS3型微倾式水准仪的使用 第二章 水准仪及其使用 若上式成立，即使视准轴存在一定的倾斜(倾斜角不大于10)，在十字丝交叉点K处也能读到水平视线的读数a，则能达到自动安平的目的。 2.3 自动安平水准仪2.3.1 自动安平水准仪的原理 第二章 水准仪及其使用 2.3 自动安平水准仪2.3.1 自动安平水准仪的原理 第二章 水准仪及其使用 2.3 自动安平水准仪2.3.2 自动安平补偿器 图2-14是DS

18、Z3型自动安平水准仪的剖面示意图。这种补偿器，采用了固定屋脊棱镜下悬吊直角棱镜组的方法。它在对光透镜和十字丝分划板之间装置了一套补偿器，结构如图2-15。 第二章 水准仪及其使用 2.3 自动安平水准仪2.3.2 自动安平补偿器 为了检查补偿器是否起作用，有的仪器在目镜下面有一个与补偿器连接的揿钮，按一下揿钮可把补偿器轻轻触动，观察尺上读数是否有变化，如读数未改变，说明补偿器正常 。 第二章 水准仪及其使用 2.3 自动安平水准仪2.3.3 自动安平水准仪的使用 (1)粗略整平仪器（方法同DS3型水准仪）；(2)检查补偿器是否处于正常的工作状态；按动检验揿钮，视线水准尺影像随之产生上下摆动，并

19、迅速静止（约1秒钟），或望远镜警示窗呈现绿色，说明仪器正常，可以施测。 (3)瞄准水准尺，读数。 第二章 水准仪及其使用 用水准测量的方法测定的高程点，称为水准点(Bench Mark)，简用“BM”表示。水准点有永久性和临时性两种。永久性水准点应按图2-16的规格埋设，并注明水准点的等级、点号及施测单位。2.4 水准测量的基本方法2.4.1 水准点 第二章 水准仪及其使用 临时水准点，在山区可选在水准线路附近的坚硬岩石上；在平地或建筑区可利用固定的地物，如桥墩、房屋拐角等处，刻上记号或埋大帽钉，并用红油漆标明其点号。 2.4 水准测量的基本方法2.4.1 水准点 第二章 水准仪及其使用 当欲

20、测高程点距已知高程点较远或高差很大时，安置一次仪器不可能求得其高差，必须在A、B之间设立若干个转点，连续安置仪器，分别测得各站高差，其高差总和即为A、B两点间的高差。2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 第二章 水准仪及其使用 2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 第二章 水准仪及其使用 如图2-17所示，A点高程为32.438m，求B点高程，施测方法如下：首先将仪器安置在A点和TP1之间，瞄准A点的水准尺，转动微倾螺旋使管水准器气泡居中，读取后视读数a1为1.783；2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 第二章 水准仪及其使用 再瞄准前视点TP

21、1的水准尺，精平后，读取前视读数b1为0.624，记入表2-1的“后视读数”与“前视读数”栏中，算得A点和TP1点的高差为+1.159，记入高差“+”的一栏中，此为第一个测站的工作。2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 第二章 水准仪及其使用 再将仪器搬到点TP1和点TP2之间，同法测得TP1点的后视读数a2为1.642，TP2点的前视读数b2为1.325，两点之间的高差为+0.317，同法记入表2-1中。依次同法连续测到B点。 2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 第二章 水准仪及其使用 表2-1为水准测量记录手薄及高差的计算实例，每安置一次仪器，就可测得一站

22、高差，即2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 将上列各式相加即得A、B两点间的高差则B点高程为 第二章 水准仪及其使用 2.4 水准测量的基本方法2.4.2 水准测量的实施 表中“计算的校核”，主要是校核计算是否有误。校核的方法是：本例中的三项计算结果均为+1.461，说明其计算是正确的。 第二章 水准仪及其使用 水准测量分为一、二、三、四共四个等级，前节介绍的方法都是等外水准测量，不属于国家等级。三、四等水准测量属于国家等级的水准测量，其除限差要求有所区别外，所使用的仪器和观测方法基本相同。 2.5 三、四等水准测量 第二章 水准仪及其使用 2.5.1 三、四等水准测量所使用

23、的仪器及观测的技术指标 三、四等水准测量按规定应使用DS型水准仪和双面水准尺。水准尺一般为红、黑面，一对双面水准尺的黑面起始读数均为零，而红面起始读数则分别为4.687m和4.787m。三、四等水准测量的观测程序、视线长度、观测限差均有严格的规定。现将其观测技术要求列于表2-2中。2.5 三、四等水准测量 第二章 水准仪及其使用 2.5 三、四等水准测量 2.5.1 三、四等水准测量所使用的仪器及观测的技术指标 第二章 水准仪及其使用 2.5.2 三、四等水准测量的施测方法 (1)一个测站上的观测程序 照准后视尺黑面，读取上丝、下丝及中丝读数，记入表2-3中第(1)、(2)、(3)项；照准后视

24、尺红面，读取中丝读数，记入表2-3中第(7)项；照准前视尺黑面，读取上丝、下丝及中丝读数，记入表2-3中第(4)、(5)、(6)项；照准前视尺红面，读取中丝读数，记入表2-3中第(8)项。 2.5 三、四等水准测量 第二章 水准仪及其使用 2.5.2 三、四等水准测量的施测方法 (1)一个测站上的观测程序2.5 三、四等水准测量 第二章 水准仪及其使用 2.5.2 三、四等水准测量的施测方法 (2)测站上的记录、计算与校核 2.5 三、四等水准测量 将右边的计算结果分别与表2-2中相应等级的限差规定相比较，当各项误差在允许范围内时，才能搬站，继续进行下一站的观测工作。 第二章 水准仪及其使用

25、2.6.1 准测量的校核方法 (1)测站校核 为了保证每站观测高差的正确性，通常采用改变仪器高法和双面尺法进行测站校核。2.6 水准测量的校核方法及闭合差的调整 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 (1) 改变仪器高法 在每一测站上，测出两点高差后，改变仪器高度再测一次，两次所测的高差之差在容许范围内，则取其平均值作为最后结果；若超过容许值，则应重测。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 (2) 双面尺法 采用具有红、黑面的双面水准尺进行水准测量，在每一测站上，不必改变仪器的

26、高度，只须分别读出水准尺的红、黑面读数即可。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 2路线校核 每站计算过程中的校核只能检查一个测站上的读数是否存在粗差，并不能说明整个路线测量的成果就一定能满足其精度要求。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 2路线校核 路线校核的方法是：根据水准路线的布设形式及已知数据，计算其高差闭合差h，若在允许范围内，则成果符合要求。否则，需要检查其原因，进行重测。下面针对水准路线的不同形式，介绍其高差闭合差的计算方法。 第二章 水准仪及其使用 2.6：

27、水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 附合水准路线 附合水准路线如图218所示，从一个已知高程的水准点出发，沿某一路线测定一些水准点的高程，最后附合到另一已知高程的水准点上，该水准路线称为附合水准路线。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 由图218可以看出，从理论上讲，测得的高差总和应等于两已知点的高差（ ）；实际上，由于观测存在误差，使得两者不完全相等，其差值称为高差闭合差，用h表示。即 第二章 水准仪及其使用

28、 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 (2) 闭合水准路线 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 闭合水准路线如图219所示，从已知高程的水准点出发，沿某一环形路线进行水准测量，测定沿线若干水准点的高程后又回到原水准点上，该水准路线称为闭合水准路线。从图219可以看出，由于是从一已知高程点出发，最后仍回到原水准点上，从理论上来说，高差总和应等于零（ ），但实际上，故其高差闭合差为 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 (3) 支水准路线支水准路

29、线如图220所示，从已知水准点出发，引测、的高程后，不再闭合或符合到另一已知水准点上，这样的水准路线称为支水准路线由于进行了往返观测，就产生了往测高差的总和不等于返测高差的总和的问题，故两者之差为其高差闭合差。即 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法 (3) 支水准路线支水准路线如图220所示，从已知水准点出发，引测、的高程后，不再闭合或符合到另一已知水准点上，这样的水准路线称为支水准路线由于进行了往返观测，就产生了往测高差的总和不等于返测高差的总和的问题，故两者之差为其高差闭合差。即 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法

30、及闭合差的调整 2.6.1 准测量的校核方法高差闭合差反映了测量成果的质量，根据水准测量的等级不同，其要求也不一样。等外水准测量高差闭合差的允许值为：(3) 支水准路线 平地 山地 式中：L路线长度，以公里计； n测站数。若，说明观测测量成果符合要求，否则应重测 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 经过路线校核计算，若在允许范围内，应将闭合差进行合理的分配，以满足理论上的要求。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 经过路线校核计算，若在允许范围内，应将闭合差进行合理的

31、分配，以满足理论上的要求。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 1闭合差调整的原则对于同一条水准路线，可以认为观测条件是相同的，各测站所产生的误差基本相等，故对闭合、附合水准路线，将闭合差反其符号，按与距离或测站数成正比例的方法，分配到各段高差观测值上。即 （i=1、2、3） 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 式中：hi各段高差改正数； Li 各段水准路线长度； ni 各段水准线路上的测站数。对于支水准路线，取往测和返测高差的平均值作为两点间的高差，符号同往测。 第

32、二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 2计算步骤举例2计算步骤举例如图221为一附合水准路线，图中和为已知高程点，其高程分别为38.181m和43.638m，各段水准路线的长度和测得的高差均注于图上，试求 、 、 、 点的高程。 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 第二章 水

33、准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 第二章 水准仪及其使用 2.6：水准测量的校核方法及闭合差的调整 2.6.2 水准测量闭合差的调整 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 根据水准测量的基本原理，要求水准仪能提供一条水平视线。为了保证这个要求的实现，如图222所示，水准仪各轴线应满足的几何条件是:1圆水准器轴应平行于竖轴，即LfLf VV ；2十字丝横丝应垂直于竖轴；3水准管轴应平行

34、于视准轴，即LLCC （主要条件） 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 在使用水准仪进行水准测量之前，必须对仪器进行检验，若不满足要求，应进行校正1圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正 检验 转动脚螺旋使圆水准器气泡居中；然后望远镜旋转180，如圆水准器气泡仍然居中，说明仪器竖轴位置与铅垂线方向一致，即圆水准器轴平行于仪器的竖轴；如圆水准器气泡不居中，则说明其条件不满足，需要进行校正。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.

35、7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 检验原理：由图223（a）可知，当圆水准器气泡居中时，圆水准轴LfLf处于铅垂位置，若仪器的竖轴VV与LfLf不平行，偏了一个角。当仪器绕竖轴旋转180， 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 如图223（b）所示，圆水准器已转到仪器竖轴的另一边，由于圆水准轴与仪器竖轴的夹角未改变，此时气泡将偏离圆水准器的中心而处于最高点，圆水准轴LfLf与铅垂线 之间的夹角为2，它就是气泡偏移的弧长所对的圆心夹角。

36、这说明LfLf不平行VV，需要校正。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 校正 用校正针拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离长度的一半，此时，圆水准器轴平行于竖轴（图224（a），再转动脚螺旋使气泡向中心移动偏离的另一半，则竖轴处于铅垂位置（图224（b），这样就消除了圆水准器与竖轴间的夹角，两轴线互相平行。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 校正 圆水准器是利用其底部的固定螺丝（图224(c)）固定在仪器上的，校正时，切勿旋松它，以免圆水准器从金属壳中掉出。拨

37、动三个校正螺丝时，应注意气泡移动的方向。此项检验和校正需反复进行，直到圆水准器随竖轴旋转到任何位置都居中为止。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 2十字丝横丝垂直于竖轴的检验和校正 检验整平仪器后，用十字丝横丝的一端瞄准一固定点A（图225（a），拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，如果A点始终在十字丝横丝上移动，则条件满足；如果A点偏离十字丝横丝（图225（b），则表示条件不满足，需要校正。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2

38、.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 3水准管轴平行于视准轴的检验和校正 检验如图227所示，在较平坦的地面上选定两个相约60m左右的A、B两点，并打下木桩或放尺垫。在A、B两点的中间处安置仪器，用改变仪器高法或双面尺法测、两点的高差，若两次高差之差不超过3mm，则取两次高差的平均值h1作为最后结果。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 由于仪器离A、B两尺的距离相等，从图227可以看出，无论水准管轴是否平行于视准轴，在中间测出的高差

39、h1都是正确高差。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 然后将仪器搬到离B尺（或A尺）约3m处，按水准测量的方法分别可以读得B尺读数为b2，A尺读数为a2，则高差h2= a2 -b2。若h2=h1，说明LLCC；若h2h1，则说明条件不满足，需要校正。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.1 DS3型微倾式水准仪的检验和校正 水准仪各轴线应满足的几何条件是：1圆水准器轴应平行于竖轴，即LfLf VV ；2十字丝横丝应垂直于竖轴；3水准管轴应平行于视准轴，即LLCC （主要条件）。 第二章 水准仪及其使用 检验和校

40、正圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验： 转动脚螺旋使圆水准气泡居中；然后望远旋转180，气泡仍然居中，则说明圆水准器轴平行于仪的竖轴；气泡不居中，则说明其条件不满足，需要进行校正。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正 校正 用校正针拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离长度的一半，此时，圆水准器轴平行于竖轴，再转动脚螺旋使气泡向中心移动偏离的另一半，则竖轴处于铅垂位置，这样就消除了圆水准器与竖轴间的夹角，两轴线互相平行。 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正 校正 圆水准器是利用其底部的固定螺丝固定在仪器上的，校正时，切勿旋松它，以免圆水准器从金属壳中掉出。

41、拨动三个校正螺丝时，应注意气泡移动的方向。此项检验和校正需反复进行，直到圆水准器随竖轴旋转到任何位置都居中为止 第二章 水准仪及其使用 十字丝横丝垂直于竖轴的检验和校正 整平仪器后，用十字丝横丝的一端瞄准一固定点A（图225（a），拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，如果A点始终在十字丝横丝上移动，则条件满足；如果A点偏离十字丝横丝（图225（b），则条件不满足，需要校正 第二章 水准仪及其使用 2.7：水准仪的检验和校正2.7.2自动安平水准仪的检验和校正 1圆水准器的检验和校正（方法同DS3型微倾式水准仪）；2视线水平度的检验和校正 检验的方法同DS3型微倾式水准仪， 校正时也是先计 算出远尺端的

42、正确读数，然后用2的内六角板手松动或拧紧目镜端下方孔内的十字丝分划板校正螺丝，使十字丝中丝对准应对的正确读数。 第二章 水准仪及其使用 2.8 水准测量的误差及其消减方法 一、仪器误差1仪器校正后的残余误差2水准尺的误差 第二章 水准仪及其使用 2.8 水准测量的误差及其消减方法 二、观测误差1视差2水准管气泡的居中误差(微倾式水准仪)3读数误差4水准尺倾斜的误差 第二章 水准仪及其使用 2.8 水准测量的误差及其消减方法 三、外界因素的影响1仪器和尺垫下沉的误差 2地球曲率和大气折光的影响 3温度的影响 第二章 水准仪及其使用 2.9：精密水准仪 2.9.1精密水准仪的特点精密水准仪的望远镜

43、放大率一般为4050倍， 望远镜放大率增大，就可以提高读数的精度；水准管分划值愈小，灵敏度愈高，也就能使视线精确处于水平位置；为了能够精确读取水准尺上整分划以下的尾数，水准仪上还安装测微器装置。 第二章 水准仪及其使用 2.9：精密水准仪 2.9.精密水准尺及读数方法 精密水准仪必须配有精密水准尺才能使用。精密水准尺是在木质的尺身沟槽内安装一条铟瓦合金带尺，尺的分划漆于铟瓦合金带尺上，数字注记在铟瓦带尺两边的木质标尺上。其分划有两种形式：分划尺为1cm的水准尺 铟瓦带上只有基本分划，但无辅助分划 第二章 水准仪及其使用 第二章结束，谢谢建筑工程测量第三章 经纬仪及其使用 第三章 经纬仪及其使用

44、 目录 3.1 水平角测量原理3.2 DJ6型光学经纬仪3.3 电子经纬仪3.4 水平角测量3.5 竖直角测量3.6 视距测量3.7 经纬仪的检验和校正3.8 经纬仪测量的误差及其消减方法3.9 DJ2型光学经纬仪122 第三章 经纬仪及其使用 3.1 水平角测量原理 水平角 地面上相交的两方向线 之间的夹角在水平面上的投影123 第三章 经纬仪及其使用 如何测定水平角aob的大小呢？设在两竖直面交线上的任意高度处放置一个与该交线正交，且依顺时针方向刻有从0到360刻划的水平度盘，通过OA、OB的两竖直面与水平度盘平面交于和，在该度盘上截得的读数分别为m和n，则 nm (31)就是水平角aob

45、的角值，取值范围为0360。3.1 水平角测量原理124 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪 DJ6型光学经纬仪主要是由 照准部、水平度盘、基座 三大部分组成。3.2.1 DJ6型光学经纬仪的构造各种类型的经纬仪由于生产厂家不同，仪器的部件和结构不完全一样，但其主要部件的构造则大致相同。125 第三章 经纬仪及其使用 3.2.2 DJ6型光学经纬仪的读数装置和读数方法 DJ6型光学经纬仪依读数装置不同分为 测微尺读数装置和单平板玻璃测微器读数装置两种。3.2 DJ6型光学经纬仪126 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪 3.2.2 DJ6型光学经纬仪的读数装置和

46、读数方法1测微尺读数装置和读数方法外来光线由反光镜1的反射，穿过毛玻璃2经转向棱镜3，转折90就可以照亮水平度盘的刻划，然后，光线通过棱镜4、5的几次折射到达刻有测微尺的读数窗6，再经过转向棱镜7的折射，在读数镜里就能看到水平度盘的分划线和测微尺的成像。127 第三章 经纬仪及其使用 2单平板玻璃测微器读数装置和读数方法 光线以一定的入射角i穿过平行平板玻璃时，将发生平行移动的现象。当平板玻璃的折射率和厚度给定后，移动量h的大小取决于光线入射角i。单平板玻璃测微器正是利用这一光学现象，转动平板玻璃，使度盘分划线的影像作平行移动，其平移量可由测微尺读出。3.2 DJ6型光学经纬仪 3.2.2 D

47、J6型光学经纬仪的读数装置和读数方法128 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪3.2.3 DJ6型光学经纬仪的使用 DJ6型光学经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数129 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪3.2.3 DJ6型光学经纬仪的使用 1、对中对中的目的是使仪器的中心与测站点的中心（即角度的顶点）位于同一铅垂线上，可采用垂球对中或光学对中两种方法。130 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪3.2.3 DJ6型光学经纬仪的使用 2、整平 整平的目的是使仪器的竖轴垂直，水平度盘处于水平位置。其方法是，利用基座上的三个脚螺旋，使照准部上水准管

48、在相互垂直的两个方向上气泡都居中。 131 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪3.2.3 DJ6型光学经纬仪的使用 3、瞄准经纬仪瞄准的方法与水准仪大致相同，先利用瞄准器粗略瞄准目标，然后拧紧望远镜制动螺旋和照准部制动螺旋，调焦消除视差，再转动望远镜微动螺旋和照准部微动螺旋，精确对准目标。132 第三章 经纬仪及其使用 3.2 DJ6型光学经纬仪3.2.3 DJ6型光学经纬仪的使用 4、读数读数时，先打开反光镜并调到最佳位置，使读数窗明亮，再旋转读数显微镜调焦螺旋，使其数字及刻划清晰，然后按前述方法读数。133 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪电子经纬仪是在光学经纬仪

49、的基础上发展起来的新一代测角仪器，它为野外数据采集自动化创造了有利条件。光学经纬仪采用光学度盘和目视读数，电子经纬仪的测角系统主要有三种：编码度盘测角系统、光栅度盘测角系统和动态测角系统。134 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪3.3.1电子经纬仪的性能我国生产的电子经纬仪，采用光栅度盘测角系统，集光、机、电和计算技术为一体，实现了角度测量、显示、存储等多项功能。它装有倾斜传感器，可实现竖直角度的倾斜补偿，自动范围为3。测角系统的最小读数为1，测角精度可达2。135 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪3.3.2电子经纬仪的使用电子经纬仪的使用与光学经纬仪一样，也要经过对中、整

50、平、瞄准、读数等四个步骤，其中对中、整平和瞄准的方法与光学经纬仪相同，这里不再赘述。下面以200系列电子经纬仪为例，简要介绍其使用方法。136 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪3.3.2电子经纬仪的使用1开机按住开关键 ，所有字段点亮，释放开关键 后，仪器电源打开，进入初始化界面。137 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪3.3.2电子经纬仪的使用2仪器初始化首先上下转动望远镜，然后将仪器水平旋转一周，仪器进行了初始化；并自动显示竖直度盘角度、水平度盘角度、电池容量及自动垂直补偿信息。138 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪3.3.2电子经纬仪的使用3水平角度值置零

51、 按下置0键并释放，蜂呜器响，仪器显示屏上的水平角度值显示变化为0000000。139 第三章 经纬仪及其使用 3.3 电子经纬仪3.3.2电子经纬仪的使用 4水平角度任意值的设置 A、将仪器水平旋转到所需设置的角度值附近，使水平制动螺旋制动， B、转动水平微动螺旋，使显示屏显示所需要的水平角度值，按住锁定键并释放，则该角度值被锁定并显示锁定信息“锁定”，此时转动仪器，水平角度保持不变。140 第三章 经纬仪及其使用 C、然后转动仪器并用望远镜瞄准目标，则该目标的角度值即为所设定的值。 D、再按住锁定键并释放，则该角度值不再锁定，并可进行下一步的测量工作。3.3 电子经纬仪3.3.2电子经纬仪

52、的使用4水平角度任意值的设置141 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 观测水平角，常采用的方法有测回法和全圆测回法两种142 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 3.4.1测回法测回法适用于观测两个方向的单角。图313是水平度盘和观测目标的方向在水平度盘上的投影。其观测步骤如下：143 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 3.4.1测回法1将经纬仪安置于测站点，对中、整平。144 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 3.4.1测回法2盘左瞄准左方目标，转动换盘手轮，配水平度盘略大于0，读取该读数。145 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 3.4.1测

53、回法3松开照准部和望远镜制动螺旋，按顺时针方向转动照准部，瞄准右方目标，读取水平度盘读数。计算两目标的读数差，称为上半测回角值。146 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 3.4.1测回法4松开照准部和望远镜制动螺旋，倒转望远镜180成盘右位置，先瞄目标，再瞄目标，测得角值为，称为下半测回角值。取上下两个半测回的平均值，作为一测回角值。147 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量3.4.1测回法 在测量中，为了提高测角的精度，往往要观测多个测回。同时，为了减弱度盘刻划误差的影响，在每个测回开始观测时，应变换度盘的位置，变换数值按 计算（n为测回数）。148 第三章 经纬仪及其使用

54、 3.4 水平角测量3.4.2全圆测回法 全圆测回法又称为方向观测法，用于观测两个以上的方向（如图314），其观测、记录及计算步骤如下：149 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量3.4.2全圆测回法 1将经纬仪安置于测站点，对中、整平。150 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量3.4.2全圆测回法 2盘左瞄准起始目标，配盘于0附近，读取水平度盘读数。松开照准部和望远镜的制动螺旋，按顺时针方向依次瞄准目标、各点，并再次瞄准起始目标，即测完上半测回。151 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量3.4.2全圆测回法 3倒转望远镜，盘右按逆时针方向依次瞄准、，将各目标的水平度盘读

55、数记入相应栏内，即测完下半测回。152 第三章 经纬仪及其使用 3.4 水平角测量 3.4.2全圆测回法4成果计算（1）计算各方向盘左、盘右平均值（2）计算“归零方向值”（3）计算“各测回归零方向平均值”（4）计算水平角值153 第三章 经纬仪及其使用 3.5 竖直角测量3.5.1竖直角测量的概念竖直角是在同一竖直面内视线方向与水平线方向的夹角，用表示。视线在水平线以上称为仰角，竖直角为正，；视线在水平线以下称为俯角，竖直角为负。154 第三章 经纬仪及其使用 3.5 竖直角测量3.5.2竖直度盘 经纬仪上的竖盘装置包括竖直度盘（简称为竖盘）、竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋。竖直度盘是

56、玻璃圆盘，其分划与水平度盘一样，它固定在望远镜横轴的一端，隨望远镜一起转动。155 第三章 经纬仪及其使用 3.5 竖直角测量 3.5.3竖直角计算竖直度盘注记形式有两种，一种是顺时针刻划，另一种是逆时针刻划，如图317所示。隨着竖盘注记形式的不同，竖直角的计算公式也不相同。156 第三章 经纬仪及其使用 3.5 竖直角测量 3.5.3竖直角计算 若竖盘为顺时针刻划，则该竖直角的计算公式为：157 第三章 经纬仪及其使用 3.5 竖直角测量 3.5.3竖直角计算 若竖盘为逆时针刻划，则该竖直角的计算公式为：158 第三章 经纬仪及其使用 3.5 竖直角测量 3.5.4竖直角观测 1安置经纬仪于

57、测站点，对中、整平；并判断所用仪器竖盘的注记形式。 2盘左瞄准目标，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数。 3盘右瞄准同一目标，转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数。 4、竖直角计算159 第三章 经纬仪及其使用 3.6视距测量视距测量是利用视距丝、视距尺和竖盘读数，根据几何光学和三角学中相似三角形原理，同时测定测站点到立尺点间的水平距离和高差的一种方法。 160 第三章 经纬仪及其使用 3.6视距测量 普通视距测量的测距精度仅为11001300。视距测量的精度虽低，但由于操作方法简便，不受地形条件的限制，被广泛应用于精度要求不高的地形测量中。1

58、61 第三章 经纬仪及其使用 3.7经纬仪的检验和校正3.7.1照准部水准管轴垂直于竖轴的检验和 校正1目的使照准部水准管轴垂直于竖轴，只有这样，当仪器整平后，才能保证竖轴铅直，水平度盘水平。162 第三章 经纬仪及其使用 3.7经纬仪的检验和校正3.7.1照准部水准管轴垂直于竖轴的检验和 校正2检验先将仪器整平，再转动照准部，使其水准管平行于任意一对脚螺旋，转动该对脚螺旋使水准管气泡居中。然后将照准部旋转180，若气泡居中，则条件满足；否则，需校正。163 第三章 经纬仪及其使用 3.7经纬仪的检验和校正3.7.1照准部水准管轴垂直于竖轴的检验和 校正3、校正用校正针拨动水准管一端的上下校正

59、螺丝，使气泡退回偏离的一半，再转动脚螺旋，使气泡居中。此项校正需反复进行，直到满足要求为止。164 第三章 经纬仪及其使用 3.7经纬仪的检测和校正3.7.2十字丝竖丝垂直于横轴的检验和校正1目的使十字丝竖丝处于铅直状态。这样，观测水平角时，可用竖丝的任何部位照准目标；观测竖直角时，可用横丝的任何部位照准目标。165 第三章 经纬仪及其使用 3.7经纬仪的检测和校正3.7.2十字丝竖丝垂直于横轴的检验和校正2检验整平仪器后，用十字丝竖丝一端瞄准一清晰小点，固定照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋，转动望远镜微动螺旋使望远镜上下移动，如果小点始终在竖丝上移动，则条件满足，否则应进行校正。166 第三章

60、 经纬仪及其使用 3.7经纬仪的检测和校正3.7.2十字丝竖丝垂直于横轴的检验和校正3校正卸下目镜处分划板护盖,用螺丝刀松开四个十字丝环固定螺丝，转动十字丝环，使竖丝处于竖直位置，然后将四个螺丝拧紧，装上护盖。167 第三章 经纬仪及其使用 3.8经纬仪的测量误差及其消减方法3.8.1水平角测量误差 1仪器误差 仪器误差是指仪器校正后的残余误差及仪器加工不完善所引起的误差。168 第三章 经纬仪及其使用 3.8经纬仪的测量误差及其消减方法3.8.1水平角测量误差 2观测误差 照准误差照准精度的影响因素很多，主要有人眼的分辨能力、望远镜的放大倍率、照准标志的形状和清晰度等。 读数误差读数误差首先