水准仪经纬仪全站仪GS测量使用基本理论与方法内容全面

测量基本理论内容提要：1.高程测量原理与水准仪操作2.角度测量原理与经纬仪操作3.全站仪功能介绍4.测量计算基本常识5.GPS定位原理及应用简介第二章水准测量高程测量概念根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方法。§

1.高程测量原理与仪器操作高程测量的方法分类1、水准测量2、三角高程测量3、GPS测量

利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。大地水准面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向一、高程测量原理A——后视点a——后视读数B——前视点b——前视读数1、A、B两点间高差2.B点的高程3.视线高程大地水准面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向hAB=h1+h2++hn

=(a1-b1)+(a2-b2)++(an-bn)=a-b

4.转点的概念

若A、B两点间布设一些过渡点（转点）1、2、3…，将其分为n段，则用水准仪分别测得各段高差为h1，h2…hn，则有：1、望远镜物镜目镜十字丝（上、中、下丝）三个部分组成。二.水准测量的仪器与工具水准仪按精度分为：DS05、DS1、DS3，其中DS3表示每公里往返测高差中误差。（一）水准仪组成圆水准器：用于整平。水准管：用于精平。特性：气泡始终向高处移动。3、基座作用：把仪器固定在三脚架上，下部脚螺旋用于整平仪器2、水准器（二）水准尺

主要有单面尺、双面尺和塔尺。

1、尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。2、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，另一把为4787mm。

（三）尺垫

放在转点上，以防水准尺下沉。操作程序：粗平—瞄准—精平—读数（一）粗平

调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。

1．方法：对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2方向中间——转动脚螺旋3，使气泡居中。三、水准仪的使用图形：粗平的操作方法示意图

a123b312c3122．规律：

气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。（二）瞄准1．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2．视差：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。（三）精平1、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：自动安平水准仪，不需进行精平。（四）读数

精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2．规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。

图形：水准仪读数实例4.水准仪读数实例6.2521.4770.725

bc

a§2角度测量原理与经纬仪操作内容提要:

2.1角度测量概念

2.2光学经纬仪的使用2.3角度的测量方法2.4经纬仪的检验与校正角度测量包括：水平角测量竖直角测量2.1角度测量概念一、水平角定义

从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。范围：顺时针00~3600

水平面abcABC0ca水平度盘计算三公式c水平面acABC0a水平度盘=右三(终三)边三c-三左(三始)三边a当c≥a时三β三=三c三–三a当c三<a三时三β=三c三+3三600–三a二.三竖直三角定三义天顶铅垂线水平线ACB0°90°180°270°在同三一竖三直面三内，三瞄准三目标三的视三线与三水平三视线三的夹三角。其范三围：=090，仰三角为三正，三俯角三为负三。2.三2三光三学经三纬仪三的使三用经纬三仪是三测角三的仪三器，三按精三度，三有：三D三J6三、D三J2三、D三J1三，其三中“三DJ三6”三表示三经纬三仪“三一测三回方三向观三测中三误差三为6三”。一、三DJ三6经三纬仪三的构三造1、三照准三部2、三水平三度盘3、三基座1.三照准三部照准三部(三水平三)制三动、三微动望远三镜(三竖直三)制三动、三微动圆水三准器水准三管望远三镜目镜三调焦三，物三镜调三焦，粗瞄三准器三，十三字丝读数三显微三镜竖直三度盘光学三对点三器望远镜十字丝2.三水平三度盘水平三度盘三由光三学玻三璃制三成顺时三针036三0刻度三；水平三度盘三与照三准部三相互三脱离三；0901802700901802703.三基座作用三：把三仪器三固定三在三三脚架三上，三下部三脚螺三旋用三于整三平仪三器二、三J6三经纬三仪读三数方三法水平三度盘三读数三：7304240173（1三）分三微尺三的分三划值三为1三ˊ，三估读三到三0.三1ˊ三(6三")三。（2三）“三H”三——三水平三度盘三读数三，三“V三”—三—竖三直度三盘读三数。三、三J2三光学三经纬三仪的三构造如图三与J三6相三比，三增加三了：1、三测微三轮——三读数三时，三对径三分划三线影三像符三合。2、三换像三手轮——三水平三读数三和竖三直读三数间三的互三换。3、三竖直三读盘三反光三镜——三竖直三读数三时反三光。测微三轮换像三手轮竖直三读盘三反光三镜四、三DJ三2的三读数三方法一般三采用三对径三重合三读数三法—三—转三动测三微轮三，使三上下三分划三线精三确重三合后三读数三。五、三经纬三仪的三安置（1三）大三致水三平大三致对三中眼睛三看着三对中三器，拖动三脚三架两三个脚,使仪三器大三致对三中,三并保三持“架三头”大致三水平。（2三）伸三缩脚三架粗三平根据三气泡三位置三，伸三缩三三脚架三两个三脚，三使圆三水准三气泡三居中三。（3三）脚三螺旋三精平三——三左手三大拇三指法三则气泡三居中三，1三、2三等高123气泡三居中三，3三与1三、2三等高1231）三转动三仪器三，使三水准三管与三脚螺三旋1三、2三连线平行。2）三根据三气泡三位置三运用三法则三，对三向旋三转脚三螺旋三1、三2三。3）三转动三仪器900，运三用法三则，三旋转三脚螺三旋3三。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123（4三）架头三上移三动仪器三，精三确对三中三(5三)脚三螺旋三精平三(三6)三反三复（三4）三、（三5）三两步三。角度三测量三方法包括三：测回三法方向三观测三法2.三3角三度测三量方三法一、三测回三法1、三适用三：2个三方向三的单三角（∠A三OB）2、三步骤：（边三讲边三操作三示范三）（1三）盘三左瞄三准左三边A三，配三度盘三至000X三´，三读取三a1。（2三）顺三时针三旋转三瞄准三右边三B，三读取三b1。则上三半测三回角三值:β1=b1-a11测站ABOa1b1（3三）倒三镜成三盘右三，瞄三准右三边B三，读三取b2。（4三）逆三时针三旋转三瞄准三左边三A，三读取三a2。则下三半测三回角三值:β2=b2-a22测站ABOa2b2（5三）计三算角三值若：β1-β2≤±4三0"三（图三根级三）则有三：β=三（β1+β2）/三23、三测回三法记三录格三式25三4240618三005007419三06右ABO左AB0004187423三427419三24741915ABO测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值示意图测回三法小三结:度盘三配置三方法三:若观三测N三个测三回，三各测三回间三按1三80/N三的差三值来三配置三度盘三。二、三方向三观测三法1．三适用三：在一三个测三站上三需要三观测三两个三以上三方向三。2．三步骤三：（有三四个三观测三方向三）ABOCD（1三）上三半测三回选择三一明三显目三标A三作为三起始三方向三（零三方向三），三用盘三左瞄三准A三，配三置度三盘，三顺时三针依三次观三测A三、B三，C三，D三，A三。盘左零方向（2三）下三半测三回倒镜三成盘三右，三逆时三针依三次观三测A三，D三，C三，B三，A三。同理三各测三回间三按1三800/N三的差三值，三来配三置水三平度三盘。ABOCD盘右零方向3．三计算三、记三录（1三）半三测回三归零三差:J2≤12"；J三6≤18"。（2三）2三C值三（两三倍照三准误三差）三:2C三=盘三左读三数－三（盘三右读三数±三18三0°三）。一测三回内三2C三互差三：J三2≤1三8"；J三6不三作要三求。（3三）各三方向三盘左三、盘三右读三数的三平均三值：平均三值=三[盘三左读三数+三（盘三右读三数±三18三0º）]三/2注意三：零三方向三观测三两次三，应三将平三均值三再取三平均三。（4三）归三零方三向值将各三方向三平均三值分三别减三去零三方向三平均三值，三即得三各方三向归三零方三向值三。（5三）各三测回三归零三方向三值的三平均三值同一三方向三值各三测回三间互三差:三J2≤12"；J三6≤24"。三、三竖直三角的三计算三公式顺时三针注三记α左=9三0°三-Lα右=R三-2三70三°故一三测回三竖直三角α=三（α左+α右）/三22、三逆时三针注三记故有三:α左=三L-9三0°三α右=2三70三°-R一测三回竖三直角三:α=三（α左+α右）/三2四、三经纬三仪放三样方三法后视三点测站三点待测三量点经纬三仪常三用的三放样三方法三有极三坐标三法和三交会三法，三极坐三标法三需要三经纬三仪和三钢卷三尺配三合放三样，三其具三体过三程如三下图三所示三：1）三分别三计算三出测三站点三到后三视点三和待三测量三点的三方位三角，三确定三出放三样的三转角三α三，并三计算三出待三测量三点到三测站三点的三距离三S。2）三将经三纬仪三架在三测站三点上三，后三视后三视点三，转三动转三角α三，三确定三出待三测量三点的三方向三。3）三顺着三测站三点到三待测三量点三的方三向上三用钢三卷尺三拉出三距离三S，三确定三处待三测量三点。若：三在放三样时三，只三有经三纬仪三或者三只有三钢卷三尺的三时候三怎样三放样三？角度三交会三法ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计1、三适用三：不三便量三距时2、三方法三：（1三）三计算三测设三元素1、2。（2三）拨三水平三角，三交出三P点三。12测设时，通常先沿AP、BP的方向线打“十字桩”，然后交会出P点位置。注意交会角30150距离三交会三法1、三适用三：距三离较三短，三便于三量距三时。2、三方法三：（1三）计三算平三距A三P、三BP三。（2三）量三取A三P、三BP三，交三会出三点P三。ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计2.三4经三纬仪三的检三验与三校正经纬三仪的三主要三轴线三:1、三竖轴三VV2、三水准三管轴三LL3、三横轴三HH4、三视准三轴C三C5、三圆水三准器三轴L三’L三’LLHHCCVVL’L’一、三经纬三仪轴三线应三满足三的条三件1、三VV三⊥L三L三——三照准三部水三准管三轴的三检校三。2、三HH三⊥十三字丝三竖丝三——三十字三丝竖三丝的三检校3、三HH三⊥C三C三——三视准三轴的三检校LLHHCCVVL’L’4．三HH三⊥V三V—三—横三轴的三检校三5三．竖三盘指三标差三应为三零三——三指标三差的三检校6．三光学三垂线三与V三V重三合三——三光学三对中三器的三检校三7三.三LL∥V三V—三—圆三水准三器的三检验三与校三正(三次三要)LLHHCCVVL’L’二、三光学三对中三器的三检校（1三）检三验：精密三安置三仪器三后，三将刻三划中三心在三地面三上投三下一三点，三再旋三转照三准部三，每三隔1三20三°投三下一三点，三若三三点不三重合三，则三需校三正。（2三）校三正：用拨三针使三刻划三中心三向三三点的三外接三圆心三移动三一半三。三、三圆水三准器三的检三校（1三）检三验：精平三（水三准管三气泡三居中三）后三，若三圆水三准气三泡不三居中三，则三需校三正。（2三）校三正：用圆三水准三气泡三校正三螺丝三使其三居中三。内容三提要三:全站三仪简三介全站三仪的三功能全站三仪中三线测三设及三断面三测量三简介3.三全站三仪功三能介三绍全站三仪简三介一、三全站三仪的三发展opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM(图片)二、三全站三仪构三造徕卡TPS700系列卓越中文全站仪拓普康GTS332W全站仪索佳10系列全站仪尼康DTM801系列全站仪宾得全站仪PTSV2南方NTS202205全站仪棱镜全站三仪的三功能三介绍1．三角度三测量（1三）功三能：测水三平角竖直三角（2三）方三法：与经三纬仪三相同三。若要三测出三水平三角∠A三OB三，则三：aobAOB当精三度要三求不三高时——只需三半测三回：瞄准三A点三——三置零三（0三SE三T）三——三瞄准三B点三，记三下水三平度三盘H三R的三大小三。aobAOB当精三度要三求高三时：——三可用三测回三法步骤三同用三经纬三仪操三作，三配置三度盘三时，三可以三用“三置盘三”（三H三SE三T）AaobBO2.三距三离测三量（1三）功三能：可测三量平三距、三高差三和斜三距（三全站三仪三镜三点至三棱镜三镜点三间高三差及三斜距三）（2三）方三法：照准三棱镜三点，三按M三EA三S。全站仪(totalstation)反光棱镜(reflector)S=三cΔt/三23．三坐标三测量（1三）功三能：测出三目标三点的三(X三,Y三,H三)（2三）原三理1)三平面三坐标三（X三，Y三）测三量原三理2）三高程三（Z三）测三量原三理（3三）方三法后视三点测站三点待测三量点1)三输三入测三站X三，Y三，H三，仪三器高三i，三棱镜三高t三。2)三瞄三准后三视点三，将三水平三度盘三读数三设置三为测三站至三后视三点的三坐标三方位三角。3)三瞄三准目三标棱三镜点三，按三ME三AS三（测三量）三键。4、三点位三放样（1三）功三能：根据三设计三的待三放样三点P三及已三知点三的坐三标，三在实三地标三出P三点的三平面三位置三及填三挖高三度。XY后视点测站点待放样点P（2三）原三理1）三先在三待放三样点三的大三致位三置立三棱镜三对其三进行三观测三，测三出当前三棱镜三位置的坐三标。XY后视点测站点待放样点P位置当前棱镜位置2）三将当三前坐三标与三放样三点的三坐标三相比三较，三计算三出其三差值三。距离三差值三dD和角度三差d三HR或纵三向差三值Δ三X和三横向三差值三ΔY三。XY后视三点测站三点当前三棱镜位三置待放三样点三PdDdH三R3）三根据三显示三的d三D、三dH三R或三ΔX三、Δ三Y，三逐三渐找三到放三样点三的位三置。XY后视三点测站三点当前三棱镜位三置待放三样点三PdDdH三RdH三R=三0000三’0三0”dH三D=三0三m全站三仪中三线测三设及三断面三测量三简介基本三原理中线三测设三：计算三中桩三坐标三——三全站三仪点三位放三样（三极坐三标法三）纵断三面测三量：全站三仪测三量点三的高三程（三三角三高程三测量三）横断三面测三量：确定三横断三面点三位—三—全三站仪三测量三点的三高程三（三三角高三程测三量）1.三中桩三坐标三的计三算（1三）直三线段三中桩由起三始点三坐标三和桩三号里三程，三按“三坐标三正算三”公三式，三可计三算出三各中三桩的三坐标三。（2三）曲三线段三中桩根据三曲线三要素三按照三“坐三标正三算”三公式三计算三出曲三线上三各中三桩的三坐标三。2.三中桩三的实三地放三样架全三站仪三在（三导线三）控三制点三上，三利用三全站三仪“三点位三放样三”功三能，三放样三出各三中桩三。道路中线测站导线点D5后视导线点D43.三中桩三高程三测量三（纵三断面三测量三）中桩三高程三测量三是在三中桩三放样三的同三时进三行的三。在三中桩三位置三立棱三镜，三输入三仪器三高和三棱镜三高，三即可三利用三全站三仪“三三维三坐标三测量三”功三能，三在（三导线三）控三制点三上，三测出三中桩三处的三地面三高程三。4.三横断三面测三量横断三面测三量也三可在三中桩三测设三、纵三断面三测量三的同三时进三行。三关键三在于三如何三将棱三镜立三在中三桩的三横断三面方三向上三。其三方法三主要三是：在大三致横三断面三方向三上的三变坡三点处三立棱三镜，三测出三点的三平面三坐标三。注意三：在使三用全三站仪三观测三角度三的时三候，三为了三消除三视差三的影三响，三必须使三十字三丝与三棱镜中三心重三合。十字三丝与三棱镜三是否三重合三辨别三方法三是：三上下三左右三晃动三眼睛三，十三字丝三始终三与棱三镜的三中心三相重三合，三若二三者有三相对三的移三动，三则说三明有三视差三，就三会影三响观三测结三果的三精度三，这三样就三要需三要重三新调三整十三字丝三和望三远镜三的清三晰度三。调整三时，三先把三十字三丝跳三到最三清晰三，然三后调三节望三远镜三，不三时的三晃动三眼睛三，直三到十三字丝三与棱三镜中三心没三有相三对的三移动三便可三读数三。4.三测量三计算三基本三常识一、三几个三基本三公式1、三坐标三方位三角的三推算注意三：若三计算三出的三方位三角>三36三0°三，则三减去三36三0°三；若为三负值三，则三加上三36三0°三。或：2、三坐标三正算三公式由A三、B三两点三边长三DAB和坐三标方三位角三αAB三，计算三坐标三增量三。见三图有三：DABABABXy0XABYAB其中三，ΔXAB=XB-XAΔYAB=YB-YA

XAB=DABcosAB

YAB=DABsinAB3、三坐标三反算三公式由A三、B三两点三坐标三来计三算αAB、DABDABABABXy0XABYABαAB的具三体计三算方三法如三下：（1）计算：（2三）计三算：（3三）根三据ΔXAB三、ΔYAB的正三负号三判断αAB所在三的象三限。二、三曲线三要素三与坐三标的三计算1、三圆曲三线的三要素（已三知转三角α及半三径R）切线长

曲线长外距

切曲差

2、三主点三里程三的计三算ZY三里程三=J三D里三程-三T；三Y三Z里三程=三ZY三里程三+LQZ三里程三=Y三Z里三程-三L/三2；三J三D里三程=三QZ三里程三+D三/23、三圆曲三线中三桩坐三标计三算1）三方位三角法如图三所示三，已三知曲三线起三点的三坐标三（X三,Y三),三起点三处的三切线三方位三角为β，圆三曲线三的半三径为三R，三转角三为α，则三曲线三上任三意一点三Pi的坐三标计三算如下：任意三点到三起点三的圆三曲长为l=任意三点桩三号-ZY三桩号对应三的圆三心角三为则任三意点三Pi三与起三始点三连线三的方三位角三和距三离分三别为三：Pi点坐三标为三：2）三切线三支距三法如图三所示三，以三ZY三或Y三Z为三坐标三原点三，切三线为三X轴三，过三原点三的半三径为三Y轴三，建三立坐三标系三，则三Pi点在三改坐三标系三中的三坐标三为：特点三：测点三误差三不积三累。宜以三QZ三为三界，三将曲三线分三两部三分进三行测三设。为了三在已三知坐标的三测量三控制点上三进行三曲线放样三，必三须将在过三ZY三点的切线三直角三坐标系中三的曲三线坐标转三换到三测量坐标三中去三。ZY三点切三线在控制三点坐三标系中的三方位三角为β，曲三线位三于Z三Y点三切线三的右三侧，三ZY三点的三测量三坐标三为XZH和YZH,则三曲线三任意三点P三在测三量坐三标系三中的三坐标三为：如果三曲线三位于三ZY三点切三线的三左侧三，则三曲线三任意三点P三在测三量坐三标系三中的三坐标三为：第二三章三水准三测量5.三GP三S定三位原三理及三应用三简介一、三GP三S的三定义全球三定位三系统三GP三S（三Gl三ob三al三P三os三it三io三ni三ng三S三ys三te三m）三,是三一种三可以三授时三和测三距的三空间三交会三定点三的导三航系三统,三可向三全球三用户三提供三连续三、实三时、三高精三度的三三维三位置三，三三维速三度和三时间三信息三。GP三S的三特点1、全球三，全三天候三工作三：能三为用三户提三供连三续，三实时三的三三维位三置，三三维三速度三和精三密时三间。三不受三天气三的影三响。三2三、定三位精三度高三：定三