施工控制网布设课件

学习情境1施工控制网布设绪论学习单元1

高程测设学习单元2角度测设学习单元3距离测设学习单元4平面控制网布设学习单元5高程控制网布设下一页返回绪论一、建筑施工测量的任务测量学的基本任务主要有两个:一是确定地球的形状和大小，另外一个是确定地面点的空间位置。现在很多专家和学者将地球看作是一个旋转椭球体，南极与北极的连线作为自转轴。确定地面点的位置主要就是根据一定的测量手段和计算方法求得地面点位在特定坐标系下的坐标。从学科角度来看，建筑施工测量是工程测量的一个分支，而工程测量是测量学的一个分支。从建筑工程角度来看，建筑施工测量就是运用测量学的基本原理和基本方法，解决各类建筑工程的具体测量任务，为建筑工程的顺利施工提供支持和服务。建筑施工测量可以分为两类:测定和测设。测定是将地面点位的坐标进行测定，如地形图测绘、竣工测量等;测设就是根据图纸上提供的已知坐标的点位在实地上标定出来，如轴线测设、标高测设等。测设工作，有时候也称作放样。上一页下一页返回绪论一般的建筑工程可以分为勘测设计、施工建设和运营管理等三个阶段。这三个阶段的测量的具体任务分别为：（1）在勘测设计阶段，测量工作主要是为将建筑工程所涉及区域的地形图进行全面的测绘，并把建筑工程所需要的数据表示出来，为具体的设计提供基础图件和资料。例如:建筑区域内需要拆迁时，必须对此区域的建筑面积、土地面积等进行测量，进行科学合理的赔偿，以保证工程的顺利进行。（2）在建筑施工阶段，需要根据具体的施工任务选定合理的方法进行测量。建筑施工具体细分为场地平整、基础施工、墙体施工、柱子施工、屋架安装、楼板施工等。各个施工阶段均需要测量予以指导。从大的方面来说，施工阶段的测量任务分为三种:轴线控制、标高控制和垂直度控制。（3）在运营管理阶段，测量的主要任务是对重要的建筑物和构筑物进行变形监测，研究建筑的弯形规律.保证建筑的正常和安全使用。上一页下一页返回绪论二建筑施工测量的基本内容和原则1.建筑施工测量的基本内容在测量领域，一般将地面点位分为两个方面来处理:高程和平面。高程就是地面点位沿着铅垂线方向到某一参考面的距离。如果已知某一点位的高程，然后测定另外一点的高程，仅需要对两点之间的高差进行测定就可以计算此点的高程。确定点位的高程之后，就可以对点位的平面位置进行确定。如图0.1所示,其中A和B的点位和坐标已知，现在需要确定P点的平面位置。从几何角度来看，仅需要测定水平角β和AP间的水平距离就可以确定尸点的平面位置。至此，地面点位的空间位置就能确定出来了。综上所述，建筑施工测量的基本测量内容为:高差测量、角度测量和距离测量。从工作的场所来看，测量工作一般分为外业和内业。外业的主要工作内容为使用各种测量仪器进行数据的采集，以及各种测定和测设工作。内业的主要工作内容是对外业所采集的数据进行计算和处理，形成各类成果，并绘制各种图件。上一页下一页返回绪论2.建筑施工测量的基本原则在建筑施工期间进行的测量工作是复杂和多变的。为厂确保测量成果的可靠性，防止误差的累积，保证建筑施工的正常、有序进行，测量工作必须遵循一定的原则。从整体到局部，先控制后碎部”是测量工作必须遵循的基本原则之一。测量工作是有序进行的。在具体的测量工作过程中，一般情况下是先在施工区域附近选择若干有代表性的具有控制作用的点(这些点成为控制点)，把它们的高程和平面坐标进行精确测定;然后，依据这些控制点，测定其他点位，并进行施工放样。这种方法不仅可以防止误差的累积，同时也可以使用不同的控制点同时进行碎部点的测定和施工放样工作。这不仅提高厂精度，也提高厂工作效率。“步步要检核”是测量工作的另外一个必须遵循的原则之一。这主要是为了防止错误的发生。测量工作可以有误差，但是不允许有错误。测量上的任何一个错误，都可能会对建筑工程造成很大的影响。在进上一页下一页返回绪论行测量作业时，前一步工作未进行检核，坚决不能进行下一步工作;否则，可能会发生致命性的错误。另外，测量工作人员必须工作态度够认真，职业素养够好，技术够扎实。这样才可以保证建筑工程安然有序地的进行。测量对于建筑施工的作用是非常大的，也直接关系到建筑的施工质量。因此，测量工作必须严把质量关。任何测量工作上的疏漏，都可能会对整个建筑工程产生致命性的影响，所造成的后果也是非常严重的。上一页下一页返回学习单元1高程测设1.1.1任务描述一、工作任务(1)完成图1.1所示附合路线的四等水准测量。已知A﹑B为两个已知水准点，A点高65.376m,B点高程为68.623m.具体任务如下:①利用水准测量原理，根据已知点A的高程，通过中转点，测量未知点B的高程;②根据测量数据，完成附合水准测量的计算。(2)利用高程传递，测量图1.2中未知点的高程。具体任务如下:如图1.2所示，已知HA=36.008m，根据钢尺上的读数a﹑d、c1﹑c2﹑b1﹑b2，计算B1点和B2点的高程。上一页下一页返回学习单元1高程测设(3)如图1.3所示，已知HA=54.301m，H设

=50.000m，测设点B，使HB=H设。二、可选工作手段微倾式DS3水准仪1台。水准尺2根，尺垫2个，记录板1块，测伞1把，自备2H铅笔与计算器等。1.1.2案例示范一、案例描述1.工作任务(1)如图1.4所示，已知HA=27.354m，依照水准测量步骤测量B点高程HB。(2)如图1.5所示，已知HA=38.689m，H设

=39.899m，要求在B点所在的木桩上确定一点，使HB=H设。2.可选工作手段上一页下一页返回学习单元1高程测设微倾式DS3水准仪1台，水准尺2根尺垫2个，记录板1块，测伞1把，自备2H铅笔与计算器等。二、案例分析与实施案例一:图1.4中BMA为已知高程的水准点，TP为转点，B为拟测量高程的水准点。步骤:先在A点垂直地安置水准标尺1，于一定距离的I点安置另一水准标尺2，在AI的中间安置水准仪。水准仪照准前、后标尺时，视线保持水平，两标尺的读数差，就是A,I两点间的高差h1。第一站测量完毕后，A点的水准标尺1移至II点，II点的水准标尺2保持不动，水准仪移至III的中间，测量I、II两点间的高差h2。如此继续进行，直至水准标尺1或2安置在B点上为止。将测量数据记录并填入表1.1，最后计算检核。上一页下一页返回学习单元1高程测设案例二:地面点高程的测设步骤:①如图1.5，在B点打一个术桩，在BMA和B点之间安置水准仪，读出立在BMA上的水准尺的读数。②算出B点应有的水准尺读数b应，即b应=(HA+a)-H设。③上下移动靠立在B桩侧面的水准尺，当尺读数恰好等于b时，紧靠尺底在桩的侧面上画一条水平横线，其高程即等于所要测设的高程H。1.1.3知识链接一、水准测量概述水准测量原理是利用水准仪提供一条水平视线，借助竖立在地面点上的水准尺，直接测定地面上各点间的高差;然后，根据其中一点的已知高程推算其他各点的高程(见图1.6)。则B点的高程为:HB=HA+hAB，高差为hAB=a-b上一页下一页返回学习单元1高程测设还可以通过仪器的视线高Hi计算B点的高程:Hi=HA+a(1.1)HB=Hi-b水准测量是有方向性的。假设上图的水准测量是由A到B进行的，则A为后视点，其读数为后视读数;B为前视点，其读数为前视读数。A,B两点间的高差为后视读数减去前视读数。如果高差hAB为正，则表示B点高于A点;如果高差hAB为负，则表示B点低于A点。二、水准测量仪器、工具简介及其操作1.水准仪DS3微倾式水准仪的构造见图1.7(1)望远镜。望远镜是水准仪上的主要部件。具有成像和扩大视角的功能，通过调上一页下一页返回学习单元1高程测设焦能够看清不同距离范围内的目标，并为精确照准目标提供视线。望远镜一般由物镜、调焦透镜、调焦螺旋、十字丝分划板、目镜等组成。物镜由一组透镜组成，其作用是与调焦透镜和调焦螺旋一起将远处的观测目标在十字丝平面上成缩小的实像。调整的过程称为调焦或物镜对光。目镜也是一组透镜。它的作用是将物镜所成的缩小的实像进行放大，方便观测和读数。调整的过程称为日镜对光。十字丝分划板是一块光学玻璃板，上面刻有两条相互垂直的十字丝。其中，竖直的十字丝称为纵丝，水平的一条称为横丝或者中丝。另外，还有与横丝平行的上下对称的两条短丝，称为视距丝。可用于估测水平距离。不同型号和精度的水准仪有不同的十字丝分划板。如图1.8所示是常用的四种。(2)水准器。水准器的作用就是用来整平仪器，使视准轴处于水平位置。一般的测量仪器上的水准器有两种:圆水准器和管水准器。上一页下一页返回学习单元1高程测设①圆水准器。圆水准器的构造如图1.9所示。内部的上表面为球面，里面注有乙醚或者酒精，并留有气泡。球面中心刻有圆圈，其圆心称为圆水准器零点。通过零点与球面曲率中心的连线，称为圆水准轴，用L’-L'表示。气泡偏离越远，轴线与铅垂位置的偏离角度越大。圆水准器的精度较低，一般用于仪器的粗略整平。②管水准器。管水准器的精度要高于圆水准器，所以一般使用管水准器对水准仪进行精平。管水准器的结构如图1.10所示，为内壁沿纵向研磨成一定曲率的圆弧玻璃管，管内注有乙醚或者乙醇，并留有一气泡。水准管纵向圆弧的顶点O，称为管水准器的零点。过零点相切于内壁圆弧的纵向切线，称为水准管轴，用L一L表示。当气泡中心与零点重合时，气泡居中。为厂使望远镜视准轴C一C水平，水准管安装在望远镜左侧，并满足LL∥CC,当水准管气泡居中时，LL处于水平，而CC也就处于水平位置。(3)基座。基座由轴座、脚螺旋和连接板组成。仪器的望远镜与托板铰接，通过竖轴插入轴座中，由轴座支承，轴座用三个脚螺旋与连接板连接。整上一页下一页返回学习单元1高程测设个仪器的中心与基座中心的连线称为竖轴，用v一v表示.用中心连接螺旋固定在三脚架上。在基座上一般还安装有制动、微动螺旋。(4)水准仪轴线间的关系。水准仪轴线间应满足以下关系:①管水准轴平行于视准轴;②圆水准轴平行于竖轴;③视准轴垂直于竖轴。2.水准尺与尺垫(1)水准尺。水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺，一般由木材、合金等材料做成，并要求分划准确且不易磨损和变形。在测量时，为厂保证水准尺立成竖直，尺上一般安装有水准器。常见的水准尺有塔尺和双面尺;在精密水准测量中，一般使用更为精密的锢瓦尺。①塔尺。如图1.11(a)所示，塔尺是一种逐节缩小的组合尺，长度一般为2~5m.上一页下一页返回学习单元1高程测设由若干节连接在一起，尺的底部读数为零，尺面上有刻划线。②双面尺。如图1.11(b)所示，双面尺的两面均有刻划，一面为黑面(主尺)，一面为红面(辅尺)。两把水准尺配合使用。黑面起始读数为零，红面起始读数一般尺子为4687mm，另一把尺子为4787mm，这个常数称为尺常数，用K来表示。双面尺可以用来检核读数是否正确，保证测量人员正确读数。(2)尺垫。尺垫一般由生铁铸成，见图1.11(c)上方为三角形的板座，下方有三个角，可以踏人地面中。板座的上方有一突起的半球体，水准尺立于此半球体上。尺垫用于转点处，以保证测量精度。3.三脚架三脚架的形状见图1.12，一般由木质材料或者铝合金制成。在水准测量中，就是将水准仪安置在三脚架的顶面即架头，顶面的下方有一个活动的连接螺旋，将水准仪固定在三脚架上。4.水准仪的使用在使用微倾式水准仪进行测量时，其操作程序为:安置→粗平→瞄准→精平→读数五个步骤。上一页下一页返回学习单元1高程测设(1)安置仪器。①在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，把架腿调整到适宜观测的高度将固定螺旋拧紧，张开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头处于大致水平。②将水准仪从仪器箱中取出，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。(2)粗略整平。粗略整平就是将圆水准气泡居中，保证水准仪大致处于水平状态。具体操作步骤如下:①先选择两个角螺旋，用两手按照图1.13(a)所示，同时对向等量旋转这两个角螺旋，气泡移动的方向与左手大拇指移动方向一致;此时，保证气泡移动到这两个角螺旋连线的垂直平分线上。②如图1.13(b)所示，用左手旋转另外一个角螺旋。气泡移动的方向与左手大拇指移动方向一致，此时保证气泡移动至中心。经过以上两步操作，基本上可以保证气泡在中心了。如果还有偏差，继续重复以上操作过程，直至气泡居于中心为止。上一页下一页返回学习单元1高程测设(3)瞄准水准尺。瞄准水准尺的操作步骤如下:①目镜调焦。将望远镜朝向明亮背景，转动日镜对光螺旋，使十字丝影像清晰。②初步瞄准。利用照门和准星瞄准水准尺，水准尺进人望远镜视场后，拧紧制动螺旋。③物镜调焦。转动物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰，并落在十字丝平面上。④精确瞄准。转动微动螺旋，使十字丝竖丝与水准尺精密重合。经过以上四步操作后，水准仪就精确照准水准尺厂。但是这时候还应将眼睛在日镜处上下移动，观察十字丝与水准尺的影像是否有相对移动。如果有移动，这种现象叫做视差。造成视差的原因是，水准尺的影像与十字丝面不重合。视差会对读数造成误差。在实际的水准上一页下一页返回学习单元1高程测设测量中，必须消除视差。消除视差的方法是，仔细对日镜和物镜进行调焦，使水准尺的影像与十字丝面重合。(4)精确整平。精确整平就是将水准仪的视准轴精确置于水平位置。精确整平的方法，就是用眼睛观察水准气泡观察窗口内的气泡影像，如图1.14所示。调整微倾螺旋，使符合水准器气泡两半弧影像附合成一光滑圆弧。此时，视准轴在照准方向上就处于精密水平置。(5)读数。在水准尺读数前，首先应观测水准尺的刻划方式，有的数字刻划是正向，有的是倒向。然后，再注意水准尺的最小刻划是多少。读数时应将水准尺的气泡居中，水准尺立于铅垂面上，尺面与照准方向垂直。接着，用中横丝在水准尺上读数。读数时，般情况下沿着水准尺的刻划线从小到大的方向读。依次按照米、分米、厘米、毫米的顺序读数。注意读毫米时，一般情况下是估读的，读数总共4位数字。如图1.15的读数是1.356m。需要注意的是:精确精平后立即读数，读数后还应检查附合水准气泡是否居中。如果偏离中间位置，此方向应重新精平，然后再读数。上一页下一页返回学习单元1高程测设三、水准测量1.埋设水准点水准测量的主要目的是测出一系列点的高程。通常称这些点为水准(BenchMark)简记为BM。2.拟定水准路线在一般的工程测量中，水准路线主要有三种形式:闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。(1)闭合水准路线。如图1.16所示，从水准点BM3出发，沿待定高程点1,2,3进行水准测量最后回到原始出发点BM3的路线，称为闭合水准路线。从理论上讲，闭合水准路线上各点之间的高差代数和应等于零。(2)附合水准路线。如图1.17所示，从水准点BM1出发，沿各个待定高程点1、2、3进行水准测量，最后附合到另一水准点BM2的路线，称为附合水准路线。从理论上讲，附合水准路线上各点间高差的代数和应等于始、终两个上一页下一页返回学习单元1高程测设水准点的高程之差。(3)支水准路线。如图1.18所示，从一已知水准点BM1出发，沿待定高程点1,2进行水准测量，既不闭合又不附合，这种水准路线称为支水准路线。支水准路线要进行往返观测，以资检核。3.水准侧量的侧站检核方法为厂保证观测精度，必须进行测站检核。常用的检核方法有变动仪器高和双面尺法。(1)变动仪器高法。变动仪器高法，是在同一测站上用两次不同的仪器高度，两次测定高差。(2)双面尺法。双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差。上一页下一页返回学习单元1高程测设四、水准测量的成果计算等外水准测量的高差闭合差容许值:平地fh容=士40Lmm山地fh容=士12nmm(1.2)式中L—水准路线长度，以km计;n—测站数.施工中，如设计单位根据工程性质提出具体要求时，应按要求精度施测。1.附合水准路线成果计算A,B为两个已知水准点,A点高程为65.376m,B点高程为68.623m,点1、2、3为待测水准点,各测段高差、测站数、距离如图1.19所示。现以图1.19为例，按高程推算顺序将各点号、测站数、测段距离、实测高差及已知高程，填入表1.2相应栏内。上一页下一页返回学习单元1高程测设（1）计算高差闭合差。附合水准路线各段实测高差总和应与两已知高程之差相等;否则，其差值为高差闭合差。即:(1.3)例中fh=+3.315-(68.623-65.376)=+0.068m因是平地，闭合差容许值为:

(2)调整高差闭合差。上一页下一页返回学习单元1高程测设高差闭合差调整的原则和方法是按其与测段距离(或测站数)成正比例并反符号改正到各相应测段的高差上，得改正后高差，即:(1.4)改正后高差hi改

=hi侧

+vi.式中vi，hi改——第i测段的高差改正数和改正后高差;上一页下一页返回学习单元1高程测设例中，各段改正数将各测段高差改正数分别填入相应改正数栏内，并检核:改正数的总和与所求得的高差闭合差绝对值相等，符号相反，即:上一页下一页返回学习单元1高程测设各测段改正后高差为:h1改=h1测+v=+1.575一0.012=+1.563mh2改=h2测+v=+2.036一0.014=+2.022mh3改=h3测+v=一1.742一0.016=一1.758mh4改=h4测+v=+1.446一0.026=+1.420m将各测段改正后高差分别填入相应栏内，并检核:改正后高差总和应等于两已知高程之差，即(3)计算待定点高程。由水准点BMA已知高程开始，逐一加各测段改正后高差，即得各待定点高程，并填入相应高程栏内。H1=HA+h1改=65.376+1.563=66.939mH2=H1+h2改=66.939+2.022=68.961mH3=H2+h3改=68.961一1.758=67.203m上一页下一页返回学习单元1高程测设HB=H3+h4改=67.203+1.420=68.623m推算的HB应等于该点的已知高程，以此作为计算的检核。2.闭合水准路线成果计算(1)计算高差闭合差。闭合水准路线的起点、终点为同一点，因此路线上各段高差代数和的理论值应为零，即实际上由于各测站观测高差存在误差，致使观测高差总和往往不等于零，其(1.5)(2)调整高差闭合差。高差闭合差调整的原则和方法同附合水准路线，各段改正数。

(1.6)上一页下一页返回学习单元1高程测设改正后高差为

(3)计算待定点高程。用改正后高差，按顺序逐点计算各点的高程。3.附合水准路线成果计算如图1.20为一支水准路线。支水准路线应进行往返测。已知水准点A的高程为86.785m，往返测站共16站。(1)求往返测高差闭合差。支线往返两次测得高差应绝对值相等，符号相反，即高差代数和应等于零;否则，其值为闭合差。fh=h往+h返

(1.7)例中，fh=一1.375+1.396=0.021m,上一页下一页返回学习单元1高程测设因为︱fh︱<︱fh容︱，说明符合精度要求。(2)求改正后高差。支水准路线各测段往、返测高差的平均值即为改正后高差，其符号以往测为准。五、测设已知数值的高程地面点的高程测设步骤:①如图1.21所示，在B点打一个木桩，在BMA和B点的中间位置安置水准仪。整平后，读出立在BMA上的水准尺的读数a;②计算出B点应有的水准尺读数b应，即:b应=(HA+a)一H设(1.8)上一页下一页返回学习单元1高程测设③上下移动靠立在B桩侧面的水准尺，当尺读数恰好等于b应时，紧靠尺底在桩的侧面上画一条水平横线，其高程即等于H设。上一页返回学习单元2角度测设1.2.1任务描述一、工作任务1)自选测量方法，测出如图1.22中所示各个水平角的数值。2)如图1.23所示，OA为地面一已知方向，并已知∠AOB=60°00'00"，利用精密方法确定OB边，使∠AOB等于已知值。二、可选工作手段经纬仪、三脚架、钢尺、卷尺、标杆、工作记录表等。1.2.2案例示范一、案例描述1.工作任务(1)利用测回法测量图1.24中水平角的大小，写出详细测量步骤。下一页返回学习单元2角度测设(2)如图1.25所示，O、A为地面上的两个已知点，欲在实地测设设计值为30°00'00"的水平角∠AOB。2.可选工作手段经纬仪、三脚架、卷尺、标杆、工作记录表等。二、案例分析与实施案例一:如图1.24所示，用测回法测量水平角刀的大小，观测步骤如下:①在B点安置经纬仪并对中和整平。②盘左(即竖盘在望远镜的左侧，又称正镜)瞄准左方目标A,读取水平度盘读数a左，记入观测手簿;松开水平制动螺旋，顺时针方向转动照准部去瞄准右方目标C,读取水平度盘读数b左，记入观测手簿。盘左测得的水平角值为:β左=b左-a左。(上半测回)③盘右(又称倒镜)瞄准右方目标C,读记水平度盘读数b右，再逆时针上一页下一页返回学习单元2角度测设方向转动照准部，瞄准左方目标A,读记水平度盘读数a右，则盘右位置测得的水平角值为:β右=b右-a右。(下半测回)④当左与右之差(对J6级仪器)不超±40"时，取其平均值β=½(ß左+ß右)作为结果.案例二:如图1.25所示，O、A为地面上的两个已知点，欲在实地测设设计值为β的水平角∠AOB。步骤:①在O点安置经纬仪后，先用盘左后视A点，用度盘变换手轮将水平度盘的读数调至0°00'00"，再松开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照准部，使水平度盘的读数恰为30°00'00"。此时，在视线方向上定出B’点即为OB’方向线。②盘右位置按上述步骤测设30°00'00"，在地面上标出B"点，获得OB"(OB"=OB')方向线。取B'B"的中点B，则OB方向就是要测设的方向，它与OA方向所夹的水平角值，即为30°00'00"。1.2.3知识链接

上一页下一页返回学习单元2角度测设一、角度测量原理1.水平角侧量原理(1)定义:两条空间直线所夹的水平角，就是过这两条空间直线所作的铅垂面之间的二面角。其取值范围为0°一360°。(2)原理:为了测量水平角角的大小，可在A点的上方水平地放置一个顺时针注记的刻度圆盘，使其中心位于角顶的铅垂线上。设过BA和BC的铅垂面在度盘上截取的读数分别为a和b,显然β=b-a(1.9)2.垂直角测量原理同一铅垂面内倾斜视线与水平视线间的夹角，称为垂直角。其取值范围是0°一士90°,且规定仰角为正，俯角为负。如图1.26所示，仪器瞄准OM方向测得的垂直角α1为正值，瞄准ON方向测得的垂直角α2为负值。倾斜视线和水平视线在竖直度盘上截取的方向读数之差，即为垂直角的大小，经纬仪望远镜视准轴水上一页下一页返回学习单元2角度测设平时的竖盘读数为一固定值（o,90,l80或270，见图1.27),故垂直角测量时，只需读取瞄准目标点时一个方向的竖盘读数，即可算出垂直角的大小。二、经纬仪的结构经纬仪按其读数设备可分为光学经纬仪和电子经纬仪两类;按其精度，又可分为普通经纬仪和精密经纬仪两类。精密经纬仪有DJo.5、DJ1型;普通经纬仪有DJ2和DJ6型等。图1.28是DJ6型的结构图。1.照准部照准部是指经纬仪上部的可转动部分，主要包括望远镜、水准器、竖直度盘、横轴系、测微装置、竖轴、水平和竖直制动微动装置及读数设备、支架等。照准部下部有个旋转轴，可插在轴套内，照准部绕该轴转动，旋转轴几何中心线称为竖轴，用V一V表示。轴套插入轴座孔中，由轴座锁定螺钉固定，使照准部与基座成为一个整体。望远镜的旋转轴(称为横轴，其轴线用H-H表示)固连，安装在支架上，可绕横轴360旋转。通过制动和微动螺旋可调节望远镜在竖直面内转动，以便照准高低不同的目标。为厂建立竖直面，望远镜的视准轴上一页下一页返回学习单元2角度测设C一C应垂直于横轴H一H，且H一H应垂直于V一V0(最好增加一个经纬仪的轴线图)一般的经纬仪上面有两个水准器:圆水准器和管水准器。圆水准器用来粗略整平仪器，管水准器用来精确整平仪器。都是使水平度盘处于水平位置(同时也使v-v处于铅垂)，但是后者比前者精度高。一般在望远镜的右侧设有读数显微镜，通过它可以读取出水平和竖直度盘读数。光学对中器用于调整水平度盘中心与测站点位于同一铅垂线上，即对中。2.度盘光学经纬仪有水平和竖直度盘，它们都是由光学玻璃圆环刻制而成。度盘全圆0~360等弧长刻划，两相邻分划间的弧长所对圆心角，称为度盘分划值。日前，度盘分划值有1、30'、20’三种，一般顺时针每度注记。水平度盘固定在套轴上，套装在轴套外，如图1.28所示。在水平角测角过程中，水平度盘固定不动，不随照准部转动。为了改变水平度盘位置，仪器设有水平度盘转动装置。这种装置有两种结构:其一是采用水平度盘位置变换手轮(安装在仪器侧面或照准部底部)，简称拨盘手轮。上一页下一页返回学习单元2角度测设使用时，转动手轮，此时水平度盘随着转动。若将手轮安装在侧面，转动手轮前，应压下保险杆，将手轮内压，转动手轮即可改变水平度盘位置;松开手轮，手轮自动弹出，保险杆回位。若将手轮设在水平度盘下方，使用时应先打开手轮护罩再转动手轮，待转到所需位置时，松开手轮，最后盖上护罩。其二是复测装置(北光DJ6一A型)。水平度盘与照准部依靠复测器的弹簧夹片离合控制(图1.28)，复测器座固定在照准部外壳上，随照准部一起转动。当复测扳手扳下时，弹簧片夹紧度盘套轴使度盘与照准部结合在一起，照准部转动将带动水平度盘一起转动，度盘读数不变。若将复测扳手扳上时，度盘与照准部相互脱离，照准部转动不会带动水平度盘，读数随之改变。所以，在测角过程中，复测扳手应始终保持向上。竖盘装置包括竖直度盘、竖盘读数指标水准管与微动螺旋等，用于竖直角测量。微测装置用于测量不足度盘分划值的微小角值。竖盘装置上一页下一页返回学习单元2角度测设随着望远镜的旋转而旋转。3.基座基座在仪器的最下面，支撑整个仪器的底座。基座上一般安装有三个脚螺旋和连接板。在仪器整平时，就是脚螺旋和三脚架协同工作。另外，有的仪器的中心螺旋下面有个挂钩，以方便悬挂垂球，用于经纬仪的对中整平。4.读数系统当经纬仪照准目标后，就可以使用经纬仪的读数系统读出目标在水平度盘和垂直度盘上的读数，进而计算水平角和垂直角。经纬仪的读数系统一般由读数显微镜、测微器以及相关光路系统组成。在读数时，需要将反光镜置于合理的位置，保证在读数显微镜观察时，读数窗口明亮。读数系统就是将经纬仪在水平度盘和垂直度盘上的读数经过光路反射和放大后，在测微器平面上的成像。在读数窗口，可同时观察到水平和竖直度盘的像，见图1.29。对于一般的DJ6经纬仪，水平度盘和垂直度盘上的最小刻划间距是1°。经过分微尺测微器处理后，将1°放大至60倍。在上图中，上一页下一页返回学习单元2角度测设较长的刻划线所标示的数字的单位是度，放大60倍后，在测微器上两条相邻的刻划线的间距是1'。由于人们的眼睛大概能估读到某一刻划线的十分之一，所以，在读数时秒位是估读的，并且至估读至1’的十分之一;也就是6"，最终的秒位的数值肯定是6的整数倍。简而言之，水平度盘和垂直度盘的读数中的度和分是能够直接读取的，而秒位是估读的，并且数值是6的整数倍。如图1.29，水平角读数为73°04‘06“，垂直角的读数为87°15’24”。三、经纬仪的使用经纬仪的使用，一般有对中、整平、瞄准和读数四个基本步骤。其中，对中和整平又统称为安置仪器。1.对中经纬仪对中的目的，是使水平度盘中心和测站点标志中心处于同一铅垂上。对中的方法有垂球对中法和光学对中器对中法两种。上一页下一页返回学习单元2角度测设（1）用垂球对中。用垂球对中的步骤如下:①张开三脚架，调节架腿，使三脚架高度适中、架头大致水平，并使架头中心初步对准标志中心。②装上仪器，使其位于架头中部，拧紧中心螺旋，挂上垂球。如果垂球尖偏离标志中心较大，可平移脚架，使垂球尖靠近标志中心，并将三脚架的脚尖踩人土中。同时，注意保持架头大致水平和垂球偏离标志中心不超过1cm。③稍许松开中心连接螺旋，在架头上慢慢移动仪器，使垂球尖对准标志中心，再旋紧中心连接螺旋。垂球对中的误差可小于3mm。(2)用光学对中器对中。如图1.30所示。对中的步骤如下:①首先，使架头大致水平和用垂球(或目估)初步对中;然后，转动(拉出)对中器目镜，使测站标志的影像清晰;上一页下一页返回学习单元2角度测设②转动脚螺旋，使标志中心影像位于对中器小圆圈(或十字分划线)中心，此时圆水准器气泡偏离;③伸缩脚架使圆水准气泡居中，但需注意脚尖位置不得移动。再转脚螺旋，使水准管气泡居中。④检查对中情况，标志中心是否位于小圆圈中心;若有很小偏差，可稍许松开中心连接螺旋，平移基座，使标志中心和分划圈中心重合。⑤检查水准管气泡，若气泡仍居中，说明对中已经完成;否则，应重复②、③、④、⑤的步骤，直至标志中心与分划圈中心重合后，水准管气泡仍居中为止。最后，将中心螺旋旋紧。用光学对中器对中的优点是:不受风力的影响且能提高对中精度，其误差一般可小于1mm。2.整平整平的目的是使水平度盘处于水平位置和仪器竖轴处于严格的铅垂位置。其操作步骤如下:上一页下一页返回学习单元2角度测设①转动照准部，使长水准管平行于任意两个脚螺旋(编号分别为1、2)的连线，并转动1、2脚螺旋使长气泡居中，如图1.31(a)所示。②再将照准部转动90,使水准管垂直于1、2的连线，并转动脚螺旋3使气泡居中，如图1.31（b）所示。③重复①、②两步骤，直至照准部转到任何位置时，气泡的偏离量不超过1格为止。3.瞄准瞄准就用望远镜的十字丝交点去精确对准目标。瞄准目标时先用望远镜上的粗瞄器瞄准目标，将各制动螺旋制动并调焦后，再旋微动螺旋，使十字丝精确瞄准目标。测水平角时，应该用十字丝的竖丝精确夹准(双丝)或切准(单丝)目标。测竖直角时，则应该用十字丝的横丝精确切准目标。4.读数上一页下一页返回学习单元2角度测设读数前，先将反光镜张开，调节镜面朝向光源，使读数窗亮度均匀，转动读数显微镜调焦螺旋，使读数分划线清晰;然后，根据仪器的读数设备，进行读数。这里需要注意的是，不同的仪器有不同的读数方法，务必要根据自己所使用的仪器进行读数。四、水平角的观测方法水平角度的观测方法主要有两种:测回法和方向观测法。前者适用于两个方向的观测，后者适用于两个以上方向的观测。1.测回法测回法是观测水平角的一种最基本方法，常用于观测由两个方向所夹的单个水平角。如图1.34所示，用测回法测量水平角β的大小时，观测步骤如下:①在B点安置(即对中和整平)经纬仪，同时在A和C方向树立测杆或上一页下一页返回学习单元2角度测设测钎等比较明显的物体，作为目标标志。②盘左(即竖盘在望远镜的左侧，又称正镜)瞄准左方目标A,读取水平度盘读数a左，记入观测手簿(见表1.3);松开水平制动螺旋，顺时针方向转动照准部去瞄准右方目标C，读取水平度盘读数b左，记入观测手簿。则盘左测得的水平角值为:β左=b左一a左。以上称为上半测回。③盘右(又称倒镜)瞄准右方目标C,读记水平度盘读数b右，再逆时针方向转动照准部，瞄准左方目标A,读记水平度盘读数a右，则盘右位置测得的水平角值为:β右=b右一a右。以上称为下半测回。④当左与右之差(对J6级仪器)不超士40”时，取其平均值β=½（β左+β右）作为结果。上半测回与下半测回，合称一测回。注意：上一页下一页返回学习单元2角度测设①为了提高水平角的观测精度，有时需要用测回法测某角n个测回时，为了减小度盘刻划误差的影响，各测回之间要按180°/n的差值用度盘变换度盘的起始位置。②无论是正镜观测还是倒镜观测，水平角的角值始终是瞄准右目标时的水平度盘读数减去瞄准左目标时的水平度盘读数;当所减数值为负时，右目标读数加上360°。③注意在安置三脚架时，应稳固。测量时，不要碰到仪器或者三脚架。如果在测量过程中，发现气泡偏离超过一格，应将仪器重新整平对中后，再进行观测。2.方向观测法当在同一测站上需要观测的方向为三个或三个以上时，通常用方向观测法观测水平角。方向观测法也是在测量平面控制网中最为常用的一种方法。现欲在O点一次测出α、β和γ三个水平角，观测步骤和计算方法如下:上一页下一页返回学习单元2角度测设(1)观测。①在测站点0安置经纬仪，选定任一背景明亮、成像清晰稳定的目标作为观测的起始目标(假定A为起始目标)。②盘左瞄准A用度盘变换器将读数拨到略大于0°，并记入表格，然后顺时针转动仪器，并依次瞄准B、C、D、A,读记水平度盘读数。此为上半测回的观测。③盘右，逆时针转动仪器，按A、D、C、B、A的顺序依次瞄准目标，读记水平度盘读数。此为下半测回的观测。以上过程为一个测回。当需要观测n个测回时，测回间仍要按180°/n变换起始方向读数。此外，起始于A又终止于A的过程称为归零的方向观测法，又称全圆测回法。规范规定，三个方向以下(含三个方向)的方向法测角，可以不归零。(2)计算。①计算归零差。起始方向的两次读数的差值称为半测回归零差，以△表示。例如，表1.4中盘左的归零差为△左=0°01‘24“-0°01’12”=+12“，盘右的归零差为△右=O“，分别记在相应上一页下一页返回学习单元2角度测设列的下部。对J6级仪器，△应小于士18"(J2级不应超过士12")，否则应查明原因后重测。②计算两倍照准差:1.4中2C称为两倍照准差。2C等于同一方向的{盘左读数一(盘右读数士180°)}。例如，第一测回OB方向的2C值为:2C=9653'06"一(27653'00"一180)=+6"对J2经纬仪，一测回内2C的变化范围不应超过士18“;对J6级经纬仪，考虑到度盘偏心差的影响，2C的互差一般只作自检，不作限差规定。③计算平均方向值:平均方向值等于同一方向的{盘左读数+(盘右读数士180°)}除以2。例如，第一测回OB方向的平均方向值为:½x{96°53'06"+276°53'00'一180°)}=96°53'03"上一页下一页返回学习单元2角度测设由于OA方向有两个平均方向值，故还应将这两个平均值再取平均，得到唯一的一个平均值，填在对应列的上端，并用圆括号括起来。如第一测回OA方向的最终平均方向值为x（0°01'15"+0°01'21）=0°01'18"④计算归零方向值:将起始方向值化为零后各方向对应的方向值称为归零方向值，即归零方向值等于平均方向值减去起始方向的平均方向值。如第一测回OB方向的归零方向值为96°53'03"-0°01'18"=96°51'45"⑤计算归零方向平均值:如果在一测站上进行多测回观测，当同一方向各测回之归零方向值的互差对J6级仪器不超过士24"(J2级不超过士12"）时，取平均值作为结果。例如，表1.4中OB方向两测回的平均归零方向值为:½x(96°51'45"+96°51'39")=96°51'42"上一页下一页返回学习单元2角度测设⑥计算水平角:任意两个方向值相减，即得这两个方向间的水平夹角。如OB与OC方向间的水平角为:∠BOC=143°31'30"一96°51'42"=46°39'48"五、垂直角的观测如图1.35所示，设测站点为A，目标点为B，欲测量垂直角α，则可按下列步骤进行观测:①在A点安置经纬仪(对中、整平)，盘左判定竖盘注记方式，画出盘左望远镜水平时的竖盘注记草图，确定盘左和盘右观测垂直角的计算公式;②盘左用横丝精确瞄准目标B，用指标水准管的微动螺旋使指标水准管的气泡居中后，读竖盘读数，并计算α左，此为上半测回观测;③盘右瞄准B，使指标水准管的气泡居中后读记竖盘读数，并计算α右，此为下半测回的观测；上一页下一页返回学习单元2角度测设④取α左和α右的平均值，从而得一测回的垂直角α,α=（α左+α右）六、竖直度盘的构造与垂直角计算公式的确定光学经纬仪的竖盘读数系统由竖盘、指标、竖盘指标水准管和显微镜等组成。竖直度盘为0°~360°全圆刻划的玻璃圆环。竖直度盘的注记方式有多种。图1.36分别为顺时针注记的天顶距式竖盘在盘左和盘右时的结构形式。国产经纬仪的竖盘多数为天顶距式顺时针注记。现以天顶距式顺时针注记的竖盘为例，说明垂直角计算公式的确定方法。如图1.36所示，假设竖盘指标水准管的气泡居中时，竖盘指标处于正确位置，则盘左望远镜水平时的竖盘读数为90°，盘右望远镜水平时的竖盘读数为270°。当望远镜上仰或下俯瞄准一目标时，竖盘转过的角度即为所要测的目标方向的垂直角α。从图中可以看出:上一页下一页返回学习单元2角度测设α左=90°—L(1.10)α右=R一270°(1.11)在测垂直角前，应先了解竖盘的注记方式，来确定垂直角的计算公式。具体步骤为:首先，以盘左位置将望远镜大致放平，读取竖盘读数;然后，将望远镜慢慢上仰，看读数是增加还是减小，按下列法则写出垂直角的计算公式:①望远镜上仰时，若读数减小，则垂直角等于望远镜水平时的常数减去瞄准目标时的读数;②望远镜上仰时，若读数增大，则垂直角等于瞄准目标时的读数减去望远镜水平时的常数。如果盘左属干第一种情况，则盘右必须属干第二种情况；反之，亦然。七、竖盘指标差上一页下一页返回学习单元2角度测设上述垂直角的计算，是假定指标水准管气泡居中时，指标处于正确位置。但事实上，当气泡居中时，指标所处的实际位置往往和其应处的正确位置相差一个小角x,x称为指标差。图1.37为天顶距式竖盘指标差的示意图，盘左在望远镜水平时竖盘读数实际上为90+x,盘右实际上为270+x。故用盘左、盘右测垂直角时，正确的垂直角应为:α=(90+x)一L(1.12)α=R一(270+x)(1.13)由以上两式可以导出:X=½（L+R一360°)(1.14)式(1.9)便是天顶距式竖盘的指标差计算公式。对于同一台仪器来说，指标差应是一个常数，但由于偶然因素的影响，它也可能变化，其变化范围应符合规范中的规定。上一页下一页返回学习单元2角度测设若顾及到式(1.10)和(1.11)，则式(1.12)和(1.13)又可写成:α=α左+x（1.15）α=α右-x（1.16）即在盘左和盘右测得的垂直角中分别加上和减去一个指标差，便可得到正确的垂直角。同样，由式(1.15)和(1.16)又可导出α=½(α左+α右)，即盘左、盘右测得的同一垂直角取其平均值，可以消除指标差的影响。八、测设已知数值的水平角测设已知数值的水平角，就是根据已给定的角顶和一条已知边的方向，按设计的水平角值，在地面上标定出第二条边的方向。1.一般方法当测设精度要求不高时，使用该方法。如图1.38(a)所示，O、A为地面上的两个已知点，欲在实地测设设计值为β的水平角∠AOB。上一页下一页返回学习单元2角度测设步骤:①在O点安置经纬仪后，先盘左后视A点，用度盘变换手轮将水平度盘的读数调至0°00'00";再松开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照准部，使水平度盘的读数恰为。此时，在视线方向上定出B'点，即为OB'方向线。②盘右位置按上述步骤测设值β，在地面上标出B“点，获得OB"(0B"=OB')方向线。取B'B"的中点B，则OB方向就是要测设的方向，它与OA方向所夹的水平角值即为β。2.精确方法当测设精度要求较高时，使用此法，如图1.38(b)所示。步骤:①可先用一般方法测设值β，得过渡点B';②用测回法观测∠AOB’若干测回(测回数根据精度要求而定)，求出观测值的平均值β1，则值β1与设计值之差△β=β1一β。③根据OB’的长度，可按下式计算其改正值B'B:上一页下一页返回学习单元2角度测设

（1.17）④过B'作垂直于OB'，沿垂线方向上向外(△β为负值时)或向内(△β为正值时)量取B'B即可标出B点，则∠AOB便是所要测设的角值为β的水平角。上一页返回学习单元3距离测设1.3.1任务描述一、工作任务(1)利用经纬仪定线测量下图中A、B两点之间的距离。(2)如图1.40所示，根据已知数据在已知方向上测设点B，使AB之间的距离等于已知数值。二、可选工作手段标杆3根，标杆架2个，测钎5根，垂球2个，测距仪1台，三脚架1个，对中杆和对中支架各1个，单棱镜1个，电池1个，温度计1个，气压计1个，记录板1块，对讲机1套，测伞1把，自备铅笔和测距手簿。1.3.2案例示范下一页返回学习单元3距离测设一、案例描述1.工作任务案例一:如图1.41所示，利用测距仪测量A、B两点之间的距离。案例二:如图1.42所示，已知D测设=30.000m,要求从A点开始用精密方法测设一点AB，使DAB=30.000m。2.可选工作手段标杆3根，标杆架2个，测钎5根，垂球2个，测距仪1台，三脚架1个，对中杆和对中支架各1个，单棱镜1个，电池1个，温度计1个，气压计1个，记录板1块，对讲机1套，测伞1把，自备铅笔和测距手簿。二、案例分析与实施案例一:如图1.41所示，在A点安置测距仪，在B点安置反射镜。测上一页下一页返回学习单元3距离测设距仪发射的调制光波，射向反射镜后被射回仪器的接收系统。若光波往返于A,B间的时间为t，光速为c，则AB的距离为:D=½ct（1.18）代人测量数据，即得AB间的距离值。案例二:如图1.42所示，观测员在直线起点A安置全站仪(或光电测距仪)，利用全站仪(或光电测距仪)的跟踪功能指挥司镜员前后移动反光镜。待放样距离差接近O时，在实地标出直线终点的过渡点B‘，再于B’精确安置反光镜并精确测定AB’的水平距离D‘,则设计距离D与D’的差值△D=D-D’即为由B’到B的距离改正数。用小钢尺改正DD，实地改正并标出直线的终点B后，尚需在B安置反光镜，精测AB的距离，看是否与设计距离相符。若误差在允许范围内，B即可作为直线的终点;否则，应进一步调整。1.3.3知识链接上一页下一页返回学习单元3距离测设确定地面点的位置是测量的最基本的任务。在前面的帝节已经讲过厂水准测量和水平角度测量。水准测量可以确定地面点在铅垂方向上的位置，即高程;水平角度测量可以确定地面点的方向。如果要确定地面点在空间上的位置，还需要测量另外一个要素——距离。一、概述根据测量距离所使用的仪器的不同，可以将测距方法分为三种:钢尺量距、光学视距法和电磁波测距等。钢尺量距是利用经检定合格的钢尺直接量测地面点之间的距离;光学视距法就是利用望远镜内的视距丝，根据几何光学原理测定距离;电磁波测距就是利用仪器所发射的电磁波，通过测定电磁波从发射位置到接受位置所使用的时间，在乘以光速来进行距离的测量。根据测量距离的方式的不同，可以将距离测量分为两种:直接测距和间接测距。直接测距就是采用已知长度的刻划尺与被测距离进行比上一页下一页返回学习单元3距离测设较，从而直接测定。钢尺量距就是直接测距的一种方式。间接测距是指一般情况下不与被测目标直接接触，利用包含有距离信息的间接量，然后经过解算从而获得所需要的距离。光学视距法和电磁波测距就是间接测距。二、钢尺量距的一般方法

1.量距的工具在进行钢尺量距时，一般要使用的工具有钢尺、标杆、测钎、垂球、弹簧秤和温度计等。(1)钢尺。如图1.43,钢尺是利用一定长度(一般为30m、50m等)的钢制的带尺(宽度一般为10~15mm，厚度一般为0.4mm左右)，上面刻有刻划线，在刻划线上刻有数值，以标示距离。(2)辅助工具。钢尺量距需要使用一些辅助工具，包括标杆、测钎、垂球、弹簧秤和温度计等。上一页下一页返回学习单元3距离测设测钎[如图1.44(a)]:一般用于距离测量的中转点，用于标志所测尺段的起点和终点，提高观测的可靠程度。标杆[如图1.44(b)所示]:一般在杆上涂有红自相间的漆，便于在远处观察，可用于直线定线和照准标志。垂球[如图1.44(c)]:用来提高一条铅垂线，从而保证尺面水平。2.直线定线当两点间的距离较长或地势起伏较大时，需将其分成若干段进行丈量。确定若干点在已知直线上的工作，称为直线定线。直线定线的方法有目估法和经纬仪法两种。(1)目估法定线。如图1.45所示，设A、B为直线的两个端点，要在AB直线上定出1、2等点。先在AB两点插上标杆，乙作业员持标杆在AB直线上距A点约一尺段处，甲作业员站在B点标杆后约1~2m处指挥乙左、右移动标杆，直到A、1、B三根标杆精确处于同一直线上。上一页下一页返回学习单元3距离测设由于使用人眼进行观测，目估法的精度一般较低，常用于对于距离测量精度要求不高的测量任务。(2)经纬仪定线如图1.46所示，在A安置经纬仪，用望远镜中的十字丝竖丝瞄准立于B处的测杆，固定照准部后，按观测员的指挥，使各待定点处的测钎也落在十字丝的竖丝上，然后插入地下即可。经纬仪的直线定线的精度较高，常用于对于距离观测精度要求较高的测量任务。注意在使用经纬仪定线时，常需要将阻碍定线工作的障碍物清除掉;如果要求高精度测量，还需要使用经纬仪检查各待测点的位置是否在误差允许范围内;如果不在，还需要使用经纬仪对待测点的位置进行调整。另外，如果考虑到经纬仪视准轴的误差，还可以使用盘左、盘右分别定线，然后取平均位置。3.量距(1)平坦地段的丈量。上一页下一页返回学习单元3距离测设平坦地段的量距和定线通常是同时进行的。一般的量距过程为:①预备。若丈量两点间的水平距离DAB，后司尺员持尺零端位于起点A，前司尺员持尺末端、测钎和标杆沿直线方向前进，至一整尺段时，竖立标杆;②整尺测量。由后司尺手指挥定线，将标杆插在AB直线上;将尺平放在AB直线上，两人拉直、拉平尺子，前司尺员发出“预备”信号，后司尺员将尺零刻划对准A点标志后，发出丈量信号“好”。此时，前司尺员把测钎对准尺子终点刻划垂直插入地面，这样就完成了第一尺段的丈量。同法继续丈量直至终点。每量完一尺段，后司尺员拔起后面的测钎再走。③余尺测量。最后不足一整尺段的长度称为余尺段。丈量时，后司尺员将零端对准最后一只测钎，前司尺员以B点标志读出余长a读至mm。后司尺员“收”到n整尺段数)只测钎，A、B两点间的水平距离DAB。上一页下一页返回学习单元3距离测设按下式计算AB线段的距离:D=nLo+a(1.19)式中Lo—钢尺的名义长度(标称长度);a—不足一整尺的距离。为了提高量距的精度，通常在距离测量时，一般需要往返进行观测。而距离观测的精度就可以用往返测距离的相对误差来评定，以K表示相对误差，则:式中D平—往返测距离的平均值;

△D—往返测距离之差。上一页下一页返回学习单元3距离测设当K≤1/3000时，取D平作为最终结果。在计算相对误差时，分母通常取整百、整千、整万，不足的一律舍去(一般不进位)。相对误差分母越大，量距精度越高。(2)倾斜地段的丈量。倾斜地段距离的丈量通常有两种方法:平量法和斜量法。可以依据具体地形情况进行选择。①平量法。平量法就是将钢尺尺面保持水平进行量距，它获取的结果是水平距离。当两点间的高差不大时，可将钢尺的零点对准地面点，末端抬平，并用垂球将末端刻划投到地面上，如图1.47所示。用这种方法量距离时不便返测，可增加一次往测代替返测，并用式(1.20)评定量距精度。②斜量法。斜量法的量距过程则是将钢尺的起点和终点，分别对准待观测点的起点和终点，将钢尺拉直进行量距。从而斜量法获取的距离上一页下一页返回学习单元3距离测设值是两待测点之间的倾斜距离。当两点间的高差较大时，可通过直线定线，在地面坡度变化处插钎分段(图1.48)，测出相邻分段点间的斜距和高差，按式(1.21)计算各分段的平距，即:4.钢尺量距的注意事项在使用钢尺进行量距时，为了保证测量结果的正确性和准确性，以及保护使用的测距下具，一定要注意以下事项:(1)测量前，认清钢尺的零位及刻划情况。(2)定线要准;拉尺要平、稳、紧;插钎要竖直;拉尺时防止尺身出现α结和麻花形。上一页下一页返回学习单元3距离测设(3)读数应细心，不要将6错读成9等。(4)严禁车辆从尺上辗过。(5)钢尺用完，应擦净上油，防止生锈。二、钢尺量距的精密方法一般方法量距的精度多在1/1000~1/5000之间。当对量距的精度要求更高时，应当用精密方法。精密方法主要就是对钢尺量距的结果进行改正，消除或者减弱由于钢尺的变形、刻划以及外界环境对量距造成的影响。尺长方程式就是对钢尺量距进行改正的公式。1.尺长方程式的概念钢尺检定，就是将钢尺与一个标准长度比较，求出它在标准拉力(30m和50m长的钢尺分别用100N和150N)和标准温度(通常为20℃)下的实际长度。可将钢尺送交设有比尺台的测绘单位或有关计量机构检定。检定结果通常表示为标准拉力下尺长随温度变化的函数上一页下一页返回学习单元3距离测设形式，称为尺长方程式。普通钢尺的尺长方程式如式(1.22)，即:Lt=L0+△L0+αL0(t一t0)(1.22)式中Lt—在标准拉力和温度t下的实际尺长;L0—钢尺的名义长度;△L0—在标准拉力、标准温度下L0的修正值，简称尺全长改正数;α—钢尺的线膨胀系数，通常为1.2x10-5m/(m·℃);t—量距时的钢尺温度;t0—标准温度，通常为20℃。αL0(t一t0)为由于t对t0产生了温差(t一t0),钢尺在L'0基础上产生的长度增量，称为尺全长温度改正数。令上一页下一页返回学习单元3距离测设则有L'=L+△L+△Li(1.25)式中L'—所量线段的实际长度;L—所量线段的名义长度;△L—L的尺长改正数;

△Li—L的温度改正数。2.精密量距的外业(1)概量定线。如图1.49所示，在AB直线上通过概量和定线，以略小于钢尺长度的间距定出各分段点，在分段点处打下大木桩，并在桩顶钉上白铁皮。然后，再于铁皮上概量和仔细定线，刻划细十字，以十字的交点作为分段点标志。(2)测量相邻桩顶间的斜距L。测量时，在检定过的钢尺的零端挂上弹簧秤，将尺的刻划靠在相邻两上一页下一页返回学习单元3距离测设桩顶上的十字交点处，施加标准拉力。拉稳后，首末两端同时读取十字交点处的尺读数(估读至0.5mm),记入手簿(表1.6)。每一尺段长度均需用不同的尺位读定三次，三次测量结果的互差不超过2mm时，取其平均值作为结果。此外，每一尺段均应测记一次钢尺的温度(估至0.5℃)。由直线起点向终点测记各尺段的长度后，应调转尺子方向，立即进行返测。(3)测量相邻桩顶间的高差h.在测量各尺段长度前或后，用水准测量的方法，往返观测相邻桩顶间的高差。同一高差的往返观测值的较差不超过10mm时，取平均值作为结果。3.精密量距的内业计算(1)计算各尺段的水平距离D.根据外业量取的相邻桩顶间的尺段长度L、高差h和钢尺的温度t，经过下列计算，可获得相应尺段的水平距离D:上一页下一页返回学习单元3距离测设①计算尺长改正数。依式(1.23),L的尺长改正数为:②计算温度改正数。依式(1.24),L的尺长改正数为:△Lt=Lα(t一t0)(1.24)③计算倾斜改正数Lh.(1.26)④计算尺段水平距离。D=L+△Ld+△Lt+△Lh(1.27)(2)计算总距离和评定量距精度。各尺段的水平距离求和，即得全线段的水平距离—总距离。依往返测上一页下一页返回学习单元3距离测设总距离算出后，式(1.20)评定量距精度。精度符合要求时，取往返测距离的均值作为结果。三、光学视距法光学视距测量是指利用望远镜内的十字丝上的视距丝以及带有分划的标尺(如水准测量里所使用的水准尺)，利用光学几何原理，测定两点间的水平距离。它是一种间接测距方式，精度一般较低，大约为1:300。采用视距法进行距离测量，可采用的仪器主要有水准仪和经纬仪(或全站仪)。当采用水准仪进行视距测量时，其距离计算公式为:D=100·la上一a下l(1.28)其中，a上为望远镜上丝在标尺上的读数，a下为望远镜下丝在标尺上的读数。需要注意的是在立标尺时，需要将尺面立在铅垂面上。当采用经纬仪进行视距测量时，其距离计算公式为:D=100·la上一a下lcos2α(1.29)上一页下一页返回学习单元3距离测设其中，a上为望远镜上丝在标尺上的读数，a下为望远镜下丝在标尺上的读数，为测站点仪器中心至照准目标的垂直角。同样，在立标尺时，需要将尺面立在铅垂面上。四、光电测距仪由于钢尺量距是直接测量方式，在遇到较大的障碍物或者天气条件不佳的情况下，都不宜使用这种方法进行距离观测。光学视距法虽然适用条件较宽松，但是精度很低，只适用于距离的估测。而光电测距测距精度很高，对环境的要求很低，测距所耗费时间很少。所以，光电测距在现在测量中应用得已非常广泛。按照光电测距方式的不同，可将光电测距分为两种:脉冲法和相位法;按照测距仪所使用的载波源的不同，可以分为激光测距仪、红外测距仪、微波测距仪等;按照测距仪测程的不同，可以分为短程测距仪、中程测距仪和远程测距仪等。1.光电侧距的基本原理上一页下一页返回学习单元3距离测设光电测距仪的工作方式基本上分为两种:脉冲法测距和相位法测距。(1)脉冲法测距的基本原理。设用相位法测距仪距量A、B两点间的距离D(如图1.51所示)，在A点安置测距仪，在B点安置反射镜。测距仪发射的调制光波，射向反射镜后被射回仪器的接收系统。若光波往返于A、B间的时间为t，光速为c，则AB的距离为:D=½ct(2)相位法测距的基本原理。如果将光波在测线上按往、返距离展开，如图1.51所示。显然，光波回到A点时的相位