铁路工程测量课件

铁道工程测量1.铁道工程测量1.

铁道工程测量要掌握的知识

一.测量学的基本知识

测量学是研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状和大小、地球重力场，测量

和描述地球表面

自然形态和地物

的几何分布，编

制全球或局部地

区各种比例尺的

地图和专题图的理论与技术的学科。

2.

铁道工程测量要掌握的知识

一.测量学的基本地球的形状与大小地球的自然表面有高山、丘陵、平原、江、河、湖、海等，高低不平，也极不规则。最高的珠穆朗玛峰高出平均海水面8844.43m，最低的马里亚纳海沟在海平面以下11022m。相对于地球形体(平均半径为6371km)而言，这种自然表面的起伏变化还是很有限的。由于地球的质量和自转运动，地球上任何一点都同时受到地心引力和地球自转运动的离心力影响，这两个力的合力称为地球重力，重力的方向线称为铅垂线。地球表面71％是被海水所覆盖；设想一个自由静止的海水面(只有重力作用，无潮汐、风浪影响)，并延伸通过大陆、岛屿形成一个包围地球的封闭曲面，这个曲面就称为水准面。3.地球的形状与大小地球的自然表面有高山、丘陵、平原、江、河地球的形状与大小水准面是一个处处与重力线方向垂直的连续曲面，重力线方向(铅垂线)是测量工作中的基准线。水准面有无数多个，其中与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面。大地水准面是测量工作的基准面，大地水准面包围的地球形体称为大地体。任何静止的水面在测量学中称为水准面。从力学理论和实测结果证明地球是一个两极稍扁的球体，可以用一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体来代替大地，称为“椭球”。为了测量工作需要，在一个国家或地区，需要选一个最接近于本地区大地水准面的椭球，这样的椭球称为“参考椭球”。4.地球的形状与大小水准面是一个处处与重力线方向垂直的连续曲目前，我国采用的椭球参数为：长半轴a=6378.137km，旋转椭球体的扁率1／a=298.257。我国大地坐标的原点在陕西省泾阳县永乐镇。由于旋转椭球体的扁率很小，当测区面积不太大时，可以把地球近似当作圆球看待，其平均半径为6371km。地球的重力作用线称为铅垂线，它是测量工作的基准线。与平均海水面重合的水准面称为大地水准面，它是测量工作的一种基准面，即绝对高程的起算面.5.目前，我国采用的椭球参数为：长半轴a=6378.137km，

地球的经线：地球的经线是连接南北两极的并同纬线垂直相交线,也称本初子午线。经线指示南北方向;所有经线都呈半圆状且长度相;两条正相对的经线形成一个经线圈;任何一个经线圈都能把地球平分为两个半球。地球的纬线：在地球仪上,顺着东西方向,环绕地球仪一周的圆圈,叫做纬线。所有的纬线都相互平行,并与经线垂直,纬线指示东西方向。纬线圈的大小不等,赤道为最大的纬线圈,从赤道向两极纬线圈逐渐缩小,到南、北两极缩小为点。

6.地球的经线：地球的经线是连接南北两极的并同纬线垂直相交经度：经度是地球上一个地点离一根被称为本初子午线的南北方向走线以东或以西的度数。从本初子午线往东到180°为东经线，用"E"表示；从本初子午线往西180°为西经线，用"W"表示。纬度：纬度是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬，记为N，位于赤道以南的点的纬度称南纬，记为S。一个经度和一个纬度一起确定地球上一个地点的精确位置。7.经度：经度是地球上一个地点离一根被称为本初子午线的南北方向走赤道：赤道是地球表面的点随地球自转产生的轨迹中周长最长的圆周。它把地球分为南北两半球，其以北是北半球，以南是南半球，是划分纬度的基线，赤道的纬度为0°。地球赤道两侧有两条醒目的虚线横穿南北半球，这就是回归线。赤道以北的叫北回归线，赤道以南的叫南回归线。南回归线是太阳在南半球能够直射到的最远位置，大约在南纬23°26′，与纬度线平行。每年夏至时，太阳直射北回归线（北纬23°26′），冬至时，太阳直射南回归线，此时正是南半球的盛夏，此后太阳直射点逐渐北移，并始终在南纬23°26′附近和北纬23°26′附近的两个纬度圈之间周而复始地循环移动。8.赤道：赤道是地球表面的点随地球自转产生的轨迹中周长最长的圆周南极圈即南纬66°34′纬线圈。这是南半球上发生极昼、极夜现象最北的界线。南极圈以南的区域，阳光斜射，虽然有一段时间太阳总在地平线上照射（极昼），但正午太阳高度角也是很小，因而获得太阳热量很少，为南寒带。在南极圈以南的地方，一年中会有太阳二十四小时不下山和二十四小时都是夜晚的时候，这两种现象分别称为极昼和极夜。南极圈是南半球的极昼和极夜开始出现的界线，正如北半球的北极圈一般。赤道、南回归线、北回归线、南极圈和北极圈是特殊的纬线。9.南极圈即南纬66°34′纬线圈。这是南半球上发生极昼、极夜现在测量学中，对于地球表面上的地物、地貌的位置，都是由一些反映其特征变化的点所确定的，这些特征点.又称为碎部点。在测区内布设一些有控制意义的点，用较精密的方法测出它们的位置，这些点称为控制点。测量这些点的工作，称为控制测量。再根据控制点测定碎部点相对于控制点的位置称为碎部测量。地球上的地物是指自然形成的或人工建成的有明显轮廓的物体，如河流、道路、房屋等。地貌是指地面上高低起伏的自然形态，如山脉、丘陵、平原等。测量工作的实质就是测定或测设地面点的空间位置，测定选定的点或地面特征点的位置，根据需要绘制成图；或把设计图上的点位测设到地面。10.在测量学中，对于地球表面上的地物、地貌的位置，都是由一些反映地面上点的平面位置的表示方法是：1）.地面上点的平面位置用大地坐标来表示，即用“大地经度”和“大地纬度”来表示。2）.在小区域内进行测量，可以把局部椭球面看成平面，点的平面位置可以用直角坐标来表示。表示地面点的空间位置需要三个分量X、Y、Z。测量工作中用该点投影到椭球面上或水平面上的位置和该点到大地水准面的铅垂距离表示，即地面点的坐标和高程。为了方便起见，通常分别用测量点在投影面上的坐标和到大地水准面的距离来表示。11.地面上点的平面位置的表示方法是：11.测量的基本工作有“平面测量”和“高程测量”。即距离（水平距离或斜距）；角度（水平角和竖直角）；直线的方向；高程。测量工作应遵循两个原则：第一种是先从整体着手布设控制网进行控制测量，然后再测定碎部点的工作方式，即按照“从控制到碎部”的工作程序，就是进行测量工作必须遵循的“由整体到局部”的基本原则。第二种是“测量工作必须步步检核”，此项原则是为确保测绘成果的可靠性。测绘工作的每一个过程、每一项成果都必须检核，在保证前期工作无误的条件下，方可进行后续工作，否则会造成返工。12.测量的基本工作有“平面测量”和“高程测量”。即距离（水平距

二

高程测量

水准测量：水准测量是利用水平视线来测量两点间的高程。三角水准测量：三角测量是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角，然后利用三角公式计算出两点间的高差。高程基准面：大地水准面与平均海水面相吻合的水准面称为高程水准面。水准点：在测区内设立一些高程控制点，并精确测出它们的高程，然后根据这些高程控制点测量附近其它点的高程。这些高程控制点称为水准点，工程上常用BM来标记。水准原点：在我国青岛设立海水涨落观测站，长期观测海水面的升降变化。13.

二高程测量

水准测量：水准测量是利用水平视线来测量同时，建立一个与验潮站相联系的水准基点，作为高程起算点，这个水准基点称为水准原点。水准原点高程值：我国采用的“1985国家高程基准”，依此推算出国家水准原点高程值为72.260m。绝对高程、海拔：地面点到大地水准面的铅垂距离称为该点的绝对高程，或称海拔。假定高程、相对高程：在局部地区或根据工程需要，也可以假设一个水准面作为高程起算面。地面点到该水准面的铅垂距离称为假定高程，或者叫做相对高程。水准测量的基本原理：是利用水准仪建立一条水平视线，并借助水准尺来测定地面两点间的高差，从而由已知点的高程推算出未知点的高程。14.同时，建立一个与验潮站相联系的水准基点，作为高程起算点，这个

水准测量原理15.水准测量原理15.水准测量原理假设A为已知高程点（即HA为已知），欲求B点的高程HB

，需测量A、B两点的高差hAB

。在A、B两点上竖立水准标尺（尺上刻有标准长度的厘米分划，由下而上注记）；在A、B两点的中间位置安置一台能提供水平视线的仪器—水准仪。利用水准仪给出的水平视线分别在A、B两水准尺上读出读数a和b，则A、B两点间的高差为：hAB＝a－b16.水准测量原理假设A为已知高程点（即HA为已知），欲求B点的高若水准测量是从A点开始向B点方向进行的，则称A为“后视点”，A点上的水准尺为“后尺”，a为“后视读数”；称B为“前视点”，B点上的水准尺为“前尺”，b为“前视读数”。两点之间的高差等于后视读数减去前视读数。高差的符号有正有负。当a>b时，高差为正，B点高于A点；反之，高差为负，B点低于A点。求得高差hAB之后，B点的高程为：HB

＝HA＋hAB17.若水准测量是从A点开始向B点方向进行的，则称A为“后视点”，常用于施工测量中的测高法是仪高法或视线高法。假高已知A点高程（标高）为HA，求B点高程，设仪器高为Hi，B点的高程为HB，则：仪器的视线高Hi等于已知点的高程加上后视读数。常用于施工测量，放样点的高程。Hi=HA+a，HB=Hi-b18.常用于施工测量中的测高法是仪高法或视线高法。18.水准测量的几个概念1）、测站：测量仪器所安置的地点。2）、后视：水准路线的后视方向。3）、前视：水准路线的前视方向。4）、视距：水准仪至标尺的水平距离。5）、视线高程：后视高程+后视读数。6）、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。7）、水准点：水准测量的固定标志。8）、水准点高程：指标志点顶面的高程。9）、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。19.水准测量的几个概念19.附合水准线路：附合水准线路是水准测量从一个高级水准点开始，结束于另一个高级水准点的线路。闭合水准线路：闭合水准线路是水准测量从一已知高程的水准点开始，最后又闭合到起始点的水准路线。水准支线：水准支线是从一已知高程的水准点开始，最后既不附合也不闭合到已知高程的水准路线，即分叉水准支线线路。20.附合水准线路：附合水准线路是水准测量从一个高级水准点开始，结水准测量中的测站检核法：为了防止在一个测站上发生错误而导致整个水准路线结果的错误，可在每个测站上对观测结果进行检核，方法如下：1）.两次仪器高法

在每个测站上一次测得两转点间的高差后，改变一下水准仪的高度，再次测量两转点间的高差。对于一般水准测量，当两次所得高差小于5mm时可认为合格，取其平均值作为该测站所得的高差。2）.双面尺法

利用双面水准尺分别由黑面和红面读数得的高差，扣除一对水准尺的常数差后，两个高差之差小于5mm时可认为合格。21.水准测量中的测站检核法：为了防止在一个测站上发生错误而导致整

水准尺和尺垫水准尺又叫水准标尺，简称标尺，其面上绘有宽度为1厘米的标准刻划间隔。土木工程中常用普通双面标尺。双面标尺可用于三、四等水准测量。其长度一般为3米，两根为一对。每根标尺的两面都有刻划，一面为黑白相间，称作黑面（也称主面)，另一面为红白相间，称作红面。或称为（A、B尺）。两面的刻划均为1厘米，只在分米处注记数字。“E”字上长“横”的底端对应整分米位置。22.水准尺和尺垫水准尺又叫水准标尺，简称标尺，其22.为避免读数时产生印象错误，双面标尺的黑面与红面刻划的零点相差一个常数。黑面尺的零点为0，而红面尺的零点为4.687或4.787米。一对尺子的常数不同，其中一把尺子的常数是4.687米，另一把则为4.787米。A、B尺黑面注记的零点差为0，红面注记的零点差为0.1m。直尺规范的报数应精确到毫米，从米到毫米合计四位数。高度不足的要在前面加零，不报小数点。如0.123m的直尺规范的报数应是0123。23.为避免读数时产生印象错误，双面标尺的黑面与红面刻划的零点相差尺垫是用生铁铸成的三角形垫件，其上部中央有一凸起的半球体，作为竖立和转动标尺之用；下部有三个支脚，可插入土中。尺垫的作用是在转点处支撑标尺。24.尺垫是用生铁铸成的三角24.水准测量的高程闭合差：已知高级水准点的理论高程与该点的实测高程之差值称为高程闭合差。水准测量的容许高程闭合差:在各种不同的性质的水准测量中，都规定了高程闭合差的即值，称为容许高程闭合差，用Fh表示。铁路线路水准测量的容许高程闭合差是：

(mm)

式中L为闭合水准线路的长，均以Km为单位。根据水准路线闭合差的大小可以大致衡量观测成果的质量好坏。只有当实测的闭合差小于规定的容许高程闭合差Fh时，才能认为观测成果是合格有效的，否则须返工重测。25.水准测量的高程闭合差：已知高级水准点的理论高程与该点的实测高计算和调整路线闭合差

水准路线闭合差的调整调整闭合差的目的是“消除不符”，即把闭合差分配给各段高差，“由大家共同承担和消化不符值”。调整原则：反号，按比例分配。调整方法：对各段高差加“改正数”。在平坦地区，闭合差的调整按与距离成正比分配。在山地，闭合差的调整按与测站数成正比分配。26.计算和调整路线闭合差水准路线闭合差的调整26.水准测量中的观测误差及其消除的办法:1).视差（仔细调焦可消除）2).读数误差（减小视线长度、读数认真果断）3).水准器泡居中误差（符合后立即读数）4).水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中）.水准测量成果的检核，采用两次仪高法的方法是：在每一个测站上一次测得两转点间的高差后，改变一下水准仪的高度，再次测量两转点间的高差。对于一般水准测量，当两次所得高差之差小于5mm时可认为合格，取其平均值作为该测站点的高差。27.水准测量中的观测误差及其消除的办法:27.

水准仪的结构水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。另外还有水平制动、微动螺旋，微倾螺旋等。

1）.微倾螺旋；2）.分划板护罩；3）.目镜；4）.物镜调焦螺旋；5）.制动螺旋；6）.微动螺旋；7）.底板；8）.三角压板；9）.脚螺旋；10）.弹簧帽；11）.望远镜；12）.物镜；13）.管水准器；14）.圆水准器；15）.连接小螺钉；16）.轴座28.水准仪的结构28.

水准仪按精度可分为DS05

、DS1

、DS3

和DS10四个等级。“D”、“S”是“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母；后面的数字指仪器每公里往返观测高差中数的中误差（mm）。

土木工程中常用的是DS3型水准仪.

29.水准仪按精度可分为DS05、DS1、DS3水准仪：望远镜望远镜用来照准远处竖立的水准尺并读取水准尺上的读数。水准仪望远镜的内部结构与经纬仪望远镜相同，也是由物镜、调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。水准仪望远镜只能水平转动，不能垂直转动。视准轴CC——物镜中心与十字丝分划板中心连线。水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。中丝——读取视准轴CC与标尺交点的读数。上下丝——读取水准仪到标尺的距离(视距)。30.水准仪：望远镜30.十字丝分划板结构——安装在金属圆环上，用四颗校正螺丝固定在望远镜筒上。

31.十字丝分划板结构——安装在金属圆环上，用四颗校正螺丝水准仪：水准器（管水准器、圆水准器）

水准仪上的水准器也有两套，一圆一管。“圆粗平，管精平”。视准轴须平行于管水准轴。为了准确观察管水准器气泡居中的程度，在管水准器的上方安装了一组符合棱镜，通过符合棱镜的反射作用，使气泡两端的影像A、B同时反映在目镜旁边的观察窗中。两端气泡的影像是错开的（如图b)，表示管水准气泡不居中，需转动微倾螺旋使两端影像对齐（如图c）。管水准器灵敏度很高，调节微倾螺旋时需小心仔细，动作不能过猛，否则气泡两端的影像会来回跑动。32.水准仪：水准器（管水准器、圆水准器）32.水准仪：基座水准仪的基座包括轴座、脚螺旋、底板和三角压板等，其作用是支承仪器并与三脚架相连。水准观测时不需对中，故水准仪上没有光学对中器。33.水准仪：基座33.水准测量的基本操作方：包括架设仪器、整平、立尺、照准和读数等。1）.架设仪器撑开三脚架，使高度适中，架头大致水平；确信脚架升降控制螺丝拧紧之后，踩紧脚架。从仪器箱中取出水准仪，置于架头上，然后拧紧中心连接螺旋，使仪器与三脚架固连在一起。2）.粗略整平转动基座上的三个脚螺旋，使圆水准器气泡居中。（气泡移动方向与左手大拇指旋进方向一致）3）.竖立标尺将标尺立于水准点上或转点处的尺垫上。（尺面对向仪器；零点在下；尺底搁在标志顶端或尺垫中央的半球体上；观察尺上的圆水准器气泡）34.水准测量的基本操作方：包括架设仪器、整平、立尺、照准和读数等4）.瞄准标尺利用水平制动－微动螺旋，使望远镜照准标尺，并进行对光，使成像清晰。（松制动，粗瞄；紧制动，物镜对光；微动照准。注意消除视差）5）.精确整平观察符合水准气泡影像，转动微倾螺旋，使两端气泡影像吻合、对齐。（每次读数之前，都必须进行此项精平操作）6）.读数仪器精平后，应立即读数，即读取十字丝横丝在标尺上所截的刻划数。共需读四位数，即米、分米、厘米、毫米。小数点一般可不报。熟练时也可一口气顺序报出完整的四位数，如1608（或6295）。35.4）.瞄准标尺35.水准观测第一个测站测完之后，将仪器搬至第二站；第一站的前尺不动作为第二站的后视，而第一站的后尺前移作为第二站的前尺。依次观测，直至结束。在水准观测中必须注意：①尺垫只能作为转点而不能放在水准点上；②仪器搬站时，原前尺尺垫不能移动，原后尺尺垫的移动必须听从记录员的指挥。36.水准观测第一个测站测完之后，将仪器搬至第二站；第一站的前尺不

掌握水准尺的读数

1）.中丝读数：1590

2）.黑面读数a=1274（mm）；

红面读数b=5958（mm）

37.

水准尺读数题，请在下列水准尺中用横划线标出0132、0346、0428、0420、0555、4762、4832、4923、5110、5230各点，并写上相应的尺寸。38.水准尺读数题，请在下列水准尺中用横划线标出0132、034例1：某铁路项目施工现场中桩测量，采用附合水准测量，水准点高BM1=68.685，BM2=73.565，假设两BM水准点的距离为1km，各测点记录如下表所示，试计算各测点的高程并检核容许高程闭合差，判定其测量精度是否合格。39.例1：某铁路项目施工现场中桩测量，采用附合水准测量，水准点高

例2：某铁路项目施工现场中桩测量，采用附合水准测量，水准点高程BM1=10.235，BM2=15.236，假设两BM水准点的距离为1km，各测点记录如下表所示，试计算各测点的高程并检核容许高程闭合差，判定其测量精度是否合格。

水准测量手薄计算表40.

例2：某铁路项目施工现场中桩测量，采用附合水准测量，水准点欲提高测量精度，提交合格成果，在使用普通水准仪进行水准测量时，应注意r事项:（1）仪器应安置在土质坚实的地方，并尽可使前后视距离相等；（2）观测时避免阳光接直照射仪器；（3）每次读数前，一定要使水准管气泡严格居中；（4）记录员应与观测员紧密配合，避免记、读数数据，对测站的超限成果应即时发现和改正；（5）记录要按格式要求，记录要清楚，不准涂改；（6）水准尺必须竖直，尺上有圆水准器时应使气泡居中，将尺扶稳。

41.欲提高测量精度，提交合格成果，在使用普通水准仪进行水准测量时选择题：例1.水准测量中，视线高应为（C）。A.后视点高程＋后视读数－前视读数

B.后视点高程－后视读数C.后视点高程＋后视读数

D.后视点高程－后视读数＋前视读数例2.用高程为24.397m的水准点，测设出高程为25.000m的室内地坪±0.000，在水准点上水准尺的读数为1.445m，室内地坪处水准尺的读数应是（B）。A.1.042mB.0.842mC.0.642m42.选择题：42.

三

角度测量

（一）.水平角测量原理

测角仪器:经纬仪、电子全站仪.1.定义空间两相交直线在水平面内投影的夹角，也是过这两条直线的两个铅垂面之间的二面角.2.角值范围0°～360°3.测角原理

=c-a43.三角度测量

（一）.水平角测量原理4（二）、竖直角的测角原理

1.定义同一竖直面内倾斜方向线与水平方向线之间的夹角

。.2.角值范围

=00

900

，仰角为正，俯角为负。3.测角原理倾斜视线与水平视线（90°或270°）在竖直度盘上的读数差。44.（二）、竖直角的测角原理44.（三）DJ6经纬仪的构造1.照准部

主要包括望远镜、竖轴、横轴、U型支架、管水准器、竖直度盘和读数装置等2.水平度盘复测扳手拨盘手轮3.基座4.分微尺测微器的读数设备45.（三）DJ6经纬仪的构造1.照准部45.1）.照准部照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器、管水准器望远镜26

30倍粗瞄准器，十字丝目镜、物镜调焦读数显微镜竖盘部分光学对点器2）.基座脚螺旋用于整平仪器46.1）.照准部46.3）.水平度盘水平度盘由光学玻璃制成顺时针00

3600刻度；仪器整平，水平度盘水平；

水平度盘与照准部相互脱离；

改变度盘位置，要使用复测扳手或度盘变换手轮。09018027009018027047.3）.水平度盘09018027009018027044）.读数装置（1）.分微尺测微器的读数设备H代表水平度盘，V代表竖直度盘。48.4）.读数装置48.（2）.单平板玻璃测微器49.（2）.单平板玻璃测微器49.经纬仪的安置与使用（一）、经纬仪的安置1）.对中垂球、光学对中器2）.整平（二）、照准和读数1）.目镜调焦2）.照准目标3）.读数50.经纬仪的安置与使用50.（四）水平角的测设方法

通常的方法有测回法和方向观测法。1）.测回法测回法用于观测两个方向之间的单角。51.（四）水平角的测设方法

通常的方法有测回法和方向观测法。51测回法观测水平角1）.基本概念：盘左、盘右2）.一测回的观测过程（1）盘左，照准左边的目标A，读取a左.（2）松开制动螺旋，旋转照准部，照准目标C，读取c左.（3）将望远镜旋转180°（倒镜），照准部旋转180°，成盘右位置，照准目标B，读c右

（4）旋转照准部，照准目标A，读a右ACB

52.测回法观测水平角ACB52.测回法的角度计算盘左半测回角值：

左=c左-a左；盘右半测回角值：

右=c右-a右精度要求：

左-

右

±40"时，一测回角值取:

=(

左+

右)/2值得注意的事：上下两个半测回所得角值之差，应满足有关测量规范的限差，对于DJ6经纬仪，限差一般为40"以内。

角是从起始方向(即A方向)顺时针转到C方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然后按照“测回法”的次序观测。水平角总是以C方向读数减去A方向的读数而得。53.测回法的角度计算53.掌握水平角的计算方法两方向相交可形成两个角度，计算角值时始终应以右方向的读数减去左方向读数。如果右方向的读数小于左方向的读数，则应先加360

后再减，若在分和秒的位置上不够减，则与算术减法一样，要向上去借一位数，所不同的是1

=60

1

=60

，而不是十进制的。54.掌握水平角的计算方法两方向相交可形成两个角度，计算角值时始终

例1：如下图所示，使用DJ6经纬仪，A为左方向，C为右方向，试计算下列表中的水平角度值和限差，要求在表格的下方列出计算过程。

水平角观测记录（测回法）ACB

55.

例1：如下图所示，使用DJ6经纬仪，A为左方向，C为右方191

23

00

（C方向）

-118

47

00

（A方向）72

36

00

其中：23

+60

-47

=36

190

-118

=72

表中盘右C读数小于A读数，不够减，应加360

后再减。

11

23

20

（C方向）+360

-298

47

00

（A方向）72

36

20

其中：23

+60

-47

=36

10

+360

-298

=72

限差：72

36

00

-72

36

20

=20

，小于40"，符合精度要求56.1912300（C方向）56.例2.;如下图所示，A为左方向，C为右方向，试计算下列表中的水平角的角度值，要求在表格的下方列出计算过程。水平角观测记录（测回法）ACB

57.例2.;如下图所示，A为左方向，C为右方向，试计算下列表中的74

23

12

（C方向）

-0

24

35

（A方向）73

58

37

其中：12

+60

-35

=37

22

+60

-24

=58

73

-0

=73

10

05

00

+360

-296

06

50

73

58

10

其中：00

+60

-50

=10

04

+60

-06

=58

9

+360

-296

=73

限差：73

58

37

-73

58

10

=27

符合精度要求58.742312（C方向）58.水平角观测的注意事项1）.安置仪器时，三脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，以确保仪器稳固安全；操作仪器时，手不要扶三脚架；转动望远镜和照准部前应先松开制动螺旋，切不可强行扭转仪器。2）.照准标志要竖直，并应尽量用竖丝照准目标的底部；3）.记录要清晰整洁，计算应在现场进行，发现错误应立即重测；4）.在一测回的观测过程中，不得重新调整照准部管水准器，如果该气泡偏离中央超过一格，应重新安置仪器，重新进行观测。59.水平角观测的注意事项1）.安置仪器时，三脚架要踩实，仪器与脚竖直角的观测方法在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。

=00

900

，仰角为正，俯角为负。60.竖直角的观测方法在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视60.61.61.（五）竖直角的观测方法1）.一测回的观测过程（1）在测站点安置经纬仪，进行对中、整平；（2）盘左照准目标，使横丝切于目标的一定位置，旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖直度盘读数L；（3）盘右照准目标，使横丝切于盘左同样的位置，旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖直度盘读数R；（4）计算竖直角及竖盘指标差。62.（五）竖直角的观测方法1）.一测回的观测过程62.竖盘构造特点垂直度盘与读数指标

竖盘随望远镜一起转动。竖盘与读数指标相互脱离。

竖盘气泡居中，指标铅垂。

视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：盘左时一般L0=900

，盘右时一般R0=2700

。63.竖盘构造特点垂直度盘与读数指标63.竖直角观测与计算方法

1）.盘左半测回角值。当在盘左位置且视线水平时，竖盘读数为90°，如果照准高处一点A，则视线向上倾斜，得读数L，角值α为正值；如果照准低一点A，则视线向下倾斜，得读数L，角值α为负值。α左=90°－L2）.盘右半测回角值。当在盘右位置且视线水平时，竖盘读数为270°，如果照准高处一点A，则视线向上倾斜，得读数R，角值α为正值；如果照准低一点A，则视线向下倾斜，得读数，角值α为负值.α右=R－270°3）.一测回角值α=（α左+α右）/2

64.竖直角观测与计算方法

1）.盘左半测回角值。当在盘左位置且视竖盘指标差：如果指标不位于过竖盘刻划中心的铅垂线上，视线水平时的读数不是90°或270°，而相差x，这样用一个盘位测得的竖直角值，即含有误差x，这个误差称为竖盘指标差。x=(α右-α左)/2竖盘指标差的消除方式：为求得正确的角值α，取盘左、盘右结果的平均值来消除指标差的影响。DJ6级经纬仪的限差值：DJ6的限差±25″。影响竖盘角度测量的误差的因素主要有三类：即仪器误差、观测误差、外界条件的影响。水平角的限差计算与竖直角的竖盘指标差计算不同之处：水平角的限差计算是

左-

右，而竖直角的竖盘指标差计算是x=(α右-α左)/2，限差计算不除以2，指标差计算要除以2.65.竖盘指标差：如果指标不位于过竖盘刻划中心的铅垂线上，视线水平

竖直角的记录与计算

例1.试计算下列表中的角度值，要求在表格的下方列出计算过程，并判定精度是否合格。竖直角观测手薄66.

竖直角的记录与计算

例1.试计算下列表中的角度值，要求在目标A：α左=90°－L=90°－91°01′06″＝－1°01′06″目标A：α右=R－270°=268°59′06″－270°＝－1°00′54″目标B：α左=90°－L=90°－89°43′24″

＝0°16′36″目标B：α右=R－270°=270°16′54″－270°＝0°16′54″指标差A：x=(－1°00′54″－(－1°01′06″))/2=＋6″指标差B：x=(0°16′54″－0°16′36″)/2=＋9″A、B的指标差均小于25″，所以精度符合要求。67.目标A：α左=90°－L=90°－91°01′06″67.

例2.试计算下列表中的角度值，要求在表格的下方列出计算过程，并判定精度是否合格。

竖直角观测手薄

68.

例2.试计算下列表中的角度值，要求在表格的下方列出计目标A：α左=90°－L=90°－87°03′08″

＝2°56′52″目标A：α右=R－270°=272°56′38″－270°＝2°56′38″目标B：α左=90°－L=90°－88°33′26″

＝1°26′34″目标B：α右=R－270°=271°16′54″－270

＝1°16′54″指标差A：x=(2°56′38″－2°56′52″)/2=－7″指标差B：x=(1°26′20″－1°26′34″)/2=－7″A、B的指标差均小于25″，所以精度符合要求。

69.目标A：α左=90°－L=90°－87°03′08″69.例3.选择题经纬仪竖盘刻划的注记形式为顺时针，盘左望远镜水平时竖盘为90°。盘左、盘右测得某目标的竖盘读数分别为L=76°34′00″R=283°24′00″，则一测回竖直角为（C）。A、13°26′00″ B、-13°25′00C、13°25′00″ D、76°35′00″70.例3.选择题70.四.距离测量

测量工作中的距离是指：地面上两点间之间的连线，沿铅垂线方向投影在水平面上的长度，又称为水平距离。目前常见的水平距离的测量方法以有三种：一是钢尺量距法，二是视距法，三是光电测距仪法。钢尺的尺长改正：设钢尺在一定温度和拉力条件下的实际长度为ls,钢尺上标注的名义长度为l0,两者之差即为尺长改正数Δl.71.四.距离测量

测量工作中的距离是指：地面上两点间之间的连线，视距测量

视距测量是利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝配合视距尺进行的距离测量。视距丝是刻在十字丝分划板上的与横丝上下对称的有两根短丝，视距尺是具有明显分划的专用标尺。设仪器中心到视尺中心的距离为L,望远镜上下视距丝间的视距读数为l,则L=100×l,其中100是常数。视距测量法测程短，精度低。如右图，上、下丝读数分别为1.519和1.697，则视距为（1.697－1.519）×100＝17.8米。72.视距测量

视距测量是利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝配合视相位式光电测距光电测距仪测距，是利用光波在待测距离上往返传播的时间来测定距离。设待测距离为L，光速为V，光波从反射镜到测距仪所经过的往返时间为t,则L=Vt/2.但由于光速每秒30km,若直接计时求距离，则误差比较大，这对于用在地形测量和工程测量是不允许的，况且计时器的精度也难达到，因而工程上目前采用的是间接测定时间来求距离的相位法测距仪。相位式光电测距仪的测距原理是利用发光管发出的高频波，经调制器改变其振幅，使调幅后的高频波外包络线呈正弦变化，形成测距信号的调制波,其调制波长为λ，用以进行距离测量。相位法测距，就是根据调制光波在待测距离L往返传播所产生的相位移φ，间接求出时间t，来确定两点间的距离。73.相位式光电测距光电测距仪测距，是利用光波在待测距离上往返传播五.测量误差理论

测量误差：测量误差就是观测值与客观真实值之差。测量实践中可以发现，测量结果不可避免的存在误差，比如：１）.对同一量多次观测，其观测值不相同。２）.观测值之和不等于理论值：

三角形各角之和：

α+β+γ≠180°

闭合水准差值

∑h≠0测量误差的分类：测量误差按其性质可分为系统误差和偶然误差两类。系统误差：系统误差是在相同的观测条件下，误差出现在符号和数值相同，或按一定的规律变化。

74.五.测量误差理论

测量误差：测量误差就是观测值与客观真实值之系统误差产生的主要原因是：1）.仪器原因

，仪器精度的局限,轴系残余误差等；2）.人的原因

，即判断力和分辨率的限制,经验,等；3）.外界的原因，气象因素(温度变化,风,大气折光)。系统误差的特点是:具有累积性，对测量成果影响较大。偶然误差：偶然误差是在相同的观测条件下，误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面看没有任何规律性，也称为随机误差。偶然误差：偶然误差是在相同的观测条件下，误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面看没有任何规律性，也称为随机误差。真误差：设某一量的真值为X，对该量进行了n次观测，得n个观测值，l1,l2,l3,……ln,则产生了n个真误差Δi：

Δi＝X-li75.系统误差产生的主要原因是：75.测量误差中偶然误差的特性：偶然误差（随机误差）在总体上具有一定的统计规律，服从正态分布的随机变量。偶然误差有四大特性：1）.局限性：在有限次观测中，偶然误差应小于限值。2）.渐降性：误差小的出现的概率大3）.对称性：绝对值相等的正负误差概率相等4）.抵偿性：当观测次数无限增大时，偶然误差的平均数趋近于零。测量误差的处理原则：1）.系统误差——找出规律，加以改正2）.偶然误差——多余观测，制定限差76.测量误差中偶然误差的特性：偶然误差（随机误差）在总体上具有一测量中评定精度的标准有：1）.方差和中误差；2）.容许误差；3）.相对误差。中误差的定义：在相同观测条件下，对同一未知量进行n次观测，所得各个真误差平方的平均值，再取平方根，称为中误差。但实际工作中观测的n只能是有限的，测量中用m表示表示中误差的估值。计算公式如下：上式中Δ为真误差，n为观测次数。77.测量中评定精度的标准有：1）.方差和中误差；2）.容许误差例题1：某三角形内角测量如下表所示，试根据表中的数值，计算各组观测值的中误差，并比较各组的精度。(三角形内角和理论值为180

).78.例题1：某三角形内角测量如下表所示，试根据表中的数值，计算各解：第一组观测值的中误差:

第二组观测值的中误差：

第一组观测值的中误差小于第二组，说明第一组的精度高于第二组的精度。

79.解：第一组观测值的中误差:79.六.三、四等水准测量

三、四等水准测量:建立测区首级高程控制网最常见的方法。它是从附近的一、二等水准点引测。即用于国家高程控制网（一、二等）的加密，通常用DS3级水准仪和双面水准尺进行。三等水准测量，在每一个测站内的视距不超过75m,三等水准观测程序如下：在后视点和前视点上分别竖立双面标尺，在其中间安置水准仪。（1）照准后视标尺黑面，调水准气泡，读下、上、中丝读数；（2）照准前视标尺黑面，调水准气泡，读下、上、中丝读数；（3）照准前视标尺红面（翻转标尺），读中丝读数；（4）照准后视标尺红面（翻转标尺），调水准气泡，读中丝读数。以上观测顺序简称为“后－前－前－后”，或“黑－黑－红－红”。其目的主要是消除仪器下沉误差的影响。80.六.三、四等水准测量

三、四等水准测量:建立测区首级.四等水准观测程序：在后视点和前视点上分别竖立双面标尺，在其中间安置水准仪。视距不超过100m。（1）照准后视标尺黑面，调水准气泡，读下、上、中丝读数；（2）照准后视标尺红面（翻转标尺），读中丝读数。（3）照准前视标尺黑面，调水准气泡，读下、上、中丝读数；（4）照准前视标尺红面（翻转标尺），读中丝读数；以上观测顺序简称为“后－后－前－前”，或“黑－红－黑－红”。81..四等水准观测程序：81.七.三角高程测量简介在山区特别是高山地区，采用水准测量方法速度慢、效率低，有时甚至无法实施。所以，在山区通常采用三角高程测量方法测量高差。测量出直角三角形的斜边及其垂直角之后，按三角函数推算测站点与目标点的高差的方法称为三角高程测量。三角高程测量不仅可用在山区，平地也可采用。三角高程测量分为“光电测距三角高程测量”和“视距三角高程测量”。前者简称EDM测高，精度较高，可达四等甚至三等水准；后者精度较低，主要用于碎部测量。二者的区别在于斜距测量方法不同。82.七.三角高程测量简介在山区特别是高山地区，采用水准测量方法速如下图所示，A、B为地面上的两点，欲测量A、B的高差，在A点安置测距仪（或经纬仪），在B点架设反光镜（或竖立标杆）。测出仪器中心至反光镜中心（或标杆顶端）的距离S以及垂直角α

，用小钢尺量取仪器高i和目标高（又称觇高）v，则A、B两点间的高差计算式为：hAB

＝S·sinα

＋i－vhAB83.如下图所示，A、B为地面上的两点，欲测量A、B的高差，在A点八

电子全站仪简介电子全站仪是一种可以同时进行角度(水平角、竖直角)测量和距离(斜距、平距)测量，并能自动计算坐标、高差及自动显示的多功能电子测量仪器。只要安置一次仪器便可以同时完成在该测站上所有的测量工作，故称为“全站仪’’。它是将光电测距仪的光波发射接受系统的光轴和电子经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式的仪器，并配置有电子计算机的中央处理单元、存储单元和输入、输出设备。能根据外业观测数据(角度、距离)，实时计算并显示所需的测量成果，即点与点之间的方位角、平距、高差或点的三维坐标等。通过输入、输出设备，可以与计算机交互通讯，使测量数据直接进入计算机进行处理、编辑和绘图。因此，它不仅提高了测量工作的效率，而且可以实现测量作业的自动化。84.八电子全站仪简介电子全站仪是一种可以同时进行角度(水平角、九.GPS全球定位系统测量原理简介

全球定位系统是卫星授时测距导航／全球定位系统的简称。GPS定位是应用空间距离交会定位的原理。相对于经典的测量技术来说，GPS定位技术的主要特点如下：(1)观测站之间无需通视，但必须保持观测站的上空开阔(净空)，以便使接收GPS卫星的信号不受干扰。(2)定位精度高。现已完成的大量实践表明，相对定位精度可达到或优于10-8。(3)观测时间短。目前，利用经典的静态定位方法，短基线(例如不超过20km)快速相对定位，其观测时间仅需数分钟。85.九.GPS全球定位系统测量原理简介全球定位系统是卫

(4)提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。(5)操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中，测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取仪器高、监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其他观测工作，如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。(6)全天候作业。GPS观测工作，可以在任何地点、任何时间连续地进行，一般也不受天气状况的影响。86.(4)提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同GPS定位系统的组成：GPS主要有三大组成部分，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分.1.空间星座部分GPS的空间卫星星座，由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星。卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面上分布有4颗卫星。2.地面监控部分GPS的地面监控部分，目前主要由分布在全球的五个地面站所组成，其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。主控站1个，设在科罗拉多，注入站现有三个，分别设在印度洋的迪戈加西亚、南大西洋的阿森松岛和南太平洋的卡瓦加兰。87.GPS定位系统的组成：87.3.用户设备部分GPS的空间部分和地面监控部分，是用户应用该系统进行定位的基础，而用户只有通过用户设备，才能实现应用GPS定位的目的。用户设备的主要任务是利用接收设备接收GPS卫星发射的无线电信号。以获得必要的定位信息及观测量，并经过数据处理而完成定位工作。用户设备，主要由GPS接收机硬件和数据处理软件，以及微处理机及其终端设备组成。GPS接收机的硬件，一般包括主机、大线和电源。目前