测量学基础教学课件838

测量学基础项目1测量学的基础知识1.11.21.31.4测量学概述地球的形状和大小地面点位的确定直线定向1.5测量工作概述学习目标

【知识目标】了解测量学的研究任务与作用；了解地面点的平面位置和高程的表示方法；熟悉常用坐标系统的建立及其特点；了解地球曲率对距离及高程的影响；掌握测量工作的基本原则。

【技能目标】能够通过掌握建筑测量学的一些基本概念，对测量这门学科有初步的了解，明确今后学习的目标，为后续的学习奠定基础。项目1测量学的基础知识1.1测量学概述测量学是研究如何测定地面点的平面位置和高程，将地球表面的地形及其他信息测绘成图，以及确定地球的形状和大小等的一门学科。测量学的学科分类1.（1）普通测量学普通测量学是研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技术、方法和应用的学科，是测量学的基础。其主要研究内容有图根控制网的建立、地形图的测绘及一般工程的施工测量。其具体工作包括距离测量、角度测量、定向测量、高程测量、观测数据的处理和绘图等。1.1测量学概述（2）大地测量学大地测量学是研究在广大地面上建立国家大地控制网，测定地球的形状、大小和地球重力场的理论、技术与方法的学科。随着人造卫星的发射技术和空间技术的发展，大地测量学又有常规大地测量学、卫星大地测量学及空间大地测量学之分。1.1测量学概述1.1测量学概述（3）摄影测量学摄影测量学是利用摄影相片来研究和测定物体的形状、大小和位置的学科。因获得相片的方法不同，摄影测量学又可分为地面摄影测量学、航空摄影测量学和航天摄影测量学等。1.1测量学概述ADS40imageatGSD=20cm1.1测量学概述1.1测量学概述（4）工程测量学工程测量学是研究工程建设在勘测设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。其主要内容包括工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形测量、变形观测，以及维修养护测量的理论、技术与方法。1.1测量学概述测量学的发展和应用2.测量技术测量对象测量仪器由常规的大地测量发展到人造卫星大地测量，由航空摄影发展到航天遥感技术的应用。航空摄影发展到航天遥感技术的应用。已广泛趋向电子化和自动化。1.1测量学概述在建造铁路、公路及高铁之前，为了确定一条最经济、最合理的路线，必须进行该地带的测量工作，由测量成果绘制带状地形图，在地形图上进行线路设计，然后将设计路线的位置标定在地面上，以便进行施工。在路线跨越河流时，必须建造桥梁，在造桥之前，要绘制河流两岸的地形图，以及测定河流的水位、流速、流量和桥梁轴线长度等，为桥梁设计者提供必要的资料，最后将设计的桥台、桥墩的位置用测量的方法在实地标定出来。当路线穿过山地时需要开挖隧道，在开挖之前，也必须在地形图上确定隧道的位置，并根据测量数据计算出隧道的长度和方向，在隧道施工期间，通常是从隧道两端开挖，这就需要根据测量的成果指示开挖的方向，使之符合设计的要求。1.1测量学概述学习测量学基础课程的目的3.（1）地形图的绘制运用测量学的理论、方法和工具，将小范围内地面上的地物和地貌测绘成地形图及地籍图等，这项任务称为地形图的测绘，简称为测量。（2）地形图的应用为了对工程建设进行规划设计，需从地形图中获取所需要的资料，如点的坐标和高程、两点间的距离、地块的面积、地面的坡度、地形的断面，以及对地形进行分析等，这项任务称为地形图的应用。1.1测量学概述（3）施工放样把图纸上设计的工程构造物的位置在实地进行标定，作为施工的依据，这项任务称为测设或放样。1.1测量学概述1.2地球的形状和大小地球的自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等起伏形态，是一个不规则的曲面。最高点：珠峰8844.43m最低点：马里亚纳海沟低于海水面11022m。高山陆地

丘陵

海洋设想有一个自由平静的海水面，向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，我们把自由平静的海水面称为水准面。水准面是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。1.2地球的形状和大小大地水准面：与平均海水面吻合并向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面。大地体：由大地水准面所包围的地球形体。1.2地球的形状和大小

由于地球内部质量分布不均匀，导致地面上各点的重力方向即铅垂线方向产生不规则的变化，因而大地水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。1.2地球的形状和大小

由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。该几何体必须满足两个条件：①形状接近地球自然形体；②可以用简单的数学公式表示。1.2地球的形状和大小参考椭球体一个非常接近大地体，并可用数学式表示几何形体，作为地球的参考形状和大小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体故又称旋转椭球体。参考椭球面：参考椭球体外表面，是球面坐标系的基准面。1.2地球的形状和大小地球的形状地球的形状首先是大地体，近似成参考椭球体，再进一步近似成圆球体。地球的大小地球的形状是参考椭球体时，地球的大小可用长半径a和扁率α表示1.2地球的形状和大小

测量精度要求不高时，可把地球看作圆球，其平均半径

R=6371km

旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。我国目前采用的参考椭球体的参数为：

长半轴a=6378140m

短半轴b=6356755.3m

扁率α==

1.2地球的形状和大小1.3地面点位的确定地面点的坐标系统1.3.1地理坐标系1.

1）天文地理坐标系天文地理坐标又称天文坐标，用天文经度λ和天文纬度φ来表示地面点投影在大地水准面上的位置。地理坐标系1.3地面点位的确定过地心O且垂直于地轴的平面称为赤道面，它与球面的交线称为赤道。通过英国格林尼治天文台（用G点表示）的子午线称为起始子午线（首子午线），而包括该子午线的子午面称为首子午面。地面上任一点A的地理坐标是以该点的经度来表示的。经度是过该点的子午线与首子午面的夹角，以λ表示。从首子午线起向东0°~180°称为东经，向西0°~180°称为西经。A点的纬度就是该点的法线与赤道面的交角，以φ表示，从赤道向北0°～90°称为北纬，向南0°～90°称为南纬，如北京的地理坐标为东经116°28′，北纬39°54′。经度和纬度是用天文测量方法测定的。1.3地面点位的确定2）大地地理坐标系大地地理坐标系用大地经度L和大地纬度B表示地面点投影在地球椭球面上的位置。1.3地面点位的确定大地经度：过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构成的二面角叫做P点的大地经度，用L表示。大地纬度：过P点的法线Pn与赤道面的夹角叫做P点的大地纬度，用B表示。赤道平面OPM大地经度L大地纬度BnLB起始子午面（首子午面）

SNL取值范围：东经0~180˚西经0~180˚B取值范围：北纬0~90˚南纬0~90˚1.3地面点位的确定我国大地原点位于西安泾阳县永乐镇，经纬度为:34°32′27.00〃N，108°55′25.00〃E。我国统一采用的坐标系为“1980年国家坐标系”。大地原点：全国统一坐标的起算点。1.3地面点位的确定中国地理位置四至点最东端东经135度2分30秒黑龙江和乌苏里江交汇处最西端东经73度40分帕米尔高原乌兹别里山口（乌恰县）最南端北纬3度52分南沙群岛曾母暗沙最北端北纬53度33分漠河以北黑龙江主航道（漠河县)

1.3地面点位的确定地心坐标系2.地心坐标系属于空间三维直角坐标系，用于卫星大地测量。由于人造卫星围绕地球运动，因此地心坐标系取地球质心（地球的质量中心）为坐标系原点，x轴和y轴在地球赤道平面内，首子午面与赤道平面的交线为x轴，z轴与地球自转轴重合。地面点A的空间位置用三维直角坐标（xA,yA,zA）表示。地心坐标系1.3地面点位的确定平面直角坐标系3.由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规划、设计、施工中，测量和计算十分不便。投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到平面上。即X=F1（L，B）

Y=F2（L，B）我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内也可采用独立平面直角坐标。1.3地面点位的确定高斯投影就是设想将截面为椭圆的一个圆柱面横套在旋转椭球外面，并与旋转椭球面上的某一条子午线相切，同时使圆柱的轴位于赤道面内，并通过椭球中心，相切的子午线称为中央子午线。然后将中央子午线附近的旋转椭球面上的点、线投影到横圆柱面上，再顺着过极点的母线将圆柱面剪开，并展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。1）高斯平面直角坐标系高斯投影1.3地面点位的确定投影带的划分高斯投影采用分带投影，即将地球划分成若干带，然后将每带投影到平面上。我国规定按经差6º和3º进行投影分带。6º带自首子午线开始，按6º的经差自西向东分成60个带。按照6º带划分的规定：各带中央子午线经度与带号的关系是：

L。=6ºN－3º

（N为6º带的带号）3º带自1.5

º开始，按3º的经差自西向东分成120个带。按照3º带划分的规定，各带中央子午线经度与带号的关系是：

L。=3ºn

（n为3º带的带号）1.3地面点位的确定高斯投影的分带1.3地面点位的确定

3°带的中央子午线与6°带中央子午线及分带子午线重合，减少了换带计算。工程测量采用3°带，特殊工程可采用1.5°带或任意带。

若已知某点的经度为L，则该点的6º带的带号N由下式计算：

N＝（取整）+1

若已知某点的经度为L，则该点所在3º带的带号按下式计算：

n＝

（四舍五入）1.3地面点位的确定由于我国的位于北半球，东西横跨12个6º带，各带又独自构成直角坐标系。故：X值均为正，而Y值则有正有负。世界地图赤道1.3地面点位的确定高斯平面直角坐标系1.3地面点位的确定（1）为了避免横坐标出现负值，故规定将坐标纵轴向西平移500km。即将自然值的横坐标Y加上500000米；（2）为了根据横坐标能确定该点位于哪一个六度带内，再在新的横坐标Y之前标以带号。我国高斯平面直角坐标的表示1.3地面点位的确定xyo500km=500000+=+636780.360m=

500000+=+227559.720m国家统一坐标：（带号）（带号）1.3地面点位的确定例：有一国家控制点的坐标:x=3102467.280m,y=19367622．380m，（1）该点位于6˚带的第几带？（2）该带中央子午线经度是多少？（3）该点在中央子午线的哪一侧？（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？（第19带）

（L。=6º×19-3º=111˚）（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380-500000＝-132377.620m，在西侧）（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）1.3地面点位的确定当测量的范围较小时，可以把该测区的球面作为平面看待，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直角坐标来表示它的投影位置。将坐标原点选在测区西南角，使测区全部在第一象限内，并以该地的子午线为x轴，向北为正，y轴向东为正。测量平面直角坐标系2）平面直角坐标系1.3地面点位的确定不同点：x，y轴互异。坐标象限不同。表示直线方向的方位角定义不同。相同点：数学计算公式相同。

高斯平面直角坐标系笛卡尔坐标系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD其与数学中平面直角坐标系相比

1.3地面点位的确定地面点的高程系统1.3.2地面点到大地水准面的铅垂距离，称为绝对高程，又称海拔。高程和高差的表示1.3地面点位的确定对距离的影响1.

结论：在半径为10km的圆面积内进行长度的测量时，可以不必考虑地球曲率的影响，即可把水准面当作水平面看待。水平面代替水准面的影响1.3地面点位的确定对高程的影响2.用水平面代替大地水准面时，对高程的影响：

结论:

地球曲率的影响对高差而言，即使在很短的距离也必须加以考虑。

ΔhS/km0.050.100.20110Δh/mm0.20.83.178.578501.4直线定向确定一条直线的方向称为直线定向。而这个方向应该是相对于起始方向的位置。起始方向有真子午线方向、磁子午线方向和纵坐标轴。1.4直线定向直线方向1.4.11）真子午线与真方位角通过地面上一点指向地球南北极的方向线称为该点的真子午线方向。自真子午线北端顺时针量至该直线的水平角度称为真方位角A，如图（a）所示。它是用天文观测方法或用陀螺经纬仪测定的，在0°～360°的范围内变化。1.4直线定向陀螺经纬仪由陀螺仪、与其相连的供照准和读数的经纬仪、电源箱和三脚架组成。在陀螺仪内，有一个质量几乎全部集中在外缘的匀质转子，此转子在高速旋转时（每分钟2万次以上），其旋转轴力求在空间保持恒定的位置（定轴性）。如果旋转轴保持水平位置，在地球自转的影响下，因外力矩作用于高速运转的转子，而使旋转轴产生一定规律的运动，这种运动称为陀螺的进动。于是，旋转轴沿真子午线方向做往复摆动，并逐渐稳定下来，即轴的一端指向真北方向，利用这种原理制造了陀螺经纬仪。目前我国生产的陀螺经纬仪，其定向精度为20″，国际上有的精密陀螺经纬仪的精度仅为几秒。1.4直线定向陀螺仪陀螺经纬仪1.4直线定向地面上一点，当磁针静止时所指的方向称为该点的磁子午线方向。自磁子午线北端顺时针量至该直线的水平角度称为磁方位角M，如图（b）所示。M在0°～360°的范围内变化。2）磁子午线方向与磁方位角1.4直线定向地面上一点，当磁针静止时所指的方向称为该点的磁子午线方向。自磁子午线北端顺时针量至该直线的水平角度称为磁方位角M，如图（b）所示。M在0°～360°的范围内变化。2）磁子午线方向与磁方位角1.4直线定向因地球磁场的南北极与地球自转轴的南北极不一致，故任一点的磁北方向与真北方向不重合。过某点的真子午线与磁子午线方向间的夹角称为磁偏角，用δ表示。磁子午线在真子午线以东称为东偏，δ取正号；磁子午线在真子午线以西称为西偏，δ取负号。地球上各点的真子午线也互不平行。在高斯投影中，中央子午线投影后为一条直线，其余为曲线。过某点的坐标纵线（中央子午线）与真子午线方向的夹角称为子午线收敛角，用γ表示。当坐标纵线偏于真子午线方向以东时，称为东偏，γ取正号；西偏时取负号。三种不同起始方向之间的关系2.1.4直线定向设直线OB的真方位角为A，磁方位角为M，坐标方位角为α，则有图所示的关系。三种方位角间的关系1.4直线定向坐标的计算与方位角的传递1.4.2

1）坐标的正算

在图1-14中，若已知点A的坐标（xA，yA），直线AB的水平距离SAB及坐标方位角αAB，欲求直线另一端点B的坐标（xB，yB），这就是坐标正算问题。坐标增量坐标的正、反算1.1.4直线定向坐标的计算与方位角的传递1.4.2

1）坐标的正算

在图1-14中，若已知点A的坐标（xA，yA），直线AB的水平距离SAB及坐标方位角αAB，欲求直线另一端点B的坐标（xB，yB），这就是坐标正算问题。坐标增量坐标的正、反算1.1.4直线定向直线AB两端点坐标的差称为坐标增量，即ΔxAB、ΔyAB

是纵、横坐标增量。由图1-14可以看出，直线AB的坐标增量可由该直线的长度SAB及其坐标方位角αAB

计算，即由图1-14可知1.4直线定向坐标增量的符号取决于坐标方位角的正弦值与余弦值，或者说取决于该直线的方向，其关系见表1-3。由式（1-4）和式（1-5）得1.4直线定向2）坐标的反算在图1-14中，若已知直线AB两端点的坐标（xA，yA）、（xB，yB），则可计算该直线的水平距离及其坐标方位角，这就是坐标反算问题。因为ΔxAB=xB－xA，ΔyAB=yB－yA，故1.4直线定向这里应注意坐标差（坐标增量）的符号，也即A点至B点的方向，应用端点B的坐标（xB，yB）减去起点A的坐标（xA，yA）。反之，直线则是由B点至A点，则式（1-7）应为由式（1-5）可得计算SAB的两个公式为1.4直线定向设已知直线AB的坐标方位角为αAB，在B点、1点观测了转折角β1、β2，则可计算出直线B1、12的坐标方位角αB1、α12

。β1、β2在线路前进方向的右边，故称为右角；若位于线路前进方向的左边，则称为左角。由图1-15可以直接得出坐标方位角的传递坐标方位角的传递2.1.4直线定向若计算得到的αB1和α12

超过360°，则应减去360°，式（1-8）中的αAB+180°实际上是直线BA的坐标方位角αBA（直线AB的反坐标方位角）。若观测的不是左角，而是右角，则式（1-8）中应减去右角。因此可以得出以下结论：后一边的坐标方位角等于前一边的坐标方位角加180°，再加（减）这条两直线间的左（右）角，求得各边的坐标方位角后，就可以按式（1-4）和式（1-5）计算各点坐标和各边的坐标增量。若不知道直线AB的坐标方位角，而已知A、B两点的坐标，则可按式（1-7）计算出直线AB的坐标方位角αAB

。1.5测量工作概述测绘地形图1.5.1地形：地物和地貌统称为地形。（1）地物：人工或自然所形成的物体，如河流、房屋、铁路、公路等。（2）地貌：地球表面的各种起伏形态称为地貌，如山地、平原、丘陵等。（3）地物特征点：地物轮廓的转折点称为地物的特征点（碎部点）。1.5测量工作概述地形1.5测量工作概述地形图1.5测量工作概述施工放样1.5.2施工放样是把图纸上设计好的工程建筑物的位置测设到地面上，作为施工的依据。例如，要将地形图上已经设计好的建筑物P、Q、R〔见图1-16（b）〕的位置正确地测设到实地上，就要在导线点A、E上测设水平角β1,β2…，并沿这些方向测设水平距离S1,S2…，再实地定出点1，2…，这就是设计建筑物的实地位置，如图1-16（a）中的P′、Q′、R′。只有进行了正确的放样，才能保证施工顺利完成。1.5测量工作概述测量工作的原则和顺序1.5.3测量工作

外业：测定和测设。

内业：观测数据处理和绘图。1.5测量工作概述策略工作的原则没有完成对前阶段工作的检查，就不能进行下一阶段的工作。为了不使误差积累，必须遵循在布局上“由整体到局部”，在精度上“由高级到低级”，在程序上“先控制后碎部”的原则。THANKYOU测量学基础项目2水准测量2.12.22.32.4水准测量的原理及仪器工具水准仪的使用水准测量实施方法水准测量的成果处理2.5水准测量的检验与校正2.6水准测量误差的产生及控制学习目标

【知识目标】理解水准测量的原理；熟悉水准仪的构造及使用方法、检校方法；熟悉等外水准测量及三、四等水准测量的技术要求、施测方法与内业成果处理；了解水准测量的误差来源等。

【技能目标】能够独立布设一条合理的水准路线，按照相应等级的水准测量标准完成水准路线的测量，正确地计算出各水准点高程。项目2水准测量2.1水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理2.1.1

利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。高差法仪高法前进方向2.1水准测量的原理及仪器工具高差法利用高差计算高程。安置一次仪器测定一个前视点高程时采用仪高法利用视线高计算高程。安置一次仪器测定多个前视点高程时采用2.1水准测量的原理及仪器工具注意2.1水准测量的原理及仪器工具水准测量的仪器和工具2.1.2微倾式水准仪1.2.1水准测量的原理及仪器工具2.1水准测量的原理及仪器工具目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋微倾螺旋2.1水准测量的原理及仪器工具用来瞄准远处的水准尺进行读数。由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为25~30倍。1）望远镜内对光望远镜的剖面结构及十字丝分划板2.1水准测量的原理及仪器工具对光螺旋的作用：调节物镜与目镜筒的相对位置，使物像清晰。目镜螺旋的作用：调节目镜位置，使我们能够看清十字丝。视距丝：用于视距测量。水平制动及微动螺旋：在水平方向制动与微动望远镜。微倾螺旋：使望远镜上下微动。2.1水准测量的原理及仪器工具水准器的作用是把望远镜的视准轴安置到水平位置。水准器有圆水准器、管水准器和符合式水准器。2）水准器2.1水准测量的原理及仪器工具

（2）管水准器。管水准器又称水准管，它是把玻璃管的纵向内壁磨成曲率半径很大的圆弧面，管壁上有刻画线，管内装有酒精和乙醚的混合液，加热密封留有气泡而成，如图25所示。水准管内壁圆弧的中心为水准管零点，过零点与内壁圆弧相切的直线称为水准管轴（LL）。当气泡两端与零点对称时气泡居中，这时的水准管轴处于水平位置，即水准仪的视准轴处于水平位置。管水准器2.1水准测量的原理及仪器工具

（1）圆水准器。圆水准器是一个玻璃圆盒，盒内装有化学液体，加热密封留有气泡而成。圆水准器的内表面是圆球面，中央画有一小圆，其圆心称为圆水准器的零点，过此零点的法线称为圆水准器轴。当气泡中心与零点重合时，即气泡居中。此时，圆水准器轴线位于铅垂位置，也就是说水准仪的竖轴处于铅垂位置，仪器达到基本水平状态。圆水准器2.1水准测量的原理及仪器工具

（3）符合式水准器。符合式水准器是提高管水准器置平精度的一种装置。在水准管上方装有一组符合棱镜组。气泡两端的半影像经过折光反射后，反映在望远镜旁的观测窗内，如果两端半影像重合，就表示水准管气泡已居中，否则就表示气泡没有居中。符合式水准器2.1水准测量的原理及仪器工具3）基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成

轴座脚螺旋连接板2.1水准测量的原理及仪器工具水准尺是与水准仪配合进行水准测量的工具。尺垫是供支承水准尺和传递高程所用的工具。水准尺和尺垫2.1水准测量的原理及仪器工具使用水准仪时，首先打开三脚架，调节好三脚架的高度，使架头大致水平，以稳妥牢固地架设在地面上，然后用连接螺旋将水准仪固定在三脚架上。2.2水准仪的使用目镜对光2.根据观测者的视力，将望远镜先对向明亮背景，旋转目镜对光螺旋，进行目镜对光，使十字丝清晰。2.2水准仪的使用粗略整平1.当气泡中心偏离圆点位于a处时，旋转1、2脚螺旋，使气泡移至b处。转动螺旋时，左、右两手应以相反的方向匀速旋转，并注意气泡的移动方向总是与左手大拇指旋转时的移动方向一致。接着再转动另一个脚螺旋3，使气泡居中。粗略整平2.2水准仪的使用初瞄水准尺3.松开制动螺旋，水平旋转望远镜，利用望远镜后部上方的照门（缺口）和望远镜物镜端上方的准星，瞄准水准尺。当在望远镜视场内见到水准尺时，拧紧制动螺旋。2.2水准仪的使用对光与瞄准4.目的：使目标和十字丝成像清晰。方法：①目镜调焦（使十字丝清晰）②初步瞄准（用瞄准器对准目标）③物镜调焦（使目标成像清晰）④精确瞄准（调微动螺旋使纵丝对准目标）注意：瞄准时应消除视差。2.2水准仪的使用对光与瞄准消除的方法是再旋转物镜对光螺旋，重复对光。2.2水准仪的使用

读数：用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向读数，读取米、分米、厘米、毫米（估读数）四位数字。

注意：读数前必须精平，精平后立即读数。2.2水准仪的使用精平与读数5.

精平：使长水准管气泡居中。2.2水准仪的使用水准仪使用小结一架设，高、角适宜架略平。二粗平，圆盒气泡居中心。三瞄准，三点一线调两镜。四精平，管泡吻合调微倾。五读尺，横丝截数尺立正。六记录，复念复视数记清。2.2水准仪的使用自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个圆水准器。安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，再借助一种称为“补偿器”的特别装置使视线自动处于水平状态即可。因此，使用自动安平水准仪不仅操作简便，而且能大大缩短观测时间，也可对由于水准仪放置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉等影响视线水平的因素做出迅速的调整，从而得到正确的读数值，提高水准测量的精度。自动安平水准仪的使用2.2.22.2水准仪的使用水准仪的检验与校正圆水准轴应平行于仪器竖轴十字丝横丝应垂直于仪器竖轴望远镜视准轴应平行于水准轴2.2水准仪的使用粗平瞄准检查读数2.2水准仪的使用电子水准仪又称数字水准仪，是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器，并采用条码标尺和图像处理电子系统而构成的光机电测一体化的高科技产品。电子水准仪的使用2.2.32.2水准仪的使用电子水准仪的特点1.（1）读数客观（3）速度快（2）精度高（4）效率高2.2水准仪的使用电子水准仪的使用方法3.（1）安置好仪器，整平后开始外业水准测量。（2）按压开机键，仪器即可正常开机。按压程序键，即可进入应用程序菜单。应用程序菜单2.2水准仪的使用电子水准仪的组成2.徕卡数字水准仪的组成2.2水准仪的使用（3）选择“3线路测量”，进入“线路测量”页面，选择“1作业”，进入“选择作业”页面，然后把光标移到“增加”上，并按键盘上的Enter键，进行新建作业的操作。在Job中输入作业名（不能与已有的作业名相同），在Oper中输入作业员名称（可选），或激活最近已输入的名称，在Cmt1和Cmt2中输入关于作业的注释，然后把光标移到上按Enter键，完成新建作业，程序自动返回上一级菜单。新建作业2.2水准仪的使用（4）进入“2线路”选择或新建线路名称。图为“新线路”页面，在Name中输入线路名称（不能与已有的线路名相同）LINE00002，在Meth（观测方法）中选择BFFB，在PtID中输入水准起点的点名A1，在H0中输入水准起点的高程0.0000m，Stf1和Stf2用来指定标尺1和标尺2（可选）。输入完成后把光标移到上并按Enter键，即可完成新线路的设置，程序自动返回上一级页面。新建线路2.2水准仪的使用（5）进入“3设置”进行限差的设置。打开“设置限差”页面，并按“Shift+PgDn”键进入第二个设置页面，设置Precise（限差检查）为On、DistBal（距离差）为On、DistEnds

（标尺两端的最小距离）为On、StafEnds（高差读数到标尺两端的最小距离）为On、StatDif（单程双转点测量，转点差）为On、BB/FF（两次观测值的最大差）为OFF，将所有项都设置好后，把光标移到“值”上并按Enter键，进入输入限差页面。限差的设置2.2水准仪的使用（6）输入各个限差数值，一共两页。第一页输入完成后按“Shift+PgDn”键进入第二页。各项数值都输入完成后把光标移到上并按Enter键，完成限差数值的设定，程序自动返回上一级页面。输入限差2.2水准仪的使用（7）进入“4开始”开始线路测量，仪器将提示当前已设置的项目，按Enter键确认。当前设置2.2水准仪的使用（8）按仪器上的提示照准后视点上的条码尺中间的条码，并调清物镜后，按仪器右侧面的红色测量按钮即可进行测量。瞄准后视测量2.2水准仪的使用瞄准前视测量（9）同理，按照仪器屏幕上方的指示键，再次瞄准前视测量。依次瞄准后视B、前视F、前视F、后视B进行测量，直到本站测量结束。如果有某项误差不满足以上所设限差的要求，则应按限差要求重测直至满足要求。2.2水准仪的使用（10）每站测完后，将光标移到“测站”上按Enter键进入“测站数据”页面（共2页）查看本站的测量结果，如图220所示。其中，Stat.No为测站号，StatDif为本测站两次读数的高差之差，dH为高差，H为前视点高程，StatDist为前视加后视的距离，B1-B2为同一测站两次后视读数之差，F1-F2为同一测站两次前视读数之差。查看完成后，将光标移到屏幕上的符号处，按Enter键返回上一级页面。查看测量结果2.2水准仪的使用水准点和水准路线的确定2.3.1水准点1.2.3水准测量的实施方法水准点：高程控制点称水准点(BM)。水准点有永久性和临时性两种。标石水准点、墙脚水准点、简易标志水准点。水准测量通常是从水准点引测其他点的高程。2.3水准测量的实施方法（11）如果当前的测站数据不符合要求，则应按“Shift+Backspace”键退回至前一个目标点进行重测，直至符合要求。（12）重复上面的第（8）～第（11）步直至线路测量完成。2.2水准仪的使用国家高程控制网是确定地貌地物绝对高程（海拔）的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为416619公里。国家水准原点（山东青岛）。2.3水准测量的实施方法国家等级水准点：一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料制成的半球状标志。有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，称为墙上水准点。2.3水准测量的实施方法国家等级永久性水准点（单位：mm）2.3水准测量的实施方法2.3水准测量的实施方法建筑工地上的永久性水准点一般用混凝土或钢筋混凝土制成，临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩顶钉以半球形铁钉。埋设水准点后，应绘出水准点与附近固定建筑物或其他地物的关系图，在图上还要注明水准点的编号和高程，称为点之记，以便于日后寻找水准点的位置。在水准点的编号前通常加BM字样，作为水准点的代号。2.3水准测量的实施方法附合水准路线是从一个已知水准点BMA出发，经过测量各测段的高差，求得沿线其他各点高程，最后附合到另一个已知水准点BMB的路线。2）附合水准线路附合水准路线2.3水准测量的实施方法闭合水准路线是从一个已知水准点BMA出发，经过测量各测段的高差，求得沿线其他各点的高程，最后又闭合到BMA的环形路线。1）闭合水准线路水准路线2.闭合水准路线2.3水准测量的实施方法支水准路线是从一个已知水准点BMA出发，沿线往测其他各点的高程到终点3，又从3点返测到BMA

，其路线既不闭合又不附合，但必须是往返施测的路线。3）支水准线路支水准路线2.3水准测量的实施方法2.3水准测量的实施方法等外水准测量（普通水准测量）通常用经检校后的DS3级水准仪施测。水准尺采用塔尺或单面尺。受水准仪放大倍率和水准尺长度所限，当地面上两点之间的距离较长或地面坡度较陡时，在水准测量实施时不可能只架设一次仪器就可测出两点之间的高差，而是要分段施测，在两点中间加点，高程依次由各点传递过来，这些传递高程的点称为转点。转点既有前视读数又有后视读数，由于转点的选择会影响水准测量的观测精度，因此转点要选在坚实、凸起、明显的位置上，在一般土地上应放置尺垫。每站测量时，水准仪应置于两把水准尺中间，使前视和后视的距离尽可能相等。等外水准测量的实施2.3.2（1）置水准仪于距已知后视高程点A一定距离的Ⅰ处，并选择好前视转点ZD1，将水准尺置于A点和ZD1点上。等外水准测量2.3水准测量的实施方法（2）将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。精平后读取后视读数值a1，并记入等外水准测量记录表中，见表2-1。（3）平转望远镜照准前视尺，精平后，读取前视读数值b1，并记入表2-1中。至此便完成了普通水准测量一个测站的观测任务。（4）将仪器搬迁到第Ⅱ站，把第Ⅰ站的后视尺移到第Ⅱ站的转点ZD2上，把原第Ⅰ站前视变成第Ⅱ站的后视。（5）按第（2）、第（3）步测出第Ⅱ站的后视、前视读数值a2、b2，并记入表2-1中。（6）重复上述步骤测至终点B。2.3水准测量的实施方法2.3水准测量的实施方法

B点高程的计算是先计算出各站高差，即hi=a

i

-bi

（i=1，2，3，…，n）（2-3）再用Ａ点的已知高程推算各转点的高程，最后求得Ｂ点的高程。即2.3水准测量的实施方法三、四等水准测量的实施2.3.3三、四等水准测量被广泛地应用于工程中，三、四等水准路线的布设形式多采用附合水准路线。当进行独立测区的首级高程控制时，可采用闭合水准路线的形式；而在山区、带状工程测区，可采用支水准路线。2.3水准测量的实施方法2.3水准测量的实施方法后视距离（4）=100×［（1）－（2）］，前视距离（8）=100×［（5）－（6）］，前、后视距差值（10）=（4）－（8），此值应符合表22的规定。视距累积差（11）=前站的（11）+本站的（10），此值应符合表2-2的规定。1）视距计算计算与校核2.2.3水准测量的实施方法测站观测程序1.（1）（2）（3）照准后视水准尺黑面，按上、下、中丝读数。照准前视水准尺黑面，按上、下、中丝读数。照准前视水准尺红面，按中丝读数。（4）照准后视水准尺红面，按中丝读数。2.3水准测量的实施方法前视黑、红读数差（13）=K106+（7）－（12），后视黑、红读数差（15）=K105+（3）－（14）。（13）和（15）的计算值应满足表2-2的要求，否则重新观测。黑面高差（9）=（3）－（7），红面高差（16）=（14）－（12），黑、红面高差之差（17）=［（9）－（16）］±0.100。（后105、前106取“+”，后106、前105取“-”。）计算校核（17）=（15）－（13）。（17）栏内的值应满足表22的规定，否则应重新测量。平均高差（18）=［（9）+（16）±0.100］/2。式中，0.100为单、双号两尺常数K值之差。2）高差计算2.3水准测量的实施方法2.3水准测量的实施方法水准测量的成果处理就是当外业观测成果的高差闭合差（fh）在容许范围内时所进行的调整，使调整后的各测段高差值等于应有值，也就是使fh=0。最后用调整后的高差计算各测段水准点的高程。2.4水准测量的成果处理实测高差的总和与始、终已知水准点高差的差值称为附合水准路线的高差闭合差，即

fh=∑h-（Hz－Hs）

式中，Hz、Hs分别为始、终已知水准点的高差（m）。附合水准路线高差闭合差的计算1.2.4水准测量的成果处理实测高差的代数和不等于零，其差值为闭合水准路线的高差闭合差，即

fh=∑h闭合水准路线高差闭合差的计算2.2.4水准测量的成果处理实测往、返高差的绝对值之差称为支水准路线的高差闭合差，即fh

=|hw|－|hf|式中，hw

、hf

分别为往、返高差（m）。如果水准路线的高差闭合差fh

小于或等于其容许的高差闭合差fc，即fh≤fc，就认为外业观测成果合格，可以进行内业计算。否则须进行重测。支水准路线高差闭合差的计算3.2.4水准测量的成果处理1）按测站数调整高差闭合差高差闭合差的分配4.若按测站数进行高差闭合差的调整，则某一测段高差的改正数Vi为式中，∑n为水准路线各测段的测站数总和；ni为某一测段的测站数

改正后高差为h′i=hi+Vi待定点的高程为Hi=Hi-1+h′i2.4水准测量的成果处理某一附合水准测量示例2.4水准测量的成果处理2.4水准测量的成果处理2.5水准仪的检验与校正水准仪在检校前，首先应进行视检，其内容包括：顺时针和逆时针旋转望远镜，看竖轴转动是否灵活、均匀；微动螺旋是否可靠；瞄准目标后，再分别转动微倾螺旋和对光螺旋，看望远镜是否灵敏，有无晃动等现象；望远镜视场中的十字丝及目标能否调节清晰；有无霉斑、灰尘、油迹；当脚螺旋或微倾螺旋均匀升降时，圆水准器及管水准器的气泡移动是否有突变现象；当仪器的三脚架安放好后，适当用力转动架头时，是否有松动现象。2）按测段长度调整高差闭合差若按测段长度进行高差闭合差的调整，则某一测段高差的改正数Ｖi

为2.5水准仪的检验与校正水准仪的轴线及应满足的几何条件2.5.1水准仪的轴线如图所示，图中CC为视准轴，LL为水准管轴，L′L′为圆水准轴，VV为仪器旋转轴（纵轴）。根据水准测量原理，微倾式水准仪各轴线间应具备的几何关系是：圆水准轴平行于纵轴（L′L′∥VV），横丝垂直于纵轴，水准管轴平行于视准轴（LL∥CC）。水准仪的轴线2.5水准仪的检验与校正水准仪主要部件的检验与校正2.5.21）检验和校正目的检验和校正目的是使圆水准轴平行于纵轴（L′L′∥VV）。圆水准器的检验和校正1.2.5水准仪的检验与校正旋转脚螺旋，使圆水准气泡居中，如图（a）所示。将仪器绕纵轴旋转180°，如果气泡偏于一边，如图（b）所示，则说明L′L′不平行于VV，需要校正。2）检验方法圆水准器的检验和校正2.5水准仪的检验与校正转动脚螺旋，使气泡向圆水准中心移动偏距的一半。用校正针拨动圆水准器底下的三个校正螺丝，使气泡居中。在圆水准器底下，除了有三个校正螺丝以外，中间还有一个较大的松紧螺丝，如图所示。在拨动各个校正螺丝之前，应先稍转松一下松紧螺丝，然后再拨动校正螺丝。旋进某个校正螺丝时，气泡即往该螺丝的方向移动。校正完毕后，应将松紧螺丝再旋紧。3）校正步骤2.5水准仪的检验与校正圆水准器的校正原理2.5水准仪的检验与校正设圆水准轴不平行于纵轴，两者的交角为α。转动脚螺旋，使圆水准气泡居中，则圆水准轴位于铅垂方向，而纵轴倾斜了一个α角，如图（a）所示。当仪器绕纵轴旋转180°后，圆水准器已转到纵轴的另一边，而圆水准轴与纵轴的夹角α未变，故此时圆水准轴相对于铅垂线就倾斜了2α的角度，如图（b）所示，气泡偏离中心的距离相应于2α的倾角。因为仪器的纵轴相对于铅垂线仅倾斜了一个α角，所以，旋转脚螺旋使气泡向中心移动偏距的一半，纵轴即可处于铅垂位置，如图（c）所示。然后再拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡居中，此时圆水准轴也处于铅垂位置，从而达到使圆水准轴平行于纵轴的目的，如图（d）所示。4）校正原理2.5水准仪的检验与校正

1）检验和校正目的当水准仪整平后，十字丝的横丝应该水平，竖丝应该铅垂，即横丝应该垂直于仪器的纵轴。十字丝的检验和校正2.2.5水准仪的检验与校正旋下靠目镜处的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝组的四个固定螺丝，如图所示，按横丝倾斜的反方向转动十字丝组，再进行检验。如果P点始终在横丝上移动，则表示横丝已水平（竖丝自然铅垂），最后旋紧十字丝组的固定螺丝。3）校正步骤2.5水准仪的检验与校正检验和校正目的是使水准管轴平行于视准轴（LL∥CC）。1）检验和校正目的水准管轴平行于视准轴的检验和校正3.2.5水准仪的检验与校正2.5水准仪的检验与校正如果水准管轴不平行于视准轴，设它们之间的交角为i，如图2-32所示。当水准管气泡居中时，视准轴不在水平线上而倾斜了i角，水准仪至水准尺的距离越远，由此引起的读数偏差也就越大。当仪器至尺子的前、后视距离相等时，在两根尺子上的读数偏差x也相等，因此不会对所求高差产生影响。当仪器至尺子的前、后视距离相差很大时，i角对高差的影响也会非常大。水准仪的视准轴不平行于水准管轴的误差也称i角误差。2）检验方法水准管轴平行于视准轴的检验2.5水准仪的检验与校正2.5水准仪的检验与校正将水准仪搬到与B点相距约2m处，精平仪器后分别读取A、B点水准尺的读数a2、b2，又测得高差h2=a2-b2。如果h2=h1，则说明水准管轴平行于视准轴，否则，按式（2-5）和式（2-6）计算A尺上的应有读数a′2及水准管轴与视准轴的交角（视线的倾角）i。a′2=h1+b2（2-5)

i=|a2-a2′|ρ″/DAB(2-6)式中，ρ″=206264.806″≈206265″；DAB为A、B两点间的距离（m）。2.5水准仪的检验与校正检验时，在平坦地面上选定相距100m的A、B两点（打木桩或安放尺垫），竖立水准尺。先将水准仪安置于A、B两点间的中点C，精平仪器后分别读取A、B点上水准尺的读数a1、b1；改变水准仪高度10cm以上，再重读两尺的读数a′1、b′1。前后两次分别计算高差，高差之差如果不大于5mm，则取其平均数，作为A、B两点间不受i角影响的正确高差，即h1=［(a1-b1)+(a′1-b′1)］/2

（1）校正水准管。转动微倾螺旋，使横丝在A尺上的读数从a2移到a2′，此时，视准轴已水平，但水准管气泡已不居中（符合），用校正针拨动水准管位于目镜一端的上、下两个校正螺丝，如图2-33所示，使水准管两端的影像符合（居中），即水准管轴也处于水平位置，满足LL∥CC的条件。3）校正步骤水准管的校正螺丝2.5水准仪的检验与校正2.5水准仪的检验与校正校正水准管前，应首先弄清楚要抬高还是降低水准管有校正螺丝的一端（目镜端），以决定校正螺丝的转动方向。如图2-34（a）所示的气泡影像，表示水准管的目镜一端需要抬高，应先旋进上面的校正螺丝，让出一定空隙，然后旋出下面的校正螺丝，使其抬高。图2-34（b）所示的气泡影像则相反，需要降低目镜一端，即先旋进下面的校正螺丝，然后再旋出上面的校正螺丝，使其降低。对这种上下（或左右）成对的校正螺丝，在校正时必须遵循先松后紧的原则；否则，非但不能达到校正的目的，还容易损坏校正螺丝。图2-34水准管的校正2.5水准仪的检验与校正

（2）校正十字丝。使水准管气泡保持居中位置，旋下十字丝环外罩，转动十字丝的上、下两个校正螺丝，十字丝的横丝就会上、下移动，使横丝对准A尺上的正确读数，使视准轴水平，满足LL∥CC的条件。转动十字丝校正螺丝前，必须先看清是需要抬高十字丝的横丝还是降低十字丝的横丝，然后遵循先松后紧的原则转动校正螺丝。例如，若需要抬高横丝，则应先旋出上面的校正螺丝，让出一定空隙，然后旋进下面的校正螺丝，使十字丝环抬高。2.5水准仪的检验与校正

（1）水准仪的检验和校正过程要认真细心，不能马虎。原始数据不得涂改。（2）校正螺丝时应精细操作，拨动螺丝时要慢、稳、均。（3）各项检验和校正的顺序不能颠倒，在检校过程中填写实训报告。（4）各项检校都需要重复进行，直到符合要求为止。（5）对于100m长的视距，一般要求是检验远尺的读数与计算值之差不大于5mm。进行i角检验时，要求用两次变换仪器高度的方法来测量，以保证精度，才能把仪器误差与观测误差区分开来。（6）每项检校完毕后，应拧紧各个校正螺丝，上好护盖，以防脱落，保证仪器的正常使用。注意事项4.2.5水准仪的检验与校正2.6水准测量误差的产生及控制观测误差2.6.11.整平误差水平气泡和符合气泡没有切实居中。在观测时必须使符合气泡居中，视距线不能太长（三、四等水准测量视距分别小于或等于75m、100m），后视观测完毕转向前视时，要注意重新转动微倾螺旋令气泡居中才能读数，但不能转动脚螺旋，否则会因仪器高度的改变而产生误差。用放大镜照准水准尺，由于放大镜的精度有限，水准尺距离仪器越远，误差越大，因此，前、后视距必须在三、四等水准测量要求的视距范围之内。照准误差2.2.6水准测量误差的产生及控制在读数时，毫米读数需要估读，它与十字丝的粗细、望远镜的放大倍数和视线长度有关。若望远镜的放大倍数较小或视线较长，尺子成像小，显得不够清晰，则照准误差和估读误差都将增大。因此，对各等级的水准测量规定了仪器应该具有的放大镜倍率及视线的极限长度。估读误差3.2.6水准测量误差的产生及控制2.6水准测量误差的产生及控制仪器误差2.6.21.仪器本身误差仪器虽经校正，但却不完善，还会存在一些误差，如水准管轴不平行于视准轴的误差。观测时，只要将仪器安置于距前、后视距等距离处，就可消除仪器本身的误差。由于仪器制造加工工艺不够完善，当转动对光螺旋调焦时，对光透镜会产生非直线移动而改变视线位置，产生对光误差，即调焦误差。观测时，只要将仪器安置于前、后视尺等距离处，就可消除这项误差。调焦误差2.2.6水准测量误差的产生及控制水准尺误差是指因水准尺刻度和尺底零点不准确等产生的误差。观测前应对水准尺进行检验。尺子的零点误差，当单程观测站数为偶数时，即可消除。水准尺误差3.2.6水准测量误差的产生及控制1.仪器升降误差由于土壤的松散度和仪器自重，可能引起仪器上升或下沉，从而产生误差。因此，整平前要将三脚架固定牢固。2.天气情况的影响大风、下雨、阴天、能见度等都会影响测量精度，产生测量误差，因此，应该在晴朗的日子里测量。外界条件的影响2.6.32.6水准测量误差的产生及控制THANKYOU测量学基础项目3角度测量3.13.23.33.4角度观测的原理经纬仪的构造及其使用水平角的观测竖直角的观测3.5经纬仪的检验与校正3.6角度测量的误差来源学习目标

【知识目标】明确测角原理，掌握光学经纬仪的使用方法和角度测量方法。

【技能目标】能够独立使用经纬仪按测回法观测水平角和竖直角，能够完成经纬仪的检验与校正。项目3角度测量3.1角度观测的原理

角度测量包括

水平角测量和竖直角测量。水平角测量用于确定点的平面位置。竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。常用仪器

经纬仪、全站仪。3.1角度观测的原理水平角的测量原理3.1.1

水平角：指空间相交两条直线垂直投影在同一水平面上的夹角。地面上一点到两目标点的方向线所夹的水平角是过这两方向线所作的两竖直面间的二面角。3.1角度观测的原理A、B、O是地面上高程不同的三个点，这个三点构成了相交于O点的OA和OB两条倾斜直线，过直线OA和OB的两个竖直面与水平面相交的交线Oa′和Ob′所夹的角β即为该两条直线的水平角。因此，水平角就是地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影，而不是空间斜面角∠AOB。水平角的测量原理若在角顶O点的铅垂线OO′上放置一个与铅垂线垂直，且按顺时针刻有0°～360°分划的圆盘，过直线OA和OB的两个竖直面与圆盘平面相交于O′a和O′b即为水平角β。它等于瞄准左目标B时在圆盘的读数b减去瞄准右目标A点时在圆盘上的读数a，即β=b-a。3.1角度观测的原理3.1角度观测的原理竖直角的测量原理3.1.2

目标方向高于水平方向的竖直角称为仰角，a为正值，取值范围为0o～+90o目标方向低于水平方向的竖直角称为俯角，a为负值，取值范围为0o～-90o。

竖直角是同一竖直面内水平方向与目标方向的夹角。竖直角的测量原理3.1角度观测的原理3.2经纬仪的构造及其使用按读数系统分为：光学经纬仪、电子经纬仪。按精度分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。目前工程测量中一般用DJ6，精度要求较高时用DJ2。经纬仪的构造3.2.1基座经纬仪从结构上分为照准部度盘3.2经纬仪的构造及其使用DJ6级光学经纬仪1.3.2经纬仪的构造及其使用3.2经纬仪的构造及其使用1）DJ6级光学经纬仪的结构DJ6级光学经纬仪的外形及各构件名称1—脚螺旋；2—水平微动螺旋；3—水平制动螺旋；4—望远镜微动螺旋；5—望远镜物镜；6—望远镜制动螺旋；7—瞄准器；8—物镜调焦环；9—望远镜目镜；10—度盘读数镜；11—竖盘水准管微动螺旋；12—光学对中器；13—圆水准器；14—基座；15—竖盘水准观察镜；16—竖盘水准管；17—垂直度盘；18—度盘照明镜；19—平盘水准管；20—水平度盘位置变换轮；21—基座底板3.2经纬仪的构造及其使用（1）基座部分。基座对照准部和水平度盘起支撑作用，并通过中心连接螺旋将经纬仪固定在脚架上。基座上有三个脚螺旋，用于整平仪器。3.2经纬仪的构造及其使用

竖轴是照准部的旋转轴。由旋转照准部和望远镜可以照准任意方向、不同高度的目标。

竖直度盘用于测量竖直角；照准部水准管用于整平仪器。

读数系统由一系列光学棱镜组成，用于对同时显示在读数窗中的水平度盘和竖直度盘影像进行读数。

光学对中器则用于安置仪器使其中心和测站点位于同一铅垂线上。

照准部是经纬仪上部可以旋转的部分，主要有竖轴、望远镜、竖直度盘、水准管、读数系统及光学对中器等部件。3.2经纬仪的构造及其使用（3）度盘部分。经纬仪的水平度盘和垂直度盘由光学玻璃制成。水平度盘安装在纵轴套外围，不随照准部一起转动，但是可以通过转动水平度盘位置变换轮使其转动一个位置。垂直度盘以横轴为中心，并与横轴固连，随望远镜一起转动。3.2经纬仪的构造及其使用（1）分微尺。在读数显微镜内可以看到水平度盘和竖直度盘的影像，水平度盘每隔1°有一条分划线。小于1°的读数在分微尺上读取。分微尺的零位置（记为0）称为指标线，用以指示度盘读数。分微尺的长度相当于度盘1°的间隔，它又分为60个小格，每个小格相当于1′（每10个小格注以1，2，…，6，表示10′的倍数)，因此可直读至1′，估读到0.1′，也就是说读出的秒数必须是6的整数倍。2）度盘读数装置及读数方法水平度盘和垂直度盘的影像3.2经纬仪的构造及其使用V0123456013456H2HV01234562013456115787879

读数练习116115读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。如：水平角：215˚06‘48“竖直角：78˚52＇06"3.2经纬仪的构造及其使用（2）平板玻璃测微器。平板玻璃测微器读数的原理是：在光学系统中设置一块平板玻璃，当光线以一定入射角穿过平板玻璃时，将发生平行移动的现象。移动量的大小取决于玻璃的厚度、玻璃折射率和光线的入射角。平板玻璃和测微尺用金属机构连接在一起，转动测微手轮，平板玻璃和测微尺将绕同一个轴转动，度盘分划线的影像的移动量可在测微尺上读出。3.2经纬仪的构造及其使用在读数显微镜中可同时看到三个读数窗口，如图35所示，上窗口为测微尺分划影像，并有指标线，中窗口为竖直度盘影像，下窗口为水平度盘影像，都有双指标线。度盘最小分划值为30′，测微尺共分30个大格，一个大格又分为三个小分格。转动测微器，测微尺分划由0′移至30′，度盘分划也恰好移动一格（30′）。故测微尺大格的分划值为1′，小格为20′，每5′注记一个数字。测微尺可估读到1/4格（5′）。平板玻璃测微器3.2经纬仪的构造及其使用DJ2级光学经纬仪2.

DJ2级观测精度较高望远镜放大倍数较大照准部水准管灵敏度高，度盘格值较小。3.2经纬仪的构造及其使用1）DJ2级光学经纬仪的结构测微轮水平、竖直度盘转换手轮3.2经纬仪的构造及其使用（1）水平度盘变换手轮。水平度盘变换手轮的作用是变换水平度盘的初始位置。在水平角观测中，根据测角需要对起始方向进行观测时，可先拨开水平度盘变换手轮的护盖，再转动该手轮，把水平度盘的读数值配置为所规定的读数。3.2经纬仪的构造及其使用（2）换像手轮。在读数显微镜内一次只能看到水平度盘或竖直度盘的影像，若要读取水平度盘的读数，则要转动换像手轮，使手轮上的指标红线呈水平状态，并打开水平度盘的反光镜，此时显微镜内呈水平度盘的影像。若打开竖直度盘的反光镜，转动换像手轮，使手轮上的指标线竖直，则可看到竖直度盘的影像。3.2经纬仪的构造及其使用（3）测微手轮。测微手轮是DJ2级光学经纬仪的读数装置。对于DJ2级经纬仪，其水平度盘（或竖直度盘）的刻画形式是把每度分划线间又等分成三格，格值等于20′。通过光学系统，将度盘直径两端分划的影像同时反映到同一平面上，并被一横线分成正像和倒像，一般正字注记为正像，倒字注记为倒像。3.2经纬仪的构造及其使用测微尺上刻有600个格，其分划影像见图中小窗。当转动测微手轮使分微尺由零分划移动到600分划时，度盘正、倒对径分划影像等量相对移动一格，故测微尺上600格相应的角值为10′，一格的格值等于1″。因此，用测微尺可以直接测定1″的读数，从而起到测微的作用。DJ2级光学经纬仪读数窗3.2经纬仪的构造及其使用2）DJ2级光学经纬仪的读数方法DJ2级光学经纬通用读数窗3.2经纬仪的构造及其使用（1）转动测微手轮，使度盘正像和倒像的分划线精密重合。（2）由靠近视场中央读出上排正像左边分划线的度数，即30°。（3）数出上排的正像30°及下排倒像与30°相差180°的210°之间的格数再乘以10′，就是整10′的数值，即20′。（4）在旁边小窗中读出小于10′的分、秒数，即8′00″。测微尺分划影像左侧的注记数字是分数，右侧的注记数字1、2、3、4、5是秒的十位数，即分别为10″、20″、30″、40″、50″。（5）将以上各数值相加就得到最终读数30°28′00″。3.2经纬仪的构造及其使用经纬仪的使用方法3.2.2经纬仪的安置1.