《数字地形测量学》上下册全套教学课件（共11章完整版）

第一章绪论1.1测量学发展历史1.3测绘学的应用范围及实例1.4教学目的和要求1.1测量学发展历史1.1测量学发展历史■测量学的产生公元前二十七世纪埃及大金字塔二千多年前夏商时代夏禹治水秦代李冰父子都江堰水利枢纽工程1.1测量学发展历史早在春秋战国时期，已经制成了利用磁石的指南仪器“司南”,它是沿用几千年的指南针与罗盘的雏型。长沙马王堆3号汉墓出土了西汉时期的《地形图》和俄国时代的《甘石星表》、东汉张衡研制的天球仪与侯风地动仪、魏晋时期刘徽的《海岛算经》、西晋裴秀的《制图六体》、唐李吉甫的《元和群县图志》等等一系列1.1测量学发展历史唐代增一行(张遂)主持了大规模的天文测量，其中包宋代沈括在他的著名著作《梦溪笔谈》中提出了磁偏1.1测量学发展历史1.1测量学发展历史20世纪50年代前后开始，不少新的科学技术迅速发展。如电子学、信息论、相干光理论、电子计算机、空间科学技术等，它们又推动了测绘科学的1947年研究利用光波进行测距，到60年代中利用氦氖激光器作为光源的电可达±(5mm+1ppm)。短测程的测距仪，测程为1～2km,误差仅及厘1.1测量学发展历史20世纪40年代自动安平水准仪的问世，标志着水准测量自动化的开端。1990年已研制出数字水准仪，可以作到读数记录全自动化。1968年生产了电子经纬仪，它采用光栅、光学编码来代替刻度分划线，以电信号方式陀螺经纬仪与激光经纬仪亦已应用于工程测量的定1.1测量学发展历史卫大地测量，能以可全天候观测，速度快，精度高，对洲20世纪70年代，通过人造卫星拍摄地球的照片，使航1.1测量学发展历史数字化自动成图系统，其中包括航测数字化成图与全站仪数字化成图，它与传统的方法相比，具有成图周期短、劳"3s"技术的崛起，其中包括地理信息系统、全球定位系我国测绘事业自1949年新中国成立后进入了迅速发展的时期。1956年建立了国家测绘总局，建立了全国统一的坐标系统和高程系统，建立了全国范围的大地控制网，测绘了全国2011年5月23日国家测绘地理信息局1.1测量学发展历史1.1测量学发展历史水准仪航空相机1.2测量学定义及研究内容1.2测量学定义及研究内容地球上一点(三维坐标系)XYZ区高程(海拔高)H1.2测量学定义及研究内容1.2测量学定义及研究内容区测量学的主要内容包括测定表示成图表，测定是指用测绘成地形图，供经济建设、建设使用。1.2测量学定义及研究内容三号教学楼路1.2测量学定义及研究内容测设(放样)——把图上设计好的建筑物和构筑物的1.2测量学定义及研究内容研究地球表面上较大区域、甚至地球的形状、大小以及大范围控制测量问题。必须考虑地球曲率的影响。1.2测量学定义及研究内容研究地球表面上较小区域的地表形态。是研究将地球表面的起伏状态和其它信1.2测量学定义及研究内容3、摄影测量学(Photogrammetry)摄影测量学是研究摄影影像与被摄物体之间的内在几何和物理关系，进行分析、处理和解译，以确定被摄物体可分为航空摄影测量学、地面摄影测量学、水下摄利用安装在航摄飞机利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影1.2测量学定义及研究内容1.2测量学定义及研究内容1.2测量学定义及研究内容1.2测量学定义及研究内容6、工程测量学工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实1.2测量学定义及研究内容7、地图制图学(Cartography)是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术、方法以及应用的学科。1.3测绘学的应用范围及实例1.3测绘学的应用范围及实例测量学还服务于国家领土的管理。1.3测绘学的应用范围及实例◆测绘科学的应用范围测量学在工程建设中的作用现代的测量学作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大小、位置等几何信息，以及能把设计的建筑物、设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来的技术，1.3测绘学的应用范围及实例1.3测绘学的应用范围及实例测绘科学的应用范围1.3测绘学的应用范围及实例GPS在大坝外观及滑坡监测中的应用感图顺实总2日单1.4教学的目的和要求概念(原理)、基本方法和基本计算，在此基础上掌握大比熟悉水准仪、测距仪和全站仪等仪器的操作，掌握测量的基本知识和基础理论；测量基本方法和手段，培养学生使用基本的测绘仪器的能力，应用地形图的能力，重点掌握骨情大象数字地形测量学第二章测量的基本知识2.1地球的形状和大小2.4高程系统2.5直线的定向2.5直线的定向X二、直线的定向1、真子午线方向真子午线方向是用2.磁子午线方向磁子午线方向可用用罗盘仪测定直线的方位角时，先将罗盘仪安置在直线的起点，对中、整平。松开磁针固定螺丝放下磁针，再松开水平制动螺旋，转动仪器，用望远镜照准直线的另一端点所立标志，待磁针静止后，其北端所指的度盘读数，即为该直线的磁方位角(或磁象限角)。XX我国采用高斯平面直角坐标6°带或3°带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取坐标纵轴方向作为标准方过0点的子午线过0点的子午线A北目真北真北3、正反方位角及换算XBAXX右边方位角-左边的方位角ABBDAABBBB位于推算路线左边的角度，其符号取正位于推算路线右边的角度，其符号取负Y例题：已知α12=46°,β2、β3及β4的角值均注于图上，箭射大象第二章测量的基本知识2.1地球的形状和大小2.2用水平面代替水准面的限度2.4高程系统2.5直线的定向2.1地球的形状和大小复杂。海洋的面积占71%,陆地的面积占29%。珠穆朗玛峰高达8848.13m个面叫水准面(海洋)。铅垂线铅垂线地球椭球分类大地水准面参考椭球面大地水准面垂线和法线重垂线和法线重3定位：大地体与椭球体相切定大小：椭球的基本元素一定我国大地原点在西安泾阳县永乐镇参考椭球面参考椭球面五、测量工作的基准线和基准面测量工作的基准线一铅垂线。测量工作的基准面一大地水准面。测量内业计算的基准线一法线。测量内业计算的基准面一参考椭球面。③提高工作效率。得‘角度’‘距离’和‘高差’测量高差经纬仪测竖直角+距离测量六、测量工作及基本原则六、测量工作及基本原则里1码=3英尺1英尺=12英寸=30.48厘米1英寸=2.54厘米1海里=1.852公里=1852米1里=500米1丈=10尺1尺=1/3米1尺=10寸凶2、地球自然表面、水准面、大地水准面和参考椭球面的区别和联系?×3、参考椭球的基本元素有哪些?×6、任意高度的静止的液体表面(如平静的湖水面)(都2.2用水平面代替水准面的限度一、水准面曲率对水平距离的影响工1/120万1/54万1/30万1/19万大地水准面球面上多边形内角之和比平面上多边形内取地球半径R=6371km。P用不同面积代入，计算结果如下：100km²的面积，产生的角度误差不到6"。因此，在小区域测量中，曲率对角度的影响可忽略不计。P:球面多边形的面积第二章测量的基本知识2.1地球的形状和大小2.4高程系统2.5直线的定向2.3测量坐标系与高斯投影2.3测量坐标系与高斯投影为了简化计算，要将(椭)球面上的元素归算(投影)到平2.3测量坐标系与高斯投影按内在的变形特征分类有：①等角投影任何点上两微分线段所组成的角度在投影后仍保持不变。亦即投影前后对应的微分面积保持图形相似，故亦称为正形投③任意投影既不能保持等角(正形)又不能保持等面积的投影，统称为任意投影。服在任意投影中，有一种称为等距离投影，它使沿某一特定方向的距离，投影前后保持不变。通常，在正轴投影时，是在沿经2.3测量坐标系与高斯投影测量坐标系统NN起子线起始子午面：通过英国格林尼治天文台子线赤道平面G赤道平面G赤道赤道起始子午面赤道平面：垂直于地轴并通过起始子午面S赤道：赤道平面与地球面的交线。赤道面：向北为正0-90北纬，向南为负0-90南纬，大地坐标系例：武汉某点的位置是东经114°,北纬30°。N赤道大地纬度B大地纬度B北极北极PGN南极天文经度天文纬度垂线偏差天文经纬度表示地面点在大地水准面上的位置，用天文经1954年北京坐标系b=6356755m,1978年以后，建立了1980年国家大地坐标系，镇坐标坐标系大地坐标系4.作用和缺点2000国家大地坐标系2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点，的尺度。地心引力常数GM=3.986004418×1014m3s-2采用2000国家大地坐标系的必要性3.随着经济建设的发展和科技的进步，维持非地心坐标系下的实际点位坐标不变的难度加大，维持非地心坐标系的技术也逐步被新技术所取·采用2000国家大地坐标系的必要性天文大地控制网是现行坐标系的具体实现，也是国家大地基准服务于用户最根本最实际的途径。面对空间技术、信息技术及其应用技术的迅猛发展和广泛普及，在创建数字地球、数字中国的过程中，需要一个以全球参考基准框架为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统来处理国家、区域、海洋与全球化的资源、环境、社会和信息等问题。单纯采用目前参心、二维、低精度、静态的大地坐标系统和相应的基础设施作为我国现行应用的测绘基准，必然会带来愈来愈多不协调问采用2000国家大地坐标系的意义1.采用2000国家大地坐标系具有科学意义，随着经济发展和社会的进步，我国航天、海洋、地、气象、水利、建设、规划、地质调查、国土资源管理等领域的科学研究需要一个以全球参考基准为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统，来处理国家、区域、海洋与全球化的资源、环境、社会和信息等问题，需要采用定义更加科学、原点位于地球质量中心3.采用2000国家大地坐标系将进一步促进遥感技术在我国的广泛应用，发挥其在资源和生态环境动态监测方面的作用。比如汶川大地震发生后，以国内外遥感卫星等科学手段为抗震救灾分析及救援提供了大量的基础信息，显示出科技抗震救灾的威力，而这些遥感卫星资料5.卫星导航技术与通信、遥感和电子消费产品不断融合，将会创造出更多新产品和新服务，市场前景更为看好。现已有相当一批企业介入到相关制造及运营服务业，并可望在近期形成较大规模的新兴高技术产业。卫星导航系统与GiS的结合使得计算机信息为基础的智能导航技术，如车载GPS导航系统和移动目标定位系统应运而生。移动手持设备如移动电话和PDA已经有了非常广泛的使用。×二、空间直角坐标系ZX轴】BIHBIH定义的(1984.0)0.地球质心CTP赤道X二、空间直角坐标系×空间直角坐标系与大地坐标系的关系O独立的平面直角坐标系2、为什么采用高斯投影?、高斯投影中为什么要分带?如何分带?由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规划、设计、施工中，测量和计算地球椭球体表面是不可展曲面，要将曲面上的客观事物表示在有限的平面图上，必须经过由曲面到平面的转换。地图投影：在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。建立建立坐标局部球面局部平面局部平面坐标投影按变形性质分类我国采用高斯投影高斯投影是一种等角投影。它是由德国数学家高斯(Gaus提出，后经德国大地测量学家克吕格(Kruger,185善，故又称“高斯一克吕格投影”,简称“高斯投影”。高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是正形投影。所谓，正形投影，就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。即投测量对地图投影的要求：中央子午线中央子午线S高斯平面直角坐标系的建立是采用横轴椭圆柱等角高斯投影平面中央子午线中央子午线投影带投影面(4)除赤道外的其余纬线，投(6)所有长度变形的线段，其子牵蔓y将椭球面按一定经差分带，分别进行投影。边1缘子午线边1缘子午线高斯投影6°带投影带的划分主子4线高斯投影3°带3°带的分带是在6°带的基础上进行分带。自东经1°开始，每隔3°由西向东按1,2,3.120顺序编号。如果知道某点的经度，就可以求出该点所在3°带的20带中央子午线的经度为40带中央子午线的经度为中央子午线为东经123°3°带：121/3≈40.3～40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。LoLo3*915758879399~105*11117123129*135*17P¹77*-177(西经)26’28’3032”3436'38'40’242527293133.35.3739413~带大比例尺测图和工程测量常采用3°带、1.5°带投影或者以任意经度的子午线作为中央子午线和更小的经差进行高斯平面直角坐标系◆x轴一中央子午线的投影◆原点0一两轴的交点注:X轴向北为正，半球，东西横跨11个6°带(13-23),各带又独自构成直角坐标系。理论上中央子午线的投影是X轴，赤道的投影是Y轴，其交点是坐标原点。点的X坐标是点至赤道的距离；点的Y坐标是点至中央子午线的距离，为了避免Y坐标出现负值，把原点向西平移500为了区分不同投影带中的点，在点的Y坐标值上加带号N所以点的横坐标通用值为国家统一坐标系■即所有点的Y坐标值均加上500km,在横坐标Y值前加注该投影带带号。XX0Yy。=+(带号)636780.360m00=+(带号)227559.720m国家统我国西起东经73。4d’,东至米经135°02'按6°_带处于13-23带，按3°带处于24x=3102467.280m,y=19367622.380m,(1)该点位于6°带的第几带?(第19带)(先去掉带号，原来横坐标y=367622.380—500000=-132377.620m,◆与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点：1、x,y轴互异。高斯坐标系的作用使较复杂的椭球面上的计算变为比较简单的平面上的计算便于地图按经纬线分幅。如将图廓点(其地理坐标为经纬度)按其相应的高斯坐标展绘在图纸上，就可得地图的分幅线。将大地控制点按其高斯坐标展在平面上，作为工程测量和地形测量的起始点根据球面上的长度，将其拉长改化为投影平面上的距离，叫做距离改化。离中央子午线的距离(y)愈远，长度变形愈大。若要求距离测量精度为1/1000,则y亲地图投影亲高斯投影地球椭球体高斯平面直角坐标系的构成→赤道的投影国家统一坐标高差：两点间的高程之差。与起算水准面无关BB■A、B两点的绝对高程为HA、HB。在局部地区，如果无法知道绝对高程，可以任意一个水准面作为高程起算面，测出相对高程B两点的高差可见两点间的高差与起算面无关更新设备，现用仪器为HCJ1型(又称瓦尔代)水位计，美国进45～08:00,13:45～14;00,19:45～20:00,长年获取120°18'08",北纬36°04'10",国家测绘局将它确定为×1956年黄海高程系水准原点的绝对高程为72.289m。该高程系是由1950年至1956年，7年的验潮资料计算确定的黄海平均海水面，作为高程的基准面。并推算青岛水准原点的高程为72.289m。目前我国采用“1985年国家高程基准”,它是以青岛验潮站1952年至1979年验潮资料计算确定的黄海平均海水面作为高程系统的基准面，并推算青岛水准原点(高程系统的统一起算点)的高程为72.260m。“1956年黄海高程”=“1985年国家高程基准”+“1956年黄海高程"="吴凇高程基准”-1.688“1956年黄海高程"="珠江高程基准”+0.586“1985年国家高程基准”=“1956年黄海高程”-0.029"1985年国家高程基准"="吴凇高程基准"-1.717“1985年国家高程基准"="珠江高程基准”+0.557箭射大象第三章角度测量与经纬仪3.1角度测量原理3.3经纬仪(全站仪)的对中整平3.1角度测量原理角度测量包括水平角测量和竖直角测量。倾斜距离改化成水平距离。常用仪器经纬仪全站仪3.2经纬仪的分类及基本结构3.2经纬仪的分类及基本结构(1)经纬仪的分类DJ07DJ01DJ一测回水平方向观测中误差“2、光学经纬仪：通过光学度盘(玻璃度盘)的放大来读数3.2经纬仪的分类及基本结构游标经纬仪3.2经纬仪的分类及基本结构光学经纬仪3.2经纬仪的分类及基本结构玻璃度盘3.2经纬仪的分类及基本结构Wild第一台电子经纬仪(1978年生产3.2经纬仪的分类及基本结构电子度盘3.2经纬仪的分类及基本结构(2)经纬仪基本结构望远镜——竖直制动螺旋、微动螺旋——横轴、视准轴照准部度盘照准部度盘竖轴3.2经纬仪的分类及基本结构光学对点器3.2经纬仪的分类及基本结构◆包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制注：①水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随②水平度盘有复测钮或变换钮，用作改变观测③竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远3.2经纬仪的分类及基本结构DJ6光学经纬仪的构造主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。望远镜一用于瞄准目标◆国水准器一用于粗略整平仪器◆管水准器一用于精确整平仪器·光学对点器一用于使度盘中心和测点在同一铅垂线上3.2经纬仪的分类及基本结构3.2经纬仪的分类及基本结构总结经纬仪常用旋钮的作用在十字丝分划板上。(2)望远镜目镜对光螺旋：调清十字丝，放大物像■(3)水平制动螺旋：限制照准部在水平方向上转动后才起作用值定后才起作用3.2经纬仪的分类及基本结构■(8)反光镜：调节读数窗口的亮度(10)测微轮：用于调整读数窗口中上下对径分划线的相对位置(当上下对径分划线对齐时才能读数)(11)光学对中器：用于观察仪器中心是否与地面测站点对准(12)对中器对光螺旋：用于调节对中器目镜及物镜的清晰度，以便能看清地面上的测站点3.2经纬仪的分类及基本结构3.2经纬仪的分类及基本结构2中H3.2经纬仪的分类及基本结构2153.2经纬仪的分类及基本结构度盘分划30‘,测微分划尺90小3.2经纬仪的分类及基本结构3.2经纬仪的分类及基本结构3.2经纬仪的分类及基本结构最小分划1‘3.2经纬仪的分类及基本结构三必三必123°48'12.2"28°14'24.23.2经纬仪的分类及基本结构◆(4)电子经纬仪测角的基本原理20世纪60年代，电子度盘的出现，使电子经纬仪实现了角度的自动读数、自动显示、自动记录、自动改正等功能。电源控制电源控制模数转换模数转换编码度盘测角光栅度盘测角3.2经纬仪的分类及基本结构◆(4)电子经纬仪测角的基本原理码道编码度盘测角编码度盘示编码度盘示意图不透光区(非导电区)信号0度盘上部发光二极管获取区间如：度盘下部光电二极管状态信号00113.2经纬仪的分类及基本结构如果再将全圆划成若干扇区，则每个扇形区有几个梯形，如果每个梯形分别以"亮”和"黑"表示"0"和“1"的信号，则该扇形例如，用四位二进制表示角值，则全圆只能刻成24=16个扇形，如果最小值为20”,则需刻成(360×60×60)/20=64800个扇形区，而64800≈216个码道。因为度盘直径有限，码道愈多，靠近度盘中心的扇形间隔愈小，又缺乏使用意义，编码度盘原理示意图编码度盘原理示意图编码度盘亮流暮编码度盘亮流暮二进描0125607892光栅度盘盘的转动信息，该信息是一个过程概念，没有具体的物质载体，因此当仪器关机后开机时，或者角度信息显示为零，或者需要预先转动仪器探测度盘零位后才能显示角度信息。采用指示光栅相对光栅度盘转误差、角度读数电路噪声误差等都有积累纹(莫尔条纹)。夹角越3.2经纬仪的分类及基本结构光栅的两个基本参数计量光栅(MetrologyOpticalGrating)光栅度盘些些2999B9B2动薄角的标光栅度盘测角示意图光电接管统指示光梅发光断光栅度盘转动光栅度盘转动设光栅度盘全周划线为m,则相邻两光栅间的夹角4为：■■度盘测角误差具有积累性关机后角度信息不保留■光栅度盘应该能自动判断转动方向，即当照准部顺时针旋转时，计数系统做加法计数，逆时针旋转时，做减法计数。在测角装置中，增加一个光电接收管b,它与原来的光电接收管a的间隔为B/4。逆时针转动，莫尔条纹光栅度盘转动方向的判别R·R330当光栅度盘直径为7cm,圆周长约为22cm,线条密度为100,则两光栅直接用光栅度盘测角，其角度分辨率较低，要达到秒级的测角精度，必在光学玻璃度盘的径向上均匀地刻制明暗相间的等角距细线条就构成光栅度盘。设光栅的栅线(不透光区)宽度为a,缝隙宽度为b,栅距d=a+在光栅度盘的上下对应位置上装上光源、计数器等，使其随照准部相对于光栅度盘转动，可由计数器累计所转动的栅距数，从而求得所转动的角度值。因为光栅度盘上没有绝对度数，只是累计移动光栅的条数计数，故称为增量式光栅度盘，其读数系统为增量式读数系统。的每一周期内再均匀内插n个脉冲，计算器对脉冲进刻划线增加了n倍，角度分辨率也就提高了n倍。使用增量式光比较项目编码度盘光栅度盘测角方式绝对式关机后角度信息保留不保留误差与噪声不积累制造工艺复杂简单3.2经纬仪的分类及基本结构3动态度盘△φ0,其精度取决于将φ0划分成多少相位差脉冲。盘刻划误差等，因此在高精度(0.5"级)的仪器上采用。但动态测角光栅度盘动态度盘度盘测角误差的积累动态度盘仪器转动速度的限制度盘类型比较内容光栅度盘编码度盘动态度盘测量原理增量式绝对式增量式关机后角度信息不保留保留度盘测角误差积累不积累积累仪器转动速度有限制无限制无限制制造工艺相对简单相对复杂相对复杂3.2经纬仪的分类及基本结构◆(5)全站仪1、同时测角(水平角和竖角):2、望远镜的视准轴和测距仪的视准轴是同轴的；轴最大倾斜可允许至±6)。,也可通过将由5、数据记录量大3.2经纬仪的分类及基本结构全站仪按其外观结构可分为两类：早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。"(2)整体性(Integral)■随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距，测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。3.2经纬仪的分类及基本结构全站仪按测量功能分类，可分成四类：在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。徕卡TCR系3.2经纬仪的分类及基本结构徕卡仪器命名规则：TDM系列马达驱动、工业测量型全站仪TDA系列马达驱动、自动跟踪、工业测量型全站仪上述仪器的命名中，其英文字母分别代表为：D--Distancer/Distomat无反射镜)3.2经纬仪的分类及基本结构我国从80年代初期开始小批量引进外国制造的全站3.2经纬仪的分类及基本结构测站点高程后方交会测量3.2经纬仪的分类及基本结构3.2经纬仪的分类及基本结构在经纬仪上安装激光装置，使3.3经纬仪(全站仪)的对中整平3.3经纬仪(全站仪)的对中整平线上。(垂球对中、光学对点器对中、强制对中、激光对4、精平——调脚螺旋(首先，水准管平行两个脚螺旋方向，调该两个脚螺旋，使水准管气泡居中，旋转90度使管气泡居中。检查任何方向气泡居中。)对中整平对中整平器法对中整平(1)大致水平大致对中(3)脚螺旋精平——左手大拇指法则(5)脚螺旋精平(6)反复(4)、(5)两步。对中和整平，一般都需要经过几次“整平→对中→整平”1)转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。2)根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2。3)转动仪器90°,运用法则，旋转脚螺旋3。强制对中瞄准的实质：安置在地面点上的经纬仪的望远镜视准经纬仪大第三章角度测量与经纬仪3.3经纬仪(全站仪)的对中整平3.4水平角的观测方法3.5水平角观测的误差3.7经纬仪检验与校正3.4水平角的观测方法1、测回法1、测回法测回测回在不同的测回间，为了减小度盘刻划的误差，须配度盘n测水平角用双丝夹粗目标水平角观测手簿(测回法)半测回方向一测回平均方向各测回平均方向盘右123456789第一测回o/wo/wAB2592048第二测回A9002182700212B34919242、方向观测法2、方向观测法盘右：先瞄准零方向A读3.4水平角的观测方法经纬仪型号光学测微器两次半测回归零差一测回内2C较差同一方向值各测回较差工89分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差△;(若△超限，应及时重测)计算(两倍视准误差):2c=盘左读数-(盘右读数±180°) 盘左读数+(盘右读数±180°)2 各测回归零后方向值的平均值。相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。方向法观测记录测站测回数目标水平度盘读数盘左、盘右平均值归零后水平方向值o各测回平均水平方向值盘左观测盘右观测112345678901A0BC0DA12A△0BCDA0好H月，本平角观测平策(方向观测法)间其店其改亚网一平均方匆别四平切疗网时姓之扫123456T29取一别四a3aa000000000000000006915406ZT15400915254915291252C483333248D214060621405002140454214045T044800124列日2490012T00124000000000060091912C2433206D30406214050004489001ZT001080830第1CDAB}△0第2CDABC△3.5水平角观测的误差3、度盘偏心差(照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合，盘4、度盘刻划误差(度盘刻划不均匀，测回间变换度盘可减弱)5、竖轴倾斜误差(盘左、盘右取平均不可消除，精确整平减弱)C3.5水平角观测的误差视准轴误差3.5水平角观测的误差，所产生的误差称为横轴倾斜误羞竖角3.5水平角观测的误差3.5水平角观测的误差视准轴误差和横轴倾斜误差同时存在时：盘左时视准轴误差和横轴倾斜误差对水平方向读数的影响为xc和xi,盘左和盘右观测时，正确的水平度盘读数为L和R,而有视准轴误差和横轴倾斜误差时的实际读数为L'和R',则：■若视准轴与横轴正交，横轴垂直于竖轴，竖轴与照准部水准管轴垂直，由于仪器未严格整平而使竖轴不在竖直位置，竖轴偏离铅垂线一微小角度，这就是竖轴倾斜误差。由于盘左、盘右照准同一目标时的β相同，则x,的符号不变，故盘左盘右的平均值不能消除竖轴倾斜误差对水平方向的影响。仪器对中误差一测站偏心目标偏心误差一观测标志对中误差3.5水平角观测的误差1、仪器对中误差(与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近2、目标偏心差(与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部可减弱)3、仪器整平误差(精确整平，一测回内气泡偏离不能超过2格，否则，测回间重新整平)4、照准误差(消除视差，精确瞄准)5、读数误差(消除视差，认真读数)3.5水平角观测的误差水平角观测注意事项,,3.当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。4.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。3.5水平角观测的误差2)多测回测量。3)盘左盘右观测。6)认真读数。7)好天气，避烈日。8)认真检查。3.6垂直角观测方法所不同的是，垂直角的两方向中的一个方向是水平方向。无论对哪一种经纬仪(或全站仪)来说，视线水平时的竖盘读数都竖盘指标竖盘指标旋。目前很多仪器用自动补偿器代替了水准准管微动准管微动螺旋根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针注记和逆时针注记两种。竖直度盘刻度注记(盘左位置))一般情况下：竖盘是和望远镜固连在一起的。注记的形式多为270竖盘指标水准管竖盘指标自动归零盘左竖直角计算的通用公式：α=瞄准目标时的读数一视线水平时的常数a=视线水平时的常数一瞄准目标时的读数·对不同注记形式的度盘，首先应正确判读视线水平时的常◆指标差计算3.6垂直角观测方法标准城市测量规范铁路测量规范仪器级别指标差误差3.6垂直角观测方法◆4)盘右的位置照准原目标位置，读取盘右竖盘读数。(竖盘指标水准管气泡居中)中丝法三丝法测站点仪器高(m)觇点觇标高(m)竖盘位置竖盘读数两倍指标差"一测回竖角照准觇标位置九峰山左觇标顶右葛岭左觇标顶右王家湾左觇标顶右3.6垂直角观测方法光学经纬仪观测注意问题◆3、盘右的位置照准原目标位置不动，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖3.7经纬仪(全站仪)检验与校正3.7经纬仪检验与校正■(1)横轴HH:控制望远镜做纵向旋转的水平轴中心线2.经纬仪轴线应满足的几何关系(2)十字线的竖丝垂直于横轴3.7经纬仪检验与校正3、经纬仪(全站仪)需进行检验和校正的项目视准轴应垂直于横轴的检验和校正；横轴应垂直于竖轴的检验和校正；校正③照准部旋转180°,满足要求，若气泡3.7经纬仪检验与校正②用水准管校正螺旋调一半。PP分划板座分划板座压环压环螺丝2、校正(四)横轴垂直于竖轴的检验与校正PPD3.7经纬仪检验与校正①墙上定出P1、P2的中点PM;②调节水平微动，瞄准PM,将望远镜上仰(十字丝交③校正横轴一端支架上的④反复检校，直至i角小于1′;3.7经纬仪检验与校正DJ6:若X≤60",满足要求；若X>60",2、校正②调节指标水准管微动螺旋，使竖盘读数3.7经纬仪检验与校正(六)光学对点器的检验与校正人谢大象数字地形测量学第四章水准测量与水准仪4.2水准仪等级及型号4.4水准测量水准测量的主要目的是测出一系列水准点的高程。通过水准点的高程，可以了解地表的形状、地壳的变化，以及指导工程的设计、施工、监测。水准测量必须有统一的高程系。我国1985国家高程基准：72.260米如珠穆琅玛峰的高程为8848.65m,是56黄海系。(2)“1985国家高程基准”准 “1985城市高程系统的选择——在远离国家水准点的新设城市或在改造旧有水准网因高程变动而影响使用时，经上级行政主管部门批准后，可暂时建立或用地方高程系但应争取条件归算到1985国家高程基准上等外水准测量(普通水准、图根水准测量)——工程建设、4.4水准测量测程序1、照准后视尺黑面，读取下、上、中丝读数2、照准前视尺黑面，读取中、下、上丝读数等级仪器类型后前视距差,(后前视距差累计黑红面读数差m(黑红面所测高差之差检查间歇占高差之差三等四等测站编号后尺下前下丝方向即尺号K+黑高差中数坐后避前黑面红面视距差距d后前后-前后0前后-前测站编号后尺下方向即尺号K+黑高差中数坐后避前黑面红面视距差距d后前后-前2后0前37.4后-前测站编号后尺下方向即尺号K+黑高差中数坐后避前黑面红面视距差距d后前后-前后0前后-前测站编号后尺下前下丝方向即尺号K+黑高差中数坐后避前黑面红面视距差后前后-前后0前后-前测站编号后尺下方向即尺号K+黑高差中数坐后避前黑面红面视距差距d后前后-前5后前后-前03、计算各测段观测高差的改正数4、检查闭合差是否分配完5、计算各测段的改正后的高差H3=H₂+h3箭射大象数字地形测量学第四章水准测量与水准仪(数字水准仪)4.6水准仪的检验与校正二、圆水准器的水准轴与仪器的旋转轴的平行的检验与校正LLL准轴平行的检验与校正BohAB=Xa-Xb第一种检验i角的方法四、望远镜的视准轴与水准管的水准轴平行的检验与校正4.7水准测量误差的主要来源4.74.7水准测量误差的主要来源正常使用情况下，i角将保持在±20”以内i角引起的水准尺读数误差与仪器至标尺的距离成正比2)水准尺误差水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等原因而引起的水准尺分划误差会影响水准测量的精度应检验水准尺上米间隔平均真长与名义长之差mm位数字是根据十字丝横丝在水准尺的厘米分划内的位置进行估读3)水准尺倾斜水准尺的像没有准确地成在十字丝分划板上，造成眼睛的观察位置不同时读出的标尺读数也不同，由此产生读数误差4.7水准测量误差的主要来源2)大气折光影响3)温度影响4.7水准测量误差的主要来源T:水准管分划值T:水准管分划值居表示每弧度对应的秒)4.7水准测量误差的主要来源——水准尺零点误差4.7水准测量误差的主要来源3、观测速度均匀4.7水准测量误差的主要来源——水准尺下沉往返观测取平均可减小尺子的升沉误差4.7水准测量误差的主要来源2)选择合适的天气(阴天、晚上、无风等)3)避开不利的环境(日出后、日落前半小时、中午、大风等)4.7水准测量误差的主要来源思考题站?M第四章水准测量与水准仪(数字水准仪)4.4水准测量4.6水准仪的检验与校正水准测量是测出地面点高程的方法之一。地面点沿铅垂线到大地水准面的距离称该点的绝对高程或海拔水准测量的实质是用水准尺量取竖直方向的长度4.1水准测量的原理转点、测站hAB=(a1-b₁)+(a₂-b₂)+(a3-b₃)地球曲率的影响2、一条水准路线时，地求曲率的影响水准仪由望远镜，水准器，和基座三个主要部分组成。器6一圆水准器校正螺丝7一脚螺旋8一三角底板9-水平制动螺旋10一调焦螺旋11一物镜12-水平微动螺旋13一微倾螺旋4.1水准测量的原理4.1水准测量的原理LSLL水准管的水准轴：过零点S与圆弧相切的切r²m.与灵敏度的关系2、圆水准器0的直线称为圆水准器的4.1水准测量的原理4.1水准测量的原理构造——折尺、塔尺、直尺。水准尺，黑面尺(主尺)底端刻划为0,而红面尺(辅助8II14.1水准测量的原理4.2水准仪等级及型号量及地震监测量水准仪水准测量所用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫(1)微倾式水准仪水准仪的作用是提供一条水平视线，能照准离水准仪一定距离处的水准尺并读取尺上的读数通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平视线的水准仪称为微倾式水准仪通过补偿器获得水平视线读数的水准仪称为自动安平水准仪水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成4.2水准仪等级及型号4.2水准仪等级及型号88088乙7二-971结构蔡司Ni002精密水准仪4.2水准仪等级及型号内存：可以存储1650组测站数据或6000个测量数据补偿器：磁性阻尼补偿器补偿范围：±8'补偿精度：±0.3"单次测量时间：3s图2-35条码水准尺图2-35条码水准尺大屏幕全中文显示测程(电子读数)提把提把水平气泡电池锁扣PCMCIA卡插槽译释处理图像处理器条码标尺十字丝面电子显一示器成像4.3水准仪的使用3、瞄准：使十字丝和目标的成像清晰，消除视差。5、读数：用十字丝中丝、下丝、上丝分别读数，通常人箭射大象第五章距离测量与测距仪5.1钢尺量距5.2光学视距法测距5.3电磁波测距5.4三角高程测量面温度计·当直线距离超过一个尺段时，需进行直线定线.1)目测定线目测定线适用于钢尺量距的一般方法乙应持标杆站立在直线方向的左侧或右侧，不挡住甲的视线线上用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点1,2,…。在各尺段端点打入木桩，桩顶高为了校核、提高精度，还要进行返测，用往、返测长度之差与血长平均数之比平拼化成分子为1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/30005.1钢尺量距倾斜地面丈量当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，则可将直线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方便而定。在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/1000经过检定的钢尺长度可用尺长方程：t一量距时的温度。精密量距结果应进行以下三项改正1)尺长改正2)温度改正a—钢尺膨胀系数3)倾斜改正用一般的量距方法，量距精度只达到①尺长误差新购置的钢尺必须经过检定，测出其尺长改正值△a②温度误差钢尺的长度随温度而变化，当丈量时的温度与钢尺检定时的标准温度不一致时产生温度误差温度每变化1℃,丈量距离为30m时对距离影响为0.4mm③钢尺倾斜和垂曲误差5.1钢尺量距④定线误差⑤拉力误差⑥丈量误差地面上标志尺端点位置处插测钎不准，前、后尺手配合不佳余长读数不准等都会引起丈量误差，应尽量做到对点准确，配合协调5.2光学视距法测距离相对精度为260~300,因此用于精度要求较低5.2光学视距法测距BC测出两点间的距离的测距方法。在相似三角形中，测视距时的观测值的不同，视距测量又可分为两种类型：定角视距法定基线视距法5.2光学视距法测距普通视距测量的精度一般广泛用于测距精度要求不高视距测量是利用视距丝望远镜十字丝环十字丝十字丝分划板仪器中心1)视准轴水平时的视距公式5.2光学视距法测距1)视准轴水平时的视距公式h2通常情况下k=1003、3、视距测量误差及注意事项此外还有：标尺分划误差、竖直角观测误差、视距常数误差等。发射镜B1、测程远、精度高。2、受地形限制少等优点。光电测距的种类●根据测距的精度不同，电磁波测距仪又分为：2、电磁波测距仪的种类及精度脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成一定频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测接收尖脉冲光波→脉冲个数I₀-I₀-低，一般在“米”级，最好的达“分来”4、相位式光电测距仪的原理×1)相位法测距仪的工作基本原理将返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形：D返程往程返程由光源发出的光通过调制器调制后，成为光强随高频信号变化的调制光，射向测线的另一端的反射镜，同时调制光另一部分送入相位计作为参考信号。射向反射镜的调制光被反射后，被接收器接收，然后由相位计将参考信号和接收信号进行比较，并由显示器显示出调制光在被测距离上往返传播所引起的相位移。测距仪反射棱镜BAB2)相位式测距仪的基本测距公式由于φ=t=2πft₂D,所DDDL33将(1)式代入(3)式，可得：区比较(4)式和(5)式得：μ称为测尺长度区可见，要N=0,则必须选用较长的测尺长度即较低的测尺可求出测尺长度相应的测尺频率，由于仪器的测相系统成在测相误差，其值一般达10-3测尺长度u1)仪器带数改正加常数：如果测距仪的仪器内光路等效反射面和仪器的安置中心不一致，以及镜站反射镜等效反射面和反射镜安置中心不一致，使仪器所测得的距离与实际的距离不相等，其差数称为加常数。·由于仪器的加常数为一固定值，可预置在仪器中，使之测距时自动加以改正。但是仪器在使用一旦时间后，此加常数可能会有变化，应进行检验，测出加常数的变化值(剩余加常数)对观测成果加以改正。则乘常数改正值：△D=_R_D内光路等内光路等2)气象改正测距仪进行作业时的大气状态一般不会与假定大气状态相同，故应加入气象改正。气象改正数与气压和温度有关，在测距时可用气象改正表查取气象改正值进行改正。在全站仪中，可对仪器预设气压和温度，仪器测距仪的精度一般用下式表示：5.3电磁波测距对于相位式光电测距仪，经分析，测距误差主要有三部分：和反射镜的对中误差引起，它与距离无关，称为固定误差。离(通常为一个精测尺长度)为周期重复出现的误差。7、光电测距仪的一般性检验键(钮)等；加常数简易测定法六段比较法测定加、乘常数005.3电磁波测距光电测距仪周期误差的检验■由近及远测定反射镜在各点处的距离，反射镜每次移动距离为u/40(u为精测尺长),依次测出40个点至测站的距离。D,测站至点的实测距离；v;为D,的改正数D测站至点的实测距离；为D,的改正数Asinφ+0,)周期误差项5.3电磁波测距8光电测距的注意事项调整经纬仪望远镜，使十字丝对准反射棱镜的觇牌中心经纬仪瞄准觇牌中心的视线与测距仪经纬仪瞄准觇牌中心的视线与测距仪水平距离?5.4三角高程测量地形概况地形概况优点优点缺点优点缺点适用范围适用范围ECAS5.4三角高程测量三角高程测量(trigonometricleveling),通过观测两点间的水平距离和天顶距(或高度角)求定两点间高差的单向三角高程测量0>椭球面上的边长计算单向观测高差5.4三角高程测量双向观测取平均值。采用对向三角高程测量由于观测是在同样情况下进行的，两相对方向上的折光系数k可以认为近似相同，因而采用直、反觇观测可基本消除地球曲率与大气折光联合影对向观测计算高差基本公式(续)中向法观测计算声差基本公式1)附合三角高程路线：在两已知高程点间，由已知其水平距离的若干条边组成的路线，用三角高程测量的方法。对每条边都2、角高程的基本类型3)独立高程点：由2-3个已知高程点来确定一个未知高程的BC5.4三角高程测量3、三角高程测量的误差来源2)边长的测定误差。一般而言，距离测量误差对三角高程测量的影响很小3)折光系数的误差。5.4三角高程测量方时10方时10时至1时之间最好能够同时对向观测。竖角观测时间最好在地改进照准目标的标志改进照准目标的标志照准它对高差测是的影响推算差度覆盖物差度覆盖物盘全站仪三角高程测量施测安置全站仪安置反光镜施测：测量竖直角；水平距离、5.4三角高程测量三角高程测量的技术要求仪器竖直角测回数竖盘竖直角较差直反觇高差较差合差37722三角高程测量的外业施测三角高程测量的外业观测应与平面控制观测同时进行2、竖直角观测和距离△hAB=hAB-hBA≤三角高程测量技术要求的规定三角高程测量的内业平差计算2、设计并编制三角高程内业计算表格7、计算各待定点高程平差值H项目A~1直觇直觇Da1VhhBAA5.4三角高程测量点名水平距离高差观测值高差平差值高程A123Z5.4三角高程测量箭谢大象第六章控制测量6.1概述6.1概述“整体”指控制测量(controlsurvey)控制测量的主要目的是限制各项测量误差的传播和积累，是进行各项测量工作的基础。1)国家平面控制网小，了解地壳水平形变和垂直形变的大小及趋势，为地震预测提等级平均边长(km)二三四福江福江西二等三角基本锁略图西建建梅州广广逐圳天缺天缺石海石海北海口20°一等三角锁二等基本三角锁天文点基线网一等三角锁二等基本三角锁天文点基线网Thenationalhorizontag2)城市平面控制网城市三角测量的主要技术要求平均边长测角中误差最弱边边长相对中误差测回数三角形最大闭合差(")9一一57249一级小三角1一2二级小三角12等级导线长度平均边长差(")测距中误测回数方位角闭合差(")导线全长相对闭合差等于+3级二级1三3)小区域平面控制网2、高程控制测量建立高程控制网的常用方法是水准测量，在山区或丘陵地区低精度的高程控制测量以及图根高程控制测量中，可以采用三角高程测量方法。1)国家水准网3)小区域表7-7城市水准测量主要技术要求等级每公里高差中数中误差(mm)附合路线长度(km)水准仪的级别测段往返测高差不符值(mm)附合路线或环线闭合差(mm)二等三等四等图根86.2控制测量作业6.2控制测量作业6.3导线测量导线点、导线边、导线的转折角、连接角er导线测量的主要目的是确定一系列点的平面位置。er导线测量是建立国家基本平面控制方法之一。同时导线测量也广泛应用于工程测量、城市测量、地形测图的平面控制等方面。如：线状工程的平面控制一般采用导线测量的方法。——支导线6.3导线测量B16.3导线测量1)踏勘选点及建立标志导线点位选定后，在泥土地面上，要在点位上打一木桩，桩顶钉上一小钉，作为临时性6.3导线测量导线点在地形图上的表示符号导线点点之记：在点位附近房角或电线杆等明土堆上的等级导线点土堆上的等级导线点量距时平均尺温与检定时温度相差大于±10℃时，应进行温度改正；尺面倾斜大于1.5%时，应进行倾斜改正。计算未知点的坐标——坐标正算问题。6.3导线测量数据是否齐全，有无遗漏、记错或算错，成果是否符合规检查无误后，就可以绘制导线略图，将已知数据和观测成6.3导线测量附合导线的计算(具有两个连接角)D1)计算坐标方位角闭合差2)判断是否在限差内3)计算各转折角的改正数并检查B附合导线的计算(具有两个连接角)B5)计算各边方位角、纵、横坐标增量6)计算纵、横坐标闭合差及导线全长闭合差7)计算导线全长相对闭合差并判断是否在限差内8)计算各边的纵、横坐标附合导线(一个连接角)BC有坐标条件，无方位角条件，但有起算方位角6.3导线测量C有坐标条件，无方位角条件，且无起算方位角6.3导线测量6.3导线测量6.3导线测量44令导线前进方向为1→2→3→4→1,89°36'30”内业计算的目的是计算出2,3,4点89°36'30”角度闭合差f₈角度闭合差f₈定义为对图根光电测距导线，角度闭合差的允许值为fm=±40”观测角(左角)改正数改正角坐标方位角距离坐标增量改正后的坐标增量坐标值12345678911223344112辅助计算∑βm=359°59′10”f₈=∑Fm-∑Pm=50”导线全长闭合差f=√f²+f;=0.11m导线相对闭合差允许相对闭合差Kπ=1/2000表6-9闭和导线坐标计算表(使用Excel计算)弱011观测角(°)角度改正数诞的解坐标方位角()距离(m)XM)Y61.1015685.66123561125585.680317506.311107.8083330.034722107.811805653.3118055680.1847.90433764.29624347.88610264310784445.1955301.332373.005556003472273.0090278306.300833376.60888276.579466493.0816365.6430.003472289.56736111215.888194478.16458178263.3400745.80364569.611261.455489.608330.03472289.61180556和359.9861110.013888900.0893576-007254镀脚度全长闭和差(m)0.11429艘和差利0全长相对闭和差1343.7782<附合导线测量的内业计算与闭主要差异在于角度闭合差f₈fa的分配原则也是反号平均图7-14附合导线略图算图7-14附合导线略图附合导线表7-11附合导线坐标计算表(使用计算器计算)点号观测角(左角)改正数改正角坐标方位角距离改正后的坐标增量点号123456789BAA11223344CCD总和计算αcp=46°44'48”fo=ap-αcp=+24”导线全长闭合差f=√f²+f;-0.20m导线相对闭合差允许相对闭合差Kπ=1/2000说明导线外业观测的边长或角度值两套坐标值非常接近的导线点的转分别沿顺时针和逆时针方向按支导f₈f疏，而KK26.3导线测量单一导线计算举例(支导线)1支导线坐标计算表点名方位角坐标(m)XYBA123456支导线坐标计算表(说明：方向点有坐标时，不必输相应的方位角。)方位角坐标(m)XYBA1234566.4交会法测量AP单三角形AP1OAB双点后方交会PP只BABABA前方交会坐标方位角和边长3)根据坐标正算公式计算P点的坐标P前方交会P前方交会所a2所a2a1βD侧方后方交会a危险圆1危险圆BCPbaB是随着全站仪的出现而普遍应用的-种方法，与后方交会,求定未知点坐标的一种方法。0X:00000P点P点P点P点0006.4交会法测量000C0C0ba0baPBABAb边长00000000P点0P点000A6.5高程控制测量高程控制测量主要有水准测量和三角高程测量两种方法。1、水准测量包括常规水准测量和跨河水准测量。跨河水准测量有光学测微法、中丝读数法和全间视法三角高程测量记录手簿tttttttttttttttttttttttttttttttttt44辑标指其月第周其月至已中中中右中中2在↵右3至中中右中至右中中左右中中6左中中P右中在右8左P中中右起其月第周其月至右中2左右中中3在中P中中右中在中P中中右中5至中P中右P左P中中右了左右在已中右中中1)计算累计高差2)计算闭合差3)计算高差改正数4)计算最或然高程5)计算权6)计算单位权中误差7)计算各个点的高程中误差定位精度高GPS相对定位精度在50km以内可达10-6,100-500km可达10-7,观测时间短测站间无须通视可节省大量的造标费用。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去经典大地网船舶远洋导航和进港引水；机航路引导和进场降落；汽车自主导航；地面车辆跟踪和城市智能交通管理；紧急救生；个人旅游及野外探险；个人通讯终端(与手机，PDA,电子地图等集一体)。各种等级的大地测量，控制测量；道路和各种线路放样；水下地形测量；地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测；>GIS数据动态更新；工程机械(轮胎吊，推土机等)■基本原理：空间距离后方交会GPS接收机的基本类型：大地型、导航型和授时型三种。大地型接收机按接收载波信号的差异分为单频(L1)型和双频(L1,L2)型。人箭射大象第七章误差理论与数据处理7.1误差理论7.1误差理论7.1误差理论1)距离测量误差测量成果才合格.B实测中：∠L1+∠L2+∠L3+∠L4≠360C0AB观测条件一、观测误差及其产生的原因2、产生的原因-----观测条件仪器构造上无法达到理论上的要求；例如水准测量时，一、观测误差及其产生的原因在相同观测条件下，对某一观测量进行多次观测，若各观A例如：3)、水准仪I角对测量高差的影响水准仪I角对测量高差的影响---系统误差或消弱.2.偶然误差：在相同观测条件下，对一观测量进行多次观测，若01209.69.39.27例如：3)、照准误差例如：4)、整平误差总结：偶然误差不可避免，通过多余观测，利用数理统计理论处理，可以求得参数的最佳估值.通常，测量中需要进行多余观测。应当剔除观测值中的粗差，利用系统误差的规律性将系统误差消除或减弱到可以忽略不三、偶然误差的特性8856224100工000000和直方图数直方图-27-24-21-18-15-12-9-6-303691215182124271误差分布曲线误差分布曲线△202202当喻大时，曲线愈平缓，误差分布比较分散四、衡量精度的指标例：2002级的某班的3个小组，在相同观测条件下进行四等水准测量。第1个小组测得闭合差为+2mm,第2个小组测得中误差m=土n观测条件布精2、容许误差(限差)即大于2倍中误差的真误差，出现的可能性为5%即大于3倍中误差的真误差，出现的可能性为0.3%通常取标准差的两倍(或三倍)作为观测值的容许误差。3、相对误差相同吗?哪条直线的观测精度高?精度不相同文箭射大象第七章误差理论与数据处理7.1误差理论7.2误差传播定律及应用阐述观测值中误差和观测值函数的中误差之间的关系的定律称为误差传播定律。1、倍数的函数设有函数z=kxz:观测值的函数，x为观测值，k为常数若对x观测了n次则(3求和，并除以n(4)转换为中误差美系式即例：在水准测量中设每测站的观测高差的中误差相等为m站，A、B两点观测了例：在水准测量中设每公里的观测高差的中误差相等为mkm,A、B两点观测了kj、k2…kn为常数应用倍数函数、和差函数的误差传播定律可得Ip注意单位的统一Y包知mx→mz=?b二、误差传播定律及应用设未知量的真值为X,观测值的真误差为△;=L;-X(i=1,2,…n)令二、误差传播定律及应用人箭射大象数字地形测量学第七章误差理论与数据处理7.1误差理论然值即为n次观测量的算术平均值：一广义算术平均值AhhhECm2所222令X其权分别为p(1+1+…·+1)n权衡量精度是相对的，即权是衡量精度的相对权的特性p:p₂:p₃=p:P₂P₃=1:0.51水准路线观测高差的权AC权当各测站观测高差的精度相同时，水准路线观测2权Cmm第一组测4测回，算术平均值为β第三组测8测回，算术平均值为β322mmN.权Ni水准测量中，当每公里高差中误差相同时，则距离测量中，当单位距离测量的中误差相同时，各℃Cn.箭射大象第七章误差理论与数据处理7.1误差理论7.4数据处理理论基础——"消除差异",求出观测量的最或然值(平差值)区平差值观测值改正数设L,,L₂..Ln为一组独立观测值，根据最小二乘准则，其最或然值x必须满足：F这说明，在等精度观测条件下，未知量的最或然值就是算术平均值。或者说，算术平均值是满足最小二乘准则条件下，等精度观用改正数计算观测值中误差的公式，称为白塞尔公式