地形測(cè)量-學(xué)習(xí)情景2圖根高程測(cè)量

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1、,一、高程測(cè)量的方法 常見的高程測(cè)量的方法有： 1.水準(zhǔn)測(cè)量; 2.三角高程測(cè)量; 3.GPS高程測(cè)量; 4.氣壓高程測(cè)量。,學(xué)習(xí)導(dǎo)入：高程測(cè)量概述,二、水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量的適用范圍 水準(zhǔn)測(cè)量一般適用于平坦地區(qū)； 三角高程測(cè)量適用于山區(qū)； 高精度的高程測(cè)量一般采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行。 （GPS高程測(cè)量將在以后的課程中學(xué)習(xí)）,學(xué)習(xí)導(dǎo)入：高程測(cè)量概述,三、國家高程基準(zhǔn) 根據(jù)青島驗(yàn)潮站從1950年至1976年的驗(yàn)潮資料，確定黃海的平均海水面作為高程零點(diǎn)，據(jù)此測(cè)定青島原水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.289m，這個(gè)高程零點(diǎn)和原點(diǎn)高程稱為: “1956年國家高程基準(zhǔn)” 根據(jù)青島驗(yàn)潮站從1953年至1979年的

2、驗(yàn)潮資料，確定黃海的平均海水面作為高程零點(diǎn)，據(jù)此測(cè)定青島原水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260m，這個(gè)高程零點(diǎn)和原點(diǎn)高程稱為: “1985年國家高程基準(zhǔn)”,學(xué)習(xí)導(dǎo)入：高程測(cè)量概述,水準(zhǔn)測(cè)量,三角高程測(cè)量,子情境2,子情境1,水準(zhǔn)測(cè)量原理,一、,水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺,二、,測(cè)繪學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用,三、,一、水準(zhǔn)測(cè)量原理,hAB = 后視讀數(shù)前視讀數(shù),HB=HA+hAB,是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，在豎立于兩點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，以測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推算未知點(diǎn)的高程。,水準(zhǔn)測(cè)量 基本原理：,如下圖，已知A點(diǎn)的高程為HA，只要能測(cè)出A點(diǎn)至B點(diǎn)的高程之差，則點(diǎn)的高程 HB 就可用下式計(jì)算求得：

3、,有時(shí)安置一次儀器須測(cè)算出較多點(diǎn)的高程，可先求出水準(zhǔn)儀的視線高程，然后再分別計(jì)算各點(diǎn)高程，從圖中可以看出： 視線高 Hi=HA+ a B點(diǎn)高程 HB=Hi- b,要測(cè)算地面上兩點(diǎn)間的高差，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果視線不水平，上述公式不成立。因此，視線必須水平，是水準(zhǔn)測(cè)量中要牢牢記住的操作要領(lǐng)。,一、水準(zhǔn)測(cè)量原理,1.水準(zhǔn)尺和尺墊 水準(zhǔn)尺是與水準(zhǔn)儀配合進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的工具。水準(zhǔn)尺分為直尺、折尺和塔尺。 雙面水準(zhǔn)尺的分劃，一面黑色面（主尺），尺底分劃為零，另一面是紅色面（輔助尺），尺底刻畫為一常數(shù)：4687mm或4787mm。使用水準(zhǔn)尺前一定要認(rèn)清刻畫特點(diǎn)。,尺墊是供支承水準(zhǔn)尺和傳遞高程所用的

4、工具。,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 1）水準(zhǔn)儀的等級(jí) DS05, DS1, DS3, DS10, DS20.,大地,水準(zhǔn)儀,每千米水準(zhǔn)往返測(cè)量的高差中誤差，以毫米計(jì),精密水準(zhǔn)儀,普通水準(zhǔn)儀,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 2）微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 微傾式水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座組成。,望遠(yuǎn)鏡,水準(zhǔn)器,基座,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 2）微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 為了能精確地提供水平視線，在儀器構(gòu)造上安置了一個(gè)能使望遠(yuǎn)鏡上下作微小運(yùn)動(dòng)的微傾螺旋，所以稱微傾式水準(zhǔn)儀 。,DS3水準(zhǔn)儀,DS3水準(zhǔn)儀,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 3）

5、望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及成像和瞄準(zhǔn)原理,望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造,調(diào)焦透鏡,調(diào)焦螺旋,目鏡,物鏡,視準(zhǔn)軸,倒像望遠(yuǎn)鏡成像原理,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 3）望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及成像和瞄準(zhǔn)原理,放大倍數(shù) V= DS3水準(zhǔn)儀V=28,視差：標(biāo)尺像沒成在十字絲分劃板上引起讀數(shù)誤差。 消除：望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空(或明亮背景)。,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造,3）望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及成像和瞄準(zhǔn)原理,旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰 望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺 旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰,瞄準(zhǔn)原理,二、 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺,2.水準(zhǔn)儀的構(gòu)造,4）水準(zhǔn)器,圓水準(zhǔn)器,管水準(zhǔn)器,三、水準(zhǔn)儀的使用,水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作：,1.粗平,三、水準(zhǔn)

6、儀的使用,就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準(zhǔn)氣泡居中，目的是使儀器豎軸處于鉛垂位置，視線概略水平。,1.粗平： 左手拇指規(guī)則：氣泡移動(dòng)的方向與左手拇指旋轉(zhuǎn)腳螺旋的方向一致。,三、水準(zhǔn)儀的使用,望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空(或明亮背景) 旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。,三、水準(zhǔn)儀的使用,2.照準(zhǔn),就是用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，清晰地看清目標(biāo)和十字絲，并消除視差 。,望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋 使標(biāo)尺像清晰,三、水準(zhǔn)儀的使用,2.照準(zhǔn),三、水準(zhǔn)儀的使用,3.精平,就是慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡的影象符合。,管水準(zhǔn)氣泡偏離中點(diǎn)較大時(shí)，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋； 同時(shí)從儀器側(cè)面觀測(cè)管水準(zhǔn)氣泡的移動(dòng)，使其大致居中； 再從

7、管水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況。,三、水準(zhǔn)儀的使用,3.精平,就是在視線水平時(shí)，用望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù) 。,三、水準(zhǔn)儀的使用,4.讀數(shù),四. 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只有一個(gè)圓水準(zhǔn)器，安置儀器時(shí)，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中后，借助一種“補(bǔ)償器”的特別裝置，使視線自動(dòng)處于水平狀態(tài)。,自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面,視準(zhǔn)軸水平時(shí)，水準(zhǔn)尺上的正確讀數(shù)a 圓水準(zhǔn)器粗平，視準(zhǔn)軸相對(duì)于水平面有微小傾斜角 無補(bǔ)償器時(shí)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)設(shè)a 物鏡與目鏡間補(bǔ)償器使進(jìn)入十字絲分劃板光線偏轉(zhuǎn) 正確讀數(shù)光線經(jīng)補(bǔ)償器后通過十字絲分劃板橫絲 讀出視線水平時(shí)的正確讀數(shù)a,四. 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,1. 自動(dòng)安平

8、水準(zhǔn)儀的原理,四. 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,2. 自動(dòng)安平補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu),四. 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,3. 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用,自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用與一般水準(zhǔn)儀不同之處為不需要“精平”這一項(xiàng)。,1.國家水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)的劃分,國家水準(zhǔn)測(cè)量從高級(jí)至低級(jí)分為四個(gè)等級(jí)：,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,一等 水準(zhǔn)測(cè)量,二等 水準(zhǔn)測(cè)量,三等 水準(zhǔn)測(cè)量,四等 水準(zhǔn)測(cè)量,在國家水準(zhǔn)測(cè)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的不同需要還可布設(shè)等外水準(zhǔn)測(cè)量和普通水準(zhǔn)測(cè)量，不同的等級(jí)采用不同的水準(zhǔn)儀和不同的方法的進(jìn)行測(cè)量。,表 國家水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)的劃分,（1） 水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn)是測(cè)區(qū)的高程控制點(diǎn) 一般縮寫為“BM” 用“ ”符 號(hào)表示。,2.水準(zhǔn)點(diǎn)和水

9、準(zhǔn)路線,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,（2）水準(zhǔn)路線 依據(jù)測(cè)區(qū)的情況，可布設(shè)成水準(zhǔn)網(wǎng)和單一水準(zhǔn)路線，單一水準(zhǔn)路線有以下幾種形式：,2.水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,（1）觀測(cè)方法,a.將水準(zhǔn)尺置于已知后視高程點(diǎn)A和前視轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD1中間的站。,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,b. 先瞄準(zhǔn)后視尺，讀取后視讀數(shù)值a1，并記入五等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表中。 再照準(zhǔn)前視尺，讀取前視讀數(shù)值b1，并記入記錄表中。至此完成了普通水準(zhǔn)測(cè)量一個(gè)測(cè)站的觀測(cè)任務(wù)。,c.將儀器搬遷到第站，把第站的后視尺移到第站的轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD2上，把原第站前視變成第站的后視。按(b)步驟測(cè)出第站的后、前視讀

10、數(shù)值a2、b2，并記入記錄表中。,d.重復(fù)上述步驟測(cè)至終點(diǎn)B為止。,（1）觀測(cè)方法,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,普通水準(zhǔn)測(cè)量記錄表,0.718,2.209,50.583,1.268,1.425,ZD1,ab=5.358 3.867=1.491 h=2.209 0.718=1.491 HB HA=51.491 50.000=1.491 HB HA=h=a b (計(jì)算無誤),計(jì)算檢核,3.867,5.358,51.491,0.346,B,50.618,1.581,1.219,ZD3,51.336,0.672,0.863,ZD2,HA=50.000m,50.000,0.58

11、3 0.753 0.873,1.851,A,+,前視,后 視,備 注,高 程 （m）,高 差,標(biāo)尺讀數(shù)（m）,測(cè)點(diǎn),0.718,（2）校核方法（3種）,a計(jì)算校核 即：h=a b HB HA 說明高差和各轉(zhuǎn)點(diǎn)高程的計(jì)算是正確的。,b測(cè)站校核 即：變更儀器高法； 雙面尺法。,c. 成果檢核 （又稱路線檢核） 即：檢核水準(zhǔn)路線的高差閉合差fh是否超限。,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,校核方法：如果fhfh容，說明外業(yè)觀測(cè)成果合格，否則須進(jìn)行重測(cè)。,支水準(zhǔn)路線： fhh往 h返,閉合水準(zhǔn)路線： fh=h,附合水準(zhǔn)路線： fh=h （H終 H始）,高差閉合差的計(jì)算公式：,（2）

12、校核方法（3種）,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,是以水準(zhǔn)路線的測(cè)段站數(shù)或測(cè)段長度成正比，將閉合差反號(hào)分配到各測(cè)段上，并進(jìn)行實(shí)測(cè)高差的改正計(jì)算。,就是當(dāng)外業(yè)觀測(cè)的高差閉合差在容許范圍內(nèi)時(shí)，所進(jìn)行的高差閉合差調(diào)整。,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,高差閉合差調(diào)整原則,（3）成果處理,成 果 處 理,a. 按測(cè)站數(shù)進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整，測(cè)段高差的改正數(shù)Vi為： Vi= ni 式中：n水準(zhǔn)路線各測(cè)段的測(cè)站數(shù)總和。 ni某一測(cè)段的測(cè)站數(shù)。,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,（3）成果處理,b. 按測(cè)段長度進(jìn)行高差閉合差調(diào)整，測(cè)段高差改正數(shù)

13、i為 Vi Li 式中：L水準(zhǔn)路線各測(cè)段的總長度,單位為km; L某一測(cè)段的長度,單位為km。,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,（3）成果處理,（4）例題,按測(cè)站數(shù)調(diào)整高差閉合差和高程計(jì)算示例見下表。,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,題一：如圖,備 注,+2.694, 0.047,+2.741,54,+2.335, 0.010,+2.345,11,4,+1.969, 0.011,+1.980,13,3, 4.385, 0.016, 4.369,18,2,36.345 39.120 34.745 36.704 39.039,+2.775, 0.010,

14、+2.785,12,BMA BM1 BM2 BM3 BMB,1,高程（m）,改正后的高差（m）,改正數(shù) (m),實(shí)測(cè)高差 (m),測(cè)站數(shù)（個(gè)）,測(cè)點(diǎn),測(cè)段編號(hào),HB HA =2.694 fh=h (HB HA)=2.741 2.694=+0.047 n=54,題一：,如果把上圖中的測(cè)站數(shù)改為測(cè)段長度（以公里為單位，見下表第3列），則按測(cè)段長度調(diào)整高差閉合差和高程計(jì)算示例見下表 。,題二：如圖,（4）例題,3.普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,fh=h (HB HA)=2.741 2.694=+0.047 L=9.1 Vi= - Li,備 注,+2.694, 0.047,+2.7

15、41,9.1,+2.335, 0.010,+2.345,1.9,4,+1.968, 0.012,+1.980,2.3,3, 4.383, 0.014, 4.369,2.8,2,36.345 39.119 34.736 36.704 39.039,+2.774, 0.011,+2.785,2.1,BMA BM1 BM2 BM3 BMB,1,高程（m）,改正后的高差（m）,改正數(shù) (m),實(shí)測(cè)高差 (m),測(cè)段長度（km）,測(cè)點(diǎn),測(cè)段編號(hào),題二：,4. 等外及四等水準(zhǔn)測(cè)量,主要使用DS3水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)，水準(zhǔn)尺采用雙面水準(zhǔn)尺，觀測(cè)前必須對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢校。測(cè)量時(shí)水準(zhǔn)尺應(yīng)安置在尺墊上扶立鉛直。根據(jù)雙面水

16、準(zhǔn)尺的尺常數(shù)即K1=4687和K2=4787，成對(duì)使用水準(zhǔn)尺。,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,等外、四等水準(zhǔn)測(cè)量,等外、四等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求,4. 等外及四等水準(zhǔn)測(cè)量,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,后視黑面尺，讀取上、下、中絲讀數(shù)，即(1)、(2)、(3)； 后視紅面尺，讀取中絲讀數(shù)，即(4)。 前視黑面尺，讀取下、上、中絲讀數(shù)，即(5)、(6)、(7)；前視紅面尺，讀取中絲讀數(shù)，即(7);,4. 等外及四等水準(zhǔn)測(cè)量,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,每一測(cè)站的觀測(cè)程序：,4. 等外及四等水準(zhǔn)測(cè)量,五. 水準(zhǔn)測(cè)量的方法及內(nèi)業(yè)計(jì)算,每一測(cè)站的觀測(cè)程序：,黑,黑,紅,紅,后后,前前,以上（）內(nèi)

17、之號(hào)碼，表示觀測(cè)與記錄的順序。 具體記錄與計(jì)算方法參見等外、四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表。,等外、四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表,水準(zhǔn)管軸LL視準(zhǔn)軸CC 圓水準(zhǔn)軸LL 豎軸VV 橫軸要水平（即：VV）,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,1. 水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件,水準(zhǔn)儀的主要軸線: 視準(zhǔn)軸CC、管水準(zhǔn)器軸LL、圓水準(zhǔn)器軸LL、豎軸VV,水準(zhǔn)儀的主要軸線,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,2. 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,1）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正 檢驗(yàn)：氣泡居中后，再將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180，觀察氣泡是否居中。若偏移，則需校正。 校正：用三個(gè)腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)一半，再用三個(gè)“校正螺絲”，使氣泡居中。,2）十字絲橫絲豎軸VV的檢驗(yàn)與校正,

18、檢驗(yàn)：整平后，用橫絲的一端對(duì)準(zhǔn)一固定點(diǎn)P，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，看P點(diǎn)是否沿著橫絲移動(dòng)。 校正：旋下目鏡處十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動(dòng)左右兩個(gè)“校正螺絲”。,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,2. 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,3）水準(zhǔn)管軸視準(zhǔn)軸（i角）的檢校,檢驗(yàn)： 平坦地上選A、B兩點(diǎn)，相距約80100m。 在中點(diǎn)C架儀器，讀取a1、b1， 求出h1= a1 b1,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,2. 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,在距B點(diǎn)約3M的D點(diǎn)處架儀器，讀取b2 （B點(diǎn)離儀器較近，i角不計(jì)）,計(jì)算得理想值a2=h1+b2 。觀測(cè)值a2 ，求得若= a2 - a2 , i= /SAB *20 (三四等水準(zhǔn)測(cè)量)。 =206265若

19、超出，則水準(zhǔn)管軸不平行視準(zhǔn)軸。,3）水準(zhǔn)管軸視準(zhǔn)軸（i角）的檢校,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,2. 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,檢驗(yàn)：,在測(cè)站D上進(jìn)行，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使后視讀數(shù)由a2移至a2，此時(shí)出現(xiàn)管水準(zhǔn)器偏離中央，用撥針撥動(dòng)管水準(zhǔn)器校正螺絲，使氣泡退回中央，第二次再測(cè)高差，直至條件滿足要求。,3）水準(zhǔn)管軸視準(zhǔn)軸（i角）的檢校,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,2. 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,校正：,一、圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正,二、十字絲橫絲的檢驗(yàn)與校正,三、管水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正,檢 校 項(xiàng) 目,錄像,六、微傾式水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正,2. 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,八、水準(zhǔn)測(cè)量誤差的主要源及水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng),1.水準(zhǔn)測(cè)量誤

20、差的主要來源,水準(zhǔn)管氣泡不居中 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不水平,(4)儀器或轉(zhuǎn)點(diǎn)下沉,誤差 主要來源,(1)視線不水平,(2)估讀不準(zhǔn)確,(3)水準(zhǔn)尺未豎直,(5)后前視調(diào)平水準(zhǔn)管氣泡的誤差,前后視視線不在同一高度,大氣折光等,(6)外界環(huán)境干擾,(2)測(cè)量過程中應(yīng)盡量用目估或步測(cè)保持前、后視距基本相等。,(3)儀器腳架要踩牢，觀測(cè)速度要快，以減少儀器下沉。,(4)估數(shù)要準(zhǔn)確，讀數(shù)時(shí)要仔細(xì)對(duì)光，消除視差。,(1)每項(xiàng)工程開工之前應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢校。,八、水準(zhǔn)測(cè)量誤差的主要源及水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng),2.注意事項(xiàng),(9)測(cè)量者要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細(xì)心，加強(qiáng)校核。,(5)檢查塔尺相接處是否嚴(yán)密。保證扶尺豎

21、直。,(6)原始記錄字跡要整齊、清楚，端正。,(8)讀數(shù)時(shí)，記錄員要復(fù)讀，以便校對(duì)。,(7)原始記錄不得用橡皮擦，不得轉(zhuǎn)抄。,八、水準(zhǔn)測(cè)量誤差的主要源及水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng),2.注意事項(xiàng),九、水準(zhǔn)測(cè)量知識(shí)能力訓(xùn)練 1.國家水準(zhǔn)測(cè)量分哪幾個(gè)等級(jí)？ 2.水準(zhǔn)儀是根據(jù)什么原理來測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差的？有A、B兩點(diǎn)，當(dāng)高差hAB為負(fù)時(shí)，A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)高？為正時(shí)，又如何？ 3.什么叫圓水準(zhǔn)器軸和水準(zhǔn)管軸？圓水準(zhǔn)器和水準(zhǔn)管的用途各是什么？ 4.水準(zhǔn)儀有哪幾條軸線，應(yīng)滿足的條件是什么？ 5.望遠(yuǎn)鏡由哪幾部分組成？什么叫視準(zhǔn)軸？ 6.什么叫視差？產(chǎn)生視差的主要原因是什么？怎樣消除視差？ 7.何謂轉(zhuǎn)點(diǎn)？轉(zhuǎn)點(diǎn)在水準(zhǔn)測(cè)量

22、中起什么作用？ 8.水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式有哪幾種？四等水準(zhǔn)測(cè)量一個(gè)測(cè)站上的觀測(cè)程序如何?有何限差要求？ 9.如何進(jìn)行測(cè)量儀器的維護(hù)？,是用全站儀測(cè)量距離和豎直角，或用經(jīng)緯儀測(cè)量豎直角，用其他方法測(cè)量距離（卷尺量距、視距測(cè)量），利用三角函數(shù)計(jì)算高差，從而推算未知點(diǎn)的高程。,一、角度觀測(cè),角度觀測(cè),角度分類,測(cè)量儀器,水平角,豎直角,全站儀,經(jīng)緯儀,地面上任意兩方向之間的水平角就是通過這兩個(gè)方向的豎直面所夾的二面角,用表示。（角值0-360）,一、角度觀測(cè),1.水平角測(cè)量原理,水平角,水平角計(jì)算公式： =b-a=后視-前視。,一、角度觀測(cè),1.水平角觀測(cè)原理,為了測(cè)定水平角值,可在過角頂?shù)你U垂線上安

23、置一架經(jīng)緯儀,儀器必須有一個(gè)能水平放置的刻度圓盤水平度盤，度盤上有順時(shí)針方向的0 360的刻度，度盤的中心放在過O點(diǎn)的鉛垂線上。 另外，經(jīng)緯儀還必須有一個(gè)望遠(yuǎn)鏡,望遠(yuǎn)鏡不但可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),而且還能在鉛垂面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。通過望遠(yuǎn)鏡分別瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方高低不同的目標(biāo)A和B,其在水平度盤上的相應(yīng)讀數(shù)為a和b, 則水平角即為兩個(gè)讀數(shù)之差。即= b a。,如右圖所示，視線在水平線之上稱為仰角，符號(hào)為正；視線在水平線之下稱為俯角，符號(hào)為負(fù)。,2.豎直角觀測(cè)原理,一、角度觀測(cè),豎直角,在同一豎直面內(nèi)視線（瞄準(zhǔn)方向線）和水平線之間的夾角稱為豎直角。豎直角用 表示。（角值0 90 ）,3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),一

24、、角度觀測(cè),D J1 , DJ 2 , DJ 6,大地測(cè)量,經(jīng)緯儀,一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差的秒數(shù)。,1）光學(xué)經(jīng)緯儀的等級(jí)及用途,國產(chǎn)光學(xué)經(jīng)緯儀型號(hào)(Da di ce liang Jing wei yi) DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ30 DJ “大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀” 07，1，2，6，30一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差秒數(shù) 工程測(cè)量DJ6 級(jí),徠卡光學(xué)經(jīng)緯儀 型號(hào)(Theodolite) T4(0.5)，T3 (1) ，T2 (2) ，T1 (6) DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀 方向經(jīng)緯儀和復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀 方向經(jīng)緯儀地表測(cè)量 復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀光線較暗的地下工程測(cè)量,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),

25、1）光學(xué)經(jīng)緯儀的等級(jí)及用途,光學(xué)經(jīng)緯儀部件用途,1972年,南京1002廠研制J07級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,1972年,南京1002廠研制J05級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,毛主席參觀我國研制的05秒級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,三角測(cè)量觀測(cè)覘標(biāo),西藏高原三角測(cè)量,西安光學(xué)儀器廠DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀,徐州光學(xué)儀器廠DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀,南京1002廠DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀,北京博飛儀器有限公司DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀,Wild T1光學(xué)經(jīng)緯儀(1980),正面,反面,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),2）經(jīng)緯儀的構(gòu)造,光學(xué)經(jīng)緯儀,主體分三部分： 照準(zhǔn)部 水平度盤 基座,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),2

26、）經(jīng)緯儀的構(gòu)造,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),3）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),3）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),3）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,基座 腳螺旋, 圓水準(zhǔn)氣泡粗平儀器 水平度盤旋轉(zhuǎn)軸套在豎軸套中 儀器固定于基座上,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),3）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,照準(zhǔn)部 水平度盤上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的全部部件總稱 豎軸、U形支架、望遠(yuǎn)鏡 橫軸、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器 讀數(shù)裝置 豎軸VV照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸 水平度盤變換螺旋,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),3）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,水平度盤

27、 圓環(huán)形光學(xué)玻璃盤片 盤片邊緣刻劃 順時(shí)針注記0360角度值,度盤讀數(shù)裝置及讀數(shù)方法 度盤，光路系統(tǒng)，測(cè)微器 水平度盤和豎盤分劃線經(jīng)棱鏡和透鏡成像顯示在望遠(yuǎn)鏡旁讀數(shù)顯微鏡內(nèi) 測(cè)微尺讀數(shù)，單平板玻璃讀數(shù)兩種裝置,一、角度觀測(cè),3. 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù),3）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)窗示意圖,0 1 2 3 4 5 6,光學(xué)經(jīng)緯儀系列技術(shù)參數(shù),一、角度觀測(cè),4. 電子測(cè)角原理,1）編碼度盤測(cè)角,2）光柵度盤測(cè)角,一、角度觀測(cè),4. 電子測(cè)角原理,經(jīng)緯儀的技術(shù)操作包括：,一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作,對(duì)中,整平,瞄準(zhǔn),讀數(shù),1,2,3,4,經(jīng)緯儀安置,1）經(jīng)緯儀的安置 對(duì)中

28、：使儀器豎軸位于過測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。 具體做法： 打開三腳架腿，調(diào)整長度使腳架高度適于觀測(cè)者高度 張開三腳架，安置在測(cè)站上，架頭大致水平 取出經(jīng)緯儀放置在三腳架頭上 儀器基座中心基本對(duì)齊三腳架頭的中心 旋緊連接螺旋 方法a.光學(xué)對(duì)中 b.垂球?qū)χ?一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作,1）經(jīng)緯儀的安置,一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作,整平：水平度盤和橫軸處于水平位置，豎盤位于鉛垂平面內(nèi),a.采用光學(xué)對(duì)中器安置經(jīng)緯儀的操作步驟如下： 將儀器置于測(cè)站點(diǎn)上，架頭大致水平。粗略對(duì)中測(cè)站點(diǎn)。 旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。 伸縮三腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。再用腳螺旋精確整平經(jīng)緯儀。 如果光學(xué)對(duì)中器分劃圈不

29、在測(cè)站點(diǎn)上，應(yīng)松開連接螺旋，在架頭上平移儀器，使分劃圈對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。 重新再整平儀器，依此反復(fù)進(jìn)行直至儀器整平后，光學(xué)對(duì)中器分劃圈對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)為止。,一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作,1）經(jīng)緯儀的安置,光學(xué)對(duì)中器的結(jié)構(gòu),經(jīng)緯儀光學(xué)對(duì)中器目鏡對(duì)光與物鏡對(duì)光,b.垂球?qū)χ蟹ò仓媒?jīng)緯儀 垂球懸掛于連接螺旋中心掛鉤上 調(diào)整垂球線長度使垂球尖略高于測(cè)站點(diǎn) 粗對(duì)中與粗平平移三腳架 使垂球尖大致對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)中心 將三腳架的腳尖踩入土中 精對(duì)中稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座 在架頭上移動(dòng)儀器，使垂球尖準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn) 旋緊連接螺旋 垂球?qū)χ姓`差3mm 精確整平旋轉(zhuǎn)腳螺旋 在相互垂直的兩個(gè)方向使照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡居中,

30、一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作,1）經(jīng)緯儀的安置,垂球?qū)χ?2）瞄準(zhǔn)和讀數(shù) 測(cè)角照準(zhǔn)標(biāo)志 豎立于測(cè)點(diǎn)的標(biāo)桿、測(cè)釬、用三根竹桿懸吊垂球線或覘牌。,一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作, 目鏡調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡對(duì)向明亮背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使十字絲清晰； 粗瞄目標(biāo)望遠(yuǎn)鏡粗瞄器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，旋緊制動(dòng)螺旋； 精瞄目標(biāo)從望遠(yuǎn)鏡觀察旋轉(zhuǎn)水平、垂直微動(dòng)螺旋，并消除視差； 讀數(shù)打開度盤照明反光鏡，調(diào)整開度、方向。,一、角度觀測(cè),5.經(jīng)緯儀的操作,2）瞄準(zhǔn)和讀數(shù),1）測(cè)回法 當(dāng)觀測(cè)方向只有兩個(gè)時(shí)通常采用測(cè)回法：,一、角度觀測(cè),7.水平角觀測(cè),盤左位置：左=A左 C左 盤右位置： 右A右 C右 測(cè)回角值： （ 左+ 右）,2）方向觀測(cè)法,

31、1）選擇起始方向； 2）盤左順時(shí)針觀測(cè)各方向（ABCDA）； 3）盤右逆時(shí)針觀測(cè)各方向（ADCBA）； 4）在符合限差要求后，計(jì)算各方向歸零方向值。,一、角度觀測(cè),7.水平角觀測(cè),方向觀測(cè)法記錄表,豎直度盤垂直固定在望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸的一端，隨望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。豎直度盤的刻劃與水平度盤基本相同，但其注字隨儀器構(gòu)造的不同分為順時(shí)針和逆時(shí)針兩種形式。,1）豎直度盤的構(gòu)造,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),對(duì)于J6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀豎盤與指標(biāo)及指標(biāo)水準(zhǔn)管之間應(yīng)滿足下列關(guān)系：當(dāng)視準(zhǔn)軸水平，指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)所指的豎盤讀數(shù)值盤左為90，盤右為270。,目前光學(xué)經(jīng)緯儀普遍采用豎盤自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置來代替豎盤指標(biāo)

32、水準(zhǔn)管。,1）豎直度盤的構(gòu)造,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),推導(dǎo)豎直角計(jì)算公式的具體做法如下 ：,盤左位置把望遠(yuǎn)鏡大致置水平位置，這時(shí)豎盤讀數(shù)值約為90（若置盤右位置約為270），這個(gè)讀數(shù)稱為始讀數(shù)。,慢慢仰起望遠(yuǎn)鏡物鏡，觀測(cè)豎盤讀數(shù)（盤左時(shí)記作L，盤右時(shí)記作R），并與始讀數(shù)相比，是增加還是減少，讀數(shù)減少為順時(shí)針刻劃，讀數(shù)增加為逆時(shí)針刻劃。,2）豎直角的計(jì)算公式,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),2）豎直角的計(jì)算公式,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),當(dāng)指標(biāo)偏離正確位置時(shí)，這個(gè)指標(biāo)線所指的讀數(shù)就比始讀數(shù)增大或減少一個(gè)角值，此值稱為豎盤指標(biāo)差，也就是豎盤指標(biāo)位置不正確所引起的讀數(shù)誤差。,指標(biāo)差計(jì)算

33、公式： X= （ 右左） = （R+L-360）,3）豎直角指標(biāo)差的計(jì)算,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),豎直角計(jì)算公式： = 90 L + X = R 270- X 指標(biāo)差計(jì)算公式： X= （L+R-360）,4）豎直角、指標(biāo)差計(jì)算的實(shí)用公式,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),盤左位置： 瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L，并記入豎直角觀測(cè)記錄表中。稱為上半測(cè)回觀測(cè)。 盤右位置： 仍照準(zhǔn)原目標(biāo)，使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)值R，并記入記錄表中。稱為下半測(cè)回觀測(cè)。,5）豎直角的觀測(cè)方法,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),上、下半測(cè)回合稱一測(cè)回觀測(cè)。 在豎直角觀測(cè)記錄表中

34、進(jìn)行豎直角和指標(biāo)差的計(jì)算。,5）豎直角的觀測(cè)方法,一、角度觀測(cè),9. 豎直角觀測(cè),經(jīng)緯儀的主要軸線：,豎軸VV,橫軸HH,視準(zhǔn)軸CC,水準(zhǔn)管軸LL,C,C,L,L,V,V,H,H,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件：,1）水準(zhǔn)管軸LL 豎軸VV,2）十字絲豎絲 橫軸HH,3）視準(zhǔn)軸CC 橫軸HH,4）橫軸HH 豎軸VV,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),5）圓水準(zhǔn)軸 豎軸VV,6）豎盤指標(biāo)差=0,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,由于儀器經(jīng)過長期外業(yè)使用或長途運(yùn)輸及外界影響等，會(huì)使各軸線的幾何關(guān)系發(fā)生變化，因此在使用前必須對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。,一、角度觀測(cè),

35、1）水準(zhǔn)管軸豎軸的檢較,檢驗(yàn) 粗平后，使水準(zhǔn)管兩個(gè)腳螺旋連線； 調(diào)整該對(duì)腳螺旋使氣泡居中； 轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部180，若氣泡偏離1格應(yīng)校正。 水準(zhǔn)管與豎直不垂直的原因 水準(zhǔn)管兩端支柱不等高，相差角度。,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),校正 用改針撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡退回一半偏離量； 再用腳螺旋使氣泡居中； 反復(fù)校正直至任意方向氣泡偏離半格。,1）水準(zhǔn)管軸豎軸的檢較,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),檢驗(yàn) 儀器精平，用豎絲上（或下）端瞄準(zhǔn)墻上一點(diǎn)P； 制動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡垂直微動(dòng)螺旋； 若P點(diǎn)不在豎絲上一點(diǎn)，則需校正。 校正 調(diào)整十字絲螺絲。,2）十字絲豎絲橫軸HH的檢

36、校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),檢驗(yàn)（J6級(jí)）： 平地相距100m選兩點(diǎn)A、B，其中點(diǎn)O設(shè)站； A點(diǎn)立標(biāo)志，B點(diǎn)橫放一垂直O(jiān)B的小尺與儀器大致等高； 盤左瞄準(zhǔn)A，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡后讀得B尺上B1點(diǎn)； 盤右同樣操作得 B2點(diǎn)的讀數(shù)； 若B1與B2點(diǎn)不重合， 則需校正。,3）視準(zhǔn)軸CC橫軸HH的檢校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),原因： 軸不垂直橫軸偏離一個(gè)小角度c視準(zhǔn)軸誤差。,3）視準(zhǔn)軸CC橫軸HH的檢校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),校正：,3）視準(zhǔn)軸CC橫軸HH的檢校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),原因： 橫軸支架不等高，產(chǎn)生橫軸誤差。 檢驗(yàn)： 距

37、墻2050m安置經(jīng)緯儀，盤左以仰角30瞄準(zhǔn)墻上一點(diǎn)P； 制動(dòng)后望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)，再在墻上定出一點(diǎn)P1； 盤右再瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)定出一點(diǎn)P2； 若P1與P2不重合，則兩軸不垂直，橫軸傾斜一個(gè)角度i。,4）橫軸HH豎軸VV的檢校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),i20就需校正。,4）橫軸HH豎軸VV的檢校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),儀器距墻壁的距離為S=OM，設(shè)p1p2=,經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)p點(diǎn)的豎直角為，則,計(jì)算（如圖：）：,因i角很小，所以,例如，當(dāng)=5mm，S=15m， =20時(shí),校正： 定出p1、p2的中點(diǎn)M； 盤右瞄準(zhǔn)M，然后仰起望遠(yuǎn)鏡，視線必然與p點(diǎn)不重合，而在附近

38、的p點(diǎn)； 由檢修人員進(jìn)行校正。,4）橫軸HH豎軸VV的檢校,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),5）豎盤指標(biāo)差檢校,計(jì)算： 校正 盤右正確讀數(shù)：Rx； 盤右照準(zhǔn)目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使讀數(shù)為Rx； 用改針撥動(dòng)指標(biāo)水準(zhǔn)管螺旋使氣泡居中； 反復(fù)幾次，至x25（J6）。,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),6）照準(zhǔn)部上的對(duì)中器的檢校,檢驗(yàn)： 安置儀器粗平，地面放一塊畫有“”的硬紙板，移動(dòng)紙板，進(jìn)行對(duì)中； 儀器轉(zhuǎn)動(dòng)180，若圓圈中心偏離字中心，則需校正。,校正： 對(duì)準(zhǔn)兩中心的中點(diǎn)； 調(diào)整對(duì)中器螺釘2； 直至圓圈中心與中點(diǎn)重合。,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),7）三角基座上

39、的對(duì)中器的檢校 檢驗(yàn) 校正水準(zhǔn)器； 用鉛筆將基座邊緣畫在架頭面上； 地面上放毫米紙，標(biāo)出圓圈中心的投影點(diǎn)； 稍松連接螺旋，儀器轉(zhuǎn)動(dòng)120后固定； 重復(fù)上述操作，得出三個(gè)投影點(diǎn)； 若三個(gè)點(diǎn)不重合，則需校正。,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),校正： 反復(fù)調(diào)整對(duì)中器目鏡后的三個(gè)校正螺絲，直至圓圈中心與示誤三角形的中心嚴(yán)格重合為止。,11. 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、角度觀測(cè),7）三角基座上的對(duì)中器的檢校,13.角度測(cè)量知識(shí)技能訓(xùn)練 1）敘述經(jīng)緯儀測(cè)角的原理。 2）何謂水平角？在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)不同高度的目標(biāo)，在水平度盤上的讀數(shù)是否一樣？ 3）觀測(cè)水平角時(shí)，儀器對(duì)中和整平的目的是什么？試述用

40、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中、整平和照準(zhǔn)的操作步驟。 4）經(jīng)緯儀由哪幾部分組成？并說明各部分的功能。 5）試述測(cè)回法測(cè)角的操作步驟。 6）水平角觀測(cè)的記錄簿中，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)，哪些項(xiàng)目不能改？ 7）觀測(cè)水平角時(shí)，為什么要測(cè)幾個(gè)測(cè)回？若要觀測(cè)三個(gè)測(cè)回，各測(cè)回的起始讀數(shù)應(yīng)為多少？ 8）什么叫豎直角？觀測(cè)豎直角時(shí)，在讀數(shù)前為什么要將豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡劇中？ 9）什么叫垂直度盤指標(biāo)差？在外業(yè)觀測(cè)中如何來消除指標(biāo)差的影響？,一、角度觀測(cè),二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,1）地面上點(diǎn)的標(biāo)志 點(diǎn)的標(biāo)志可分為 臨時(shí)性 和 永久性 兩種。,臨時(shí)性標(biāo)志可采用木樁打入地中，樁頂略高于地面，并在樁頂釘一小釘或畫一個(gè)十字表示點(diǎn)的位置，如

41、右圖所示。,永久性標(biāo)志可用石樁或混凝土樁，在石樁頂刻十字或在混凝土樁頂埋入刻有十字的鋼柱以表示點(diǎn)位，如下圖所示。,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,1）地面上點(diǎn)的標(biāo)志,在點(diǎn)上豎立的觀測(cè)標(biāo)志,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,1）地面上點(diǎn)的標(biāo)志,2）丈量工具 通常使用的量距工具為鋼尺、皮尺、竹尺和測(cè)繩，還有測(cè)釬、標(biāo)桿和垂球等輔助工具。,端點(diǎn)尺,刻線尺,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,3）直線定線,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,水平距離測(cè)量時(shí)，當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)間的距離超過一整尺長時(shí)，或地勢(shì)起伏較大，一尺段無法完成丈量工作時(shí)，需要在兩點(diǎn)的連線上標(biāo)定出若干個(gè)點(diǎn)的工作。,直線定線,3）直線定線,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,4

42、）丈量方法（往返丈量）,距離用下式計(jì)算：D=nl+l 式中：l整尺段的長度； n丈量的整尺段數(shù)； l零尺段長度。,在平坦地面丈量,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,4）丈量方法（往返丈量）,往返丈量較差 D = D往-D返 距離平均值 D平 = （D往+D返） 相對(duì)誤差 K =,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,在平坦地面丈量,在傾斜地面丈量,4）丈量方法（往返丈量）,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,S,坡度 i = h / D,在高低不平地面的丈量,4）丈量方法（往返丈量）,二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,a影響量距成果的主要因素 尺身不平。 定線不直。 拉力不均。 對(duì)點(diǎn)和投點(diǎn)不準(zhǔn)。 丈量中常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。,二、

43、距離測(cè)量,1.卷尺量距,5）距離丈量的注意事項(xiàng),b注意事項(xiàng) 距離丈量的三個(gè)基本要求是：“直、平、準(zhǔn)”。 丈量時(shí)尺身要置水平，尺要拉緊。 鋼尺在拉出和收卷時(shí)，要避免鋼尺打卷。 尺子用過后，要用軟布擦干凈后。,5）距離丈量的注意事項(xiàng),二、距離測(cè)量,1.卷尺量距,視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距測(cè)量原理 由下圖所示, 為尺間隔,p為視距絲間距,f為物鏡焦距,為物鏡到儀器中心的距離。由圖可知mnF與 MNF相似 即得 而 D=FQ+f+ 令 則 D = K + c,1）視距測(cè)量的原理,二、距離測(cè)量,2. 視距測(cè)量,視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)的視距測(cè)量原理 設(shè)想將標(biāo)尺繞G點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度(等于視線的傾角),則視線與視距標(biāo)尺的尺面垂直

44、。于是,即用視線水平時(shí)的公式計(jì)算距離S,即：S=K 式中的MN= 又無法測(cè)得。但由左圖可以看出MN與 MN存在著一定的關(guān)系,即 MGM=NGN= MMG=90+/2 NNG =90-/2 式中/2=1711.3角值很小, 故可近似地將 MMG和NNG看成直角。,1）視距測(cè)量的原理,二、距離測(cè)量,2. 視距測(cè)量,1）視距測(cè)量的原理,二、距離測(cè)量,2. 視距測(cè)量,視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)的視距測(cè)量原理,于是 MG=MGCOS 即 cos NG=NGCOS 即 cos 故,2）視距測(cè)量公式,視距絲 裝 置,二、距離測(cè)量,2. 視距測(cè)量,在測(cè)站 A 安置經(jīng)緯儀，量取儀器高 I，在測(cè)點(diǎn) B 豎尺；,照準(zhǔn)視距尺，用上

45、下視距絲分別在尺上讀取讀數(shù)，算出視距間隔 l （l =下絲讀數(shù)-上絲讀數(shù)）。也可先將中絲對(duì)準(zhǔn)儀器高讀豎直角，然后把上絲對(duì)準(zhǔn)鄰近整數(shù)刻劃后直接讀取視距間隔；,3）觀測(cè)與計(jì)算方法,二、距離測(cè)量,2. 視距測(cè)量,轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，算出豎直角。對(duì)有豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置的儀器，應(yīng)打開自動(dòng)歸零裝置后再讀數(shù)； 根據(jù)視距公式，計(jì)算水平距離和高差及立尺點(diǎn)的高程。,3）觀測(cè)與計(jì)算方法,二、距離測(cè)量,2. 視距測(cè)量,電磁波測(cè)距儀的分類 按其所采用的載波,c.用紅外光作為載波的紅外光測(cè)距儀(通稱紅外測(cè)距儀)。,b. 用激光作為載波的激光測(cè)距儀；,a.用微波段的無線電波作

46、為載波的微波測(cè)距儀；,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,1）電磁波測(cè)距儀的分類,1）電磁波測(cè)距儀的分類 后兩者又總稱為光電測(cè)距儀。微波測(cè)距儀和激光測(cè)距儀多用于長程測(cè)距,測(cè)程可達(dá)數(shù)十公里,一般用于大地測(cè)量。紅外測(cè)距儀用于中、短程測(cè)距,一般用于小地區(qū)控制測(cè)量、地形測(cè)量、房地產(chǎn)測(cè)量和建筑施工測(cè)量。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,是利用已知光速C,測(cè)定它在兩點(diǎn)間的傳播時(shí)間t,以計(jì)算距離。如下圖所示,欲測(cè)定A,B兩點(diǎn)間的距離時(shí),將一臺(tái)發(fā)射和接收光波的測(cè)距儀主機(jī)放在一端A點(diǎn),另一端點(diǎn)B放反射棱鏡,則其距離S可按下式計(jì)算： D = C t /2,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,2）光電測(cè)距儀的測(cè)距原理,光在

47、真空中的傳播速度(光速)為一個(gè)重要的物理量,通過近代的科學(xué)實(shí)驗(yàn),迄今所知的光速的精確數(shù)值為C=2997924581.2m/s。 現(xiàn)在要測(cè)量5厘米的長度,需要多少時(shí)間, 5厘米是一微小量,可對(duì)D=C t /2 進(jìn)行微分,得: dD=cdt/2dt=2dD/2 同學(xué)算一下dt=？ 目前最先進(jìn)的電子脈沖計(jì)數(shù),能精確測(cè)定到 10-8s,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,2）光電測(cè)距儀的測(cè)距原理,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,2）光電測(cè)距儀的測(cè)距原理,為了進(jìn)一步提高光電測(cè)距的精度,必須采用精度更高的間接測(cè)時(shí)手段相位法測(cè)時(shí),據(jù)此測(cè)定距離稱為相位式測(cè)距。 其原理為:采用周期為T的高頻電振蕩對(duì)測(cè)距儀的發(fā)射光源

48、進(jìn)行連續(xù)的振幅調(diào)制，使光強(qiáng)隨電振蕩的頻率周期地明暗變化(每周相位的變化為02),如下圖所示。,調(diào)制光波(調(diào)制信號(hào))在待測(cè)距離上往返傳播，使在同一瞬時(shí)發(fā)射光與接收光產(chǎn)生相位移(相位差)，根據(jù)相位差間接計(jì)算出傳播時(shí)間,從而計(jì)算距離。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,2）光電測(cè)距儀的測(cè)距原理,二、光電測(cè)距儀的測(cè)距原理 設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻率為f(每秒振蕩次數(shù)),則其周期T=1/f(每振蕩一次的時(shí)間(s),則調(diào)制光的波長為 =CT= C/ f C=f = /T 調(diào)制光波在往返傳播時(shí)間內(nèi),調(diào)制信號(hào)的相位變化了N個(gè)整周(NT)及不足一個(gè)整周的尾數(shù)T,即 t=NT+T 由于一個(gè)周期中相位差的變化為2,不足一整周的

49、相位差尾數(shù)為,因此 T= T t=T ( N + ) 這樣得到相位式光電測(cè)距的基本公式:,第三節(jié) 電磁波測(cè)距,二、光電測(cè)距儀的測(cè)距原理 由此可見,相位式光電測(cè)距的原理和鋼卷尺量距相仿， 相當(dāng)于用一支長度為/2的“光尺”來丈量距離，N為“整尺 段數(shù)” ， (/2)( /2)為小于一整“光尺的“余長”。,第三節(jié) 電磁波測(cè)距,在測(cè)距儀的構(gòu)件中,用相位計(jì)按相位比較的方法只能測(cè)定往返調(diào)制光波相位差的尾數(shù) ,而無法測(cè)定整周數(shù)N,因此, 只有當(dāng)待測(cè)距離小于光尺長度時(shí),才能有確定的數(shù)值。另外,用相位計(jì)一般也只能測(cè)定4位有效數(shù)值。因而在相位式測(cè)距儀中有兩種調(diào)制頻率、兩種光尺長度。如f1=15MHz。 1 / 2

50、=10m(稱為精尺),可以測(cè)定距離尾數(shù)的米、分米、厘米、毫米數(shù);f2=150kHz, 2/2 =1000m(稱為粗尺)可以定百米、十米、米數(shù)。這兩種尺子聯(lián)合使用,可以測(cè)定1km以內(nèi)的距離值。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,全站型電子速測(cè)儀簡稱全站儀，它是一種可以同時(shí)進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測(cè)量、距離（斜距、平距、高差）測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測(cè)量儀器。,全站儀,拓普康,中緯,徠卡,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,手柄,粗瞄鏡,光學(xué)對(duì)中器,操作健,整平腳螺旋,物鏡,顯示器,基座,水平制動(dòng)、微動(dòng)螺旋,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量

51、,3）全站儀及其使用,電池,豎直制動(dòng)、微動(dòng)螺旋,計(jì)算機(jī)連接插口,調(diào)焦手輪,目鏡,管水準(zhǔn)器,圓水準(zhǔn)器,手柄固定螺旋,全站儀的結(jié)構(gòu)原理,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,a.安置儀器,將全站儀連接到三腳架上，對(duì)中并整平。多數(shù)全站儀有雙軸補(bǔ)償功能，所以儀器整平后，在觀測(cè)過程中，既使氣泡稍有偏離，對(duì)觀測(cè)也無影響。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,按POWER或ON鍵，開機(jī)后儀器進(jìn)行自檢，自檢結(jié)束后進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。有的全站儀自檢結(jié)束后須設(shè)置水平度盤與豎盤指標(biāo)，設(shè)置水平度盤指標(biāo)的方法是旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，聽到鳴響即設(shè)置完成；設(shè)置豎盤指標(biāo)的方法是縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，聽到鳴響即設(shè)置完成。設(shè)

52、置完成后顯示窗才能顯示水平度盤與豎直度盤的讀數(shù)。,b.開機(jī),3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,c.水平角測(cè)量,按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一 個(gè)目標(biāo)A。,設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為00000。,照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。,d.距離測(cè)量,設(shè)置棱鏡常數(shù)。,設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,距離測(cè)量,照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)距鍵，距離測(cè)量開始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。,HR: 120304

53、0 HD* 123.456 m VD: 5.678 m MEAS MODE S/A P1,V : 901020 HR: 1203040 SD* 131.678 m MEAS MODE S/A P1,照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測(cè)量鍵，全站儀開始測(cè)距并計(jì)算顯示測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。,e.坐標(biāo)測(cè)量,設(shè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。,設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。,設(shè)置棱鏡常數(shù)。,設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。,量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。,3. 電磁波測(cè)距,二、距離測(cè)量,3）全站儀及其使用,當(dāng)?shù)匦胃叩推鸱?、兩點(diǎn)間高差較大而不便于進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí),可以用三角高程測(cè)量的方法測(cè)定兩點(diǎn)間的高差和點(diǎn)的高程

54、。進(jìn)行三角高程測(cè)量時(shí),應(yīng)測(cè)定兩點(diǎn)間的平距或斜距以及垂直角,這是距離測(cè)量與角度測(cè)量的結(jié)合。,三、 三角高程測(cè)量,如果已經(jīng)測(cè)定A,B兩點(diǎn)間的水平距離D,則A,B兩點(diǎn)的高差計(jì)算公式為 ： hAB=Dtan+I-v hAB=SSIN+I-v,三、 三角高程測(cè)量,如圖所示,已知A點(diǎn)的高程為HA,欲測(cè)定B點(diǎn)的高程HB。置經(jīng)緯儀于A點(diǎn),用卷尺量取儀器高I (地面點(diǎn)至經(jīng)緯儀橫軸的高度),在B點(diǎn)安置覘牌,量取目標(biāo)高v(地面點(diǎn)至覘牌中心或覘牌橫軸的高度),測(cè)定垂直角。,1.三角高程測(cè)量的計(jì)算公式,以上三角高程測(cè)量公式中,設(shè)大地水準(zhǔn)面和通過A,B點(diǎn)的水平面為互相平行的平面,對(duì)于距離較近(如200m以內(nèi))的兩點(diǎn),可以

55、認(rèn)為是這樣的。對(duì)于較長的距離,則水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面均是曲面這一點(diǎn)不容忽視,之前已介紹了水準(zhǔn)面曲率對(duì)高差測(cè)量的影響。因此,對(duì)于長距離三角高程測(cè)量,應(yīng)進(jìn)行地球曲率影響的改正,簡稱球差改正(f1),如圖所示。 f1=h=,式中,R為平均地求曲率半徑,取R=6371km。 由于地球曲率影響總是使測(cè)得的高差小于實(shí)際的高差,因此,球差改正f1恒為正值。,三、 三角高程測(cè)量,1.三角高程測(cè)量的計(jì)算公式,另外,由于圍繞地球的大氣層受重力影響,低層空氣的密度大于高層空氣的密度,觀測(cè)垂直角時(shí)的視線穿過密度不均勻的介質(zhì),成為一條向上凸的曲線(稱為大氣垂直折光),使視線的切線方向向上抬高,測(cè)得垂直角偏大。因此,還應(yīng)進(jìn)

56、行大氣折光影響的改正,簡稱氣差改正f2, f2恒為負(fù)值。 大氣垂直折光視線使視線成為曲率大約為地球表面曲率的1/k倍的圓曲線(稱為大氣垂直折光系數(shù)),因此,得到氣差改正的計(jì)算公式: f2 = - K 球差改正和氣差改正合在一起,為氣差改正(f): f= f1+f2=(1 K）,三、 三角高程測(cè)量,1.三角高程測(cè)量的計(jì)算公式,大氣垂直折光系數(shù)k隨時(shí)間,日照,氣溫,氣壓,視線高度和地面情況等因素而改變,一般取其平均值,令k=0.14。在表2-26中,列出水平距離D=100200m的兩差改正值f。由于f1 f2,故f恒為正值。 hAB=Dtan+I-v+f hAB=SSIN+I-v+f,三、 三角高程測(cè)量,1.三角高程測(cè)量的計(jì)算公式,四、三角高程測(cè)量知識(shí)能力訓(xùn)練 1.什么叫直線定線？量距時(shí)為什么要進(jìn)行直線定線？如何進(jìn)行直線定線？ 2.在平坦地面和傾斜地面上如何丈量兩點(diǎn)間的平距？ 3.鋼尺量距后應(yīng)加哪些改正數(shù)？ 4.視距法測(cè)距的基本原理是什么？,