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文檔簡(jiǎn)介
山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案第一章 緒論教學(xué)目的:通過學(xué)習(xí)達(dá)到以下目的1、學(xué)生重視對(duì)本門課程學(xué)習(xí),提高學(xué)生興趣;2、對(duì)這門課有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)和了解,可以說是入門的第一步,使后續(xù)章節(jié)有根有據(jù),激發(fā)學(xué)生的求知欲。通過課程介紹,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)好這門課的必要性課程介紹:建筑工程測(cè)量是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,對(duì)我們這個(gè)專業(yè)來說,是一門重要的專業(yè)技能課。因?yàn)榻ㄖこ痰氖┕と^程離不開測(cè)量,換句話說,離開測(cè)量則無法按設(shè)計(jì)要求施工,我們將來主要搞施工,進(jìn)行測(cè)量工作是常規(guī)工作之一,所以必須學(xué)好。其次,這門課比較容易學(xué),實(shí)踐性強(qiáng),會(huì)干為主,所以只要認(rèn)真學(xué),不管基礎(chǔ)如何,都能學(xué)好。再說動(dòng)手時(shí)間多,相對(duì)于理論學(xué)習(xí)更為實(shí)際、有趣,所以說易學(xué);如此說來,大家很有必要重視這門課,兩全其美,何樂而不為呢?學(xué)習(xí)方法與要求:1要重視實(shí)踐,手腦并用。這門課實(shí)踐性很強(qiáng),我們將充分創(chuàng)造條件,給大家動(dòng)手實(shí)操機(jī)會(huì),同學(xué)們一定要珍惜,充分利用,抓緊抓好每堂課堂實(shí)習(xí),這是關(guān)鍵。2認(rèn)真聽講,結(jié)合實(shí)踐掌握好有關(guān)理論和概念,理論和實(shí)踐相輔相成。3作為考察課,成績(jī)主要來自于平時(shí)的考察。要求上課認(rèn)真聽講,課后認(rèn)真完成作業(yè),不遲到,不早退,不缺課,尤其是實(shí)習(xí)課。4愛護(hù)儀器,損壞賠償。測(cè)量?jī)x器比較貴重且易受損,要求大家養(yǎng)成愛護(hù)儀器的好習(xí)慣,不坐儀器箱,輕拿輕放,輕用輕搬,儀器工具“?!庇玫?,特別是實(shí)習(xí)小組長(zhǎng)要對(duì)本組實(shí)習(xí)情況、本組儀器負(fù)責(zé)。第一節(jié) 測(cè)量學(xué)的任務(wù)及其在建筑工程中的作用一、為何要學(xué)測(cè)量?工程建設(shè)、科學(xué)研究均離不開測(cè)量。就工程建設(shè)而言,按其性質(zhì)可分為測(cè)定和測(cè)設(shè)。測(cè)定:就是將地球表面局部區(qū)域的地物、地貌按一定的比例尺縮繪成地形圖,作為建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)的依據(jù);測(cè)設(shè):就是將圖紙上規(guī)劃、設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置,按設(shè)計(jì)要求標(biāo)定到地面上,作為施工的依據(jù)。另外,在施工過程中,要經(jīng)常對(duì)施工和安裝工作進(jìn)行檢驗(yàn)、校核,保證所建工程符合設(shè)計(jì)要求。在管理運(yùn)行階段,對(duì)某些大型的、重要的建筑物還要進(jìn)行變形觀測(cè),以確保工程的安全使用。由此可見,建筑工程技術(shù)人員必須搞好測(cè)量。在科研方面,諸如研究地殼的沉降等,都要用到測(cè)繪資料。(注意解釋建筑物、構(gòu)筑物、地物、地貌等)二、測(cè)量學(xué)及其各分支學(xué)科簡(jiǎn)介:介紹常識(shí)作為了解內(nèi)容測(cè)量學(xué):是研究地球的形狀、大小以及地表各種幾何物體的幾何形狀及其空間位置的學(xué)科。其內(nèi)容和應(yīng)用廣泛,分支學(xué)科如下:普通測(cè)量學(xué):是用普通測(cè)量?jī)x器和工具,確定地球表面局部區(qū)域地面點(diǎn)位的科學(xué)。大地測(cè)量學(xué):它研究的對(duì)象是地球表面大區(qū)域或整個(gè)地球??紤]地球曲率的影響。攝影測(cè)量學(xué): 是利用相片來研究地球表面形狀和大小的測(cè)繪學(xué)科。還可用攝相片編制小比例尺地形圖等。其又分為航空攝影與地面攝影等。工程測(cè)量學(xué): 是對(duì)各項(xiàng)工程建設(shè)服務(wù)的測(cè)量工作。(工程不同,測(cè)量工作也具有各自的特點(diǎn)和要求,但從根本原理和方法上看,又有許多共同之處。)建筑工程測(cè)量涉及的內(nèi)容:普通測(cè)量學(xué)為建筑工程服務(wù)中的測(cè)量工作。三、建筑工程測(cè)量的任務(wù)與內(nèi)容:在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,首先要測(cè)繪地形圖為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供各種比例尺的地形圖和測(cè)繪資料;在施工階段,要將圖紙上設(shè)計(jì)好的建筑物的平面位置和高程,按設(shè)計(jì)要求標(biāo)定在地面上,作為施工的依據(jù)。在施工過程中,要經(jīng)常對(duì)施工和安裝工作進(jìn)行檢驗(yàn)、校核,保證所建工程符合設(shè)計(jì)要求。在管理階段,對(duì)某些大型的、重要的建筑物還要定期進(jìn)行變形觀測(cè),以確保工程的安全使用。由此可見,在建筑過程的各個(gè)階段都需要測(cè)量,而測(cè)量的精度和速度直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和速度。如何完成測(cè)定和測(cè)設(shè)任務(wù),引出測(cè)量的實(shí)質(zhì)第二節(jié) 地面點(diǎn)位的確定一、測(cè)量工作的實(shí)質(zhì):測(cè)量工作總是要把測(cè)定或測(cè)設(shè)的地物和地貌歸結(jié)為一些特點(diǎn),將這些點(diǎn)的位置測(cè)出和標(biāo)定,即可繪出地形圖,或在地面上標(biāo)定它們的位置。二、地面點(diǎn)位的確定確定地面點(diǎn)的位置就是要確定它相對(duì)于地表面的關(guān)系。地球表面有高低起伏,所以地面點(diǎn)是三維空間點(diǎn),需要三個(gè)獨(dú)立的量來確定,這三個(gè)量就是地面點(diǎn)在地球表面的攝影位置和該點(diǎn)到地球表面的距離,而地球表面凸凹不平,本身不規(guī)則,所以以上三個(gè)量的確定,須首先明確幾個(gè)概念:(一)基本概念:1、水準(zhǔn)面: 地球上自由靜止的水面稱為水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面有無數(shù)多個(gè),水準(zhǔn)面上處處與鉛垂方向成正交(水準(zhǔn)面上每一點(diǎn)的重力方向與該面垂直)。2、大地水準(zhǔn)面:測(cè)量學(xué)設(shè)想靜止的平均海平面,延伸穿過陸地和島嶼,圍成一個(gè)封閉的橢球體曲面稱為大地水準(zhǔn)面。它是水準(zhǔn)面中特殊的一個(gè),且具有唯一性。3、水平面: 與水準(zhǔn)面相切的平面,稱為水平面。4、鉛垂線: (理解)地球表面物體的受力方向線。注:大地水準(zhǔn)面、水平面、鉛垂線是測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線。(二)地面點(diǎn)平面位置的確定:在小區(qū)域工程測(cè)量中,可將這個(gè)小區(qū)域的大地水準(zhǔn)面看成水平面,則把地面點(diǎn)投影到這個(gè)平面位置上,可用平面直角坐標(biāo)表示。(這一水平面就是測(cè)量基準(zhǔn)面)構(gòu)成如下圖:注意:測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系不同此坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)中的不同:1、坐標(biāo)軸符號(hào)互換; x(N) 2、二、三象限的位置對(duì)調(diào); O y(E) 3、象限編號(hào)的方向相交。但在數(shù)學(xué)中的全部三角方式和符合規(guī)則,可直接應(yīng)用到測(cè)量計(jì)算中,不需做任何改變。為避免坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值以簡(jiǎn)化計(jì)算,坐標(biāo)原點(diǎn)一般選在測(cè)區(qū)的西南角。(三)地面點(diǎn)的高程高程:地面點(diǎn)到高程基準(zhǔn)面的鉛垂距離,稱為地面點(diǎn)的高程。(又稱為絕對(duì)高程)工程測(cè)量中稱標(biāo)高。絕對(duì)高程:地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。又稱海拔,用H表示。相對(duì)高程:地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面(任意水準(zhǔn)面)的鉛垂距離。用H表示。介紹資料:教育學(xué)生愛護(hù)測(cè)量標(biāo)志,這是責(zé)任與義務(wù)高差:兩個(gè)地面點(diǎn)的高程差,稱為高差。用h表示。在我國(guó),以黃海的平均海平面作為基準(zhǔn)面,在國(guó)家測(cè)繪總局的領(lǐng)導(dǎo)下,青島驗(yàn)潮站測(cè)設(shè)水準(zhǔn)原點(diǎn)的絕對(duì)高程,再根據(jù)它,在全國(guó)布高程控制網(wǎng)。(水準(zhǔn)原點(diǎn)在青島的一個(gè)山洞里,1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)72.260m.)三、確定地面點(diǎn)位的三個(gè)基本要素如前所述,地面點(diǎn)的平面位置是地面點(diǎn)在投影平面上的坐標(biāo)(X,Y)和高程(H)決定的,但是,在實(shí)際測(cè)量中,X、Y、H的值不能直接測(cè)定,如何解決這個(gè)問題呢?實(shí)際測(cè)量工作中,是通過測(cè)定點(diǎn)位關(guān)系的三個(gè)基本要素推算的(間接測(cè)定或傳遞)。Bx1、三個(gè)基本要素:地面點(diǎn)間的水平距離、水平角、高差。如圖:yCA已知B位置,測(cè)設(shè)三個(gè)基本要素,由B點(diǎn)的三個(gè)量推算得C點(diǎn)的三個(gè)量,而唯一確定C點(diǎn)(應(yīng)用三角函數(shù))。2、所以測(cè)量中主要是反復(fù)的、大量進(jìn)行下述三項(xiàng)基本工作:(1)高程測(cè)量(2)水平角測(cè)量(3)水平距離測(cè)量略講,明其結(jié)論第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度1、地球曲率對(duì)水平距離和水平角的影響,經(jīng)推算,在半徑為10公里圓面積內(nèi),誤差很小,完全可以忽略,可用水平面代替水準(zhǔn)面。2、地球曲率對(duì)高程的影響經(jīng)推算,影響較大,不可忽略。第四節(jié) 測(cè)量工作的基本原則測(cè)量應(yīng)遵循的程序和原則:“從整體到局部,先控制后碎步,高精度控制低精度”。此原則優(yōu)點(diǎn):1、可以使各碎步點(diǎn)保證應(yīng)用的精度、保證整體精度;2、可以根據(jù)控制網(wǎng)把測(cè)區(qū)分成若干局部,展開幾個(gè)工作面,同時(shí)施測(cè)碎步,加快測(cè)量進(jìn)度。測(cè)量工作的基本要求:測(cè)量工作有內(nèi)外之分 ;測(cè)量工作首先進(jìn)行室外作業(yè),然后進(jìn)行室內(nèi)作業(yè),測(cè)量成果的質(zhì)量取決于外業(yè),但外業(yè)又要通過內(nèi)業(yè)得出成果,因此,不論外業(yè)或內(nèi)業(yè),都必須堅(jiān)持“邊工作邊校核”的原則,這樣才能保證測(cè)量精度和較高的效率。第二章 水準(zhǔn)測(cè)量本章首先學(xué)習(xí)測(cè)量基本的工作之一“高程測(cè)量”。測(cè)量地面點(diǎn)高程的測(cè)量工作,根據(jù)使用儀器和測(cè)量方法不同:可分為水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量和氣壓高程測(cè)量。其中,水準(zhǔn)測(cè)量是精確測(cè)定地面點(diǎn)位的一種主要方法。第一節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線,借助豎立在地面點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺,直接測(cè)定地面上各點(diǎn)之間的高差,然后根據(jù)其中一點(diǎn)的已知高程推算其它各點(diǎn)的高程。如下圖所示:此圖非常重要“原理”一目了然已知HA,求HB=?則在A、B兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀。圖中:A、B分別為后、前視點(diǎn),a、b分別為后、前視讀數(shù),儀器到A、B的距離分別為后、前視距離。顯然有下式:hAB=a-b (1)HB=HA+hABHB=(HA+a)-b (2)說明:在施工測(cè)量中常用視線高法,優(yōu)點(diǎn)明顯1、hAB有正負(fù),hAB表示B點(diǎn)相對(duì)于A的高程差,當(dāng)hAB為正時(shí),表示B點(diǎn)高于A點(diǎn)。相反,表示A點(diǎn)高于B點(diǎn)。2、高差的計(jì)算有兩種方法,其一是高差法,見式(1)。其二是視線高法,見式(2)。兩種方法各有其優(yōu)點(diǎn)。上圖表示安置一次儀器,稱為一個(gè)測(cè)站,就能測(cè)出兩點(diǎn)間的高差。如下圖,當(dāng)A、B相距較遠(yuǎn)或者高差較大時(shí),就經(jīng)在兩點(diǎn)間臨時(shí)選定若干轉(zhuǎn)點(diǎn)(常用TP表示),并依次連續(xù)地測(cè)出相臨點(diǎn)間的高差h1、h2、h3hn才能測(cè)出A、B兩點(diǎn)之間的高差:hAB=h=(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn)=a-bHB=HA+h在水準(zhǔn)測(cè)量過程中臨時(shí)選定的立尺點(diǎn),其上既有前視讀數(shù),又有后視讀數(shù),這些點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn),用TP表示。轉(zhuǎn)點(diǎn)在測(cè)量過程中起轉(zhuǎn)移儀器、傳遞高程的重要作用,應(yīng)該選擇在堅(jiān)定穩(wěn)固的地面上,以免水準(zhǔn)尺下沉。首次涉及測(cè)量?jī)x器,要特別強(qiáng)調(diào)注意愛護(hù)儀器,養(yǎng)成良好習(xí)慣與作風(fēng)第二節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具水準(zhǔn)測(cè)量所用的儀器和工具主要有水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺和尺墊三種。一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀對(duì)照實(shí)物進(jìn)行講解水準(zhǔn)儀是用于測(cè)量地面點(diǎn)高程的儀器。類型很多在建筑工測(cè)量中,常用DS3型微傾式水準(zhǔn)儀“D”和“S”分別為“大地測(cè)量”和“水準(zhǔn)儀”意思,“3”為用該類儀器進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量每公里往、返測(cè)高差中的偶然中誤差為3mm(S050.5mm、S1、S3和S10四種型號(hào))。(一)望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡是構(gòu)成水平視線,瞄準(zhǔn)目標(biāo)并對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)的主要部件。目前主要為內(nèi)對(duì)光望遠(yuǎn)鏡。如圖所示:主要有物鏡、對(duì)光透鏡、十字絲網(wǎng)和目鏡構(gòu)成。各部作用:物鏡 成縮小倒立實(shí)像;對(duì)光透鏡 使像落在十字絲分劃板上;十字絲 對(duì)準(zhǔn)目標(biāo),讀取水準(zhǔn)尺上讀數(shù);目鏡 是使十字絲網(wǎng)目標(biāo)清晰,目鏡對(duì)光螺旋調(diào)節(jié)十字絲清晰度;十字絲分劃板構(gòu)造:由縱絲、橫絲、中絲組成。十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線,稱為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。此軸即水準(zhǔn)儀提供的水平視線軸。(二)水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器是整平儀器的裝置,有管水準(zhǔn)器(水準(zhǔn)管)和圓水準(zhǔn)器兩種。1水準(zhǔn)管此原理可引導(dǎo)學(xué)生自己得出原理:氣泡永遠(yuǎn)處于管內(nèi)最高處。據(jù)原理可如此設(shè)計(jì):用玻璃管制成密封容器,管內(nèi)壁研磨成一定半徑的圓弧,管內(nèi)注液體形成氣泡,管兩端各有刻劃間隔2mm的分劃線。如圖,分劃線的對(duì)稱中心,稱為水準(zhǔn)管零點(diǎn),過零點(diǎn)與圓弧相切的切線(LL)稱為水準(zhǔn)管軸。這樣當(dāng)氣泡居中時(shí),LL便處于水平位置,若時(shí)水準(zhǔn)管軸平行于水準(zhǔn)軸,則氣泡居中時(shí),水準(zhǔn)軸處于水平位置。水準(zhǔn)管上2mm間隔的弧長(zhǎng)所對(duì)的圓心角T,稱為水準(zhǔn)管分劃值。即T=2/R (206265)T反映了水準(zhǔn)管靈敏度的大小、圓弧半徑越大,T越小,靈敏度越高,用其整平儀器的精度也越高,一般工程用水準(zhǔn)儀,T=20。記作20/2mm。為提高水準(zhǔn)管的精度和調(diào)平速度,目前生產(chǎn)的水準(zhǔn)儀都在水準(zhǔn)管的上方,設(shè)有棱鏡組,使氣泡兩端的半影像符合在一起,即氣泡居中,所以這種水準(zhǔn)管又叫符合水準(zhǔn)器。2圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器裝在儀器的基座上,用來對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行粗平。其原理同水準(zhǔn)管。頂面為球面,中央小圓圈中心為圓水準(zhǔn)器零點(diǎn),零點(diǎn)與球心的連線LL稱為圓水準(zhǔn)軸。當(dāng)氣泡中心與零點(diǎn)重合時(shí),表示氣泡居中,圓水準(zhǔn)器軸處于豎直位置。若LLVV則VV處于豎直方向。分劃值T越大,常為8/2mm(三)基座起承上啟下的作用。主要有腳螺旋、軸座、地板和三角壓板構(gòu)成。用腳螺旋,可粗平儀器。二水準(zhǔn)尺常用的有雙面水準(zhǔn)尺和塔尺兩種。為什么紅面零點(diǎn)讀數(shù)為4687和4787?(一)雙面水準(zhǔn)尺(略講),可用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量,分黑紅兩面,黑面以零起算,倒字注記,紅面從4.687或4.787起算(零點(diǎn)差),正字注記,零點(diǎn)差為4.687和4.787的兩根水準(zhǔn)組成一對(duì),以資檢核,可參實(shí)物和課本P2-10學(xué)習(xí)讀數(shù)。(二)塔尺重點(diǎn)介紹,僅用于等外水準(zhǔn)測(cè)量中,注記有正字和倒字兩種。三尺墊尺墊由生鐵鑄成,一般為三角形或圓形底板中央有一個(gè)突起的半球形圓頂,下有三尖腳,使用時(shí)將三尖腳伸入地下、踩實(shí)。然后將水準(zhǔn)尺立于半球形的頂部,以防水準(zhǔn)尺下沉和點(diǎn)位移動(dòng)。第三節(jié) 微傾式水準(zhǔn)儀的基本操作程序基本操作步驟為:安置儀器粗平調(diào)焦與照準(zhǔn)精平與讀數(shù)。一、安置儀器和粗平調(diào)腳架,高度適當(dāng),撐穩(wěn),架頭目估大致水平(盡量使前、后視距離相等)。然后取出水準(zhǔn)儀,用連接螺旋將儀器固定在三腳架上,固定,用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中,稱為粗平。(注意:氣泡運(yùn)動(dòng)方向始終與左手大拇指指向一致)二、調(diào)焦與照準(zhǔn)1、 目鏡調(diào)焦(使十字絲成像清晰)2、 粗略照準(zhǔn)(照門和準(zhǔn)星連線對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺)3、 物鏡調(diào)焦(使水準(zhǔn)尺的像最清晰)4、 精確照準(zhǔn)(十字絲縱絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺邊緣或中央)5、消除視差:反復(fù)仔細(xì)調(diào)節(jié)物鏡、目鏡調(diào)焦螺旋,直至尺像 與十字絲分劃板平面重合。三、精平與讀數(shù)注意:強(qiáng)調(diào)下一節(jié)課實(shí)習(xí)的注意事項(xiàng)輕動(dòng)微傾螺旋,使氣泡兩端的像重合(注意:旋轉(zhuǎn)方向與左半側(cè)氣泡投影像的移動(dòng)方向一致),立即根據(jù)中絲讀取讀數(shù)。讀至毫米,一般讀四位數(shù)。讀完后在檢查氣泡是否居中,如不居中,應(yīng)再次精平,重新讀數(shù)。第四節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的方法一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線國(guó)家級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)和精度較高的水準(zhǔn)點(diǎn)一般均作永久性標(biāo)志(一)水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)是水準(zhǔn)測(cè)量中測(cè)高程的依據(jù),用BM表示(水準(zhǔn)測(cè)量中已知高程的點(diǎn),稱為水準(zhǔn)點(diǎn))。水準(zhǔn)點(diǎn)有兩種:永久性水準(zhǔn)點(diǎn)(須做點(diǎn)之記,以便尋找使用)臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)(二)水準(zhǔn)路線在水準(zhǔn)測(cè)量中,為了避免觀測(cè)、記錄和計(jì)算中發(fā)生人為誤差,并保證測(cè)量成果達(dá)到一定的精度要求,必須布設(shè)某種形式的水準(zhǔn)路線,利用一定的條件來檢驗(yàn)所測(cè)成果的正確性。一般有以下三種形式:1、 閉合水準(zhǔn)路線:檢驗(yàn)條件h理=02、 附合水準(zhǔn)路線:檢驗(yàn)條件h理=HB-HA3、 支水準(zhǔn)路線:檢驗(yàn)條件h往理=h返理二、水準(zhǔn)測(cè)量的方法和記錄如圖,已知HA,求HB=?在每一測(cè)站上觀測(cè)程序?yàn)椋?、 實(shí)際安置、儀器粗平;2、照準(zhǔn)后視尺與調(diào)焦、精平,讀數(shù)a,記錄員回讀后記入手??;3、調(diào)焦與照準(zhǔn)前視尺、精平,讀數(shù)b,記錄員回讀后記入手薄。(手薄如下:)水準(zhǔn)測(cè)量手簿測(cè)站點(diǎn)號(hào)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程+123計(jì)算檢核三、水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站檢驗(yàn)方法:目的:防止在測(cè)站上出現(xiàn)問題,過程控制等外水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求:h5mm依據(jù):“邊工作邊校核”方法:1、雙面尺法 (h5mm)2、雙儀器高法 (h5mm) 設(shè)變儀高約10cm3、雙儀回法 (h5mm)如兩次測(cè)的高差之差超過5mm,需重測(cè)。四、水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算成果計(jì)算時(shí),要先檢查野外觀測(cè)手薄,計(jì)算各點(diǎn)間高差,經(jīng)檢核無誤,計(jì)算高差閉合差。若符合精度要求,調(diào)整閉合差,最后求出各點(diǎn)的高程。(一)、水準(zhǔn)測(cè)量精度要求:fh容=40 (mm) 平地fh容=12 (mm) 山地其中:Lkm,水準(zhǔn)路線長(zhǎng)n測(cè)站數(shù)nL16站時(shí),用山地公式。如設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程性質(zhì)有具體要求,應(yīng)按精度要求施測(cè)。要反復(fù)強(qiáng)調(diào),注意思想教育上次實(shí)習(xí)課出現(xiàn)的問題:1) 愛護(hù)儀器不夠,摔尺子等;2) 領(lǐng)借儀器速度慢,操作拖拉;3) 課堂不夠嚴(yán)肅認(rèn)真,個(gè)別人遲到,說風(fēng)涼話;4) 班組長(zhǎng)應(yīng)更負(fù)責(zé),領(lǐng)還儀器,組織實(shí)習(xí);5) 立尺有問題。要求大家必須養(yǎng)成良好的愛護(hù)儀器的習(xí)慣。引入:通過前面的外業(yè)工作,是否就得出測(cè)量結(jié)果呢?沒有,外業(yè)數(shù)據(jù)還得通過內(nèi)業(yè)調(diào)整計(jì)算,處理校核,才能得出最后結(jié)果,這是本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。大家知道,水準(zhǔn)測(cè)量成果不但包括測(cè)量結(jié)果精確到了什么程度,否則不能稱為成果,測(cè)量中允許誤差存在,但成果計(jì)算中要用最科學(xué)、合理的辦法進(jìn)行閉合差的調(diào)整,測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算仍要遵循“邊工作邊校核”的原則。(二)、閉合水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算注意:每一步的校核舉例說明:已知:HA=44.856m,求:H1、H2、H31、成果計(jì)算表內(nèi)填寫觀測(cè)數(shù)據(jù)(計(jì)算表略)。2、計(jì)算高差閉合差,進(jìn)行精度評(píng)定fh=h=0.049(m)fh容=12=12=71(mm)=0.071(m)顯然fhfh容精度符合要求,可以平差。3、調(diào)整高差閉合差Vi=fh*nin 或 Vi=fh*LiL hi改=hi測(cè)+Vi檢核:Vi =fh hi改=04、計(jì)算待定點(diǎn)高程Hi=Hi-1hi改 檢核:HA推=HA已知(三)、符合水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算:與閉合水準(zhǔn)測(cè)量對(duì)比學(xué)習(xí),找出不同點(diǎn):1、fh=h-(HB-HA)2、hi改=HB-HA3、HB推=HB已知(四)、支線水準(zhǔn)路線成果計(jì)算:舉例說明:已知HA=86.785m,往返共測(cè)16站,求H1。計(jì)算過程如下:1、fh=H往-H返=1.375-1.396=0.021(m)fh容=12=12=48(mm)顯然fhfh容,精度符合,可以平差2、hA1改=hA1-h1A/2=1.375-1.396/2=1.386(m)3、H1=HAHA1改=85.399(m)注:在實(shí)際工作中可列表計(jì)算,但在表中應(yīng)寫出精度評(píng)定及主要公式,還有檢核在表中的應(yīng)用要學(xué)會(huì)。如列式中可按步驟計(jì)算,可分為幾步:每步均不可少。支線水準(zhǔn)路線比較簡(jiǎn)單,故計(jì)算也簡(jiǎn)單,應(yīng)予以本質(zhì)上的理解。第五節(jié) 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正一、水準(zhǔn)儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件:1、水準(zhǔn)儀的四條主軸線:望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC;水準(zhǔn)管軸LL;圓水準(zhǔn)器軸LL;儀器豎軸VV。2、應(yīng)滿足的幾何條件:1) CCLL2) LLVV3)十字絲橫絲VV其中,CCLL為主要條件,因?yàn)樗疁?zhǔn)測(cè)量關(guān)鍵在于提供一條水平視線,視線是否水平是根據(jù)水準(zhǔn)管的氣泡居中來判斷。3、這些條件在儀器出廠是檢驗(yàn)均滿足,但由于長(zhǎng)期使用和運(yùn)輸中的震動(dòng)等影響,各部分螺絲松動(dòng),各軸線發(fā)生變化。因此,必須對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)與校正。二、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正(一)圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正目的:LLVV檢驗(yàn):轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋,氣泡居中,將儀器轉(zhuǎn)動(dòng)180,氣泡是否居中(若不居中則不平行)。校正:轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡回到偏離距離的一半,然后用校正針?biāo)砷_圓水準(zhǔn)器的固定螺絲,撥動(dòng)三個(gè)校正螺絲,使氣泡居中,如此反復(fù)進(jìn)行,知道滿足LLVV,然后將固定螺絲擰緊。(二)十字絲的檢驗(yàn)與校正目的:十字絲橫絲VV檢驗(yàn):儀器整平后,用十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)處某點(diǎn),水平移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡,如果點(diǎn)在橫絲上相對(duì)移動(dòng),則表示滿足要求。校正:松開目鏡上的三個(gè)螺絲,轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板固定螺旋,直至滿足要求,再擰緊螺絲。思考:此條件不滿足,能否繼續(xù)使用?(三)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正目的:CCLL檢驗(yàn):1)將儀器置A、 B兩點(diǎn)中間(嚴(yán)格),采用兩次測(cè)量(即雙儀器高法)的方法取平均值得出A B兩點(diǎn)的正確高差hAB;2)將儀器移至B點(diǎn)附近約3m,讀取前視讀數(shù)b2, b2為正確讀數(shù),a2=b2hAB,如讀數(shù)的a2與a2不符,則表明誤差存在,且誤差為: i=(a2- a2應(yīng))AB對(duì)于DS3型水準(zhǔn)儀,當(dāng)i20時(shí),應(yīng)校正。校正:首先轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋,使讀數(shù)與計(jì)算出的相等,使水準(zhǔn)管氣泡居中,然后擰緊左(或右)邊的螺絲。第六節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量誤差來源及其影響誤差包括:儀器誤差、觀測(cè)誤差和外界條件的影響三個(gè)方面。在水準(zhǔn)測(cè)量中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生誤差的原因,采取相應(yīng)措施,盡量減弱或消除其影響。(一) 儀器誤差1、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行所帶來的誤差,要求在作業(yè)中前后視距離相等的方法來消除。2、水準(zhǔn)尺誤差:要檢定誤差來源,零點(diǎn)差可設(shè)偶數(shù)站來消除。(二) 觀測(cè)誤差1、水準(zhǔn)管氣泡居中誤差:每次讀數(shù)前,嚴(yán)格整平。2、讀數(shù)誤差:望遠(yuǎn)鏡放大率與最大視線長(zhǎng)規(guī)定應(yīng)遵循,以保證讀數(shù)精度,仔細(xì)調(diào)焦,消除誤差。3、水準(zhǔn)尺傾斜誤差:氣泡的使用用“搖尺法”來讀數(shù)。(三)外界條件的影響1、地球曲率與大氣折光的影響:要求前后視距離相等,同時(shí)選擇有利時(shí)間,控制視線等。2、溫度的影響:要防止陽光直接照氣泡。3、儀器和尺墊的影響:注意和采取一些方法,如“后前前后”的觀測(cè)程序,往返觀測(cè)方法,轉(zhuǎn)點(diǎn)的選擇等。思考:后視轉(zhuǎn)前視時(shí),如氣泡不居中,可否用腳螺旋重新整平?第七節(jié) 精密水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介一、精密水準(zhǔn)儀配合精密水準(zhǔn),主要用于國(guó)家二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量和精度特別高的工程測(cè)量中。我們只作一般了解。二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀與微傾式水準(zhǔn)儀的區(qū)別主要是由補(bǔ)償裝置代替水準(zhǔn)管與微傾螺旋,初平后,即可讀取正確讀數(shù)。由于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀大大加快了安置使用速度,提高了工效。在施工中尤其應(yīng)用廣泛。第三章 角度測(cè)量角度測(cè)量是測(cè)量的三項(xiàng)基本工作之一,它包括水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量。水平角用以測(cè)定地面點(diǎn)的平面位置;豎直角用以間接測(cè)定地面點(diǎn)的高程。常用DJ6 、DJ2型于建筑工程測(cè)量中。第一節(jié) 水平角測(cè)量原理可回憶水準(zhǔn)測(cè)量原理,以開拓思路,引導(dǎo)學(xué)生理解水平角是一點(diǎn)到兩目標(biāo)方向線垂直投影在水平面上的角(記為)。如圖,要測(cè),須在O點(diǎn)鉛垂線上水平放置一個(gè)順時(shí)針刻劃的圓形度盤(水平度盤),則:=b-a根據(jù)上述原理,用于測(cè)水平角的儀器,必須具備一個(gè)水平度盤(中心在測(cè)點(diǎn)的鉛垂線上)一個(gè)可以上下,左右轉(zhuǎn)動(dòng)的望遠(yuǎn)鏡,經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述原理制成的。按精度分:DJ2、DJ6、DJ15。第二節(jié) 經(jīng)緯儀的構(gòu)造一、構(gòu)造(對(duì)照實(shí)物儀器講解)(一)照準(zhǔn)部:主要包括望遠(yuǎn)鏡,讀數(shù)設(shè)備,豎直度盤,水準(zhǔn)管和豎軸等。與水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡類似望遠(yuǎn)鏡是用來照準(zhǔn)目標(biāo),與水平軸固連一體,組裝在支架上。設(shè)有水平制動(dòng)螺旋或扳手和微動(dòng)螺旋,望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋,照門、準(zhǔn)星、目鏡和物鏡調(diào)焦螺旋等。豎直度盤固定在水平軸一端,與水平軸豎直,且二者中心重合并隨望遠(yuǎn)鏡一起旋轉(zhuǎn),并設(shè)有豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管及其微動(dòng)螺旋。讀數(shù)設(shè)備較復(fù)雜,光線由反光鏡進(jìn)入儀器,最終把水平度盤和豎直度盤及測(cè)微器的分劃,反映在望遠(yuǎn)鏡的讀數(shù)顯微鏡內(nèi)。照準(zhǔn)部上裝有水準(zhǔn)管,借以整平儀器。照準(zhǔn)部的螺旋軸,即豎軸,插入軸座。(二)水平度盤0360順時(shí)針刻劃,復(fù)測(cè)扳手可控制照準(zhǔn)部與水平度盤的離合(板上分,板下合),水平度盤的位置見課本圖P33圖3-3。有的儀器裝置有度盤變換手輪來取代復(fù)測(cè)扳手,實(shí)現(xiàn)配度盤的目的,均可設(shè)有測(cè)微輪。(三)基座包括軸座,腳螺旋和連續(xù)板,與水準(zhǔn)儀相似,在連接螺旋下面有一掛鉤可懸掛垂球進(jìn)行對(duì)中。此項(xiàng)工作有的儀器裝有光學(xué)對(duì)點(diǎn)器代替垂球?qū)χ?。二、讀數(shù)方法對(duì)照課本P34圖3-6圖3-7,介紹DJ6儀器的最常見、最主要的兩種讀數(shù)方法。圖3-9、圖3-10可作為了解部分簡(jiǎn)要介紹。為什么經(jīng)緯儀使用比水準(zhǔn)儀復(fù)雜?第三節(jié) 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、調(diào)焦和照準(zhǔn)、讀數(shù)四項(xiàng)基本操作。(一)對(duì)中對(duì)中的目的是使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心在同一條鉛垂線上。具體做法:置三腳架,目估對(duì)中,然后掛垂球?qū)χ?,?duì)中可前后左右搖動(dòng)三腳架腿,儀器可在架頭上下范圍平移(3mm)。有光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的儀器,也可配合垂球?qū)χ?。(二)整平整平的目的使儀器豎軸豎直和水平度盤處于水平位置,整平方法與水準(zhǔn)儀相同,居中誤差不大于一格。對(duì)中、整平相互影響,應(yīng)本著粗略對(duì)中,整平,再精確對(duì)中,整平,反復(fù)進(jìn)行,對(duì)中后整平時(shí)可伸縮腳架腿,可不破壞對(duì)中。(三)調(diào)焦與照準(zhǔn)先調(diào)目鏡,再用照門和準(zhǔn)星粗瞄目標(biāo),物鏡調(diào)焦,消除視差,精確照準(zhǔn)。(四)讀數(shù)調(diào)節(jié)反光鏡及讀數(shù)顯微鏡目鏡,使影像清晰,亮度適中,然后讀數(shù)。第四節(jié) 水平角測(cè)量方法水平角測(cè)量方法,一般根據(jù)施測(cè)所使用的儀器、測(cè)角的精度要求和目標(biāo)的多少來定,現(xiàn)將常用的兩種方法介紹如下:注意:觀測(cè)步驟一、測(cè)回法這種測(cè)角方法只適于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單個(gè)角度,如原理圖,欲測(cè)量水平角AOB,可按下列步驟進(jìn)行:1、在角的頂點(diǎn)O上安置儀器,進(jìn)行對(duì)中、整平,在A、B兩點(diǎn)豎立標(biāo)桿或測(cè)釬或吊垂球,作為照準(zhǔn)標(biāo)志。2、盤左位置(正鏡)1)瞄準(zhǔn)左邊目標(biāo)A,讀取水平度盤讀數(shù)a左,記入手??;2)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)右邊目標(biāo)B,讀取水平度盤讀數(shù)b左,記入手薄。計(jì)算盤左位置的水平角:左=b左-a左以上稱為上半測(cè)回。3、盤右位置(倒鏡)1)倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,先照準(zhǔn)右邊目標(biāo)B,讀數(shù)b右,記入手??;2)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,照準(zhǔn)左邊目標(biāo)A,讀取水平度盤讀數(shù)a右,記入手薄,并計(jì)算盤右位置的水平角:右=b右-a右以上稱為下半測(cè)回。4、盤左和盤右兩個(gè)半測(cè)回合稱為一個(gè)測(cè)回,若=左-右40(J6),取其平均值作為一測(cè)回角值,即=1/2(左+右)為了提高測(cè)角精度,對(duì)角度需要觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回,各測(cè)回應(yīng)根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)n,按180/n改變起始方向水平度盤位置(配度盤),各測(cè)回值互差若不超過40(J6),取各測(cè)回平均值的最后結(jié)果。配度盤方法:1如有測(cè)微器,則先使之為00002若是方向經(jīng)緯儀(有度盤變換手輪),先瞄準(zhǔn)起始目標(biāo),在轉(zhuǎn)動(dòng)度盤變換手輪,使之為00000;若是復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀(有復(fù)測(cè)扳手)先將水平度盤配至0000,再瞄準(zhǔn)起始目標(biāo)。二、方向觀測(cè)法:(三個(gè)方向或以上)(一)全圓方向法(三個(gè)方向以上)安置儀器于O盤左,順時(shí)針依次讀數(shù)轉(zhuǎn)一周,再次瞄準(zhǔn)起始方向讀數(shù),半測(cè)回歸零差(J618,J28)盤右,逆時(shí)針依次照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù),半測(cè)回的歸零差(同上)如需n個(gè)測(cè)回可按180/n配度盤,進(jìn)行n個(gè)測(cè)回記錄。計(jì)算見課本P40表3-2,互差J213,J6無要求。(二)方向法(三個(gè)方向可用此法)與全圓法相比,不歸零,其余觀測(cè)步驟相同,記錄計(jì)算見P41表33。第七節(jié) 水平角測(cè)量的誤差及注意事項(xiàng)水平角測(cè)量誤差主要來源:儀器誤差,安置儀器的誤差,目標(biāo)偏心的誤差和外界條件的影響等。一、儀器誤差主要有儀器制造和加工不完善所引起的誤差,如度盤劃分不均勻,水平度盤偏心誤差等;儀器檢校不完善引起的誤差,如視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸,水平軸不垂直于豎軸,照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸不垂直于豎軸等。這些誤差可以利用適當(dāng)?shù)默F(xiàn)測(cè)方法來消除或減弱其影響。盤左、盤右兩個(gè)位置進(jìn)行觀測(cè)取平均值的方法可以消除等誤差影響;常用變換度盤位置觀測(cè)取平均值法可減弱誤差的影響;誤差用觀測(cè)方法消除,只有仔細(xì)檢校、整平,特別是在視線傾斜過大的地區(qū)。二、安置儀器誤差對(duì)中的誤差:與偏心距成正比,與測(cè)站點(diǎn)目標(biāo)的距離成反比,所以距離越短,更應(yīng)注意對(duì)中。整平誤差:一般要求不超過一格。注意一起的檢校,視線傾角越大,影響越小,所以更應(yīng)注意儀器的整平。目標(biāo)偏心誤差:水平角觀測(cè)時(shí),常用標(biāo)桿立于目標(biāo)點(diǎn)上做為標(biāo)志,當(dāng)標(biāo)桿傾斜或沒有在目標(biāo)點(diǎn)的中心時(shí),將產(chǎn)生目標(biāo)偏心差。三、觀測(cè)誤差 照準(zhǔn)誤差:與望遠(yuǎn)鏡放大率V(J6一般為5-30倍)人眼(最小分辨率角60)目標(biāo)亮度與視差的消除程度。讀數(shù)估讀誤差,一般不應(yīng)超過6(最小劃分的十分之一)。要注意反光鏡的調(diào)節(jié)與讀數(shù)顯微鏡的調(diào)焦及觀測(cè)者操作熟練程度。四、外界條件的影響如大風(fēng)影響儀器穩(wěn)定,輻射熱引起物象跳動(dòng),光線不足影響調(diào)焦,溫度影響儀器的正常,土松影響義儀器的穩(wěn)定等。實(shí)際工作中,注意選擇有利的觀測(cè)時(shí)間,避開不利的觀測(cè)條件。第五節(jié) 豎直角觀測(cè)回憶水平角測(cè)量原理,引入和理解豎直角測(cè)量原理一、豎直角測(cè)量原理1、豎直角定義:在同一個(gè)豎直面內(nèi)一點(diǎn)到圖表的方向線與水平線之間的夾角稱為豎直角(又稱傾角)用表示。豎直角有兩種:方向線在水平線上方,豎直角稱為仰角,用“+”表示;方向線在水平線下方,豎直角稱為俯角,用“-”表示(角度范圍090)2、測(cè)角原理:豎直角是用經(jīng)緯儀的豎盤來度量的。豎直角測(cè)量是利用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)的方向線與水平線分別在豎直度盤上的讀數(shù),計(jì)算出豎直角的。兩讀數(shù)之差即為豎直角的角值??捎脤?shí)物經(jīng)緯儀配合說明二、豎直度盤的構(gòu)造1、豎直度盤(在儀器的位置);2、豎盤指標(biāo);3、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管(其中,第二與第三固連一起,氣泡居中,指標(biāo)指向正確位置);4、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。構(gòu)造特點(diǎn):視線水平時(shí),指標(biāo)讀數(shù)為90的整倍數(shù)。配合掛圖推導(dǎo)公式三、豎直角計(jì)算公式1、原理:設(shè)盤左、盤右讀數(shù)分別為L(zhǎng)、R,則:盤左:L=L-90盤右:R=270-R=1(L+R)/2規(guī)律:左和右相“對(duì)應(yīng)”。2、儀器上推導(dǎo)(豎直角測(cè)量之前)盤左視線大致水平讀數(shù)(在90的某個(gè)整數(shù)倍附近)仰起望遠(yuǎn)鏡。兩種情況:讀數(shù)增加:L=瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)讀數(shù)-視線水平時(shí)讀數(shù),如L-90讀數(shù)減?。篖=視線水平時(shí)讀數(shù)-瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)讀數(shù),如90-L根據(jù)規(guī)律,相應(yīng)的有R=270-R R=R-270四、豎直角觀測(cè)(一)步驟:1、安置儀器于測(cè)站點(diǎn)O上,確定豎直角計(jì)算公式。2、盤左位置,轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)B(精確)3、轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋,使氣泡居中,讀取盤左讀數(shù)L,記入手薄。4、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡成盤右位置在照準(zhǔn)目標(biāo)同一位置,并使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中,讀取盤右讀數(shù)R,并記入手薄。5、根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算L,R及。為什么測(cè)水平角時(shí)也盤左、盤右的方法觀測(cè)(二)注意事項(xiàng)1、必須用盤左,盤右的方法觀測(cè);2、千萬不要忘記:每次讀數(shù)前都必須轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋,使水準(zhǔn)管氣泡居中,指標(biāo)處于正確位置才能讀數(shù)。(三)豎盤指標(biāo)差豎盤構(gòu)造要求,視線水平時(shí),讀數(shù)為90的整數(shù)倍。但實(shí)際上這個(gè)條件往往不能滿足,實(shí)際讀數(shù)與90的整數(shù)倍之差值稱為豎盤指標(biāo)差,用X表示。即:X=1/2(L+R)-360 (X25,DJ6)說明:盤左盤右法可消除X的影響。小結(jié):豎直角概念測(cè)角原理豎盤構(gòu)造豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)豎直角觀測(cè)豎盤指標(biāo)差(了解)作業(yè):思考:豎盤構(gòu)造要求,視線水平時(shí),讀數(shù)應(yīng)為90的整數(shù)倍,為什么?推導(dǎo)公式 P13.7(自測(cè)題)第六節(jié) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正一、經(jīng)緯儀各軸線必須滿足的幾何條件:水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸(LLVV)十字絲豎絲應(yīng)垂直于水平軸視準(zhǔn)軸垂直于水平軸(CCHH)水平軸應(yīng)垂直于豎軸(HHVV)X=O二、檢校水準(zhǔn)管軸的檢校:目的檢驗(yàn)校正效果(反復(fù)進(jìn)行)十字絲豎絲的檢校:目的檢驗(yàn)校正視準(zhǔn)軸的檢校目的檢驗(yàn)(兩種方法)校正水平軸的檢校目的檢驗(yàn)校正效果(反復(fù)進(jìn)行)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管的檢校目的檢驗(yàn)校正效果(反復(fù)進(jìn)行)第四章 距離丈量與直線定向測(cè)量工作主要是確定地面點(diǎn)的位置,水平距離是地面點(diǎn)位的必要元素。水平距離丈量的方法很多,如用鋼尺丈量、視距測(cè)量和光電測(cè)距等方法。另外,要確定地面點(diǎn)間的相對(duì)位置關(guān)系,還需要確定直線的方向,稱為直線定向。第一節(jié) 鋼尺量距德育教育:要愛護(hù)測(cè)量工具一、量距工具本節(jié)內(nèi)容比較簡(jiǎn)單。采取自學(xué)為主的方法,同時(shí)在黑板上列提綱,看完后提問。鋼尺:材料、尺長(zhǎng)、刻劃、種類(刻線尺和端點(diǎn)尺)及優(yōu)缺點(diǎn)皮尺:材料(麻線、金屬絲織成)尺長(zhǎng)、刻劃、優(yōu)缺點(diǎn)標(biāo)桿(花桿):式樣(直徑3厘米,全長(zhǎng)2m、2.5m或3m等幾種)桿上紅白相間20厘米色段,桿下鐵腳,用途(照準(zhǔn)標(biāo)志)測(cè)釬(又稱測(cè)針)式樣(鋼筋制成,上彎小圓圈,下成尖行,直徑36mm,長(zhǎng)30cm,6根或11根一組),用于標(biāo)定尺端端點(diǎn)的位置,也可以做照準(zhǔn)標(biāo)志(用途)垂球常用于斜坡上量水平距離。二、直線定線當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)間的距離超過尺長(zhǎng)全長(zhǎng)時(shí),量距前必須在通過直線兩端點(diǎn)的豎直面內(nèi),定出若干中間點(diǎn),并豎立標(biāo)桿或測(cè)釬標(biāo)明直線方向,以便分段丈量,這種工作稱為直線定線。按要求精度不同,可用目估定線或經(jīng)緯儀定線的方法。1、目估定線走近線較走遠(yuǎn)定線更準(zhǔn)確,在平坦地區(qū)常邊定線邊丈量?!斑^山頭定線”可做了解。2、經(jīng)緯儀定線用于準(zhǔn)確確定分段點(diǎn)。此二節(jié)均可先自學(xué),然后提問:為什么要進(jìn)行距離丈量,有哪些方法:鋼尺、皮尺刻劃形式。優(yōu)、缺點(diǎn)及適用情況;標(biāo)桿、測(cè)釬的作用;垂球的用途;什么叫直線定線?為何要直線定線?直線定線有哪幾種方法?如何進(jìn)行。三、一般量距方法鋼尺量距的一般方法,精度要求較低時(shí)使用。方法簡(jiǎn)便,常采用邊定線邊丈量的方法。簡(jiǎn)述如下:1、平坦地區(qū)的距離丈量至少兩人,標(biāo)定直線方向,邊定線邊丈量,前尺手持端喊“預(yù)備”;尺后手持尺零端,待尺“豎、平、穩(wěn)”后,喊“好”,前尺手插測(cè)釬,尺后手拔測(cè)釬,n個(gè)測(cè)段后,測(cè)零尺段。D往=nl+lD返=nl+l(同法返測(cè))精度評(píng)定:若KK容,精度合格。D=1/2(D往+D返)作為最后結(jié)果。一般方法中,K容一般為1/3000,量距困難地區(qū)為1/1000,量距精度取決于工程的要求和地面起伏情況。2、傾斜地面的距離丈量平量法:兩次均由高向低丈量,為方便分小段量,用垂球。斜量法:坡度均勻或坡度較大時(shí)用或四、鋼尺的檢定1、尺長(zhǎng)方程式:各量所代表的物理意義鋼尺由于材料和刻劃誤差的影響,或由于變形,其實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于名義長(zhǎng)度(即刻劃長(zhǎng)度),這就需要加尺長(zhǎng)改正數(shù)。剛尺由于拉力和溫度的影響,也會(huì)使長(zhǎng)度改變,所以丈量時(shí)需施加標(biāo)準(zhǔn)拉力避免錯(cuò)誤。于是:鋼尺出廠和檢定時(shí),都要注明標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)拉力和尺長(zhǎng)改正或尺的實(shí)際長(zhǎng)度。二、鋼尺的檢定方法(與標(biāo)準(zhǔn)比長(zhǎng).了解)和一般方法加以比較五、鋼尺量距的精密方法分析誤差 采取措施 提高精度一般方法精密方法精度(K)1/3000(1/2000 1/5000)1/10000 以上鋼尺本身忽略了鋼尺的微小誤差(尺長(zhǎng)誤差、溫度影響、拉力影響等)必須考慮鋼尺誤差、加尺改正、加溫度改正、施加標(biāo)準(zhǔn)拉力方法上邊定線邊丈量、目估定線、鋼尺目估水平、一次丈量先定線后丈量、經(jīng)緯儀定線、加傾斜改正、每次丈量的平均值其他方面要求一般要求嚴(yán)格精密量距的具體施測(cè)方法:一、準(zhǔn)備工作:1、清理場(chǎng)地2、直線定線3、測(cè)樁頂間高差二、丈量方法:至少4人,一般5人,后尺手持彈簧稱喊“預(yù)備”,前尺手喊“好”。量3次,互差不大于2mm,讀數(shù)估讀至0.5mm,溫度讀至0.5 。三、成果計(jì)算:1、尺長(zhǎng)改正:注意:傾斜改正恒為負(fù)值2、溫度改正:3、傾斜改正:4、尺段改正:5、全長(zhǎng)計(jì)算:六、鋼尺量距的注意事項(xiàng)1. 應(yīng)用經(jīng)過檢定的鋼尺量距;2. 前、后尺動(dòng)作要配合好,定線要直、平、豎、穩(wěn);3. 測(cè)釬要豎直插下,前、后測(cè)釬部位一致;4. 讀數(shù)要細(xì)心,記錄應(yīng)清楚; 5. 鋼尺易折斷,防止打環(huán)、扭曲、拖拉、并嚴(yán)禁車輾、人踏,以免損壞。易銹、用完需擦凈、涂油。第二節(jié) 視距測(cè)量回憶經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀內(nèi)的望遠(yuǎn)鏡中的視距絲裝置視距測(cè)量是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)視距離裝置,根據(jù)幾何光學(xué)原理同時(shí)測(cè)定水平距離和高差的一種方法。此法具體操作簡(jiǎn)單、迅速,不受地形限制等優(yōu)點(diǎn)。雖精度較低(1/300左右),但能滿足測(cè)定一般碎部的精度要求,因此被廣泛地應(yīng)用于碎部測(cè)量中。一、視距測(cè)量原理經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、平板儀等儀器的望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部都設(shè)有視距絲裝置。(即上絲和下絲)視線水平時(shí)D=KLh =i-vHB=HA+i-v學(xué)校所用儀器的K=100且L=M-N (K一般取100)視線斜傾時(shí),如圖:1、D=k L cos22、h =1/2kLsin2+i-vHB=HA+h二、視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算觀測(cè):安置儀器于A點(diǎn),量?jī)x器高I,在B點(diǎn)豎視距尺。盤左(右)。轉(zhuǎn)動(dòng)瞄準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)B點(diǎn)視距尺,分別讀取上、下、中絲三次讀數(shù)M、N、V,則L=M-N。在實(shí)際操作中,常直接讀數(shù)L。轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋(豎盤),使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中,讀豎盤讀數(shù),算出豎角。根據(jù)L、i、v計(jì)算D、H。計(jì)算用計(jì)數(shù)器或查表。三、視距測(cè)量誤差及注意事第五節(jié) 電磁波測(cè)距鋼尺量距是一項(xiàng)十分繁重的工作,勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作效率低,尤其在山區(qū)或沼澤地區(qū),鋼尺量距較為困難。 紅外光電測(cè)距儀具有精度高,靈活機(jī)動(dòng),作業(yè)迅速及受地形影響小的特點(diǎn)。近年來,光電距測(cè)儀、電子經(jīng)緯儀和計(jì)算機(jī)結(jié)合,組成電子速測(cè)儀。它在一個(gè)測(cè)站上能一并測(cè)設(shè)水平距離、水平角和豎直角,從而求設(shè)待定點(diǎn)的高差和坐標(biāo)增量,并由電子數(shù)據(jù)記錄,這樣自動(dòng)完成一個(gè)測(cè)站的全部測(cè)量工作,使測(cè)量工作大大簡(jiǎn)化。所以在小面積控制測(cè)量、地形測(cè)量及工程測(cè)量中的到廣泛應(yīng)用。第三節(jié) 直線定向確定地面兩點(diǎn)間平面位置的相對(duì)關(guān)系,僅僅量測(cè)兩點(diǎn)的水平距離是不夠的,還需要知道這兩點(diǎn)連線的方向,確定一條直線與標(biāo)準(zhǔn)方向的關(guān)系,成為直線定向。南北方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)方向一、標(biāo)準(zhǔn)方向的種類:1、真子午線方向:指向地球南北極,天文方法測(cè)。2、磁子午線方向:磁針靜止時(shí)的方向。3、坐標(biāo)縱線方向:過測(cè)區(qū)內(nèi)的一點(diǎn),與坐標(biāo)縱軸平行的方向線。二、直線方向的表示法:1、方位角:由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起,順時(shí)針方向測(cè)量到某直線的夾角,稱為該直線的方位角,角值由0360。由等于標(biāo)準(zhǔn)方向不同,有三種:1)真方位角:A表示2)磁方位角:AM表示3)坐標(biāo)方位角:表示如:直線AB的坐標(biāo)方位角為AB,反坐標(biāo)方位角為BA。AB=BA180。2、象限角由坐標(biāo)縱線的北端或南端起,順時(shí)針或逆時(shí)針至直線所夾的銳角。并注出象限名稱,稱為該直線的象限角。用R表示,角值090。3、方位角與象限角的換算直線方向 R R北東象限 R R南東象限 R=180- =R南西象限 R=-180 =180+R北西象限 R=360- =360-R三、羅盤儀及其使用在小區(qū)里建立獨(dú)立的平面控制網(wǎng)時(shí),可用羅盤儀測(cè)定直線的磁方位角,作為該控制網(wǎng)起始邊的坐標(biāo)方位角,將過起始點(diǎn)的磁子午線當(dāng)作坐標(biāo)縱軸。以下介紹羅盤儀的構(gòu)造及使用方法。1、羅盤儀的構(gòu)造:望遠(yuǎn)鏡 同經(jīng)緯儀類同,更簡(jiǎn)易些;刻度盤 有二種注記形式;一種是按逆時(shí)針方向從0360注記,稱為方位羅盤,一種是南、北兩端為0,向東西兩方位注記到90,并注有北(N)、東(E)、西(W)、南(S)稱為象限羅盤。磁針 羅盤盒內(nèi)還裝有水準(zhǔn)器,用來整平羅盤儀。2、羅盤儀的使用安置羅盤儀(對(duì)中、整平)放下磁針照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)使用時(shí)注意,避免鐵器接近儀器;用畢固定磁針,以防頂針磨損和磁針脫落。第四節(jié) 坐標(biāo)正、反算為測(cè)定服務(wù)一、坐標(biāo)正算已知A(XA,YA),AB,DAB,則XAB=DABCosABYAB=DABSinABXB=XA+DCosABYB=YA+DSinAB 的正負(fù)號(hào)可由AB所在的象限判斷。為測(cè)設(shè)服務(wù)二、坐標(biāo)反算已知A(xA,yA),B(xB,yB)則:DAB= 這里要用到公式,可由X、Y的正負(fù)號(hào)確定AB所在的象限,將RAB換算成AB第六章 測(cè)量誤差的基本知識(shí)第一節(jié) 測(cè)量誤差及其分類注意:測(cè)量誤差與粗差的區(qū)別一、測(cè)量誤差的概念在一定的外界條件下進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)值總會(huì)含有一定誤差。任何一個(gè)觀測(cè)量,在客觀上總存在著一個(gè)能代表其真正大小的數(shù)值,這個(gè)數(shù)值稱為真值,一般用表示。對(duì)未知量進(jìn)行測(cè)量的過程,稱為觀測(cè),測(cè)量所獲得的數(shù)值稱為觀測(cè)值,用表示。進(jìn)行觀測(cè)時(shí),觀測(cè)值與真值之間的差值,稱為測(cè)量誤差或觀測(cè)誤差,用表示。 (6-1)二、測(cè)量誤差的來源引起測(cè)量誤差的原因很多,概括起來主要有以下三個(gè)方面:(一)測(cè)量?jī)x器工具誤差(二)觀測(cè)者的影響(三)外界條件的影響注意:系統(tǒng)誤差和偶然誤差的區(qū)別三、測(cè)量誤差的分類根據(jù)測(cè)量誤差的來源和對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響性質(zhì)不同,測(cè)量誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類。第二節(jié) 偶然誤差的特性偶然誤差具有如下特性:(1)有限性:在一定觀測(cè)條件下,偶然誤差的絕對(duì)值不超過一定的限度。(2)聚中性:絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多。(3)對(duì)稱性:絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大致相等。(4)抵消性:當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無限增多時(shí),偶然誤差的算術(shù)平均值趨近于零。即: 式中: 。第三節(jié) 衡量精度的指標(biāo)一、中誤差 二、相對(duì)誤差 三、極限誤差 第四節(jié) 算術(shù)平均值及其觀測(cè)值的中誤差一、算術(shù)平均值 二、觀測(cè)值的中誤差第五節(jié) 誤差傳播定律一、觀測(cè)值線性函數(shù)的中誤差二、觀測(cè)值非線性函數(shù)的中誤差即:第六章 小區(qū)域控制測(cè)量第一節(jié) 控制測(cè)量概述回憶測(cè)量工作的原則測(cè)量工作原則:先控制后碎部(包括測(cè)圖和施工放樣)??刂茰y(cè)
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