工程測(cè)量(教材)

1、第一章緒論內(nèi)容：掌握工程測(cè)量的基本概念、任務(wù)與作用；理解水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、地理坐標(biāo)系（大 地、天文）、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系、絕對(duì)高程、相對(duì)高程和高差的概 念；了解用水平面代替水準(zhǔn)面的限度、測(cè)量工作的組織原則和程序及本課程的學(xué)習(xí)方法。重點(diǎn)：測(cè)量上平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上笛卡爾平面直角坐標(biāo)系的異同；測(cè)量工作的組織原則和程序。難點(diǎn)：大地水準(zhǔn)面、高斯平面直角坐標(biāo)系的概念；地面上點(diǎn)位的確定方法。§1.1測(cè)量學(xué)的發(fā)展、學(xué)習(xí)意義及要求一、測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況1、我國(guó)古代測(cè)量學(xué)的成就我國(guó)是世界文明古國(guó) ，由于生活和生產(chǎn)的需要，測(cè)量工作開(kāi)始得很早，在測(cè)量方面也取得了輝煌的成就?，F(xiàn)舉出以下

2、幾例。（1）長(zhǎng)沙馬王堆三號(hào)墓出土的西漢時(shí)期長(zhǎng)沙國(guó)地圖一一世界上發(fā)現(xiàn)的最早的軍用地圖。注：世界上現(xiàn)存最古老的地圖是在古巴比倫北部的加蘇古巴城（今伊拉克境內(nèi)） 發(fā)掘的刻在陶片上的地圖。圖上繪有古巴比倫城、底格里斯河和幼發(fā)拉底河。 大約是公元前 2500 年刻制的，距今大約四千余年了。（2）北宋時(shí)沈括的夢(mèng)溪筆談中記載了磁偏角的發(fā)現(xiàn)。（3） 清朝康熙年間，1718年完成了世界上最早的地形圖之一皇與全圖。在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下，自康熙十七年至乾隆二十五年，即1708年至1760年的五十余年間，是中國(guó)大地測(cè)量工作取得輝煌成就，繪制全國(guó)地圖、省區(qū)地圖和各項(xiàng)專(zhuān)門(mén)地圖最多的興盛時(shí)期，亦是世界測(cè)繪史

3、上首創(chuàng)中外人士合作先例，在一千余萬(wàn)平方公里的中國(guó)大陸上完成了大規(guī)模三角測(cè)量的宏偉業(yè)績(jī)。2、目前測(cè)量學(xué)發(fā)展?fàn)顩r及展望(1)全站儀的測(cè)量室內(nèi)外一體化。(2)全球定位系統(tǒng)GPS ( Global positioning system）的發(fā)展。(3)遙感RS （Remote sense )的發(fā)展。(4)地理信息系統(tǒng)GIS ( Geographic information system )的發(fā)展。(5)3S技術(shù)的結(jié)合,和數(shù)字地球（digital earth ）的概念。3、本課程的意義及要求學(xué)習(xí)本課程的意義：（1）土木工程（包括公路、建筑、市政）的設(shè)計(jì)、施工、竣工、擴(kuò)建維修及變形監(jiān)測(cè) 均要進(jìn)行測(cè)量工作。（

4、2）從高職專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，更要學(xué)好測(cè)量。高職教育是培養(yǎng)高等級(jí)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用性人才，高 職專(zhuān)業(yè)更加注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)，而測(cè)量課程是培養(yǎng)動(dòng)手能力的重要途徑之一。掌握好本課程的要求：認(rèn)真聽(tīng)課，做好筆記；獨(dú)立完成作業(yè)；實(shí)驗(yàn)課認(rèn)真對(duì)待。4、測(cè)量學(xué)科的分類(lèi)測(cè)量學(xué)的定義：測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及確定地面（包含空中、地下和海底）點(diǎn)位的科學(xué)。 根據(jù)它的任務(wù)與作用，包括兩個(gè)部分：測(cè)定（測(cè)繪）一一由地面到圖形。指使用測(cè)量?jī)x器，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，得一系列測(cè)量數(shù) 據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖。測(cè)設(shè)（放樣）一一由圖形到地面。指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地 面上標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。測(cè)量學(xué)科的分類(lèi)：測(cè)

5、量學(xué)科按照研究范圍和對(duì)象的不同，產(chǎn)生了許多分支科學(xué)。一般分為：普通測(cè)量學(xué)、 大地測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)和制圖學(xué)。工程測(cè)量是指工程建設(shè)和資源開(kāi)發(fā)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、竣工、變形觀測(cè)和運(yùn)營(yíng)管理各階段中進(jìn)行的各種測(cè)量工作的總稱(chēng)。§1.2地面點(diǎn)位的確定地面點(diǎn)位的確定，一般需要三個(gè)量。在測(cè)量工作中，我們一般用某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影 位置（x,y ）和該點(diǎn)離基準(zhǔn)面的高度（H ）來(lái)確定。一、測(cè)量基準(zhǔn)面1、測(cè)量工作基準(zhǔn)面一一水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面。測(cè)量工作是在地球表面進(jìn)行的， 而海洋占整個(gè)地球表面的 71%，故最能代表地球表面 的是海水面，人們將海水面所包圍的地球形體看作地球的形狀。測(cè)量工作基準(zhǔn)面自然

6、選擇海水面。水準(zhǔn)面 一一 靜止海水面所形成的封閉的曲面。大地水準(zhǔn)面一一其中通過(guò)平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面的特性 一一處處與鉛垂線(xiàn)正交、封閉的重力等位曲面。 鉛垂線(xiàn)測(cè)量工作的基準(zhǔn)線(xiàn)。水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面圖2、測(cè)量計(jì)算基準(zhǔn)面一一旋轉(zhuǎn)橢球由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，引起鉛垂線(xiàn)的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，致使大地水準(zhǔn)面成為一個(gè)復(fù)雜的曲面， 無(wú)法在這個(gè)曲面上進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。為了計(jì)算方便，通常用一個(gè)非常接近于大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)式來(lái)表示的幾何體來(lái)代替地球的形狀，這就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)橢球”勺概念。旋轉(zhuǎn)橢球：由一橢圓（長(zhǎng)半軸a，短半軸b ）繞其短半軸 b旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。二、地面點(diǎn)的坐標(biāo)坐標(biāo)分為地理坐標(biāo)、高斯平

7、面直角坐標(biāo)和平面直角坐標(biāo)。1、地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）一一用經(jīng)度和緯度來(lái)表示。適用于：在地球橢球面上確定點(diǎn)位。2、平面直角坐標(biāo) 一一用坐標(biāo)（x , y ）來(lái)表示。適用于：測(cè)區(qū)范圍較小，可將測(cè)區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。 其與數(shù)學(xué)中平面直角坐標(biāo)系相比，不同點(diǎn)：（1）測(cè)量上取南北方向?yàn)榭v軸（ X軸），東西方向?yàn)闄M軸（ Y軸）（2）角度方向順時(shí)針度量，象限順時(shí)針編號(hào)。相同點(diǎn)：數(shù)學(xué)中的三角公式在測(cè)量計(jì)算中可直接應(yīng)用。數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)測(cè)量上的平面直角坐標(biāo)3、高斯平面直角坐標(biāo)適用于：測(cè)區(qū)范圍較大，不能將測(cè)區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大，若將曲面當(dāng)作平面來(lái)看待，則把地球橢球面上的圖形展繪到平面上來(lái)， 必

8、然產(chǎn)生變形，為減小變形，必須采用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)解決。測(cè)量上常采用的方法是高斯投影方法。高斯投影方法是將地球劃分成若干帶，然后將每帶投影到平面上。（1）6帶的劃分1）為限制高斯投影離中央子午線(xiàn)愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大的缺點(diǎn)，從經(jīng)度0開(kāi)始， 將整個(gè)地球分成60個(gè)帶，6為一帶。2）公式：中央子午線(xiàn)經(jīng)度；N 投影帶的帶號(hào)。（2）3帶的劃分從東經(jīng) 開(kāi)始， 將整個(gè)地球分成 120個(gè)帶，3為一 帶。有：中央子午線(xiàn)經(jīng)度；N 投影帶的帶號(hào)。4、我國(guó)高斯平面直角坐標(biāo)的表示。方法：（1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500000米；（2）再在新的橫坐標(biāo) Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號(hào)。例題:國(guó)家高斯平面點(diǎn) P （ 3032586.48，

9、20648680.54 ），請(qǐng)指出其所在的帶號(hào)及自然坐標(biāo)為多少？點(diǎn)P至赤道的距離：X= 3032586.48m（2）其投影帶的帶號(hào)為20、 P點(diǎn)離20帶的縱軸 X軸的實(shí)際距離：Y=648680.54-500000= 148680.54m三、地面點(diǎn)的高程1、絕對(duì)高程 H（海拔）一一地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。2、相對(duì)高程 H'地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。3、高差 h AB =H B -H A =H' B -H' A五、我國(guó)的高程系統(tǒng)主要有：（1）1985國(guó)家高程系統(tǒng)（2）1956黃海高程系統(tǒng)（3）地方高程系統(tǒng)。如：珠江高程系統(tǒng)。其中，我國(guó)的水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島市觀象山，在

10、1985年國(guó)家高程系統(tǒng)中，其高程為72.260米；在1956年黃海高程系統(tǒng)中的高程為72.289米。§1.3測(cè)量工作概述一、測(cè)量的基本工作由于地面點(diǎn)間的相互位置關(guān)系，是以水平角（方向）、距離和高差來(lái)確定的，故測(cè)角、量距、測(cè)高程是測(cè)量基本工作，觀測(cè)、計(jì)算和繪圖是測(cè)量工作的基本技能。二、測(cè)量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度用水平面來(lái)代替水準(zhǔn)面，可以使測(cè)量和繪圖工作大為減化，下面來(lái)討論由此引起的影響。1、 對(duì)水平角、距離的影響在面積約320平方km內(nèi)，可忽略不計(jì)。2、對(duì)高程的影響一一即使距離很短也要顧及地球曲率的影響。三、測(cè)量工作的基本原則1、布局上 由整體到局部”，精度上 由高級(jí)到低級(jí)”，

11、工作次序上 先控制后細(xì)部”。2、又一原則。即：前一步工作未作檢核，不進(jìn)行下一步工作”。第二章水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)容：理解水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理；掌握DS3型微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)、水準(zhǔn)尺和尺墊；掌握水準(zhǔn)儀的使用及檢校方法；掌握水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施（觀測(cè)、記錄和檢核）及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理（高差閉合差的調(diào)整）方法；了解水準(zhǔn)測(cè)量的注意事項(xiàng)、精密水準(zhǔn)儀和 電子水準(zhǔn)儀的構(gòu)造及操作方法。重點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量原理；水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。難點(diǎn)：水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正。§.1 高程測(cè)量（Height Measurement ）的概念測(cè)量地面上各點(diǎn)高程的工作，稱(chēng)為高程測(cè)量。高程測(cè)量根據(jù)所使用的儀器和施測(cè)方法

12、的不同，分為：（1）水準(zhǔn)測(cè)量（leveli ng）（2）三角高程測(cè)量 （trigo no metric leveli ng）（3）氣壓高程測(cè)量 （air pressure leveli ng）（4）GPS 測(cè)量（GPS leveling）§.2水準(zhǔn)測(cè)量原理一、基本原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線(xiàn)”，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間高差， 從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。a后視讀數(shù) A后視點(diǎn)b前視讀數(shù) B前視點(diǎn)1、A、 B兩點(diǎn)間高差：2、 測(cè)得兩點(diǎn)間高差后，若已知 A點(diǎn)高程，則可得B點(diǎn)的高程：。3、視線(xiàn)高程：4、轉(zhuǎn)點(diǎn)TP（turning point）的概念：當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，或兩點(diǎn)的高差

13、太大，放 置一次儀器不能測(cè)定其高差時(shí)，就需增設(shè)若干個(gè)臨時(shí)傳遞高程的立尺點(diǎn)，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)。二、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量如圖所示，在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)量中，A、 B兩點(diǎn)間高差較大或相距較遠(yuǎn)，安置一次水準(zhǔn)儀不能測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差。此時(shí)有必要沿A、 B的水準(zhǔn)路線(xiàn)增設(shè)若干個(gè)必要的臨時(shí)立尺點(diǎn)，即轉(zhuǎn)點(diǎn)（用作傳遞高程）。根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺中間安置水準(zhǔn) 儀來(lái)測(cè)定相鄰各點(diǎn)間高差，求和得到A、 B兩點(diǎn)間的高差值，有：h 1 = a 1 b 1h 2 = a 2 b 2則：h AB = h 1 + h 2 + + h n = 工 h = X2a b結(jié)論：A、 B兩點(diǎn)間的高差 等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。§

14、2.3水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺一、水準(zhǔn)儀 (level)如圖所示，由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。DS3微傾式水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀1、 望遠(yuǎn)鏡(telescope)由物鏡、目鏡和十字絲(上、中、下絲)三部分組成。2、水準(zhǔn)器(bubble)有兩種：圓水準(zhǔn)器(circular bubble)精度低，用于粗略整平；水準(zhǔn)管 (bubble tube)精度高，用于精平。特性：氣泡始終位于高處，氣泡在哪處，說(shuō)明哪處高。3、基座(tribrach)二、水準(zhǔn)尺(leveli ng staff)水準(zhǔn)尺主要有：?jiǎn)蚊娉?、雙面尺和塔尺。1、尺面分劃為 1cm ，每10cm處(E字形刻劃的尖端)注有阿拉伯?dāng)?shù)字。2、雙面尺的紅面

15、尺底刻劃：一把為 4687mm，另一把為 4787mm。三、尺墊(staff plate)放置在轉(zhuǎn)點(diǎn)上，為防止觀測(cè)過(guò)程中水準(zhǔn)尺下沉。四、水準(zhǔn)儀的使用操作程序：粗平 一一瞄準(zhǔn)一一精平一一讀數(shù)(一) 粗平一一調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。1、 方法：對(duì)向轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋1、 2 使氣泡移至1、 2方向的中間一一轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺 旋3，使氣泡居中。2、規(guī)律：氣泡移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。(二) 瞄準(zhǔn)1、方法：先用準(zhǔn)星器粗瞄，再用微動(dòng)螺旋精瞄。2、視差概念：眼睛在目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，十字絲與目標(biāo)像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細(xì)反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對(duì)光螺旋。(三) 精平1

16、、 方法：如圖所示微傾式水準(zhǔn)儀(tilt level)，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡成像拋物 線(xiàn)符合。2、 說(shuō)明：若使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀(pensator level)，儀器無(wú)微傾螺旋，故不需進(jìn)行精 平工作。(四) 讀數(shù)一一精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。1、方法：從小數(shù)向大數(shù)讀，讀四位。米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)， 毫米估讀。2、規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故對(duì)于望遠(yuǎn)鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠(yuǎn)鏡成正像的儀器，即從下往上讀。如圖所示，從小向大讀四位數(shù)為0.725米。§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施與成果整理一、水準(zhǔn)點(diǎn)（Be nch Mark）通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量方法獲

17、得其高程的高程控制點(diǎn)，稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)，一般用BM表示，有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。（見(jiàn)圖）二、 水準(zhǔn)路線(xiàn)（leveli ng line）水準(zhǔn)路線(xiàn)依據(jù)工程的性質(zhì)和測(cè)區(qū)情況，可布設(shè)成以下幾種形式：1、閉合水準(zhǔn)路線(xiàn) （closed leveli ng line）。由已知點(diǎn) BM1已知點(diǎn) BM12、 附合水準(zhǔn)路線(xiàn)（ann exed leveli ng line）。由已知點(diǎn) BM1已知點(diǎn) BM23、 支水準(zhǔn)路線(xiàn) （spur leveling line）。 由已知點(diǎn) BM1某一待定水準(zhǔn)點(diǎn) A 。4、水準(zhǔn)網(wǎng)：若干條單一水準(zhǔn)路線(xiàn)相互連接構(gòu)成的圖形。三、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（外業(yè)）1、觀測(cè)要求如圖，有：（1）水準(zhǔn)儀安置在離前、

18、后視距離大致相等之處。（2） 為及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用兩次儀器高法”或 雙面尺法”。兩次儀器高法：高差之差h-h'< 5mm ;雙面尺法，紅黑面讀數(shù)差 <±3mmh黑-h 紅 <±5mm 。2、水準(zhǔn)測(cè)量記錄表注意：（1）起始點(diǎn)只有后視讀數(shù)，結(jié)束點(diǎn)只有前視讀數(shù)，中間點(diǎn)既有后視讀數(shù)又有前視讀數(shù)。（2），只表明計(jì)算無(wú)誤，不表明觀測(cè)和記錄無(wú)誤。四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果處理（內(nèi)業(yè)）（一）計(jì)算閉合差：1、閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)：2、附合水準(zhǔn)路線(xiàn)：（二）分配高差閉合差1、高差閉合差限差（容許誤差）對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量，有：式中，高差閉合差限差，單位： mmL 水準(zhǔn)路線(xiàn)長(zhǎng)度，

19、單位：km ； n測(cè)站數(shù)2、分配原則：按與距離L或測(cè)站數(shù)n成正比，將高差閉合差反號(hào)分配到各段高差上。（三）計(jì)算各待定點(diǎn)高程用改正后的高差和已知點(diǎn)的高程，來(lái)計(jì)算各待定點(diǎn)的高程。五、水準(zhǔn)測(cè)量的成果實(shí)例【例】如圖為按圖根水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)某附合水準(zhǔn)路線(xiàn)觀測(cè)成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)， 圖中箭頭表示水準(zhǔn)測(cè)量前進(jìn)方向，路線(xiàn)上方的數(shù)字為測(cè)得的兩點(diǎn)間的高差（以m為單位），路線(xiàn)下方數(shù)字為該段路線(xiàn)的長(zhǎng)度（以km為單位），試計(jì)算待定點(diǎn)1、2、3點(diǎn)的高程。解算如下：第一步計(jì)算高差閉合差：第二步計(jì)算限差： 因?yàn)?，可進(jìn)行閉合差分配。第三步計(jì)算每 km改正數(shù)：第四步計(jì)算各段高差改正數(shù)：。四舍五入后，使。

20、故有： V 1 =- 8mm ， V 2 =- 11mm ， V 3 =- 8mm ， V 4 =- 10mm。第五步計(jì)算各段改正后高差后，計(jì)算1、 2、 3各點(diǎn)的高程。改正后高差=改正前高差+改正數(shù)V iH 1 =H BM-A +(h 1 +V 1 )=45.286+2.323=47.609(m)H 2 =H 1 +(h 2 +V 2 )=47.509+2.802=50.411(m)H 3 =H 2 +(h 3 +V 3 )=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B =H 3 +(h 4 +V 4 )=48.059+1.420=49.579(m)可用EXCEL軟件計(jì)算如下圖：&

21、#167;2.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正一、水準(zhǔn)儀軸線(xiàn)的幾何關(guān)系水準(zhǔn)儀軸線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足的幾何條件是：1、水準(zhǔn)管軸 LL/視準(zhǔn)軸CC2、圓水準(zhǔn)軸 L ' L ' /豎軸VV3、橫絲要水平(即： 丄豎軸 VV )如下圖所示：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1、 檢驗(yàn)：氣泡居中后，再將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180 °看氣泡是否居中。2、 校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)一半，再用撥針撥動(dòng)三個(gè) 校正螺旋”，使氣泡居 中。(二) 十字絲橫絲的檢驗(yàn)與校正1、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)。2、 校正：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動(dòng)左右2

22、個(gè) 校正螺絲”。(三) 水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸(i角)的檢驗(yàn)與校正1、檢驗(yàn):(1) 平坦地上選 A、 B兩點(diǎn)，約 50m。(2) 在中點(diǎn) C架儀，讀取 a 1、 b 1，得h 1 =a 1 -b 1(3) 在距 B點(diǎn)約 2 3m 處架儀，讀取 a 2、 b 2 ,得 h 2 =a 2 -b 2(4) 若h 2豐h 1則水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，有i角。因?yàn)閔1為正確高差b2的誤差可忽略不計(jì)，故有：對(duì)于S3水準(zhǔn)儀，若i角大于 時(shí)，需校正。2、校正方法有二種：（1）校正水準(zhǔn)管旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對(duì)準(zhǔn)（a 2 ' =h 1 +b 2 ），撥動(dòng)水準(zhǔn)管 校正螺絲”，使水準(zhǔn)管氣泡居中。（2）校正

23、十字絲 一一可用于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀保持水準(zhǔn)管氣泡居中，撥動(dòng)十字絲上下兩個(gè)校正螺絲”，使橫絲對(duì)準(zhǔn) a 2 '。§2.6自動(dòng)安平、精密、電子水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介一、 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（pe nsator level）1、原理一一與普通水準(zhǔn)儀相比，在望遠(yuǎn)鏡的光路上加了一個(gè)補(bǔ)償器。2、 使用粗平后，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)觀察警告指示窗若全部呈綠色，方可讀數(shù)；最好狀態(tài)是 指示窗的三角形尖頂與橫指標(biāo)線(xiàn)平齊。3、檢校一一與精通水準(zhǔn)儀相比，要增加一項(xiàng)補(bǔ)償器的檢驗(yàn)，即：轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，看警告 指示窗是否出現(xiàn)紅色；以此來(lái)檢查補(bǔ)償器是否失靈。二、 精密水準(zhǔn)儀（precise level ）（每公里往返平均高差中誤差1mm ）1、

24、精密水準(zhǔn)儀一一提供精確的水平視線(xiàn)和精確讀數(shù)。精密水準(zhǔn)儀2、 精密水準(zhǔn)尺刻度精確（銦鋼帶水準(zhǔn)尺 invar leveling staff）。3、讀數(shù)方法（1）精平后，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋，使十字絲的楔形絲精確夾準(zhǔn)某一整分劃線(xiàn)。（2） 讀數(shù)時(shí)，將整分劃值和測(cè)微器中的讀數(shù)合起來(lái)。如：14865.0mm。三、 數(shù)字水準(zhǔn)儀 （digital level） 及條紋碼水準(zhǔn)尺 （codi ng level staff）1、具有自動(dòng)安平、顯示讀數(shù)和視距功能。2、能與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊，避免了人為觀測(cè)誤差。§2.7水準(zhǔn)測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)來(lái)源有：儀器誤差、操作誤差、外界條件影響。一、儀器誤差主要有：視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)

25、管軸（i角）的誤差、水準(zhǔn)尺誤差二、操作誤差主要有：水準(zhǔn)氣泡未嚴(yán)格居中、視差、估讀誤差、水準(zhǔn)尺未豎直。三、外界條件影響的誤差主要有：儀器下沉、尺墊下沉、地球曲率、大氣折光、氣溫和風(fēng)力。四、水準(zhǔn)測(cè)量的注意事項(xiàng)：（一）觀測(cè)：1、觀測(cè)前應(yīng)認(rèn)真按要求檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺；2、儀器應(yīng)安置在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)三角架；3、前后視距應(yīng)盡可能相等；4、每次讀數(shù)前要消除視差，只有當(dāng)符合水準(zhǔn)氣泡居中后才能讀數(shù)；5、 注意對(duì)儀器的保護(hù)，做到“人不離儀器”；6、只有當(dāng)一測(cè)站記錄計(jì)算合格后才能搬站，搬站時(shí)先檢查儀器連接螺旋是否固緊，一 手托住儀器，一手握住腳架穩(wěn)步前進(jìn)。(二) 記錄：1. 認(rèn)真記錄，邊記邊回報(bào)數(shù)字，準(zhǔn)確無(wú)誤的

26、記入記錄手簿相應(yīng)欄中，嚴(yán)禁偽造和傳抄；2. 字體要端正、清楚、不準(zhǔn)涂改，不準(zhǔn)用橡皮擦，如按規(guī)定可以改正時(shí)，應(yīng)在原數(shù)字 上劃線(xiàn)后再在上方重寫(xiě)；3. 每站應(yīng)當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，檢查符合要求后，才能通知觀測(cè)者搬站。(三) 扶尺：1扶尺人員認(rèn)真豎立水準(zhǔn)尺；2轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)選擇土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)尺墊；3水準(zhǔn)儀搬站時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)好原前視點(diǎn)尺墊位置不移動(dòng)。第三章角度測(cè)量?jī)?nèi)容：理解水平角、豎直角測(cè)量的基本原理；掌握光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造、操作與讀數(shù)方法；水平角測(cè)量的測(cè)回法和方向觀測(cè)法；掌握豎盤(pán)的基本構(gòu)造及豎直角的觀測(cè)、計(jì)算方法；掌握光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正方法；了解水平角測(cè)量誤差來(lái)源及其減弱措施及電子經(jīng)緯儀的測(cè)角 原理及操作方法。

27、重點(diǎn)：光學(xué)經(jīng)緯儀的使用方法；水平角測(cè)回法測(cè)量方法；豎直角測(cè)量方法； 難點(diǎn)：光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正。§3.1角度測(cè)量原理角度測(cè)量(angular observation)包括水平角(horizontal angle)測(cè)量和豎直角(vertical angle)測(cè)量。一、水平角定義從一點(diǎn)出發(fā)的兩空間直線(xiàn)在水平面上投影的夾角即二面角，稱(chēng)為水平角。其范圍：順時(shí)針 0° 360°二、豎直角定義在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)視線(xiàn)與水平線(xiàn)的夾角，稱(chēng)為豎直角。其范圍在0。均0。之間。如圖當(dāng)視線(xiàn)位于水平線(xiàn)之上，豎直角為正，稱(chēng)為仰角；反之當(dāng)視線(xiàn)位于水平線(xiàn)之下，豎直角 為負(fù)，稱(chēng)為俯角。§

28、;3.2 光學(xué)經(jīng)緯儀 (optical theodolite )DJ6 、DJ2兩種。表示一測(cè)回方向觀測(cè)經(jīng)緯儀是測(cè)量角度的儀器。按其精度分，有 中誤差分別為6"、2"。DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀圖1、照準(zhǔn)部(alidade)2、 水平度盤(pán)(horizo ntal circle)3、基座(tribrach)二、J6的讀數(shù)方法1、J6經(jīng)緯儀采用 分微尺測(cè)微器讀數(shù)法”分微尺的分劃值為 1；估讀到獲6")。如圖，水平度盤(pán)讀數(shù)為：73 ° 04 ； 24"2、 “ H ”一水平度盤(pán)讀數(shù)，“ V ” 一豎直度盤(pán)讀數(shù)。三、J2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造如圖

29、與J6相比，增加了：1、測(cè)微輪一一用于讀數(shù)時(shí)，對(duì)徑分劃線(xiàn)影像符合。2、換像手輪一一用于水平讀數(shù)和豎直讀數(shù)間的互換。3、豎直讀盤(pán)反光鏡一一豎直讀數(shù)時(shí)反光。四、J2的讀數(shù)方法一般采用對(duì)徑重合讀數(shù)法一一轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使上下分劃線(xiàn)精確重合后讀數(shù)。五、經(jīng)緯儀的安置內(nèi)容及要求：對(duì)中(centering) /小于 3mm整平(leveling)小于1格1、垂球?qū)χ姓椒ú襟E(1) 移動(dòng)或伸縮三腳架(粗略對(duì)中)(2) 腳架頭上移動(dòng)儀器(精確對(duì)中)(3) 旋轉(zhuǎn)腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中(整平)(4) 反復(fù)(2)、(3)兩步。2、光學(xué)對(duì)中整平法步驟(1) 大致水平大致對(duì)中眼睛看著對(duì)中器，拖動(dòng)三腳架2個(gè)腳，使儀器大致對(duì)中

30、，并保持 “架頭”(2) 伸縮腳架粗平根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架2個(gè)腳，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。(3) 旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋精平按 左手大拇指法則”旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。1) 轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使水準(zhǔn)管與1、2腳螺旋連線(xiàn)平行。2) 根據(jù)氣泡位置運(yùn)用法則，對(duì)向旋轉(zhuǎn)1、2腳螺旋。3) 轉(zhuǎn)動(dòng)儀器 90°,運(yùn)用法則，旋轉(zhuǎn)3腳螺旋。(4) 架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中(5) 腳螺旋精平。(6) 反復(fù)(4)、(5)兩步。旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋進(jìn)行精平的示意圖§3.3 水平角測(cè)量 (horizontal angle observation)水平角的測(cè)量方法常用的有測(cè)回法(method of observati

31、on set)、方向觀測(cè)法direct ion observati on)。一、經(jīng)緯儀(theodolite , transit)的安置內(nèi)容及要求：0.1 ； 即:大致水平。(method of對(duì)中(centering) /小于 ±3mm整平(leveling)小于1格1、垂球(plumb bob)法2、光學(xué)對(duì)中器( optical plummet )法 、瞄準(zhǔn)方法步驟：粗瞄一制動(dòng)一調(diào)焦一微動(dòng)精瞄。兩個(gè)基本概念：盤(pán)左(正鏡)、盤(pán)右(倒鏡) 三、測(cè)回法1、適用：兩個(gè)方向的單角(/ AOB )。2、觀測(cè)步驟：(1) 盤(pán)左瞄準(zhǔn)左邊 A，配度盤(pán)至 0° 0X,'讀取a1。(

32、2) 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b1。則上半測(cè)回角值：3 1 =b1-a1。(3) 倒鏡成盤(pán)右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b2。(4) 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。則下半測(cè)回角值：3 2 =b2-a2(5) 計(jì)算角值。若3 1- 3 2 <± 40"圖根級(jí))則有： 3=(3 1 + 32/23、記錄格式測(cè)站盤(pán)位目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)O/ff半測(cè)回角值O/一測(cè)回角值O/備注O左A00 01 1270 12 3670 12 33B70 13 48右A180 01 2470 12 30B250 13 54180°/n的差值來(lái)配置水平若要觀測(cè)n個(gè)測(cè)回，為減少度盤(pán)分劃誤差，各測(cè)回

33、間應(yīng)按 度盤(pán)。測(cè)回法測(cè)水平角方法，可小結(jié)如下： 四、方向觀測(cè)法1、適用：在一個(gè)測(cè)站上需要觀測(cè)兩個(gè)以上方向。2、觀測(cè)步驟：(如下圖，有四個(gè)觀測(cè)方向)(1) 上半測(cè)回選擇一明顯目標(biāo) A作為起始方向(零方向)，用盤(pán)左瞄準(zhǔn) A，配置度盤(pán)，順時(shí)針依次 觀測(cè) A、 B、 C、 D、A。(2) 下半測(cè)回倒鏡成盤(pán)右，逆時(shí)針依次觀測(cè)A、 D、 C、 B、A。同理各測(cè)回間按 180°/n的差值，來(lái)配置水平度盤(pán)。3、記錄、計(jì)算(1) 2C值(兩倍照準(zhǔn)誤差)：2C =盤(pán)左讀數(shù)(盤(pán)右讀數(shù) ±180 °。一測(cè)回內(nèi)2C互差，對(duì) J2 < 18"對(duì)J6不作要求。(2) 半測(cè)回歸零

34、差：對(duì) J2 < 12"對(duì) J6 < 18”。(3) 各方向盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的平均值：平均值=盤(pán)左讀數(shù)+ (盤(pán)右讀數(shù)±180 ° /2注意：零方向觀測(cè)兩次，應(yīng)將平均值再取平均。(4) 歸零方向值：將各方向平均值分別減去零方向平均值，即得各方向歸零方向值。(5) 各測(cè)回歸零方向值的平均值：同一方向值各測(cè)回間互差，對(duì)J2 < 12"對(duì)J 6 < 24"方向觀測(cè)法可小結(jié)如下：§3.4豎直角測(cè)量一、 豎直度盤(pán)(vertical circle )的構(gòu)造1、 豎直度盤(pán)的構(gòu)造包括：(1) 豎盤(pán)(vertical circle)

35、(2) 豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管(vertical in dex bubble tube)(3) 豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。其中，豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管和豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，可采用豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器 (vertical index pensator) 來(lái)替代。2、指標(biāo)線(xiàn)固定不動(dòng)，而整個(gè)豎盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。3、豎盤(pán)的注記形式有順時(shí)針與逆時(shí)針兩種。二、豎直角 (vertical angle)的計(jì)算公式1、順時(shí)針注記形式故有： a 左=90°-L , a 右=R-270°一測(cè)回豎直角 a = ( a左+ a右)/22、逆時(shí)針注記形式有：a左=L-90 ° , a 右=270

36、76; -R一測(cè)回的豎直角為：a =( a左+ a右)/2三、 豎盤(pán)指標(biāo)差 (in dex error of vertical circle)1、定義由于指標(biāo)線(xiàn)偏移，當(dāng)視線(xiàn)水平時(shí)，豎盤(pán)讀數(shù)不是恰好等于90°或270。上，而是與 90°或270°相差一個(gè)x角，稱(chēng)為豎盤(pán)指標(biāo)差。當(dāng)偏移方向與豎盤(pán)注記增加方向一致時(shí)，x為正，反之為負(fù)。2、計(jì)算公式(1) 指標(biāo)差：x= ( L+R-3600 ) /2對(duì)于順時(shí)針注記的：正確的豎直角 a =(90 ° + xL= a左+ xa =R(270 ° +x )=右-x(2) 結(jié)論：取盤(pán)左盤(pán)右的平均值，可消除指標(biāo)差的

37、影響。四、豎直角的觀測(cè)及記錄(格式見(jiàn)表)般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動(dòng)范圍，J6 < 25"、 J2 < 15"。測(cè)站目標(biāo)盤(pán)位豎盤(pán)讀數(shù)O/ff半測(cè)回豎直角O/指標(biāo)差(")一個(gè)測(cè)回豎直 角備注O/ffOM左76 45 1213 14 48-613 14 42豎直度盤(pán)是 順時(shí)針注記 的。右1283 14 3613 14 36N左122 03 36-32 03 3612-32 03 24右237 56 48-32 03 12§3.5光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正如圖所示，經(jīng)緯儀的主要軸線(xiàn)1、豎軸 W(vertical axis)2、水準(zhǔn)管軸 LL(bubble t

38、ube axis)3、橫軸 HH(horizo ntal axis)4、視準(zhǔn)軸 CC(collimation axis)5、圓水準(zhǔn)器軸 L'L'(circle bubble axis)一、經(jīng)緯儀軸線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足的條件1、W 丄LL 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校。2、HH丄十字絲豎絲 十字絲豎絲的檢校3、HH丄CC 視準(zhǔn)軸的檢校4、HH丄VV橫軸的檢校5、 豎盤(pán)指標(biāo)差應(yīng)為零指標(biāo)差的檢校6、光學(xué)垂線(xiàn)與 VV重合 一一光學(xué)對(duì)中器的檢校7、 圓水準(zhǔn)軸 L'L' / VV 圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正(次要)二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校(1) 檢驗(yàn)：用任意兩腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡

39、居中，然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°若氣泡偏 離1格，則需校正。(2) 校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)一半后，再撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。此時(shí)若圓水準(zhǔn)器氣泡不居中，則撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器校正螺絲。2、十字絲豎絲的檢校(1) 檢驗(yàn)：用十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一目標(biāo)點(diǎn)，再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，看目標(biāo)點(diǎn)是否始終 在豎絲上移動(dòng)。(2 )校正：微松十字絲的四個(gè)壓環(huán)螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲環(huán)，使目標(biāo)點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng)。3、視準(zhǔn)軸的檢校(1)檢驗(yàn)：如圖，在平坦地面上選擇一直線(xiàn)AB，約60m100m，在AB中點(diǎn)0架儀，并在 B點(diǎn)垂直橫置一小尺。盤(pán)左瞄準(zhǔn)A，倒鏡在 B點(diǎn)小尺上讀取 B1 ;再用盤(pán)右瞄準(zhǔn) A，倒鏡在 B點(diǎn)小尺上讀取

40、 B2。J6 : 2c >60" ; J2 : 2c >30"時(shí)，則需校正。B2點(diǎn)移至BB2中點(diǎn)(2 )校正：撥動(dòng)十字絲左右兩個(gè)校正螺絲，使十字絲交點(diǎn)由B3。4、橫軸的檢驗(yàn)與校正(1) 檢驗(yàn)：如圖，在20 30m處的墻上選一仰角大于30°的目標(biāo)點(diǎn)P，先用盤(pán)左瞄準(zhǔn) P點(diǎn),放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上定出P1點(diǎn)；再用盤(pán)右瞄準(zhǔn) P點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上定出P2點(diǎn)。對(duì)J6經(jīng)緯儀：i>20"時(shí)，則需校正。(2) 校正：用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn) P1 P2的中點(diǎn)M，抬高望遠(yuǎn)鏡，并打開(kāi)橫軸一端的護(hù)蓋，調(diào)整支承 橫軸的偏心軸環(huán)，抬高或降低橫軸一端，直至交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P點(diǎn)。此項(xiàng)

41、校正一般由儀器檢修人員進(jìn)行。5、指標(biāo)差的檢校(1) 檢驗(yàn)：用盤(pán)左、盤(pán)右先后瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)差x=(L+R-360 ° )/2。對(duì)J6經(jīng)緯儀：x>1' J2經(jīng)緯儀：x>30"時(shí)，要進(jìn)行校正。(2) 校正：用指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使中絲對(duì)準(zhǔn)( R-x)位置，再有撥針使指標(biāo)氣泡居中。6、光學(xué)對(duì)中器的檢校(1) 檢驗(yàn)：精密安置儀器后，將刻劃中心在地面上投下一點(diǎn)，再旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，每隔120° 投下一點(diǎn)，若三點(diǎn)不重合，則需校正。(2) 校正：用撥針使刻劃中心向三點(diǎn)的外接圓心移動(dòng)一半。7、圓水準(zhǔn)器的檢校(次要)(1) 檢驗(yàn)：精平(水準(zhǔn)管氣泡居中)后，若圓水準(zhǔn)

42、氣泡不居中，則需校正。(2) 校正：用圓水準(zhǔn)氣泡校正螺絲使其居中。§3.6水平角觀測(cè)的誤差分析、儀器構(gòu)造誤差(一) 視準(zhǔn)軸誤差的影響，盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)的平均值可抵消該誤差。(二) 橫軸不水平誤差的影響，盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)的平均值可抵消該誤差。(三) 縱軸誤差的影響(1) 縱軸誤差的影響不僅隨觀測(cè)目標(biāo)的垂直角的增大而增大，而且與橫軸所處的方向有 關(guān)；(2) 盤(pán)左盤(pán)右取平均不能消除該項(xiàng)誤差。(四) 照準(zhǔn)部偏心差的影響在度盤(pán)對(duì)徑方向上讀取讀數(shù)而取平均值的方法及盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的平均值都可消除該項(xiàng)誤差的影響。(五) 其他儀器誤差的影響度盤(pán)刻劃不均勻誤差，豎盤(pán)指標(biāo)差。二、與觀測(cè)者有關(guān)的誤差(1) 儀器對(duì)中

43、誤差(2) 目標(biāo)偏心誤差(3 )照準(zhǔn)誤差(4 )讀數(shù)誤差三、與外界條件有關(guān)的誤差(1) 溫度的變化(2) 大風(fēng)的影響(3 )大氣折光(4) 大氣透明度(5) 地面穩(wěn)定性四、角度測(cè)量的注意事項(xiàng)：1、觀測(cè)前應(yīng)檢校儀器。2、安置儀器要穩(wěn)定，應(yīng)仔細(xì)對(duì)中和整平。一測(cè)回內(nèi)不得再對(duì)中整平。3、目標(biāo)應(yīng)豎直，盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)低部。4、嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作規(guī)定和限差要求。5、 當(dāng)對(duì)一水平角進(jìn)行m個(gè)測(cè)回觀測(cè)，各測(cè)回應(yīng)配度盤(pán)，每測(cè)回觀測(cè)度盤(pán)起始讀數(shù)變 動(dòng)值為180/m6、觀測(cè)時(shí)盡量用十字絲中間部分。水平角用豎絲，豎直角用橫絲。7、 讀數(shù)應(yīng)果斷、準(zhǔn)確。特別應(yīng)注意估讀數(shù)。 當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，如有錯(cuò)誤或超限，應(yīng)立即重測(cè)。 &選擇

44、有利的觀測(cè)時(shí)間和避開(kāi)不利的外界條件。§3.7電子經(jīng)緯儀60年代以來(lái)，隨著近代光學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展，使角度測(cè)量向自動(dòng)化記錄方向改進(jìn)有了 技術(shù)基礎(chǔ)，從而出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀等自動(dòng)化測(cè)角儀器。電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外現(xiàn)上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類(lèi)似，主要不同點(diǎn)在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)和液晶顯示。電子測(cè)角雖然仍舊是采用度盤(pán)來(lái)進(jìn)行，但不是按度盤(pán)上的刻劃，用光學(xué)續(xù)數(shù)法讀取角度值，而是以度盤(pán)上取得電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成角度值。電子測(cè)角的度盤(pán)主要有編碼度盤(pán)、光柵度盤(pán)和動(dòng)態(tài)測(cè)角度盤(pán)三種形式。因此，電子測(cè)角也就有編碼度盤(pán)測(cè)角，光柵度盤(pán)測(cè)角和編碼度盤(pán)結(jié)合測(cè)角，以及動(dòng)態(tài)測(cè)角等四種形式。如瑞士克恩(K

45、ERN )廠的E 1型和E 2型電子經(jīng)緯儀采用光柵度盤(pán)，德國(guó)OPTO NJ于1978年生產(chǎn)的Elta-2型電子速測(cè)儀，采用的是編碼度盤(pán)，而現(xiàn)在主流速測(cè)儀的測(cè)角系統(tǒng)大多用的是動(dòng)態(tài)測(cè)角系 統(tǒng)，測(cè)角精度可達(dá) 0.5 。從90年代起，國(guó)內(nèi)廠家如北京光學(xué)儀器廠、南方測(cè)繪儀器公司生 產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀測(cè)角精度均在在5左右。以下是北京和蘇州生產(chǎn)的兩款電子經(jīng)緯儀。第四章距離測(cè)量 (distanee measure)與直線(xiàn)定向(line orientation)內(nèi)容：理解距離的概念、了解距離測(cè)量的儀器和工具，掌握鋼尺普通量距、精密量距的實(shí)施及成果三項(xiàng)改正、精度評(píng)定方法；掌握電磁波測(cè)距的基本原理和使用；掌握直線(xiàn)定位、

46、方位角的概念及方位角的計(jì)算；了解磁偏角和子午線(xiàn)收斂角的含義及用羅盤(pán)儀測(cè)定磁方位角的方法。重點(diǎn)：鋼尺量距、電磁波測(cè)距的方法；方位角的概念及計(jì)算方法。 難點(diǎn)：精密量距的三項(xiàng)改正；磁偏角和子午線(xiàn)收斂角的含義。距離測(cè)量的方法，主要有以下幾種：電磁波測(cè)距 EDM(electro-mag netic dista nee measuri ng)鋼尺量距 (steel tape measuri ng)視距法測(cè)距(stadia measureme nt)§4.1 鋼尺量距 (steel tape measuri ng)一、量距工具有：鋼尺 (steel tape)、標(biāo)桿 (measuring bar)

47、、垂球 (plumb bob)、測(cè)釬 (measuring rod)、溫度計(jì) (thermometer)、彈簧秤(spring balanee)。二、鋼尺量距鋼尺量距最基本的要求一一平、準(zhǔn)、直按精度分：一般量距和精密量距(一)一般量距步驟1、 定線(xiàn)(line alignment)。按精度分：目估法和經(jīng)緯儀法。2、丈量。(1) 喊 預(yù)備” 好”前后尺手同時(shí)讀數(shù)。(2) 在山區(qū)丈量時(shí)，可采用平量法、斜量法。目估法直線(xiàn)定線(xiàn)圖 平量法示意圖 斜量法示意圖3、內(nèi)業(yè)成果整理。丈量精度用相對(duì)誤差”來(lái)衡量:要求：一般量距 < 1/3000(平坦)，< 1/1000 (山區(qū))。(二)精密量距步驟(*

48、 )1、經(jīng)緯儀定線(xiàn)。在樁頂畫(huà)出十字線(xiàn)。2、精密丈量。(1) 前尺手零端用標(biāo)準(zhǔn)拉力拉緊鋼尺。(2) 前讀尺員發(fā) 預(yù)備”后讀尺員發(fā) 好”；此時(shí)前后尺手同時(shí)讀數(shù)。(3) 移動(dòng)后尺整厘米刻劃，按上述方法再測(cè)二次，三次較差不超限時(shí)(一2 3mm ),取平均值作為尺段結(jié)果。每測(cè)完一尺段，用溫度計(jì)讀取一次溫度。(4) 要進(jìn)行往返測(cè)量。精密丈量示意圖3、測(cè)量各樁頂間高差。4、內(nèi)業(yè)成果整理某鋼尺的尺長(zhǎng)方程式：鋼尺在t溫度時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度；一一鋼尺的名義長(zhǎng)度檢定時(shí)，鋼尺實(shí)際長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差；一一鋼尺的膨脹系數(shù)鋼尺使用時(shí)的溫度；一一鋼尺檢定時(shí)的溫度。斜距的各項(xiàng)改正：(1) 尺長(zhǎng)改正(2) 溫度改正(3) 傾斜改正故斜距經(jīng)

49、改正后為:例題:某鋼尺的尺長(zhǎng)方程式為 It =30 + 0.0025 + 1.2 10 -5 X3® X( 尺段量得 AB兩點(diǎn)間的距離為 29.8755 m，丈量時(shí)的溫度為 26.5度， 為-0.115 m。求AB兩點(diǎn)間的水平距離。解： DAB = 29.8755 + ( 0.0025 / 30 )29.8755<+ 1.210 適 29.8755，般不得超過(guò)t - 20 )。該鋼尺一AB的兩點(diǎn)間高差< 26.5 - 20 )+-(-0.115 ) 2 / ( 229.8755 ) = <9.8801 m§4.2電磁波測(cè)距(EDM )簡(jiǎn)介一、 電磁波測(cè)距(

50、electro-magnetic distanee measuring )的基本原理如圖所示，電磁波測(cè)距是通過(guò)測(cè)定光波在兩點(diǎn)間傳播的時(shí)間計(jì)算距離的方法。有：D=ct/2式中：c為空氣中的光速；t為光波在兩點(diǎn)間往返的時(shí)間。二、分類(lèi)1、按測(cè)程分：短程、中程、遠(yuǎn)程。2、按傳播時(shí)間t的測(cè)定方法分：脈沖法測(cè)距、相位法測(cè)距。3、按測(cè)距儀所使用的光源分：普通光源、紅外光源、激光光源。4、按測(cè)距精度分：i級(jí)、n級(jí)、川級(jí)。注：測(cè)距誤差及標(biāo)稱(chēng)精度測(cè)距儀測(cè)距誤差可表示為：式中，A 固定誤差；B 比例誤差系數(shù)。女口：某測(cè)距儀出廠時(shí)的標(biāo)稱(chēng)精度：±( 5 + 5 X10 -6 D ) mm ,簡(jiǎn)稱(chēng)“ 5+5 ”

51、三、使用1、一般安裝在經(jīng)緯儀上使用。見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)。2、常數(shù)預(yù)置3、 設(shè)置棱鏡常數(shù)。一般原配棱鏡為零，國(guó)產(chǎn)多為-30mm。(具體見(jiàn)說(shuō)明書(shū))4、置乘常數(shù)。輸入氣溫、氣壓或用有關(guān)公式計(jì)算出值。5、 傾斜改正。有：，由測(cè)距儀自動(dòng)改正。§4.3直線(xiàn)定向及方位角測(cè)量直線(xiàn)定向(line orientation )的定義：確定地面直線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)方向間的水平夾角。一、標(biāo)準(zhǔn)方向(基本方向)分類(lèi)1、 真子午線(xiàn)方向(ture meridia n direction )地面上任一點(diǎn)在其真子午線(xiàn)處的切 線(xiàn)方向。2、 磁子午線(xiàn)方向( mag netic meridian direction )地面上任一點(diǎn)在其磁子午線(xiàn)

52、處 的切線(xiàn)方向。3、 軸子午線(xiàn) (坐標(biāo)縱軸)方向(ordinates axis direction)地面上任一點(diǎn)與其高斯 平面直角坐標(biāo)系或假定坐標(biāo)系的坐標(biāo)縱軸平行的方向。磁偏角(magnetic declination) S面上同一點(diǎn)的真、磁子午線(xiàn)方向不重合，其夾角稱(chēng)為磁偏角&磁子午線(xiàn)方向在真子午線(xiàn)方向東側(cè)，稱(chēng)為東偏，S為正。反之稱(chēng)為西偏，S為負(fù)。子午線(xiàn)收斂角(mappi ng an gle) 丫一當(dāng)軸子午線(xiàn)方向在真子午線(xiàn)方向以東，稱(chēng)為東偏， 丫為正。反之稱(chēng)為西偏， 丫為負(fù)?？梢?jiàn)在中央子午線(xiàn)上，真子午線(xiàn)與軸子午線(xiàn)重合，其他地 區(qū)不重合，兩者的夾角即為 丫。二、方位角( azimuth

53、)1、定義：由子午線(xiàn)北端順時(shí)針?lè)较蛄康綔y(cè)線(xiàn)上的夾角，稱(chēng)為該直線(xiàn)的方位角。其范圍為 0° 360° 有：真方位角A(ture meridian azimuth)、磁方位角( magnetic meridian azimuth )、坐標(biāo)方位角 (grid bearing)2、分類(lèi)及關(guān)系：(1) 真方位角人=磁方位角A-m +磁偏角3=坐標(biāo)方位角 a+子午線(xiàn)收斂角 丫(2) 磁方位角 Am若PN為磁子午線(xiàn)方向，則各角分別為相應(yīng)直線(xiàn)的磁方位角。磁方位角用Am表示。(3) 坐標(biāo)方位角 a若PN為坐標(biāo)縱軸方向，則各角分別為相應(yīng)直線(xiàn)的坐標(biāo)方位角，用a表示之。同一直線(xiàn)正反坐標(biāo)方位角相差18

54、0 ° 正反方位角關(guān)系圖如圖所示，直線(xiàn) AB的點(diǎn)A是起點(diǎn)，點(diǎn) B是終點(diǎn)；通過(guò)起點(diǎn) A的坐標(biāo)縱軸方向與 直線(xiàn)AB所夾的坐標(biāo)方位角a AB，稱(chēng)為直線(xiàn) AB的正坐標(biāo)方位角；通過(guò)終點(diǎn) B的坐標(biāo)縱軸方向與直線(xiàn) AB所夾的坐標(biāo)方位角a BA，稱(chēng)為直線(xiàn) AB的反坐標(biāo)方位角(又稱(chēng)為直線(xiàn)BA的正坐標(biāo)方位角)。正、反坐標(biāo)方位角相差180°，即：a AB =a BA ± 180°例題已知 a CD = 78 ° 20； 2aJK =326 ° 12；求0a DC, oKJ ;解： a DC =258° 20； 24a KJ =146°

55、12； 303、幾種方位角之間的關(guān)系(1) 真方位角與磁方位角之間的關(guān)系 過(guò)地面上某點(diǎn)的真子午線(xiàn)方向與磁子午線(xiàn)方向常不重合，兩者之間的夾角稱(chēng)為磁偏角，如圖中的 &磁針北端偏于真子午線(xiàn)以東稱(chēng)東偏，3為正，偏于真子午線(xiàn)以西稱(chēng)西偏，3為負(fù)。真方位角與磁方位角之間的關(guān)系圖(2) 直線(xiàn)的真方位角與磁方位角之間可用下式進(jìn)行換算：A = A m +3式中的3值，東偏取正值，西偏取負(fù)值。我國(guó)磁偏角的變化大約在-10 °到 +6°之間。(二)真方位角與坐標(biāo)方位角之間的關(guān)系地面點(diǎn)M、 N兩點(diǎn)的真子午線(xiàn)方向與中央子午線(xiàn)之間的夾角，稱(chēng)為子午線(xiàn)收斂角， 用丫表示。丫角有正有負(fù)。在中央子午線(xiàn)以東地區(qū)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸偏在真子午線(xiàn)的東邊， 丫為正值；在中央子午線(xiàn)以西地區(qū)，丫為負(fù)值。(1) 真方位角 A與坐標(biāo)方位角 a之間的關(guān)系：A12 = a 12 + 丫(2) 坐標(biāo)方位角與磁方位角的關(guān)系：若已知某點(diǎn)的磁偏差3與子午線(xiàn)收斂角 丫，則坐標(biāo)方位角 a