測量培訓(xùn)班講義

1、第一章測量基礎(chǔ)知識 1-1測量學(xué)的基本知識.測量學(xué)的概念測量學(xué)是研究地球的形狀和大小，以及確定地面點(diǎn)位的科學(xué)。內(nèi)容包括測定 和測設(shè)兩部分。測定是指使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列數(shù)據(jù)或把地球 表面的地形縮繪成地形圖，供經(jīng)濟(jì)建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計、科學(xué)研究和國防建設(shè)使用。測設(shè)（又稱為放樣）是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地 面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。.測量學(xué)的基本內(nèi)容測量學(xué)的基本內(nèi)容：角度測量、距離測量和高程（高差）測量。.測量的基本工作測量的基本工作：測量角度、測量距離和測量高程（高差）.測量工作的基本技能測量工作的基本技能：觀測、記錄、計算、繪圖。.測量工作遵循的工作

2、原則（工作程序）測量工作遵循：”從整體到局部、先控制后碎部、從高級到低級”的工作原 則（工作程序）。 1-2角度測量角度測量是測量的基本工作之一。角度測量使用的儀器是經(jīng)緯儀。目前常用的經(jīng)緯儀有光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩種類型，全站儀上使用的是電子經(jīng)緯儀。角度測量分為水平角測量和豎直角測量水平角習(xí)慣上用 表示，豎直角習(xí)慣上用（或）表示。一、水平角測量（一）水平角測量測量原理.水平角的概念地面上一點(diǎn)到另外兩點(diǎn)的方向線間所 火的水平角，就是過這兩個的方向所作的 兩豎直面間的二面角。（如圖1-1所示）圖1-1大小可以是0 360。.測量原理如圖1-1所示，欲測量地面點(diǎn) A B、C三點(diǎn)所構(gòu)成的水平角ACB

3、,在C點(diǎn)的鉛垂線上水平安置一個有刻度的圓盤，（稱為水平度盤）,鉛垂線與水平度盤的 圓心重合。過CB、CA的方向線個作鉛垂面，與水平度盤相交的交線在水平度 盤上的讀數(shù)分別為b、a,則所求得水平角ACB ba（1-1）經(jīng)緯儀測量水平角的裝置就是根據(jù)這個原理而設(shè)計的，即經(jīng)緯儀有一個可以水平放置的水平度盤，同時也可以使水平度盤的中心和的面點(diǎn)處于一條鉛垂線 上。（二）經(jīng)緯儀簡介我國的經(jīng)緯儀系列有 DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15 級別。DJ07、DJ1、DJ2W于精密經(jīng)緯儀，供高等級控制測量使用；DJ 6 DJ15屬于普通經(jīng)緯儀，是一般工程測量中常用的儀器。其中D、J分別是“大地測量”和“經(jīng)緯

4、儀”的第一個漢字的第一個拼音的 第一個字母。下標(biāo)07、1、2、6、15表示的是0.7、1、2、6、15 ,代表了該級別的經(jīng)緯儀測角的精 度。（如DJ6級別的經(jīng)緯儀，表示在室內(nèi)水平方向測量一個測回的方向中誤差不 超過6 ）圖1-2（三）水平角觀測如圖1-2示，要用經(jīng) 緯儀觀測地面上 OA、OB兩方向線間的 水平角 AOB。首先， 安置經(jīng)緯儀于。點(diǎn)，（該 點(diǎn)稱為測站點(diǎn)或測站）， 然后進(jìn)行觀測。觀測包含安置儀器和觀測兩大步驟1.安置儀器安置儀器包括對中、整平兩個步驟:（1）對中目的：使經(jīng)緯儀的中心與測站位于同一鉛垂線上。方法：垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對中。（2）整平目的：使經(jīng)緯儀的豎軸豎直、水平度盤水平。0左

5、手圖1-3方法：可將整個過程分解成兩步。首先讓水準(zhǔn)管與兩個角螺旋平行，然后將 氣泡居中，見圖1-3 (a);然后將儀器旋轉(zhuǎn)90度，用第三個角螺旋將氣泡居中， 見圖1-3 (b)0反復(fù)幾次，直到水準(zhǔn)管在任何位置都居中為止。(一般要求不超過 一格)。2.測回法觀測水平角如圖1-4(1)盤左位置(豎直度盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊)，又稱正鏡位置，瞄準(zhǔn)目標(biāo)48 25 15 ,記錄。(2)松開制動螺旋，順時針旋轉(zhuǎn)儀器,B , 得b 左 158 48 30以上過程稱為上半測回。所得半測回角值左b左a左110 23 15目稀輕總位置津ft焦圖1-4平均靠僮13450A我515.urais,11。？ 3C*H15841

6、3NA右228-25CW4HA338*41 3表1-1瞄準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù),記錄。(3)倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡成盤右位置(豎直度盤在望遠(yuǎn)鏡右邊)，又稱倒鏡位置，瞄準(zhǔn)目標(biāo)B,得讀數(shù)b 388 48 45 ,記錄。(4)逆時針旋轉(zhuǎn)儀器，瞄準(zhǔn)目標(biāo) A,得讀數(shù)a右228 25 00 ,記錄。(3)、(4)步為下半測回,所得半測回角值 右b右a右110 23 45 0上、下兩個半測回合稱 一個測回，當(dāng)小于規(guī)定的數(shù)值時，取其平 ，一I1均值作為一測回的最后結(jié)果。即-（左 右）2當(dāng)觀測多個測回時，取多個測回的平均值作為最終的成果。表1-1中的數(shù)據(jù)為觀測的記錄和計算結(jié)果。二、豎直角觀測（一）豎直角測量原理.豎直角的概念（定義）所

7、謂豎直角，就是同一豎直面內(nèi)視線與水平線間的夾角，常用 （或）表示。如圖1-5。當(dāng)視線在水平視線之上時，稱為仰角，為正， 大小為0 90當(dāng)視線在水平視線之下時，稱為俯角，為 負(fù)，大小為0 90.豎直角的測量原理同水平角測量一樣，其角值也是兩個方向 讀數(shù)之差，即：=視線讀數(shù)-水平視線讀數(shù)但是經(jīng)緯儀將水平視線的讀數(shù)設(shè)計成某一常數(shù)，并不需要讀取，所以實際 上，在測量豎直角時，只需要讀取視線方向的讀數(shù)即可。.用全站儀測量豎直角圖1-5示（1）將全站儀安置于。點(diǎn)。對中整平，開機(jī)；（2）盤左照準(zhǔn)M點(diǎn)目標(biāo)的某一高度，在望遠(yuǎn)鏡中的 圖像如圖1-6所示，按測量健，測出豎直度盤讀數(shù) L,則 豎直角左90 L（4）盤

8、右測出豎直度盤讀數(shù)R,則豎直角右 R 270 。最后，取盤左、盤右的平均值作為最后作為一測回的豎直角。即1 ,，一、一（左右）（1-2）2 1-3距離測量距離測量也是測量的是基本工作之一。.距離的概念距離是指兩點(diǎn)間的直線距離，分為傾斜距離和水平距離兩種，簡稱斜距和平距。通常用S和D來表示。.距離測量的工具經(jīng)常使用的距離測量的工具有皮尺、鋼尺和測距儀（全站儀），目前最常使用的是全站儀。.測距儀（全站儀）測距的原理（方法）A圖 1-7H時，由此測出往返的時間，然后用下式計算出A、B兩點(diǎn)的距離設(shè)欲測A、B兩點(diǎn)之間 的距離，在A點(diǎn)安置測距儀 （全站儀），在B點(diǎn)放置反光 棱鏡，A點(diǎn)測距儀（全站儀） 發(fā)射

9、電磁波并開始計時，電 磁波到B點(diǎn)的反光棱鏡后返 回，當(dāng)測距儀（全站儀）接 收到返回的電磁波后停止計(1-3)SAB 二 Ct2式中：c是電磁波的傳播速度；t是電磁波往返于A、B兩點(diǎn)之間的時間。.測距儀（全站儀）測距的有關(guān)說明（1）測距儀（全站儀）可同時測出兩點(diǎn)間的 斜距S和平距D。（2）當(dāng)測距精確度要求較高時，要測量測距時的氣壓 P和溫度T ,進(jìn)行氣 壓和溫度改正。 1-4高程測量一、水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面.水準(zhǔn)面靜止的水面稱為水準(zhǔn)面。是曲面，有無數(shù)個。.大地水準(zhǔn)面平均海水面（或靜止的海水面）向大陸、島嶼延伸而形成的閉合曲面，稱為 大地水準(zhǔn)面。注：當(dāng)在較小的范圍內(nèi)，水準(zhǔn)面可近似的看作平面。二、高程

10、和高差地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕對高程，或稱為海拔。(1-4)常用H表示。如圖1-8。.假定（相對）高程地面點(diǎn)到某一假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離， 稱為該點(diǎn)的假定（相對）高程。如圖 1-8。.高差地面上兩點(diǎn)的高程之差，稱為兩點(diǎn)之間 的高差。常用h表示。如圖1-8。例如，A、C兩點(diǎn)之間的高差為hAC H C H A H C H A三、高程測量（高差測量）如圖1-9地面有A、C兩點(diǎn)，已知A點(diǎn)的高程為H A ,要求C點(diǎn)的高程HC, 則由（1-4）式知：Hc Ha hAC（1-5）可以看出，高程測量工作主要是測量兩點(diǎn)間的高差。.高程（高差）測量的方法根據(jù)使用的儀器和施測的方法的不同， 高程測量

11、分為水準(zhǔn)測量、三角高程測 量和氣壓高程測量。圖1-9水準(zhǔn)測量一般用于較高等級的高程測量, 一般工程可采用三角高程測量，氣壓高程測 量使用較少。.三角高程測量原理（方法）三角高程測量就是根據(jù)兩點(diǎn)之間的距離 和豎直角計算出兩點(diǎn)之間的高差，從而計算 出待求點(diǎn)的高程。 1-5地面點(diǎn)位的表示地面點(diǎn)P的位置在測量上常用P（x, y,H）表示，x, y是P點(diǎn)平面直角坐標(biāo)，表示P點(diǎn)的平面位置；H是P點(diǎn)高程，表示P點(diǎn)的高程位置。一、測量平面直角坐標(biāo)系的建立和表示測量平面直角坐標(biāo)系的表示方法與數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)系不同。測量上用圖 1-12x軸作為縱軸，且一般指向北方向，y軸作為橫軸，一般指向東方向，即構(gòu)成“上北

12、下南，左西右東”的表達(dá)方向的方式。如圖 1-10所示二、測量平面直角坐標(biāo)系的種類測量平面直角坐標(biāo)系的有兩種類型，一種是國家統(tǒng)一的高斯平面直角坐標(biāo) 系，分為三度帶和六度帶兩種；另一種是地方（獨(dú)立或局部）平面直角坐標(biāo)系， 許多城鎮(zhèn)的地籍坐標(biāo)系統(tǒng)屬于這種坐標(biāo)系統(tǒng)，但往往可以和國家統(tǒng)一的高斯平面 直角坐標(biāo)系進(jìn)行互相換算。測量平面直角坐標(biāo)系數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系圖 1-10三、坐標(biāo)方位角和象限角.方位角的概念：以標(biāo)準(zhǔn)方向的正北方向為基準(zhǔn)方向，順時 針方向轉(zhuǎn)至某直線的角度，稱為該直線的方位 角。大小為0360 。如圖1-11。.方位角的種類根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方向線的不同，方位角有 真方位 角A、磁方位角Am和坐標(biāo)方位角

13、 。他們對應(yīng) 的標(biāo)準(zhǔn)北方向為子午線北方向（真北方向）、磁 子午線北方向（磁北方向）和坐標(biāo)北方向（坐 標(biāo)北方向）如圖1-12。.坐標(biāo)方位角(1)概念 在平面直角坐標(biāo)系中，以X軸正方向或平行于X軸的正方向為 基準(zhǔn)方向，順時針轉(zhuǎn)至某兩點(diǎn)間連線的水平夾角，稱為該直線(邊)的坐標(biāo)方位 角。(2)正、反方位角測量中，直線是有方向性的，如圖1-13示，直線AB的起點(diǎn)是A,終點(diǎn)是B ;而直線BA的起點(diǎn)是B,終點(diǎn)是A;它們方向相反，相差180 ,因此，它們的坐 標(biāo)方位角也相差180 ,即180 AB BABA AB 180一般來說，對一條直線的正、反方位 角來說，可用以下關(guān)系式描述：正 反 180(1-9)注：

14、在測量計算過程中，當(dāng)算出的方 位角大于360時，減去360 ;當(dāng)算出的方 位角小于0時，加上360.象限角直線與標(biāo)準(zhǔn)方向所夾的銳角稱為該直線的象限角。用R表示，大小為090。如圖1-14圖 1-13N3圖 1-14象限角與坐標(biāo)方位角的關(guān)系見表1-2表1-2匚象限1 *由方位希*求象*京A1由景用京尤求亦位南,i 1北東INE)A-e1南東1亞)虎皿一,1N北酒“3 的一口心犁r4第二章控制測量 2-1控制測量基本知識一、控制測量的基本概念測區(qū)的概念：要在某個區(qū)域進(jìn)行測量工作，則習(xí)慣上將這個區(qū)域稱為測區(qū)。 例如，在整個西安市進(jìn)行測量，則整個西安市就是一個測區(qū)。.控制網(wǎng)前面已經(jīng)講到，測量工作遵循的

15、原則（工作程序）為：“從整體到局部、先控制后碎部、從高級到低級”。這就是說，在測區(qū)要首先以一定的密度布設(shè)一些 有控制意義的點(diǎn)，這些點(diǎn)在測量上稱為 控制點(diǎn)。將控制點(diǎn)以一定的方式連接起來， 構(gòu)成的圖形稱之為 控制網(wǎng)?？刂凭W(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)兩種。我國的國家控制網(wǎng)依次分為一、二、三、四等四個等級。.控制測量測定控制點(diǎn)的平面位置（x,y）的工作稱為平面控制測量；測定控制點(diǎn)的高程（H）的工作稱為高程控制測量.地籍控制測量為了進(jìn)行地籍測量而建立的控制網(wǎng)稱為地籍控制網(wǎng)，測定地籍控制點(diǎn)的平面 位置（x, y）和高程（H ）的工作稱為地籍控制測量。地籍控制測量包括基本控制點(diǎn)測量和地籍圖根控制點(diǎn)測量?；?/p>

16、控制點(diǎn)包括各等級大地控制點(diǎn)、 城鎮(zhèn)地籍控制網(wǎng)二、三、四等控制點(diǎn)和一、二級（5級和10級）控制點(diǎn)。.地籍控制網(wǎng)的等級和布設(shè)形式城鎮(zhèn)地籍控制網(wǎng)可依次分為二、三、四等和一、二級（5級和10級）。地籍控制網(wǎng)的布設(shè)形式有三角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS網(wǎng)。在日常地籍控制測量工作中使用較多的是一、二級（5級和10級）導(dǎo)線。 2-2導(dǎo)線測量的外業(yè)一、導(dǎo)線測量概述.導(dǎo)線和導(dǎo)線測量的概念將測區(qū)內(nèi)相鄰的控制點(diǎn)連成直線而構(gòu)成的折線，稱為導(dǎo)線。這些控制點(diǎn)稱為 導(dǎo)線點(diǎn)。導(dǎo)線測量就是依次測定各導(dǎo)線邊的邊長和相鄰兩條導(dǎo)線邊所夾得轉(zhuǎn)折角；根 據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各邊的坐標(biāo)方位角，從而求出各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。用經(jīng)緯儀測量轉(zhuǎn)折角，

17、用鋼尺測定邊長的導(dǎo)線，稱為經(jīng)緯儀導(dǎo)線；若用測距 儀測定導(dǎo)線邊長，則稱為 電磁波測距導(dǎo)線。.導(dǎo)線的布設(shè)形式(導(dǎo)線的種類)導(dǎo)線有以下的三種布設(shè)形式：(1)閉合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線是從一條已知邊的一個已知點(diǎn)出發(fā)，最后 仍回到這個點(diǎn)上。如圖2-1示。0為已知邊與閉合導(dǎo)線的連接角0(2)附合導(dǎo)線附合導(dǎo)線是從一條已知邊的一個已知點(diǎn)出 發(fā)，最后附合另一條已知邊的一個已知點(diǎn)。如圖 2-2 示。A C為起始已知邊和最終已知邊與閉合導(dǎo)線的連接角。(3)支導(dǎo)線圖2-2支導(dǎo)線是從一條已知邊的一個已知點(diǎn)出發(fā)， 既不回到原來的出發(fā)點(diǎn)，又不附合另一條已知邊的一 個已知點(diǎn)。如圖2-3示。A為起始已知邊與閉合導(dǎo)線的連接角。3. 一、二

18、級(5級和10級)導(dǎo)線的技術(shù)規(guī)格地籍測量規(guī)范(國家測繪局批準(zhǔn)，1987年頒布，CH3-202-87)對一、二級導(dǎo)線的技術(shù)規(guī)定見表 1表1等級測角中()平均邊長(m)水平角測回數(shù)導(dǎo)線總長(km)測距中(mm)方位位 閉合差 ()dj2DJ6一5500364. 0101助二10200232. 41020石1注：表中的n為導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角的個數(shù)。二、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作導(dǎo)線測量的外業(yè)包括：踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志、邊長測量、轉(zhuǎn)折角測量和連測。.踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志踏勘選點(diǎn)：實地選點(diǎn)時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)相鄰點(diǎn)之間要通視良好，地勢較平坦，便于測角和測邊。(2)點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅實處，便于保存標(biāo)志和安置儀器的地方。(3)視野開闊，便于施測周圍的界址點(diǎn)和地形點(diǎn)。(4)導(dǎo)線應(yīng)盡可能布設(shè)成直伸型附合導(dǎo)線，各邊應(yīng)盡量相等，相鄰導(dǎo)線邊 的邊長之比一般不超過1: 3。(5)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)有足夠的密度，便于控制整個測區(qū)。建立標(biāo)志：導(dǎo)線點(diǎn)選定后，要在地面設(shè)立標(biāo)志，便于測量使用和保管。按照實際情況， 導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)志可用混凝土預(yù)制或現(xiàn)場澆灌， 也可使用石樁或其他形式。