土木工程測量課件

第一章緒論土木工程測量教學課件§1.1

土木工程測量學的任務測繪科學應用很廣：在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃中，測量信息是最重要的基礎信息之一，各種規(guī)劃及地籍管理，首先要有地形圖和地籍圖。另外，在各項工農(nóng)業(yè)基本建設中，從勘測設計階段到施工、竣工階段，都需要進行大量的測繪工作。在國防建設中，軍事測量和軍用地圖是現(xiàn)代大規(guī)模的諸兵種協(xié)同作戰(zhàn)不可缺少的重要保障。至于遠程導彈、空間武器、人造衛(wèi)星或航天器的發(fā)射，要保證它精確入軌，隨時校正軌道和命中目標，除了應測算出發(fā)射點和目標點的精確坐標、方位、距離外，還必須掌握地球形狀、大小的精確數(shù)據(jù)和有關地域的重力場資料。在科學實驗方面，諸如空間科學技術的研究，地殼的變形、地震的預報等都要應用測繪資料。即使在國家的各級管理工作中，測量和地圖資料也是不可缺少的重要工具。測繪科學在建筑類各專業(yè)的工作中有著廣泛的應用。例如：在勘測設計的各個階段，要求有各種比例尺的地形圖，供城鎮(zhèn)規(guī)劃、選擇廠址、管道及交通線路選線以及總平面圖設計和豎向設計之用。在施工階段，要將設計的建筑物、構筑物的平面位置和高程測設于實地，以便進行施工。施工結束后，還要進行竣工測量，繪制竣工圖，供日后擴建和維修之用。即使是竣工以后，對某些大型及重要的建筑物和構筑物還要進行變形、沉降觀測，以保證建筑物的安全使用?！?.1

土木工程測量學的任務測定——是指使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖，供經(jīng)濟建設、規(guī)劃設計、科學研究和國防建設使用。測繪(量)學——研究地球的形狀和大小以及確定地面(包括空中、地表、地下和海底)物體的空間位置，以及對于這些空間位置信息進行處理、儲存、管理的科學。它的內(nèi)容包括測定和測設兩個部分?！?.1

土木工程測量學的任務測設——是指把圖紙上規(guī)劃設計好的建筑物、構筑物的位置在地面上標定出來，作為施工的依據(jù)。大地測量學——研究整個地球的形狀和大小，解決大地區(qū)控制測量和地球重力場問題。常規(guī)大地測量和衛(wèi)星大地測量?！?.1

土木工程測量學的任務測量學按照研究范圍和對象的不同，產(chǎn)生了許多分支科學。普通測量學——測量小范圍地球表面形狀時，不顧及地球曲率的影響，把地球局部表面當作平面看待所進行的測量工作。攝影測量學——利用攝影像片來測定物體的形狀、大小和空間位置的工作，屬于攝影測量學的范疇。由于獲得像片的方式不同，可分為地面、航空、水下和航天攝影測量學。海洋測繪學——以海洋和陸地水域為對象所進行的測量和海圖編制工作，屬于海洋測繪學的范疇。工程測量學——研究工程建設中所進行的各種測量工作，屬于工程測量學的范疇?！?.1

土木工程測量學的任務制圖學——利用測量所得的成果資料，研究如何投影編繪和制印各種地圖的工作，屬于制圖學的范疇。本課程主要介紹普通測量學和部分工程測量學的內(nèi)容。學習本課程之后，要求達到掌握普通測量學的基本知識和基礎理論，能正確使用工程水準儀、工程經(jīng)緯儀等儀器和工具；了解大比例尺地形圖的成圖原理和方法，在工程設計和施工中，具有正確應用地形圖和有關測量資料的能力和進行一般工程施工測設的能力，以便能靈活應用所學的測量知識為其專業(yè)工作服務?！?.1

土木工程測量學的任務工程測量學的主要任務：⑴研究測繪地形圖的理論和方法⑵研究在地形圖上進行規(guī)劃、設計的基本原理和方法⑶研究建(構)筑物施工放樣、建筑質(zhì)量檢驗的技術和方法⑷對大型建筑物的安全性進行位移和變形監(jiān)測§1.2

地球的形狀和大小測量工作是在地球的表面進行的，而地球自然表面很不規(guī)則，有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠峰高出海水面達8848.13m，最低的馬里亞納海溝低于海水面達11022m。但是這樣的高低起伏，相對于地球半徑6371km來說還是很小的。再顧及到海洋約占整個地球表面的71%，因此，人們把海水面所包圍的地球形體看著地球的形狀。由于地球的自轉(zhuǎn)運動，地球上任一點都要受到離心力和地球引力的雙重作用，這兩個力的合力稱為重力，重力的方向線稱為鉛垂線。鉛垂線是測量工作的基準線。靜止的水面稱為水準面，水準面是受地球重力影響而形成的，是一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面，并且是一個重力場的等位面。與水準面相切的平面稱為水平面。水平面可高可低，因此符合上述特點的水準面有無數(shù)多個，其中與平均海水面吻合并向大陸、島嶼內(nèi)延伸而形成的閉合曲面，稱為大地水準面。大地水準面是測量工作的基準面。由大地水準面所包圍的地球形體，稱為大地體。§1.2

地球的形狀和大小通常用一個非常接近于大地水準面，并可用數(shù)學式表示的幾何形體(即地球橢球)來代替地球的形狀，作為測量計算工作的基準面。地球橢球是一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體，故地球橢球又稱旋轉(zhuǎn)橢球?！?.2

地球的形狀和大小這個旋轉(zhuǎn)橢球體稱為參考橢球體，為一規(guī)則的曲面體?？捎脭?shù)學公式表示：§1.2

地球的形狀和大小(1-1)式中a、b為參考橢球體幾何參數(shù)。a為長半徑，b為短半徑。參考橢球體扁率α應滿足下式：(1-2)我國目前采用的元素值為長半徑 a=6378140m扁率α=1:298.275由于α很小，在精度要求不高時，可近似將地球當作圓球體，其半徑為平均值6371km。并選擇陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)某點為大地原點，進行了大地定位。由此而建立起來全國統(tǒng)一坐標系，這就是現(xiàn)在使用的“1980年國家大地坐標系”。由于地球橢球的扁率很小，因此當測區(qū)范圍不大時，可近似地把地球橢球作為圓球，其半徑為6371km§1.2

地球的形狀和大小地面點的空間位置都與一定的坐標系統(tǒng)相對應。在測量上常用的坐標系有空間直角坐標系、大地坐標系、高斯投影平面坐標系、平面獨立直角坐標系等。地面點位常用三個量表示?；鶞示€、基準面?！?.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.1大地坐標系以參考橢球體面為基準面。用大地經(jīng)度L、緯度B、大地高H表示地面點的空間位置。基準線為法線。經(jīng)度自零子午面向東為正、向西為負。緯度…橢球體面上的大地高為零?！?.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.2空間直角坐標系地面點位也可用空間直角坐標(x,y,z)表示。x軸z軸y軸右手坐標系§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.3高斯平面直角坐標系要將球面上的大地坐標按一定數(shù)學法則歸算到平面上，即采用地圖投影的理論繪制地形圖，才能用于規(guī)劃建設。地圖投影有等角投影、等面積投影和任意投影三種。等角投影又稱正形投影，它保證在橢球體面上的微分圖形投影到平面后將保持相似。這是地形圖的基本要求。正投影有兩個基本條件：①保角條件，即投影后角度大小不變。②長度變形固定性，即長度投影后會變形，但在一點上各個方向的微分線段變形比m是個常數(shù)k:m=ds/dS=k式中：ds——投影后的長度

dS——球面上的長度。§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.3高斯平面直角坐標系⑴高斯投影的概念（正形投影）①中央子午線是直線，其長度不變形，離開中央子午線的其他子午線是弧形，凹向中央.子午線。離開中央子午線越遠，變形越大。②投影后赤道是一直線，并與中央子午線正交。③離開赤道的緯線是弧線，凸向赤道。在高斯投影平面上：§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.3高斯平面直角坐標系高斯投影可將橢球面變成平面，但離開中央子午線越遠變形越大，這種變形將會影響測圖和施工的精度。為對長度變形加以控制，測量中采用限制投影寬度的方法——分帶投影。投影帶寬以相鄰兩子午線的徑差l來劃分。有6°、3°帶等不同投影方法。6°帶投影是從英格林尼治子午線開始，自西向東，每隔6°投影一次。將橢球分成60個帶，編號為1～60帶。各帶中央子午線經(jīng)度(L06)按下式計算：6°帶(1-3)已知某點大地經(jīng)度L，可按下式計算所屬的帶號：(的整數(shù)商)+1(有余數(shù)時)(1-4)§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.3高斯平面直角坐標系3°帶是在6°帶基礎上劃分的，其中央子午線在奇數(shù)帶時與6°帶中央子午線重合，每隔3°為一帶，共120帶，各帶中央子午線經(jīng)度為：各帶中央子午線經(jīng)度(L03)按下式計算：3°帶(1-5)已知某點大地經(jīng)度L，可按下式計算所屬的帶號：(的整數(shù)商)+1(有余數(shù)時)(1-5‘)§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.3高斯平面直角坐標系⑵高斯平面直角坐標的建立以赤道和中央的交點為坐標原點O，中央子午線方向為x軸，北方向為正。赤道投影線為y軸，東方向為正。象限按順時針排列，同一投影帶內(nèi)y軸有正有負。為使y值都為正，將縱坐標軸西移500km,并在y坐標前面冠以帶號，第20帶，中央子午線以西P點：x’p=4429757.075my’p=-58269.593m在20帶中高斯直角坐標為：xp=4429757.075myp=20441730.407mx’p=4429757.075my’p=-58269.593m

xp=4429757.075myp=20441730.407m§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.3高斯平面直角坐標系⑵高斯平面直角坐標的建立高斯直角坐標系與數(shù)學中的笛卡爾坐標系不同。這樣的做法是為了將數(shù)學上的三角和解析幾何公式直接用至測量的計算上。§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)1.3.4平面直角坐標系當測區(qū)的范圍較小時，可以把測區(qū)球面當作兩面處理，直接將地面點沿鉛垂線投影到水平面上，用平面直角坐標來表示。平面直角坐標原點一般選在測區(qū)西南方，以該測區(qū)子午線方向(真子午線或磁子午線)為x軸，北方向為正。y軸與x軸垂直，東方向為正。大地高：以參考橢球體面為高程基準面。大地高是地面點沿法線到橢球體面的距離，用H大表示。§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)地面點的高程是指地面點到某一高程基準面的垂直距離。1.3.5高程系統(tǒng)測量上常用的高程基準面有參考橢球體面和大地水準面。大地高海拔高：以大地水準面為高程基準面。即地面點沿垂線到大地水準面的距離，也稱為絕對高程，用H海表示。海拔高在局部地區(qū)特殊條件下，不需要和國家高程系統(tǒng)聯(lián)系，可采用一個假設水準面為高程起算面。所得到的地面高程稱為假設高程或相對高程。§1.3

測量常用的坐標系統(tǒng)“1956年黃海高程系”，青島市觀家山水準原點高程為72.289m。1.3.5高程系統(tǒng)假設高程“1985年國家高程基準”，青島市觀家山水準原點高程為72.260m。1987年后啟用此基準。相對高程地面兩點的高程差稱為高差，用h表示，圖1-9。A、B兩點的高差為：

hab=Hb-Hahab=Hb大-Ha大=Hb海-Ha海由此可見兩點間的高差與高程起算面無關。測量中將地物和地貌統(tǒng)稱為地形。測定地物和地貌的三維坐標，并用平面圖形表示，稱為地形圖地貌——指地球表面高低起伏的形態(tài)，如山峰、河谷、臺地、懸崖等地物——包括地面上人造或天然固定物體，如房屋、道路、河流、湖泊等§1.4

地面點位的確定地物地貌地形地形圖地形測量是在地物和地貌上選擇一些有代表性的點進行測量，將測量點投影到平面上，然后用點、折線、曲線連接起來表示地物和地貌。這些能表現(xiàn)地物和地貌特征的點稱為特征點。所以測量實際是測定這些特征點的三維坐標。代表性的點特征點§1.4

地面點位的確定特征點的測定方法：§1.4

地面點位的確定衛(wèi)星定位幾何測量定位利用衛(wèi)星信號接收機，同時接收多顆定位衛(wèi)星發(fā)射的信號進行定位，稱為衛(wèi)星定位。若在待測點P安置衛(wèi)星接收機，在某時刻同時接收三顆衛(wèi)星信號，測定衛(wèi)星至接收的距離Rip。已知該時衛(wèi)星空間三維坐標，即可用下式求出待測點三維坐標：(1-7)幾何測量定位：§1.4

地面點位的確定如地面上有三個點A、B、C，其中A點坐標已知，待求點為B、C，見圖1-12。測定a、b間平距Dab,及x縱坐標北方向與ab邊的夾角αab(稱為方位角)，即可求定b點平面坐標：若已知A、B坐標，只要測定β角和距離Dbc,即可確定C點位置。(1-8)常規(guī)測量中，量距、測角和測高差是確定地面點位的基本測量工作。測量工作遵循的原則§1.4

地面點位的確定不論地物或地貌，它們的形狀和大小都是由一些特征點的位置所決定。這些特征點也稱為碎部點。測圖時，主要是測定這些碎部點的平面位置和高程。測定碎部點的位置，其程序通常分為兩步：①控制測量，圖1-10。先在測區(qū)內(nèi)選擇若干具有控制意義的點作為控制點，以較精確的儀器和方法測定各控制點的距離D、各控制邊之間的水平夾角β、某一條邊的方位角α，設點2的坐標已知，則可計算出其它控制點的坐標，以確定其平面位置。同時還要測出各控制點之間的高差。②碎部測量，是根據(jù)控制點測定碎部點的位置(平面位置和高程)。碎部點控制測量碎部測量測量工作遵循的原則§1.4

地面點位的確定這種“從整體到局部”、“先控制后碎部”的方法是組織測量工作應遵循的原則，它可以減少誤差累積，保證測圖精度，而且可以分幅測繪，加快測圖進度。從上述可知，當測定控制點的相對位置有錯誤時，以其為基礎所測定的碎部點位也就有錯誤，碎部測量中有錯誤時，以此資料繪制的地形圖也就有錯誤。因此，測量工作必須嚴格進行工作，故“前一步測量工作未作檢核不進行下一步測量工作”是組織測量工作應遵循的又一個原則，它可以防止錯漏發(fā)生，保證測量成果的正確性。綜上所述，無論控制測量、碎部測量和施工測設，其實質(zhì)都是確定地面點的位置，但控制測量是碎部測量和測設工作的基礎。碎部測量是把地面上各點測繪到圖紙上并繪制成地形圖，而測設工作是將圖設計的建筑物和構筑物的位置放樣到地面上，作為施工的依據(jù)。而地面點間的相互位置關系，是以水平角(方向)、距離和高差來確定的，因此，高程、水平角和距離測量是測量學的基本內(nèi)容，測高程、測角和量距是測量的基本工作，觀測、計算和繪圖是測量工作的基本技能。§1.4

地面點位的確定§1.5

用水平面代替水準面的限度用水平面代替水準面，使測量和繪圖工作大為減化，下面來討論由此引起的影響。1.5.1對距離的影響如圖，由平面代替曲面產(chǎn)生的誤差為ΔD。ΔD=ab’-ab=D-S=Rtanθ-Rθ=R(tanθ-θ)(1-10)在小范圍測區(qū)θ角很小。tanθ用級數(shù)展開，略去五次方項，則(1-11))用θ=D/R代入，則(1-12)§1.5

用水平面代替水準面的限度1.5.1對距離的影響取地球半徑R=6371km。D用不同距離代入，計算結果如下：(1-12)1/19萬12.83251/30萬6.57201/54萬2.77151/120萬0.8210-----0.001ΔD/DΔD(cm)D(km)結論：當D=10km時，所產(chǎn)生的相對誤差為1:120萬，這樣小的誤差，對精密量距來說也是允許的。因此，在10km為半徑的圓面積之內(nèi)進行距離測量時，可以把水準面當作水平面看待，而不考慮地球曲率對距離的影響?！?.5

用水平面代替水準面的限度1.5.2對水平角測量的影響從球面三角測量中可知(如圖1-14)，球面上多邊形內(nèi)角之和比平面上多邊形內(nèi)角之和多一個球面超角ε。其值可用多邊形面積求得：(1-13)式中：P——球面多邊形面積；

R——地球半徑；

ρ——一弧度的秒值，ρ=206265″。以不同面積代入，可求出球面角超如下：P(km2) ε(″)10 0.0550 0.25100 0.51300 1.52結論:100km2可忽略§1.5

用水平面代替水準面的限度1.5.3對高程的影響從圖1-13可見了，用平面代替大地水準面時，產(chǎn)生高程誤差bb’=δh,也稱為地球曲率影響。在Δoab’中上式中因δh相對于R很小，可略去。D用大地水準面上距離S代替，則結論:高程測量中應考慮地球曲率的影響(1-14)(1-15)S(m)1050100150200δh(mm)0.00.20.81.773.1習題與思考題2、3、4、6、7、8、9本章結束7.1.1地下水圖7-10地下水的類型§5.2

sAs§10.2

工程地質(zhì)測繪本章結束哪個點呢？課程簡介本課程包括建筑工程中廣泛應用的課程內(nèi)容：緒論第一章第二章第三章第四章第一部分課程目錄2.4.2特性1.特性平行垂直傾斜ABCabcABCabcABCacb實形性類似性積聚性第二章水準測量土木工程測量教學課件§2.1

水準測量原理測定地面點高程的工作稱為高程測量。按使用儀器和施測方法的不同，高程測量分為水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量。圖2-1，A、B兩點高差為：hAB=a-b(2-1)hAB=a-b圖2-1中，A為已知高程點，B為待測高程點，a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)。若已知A點高程為HA，則B點高程為：HB=HA+hAB=HA+(a-b)(2-2)HB=HA+hAB=HA+(a-b)B點高程還可通過儀器的視線高程Hi計算：Hi=HA+aHB=Hi-b(2-3)(2-2式)稱高差法(2-3)式稱儀高法§2.2

水準儀和水準尺DS3型水準儀，進行水準測量每千米往、返測高差精度可達±3mm.其主要由望遠鏡、水準器和基座三部分構成。2.2.1DS3微傾式水準儀的構造§2.2

水準儀和水準尺1、望遠鏡2.2.1DS3微傾式水準儀的構造望遠鏡主要由物鏡、鏡筒、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡等部件構成?！?.2

水準儀和水準尺2、水準器2.2.1DS3微傾式水準儀的構造水準器是用來標志視準軸是否水平或儀器豎軸是否鉛垂的裝置。⑴管水準器(水準管)——用來指示視準軸是否水平水準管圓弧中點O稱為水準管零點。過零點與內(nèi)壁圓弧的直線LL，稱為水準管軸。當水準管氣泡中心與零點重合時，稱氣泡居中，此時水準管軸處于水平位置；若氣泡不居中，則水準管軸處于傾斜位置。水準管零點水準管軸氣泡居中§2.2

水準儀和水準尺2、水準器2.2.1DS3微傾式水準儀的構造⑴管水準器水準管2mm的弧長所對應的圓心角τ稱為水準管分劃值。(2-4)R——水準管圓弧半徑，mmρ——206265″DS3型水準管分劃值為20″/2mm水準管分劃值符合水準器§2.2

水準儀和水準尺2、水準器2.2.1DS3微傾式水準儀的構造⑵圓水準器——用來指示豎軸是否豎直。球面中央圓圈，圓圈的圓心稱為水準器零點。過零點的球面法線，稱為圓水準軸，當圓水準器氣泡居中時，圓水準軸處于豎直位置。圓水準器分劃值是指通過零點的任意一個縱斷面上，氣泡中心偏離2mm的弧長所對圓心角的大小。DS3水準儀圓水準器分劃值一般為8′～10′/2mm，故只用于儀器的概略整平?！?.2

水準儀和水準尺3、基座2.2.1DS3微傾式水準儀的構造主要由軸座、腳螺旋和連接板構成。軸座腳螺旋連接板§2.2

水準儀和水準尺1、水準尺2.2.2水準尺和尺墊塔尺——由兩節(jié)或三節(jié)套接而成，長3m或5米，接頭處存在誤差，多用于精度較低的水準測量中。雙面尺(直尺或板尺)；黑面尺(基本分劃)、紅面尺(輔助分劃)；常數(shù)K1=4.687m，K2=4.787m。用于三、四等精度以下的水準測量中。2、尺墊§2.2

水準儀和水準尺1、安置水準儀2.2.3水準儀的使用2、粗略整平——目的使儀器豎軸大致鉛直，視準軸粗略水平。3、瞄準水準尺視差——消除視差的方法§2.2

水準儀和水準尺2.2.3水準儀的使用4、精確整平——使視準軸處于精確水平位置5、讀數(shù)§2.3

水準測量方法2.3.1水準點用水準測量方法測定的高程控制點稱為水準點(記為BM.(BenchMark))國家水準點分為一、二、三、四等，按規(guī)范規(guī)定埋設永久性標石標志。圖根水準點和施工測量水準點常采用臨時性標志。二、三等§2.3

水準測量方法2.3.2水準測量的實施圖2-15轉(zhuǎn)點(TuringPoint),簡寫為TP§2.3

水準測量方法2.3.2水準測量的實施每一測站可測得前、后視兩點間的高差，即： h1=a1-b1

h2=a2-b2 ……

hn=an-bn各式相加，得：

hAB=Σh=Σa-ΣbB點高程為：HB=HA+Σh (2-5)hAB=Σh=Σa-ΣbHB=HA+Σh§2.3

水準測量方法2.3.2水準測量的實施§2.3

水準測量方法2.3.3水準測量檢核1、測站檢核⑴變動儀高法——是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度(>10cm)，測得兩次高差以相互比較進行檢核。兩次所測高差之差不超過容許值(等外水準測量容許值為6mm)。否則必須重測。⑵雙面尺法——:是儀器的高度不變，而立在前視點和后視點上的水準尺分別用黑面和紅面各進行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進行檢核。若同一水準尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后)之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測?！?.3

水準測量方法2.3.3水準測量檢核2、成果檢核⑴符合水準路線高差閉合差

fh=Σh測-(H終-H始) (2-6)fh=Σh測-(H終-H始) ⑵閉合水準路線高差閉合差

fh=Σh測

(2-7)fh=Σh測⑶支水準路線高差閉合差

fh=Σh往+Σh返

(2-8)fh=Σh往+Σh返§2.3

水準測量方法2.3.3水準測量檢核2、成果檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應該在容許范圍內(nèi)，否則應檢查原因，返工重測。圖根水準測量高差閉合差容許值為：平地山地(2-9)四等水準測量高差閉合差容許值為：平地山地(2-10)式中：L為水準路線總長(km)；n為測站數(shù)§2.4

水準測量成果計算2.4.1附合水準路線測量成果計算⑴高差閉合差的計算由式(2-6)：fh=Σh測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地及圖根水準精度計算閉合差容許差為：fh容=±12n1/2=±12×241/2=±58mm|fh|<|fh容|，符合圖根水準測量技術要求。

fh=Σh測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm§2.4

水準測量成果計算2.4.1附合水準路線測量成果計算⑵閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各測段高差中。第i測段高差改正數(shù)按下式計算：式中：n——路線總測站數(shù)；ni——第i段測站數(shù)；

L——路線總長；Di——第i段距離。由式(2-11)算出第一段(A～1)的改正數(shù)為：(2-11)或(2-12)其他各測段改正數(shù)按式(2-11)算出后列入表2-2中。改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號相反。每測段實測高差加相應的改正數(shù)便得到改正后的高差。§2.4

水準測量成果計算2.4.1附合水準路線測量成果計算⑶計算各點高程用改正后的高差，由已知水準點A開始，逐點算出各點高程，列入表2-2中。由計算得到的B點高程應與B點的已知高程相等，以此作為計算檢核。

總測站數(shù)實測高差高差閉合差閉合差容許按2-11、2-12計算調(diào)整值實測高差加改正數(shù)A點已知高程B點已知高程42.365+改正后高差§2.4

水準測量成果計算2.4.2閉合水準路線測量成果計算閉合水準路線高差閉合差按式(2-7)計算，若閉合差在容許值范圍內(nèi)，按上述附合水準路線相同的方法調(diào)整閉合差，并計算高程?！?.5

微傾式水準儀的檢驗與校正水準儀有以下主要軸線：視準軸、水準管軸、儀器豎軸和圓水準器軸，以及十字絲橫絲，見圖2-18。各軸線間應滿足的幾何條件是:①圓水準器l軸平行儀器豎軸；②十字絲橫絲垂直儀器豎軸；③水準管軸平行視準軸?！?.5

微傾式水準儀的檢驗與校正2.5.1圓水準器軸平行儀器豎軸的檢驗校正⑴檢驗§2.5

微傾式水準儀的檢驗與校正2.5.1圓水準器軸平行儀器豎軸的檢驗校正⑵校正§2.5

微傾式水準儀的檢驗與校正2.5.2十字絲橫絲垂直儀器豎軸的檢驗與校正⑴檢驗§2.5

微傾式水準儀的檢驗與校正2.5.2十字絲橫絲垂直儀器豎軸的檢驗與校正⑵校正改正偏移量的一半?！?.5

微傾式水準儀的檢驗與校正2.5.3水準管軸平行視準軸的檢驗與校正⑴檢驗在高差不大的地面上選擇相距80m左右的A、B兩點…實際測出的b’與計算得到的b’0應相等，則表明水準管平行視準軸否則，兩軸不平行，其夾角為：b0’=a’+hAB(2-13)(2-14)DS3水準儀的i角不得大于20″，否則應校正。將儀器搬至距A點2～3m的Ⅱ處，……B點尺上水平視線的正確讀數(shù)為：b’§2.5

微傾式水準儀的檢驗與校正2.5.3水準管軸平行視準軸的檢驗與校正⑵校正儀器仍處在Ⅱ處，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使中絲在B尺上的讀數(shù)移到b0’,這時視準軸處于水平位置，但水準管氣泡不居中(符合氣泡不吻合)。…§2.6

水準測量誤差及其消減方法2.6.1儀器誤差⑴儀器校正后的殘余誤差水準儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準管軸平行視準軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響與距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。⑵水準尺誤差包括水準尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差等。精密水準測量應對水準尺進行檢定，并對讀數(shù)進行尺長誤差改正。零點誤差在成對使用水準尺時，可采取設置偶數(shù)測站的方法來消除；也可在前、后視中使用同一根水準尺來消除。§2.6

水準測量誤差及其消減方法2.6.2觀測誤差⑴水準管氣泡對中誤差水準管氣泡居中誤差一般為±0.15τ″。符合水準器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：⑵讀數(shù)誤差——估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠鏡放大率以及視線長度有關。按下式計算：式中：V——望遠鏡放大率；D——視線長；60″——人眼能分辨的最小角度；ρ——206265″；τ——水準管分劃值。(2-15)(2-16)為保證讀數(shù)精度，各等水準測量對望遠鏡放大率和最大視線長有相應規(guī)定?！?.6

水準測量誤差及其消減方法2.6.2觀測誤差⑶視差影響——視差對水準尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應仔細調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。⑷水準尺傾斜——誤差水準尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關?！?.6

水準測量誤差及其消減方法2.6.3外界條件影響⑴儀器下沉選擇堅實的地面作測站，并將腳架踏實。用雙面尺法進行測站檢核時，采用“后、前、前、后”的觀測程度，可減小其影響。⑵尺墊下沉——水平視線在尺上的讀數(shù)b，理論上應改算為相應水準面截于水準尺的讀數(shù)b’，兩者的差值c稱為地球曲率差。測量中當前、后視距相等時，通過高差計算可消除該影響。⑶地球曲率的影響(2-17)§2.6

水準測量誤差及其消減方法2.6.3外界條件影響⑷大氣折光影響由于地面上空氣密度不均勻，使I光線發(fā)生折射。因而水準測量中，實際的讀數(shù)不是水平視線的讀數(shù)，而是一向下彎曲視線的讀數(shù)。兩者之差稱為大氣折光差，用γ表示。在穩(wěn)定的氣象條件下，大氣折光差約為地球曲率差的1/7，即：⑸溫度的影響(2-18)此項誤差可用前、后視距相等的方法來消除。地球曲率差和大氣折光差是同時存在的兩者對讀數(shù)的共同影響可用下式計算：(2-19)§2.7

精密水準儀和水準尺2.7.1精密水準儀構造特點及讀數(shù)原理精密水準儀主要用于國家一、二級水準測量和高精度的工程測量中，例如建筑物沉降觀測，大型精密設備安裝等測量工作。精密水準儀的構造與DS3水準儀基本相同，也是由望遠鏡、水準器和基座三部分組成。其不同之點是：水準管分劃值較小，一般為10″/2mm；望遠鏡放大率較大，一般不小于40倍；望遠鏡亮度好，儀器結構穩(wěn)定，受溫度的變化影響小等。為了提高讀數(shù)精度，精密水準儀上設有光學測微器?！?.7

精密水準儀和水準尺2.7.2精密水準尺及讀數(shù)方法精密水準儀必須配有精密水準尺。這種水準尺一般是在木質(zhì)尺身的槽內(nèi)，引張一根因瓦合金帶。在帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上?！?.8

自動安平水準儀和激光掃平儀2.8.1自動安平水準儀的基本原理用自動補償器代替水準管，只需將水準儀上的圓水準器氣泡居中，便可通過中絲讀到水平視線在水準尺上的讀數(shù)?！?.8

自動安平水準儀和激光掃平儀2.8.2自動安平補償器結構形式較多，國產(chǎn)DSZ3型采用懸吊棱鏡組借助重力作用達到補償。§2.8

自動安平水準儀和激光掃平儀2.8.2自動安平補償器§2.8

自動安平水準儀和激光掃平儀2.8.3激光掃平儀激光掃平儀是一種新型的自動安平平面的定位儀器。習題與思考題1、2、3、4、5、6、7、8、9本章結束7.1.1地下水圖7-10地下水的類型§5.2

sAs§10.2

工程地質(zhì)測繪本章結束哪個點呢？課程簡介本課程包括建筑工程中廣泛應用的課程內(nèi)容：緒論第一章第二章第三章第四章第一部分課程目錄2.4.2特性1.特性平行垂直傾斜ABCabcABCabcABCacb實形性類似性積聚性一帆風順祝同學們祝同學們節(jié)日快樂第三章角度測量土木工程測量教學課件在確定地面點的位置時，常常要進行角度測量。角度測量最常用的儀器是經(jīng)緯儀。角度測量的基本原理光學經(jīng)緯儀的構造及測角方法經(jīng)緯儀的檢驗校正經(jīng)緯儀測角誤差分析和經(jīng)緯儀測角注意事項電子經(jīng)緯儀的構造?！?.1

角度測量原理水平角是指地面上一點到兩個目標點的方向線垂直投影到水平面上的夾角，或者是過兩條方向線的豎直面所夾的兩面角。如圖3-1所示。3.1.1水平角測量原理在過A點的鉛垂線上，水平地安置一個有刻度的圓盤(稱為水平度盤)，度盤中心在o點，過AB、AC豎直面與水平度盤交線為on、om，在水平度盤上讀數(shù)為n、m。則∠nom為所測得的水平角。一般水平度盤是順時針刻劃，則：∠nom=m-n=β(3-1)∠nom=m-n=β(3-1)§3.1

角度測量原理豎直角是指在同一豎直面內(nèi)，某一方向線與水平線的夾角。測量上又稱為傾斜角或豎角，用α表示。豎角有仰角和俯角之分。夾角在水平線之上為“正”，稱為仰角；在水平線之下為“負”，稱為“俯角”。3.1.2豎直角測量原理若在豎直面內(nèi)，豎直方向與某一方向線的夾角，稱為“天頂距”用Z表示。天頂距與豎直角的關系為：α=90°-Z (3-2)α=90°-Z (3-2)豎直度盤視線水平時，豎盤讀數(shù)為固定值90°或270°。在豎直角測量時，只需讀目標點一個方向值，便可算得豎直角?！?.1

角度測量原理根據(jù)以上分析，經(jīng)緯儀須有一刻度盤和在刻度盤上讀數(shù)的指標。觀測水平角時，刻度盤中心應安放在過測站點的鉛垂線上，并能使之水平。為了瞄準不同方向，經(jīng)緯儀的望遠鏡應能沿水平方向轉(zhuǎn)動，也能高低俯仰。當望遠鏡高低俯仰時，其視準軸應劃出一豎直面，這樣才能使得在同一豎直面內(nèi)高低不同的目標有相同的水平度盤讀數(shù)。3.1.2豎直角測量原理§3.2DJ6型光學經(jīng)緯儀1、經(jīng)緯儀概述經(jīng)緯儀的種類繁多，如按讀數(shù)系統(tǒng)區(qū)分，可以分成光學、游標和電子經(jīng)緯儀等?，F(xiàn)在使用的大多是光學經(jīng)緯儀，它較之游標經(jīng)緯儀有精度高、體積小、重量輕、密封性能良好等優(yōu)點。電子經(jīng)緯儀將在本章最后一節(jié)作簡要介紹。我國對經(jīng)緯儀編制了系列標準，分別為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60等級別。其中07、1、2、6、15等數(shù)字，表示該儀器所能達到的精度指標。如DJ07和DJ6分別表示水平方向測量一測回的方向中誤差不超過±0.7″和±6″的大地測量經(jīng)緯儀。光學游標電子經(jīng)緯儀§3.2DJ6型光學經(jīng)緯儀2、DJ6級光學經(jīng)緯儀的構造各種型號的DJ6級光學經(jīng)緯儀的構造大致相同。物鏡粗瞄器對光螺旋讀數(shù)目鏡望遠鏡目鏡轉(zhuǎn)盤手輪基座導向板堵蓋水準器反光鏡自動歸零鈕§3.2DJ6型光學經(jīng)緯儀DJ6型光學經(jīng)緯儀主要由基座、水平度盤和照準部三部分組成。⒈基座⒉水平度盤⒊照準部變換手輪、復測器2、DJ6級光學經(jīng)緯儀的構造§3.3DJ6型光學經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用2、讀數(shù)方法1、DJ6級光學經(jīng)緯儀分微尺測微器光路圖3.3.1分微尺測微器及讀數(shù)方法134°53′.187°58′.1§3.3DJ6型光學經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用2、讀數(shù)方法1、原理3.3.2單平板玻璃測微器及讀數(shù)方法量程30′，分為90格，分劃值20″。92°+d§3.3DJ6型光學經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用經(jīng)緯儀的使用包括對中、整平、瞄準、讀數(shù)四個步驟3.3.3經(jīng)緯儀的使用⑴對中——對中的目的是使儀器的中心與測站點位于同一鉛垂線上。對中可用垂球或光學對點器對中。垂球?qū)χ芯纫话阍?mm之內(nèi)，光學對點器對中可達1mm。⑵整平——整平的目的是使儀器豎軸在鉛直位置，而水平度盤在水平位置。圖3-12?！?.3DJ6型光學經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.3.3經(jīng)緯儀的使用⑶瞄準——瞄準方法同水準儀操作，只是測量水平角時應使十字絲縱絲平分或夾準目標，并盡量對準目標底部。圖3-13。⑷讀數(shù)——讀數(shù)時要先調(diào)節(jié)反光鏡，使讀數(shù)窗明亮，旋轉(zhuǎn)顯微鏡調(diào)焦螺旋，使刻劃數(shù)字清晰，然后讀數(shù)。測豎直角時注意調(diào)節(jié)豎盤水準氣泡微動螺旋，使氣泡居中后再讀數(shù)?！?.4

水平角和豎直角測量方法3.4.1水平角測量水平角測量有測回法和方向觀測法兩種⑴測回法——常用于測量兩個方向之間的單角。圖3-14。①盤左(正鏡)、βL=bL-aL

、上半測回(A→B)(3-3)②盤右(倒鏡)、βR=bR-aR、下半測回(B→A)③上、下半測回合稱一測回，計算一測回平均角值。§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.1水平角測量水平角測量有測回法和方向觀測法兩種⑴測回法——常用于測量兩個方向之間的單角。圖3-14。測回法用盤左、盤右觀測，可以消除儀器某些系統(tǒng)誤差對測角的影響，校核觀測結果和提高觀測成果精度。同一測回中，上、下半測回角值之差和各測回間角值之差均不應超過相應細則、規(guī)范所規(guī)定之容許值(±40″)。否則應重測，如各較差合乎要求，則分別取平均值。當測角精度要求較高時，往往要觀測幾個測回，為也減少度盤分劃誤差的影響，各測回間應根據(jù)測回數(shù)n，按180°/n變換水平度盤位置。§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.1水平角測量⑵方向觀測法——當一個測站上需要測量的方向數(shù)多于兩個時，應采用方向觀測法。當方向數(shù)多于三個時，每半個測回都從一個選定的起始方向(稱為零方向)開始觀測，在依次觀測所需的各個目標之后，再觀測起始方向，稱為歸零。此法也稱為全圓方向法或全圓測回法。上半測回、下半測回、幾個測回。如要提高觀測精度，須觀測多個測回。各測回仍按180°/n的角度間隔變換水平度盤的起始位置。半測回歸零差，對于DJ6經(jīng)緯儀，歸零差不應超過±18″，否則應重新觀測?！?.4

水平角和豎直角測量方法3.4.1水平角測量⑵方向觀測法方向觀測法成果計算①計算兩倍照準差(2c)值

2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)(3-4)對于DJ2經(jīng)緯儀，當豎直角小于3°時，2c不應超過±18″，DJ6沒有限差要求。②計算各方向的平均讀數(shù) 平均讀數(shù)=1/2{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±180°)}(3-5)計算的結果稱為方向值。起始方向有兩個平均值，應將此兩數(shù)再次平均，作為起始方向的方向值，并括以括號。平均讀數(shù)=1/2{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±180°)}(3-5)2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)(3-4)§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.1水平角測量⑵方向觀測法③計算歸零后的方向值將各方向的平均讀數(shù)減去起始方向的平均讀數(shù)(括號內(nèi))，即得各方向的歸零方向值。同一方向值各測回互差不超過±24″。起始方向的歸零值為零。④計算各測回歸零后方向值的平均值取各測回同一方向歸零后的方向值的平均值作該方向的最后結果。在取平均值之前，應計算同一方向歸零后的方向值各測回之間的差數(shù)有無超限，如果超限，則應重測。⑤計算各目標間水平角值將相鄰兩方向值減即可求得。§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.1水平角測量各方向平均讀數(shù)-括號內(nèi)數(shù)2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)平均讀數(shù)=1/2{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±180°)}§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.2豎直角測量⑴豎盤結構經(jīng)緯儀豎盤包括豎直度盤、豎盤指標水準管和豎盤指標水準管微動螺旋。豎盤固定在橫軸的一端，隨望遠鏡一起在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。測微尺的零分劃線是豎盤讀數(shù)的指標，可以把它看成是與豎盤指標水準管連成一體的。指標水準管氣泡居中，指標即處于正確位置，此時，如望遠鏡視準軸水平，豎盤讀數(shù)則應為90°的整數(shù)倍(即0°、90°180°、270°中的一個)，這個讀數(shù)稱始讀數(shù)。當望遠鏡轉(zhuǎn)動瞄準不同高度目標時，豎盤隨之轉(zhuǎn)動而指標不動，因而可讀得望遠鏡不同位置的豎盤讀數(shù)，以計算豎直角?！?.4

水平角和豎直角測量方法3.4.2豎直角測量⑴豎盤結構豎盤是由光學玻璃制成，刻劃的注記有順時針方向與逆時針方向兩種。見圖3-17。不同刻劃的經(jīng)緯儀其豎直角公式不同。當望遠鏡抬高，豎盤讀數(shù)增加時，豎直角為：

α=讀數(shù)-起始讀數(shù)=L-90°(3-6)反之，α=起始讀數(shù)-讀數(shù)=90°-L (3-7)§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.2豎直角測量①儀器安置在測站點上，對中、整平。盤左位置瞄準目標點，使十字絲中橫絲精確切準目標頂端，見圖3-18。調(diào)節(jié)豎盤指標水準管微動螺旋，使豎盤指標水準管氣泡居中，讀數(shù)為L。②用盤右位置再瞄準目標點，調(diào)節(jié)豎盤指標水準管，使氣泡居中，讀數(shù)為R。③計算豎直角時，首先判斷豎直角計算公式，如圖3-19所示：盤左位置

αL=90°-L (3-8)盤右位置

αR=R-270° (3-9)一測回角值為：

α=1/2(αL+αR)=1/2(R-L-180°)(3-10)⑵豎直角觀測與計算αL=90°-L (3-8)αR=R-270° (3-9)α=1/2(αL+αR)=1/2(R-L-180°)(3-10)將各觀測數(shù)據(jù)填入豎直角觀測手簿(表3-3)，利用上列各式逐項計算，得出一測回豎直角。低處目標的觀測、計算方法與此相同。§3.4

水平角和豎直角測量方法3.4.2豎直角測量豎直角觀測手簿表3-3δ=1/2(R+L-360)§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正從測角原理可知，經(jīng)緯儀有以下四個軸線(見圖3-20)，即水準管軸(LL)，豎軸(VV)，望遠鏡視準軸(CC)，橫軸(HH)。此外望遠鏡還有十字絲。這些軸系應滿足以下條件：⑴LLVV⑵CCHH⑶HHVV⑷十字絲垂直于橫絲§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正檢驗目的是使儀器滿足照準部水準管垂直儀器豎軸的幾何條件。使儀器整平后，保證豎軸鉛直，水平度盤保持水平。⑴檢驗方法⑵校正(圖3-21)3.5.1照準部水準管軸垂直于豎軸的檢驗與校正§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正⑴檢驗方法——檢驗目的是使豎絲鉛直，保證精確瞄準目標。用十字絲中點精確瞄準一個清晰目標點P，然后鎖緊望遠鏡制動螺旋。慢慢轉(zhuǎn)動望遠鏡微動螺旋，使望遠鏡上、下移動。如P點沿豎絲移動，則滿足條件，否則需校正。3.5.2十字絲豎絲垂直于橫軸的檢驗與校正⑵校正——其校正方法如同水準儀校正?！?.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正⑴檢驗方法——檢驗目的當橫軸水平時，望遠鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)，其視準面應是與橫軸正交的鉛垂面。若視準軸與橫軸不垂直，望遠鏡將掃出一個圓錐面。用該儀器測量同一鉛垂面內(nèi)不同高度目標時，所測水平度盤讀數(shù)不一樣，產(chǎn)生測角誤差。儀器檢驗常用四分之一法。圖3-23，在平坦地區(qū)選擇距離60m的A、B兩點…3.5.3視準軸垂直于橫軸的檢驗與校正∠B1OB2=4C，為4倍照準差。由此算得：(3-11)對于DJ6型經(jīng)緯儀，當c>60″時必須校正?！?.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正⑵校正在盤右位置，保持B尺不動，在B尺上定出B3點，使3.5.3視準軸垂直于橫軸的檢驗與校正OB3便與橫軸垂直。用校正針撥十字絲校正螺旋(左、右)，見圖3-24，一松一緊，平移十字絲分劃板，直到十字絲交點與B3點重合，最后旋緊螺絲?！?.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正⑴檢驗——此項檢驗是保證當豎軸鉛直時，橫軸應水平；否則，視準軸繞橫軸旋轉(zhuǎn)軌跡不是鉛垂面，而是一個傾斜面。3.5.4橫軸垂直于豎軸的檢驗與校正在距墻30m處安置經(jīng)緯儀，在盤左位置瞄準墻上一個明顯高點P，見圖3-25。要求仰角應大于30°。固定照準部，將望遠鏡大致水平。在墻上標出十字絲中點對應位置P1。再用盤右瞄準P點，同法在墻上標出P2點。若P1與P2重合，表示橫軸垂直于豎軸。不重合，則條件不滿足，對水平角測量影響為i角，可用下式計算：(3-12)對于DJ6型經(jīng)緯儀，若I>20″則需校正。§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正⑵校正——用望遠鏡瞄準P1P2直線的中點PM，固定照準部。然后抬高望遠鏡使十字絲交點移到P’點。由于i角的影響，P’與P不重合。校正時應打開支架抗病，放松支架內(nèi)的校正螺絲，使橫軸一端升高或降低，直到十字絲交點對準P點。注意，由于經(jīng)緯儀橫軸密封在支架內(nèi)，該項校正應由專業(yè)維修人員進行。3.5.4橫軸垂直于豎軸的檢驗與校正§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正豎盤指標差——望遠鏡視線水平、豎盤水準管氣泡居中時，其指標不恰好在90°或270°，而與正確位置差一個小角δ，稱為豎盤指標差。見圖3-26。3.5.5豎盤指標差及其檢校此時進行豎直角測量，盤左讀數(shù)為90°+δ。正確的豎直角為：α=(90°+δ)-L(3-13)α=(90°+δ)-L(3-13)§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正盤右讀數(shù)為270°+δ。3.5.5豎盤指標差及其檢校正確的豎直角為：α=R-(270°+δ)(3-14)α=R-(270°+δ)(3-14)將式(3-8)、(3-9)兩式代入(3-13)、(3-14)得α=αL+δ(3-15)α=αR-δ(3-16)α=αL+δ(3-15)α=αR-δ(3-16)將式(3-15)、(3-16)相加除以2，得：此式與(3-10)相同，可見在豎直角觀測中，用正倒鏡觀測取其均值可以消除豎盤指標差的影響，提高成果精度?！?.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正指標差可用于檢查觀測質(zhì)量。在同一測站上，觀測不同目標時，DJ6型經(jīng)緯儀指標差變化范圍為25″。此外，在精度要求不高或不便縱轉(zhuǎn)望遠鏡時，可先測定指標差δ，在以后觀測時只作正鏡觀測，求αL，按式(3-15)求豎直角。3.5.5豎盤指標差及其檢校指標差若超出±1′應校正。校正時，應用盤右位置照準原目標。轉(zhuǎn)動豎盤指標水準管微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為正確值(αR-δ)。此時氣泡不再居中，再用校正針撥動豎盤水準管校正螺絲，使氣泡居中。這項工作應反復進行，直至δ在規(guī)定范圍之內(nèi)。(3-17)對圖3-19中型式的豎盤，指標差可用下式求得：§3.5

經(jīng)緯儀的檢驗與校正⑴檢驗——校正的目的是使光學對點器的視準軸與儀器豎軸線重合。3.5.6光學對點器的檢校⑵校正§3.6

角度測量誤差分析及注意事項⑴儀器誤差——儀器誤差包括儀器校正之后的殘余誤差及儀器加工不完善引起的誤差。3.6.1角度測量誤差源①視準軸誤差——望遠鏡視準軸不垂直于橫軸時，其偏離垂直位置的角值C稱為視準誤差或照準差。由于盤左、盤右觀測時符號相反，故水平角測量時，可采用盤左、盤右取平均的方法加以消除②橫軸誤差(支架差)——是由于支承橫軸的支架有誤差，造成橫軸與豎軸不垂直。盤左、盤右觀測時對水平角影響為i角誤差，并且方向相反，也可采用盤左、盤右取平均的方法加以消除。③豎軸傾斜誤差——

是由于水準管軸不垂直于豎軸，以及豎軸水準管不居中引起的誤差。這時，豎軸偏離豎直方向一個小角度，從而引起橫軸傾斜及度盤傾斜，造成測角誤差。此誤差與正、倒鏡觀測無關，并且隨望遠鏡瞄準不同方向而變化，不能用正、倒鏡取平均的方法消除。因此，測量前應嚴格檢校儀器，觀測時仔細整平，并始終保持照準部水準管氣泡居中，氣泡不可偏離一格。§3.6

角度測量誤差分析及注意事項⑴儀器誤差3.6.1角度測量誤差源④度盤偏心差——是由于度盤加工及安裝不完善引起的。使照準部旋轉(zhuǎn)中心C1與水平度盤圓心C不重合引起讀數(shù)誤差，見圖3-28?？捎帽P左、盤右讀數(shù)取平均的方法予以減小。⑤度盤刻劃不均勻誤差——

是由于儀器加工不完善引起的。這項誤差很小。高精度測量時，為了提高測角精度，可利用度盤位置變換手輪在各測回間變換度盤位置，減小這項誤差的影響。⑥豎盤指標差——

可以用盤左、盤右取平均的方法消除?！?.6

角度測量誤差分析及注意事項⑵觀測誤差3.6.1角度測量誤差源①對中誤差——在測角時，若經(jīng)緯儀對中有誤差，將使儀器中心與測站點不在同一鉛垂線上，造成測角誤差。如圖3-29對中引起測角誤差為β=β’+(ε1+ε2)(3-18)β=β’+(ε1+ε2)(3-18)

(3-19)(3-20)從上式可見，這項誤差與偏心距成正比，與邊長成反比，不能通過觀測方法消除，所以測水平角時要仔細對中，在短邊測量時更要嚴格對中。§3.6

角度測量誤差分析及注意事項⑵觀測誤差3.6.1角度測量誤差源②目標偏心誤差——

是由于標桿傾斜引起的。如標桿傾斜，又沒有瞄準底部，則產(chǎn)生目標偏心誤差，見圖3-30。O為測站，A為地面目標點，AA’為標桿，桿長d，桿傾角α。目標偏心差為：e=dsinα(3-21)e=dsinα(3-21)目標偏斜對觀測方向影響為：(3-22)從上式可見，目標偏心誤差對水平方向影響與e成正比，與邊長成反比。為減少這項誤差，測角時標桿應豎直，并盡可能瞄準底部?！?.6

角度測量誤差分析及注意事項⑵觀測誤差3.6.1角度測量誤差源對于DJ6型經(jīng)緯儀，v=28,mv=±2.2″。③照準誤差——

測角時由人眼通過望遠鏡瞄準目標產(chǎn)生的誤差稱為照準誤差。影響照準誤差的因素很多，如望遠鏡放大倍數(shù)、人眼分辨率、十字絲的粗細、標志形狀和大小、目標影像亮度、顏色等。人眼分辨兩個點的最小視角約為60″，通常以此作為眼睛的鑒別角。當使用放大倍率為V的望遠鏡瞄準目標時，鑒別能力可提高V倍，這時該儀器的瞄準誤差為mv=±60″/V照準誤差無法消除，只有從目標的形狀、大小、顏色、亮度…mv=±60″/V④讀數(shù)誤差——讀數(shù)誤差主要取決于儀器讀數(shù)設備。對于采用分微尺測微器讀數(shù)系統(tǒng)的經(jīng)緯儀，讀數(shù)中誤差為測微器最小分劃值的1/10，即0.1′=6″?！?.6

角度測量誤差分析及注意事項⑶外界條件的影響3.6.1角度測量誤差源觀測在一定的外界條件下進行，外界條件對觀測質(zhì)量有直接影響，如松軟的土壤和大風影響儀器的穩(wěn)定；日曬和溫度變化影響水準管氣泡的運動；大氣層受地面熱輻射的影響會引起目標影象的跳動等。這些才會給觀測水平角帶來誤差。因此，要選擇目標成象清晰穩(wěn)定的有利時間觀測，設法克服或避開不得條件的影響，以提高觀測成果的質(zhì)量?！?.6

角度測量誤差分析及注意事項3.6.2水平角觀測注意事項⑴儀器安置的高度應合適，腳架應踩實，中心螺旋擰緊，觀測時手不扶腳架，轉(zhuǎn)動照準部及使用各種螺旋時，用力要輕。⑵若觀測目標的高度相差較大，特別要注意儀器整平。⑶對中要準確。測角精度要求越高，或邊長越短，則對中要求越嚴格。⑷觀測時要消除視差，盡量用十字絲交點照準目標底部或樁上小釘。⑸按觀測順序記錄水平度盤讀數(shù)，注意檢查限差。發(fā)現(xiàn)錯誤，立即重測。⑹水準管氣泡應在觀測前調(diào)好，一測回過程中不允許再調(diào)，如氣泡偏離中心超過兩格時，應再次整平重測該測回。§3.7

電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀與光學經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于它用微機控制的電子測角系統(tǒng)代替光學讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點是：⑴使用電子測角系統(tǒng)，能將測量結果自動顯示出來，實現(xiàn)了讀數(shù)的自動化和數(shù)字化。⑵采用積木式結構，可和光電測距儀組合成全站型電子速測儀，配合適當?shù)慕涌?，可將電子手簿記錄的?shù)據(jù)輸入計算機，以進行數(shù)據(jù)處理和繪圖。電子經(jīng)緯儀自1968年面世以來，發(fā)展很快，有不同的設計原理和眾多的型號。精度已達0.5″以內(nèi)，堪稱方便、快捷、精確，但價格較昂貴。電子經(jīng)緯儀測角系統(tǒng)主要有以下三種：編碼度盤測角系統(tǒng)——是采用編碼度盤及編碼測微器的絕對式測角系統(tǒng)；光柵度盤測角系統(tǒng)——是采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術的增量式讀數(shù)系統(tǒng)。動態(tài)測角系統(tǒng)——采用計時測角度盤及光電動態(tài)掃描絕對式測角系統(tǒng)。§3.7

電子經(jīng)緯儀3.7.1電子經(jīng)緯儀主要功能圖3-31是瑞士WILD廠生產(chǎn)的T2000電子經(jīng)緯儀。該儀器測角精度為±0.5″。其豎直角測量采用硅油液體補償器，可實現(xiàn)豎盤自動歸零。補償器工作范圍為±10′，補償精度為±0.1″。測角模式有兩種：一種是單次測量，精度較高。另一種是跟蹤測量，它將隨著經(jīng)緯儀的轉(zhuǎn)動自動測角。這種方式精度較低，適合于放樣及跟蹤活動目標。測角顯示可以設置到0.1″、1″、10″或1′。若將電子經(jīng)緯儀與光電測距儀聯(lián)機，即構成電子速測儀?！?.7

電子經(jīng)緯儀3.7.2電子經(jīng)緯儀測角原理⑴光柵度盤測角原理§3.7

電子經(jīng)緯儀3.7.2電子經(jīng)緯儀測角原理⑴光柵度盤測角原理§3.7

電子經(jīng)緯儀3.7.2電子經(jīng)緯儀測角原理⑵動態(tài)測角原理習題與思考題1、2、5、7、8、9、10本章結束7.1.1地下水圖7-10地下水的類型§5.2

sAs§10.2

工程地質(zhì)測繪本章結束哪個點呢？課程簡介本課程包括建筑工程中廣泛應用的課程內(nèi)容：緒論第一章第二章第三章第四章第一部分課程目錄2.4.2特性1.特性平行垂直傾斜ABCabcABCabcABCacb實形性類似性積聚性一帆風順祝同學們祝同學們節(jié)日快樂第四章距離測量土木工程測量教學課件距離測量是測量工作的基本工作之一，所謂距離是指兩點間的水平長度。如果測得的是傾斜距離，還必須改算為水平距離。按照所用儀器、工具的不同，測量距離的方法有鋼尺直接量距、光電測距儀和光學視距法測距等。本章要點鋼尺量距方法鋼尺量距成果處理視距測量原理測量方法和成果計算介紹電磁波測距原理，紅外測距儀簡介§4.1

鋼尺量距鋼尺量距是利用具有標準長度的鋼尺直接量測地面兩點間的距離，又稱為距離丈量。鋼尺量距時，根據(jù)不同的精度要求所用的工具和方法也不同。4.1.1量距工具⒈鋼尺——最高精度可達1/1萬。尺寬10～15mm。長度20m、30m、50m等。有三種分劃：①基本分劃為厘米；②厘米(在尺端10cm內(nèi)為毫米分劃)；③毫米分劃。尺的零點位置——①刻線尺，②端點尺；§4.1

鋼尺量距4.1.1量距工具⒉皮尺——用麻皮制成，精度低，只用于精度要求不高的距離丈量。⒊因瓦尺——鎳鐵合金制成，線狀，直徑1.5mm，長度24m,尺身無分劃和數(shù)字注記，尺兩端各連一個三棱形的分劃尺，長8cm,最小分劃1mm。全套由4根主尺，一根輔尺組成。精度高，1/100萬，用于精密量距。⒋輔助工具——測釬、花桿、垂球、彈簧秤和溫度計。§4.1

鋼尺量距4.1.2直線定線將所量尺段標定在待測二點間一條直線上的工作稱為直線定線。⑴目視定線——一般量距用目視定線。⑵經(jīng)緯儀定線——精密量距應用經(jīng)緯儀定線。§4.1

鋼尺量距4.1.3量距方法鋼尺量距一般采用整尺法量距，精密量距用串尺法量距。根據(jù)不同地形可采用水平量距法和傾斜量距法⑴平坦地區(qū)量距——量距精度不高時可采用整尺法量距，直接將鋼尺沿地面丈量，不用加溫度改正和用彈簧秤標定施加拉力。D=nl+Δl (4-1)D=nl+Δl (4-1)⑵傾斜地面距離丈量——視地形情況可用水平量距法或傾斜量距法?！?.1

鋼尺量距4.1.3量距方法為了提高精度，一般采用往返丈量。量距精度以相對誤差表示，通?；癁榉肿訛?的分數(shù)形式：

K=|D往-D返|/D平均=1/M M=D平均/|ΔD|(4-2)兩點間水平距離為： 平坦地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應大于1/3000；在困難地區(qū)相對誤差不應大于1/1000。 §4.1

鋼尺量距4.1.3量距方法⑶精密量距當量距精度要求在1/1萬以上時，要用精密量距方法，精密量距前要先清理場地。①定線——經(jīng)緯儀定線、鋼尺概量，打木樁、劃線。②量距——用檢定過的鋼尺丈量相鄰兩木樁之間的距離。每尺段要移動鋼尺位置丈量三次，三次測得的結果的較差視不同要求而定，一般不得超過2～3mm，否則要重量。若在限差以內(nèi)，則取平均值。作為此尺段的觀測成果。標準拉力(30m尺子，100N)。測記溫度，估讀到0.5℃。往返測，丈量次數(shù)視量邊精度要求而定③測量樁頂高程——往返觀測，往返所測高差之差，不超過±10mm,如在限差之內(nèi)，取平均值作為觀測成果。這種量距法稱為串尺法量距。§4.1

鋼尺量距4.1.4鋼尺量距成果整理精密量距中，每一尺段需進行尺長改正、溫度改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長度。⑴尺長改正

鋼尺名義長度l0一般和實際長度不相等，每量一段都需加入尺長改正。在標準拉力、標準溫度下經(jīng)過檢定實際長度為l’，其差值Δl為整尺段的尺長改正，即

Δl=l’-l0任一長度l尺長改正公式為：

Δld=Δl×l/l0 (4-3)Δl=l’-l0Δld=Δl×l/l0 (4-3)⑵溫度改正設鋼尺在檢定時的溫度為t0℃，丈量時的溫度為t℃，鋼尺的線膨脹系數(shù)α(一般為0.0000125/℃)。則某尺段l的溫度改正為：

Δlt=α(t-t0)l (4-4)Δlt=α(t-t0)l (4-4)§4.1

鋼尺量距4.1.4鋼尺量距成果整理⑶傾斜改正設沿地面量斜距為l，測得高差為h,換成平距d要進行傾斜改正。公式為(圖L-4-9)：上式用級數(shù)展開：當高差不大時，h與l比值很小，取前兩項得傾斜改正為：(4-5)每一尺段改正后的水平距離為：(4-6)§4.1

鋼尺量距4.1.5鋼尺檢定由于鋼尺制造誤差，以及長期使用產(chǎn)生的變形使得鋼尺名義長度和實際長度不一樣，因此在精密量距前必須對鋼尺進行檢定。鋼尺檢定室應是恒溫室，一般用平臺法。將鋼尺放在長度為30m(或50m)的水泥平臺上，平臺二端安裝有施加拉力的拉力架。給鋼尺施加標準拉力(100N)，然后用標準尺量測被檢定鋼尺，得到在標準溫度、標準拉力下的實際長度，最后給出尺長隨溫度變化的函數(shù)式，稱為尺長方程式。lt=l0+Δld+α(t-t0)l0(4-7)lt=l0+Δld+α(t-t0)l0(4-7)§4.2

鋼尺量距誤差及注意事項影響鋼尺量距精度的因素很多，主要有定線誤差、尺長誤差、溫度測定誤差、鋼尺傾斜誤差、拉力不均誤差、鋼尺對準誤差、讀數(shù)誤差等?，F(xiàn)擇其主要者討論如下。⑴定線誤差在量距時由于鋼尺沒有準確地安放在待量距的直線方向上，所量的是折線而不是直線，造成量距結果偏大，如圖4-4所示。設定線誤差為ε，一尺段的量距誤差為：(4-8)當，l=30m時，ε≤0.12m，Δε≤±3mm，所以目視定線即可達此精度?！?.2

鋼尺量距誤差及注意事項⑵尺長誤差鋼尺名義長度與實際長度之差產(chǎn)生的尺長誤差對量距的影響，是隨著距離的增加而增加的。在高精度量距時應加尺長改正，并要求鋼尺檢定誤差<1mm。⑶溫度測定誤差據(jù)鋼尺溫度改正公式Δlt=α(t-t0)l，當溫度引起的誤差為1/30000