測量學(xué)課件資料

第一章緒論I

第一節(jié)測量學(xué)的任務(wù)

一、測量學(xué)的定義

1.早期的定義：研究地球的形狀和大小，確定地面點(diǎn)的坐標(biāo)的學(xué)科。

2.當(dāng)前的定義：研究三維空間中各種物體的形狀、大小、位置、方向和其分布的學(xué)科。

測量學(xué)的內(nèi)容包括測定和測設(shè)兩個部分。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

測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖。測設(shè)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)。

二、測量學(xué)科的組成

大地測量學(xué)：研究測定地球的形狀和大小及地球的重力場的測量方法、分布情況及其應(yīng)用的學(xué)科。

地圖學(xué)：研究地圖制圖的理論和方法。

攝影測量學(xué)：研究利用航天、航空、地面的攝影和遙感信息，進(jìn)行測量的方法和理論的學(xué)科。

工程測量學(xué)：研究測量和制圖的理論和技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用。

地形測量學(xué)：研究將地球表面局部地區(qū)的地貌、地物測繪成地形圖的基本理論和方法。

三、該學(xué)科在工程中的應(yīng)用

1、路

2、橋

3、工民建

4、隧道

第三節(jié)地面點(diǎn)位的確定

一、地球的形狀和大小

1、鉛垂線：重力的方向線，它是測量工作的基準(zhǔn)線。

2、水準(zhǔn)面：靜止的水面

3、水平面：與水準(zhǔn)面相切的平面。

4、大地水準(zhǔn)面：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，大地水準(zhǔn)面是測量

工作的基準(zhǔn)面。

5、大地體：由大地水準(zhǔn)面所包圍的地球形體。

6、參考橢球體：通常用一個非常接近于大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)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(zhǔn)面，是一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體。

旋轉(zhuǎn)橢球體由長半徑a（或短半徑b）和扁率a所決定。我國目前采用的元素值為長半徑a=6378140m,

并選擇陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)某點(diǎn)為大地原點(diǎn)，進(jìn)行了大地定位。由此而建立起來全國統(tǒng)一坐標(biāo)系，這就是

現(xiàn)在使用的“1980年國家大地坐標(biāo)系”。

7、近似圓球：因此當(dāng)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。R=l/3

（2a+b）

二、確定地面點(diǎn)位的方法

1、球面坐標(biāo)系統(tǒng)

（1）、天文地理坐標(biāo)系：測量（天文經(jīng)緯度）的外業(yè)以鉛垂線為準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是天文地理坐標(biāo)

系的主要面和線地面點(diǎn)的坐標(biāo)是它沿鉛垂線在大地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)的經(jīng)度和緯度.

（2）、大地地理坐標(biāo)系:是建立在地球橢球面上的坐標(biāo)系，地球橢球面和法線是大地地理坐標(biāo)系的主要

面和線，地面點(diǎn)的大地坐標(biāo)是它沿法線在地球橢球面上投影點(diǎn)的經(jīng)度L和緯度B

2、高斯平面直角坐標(biāo)系

（1）高斯投影是等角橫切橢圓柱投影。等角投影就是正形投影。所謂，正形投影，就是在極小的區(qū)域

內(nèi)橢球面上的圖形投影后保持形狀相似。即投影后角度不變形。按投影帶不同通常分為6度帶和3度帶。

點(diǎn)在高斯平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，理論上中央子午線的投影是X軸，赤道的投影是Y軸，其交點(diǎn)是

坐標(biāo)原點(diǎn)。點(diǎn)的X坐標(biāo)是點(diǎn)至赤道的距離；點(diǎn)的Y坐標(biāo)是點(diǎn)至中央子午線的距離，設(shè)為y'稱為自然坐

標(biāo)；y'有正有負(fù)。為了避免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，把原點(diǎn)向西平移500公里。為了區(qū)分不同投影帶中的點(diǎn),

在點(diǎn)的Y坐標(biāo)值上加帶號N,所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)通用值為：

y=N*+500000+y'

R1-S6*?IP

3、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系：以當(dāng)?shù)氐乃矫鏋橹饕妫ú恍枰队埃ǔＲ援?dāng)?shù)氐谋狈较驗(yàn)樽鴺?biāo)軸的正

方向，該坐標(biāo)系只用于小的局部地區(qū)。

4、地面點(diǎn)的高程

絕對高程（海拔）——地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

相對高程——地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

高差：兩點(diǎn)的高程之差Hab=Hb-Ha

第四節(jié)用水平面代替水準(zhǔn)面的限度

2=%

二、對高程的影響

即%

第五節(jié)測量工作概述

一、測量工作基本原則

1.在布局上，從整體到局部，順序上，先控制后碎部。由高級到低級。

2.前一步測量工作未作檢核不進(jìn)行下一步測量工作。

二、測量外業(yè)工作

1.水平角測量

2.水平距離測量

3.高程測量

本章小結(jié)

1.我們著重掌握測量工作的基本概念、基本儀器和基本操作方法，結(jié)合規(guī)劃設(shè)計階段、施工階

段的測量工作進(jìn)行學(xué)習(xí)。。

2.弄清一些基本概念，如水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、旋轉(zhuǎn)橢球體、地理坐標(biāo)、平面直角坐標(biāo)、高斯

一克里格坐標(biāo)、絕對高程和相對高程。

3.地球是個旋轉(zhuǎn)橢球體，在地形測量范圍內(nèi)，為計算方便,可把地球視為圓球，其半徑只為6371km。

當(dāng)測區(qū)范圍在10km以內(nèi)時，如測量水平距離，可不考慮地球的曲率，用水平面代替球面，但在高程測

量時，即使測距很短，也必須考慮地球曲率的影響，這將在以后章節(jié)進(jìn)一步介紹。

4.確定地面點(diǎn)的位置是由其平面位置和點(diǎn)的高程決定，平面位置一般用平面直角坐標(biāo)系表示，

即用X、Y代表縱、橫坐標(biāo)。正如一張電影票，若上面印著“12排7號”，12排則表示其在X方向上的

位置，7號則表示其在Y方向上的位置。若電影院有樓，前面要加“樓上”或“樓下”二字，以表示它

們的空間位置，測量上用高程“H”表示.測定地面點(diǎn)相對位置的基本工作是距離丈量、角度測量和高

程測量。

5.“從整體到局部”或“先控制后碎部”是測量工作所遵循的原則。無論是地形測量還是施工

測量，都必須遵循此項(xiàng)原則。

第二章水準(zhǔn)測量

第一節(jié)水準(zhǔn)測量原理

水準(zhǔn)測量的基本測法是：在圖2-1中，已知4點(diǎn)的高程為HA，只要能測出A點(diǎn)至8

點(diǎn)的高程之差，簡稱高差〃AB。，則B點(diǎn)的高程HB就可用下式計算求得：

“B=HA+/7AB(2-1)

用水準(zhǔn)測量方法測定高差A(yù)ABO

的原理如圖2-1所示，在A、B兩點(diǎn)

上豎立水準(zhǔn)尺，并在A、B兩點(diǎn)之間

安置一架可以得到水平視線的儀器

即水準(zhǔn)儀，設(shè)水準(zhǔn)儀的水平視線截在

尺上的位置分別為M、N,過A點(diǎn)作圖2-1水準(zhǔn)測量原理示意圖

一水平線與過B點(diǎn)的豎線相交于Co

因?yàn)锽C的高度就是A、B兩點(diǎn)之間

的高差/?AB。，所以由矩形M4C”就

可以得到計算刀AB的式：

hAa=a-h(2-2)

測量時，b的值是用水準(zhǔn)儀瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時直接讀取的讀數(shù)值。因?yàn)锳點(diǎn)為己知高

程的點(diǎn)，通常稱為后視點(diǎn)，其讀數(shù)a為后視讀數(shù)，而8點(diǎn)稱為前視點(diǎn)，其讀數(shù)〃為前視

讀數(shù)。即

〃AB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)

視線高H,=HA+a(2-3)

B點(diǎn)高程砒=乩力(2-4)

綜匕所述要測算地面上兩點(diǎn)間的高差或點(diǎn)的高程，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，測算將發(fā)生錯誤。因此，視線必須水平，是水準(zhǔn)測量

中要牢牢記住的操作要領(lǐng)。

第二節(jié)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺

一、微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造

如圖2-2所示，微傾式水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座組成。水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡能

繞儀器豎軸在水平方向轉(zhuǎn)動，為了能精確地提供水平視線，在儀器構(gòu)造上安置了一個能

使望遠(yuǎn)鏡上下作微小運(yùn)動的微傾螺旋，所以稱微傾式水準(zhǔn)儀。

1.望遠(yuǎn)鏡

望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡和十字絲三個主要部分組成，它的主要作用是能使我們看清遠(yuǎn)

處的目標(biāo)，并提供一條照準(zhǔn)讀數(shù)值用的視線。

十字絲是在玻璃片上刻線后，裝在十字絲環(huán)上，用三個或四個可轉(zhuǎn)動的螺旋固定在

望遠(yuǎn)鏡筒上，十字絲的上下兩條短線稱為視距絲，上面的短線稱上絲，下面的短線稱下

絲。由上絲和下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)可求得儀器到標(biāo)尺間的距離。十字絲橫絲與豎絲的交

點(diǎn)與物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸。

2.水準(zhǔn)器

水準(zhǔn)器的作用是把望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸安置到水平位置。水準(zhǔn)器有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器

兩種形式。

圓水準(zhǔn)器是一個玻璃圓盒，圓盒內(nèi)裝有化學(xué)液體，加熱密封時留有氣泡而成。

圓水準(zhǔn)器內(nèi)表面是圓球面，中央畫一小圓，其圓心稱為圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，過此零點(diǎn)

的法線稱為圓水準(zhǔn)器軸。當(dāng)氣泡中心與零點(diǎn)重合時，即為氣泡居中。此時，圓水準(zhǔn)軸線

位于鉛垂位置。也就是說水準(zhǔn)儀豎軸處于鉛垂位置，儀器達(dá)到基本水平狀態(tài)。

管水準(zhǔn)器簡稱水準(zhǔn)管，它是把玻璃管縱向內(nèi)壁磨成曲率半徑很大的圓弧面，管壁上

有刻劃線，管內(nèi)裝有酒精與乙醛的混合液，加熱密封時留有氣泡而成，如圖2-6所示。

水準(zhǔn)管內(nèi)壁圓弧中心為水準(zhǔn)管零點(diǎn)，過零點(diǎn)與內(nèi)壁圓弧相切的直線稱為水準(zhǔn)管軸。

當(dāng)氣泡兩端與零點(diǎn)對稱時稱氣泡居中，這時的水準(zhǔn)管軸處于水平位置，也就是水準(zhǔn)儀的

視準(zhǔn)軸處于水平位置。

符合式水準(zhǔn)器，它是提高管水準(zhǔn)器置平精度的一種裝置。在水準(zhǔn)管上方裝有一組符

合棱鏡組，如圖2-7a）所示。氣泡兩端的半影像經(jīng)過折反射之后，反映在望遠(yuǎn)鏡旁的觀測

窗內(nèi)。

3.基座

基座主要由軸座、腳螺旋和連接板組成。儀器上部通過豎軸插入座內(nèi)，由基座承托

整個儀器，儀器用連接螺旋與三腳架連接。

二、水準(zhǔn)尺

水準(zhǔn)尺是與水準(zhǔn)儀配合進(jìn)行水準(zhǔn)測量的工具。水準(zhǔn)尺分為直尺、折尺和塔尺，如圖

2-8a）所示。雙面水準(zhǔn)尺的分劃，一面是黑白相間的稱黑色面（主尺），黑面分劃尺底為零,

另一面是紅白相間的稱紅色面（輔助尺），紅面刻劃尺底為一常數(shù)：4687mm或4787mm。

使用水準(zhǔn)尺前一定要認(rèn)清刻劃特點(diǎn)。

尺墊是供支承水準(zhǔn)尺和傳遞高程所用的工具。

第三節(jié)水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作

在水準(zhǔn)儀的使用過程中，應(yīng)首先打開三腳架，把架頭大致水平，高度適中，踏實(shí)腳

架尖后，將水準(zhǔn)儀安放在架頭上并擰緊中心螺旋。

水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作按以下四個步驟進(jìn)行：粗平一照準(zhǔn)一精平一讀數(shù)。

一、粗平

粗平就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準(zhǔn)氣泡居中，使儀器豎軸處于鉛垂位置，視線概

略水平。具體做法是：用兩手同時以相對方向分別轉(zhuǎn)動任意兩個腳螺旋，此時氣泡移動

的方向和左手大拇指旋轉(zhuǎn)方向相同，然后再轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋使氣泡居中，如圖2-10b）

所示。如此反復(fù)進(jìn)行，直至在任何位置水準(zhǔn)氣泡均位于分劃圓圈內(nèi)為止。

在操作熟練后，不必將氣泡的移動分解為兩步，視氣泡的具體位置而轉(zhuǎn)動任兩個腳

螺旋直接使氣泡居中。

二'照準(zhǔn)

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。當(dāng)眼睛靠近目鏡上下微

微晃動時，物像隨著眼睛的晃動也上下移動，這就表明存在著視差。有視差就會影響照

準(zhǔn)和讀數(shù)精度，如圖2-lla）b）所示?消除視差的方法是仔細(xì)且反復(fù)交替地調(diào)節(jié)目鏡和物鏡

對光螺旋，使十字絲和目標(biāo)影像共平面，且同時都十分清晰，

三、精平

精平就是轉(zhuǎn)動微傾螺旋將水準(zhǔn)管氣泡居中，使視線精確水平，其做法是：慢慢轉(zhuǎn)動

微傾螺旋，使觀察窗中符合水準(zhǔn)氣泡的影象符合。左側(cè)影像移動的方向與右手大拇指轉(zhuǎn)

動方向相同。由于氣泡影像移動有慣性，在轉(zhuǎn)動微傾螺旋時要慢、穩(wěn)、輕、速度不宜太

快。

必須指出的是：具有微傾螺旋的水準(zhǔn)儀粗平后，豎軸不是嚴(yán)格鉛垂的，當(dāng)望遠(yuǎn)境由

一個目標(biāo)（后視）轉(zhuǎn)瞄另一日標(biāo)（前視）時，氣泡不一定完全符合，還必須注意重新再

精平，直到水準(zhǔn)管氣泡完全符合，才能讀數(shù)。

四、讀數(shù)

讀數(shù)就是在視線水平時，用望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù)，如圖2-12所示。讀數(shù)

前要認(rèn)清水準(zhǔn)尺的刻畫特征，呈像要清晰穩(wěn)定。為了保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性，讀數(shù)時要按由

小到大的方向，先估讀mm數(shù)，再讀出m、dm、cm數(shù)。讀數(shù)前務(wù)必檢查符合水準(zhǔn)氣泡影

像是否符合好，以保證在水平視線上讀取數(shù)值。還要特別注意不要錯讀單位和發(fā)生漏零

現(xiàn)象。

第四節(jié)普通水準(zhǔn)測量實(shí)施

一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線

水準(zhǔn)點(diǎn)是測區(qū)的高程控制點(diǎn)，一般縮寫為“BM”，用“③”符號表示。

水準(zhǔn)路線依據(jù)工程的性質(zhì)和測區(qū)的情況，可布設(shè)成以下幾種形式：

1.閉合水準(zhǔn)路線。

如圖2-13a）所示，是從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMA出發(fā)，經(jīng)過測量各測段的高差，求得沿線

其它各點(diǎn)高程，最后又閉合到BMA的環(huán)形路線。

2.附合水準(zhǔn)路線。

如圖2-13b）所示，是從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMA出發(fā)，經(jīng)過測量各測段的高差，求得沿線

其它各點(diǎn)高程，最后附合到另一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMB的路線。

3.支水準(zhǔn)路線。

如圖2-13c）所示；是從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BM,出發(fā)，沿線往測其它各點(diǎn)高程到終點(diǎn)2,

又從2點(diǎn)返測到BM1,其路線既不閉合又不附合，但必須是往返施測的路線。

a)閉合水準(zhǔn)路線b)符合水準(zhǔn)路線c)支水準(zhǔn)路線

圖2-13水準(zhǔn)路線圖

二'施測方法

普通水準(zhǔn)測量通常用經(jīng)檢校后的DS3型水準(zhǔn)儀施測。水準(zhǔn)尺采用塔尺或單面只，測

量時水準(zhǔn)儀應(yīng)置于兩水準(zhǔn)尺中間，使前、后視的距離盡可能相等。具體施測方法如下：

(1)如圖2-14,置水準(zhǔn)儀于距已知后視高程點(diǎn)A一定距離的1處，并選擇好前視轉(zhuǎn)點(diǎn)

ZD”將水準(zhǔn)尺置于A點(diǎn)和ZD1點(diǎn)上。

(2)將水準(zhǔn)儀粗平后，先瞄準(zhǔn)后視尺，消除視差。精平后讀取后視讀數(shù)值勾，并記入

五等水準(zhǔn)測量記錄表中，見表2-3。

(3)平轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視尺，精平后，讀取前視讀數(shù)值歷，并記入五等水準(zhǔn)測量記錄

表中。至此便完成了普通水準(zhǔn)測量一個測站的觀測任務(wù)。

(4)將儀器搬遷到第II站，把第【站的后視尺移到第H站的轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD2上，把原第I站

前視變成第H站的后視。

(5)按(2)、(3)步驟測出第II站的后、前視讀數(shù)值做、歷，并記入五等水準(zhǔn)測量記錄表

中。

(6)重復(fù)上述步驟測至終點(diǎn)B為止。

3點(diǎn)高程的計算是先計算出各站高差：

hi=a,~b,(i=1,2,3.......n)(2-6)

再用A點(diǎn)的已知高程推算各轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程,最后求得B點(diǎn)的高程。

即:hi=a\-b[〃ZD尸%+加

h尸abb2"ZD2=〃ZD1+九2

”B="ZDn+/?n

hn^an-bn

將上列左邊求和得:

￡h=￡a-￡b=hxB

從上列右邊可知:

HB=HA+￡I](2-

8)

需要指出的是，在水準(zhǔn)測量中，高程是依次由ZD】、ZD2……等點(diǎn)傳遞過來的，這些

傳遞高程的點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。轉(zhuǎn)點(diǎn)既有前視讀數(shù)又有后視讀數(shù)，轉(zhuǎn)點(diǎn)的選擇將影響到水準(zhǔn)測

量的觀測精度，因此轉(zhuǎn)點(diǎn)要選在堅(jiān)實(shí)、凸起、明顯的位置，在一般土地上應(yīng)放置尺墊。

三、校核方法

I.計算校核

由公式(2-7)看出，8點(diǎn)對A點(diǎn)的高差等于各轉(zhuǎn)點(diǎn)之間高差的代數(shù)和，也等于后視讀

數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和的差值，即：

〃AB=￡h=￡a-￡b(2-9)

經(jīng)上式校核無誤后，說明高差計算是正確的。

按照各站觀測高差和A點(diǎn)已知高程，推算出各轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程，最后求得終點(diǎn)B的高程。

終點(diǎn)B的高程HB減去起點(diǎn)4的高程”A應(yīng)等于各站高差的代數(shù)和，即：

(2-10)

經(jīng)上式校核無誤后，說明各轉(zhuǎn)點(diǎn)高程的計算是正確的。

2.測站校核

水準(zhǔn)測量連續(xù)性很強(qiáng)，一個測站的誤差或錯誤對整個水準(zhǔn)測量成果都有影響。為了

保證各個測站觀測成果的正確性，可采用以下方法進(jìn)行校核。

變更儀器高法：在一個測站上用不同的儀器高度測出兩次高差。測得第一次高差后，

改變儀器高度(至少10cm),然后再測一次高差。當(dāng)兩次所測高差之差不大干3?5mm則

認(rèn)為觀測值符合要求，取其平均值作為最后結(jié)果。若大于3?5mm則需要重測。

雙面尺法：本法是儀器高度不變，而用水準(zhǔn)尺的紅面和黑面高差進(jìn)行校核。紅、黑

面高差之差也不能大于3?5mm。

3.成果校核

測量成果由于測量誤差的影響，使得水準(zhǔn)路線的實(shí)測高差值與應(yīng)有值不相符，其差

值稱為高差閉合差，若高差閉合差在允許誤差范圍之內(nèi)時，認(rèn)為外業(yè)觀測成果合格；若

超過允許誤差范圍時，應(yīng)查明原因進(jìn)行重測，直到符合要求為止。一般等外水準(zhǔn)測量的

高差容許閉合差為：

平原微丘區(qū)亦容=±12J?mm

山嶺重丘區(qū)加容=±40JZmm(2-11)

式中：L---水準(zhǔn)路線長度，以km為單位。

五等水準(zhǔn)測量的成果校核，主要考慮其高差閉合差是否超限。根據(jù)不同的水準(zhǔn)路線,

其校核的方法也不同，各水準(zhǔn)路線的高差閉合差計算公式如下：

(1)附合水準(zhǔn)路線：實(shí)測高差的總和與始、終已知水準(zhǔn)點(diǎn)高差之差值稱為附合水準(zhǔn)路

線的高差閉合差。即：

亦=￡/廠言-HQ(2-12)

(2)閉合水準(zhǔn)路線：實(shí)測高差的代數(shù)和不等于零，其差值為閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合

差。即：

2/7(2-13)

(3)支水準(zhǔn)路線：實(shí)測往、返高差的絕對值之差稱為支水準(zhǔn)路線的高差閉合差。即：

,/h=-\h,I-I/J?I(2-14)

如果水準(zhǔn)路線的高差閉合差亦小于或等于其容許的高差閉合差亦容，即亦就

認(rèn)為外業(yè)觀測成果合格，否則須進(jìn)行重測。

四、成果處理

五等水準(zhǔn)測量的成果處理就是當(dāng)外業(yè)觀測成果的高差閉合差在容許范圍內(nèi)時，所進(jìn)

行的高差閉合差的調(diào)整，使調(diào)整后的各測段高差值等于應(yīng)有值，也就是使亦=0。最后用

調(diào)整后的高差計算各測段水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。

高差閉合差的調(diào)整原則是以水準(zhǔn)路線的測段站數(shù)或測段長度成正比，將閉合差反號

分配到各測段上，并進(jìn)行實(shí)測高差的改正計算。

1.按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差

若按測站數(shù)進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整，則某一測段高差的改正數(shù)匕為：

f

(2-15)

Ln

式中：Zn——水準(zhǔn)路線各測段的測站數(shù)總和；

——某一測段的測站數(shù)。

按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差和高程計算示例如圖2-15所示，并參見表2-4。

以上典+2345mBMB

36.34512站BM1山站^站■前一'訴

圖2-15符合水準(zhǔn)路線

按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差及高程計算表表2-4

測段測站數(shù)實(shí)測高改正數(shù)改正后的

測點(diǎn)高程(m)備注

編號(個)差(m)(m)高差(m)

1BM36.345"BMB-HBMA=2.694

A12+2.785-0.010+2.775

A=￡h-(HBMB—HBMA)~

2BM)39.120

18-4.369-0.016-4.3852.741-2.694

3BM34.745=+0.047

213+1.980-0.011+1.969

工〃=54

4BM36.704

311+2.345-0.010+2.335

vA

v,=—?他

EBM39.039

B54+2.741-0.047+2.694

2.按測段長度調(diào)整高差閉合差

若按測段長度進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整，則某一測段高差的改正數(shù)Vj為：

f

(2-16)

乙L

式中：Y.L一一水準(zhǔn)路線各測段的總長度；

Li——某一測段的長度。

按測段長度調(diào)整高差閉合差和高程計算示例如圖2-15所示，并參見表2-5?

按路線長度調(diào)整高差閉合差及高程計算表表2-5

測段測段數(shù)實(shí)測高差改正數(shù)改正后的

測點(diǎn)高程(m)備注

編號(個)(m)(m)高差(m)

1BM36.345

A2.1+2.785-0.011+2.774亦=("BMB—

=2.741—2.694

2.BMI39.119=+0.047

2.8-4.369-0.014-4.383

EL=0.1

3BM234.736

2.3+1.980-0.012+1.968

vfh,

BM36.704

43

1.9+2.345-0.010+2.335XL

B39.039

BM9.1+2.741-0.047+2.694

需要指出的是：在水準(zhǔn)測量成果處理時無論是按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差（見表2-4）,

還是按測段長度調(diào)整高差閉合差（見表2-5）,都應(yīng)滿足下列關(guān)系：

也就是水準(zhǔn)路線各測段的改正數(shù)之和與高差閉合差大小相等符號相反。

第五節(jié)微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

水準(zhǔn)儀在檢校前，首先應(yīng)進(jìn)行視檢，其內(nèi)容包括：順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，看

豎軸轉(zhuǎn)動是否靈活、均勻；微動螺旋是否可靠；瞄準(zhǔn)日標(biāo)后，再分別轉(zhuǎn)動微傾螺旋和對

光螺旋，看望遠(yuǎn)鏡是否靈敏，有無晃動等現(xiàn)象；望遠(yuǎn)鏡視場中的十字絲及目標(biāo)能否調(diào)節(jié)

清晰；有無霉斑、灰塵、油跡；腳螺旋或微傾螺旋均勻升降時，圓水準(zhǔn)器及管水準(zhǔn)器的

氣泡移動不應(yīng)有突變現(xiàn)象；儀器的三腳架安放好后，適當(dāng)用力轉(zhuǎn)動架頭時，不應(yīng)有松動

現(xiàn)象。

根據(jù)水準(zhǔn)測量原理，微傾式水準(zhǔn)儀各軸線間應(yīng)具備的幾何關(guān)系是：圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平

行于儀器豎軸（A'L'〃"），十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸；水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于儀

器視準(zhǔn)軸（LL〃CC）,如圖2-16所示，其檢驗(yàn)與校正的具體做法如下：

一、圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正

目的：使圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸，也就是當(dāng)圓水準(zhǔn)器的氣泡居中時.，儀器的豎

軸應(yīng)處于鉛垂?fàn)顟B(tài)。

檢驗(yàn)方法：首先轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)180°。如果氣泡仍

居中，說明兩軸平行；如果氣泡偏移了零點(diǎn)，說明兩軸不平行，需校正。

校正方法：撥動圓水準(zhǔn)器的校正螺絲使氣泡中點(diǎn)退回距零點(diǎn)偏離量的一半，如圖2-18

所示。然后轉(zhuǎn)動腳螺旋使氣泡居中。檢驗(yàn)和校正應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直至儀器轉(zhuǎn)到任何位置，

圓水準(zhǔn)氣泡始終居中，即位于刻劃圈內(nèi)為止。

二、十字絲橫絲的檢驗(yàn)與校正

目的：使十字絲橫絲垂直于儀器的豎軸。也就是豎軸鉛垂時，橫絲應(yīng)水平.

檢驗(yàn)方法：整平儀器后，將橫絲的一端對準(zhǔn)一明顯固定點(diǎn)，旋緊制動螺旋后再轉(zhuǎn)動

微動螺旋，如果該點(diǎn)始終在橫絲上移動，說明十字絲橫絲垂直于豎軸，如圖2-19a）所示。

如果該點(diǎn)離開橫絲，說明橫絲不水平，需要校正，如圖2-19b）所示。

校正方法：用螺絲刀松開十字絲環(huán)的三個固定螺絲，再轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，調(diào)整偏移量，

直到滿足條件為止，最后擰緊該螺絲，上好外罩。

三、管水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正

目的：使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)袖，也就是當(dāng)管水準(zhǔn)器氣泡居中時，視準(zhǔn)軸應(yīng)處于水

平狀態(tài)。

檢驗(yàn)方法：首先在平坦地面上選擇相距100m左右的A點(diǎn)和B點(diǎn)，在兩點(diǎn)放上尺墊

或打入木樁，并豎立水準(zhǔn)尺，如圖2-20所示。然后將水準(zhǔn)儀器安置在4、8兩點(diǎn)的中間

位置C處進(jìn)行觀測，假如水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，視線在尺上的讀數(shù)分別為?和仇，

由于視線的傾斜而產(chǎn)生的讀數(shù)誤差均為△,則兩點(diǎn)間的高差hAB為：

hM=arb\

圖2-20管水準(zhǔn)器檢校原理圖

由圖2-20可知：a\=a+"=匕+4,代入上式得：

〃AB=3+4）-（。+4）=a-b

此式表明，若將水準(zhǔn)儀安置在兩點(diǎn)中間進(jìn)行觀測，便可消除由于視準(zhǔn)軸不平行于水

準(zhǔn)管軸所產(chǎn)生的誤差讀數(shù)△，得到兩點(diǎn)間的正確高差〃AB

為了防上錯誤和提高觀測精度，一般應(yīng)改變儀器高觀測兩次，若兩次高差的誤差小

于3mm時，取平均數(shù)作為正確高差〃AB。

再將水準(zhǔn)儀安置在距B尺2m左右的E處，安置好儀器后，先讀取近尺B的讀數(shù)值

b2,因儀器離B點(diǎn)很近，兩軸不平行的誤差可忽略不計。然后根據(jù)必正確高差“AB計算

視線水平時在遠(yuǎn)尺A的正確讀數(shù)值加2

屋2=歷+〃AB（2-17）

用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)A點(diǎn)的水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動微傾螺旋將橫絲對準(zhǔn)a'2,這時視準(zhǔn)軸已處于水

平位置，如果水準(zhǔn)管氣泡影像符合，說明水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，否則應(yīng)進(jìn)行校正。

校正方法：轉(zhuǎn)動微傾螺旋使橫絲對準(zhǔn)A尺正確讀數(shù)/2時，視準(zhǔn)軸已處于水平位置,

由于兩軸不平行，便使水準(zhǔn)管氣泡偏離零點(diǎn)，即氣泡影像不符合，如圖2-21所示。這時

首先用撥針?biāo)砷_水準(zhǔn)管左右校正螺絲（水準(zhǔn)管校正螺絲在水準(zhǔn)管的一端），用校正針撥動

水準(zhǔn)管上、下校正螺絲，撥動時應(yīng)先松后緊，以免損壞螺絲，直到氣泡影像符合為止。

為了避免和減少校正不完善的殘留誤差影響，在進(jìn)行等級水準(zhǔn)測量時，一般要求前、

后視距離基本相等。

第六節(jié)自動安平水準(zhǔn)儀

用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量的關(guān)鍵操作是用水準(zhǔn)管氣泡居中來獲得水平視線，因此，在

讀數(shù)前都要用微傾螺旋將水準(zhǔn)管氣泡居中，這對于提高水準(zhǔn)測量的速度是很大的障礙。

自動安平水準(zhǔn)儀就不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只有一個圓水準(zhǔn)器，安置儀器時，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，使視線自動處于水平狀態(tài)。

因此使用這種自動安平水準(zhǔn)儀不僅操作簡便，而且能大大縮短觀測時間，也可把由于水

準(zhǔn)儀整置不當(dāng)、地面有微小的振動或腳架的不規(guī)則下沉等影響視線水平的因素作迅速的

調(diào)整，從而得到正確的讀數(shù)值，提高水準(zhǔn)測量的精度。

自動安平水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作程序分四步進(jìn)行，即粗平一一瞄準(zhǔn)一一檢查一一讀數(shù)。

其中粗平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)方法和微傾式水準(zhǔn)儀相同，具體操作參閱本章第三節(jié)即可。

檢查就是按動自動安平水準(zhǔn)儀目鏡下方的補(bǔ)償控制按鈕，查看“補(bǔ)償器”工作是否

正常，在自動安平水準(zhǔn)儀粗平后，也就是概略置平的情況下，按動一次按鈕，如果目標(biāo)

影響在視場中晃動，說明“補(bǔ)償器”工作正常，視線便可自動調(diào)整到水平位置。

自動安平水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正與微傾式水準(zhǔn)儀相同。

第七節(jié)三、四等水準(zhǔn)測量

每一站的觀測順序

后視水準(zhǔn)尺黑面，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，讀取下、上絲讀數(shù)，轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使

符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取中絲讀數(shù)。

前視水準(zhǔn)尺黑面，讀取下、上絲讀數(shù)，轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀

取中絲讀數(shù)。

前視水準(zhǔn)尺紅面，轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取中絲讀數(shù)：

后視水準(zhǔn)尺紅面，轉(zhuǎn)動微頓螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取中絲讀數(shù)。

這樣的觀測順序簡稱為''后一前一前一后，。其優(yōu)點(diǎn)是可以大大減弱儀器下沉誤差

的影響。四等水準(zhǔn)測量每站觀測順序可為：''后一后一前一前“。

測站計算與檢核

(1)視距計算

前、后視距差，三等水準(zhǔn)測量，不得超過3m,四等水準(zhǔn)測量，不得超過5m。前、

后視距累積差，三等水準(zhǔn)測量，不得超過6m,四等水準(zhǔn)測量，不得超過10m。

(2)同一水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)的檢核

同一水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)之差，應(yīng)等于該尺紅、黑面的常數(shù)差K(4.687或

4.787),三等水準(zhǔn)測量，不得超過2mdR,四等水準(zhǔn)溯量，不得超過3a3m。

(3)計算黑面、紅面的高差

三等水準(zhǔn)測量，不得超過3mm,四等水準(zhǔn)測量，不得超過5mmo式內(nèi)0.100為單、

雙號兩根水準(zhǔn)尺紅面零點(diǎn)注記之差，以米(m)為單位。

5.成果計算

計算方法與本書第二章所介紹的方法相同。這里順便介紹一下圖根水準(zhǔn)測量的用途

及技術(shù)要求。圖根水準(zhǔn)測量是用于測定圖根點(diǎn)的高程及作工程水準(zhǔn)測量用的，其精度

低于四等水準(zhǔn)測量，故乂稱為等外水準(zhǔn)測量。其觀測方法及記錄計算，參閱本書第二章。

第八節(jié)水準(zhǔn)測量的誤差分析

一、儀器誤差

1.儀器校正后的殘余誤差

I角校正殘余誤差，這種影響與距離成正比，只要觀測時注意前、后視距離相等,

可消除或減弱此項(xiàng)的影響。

2.水準(zhǔn)尺誤差

由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長變化、彎曲等影響，水準(zhǔn)尺必須經(jīng)過檢驗(yàn)才能使用。

標(biāo)尺的零點(diǎn)差可在一水準(zhǔn)段中使測站為偶數(shù)的方法予以消除。

二、觀測誤差

1.水準(zhǔn)管氣泡居中誤差

設(shè)水準(zhǔn)管分劃值為T"，居中誤差一般為土0.15T",采用符合式水準(zhǔn)器時，氣

泡居中精度可提高一倍，故居中誤差為

2.讀數(shù)誤差

在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視

線長度有關(guān)，通常按下式計算

3.視差影響

當(dāng)視差存在時，十字絲平面與水準(zhǔn)尺影像不重合，若眼睛觀察的位置不同，便讀出

不同的讀數(shù)，因而也會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。

4.水準(zhǔn)尺傾斜影響

水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大。

三、外界條件的影響

1.儀器下沉

由于儀器下沉，使視線降低，從而引起高差誤差。采用“后、前、前、后”的

觀測程序，可減弱其影響。

2.尺墊下沉

如果在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉，將使下一站后視讀數(shù)增大。采用往返觀測，取平均

值的方法可以減弱其影響。

3.?___________1地球曲率及大氣折光影股

用水平視線代替大地水準(zhǔn)面地尺上讀數(shù)產(chǎn)生的誤差為C,則

□

由于大氣折光，視線并非是水平，而是一條曲線，曲線的曲率半徑為地球半徑的

7倍，其折光量的大小對水準(zhǔn)讀數(shù)產(chǎn)生的影響為

折光影響與地球曲率影響之和為

如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測站的距離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中

含有相同的。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此，放測站時要爭取“前后視

相等”

接近地面的空氣溫度不均勻，所以空氣的密度也不均勻。光線在密度不勻的介

質(zhì)中沿曲線傳布。這稱為“大氣折光”?？傮w上說，白天近地面的空氣溫度高，密度低，

彎曲的光線凹面向上；晚上近地面的空氣溫度低，密度高，彎曲的光線凹面向下。接近

地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大，由于空氣的溫度不同時刻不同的地方一直處于變

動之中。所以很難描述折光的規(guī)律。對策是避免用接近地面的視線工作，盡量抬高視線，

用前后視等距的方法進(jìn)行水準(zhǔn)測量

除了規(guī)律性的大氣折光以外，還有不規(guī)律的部分：白天近地面的空氣受熱膨脹

而上升，較冷的空氣下降補(bǔ)充。因此，這里的空氣處于頻繁的運(yùn)動之中，形成不規(guī)則的

湍流。湍流會使視線抖動，從而增加讀數(shù)誤差。對策是夏天中午一般不做水準(zhǔn)測量。在

沙地，水泥地……湍流強(qiáng)的地區(qū)，一般只在上午10點(diǎn)之前作水準(zhǔn)測量。高精度的水準(zhǔn)

測量也只在上午10點(diǎn)之前進(jìn)行。

4,溫度對儀器的影響

溫度會引起儀器的部件漲縮，從而可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件(物鏡，十字絲和調(diào)

焦鏡)相對位置的變化，或者引起視準(zhǔn)軸相對與水準(zhǔn)管軸位置的變化。由于光學(xué)測量儀

器是精密儀器，不大的位移量可能使軸線產(chǎn)生幾秒偏差，從而使測量結(jié)果的誤差增大。

不均勻的溫度對儀器的性能影響尤其大。例如從前方或后方日光照射水準(zhǔn)管，

就能使氣泡“趨向太陽”--水準(zhǔn)管軸的零位置改變了。

溫度的變化不僅引起大氣折光的變化，而且當(dāng)烈日照射水準(zhǔn)管時，由于水準(zhǔn)管本身

和管內(nèi)液體溫度升高，氣泡向著溫度高的方向移動，影響儀器水平，產(chǎn)生氣泡居中誤差，

觀測時應(yīng)注意撐傘遮陽.

四、注意事項(xiàng)

(1)水準(zhǔn)測量過程中應(yīng)盡量用目估或步測保持前、后視距基本相等來消除或減弱水準(zhǔn)

管軸不平行于視準(zhǔn)軸所產(chǎn)生的誤差，同時選擇適當(dāng)觀測時間，限制視線長度和高度來減

少折光的影響。

(2)儀器腳架要踩牢，觀測速度要快，以減少儀器下沉。

(3)估數(shù)要準(zhǔn)確，讀數(shù)時要仔細(xì)對光，消除視差，必須使水準(zhǔn)管氣泡居中，讀完以后，

再檢查氣泡是否居中。

(4)檢查塔尺相接處是否嚴(yán)密，消除尺底泥土。扶尺者要身體站正，雙手扶尺，保證

扶尺豎直。

(5)記錄要原始，當(dāng)場填寫清楚，在記錯或算錯時，應(yīng)在錯字上劃一斜線，將正確數(shù)

字寫在錯數(shù)上方。

(6)讀數(shù)時，記錄員要復(fù)誦，以便核對，并應(yīng)按記錄格式填寫，字跡要整齊、清楚，

端正。所有計算成果必須經(jīng)校核后才能使用。

(7)測量者要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細(xì)心，加強(qiáng)校核，防止錯誤。觀測時如果陽

光較強(qiáng)要撐傘，給儀器遮太陽。

本章小結(jié)

一'水準(zhǔn)儀及使用

I.DS3水準(zhǔn)儀的幾何軸線及關(guān)系

幾何軸線：

視準(zhǔn)軸(C0——物鏡光心與十字絲中點(diǎn)的連線；

水準(zhǔn)管軸(LL)一一水準(zhǔn)管內(nèi)壁圓弧零點(diǎn)的切線；

圓心準(zhǔn)器軸(L'L')——圓水準(zhǔn)器內(nèi)壁圓弧零點(diǎn)的法線：

豎軸(W)——水準(zhǔn)儀的旋轉(zhuǎn)軸。

幾何關(guān)系：CC//LL；L'L'〃VT；十字絲橫絲水平。

2.DS3型水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作方法：粗平一一瞄準(zhǔn)一一精平一一讀數(shù)。

3.微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)項(xiàng)目

圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)；十字絲橫絲的檢驗(yàn)：管水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)。

4.自動安平水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作方法：粗平一一瞄準(zhǔn)一一檢查補(bǔ)償器一一讀數(shù)

二'等外水準(zhǔn)測量方法

I.高差法

高差計算：用=后視「前視i(/-I>2.”站)

記錄計算見表2-3?

2.視線高法

視線高=后視點(diǎn)高程+后視讀數(shù)

前視點(diǎn)高程=視線高-前視讀數(shù)

3.水準(zhǔn)路線及高差閉合差

閉合水準(zhǔn)路線：

附合水準(zhǔn)路線：（H終-H始）

往返水準(zhǔn)路線：Jh=-\h^1

4、高差閉合差的調(diào)整

某一測段高差的改正數(shù)為：

按測站數(shù)：［校核EV=-yh

按測段長度：匕」［校核EV=-Jh

三、三'四等水準(zhǔn)測量

1.觀測方法：后一前一前一后；

2.記錄與計算：見教材表2-9；

3.限差：見教材表2-8。

第三章角度測量

第一節(jié)角度測量原理

一、水平角測量原理

地面上海i條建線之間的夾角在水平面.上的投影稱為水平角。如圖3-1所示，A、B、0為地面上的任

意點(diǎn)，通04和08直線各作一垂直面，并把0A和08分別投影到水平投影面上，其投影線。。和

，就是/A08的水平角?

的夾角

如果在華1頂。上安置一個帶有水平刻度盤的測角儀器，其度盤中心。'在通過測站。點(diǎn)的鉛垂線上，

兩條方向線在水平刻度盤上的投影諛數(shù)為S和耳，則條方［|為,

設(shè)04和。3

□=氏-5(3-1)

二、豎直角測量原理

在同一用直面內(nèi)視線和水平線之間的夾角稱為豎克用或稱施自：角。如圖3-2所示，視線在水平線之

上稱為仰角，符號為正；視線在水平線之下稱為俯角，符號為負(fù)。

1□□

圖3-1水平角測量原理圖圖3-2豎直角測量原理圖

如果在冽1站點(diǎn)0上安置一個帶有豎直刻度盤的測角儀器，其豎盤中心通過水平視線，設(shè)照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)

A時視線的誠:數(shù)為n,水平視線的讀數(shù)為m,則豎直〔[

分組J

在一，

轉(zhuǎn)的

望遠(yuǎn)，

平方I

才能，

分劃?

水平J

一系;

看到;

劃值,

小號:

分成

線是:

為了:

尺上I

讀數(shù)I

豎直1

另外;

次讀;

經(jīng)緯，

觀測;

平度

圖3一

生產(chǎn)I

觀測【

手輪

開豎

式是』

反映:

窗示;

分劃I

值等

20'-

圖3-10測回法觀測水平角示意圖

B60°50/30〃

C180°or30〃

右60°49'00〃

D240°50'30〃

(2)位置：先照準(zhǔn)右方目標(biāo)，即前視點(diǎn)B,讀取水平度盤讀數(shù)為b左，并記入記錄表中，再逆

時針轉(zhuǎn)動照隹部照準(zhǔn)左方目標(biāo)，即后視點(diǎn)A,讀取水平度盤讀數(shù)為a石，并記入記錄表中，則得下半測回

角值為：

(3)上、下半測回合起來稱為一測回。一般規(guī)定，用J6級光學(xué)經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測，上、下半測回角

值之澹不超N40"時，可取其平均值作為一測回的角值，即：

(3-3)

2.方句觀測法

上面介紹的測回法是對兩個方向的單角觀測。如要觀測三個以上的方向，則采用方向觀測法(又稱

為全國測回:去)進(jìn)行觀測。

方向觀測法應(yīng)首先選擇一起始方向作為零方向。如圖

3-11所示，設(shè)A方向?yàn)榱惴较颉Ｒ罅惴较驊?yīng)選擇距離適中、

通視良好、呈像清晰穩(wěn)定、俯仰角和折光影響較小的方向。

將經(jīng)緯儀安置于O站,對中整平后按下列步驟進(jìn)行觀測：

(1)盤左位置，瞄準(zhǔn)起始方向A,轉(zhuǎn)動度盤變換紐把

圖3-11方向觀測法觀測水平角示意圖水平度盤讀數(shù)配置為0°00',而后再松開制動，重新照準(zhǔn)4

方向，讀取水平度盤讀數(shù)”，并記入方向觀測法記錄表中，

見表3-2。

(2)按照順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，依次瞄準(zhǔn)8、C、D

目標(biāo)，并分別讀取水平度盤讀數(shù)為b,c,d,并記入記錄表

中。

(3)最后回到起始方向A,再讀取水平度盤讀數(shù)為〃。這一步稱為“歸零"。。與之差稱為"歸

零差”，其目的是為了檢查水平度盤在觀測過程中是否發(fā)生變動?！皻w零差”不能超過允許限值(上級經(jīng)

緯儀為12”,八級經(jīng)緯儀為18")。

以上操作稱為上半測回觀測。

(4)盤右位置，按逆時針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次瞄準(zhǔn)A、D、C、B、A目標(biāo)，分別讀取水平度盤讀

數(shù)，記入記錄表中，并算出盤右的“歸零差”，稱為下半測回。上、下兩個半測回合稱為一測回。

觀測記錄及計算如表3-2所列。

(5)限差，當(dāng)在同一測站上觀測幾個測回時，為了減少度盤分劃誤差的影響，每測回起始方向的水平

度

盤

讀

數(shù)

值

應(yīng)

配

置

在

（18

0°

/n+

60

I

In）

的

倍

數(shù)

（〃

為

測

回

數(shù)）

。在

同

測

回

中

各

方

向

2c

誤

差

（也

就

是

盤

左、

盤

右

兩

次

照

準(zhǔn)

誤

差）

的

第四章距離測量與直線定向

第一節(jié)鋼尺量距

一'地面上點(diǎn)的標(biāo)志

要丈量地面上兩點(diǎn)間的水平距離，就需要用標(biāo)志把點(diǎn)固定下來，標(biāo)志的種類應(yīng)

根據(jù)測量的具體要求和使用年限來選擇采用。點(diǎn)的標(biāo)志可分為臨時性和永久性兩

種。臨時性標(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

個十字表示點(diǎn)的位置，如圖4-la）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，如圖4Tb）所示。

為了能明顯的看到遠(yuǎn)處目標(biāo)，可在樁頂?shù)狞c(diǎn)位上豎立標(biāo)桿，標(biāo)桿的頂端系一紅

白小旗，標(biāo)桿也可用標(biāo)桿架或拉繩將標(biāo)桿豎立在點(diǎn)上，如圖4-2所示。

二、丈量工具

通常使用的量距工具為鋼尺、皮尺、竹尺和測繩，還有測釬、標(biāo)桿和垂球等輔

助工具。

皮尺如圖4-3b）所示，鋼尺如圖4-3a）所示，由帶狀薄鋼條制成，有手柄式和皮

盒式兩種。長度有20m、30m>50m幾種。尺的最小刻劃為1cm或5mm或1mm。

按尺的零點(diǎn)位置可分為端點(diǎn)尺和刻線尺兩利八端點(diǎn)尺是從尺的端點(diǎn)開始，如圖4-4a）

所示。端點(diǎn)尺適用于從建筑物墻邊開始丈量?？叹€尺是從尺上刻的一條橫線作為起

點(diǎn)，如圖4-4b）所示。使用鋼尺時必須注意鋼尺的零點(diǎn)位置，以免發(fā)生錯誤。

標(biāo)桿又稱花桿，長為2m或3m,直徑為3?4cm,用木桿或玻璃鋼管或空心鋼

管制成，桿上按20cm間隔涂上紅白漆，桿底為錐形鐵腳，用于顯示目標(biāo)和直線定

線，如圖4-5a）所示。

測釬用粗鐵絲制成，如圖4-5b）所示。長為30cm或40cm,上部彎一個小圈，

可套入環(huán)內(nèi)，在小圈上系一醒目的紅布條，一般一組測釬有6根或11根。在丈量

時用它來標(biāo)定尺端點(diǎn)位置和計算所量過的整尺段數(shù)。

垂球是由金屬制成的，似圓錐形，上端系有細(xì)線，是對點(diǎn)的工具。有時為了克

服地面起伏的障礙，垂球常掛在標(biāo)桿架上

使用，如圖4-2所示。

四、丈量方法

1.在平坦地面上丈量

要丈量平坦地面上A、B兩點(diǎn)間的距離，其做法是：先在標(biāo)定好的A、B兩點(diǎn)

立標(biāo)桿，進(jìn)行直線定線，如圖4-8a）所示，然后進(jìn)行丈量。丈量時后尺手拿尺的零

端，前尺手拿尺的末端，兩尺手蹲下，后尺手把零點(diǎn)對準(zhǔn)A點(diǎn)，喊“預(yù)備”，前尺

手把尺邊近靠定線標(biāo)志釬，兩人同時拉緊尺子，當(dāng)尺拉穩(wěn)后，后尺手喊“好”，前

尺手對準(zhǔn)尺的終點(diǎn)刻劃將一測釬豎直插在地面上，如圖4-8b）所示。這樣就量完了

第一尺段。

圖4-8距離丈量示意圖圖4-9距離丈量示意圖

用同樣的方法，繼續(xù)向前量第二、第三…第N尺段。量完每一尺段時，后尺手

必須將插在地面上的測釬拔出收好，用來計算量過的整尺段數(shù)。最后量不足一整尺

段的距離，如圖4-9所示。當(dāng)丈量到8點(diǎn)時，由前尺手用尺上某整刻劃線對準(zhǔn)終點(diǎn)

B,后尺手在尺的零端讀數(shù)至mm,量出零尺段長度A/。

上述過程稱為往測，往測的距離用下式計算：

￡)=〃/+//(4-1)

式中：/——整尺段的長度；

n——丈量的整尺段數(shù)；

4/-一零尺段長度。

接著再調(diào)轉(zhuǎn)尺頭用以上方法，從B至A進(jìn)行返測，直至A點(diǎn)為止。然后再依據(jù)

(4-1)式計算出返測的距離。一般