第一節(jié)測量學的基本任務第二節(jié)地面點位的表示方法第三節(jié)測量的基本工作第一章測量學基本內(nèi)容回顧第一節(jié)測量學的基本任務第一章測量學基本內(nèi)1測量學是研究如何測定地面點的位置和高程，將地球表面的形狀及其他信息測繪成圖，以及確定地球的形狀和大小科學。

包括四個分支：1.地形測量學2.大地測量學3.攝影測量學4.工程測量學§1-1測量學基本任務測量學是研究如何測定地面點的位置和高程，將地球2測定與測設(shè)測定，是用測量的方法確定地面上各種物體的位置并繪制成圖，例如測繪地形圖的工作；

測設(shè)，是把預定的點位用測量方法設(shè)置到地面上，例如各種工程建筑物的施工放樣工作。測定與測設(shè)測定，是用測量的方法確定地面上各種物體的位置并繪制3一、測量的基本原則和測量工作的實質(zhì)原則：“從整體到局部，先控制后碎部”實質(zhì):測量（測定或測設(shè)）點的位置?！?-2地面點位的表示方法一、測量的基本原則和測量工作的實質(zhì)§1-2地面點位的表示方4地球是一個表面高低起伏極不規(guī)則的球體?？偟男螤羁梢钥闯墒潜缓Ｋ鼑那蝮w。

1.大地水準面一個與假想的無波浪、潮汐、海流和大氣壓變化引起擾動的處于流體靜平衡狀態(tài)的海洋面相重合并延伸到大陸的重力等位面。由大地水準面所包圍的形體稱為大地體，大地體可以代表地球總的形狀。二、地球的形狀和大小地球是一個表面高低起伏極不規(guī)則的球體?？偟男?

2水準面：——任意靜止的水面。

水準面的特點：處處與鉛垂線相垂直。水準面可以有無數(shù)個。大地水準面是與平均海水面重合的一個封閉曲面。2水準面：6

3旋轉(zhuǎn)橢球用一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體來代替大地體，稱為“橢球”。3旋轉(zhuǎn)橢球7橢球的大小用長半軸a和短半軸b或扁率α表示。a和α稱為橢球的元素。為了測量工作的需要，在一個國家或一個地區(qū)，需要選用一個最接近于本地區(qū)大地水準面的橢球，這樣的橢球稱“參考橢球”。我國目前采用1980年大地坐標系，即1979年國際大地測量協(xié)會推薦的地球橢球，其元素值a＝6378137mb=6356752α=1：298.257由于地球的扁率很小，所以在一般測量工作中，可把地球看作一個圓球來處理，其半徑為：R＝6371km。橢球的大小用長半軸a和短半軸b或8在測量工作中，地面上的點位都用坐標和高程來表示。1.點的平面位置當?shù)孛纥c投影到橢球面上時，其平面位置用大地坐標來表示，當投影到水平面上時，則用平面直角坐標表示。(1)大地坐標用“大地經(jīng)度”和“大地緯度”來表示。三、地面上點位的表示方法在測量工作中，地面上的點位都用坐標和高程來表示。三、地面上9大地經(jīng)度L：過地面某點M的子午線與本初子午線（或格林威治子午線）的夾角稱為該點的大地經(jīng)度，有東經(jīng)、西經(jīng)之分。角值為0°～180°大地經(jīng)度L：過地面某點M的子午線與本初子午線（或10大地緯度B：地面點N的法線方向與赤道的夾角稱為大地緯度B，該點位于赤道以北稱為北緯，赤道以南稱南緯，角值為0°～90°大地緯度B：地面點N的法線方向與赤道的夾角稱11(2)平面直角坐標系地理坐標對局部測量工作來說是非常不方便的。例如，在赤道上，1″的經(jīng)度差或緯度差對應的地面距離約為30m。測量計算最好在平面上進行，但地球是一個不可展的曲面，必須通過投影的方法將地球表面上的點位化算到平面上。地圖投影有多種方法，我國采用的是高斯-克呂格正形投影(Gauss-Krugerconformalprojection)，簡稱高斯投影(Gaussprojection)。(2)平面直角坐標系121)高斯平面坐標系高斯投影是將地球按經(jīng)線劃分成帶，稱為投影帶，投影帶是從首子午線起，每隔經(jīng)度6°劃分為一帶(稱為統(tǒng)一6°帶)，自西向東將整個地球劃分為60個帶。1)高斯平面坐標系13位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央子午線。第一個6°帶的中央子午線的經(jīng)度為3°，任意帶的中央子午線經(jīng)度與投影帶號的關(guān)系為

L0=6N-3位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央子午線。第一個6°帶的中142)局部平面直角坐標施工中常用。以任一點為坐標原點，北方向或結(jié)構(gòu)中心線為縱坐標軸x軸，順時針90度為橫坐標軸y軸，象限名稱按順時針排列。yIIIIIIVIx2)局部平面直角坐標yIIIIIIVIx152.點的高程任意點到大地水準面的鉛垂距離稱為該點的絕對高程，簡稱高程，亦稱標高或海拔。用H來表示，HA、HB分別是A點和B點的高程。相對高程－地面點到任意水準面的鉛垂距離。2.點的高程相對高程－地面點到任意水準面的鉛垂距離。16HAHA'AHBHB'hABB大地水準面水準面高差——兩點的高程之差。常用h表示。hAB=HB

HA，高差帶有＋、－號。HAHA'AHBHB'hABB大地水準面水準面17水準原點：水準原點是全國高程測量的基準點。“1956黃海高程系”水準原點高程為72.289m。“1985國家高程基準”水準原點的高程為72.260m。水準原點：水準原點是全國高程測量的基準點。18測量的基本要素是：1.高程；2.距離（水平距離或斜距）；3.角度（水平角和豎直角）。測量的基本要素是：19高程測量的主要方法有：水準測量（幾何水準測量）；三角高程測量；光電測距水準測量；GPS高程測量?！?-3高程測量高程測量的主要方法有：§1-3高程測量20一、水準測量1.水準測量的實施ABIIIIIIIVVTP1TP2TP3TP41.8320.6711.5360.6151.6240.6120.7131.6341.2142.812HA=29.053HB一、水準測量ABIIIIIIIVVTP1TP2TP3TP4121三項檢核：點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H(m)后視前視+－A1.8321.16129.053(已知)TP11.5360.67130.2140.921TP21.6240.61531.1351.012TP30.7130.61232.1470.921TP41.2141.63431.2261.598B2.81229.628∑6.9196.3443.0942.519三項檢核：點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H(m)后視前視+－222、水準測量的計算+)…………2、水準測量的計算+)…………23計算檢核：也稱為三項檢核計算檢核：也稱為三項檢核243、成果檢核

閉合差＝觀測值－理論值

fh＝∑h測—∑h理

產(chǎn)生原因：測量中存在各種誤差單一水準路線的高差閉合差如下表水準路線支水準附合水準閉合水準fh3、成果檢核

閉合差＝觀測值－理論值水準路線支水準25閉合差的允許值容許閉合差，也稱閉合差限差。是衡量觀測成果精度的一個標準，高差容許閉合差常用Fh表示。鐵路、公路工程測量中，其中，L為水準路線長度的公里數(shù)。若|f|≤|Fh|，則成果符合精度要求，可進行高差閉合差的調(diào)整與高程計算，否則檢查原因，返工重測。閉合差的允許值容許閉合差，也稱閉合差限差。是衡量觀測成果精度26閉合差調(diào)整原則與方法閉合差的調(diào)整原則：按距離或測站數(shù)成正比反符號分配。方法是在每個觀測高差上加一個改正數(shù)：fh∑L·Li—vi=校核：∑vi＝－fh，若滿足則說明計算無誤。閉合差調(diào)整原則與方法閉合差的調(diào)整原則：按距離或測站數(shù)成正比反27高程計算高差平差值即改正后的高差:(hi)=hi+vi各點高程：

Hi=Hi-1+(hi)檢核：（H終）計算=（H終）已知高程計算高差平差值即改正后的高差:28容許閉合差——閉合差限差。是衡量觀測成果精度的一個標準，高差容許閉合差常用Fh表示。若|f|≤|Fh|，則成果符合精度要求，可進行高差閉合差的調(diào)整與高程計算否則檢查原因，返工重測。閉合差的調(diào)整原則：按距離或測站數(shù)成正比反符號分配。方法是在每個觀測高差上加一個改正數(shù)

vi=-(fh/∑L)·Li或vi=-(fh/∑n)·ni校核：∑vi＝－fh，若滿足則說明計算無誤。容許閉合差——閉合差限差。是衡量觀測成果精度的一個標準，高差29附合水準路線高差閉合差調(diào)整與高程計算點號測站數(shù)測得高差(m)高差改正數(shù)(m)改正后高差(m)高程(m)備注BM14-0.312+0.012-0.30019.826(已知)B0119.5263+1.793+0.009+1.802B0221.3283-0.751+0.009-0.742BM220.586(已知)∑100.730+0.0300.760=－0.030m=－30mm附合水準路線高差閉合差調(diào)整與高程計算304、水準測量的主要誤差儀器及工具誤差——視準軸誤差、水準尺分劃誤差觀測誤差——整平誤差、讀數(shù)誤差外界條件的影響——地球曲率、大氣折光、溫度變化消減方法：前后視距相等，仔細操作。4、水準測量的主要誤差儀器及工具誤差315、自動安平水準儀當望遠鏡傾斜時，儀器內(nèi)部的補償器K使水平視線在望遠鏡分劃板上所成的像點位置折向望遠鏡十字絲中心Z，從而使十字絲中心發(fā)出的光線在通過望遠鏡物鏡中心后成為水平視線。5、自動安平水準儀當望遠鏡傾斜時，儀器內(nèi)部的補償器K使水平32條碼水準尺6、電子水準儀條碼水準尺6、電子水準儀33電子水準儀工作原理利用儀器里的十字絲瞄準的電子圖象感應器（CCD）。當按下Measure測量鍵時，儀器就會把瞄準并調(diào)焦好的尺子上的條碼圖片來一個快照，然后把它和儀器內(nèi)存中的同樣的尺子條碼圖片進行比較和計算。這樣，就可以計算出尺子的讀數(shù)并且保存在內(nèi)存中了。電子水準儀工作原理利用儀器里的十字絲瞄準的電子圖象感應34電子水準儀的基本原理電子水準儀的基本原理35DiNi12電子水準儀DiNi12電子水準儀367、跨河水準測量(a)(b)(c)ABI2I1I2I1ABBBI1I27、跨河水準測量(a)(b)(c)ABI2I1I2I1AB37置水準儀于I1，先讀本岸A點的尺讀數(shù)，再讀對岸B點的尺讀數(shù)；保持望遠鏡的對光不變，將水準儀迅速移至對岸I2，先讀對岸A點的尺讀數(shù)，然后讀本岸B點的尺讀數(shù)；取兩次所得高差的平均值作為一測回值。河面寬度在200～400m時，應該進行兩個測回。置水準儀于I1，先讀本岸A點的尺讀數(shù)，再讀對岸B點的尺讀數(shù)；38二、三角高程測量其中，f=p-r稱為球氣差.二、三角高程測量其中，f=p-r稱為球氣差.39單向觀測計算高差的基本公式式中豎直角α、儀器高i和覘標高v，均可由外業(yè)觀測得到。S0為實測的水平距離，R=6371km。單向觀測計算高差的基本公式式中豎直角α、儀器高i和覘標高v40§1-4水平角的觀測與計算當一個測站上只有兩個方向時使用。ACB1、測回法：2、方向觀測法：當一個測站上需觀測兩個以上方向時使用。ABCD§1-4水平角的觀測與計算當一個測站上只有兩個方向時41安置經(jīng)緯儀測回法：盤左位置瞄準左目標順時針轉(zhuǎn)照準部讀取平盤讀數(shù)aL盤右瞄準右目標讀取平盤讀數(shù)aR逆時針旋轉(zhuǎn)照準部讀取水平度盤讀數(shù)bL瞄準右目標計算上半測回角值L＝aL－bL兩半測回角值較差符合精度要求則瞄準左目標讀取平盤讀數(shù)bR計算下半測回角值L＝aL－bL安置經(jīng)緯儀測回法：盤左位置瞄準左目標順時針轉(zhuǎn)照準部讀取42水平角觀測手簿(測回法)測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)一測回角值半測回角值O左右MNMN0o01'30"68o07'12"180o01'42"248o07'30"68o05'42"68o05'48"68o05'45"MON水平角觀測手簿(測回法)測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)一測回角43水平角觀測誤差來源一、儀器誤差1、視準軸誤差2、橫軸誤差3、豎軸誤差4、照準部偏心差用盤左、盤右所得結(jié)果的平均值可以消除視準軸誤差、橫軸誤差和照準部偏心差的影響。

水平角觀測誤差來源一、儀器誤差用盤左、盤右所得結(jié)果的平均值可44二、觀測誤差1、測站對中誤差2、目標對點誤差3、照準誤差4、讀數(shù)誤差三、外界條件的影響1、大氣折光2、溫度變化二、觀測誤差45電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀也采用度盤測角，從度盤上取得電信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字。并可將結(jié)果儲存在微處理器內(nèi)，根據(jù)需要進行顯示和換算以實現(xiàn)記錄的自動化。這種電子經(jīng)緯儀按取得電信號的方式不同可分為編碼度盤測角和光柵度盤測角兩種。

編碼度盤電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀也采用度盤測角，從度盤上取得電46編碼度盤的缺點：

直接利用編碼度盤不容易達到較高的測角精度。

當光電二極管位置緊靠碼區(qū)邊緣時，可能會誤讀為鄰區(qū)的代碼，使讀數(shù)發(fā)生大錯，后來發(fā)明了一種循環(huán)碼(又稱葛萊碼)，使相鄰碼區(qū)間只有一個碼不同，減少誤碼的可能性。

編碼度盤的缺點：直接利用編碼度盤不容易達到較高的測角精度47光柵度盤圖3－35(a)(b)在光學玻璃盤上徑向均勻地刻出許多徑向刻線，就形成了光柵度盤。如圖a，如果光柵度盤與密度相同的指示光柵(相當于度盤的零指標線)疊置，將產(chǎn)生莫爾條紋。如圖b.光柵度盤圖3－35(a)(b)在光學玻璃盤上徑向均勻地刻出許48測量時，度盤被電動機驅(qū)動而繞縱軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，整盤光柵被兩光閘所掃描。兩光閘分別給出正弦形脈沖，其強度得到調(diào)制，并形成圖中右側(cè)的矩形脈沖信號，根據(jù)兩組信號的相位差進行角度測量。

3－36測量時，度盤被電動機驅(qū)動而繞縱軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，整盤光柵被49§1-5豎直角的觀測與計算一、豎直角高度角——在同一個鉛錘面內(nèi)目標方向線與水平線的夾角，用表示，仰角＋、俯角－天頂距——在同一個鉛垂面內(nèi)，目標方向線與指向天頂方向的鉛垂線的夾角，用Z表示，角值為0°～180°§1-5豎直角的觀測與計算一、豎直角高度角——在同一50二、豎盤構(gòu)造特點豎盤讀數(shù)指標相對于豎盤不動豎盤與望遠鏡固連，與望遠鏡同時轉(zhuǎn)動，且豎盤中心位于橫軸上二、豎盤構(gòu)造特點豎盤讀數(shù)指標相對于豎盤不動豎盤51三、豎直角的觀測安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準目標指標水準管氣泡居中讀取豎盤讀數(shù)L計算L指標水準管氣泡居中計算R計算豎直角盤右瞄準同一目標讀取豎盤讀數(shù)R三、豎直角的觀測安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準目標指標水準管氣泡居52四、豎直角的計算：順時針注記（天頂為零）:L＝90°－L0盤左900180指標270900180指標L0270四、豎直角的計算：順時針注記（天頂為零）:L＝90°－L053逆時針注記:L＝L0－90°R＝270°－R0R＝R0－270°盤右R0270900180900180270逆時針注記:L＝L0－90°R＝270°－R0R＝R54五、豎盤指標差指標差——當指標水準管氣泡居中后，讀數(shù)指標線沒有指在正確位置(鉛垂位置)，而是偏離正確位置一個小角度值，該角度值便稱為指標差，用x表示。五、豎盤指標差指標差——當指標水準管氣泡居中后，讀數(shù)指標線55按L＝90°－L，R＝R－270°分別計算盤左、盤右觀測的豎直角，取盤左盤右觀測值的平均值可抵消豎盤指標差的影響。按L＝90°－L，R＝R－270°分別計算盤左、盤右56一、水平距離兩點間連線垂直投影在水平面上的長度。或：地面兩點在水平面上的投影之間的距離§1-6距離測量概述ABA’B’DAB一、水平距離§1-6距離測量概述ABA’B’DAB57二、距離測量的方法距離測量方法有鋼尺量距、視距測量、電磁波測距和GPS測量等。鋼尺量距是用鋼卷尺沿地面直接丈量距離；視距測量是利用經(jīng)緯儀或水準儀望遠鏡中的視距絲及視距標尺按幾何光學原理進行測距；電磁波測距是用儀器發(fā)射并接收電磁波，通過測量電磁波在待測距離上往返傳播的時間解算出距離；GPS測量是利用兩臺GPS接收機接收空間軌道上4顆衛(wèi)星發(fā)射的精密測距信號，通過距離空間交會的方法解算出兩臺GPS接收機之間的距離。二、距離測量的方法距離測量方法有鋼尺量距、視距測量、電磁波測58 方法 精度 適用范圍1、步測法野外踏勘、選點和小比例尺地形圖的測繪2、視距法3、鋼尺一般量距4、鋼尺精密量距5、激光紅外測距儀地形測量中的碎部測量導線測量，一般建筑軸線丈量精密導線測量，工業(yè)廠房主要軸線的測量測程：2KM～20KM精度：(3mm+2PPM)直接量距的方法，精度及其適用范圍1/50~1/2001/200~1/3001/2000~1/40001/1萬~1/2萬 方法 精度 適用范圍1、步測法野外踏勘、選點和小比例尺59第1章工程測量概述課件60精密量距時還需要彈簧秤——用于對鋼尺施加規(guī)定的拉力溫度計——用于測定鋼尺量距時的溫度，以便對鋼尺丈量的距離施加溫度改正尺夾——尺夾用于安裝在鋼尺末端，以方便持尺員穩(wěn)定鋼尺。精密量距時還需要61三、鋼尺量距的一般方法

1、平量法——平坦地面的距離丈量丈量工作一般由兩人進行。后尺手前尺手三、鋼尺量距的一般方法1、平量法——平坦地面的距離丈量后尺62四、電磁波測距電磁波測距(electro-magneticdistancemeasuring，簡稱EDM)是用電磁波(光波或微波)作為載波，傳輸測距信號，以測量兩點間距離的一種方法。EDM具有測程長、精度高、作業(yè)快、工作強度低、幾乎不受地形限制等優(yōu)點。四、電磁波測距電磁波測距(electro-magnetic63根據(jù)電磁波在待測距離上往返的時間t2D和電磁波的傳播速度計算距離D:電磁波測距的基本原理根據(jù)電磁波在待測距離上往返的時間t2D和電磁波的傳播速度64根據(jù)電磁波在待測距離上往返的時間t2D和電磁波的傳播速度計算距離D:根據(jù)電磁波在待測距離上往返的時間t2D和電磁波的傳播速度65將測距儀和反射鏡分別安置于待測距離的兩端。測距儀照準反射鏡開始測距。測距讀數(shù)值記入手簿中。觀測豎直角并記入手簿。由溫度計和氣壓計讀取大氣溫度和氣壓值。按氣溫和氣壓進行氣象改正，按測線的豎直角進行傾斜改正，最后求得測線的水平距離。距量測量的步驟將測距儀和反射鏡分別安置于待測距離的兩端。距量測量的步驟66測距成果整理長度值應化算為兩點間的水平距離。儀器系統(tǒng)誤差的改正包括加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正和周期誤差的改正。電磁波在大氣中傳輸時受氣象條件的影響很大，因而要進行氣象改正。歸算改正主要有傾斜改正、歸算至參考橢球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。測距成果整理長度值應化算為兩點間的水平距離。67一、直線定向：

確定地面上直線與基本方向間水平角的工作稱為直線定向。

§1-7直線定向一、直線定向：§1-7直線定向68二、基本方向：真北方向：過地面上某點的真子午線切線方向的北端磁北方向：過地面上某點的磁子午線切線方向的北端坐標北方向：高斯投影帶中央子午線北端或平面直角坐標系坐標縱軸北端。各點的坐標北方向彼此平行。二、基本方向：69第1章工程測量概述課件70三、直線方向的表示方法

1.方位角：由直線一端基本方向起順時針至直線的水平角稱為該直線的方位角。角值由0°~360°。OPQ三、直線方向的表示方法

1.方位角：由直線一端基本方向起71分類：

真方位角A：由真子午線北端起算的方位角。用天文觀測方法或用陀螺經(jīng)緯儀測定。

磁方位角Am：由磁子午線北端起算的方位角。用羅盤儀測定。

坐標方位角：由坐標縱軸北端起算的方位角，由已知方位角推算。分類：

72幾種方位角之間的關(guān)系

磁偏角：磁北與真北間的夾角。以真北為準，判斷磁北的位置，東正西負。

子午線收斂角：坐標北與真北間的夾角。以真北為準，判斷坐標北的位置，東正西負。

幾種方位角之間的關(guān)系

73

A=Am+

A=＋

＝Am+－

A=Am+

A=＋

＝Am+－74正、反坐標方位角：

同一直線的正、反坐標方位角之間相差180°，即BA＝AB±180°

正、反坐標方位角：

752.象限角

地面直線與子午線南端或北端構(gòu)成的小于90°的水平角，并冠以所在象限的名稱，以R表示。2.象限角

地面直線與子午線南端或北端構(gòu)成的小于976坐標方位角與坐標象限角的關(guān)系直線方向由方位角求象限角R由象限角R求方位角北東（NE）第I象限南東（SE）第II象限南西（SW）第III象限北西（NW）第IV象限R＝NER＝SE（180°－）R＝SW（－180°）R＝NW（360°－）＝R＝180°－R＝180°+R＝360°－R坐標方位角與坐標象限角的關(guān)系直線方向由方位77§1-8坐標計算的基本公式

一、坐標方位角計算公式：AB（1）32§1-8坐標計算的基本公式一、坐標方位角計算公式：AB78二、坐標正算公式：二、坐標正算公式：79三、坐標反算公式：根據(jù)兩個已知點的直角坐標反算坐標方位角和邊長，稱為坐標反算問題。三、坐標反算公式：根據(jù)兩個已知點的直角坐標反算坐標方位角和邊80坐標方位角的確定1)當Δx>0,Δy>0：=R

4)當Δx>0,Δy<0：=360°-R

2)當Δx<0,Δy>0：=180°-R

3)當Δx<0,Δy<0：=180°+R

ΔxΔy坐標方位角的確定1)當Δx>0,Δy>0：81

第一節(jié)測量學的基本任務第二節(jié)地面點位的表示方法第三節(jié)測量的基本工作第一章測量學基本內(nèi)容回顧第一節(jié)測量學的基本任務第一章測量學基本內(nèi)82測量學是研究如何測定地面點的位置和高程，將地球表面的形狀及其他信息測繪成圖，以及確定地球的形狀和大小科學。

包括四個分支：1.地形測量學2.大地測量學3.攝影測量學4.工程測量學§1-1測量學基本任務測量學是研究如何測定地面點的位置和高程，將地球83測定與測設(shè)測定，是用測量的方法確定地面上各種物體的位置并繪制成圖，例如測繪地形圖的工作；

測設(shè)，是把預定的點位用測量方法設(shè)置到地面上，例如各種工程建筑物的施工放樣工作。測定與測設(shè)測定，是用測量的方法確定地面上各種物體的位置并繪制84一、測量的基本原則和測量工作的實質(zhì)原則：“從整體到局部，先控制后碎部”實質(zhì):測量（測定或測設(shè)）點的位置?！?-2地面點位的表示方法一、測量的基本原則和測量工作的實質(zhì)§1-2地面點位的表示方85地球是一個表面高低起伏極不規(guī)則的球體?？偟男螤羁梢钥闯墒潜缓Ｋ鼑那蝮w。

1.大地水準面一個與假想的無波浪、潮汐、海流和大氣壓變化引起擾動的處于流體靜平衡狀態(tài)的海洋面相重合并延伸到大陸的重力等位面。由大地水準面所包圍的形體稱為大地體，大地體可以代表地球總的形狀。二、地球的形狀和大小地球是一個表面高低起伏極不規(guī)則的球體?？偟男?6

2水準面：——任意靜止的水面。

水準面的特點：處處與鉛垂線相垂直。水準面可以有無數(shù)個。大地水準面是與平均海水面重合的一個封閉曲面。2水準面：87

3旋轉(zhuǎn)橢球用一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體來代替大地體，稱為“橢球”。3旋轉(zhuǎn)橢球88橢球的大小用長半軸a和短半軸b或扁率α表示。a和α稱為橢球的元素。為了測量工作的需要，在一個國家或一個地區(qū)，需要選用一個最接近于本地區(qū)大地水準面的橢球，這樣的橢球稱“參考橢球”。我國目前采用1980年大地坐標系，即1979年國際大地測量協(xié)會推薦的地球橢球，其元素值a＝6378137mb=6356752α=1：298.257由于地球的扁率很小，所以在一般測量工作中，可把地球看作一個圓球來處理，其半徑為：R＝6371km。橢球的大小用長半軸a和短半軸b或89在測量工作中，地面上的點位都用坐標和高程來表示。1.點的平面位置當?shù)孛纥c投影到橢球面上時，其平面位置用大地坐標來表示，當投影到水平面上時，則用平面直角坐標表示。(1)大地坐標用“大地經(jīng)度”和“大地緯度”來表示。三、地面上點位的表示方法在測量工作中，地面上的點位都用坐標和高程來表示。三、地面上90大地經(jīng)度L：過地面某點M的子午線與本初子午線（或格林威治子午線）的夾角稱為該點的大地經(jīng)度，有東經(jīng)、西經(jīng)之分。角值為0°～180°大地經(jīng)度L：過地面某點M的子午線與本初子午線（或91大地緯度B：地面點N的法線方向與赤道的夾角稱為大地緯度B，該點位于赤道以北稱為北緯，赤道以南稱南緯，角值為0°～90°大地緯度B：地面點N的法線方向與赤道的夾角稱92(2)平面直角坐標系地理坐標對局部測量工作來說是非常不方便的。例如，在赤道上，1″的經(jīng)度差或緯度差對應的地面距離約為30m。測量計算最好在平面上進行，但地球是一個不可展的曲面，必須通過投影的方法將地球表面上的點位化算到平面上。地圖投影有多種方法，我國采用的是高斯-克呂格正形投影(Gauss-Krugerconformalprojection)，簡稱高斯投影(Gaussprojection)。(2)平面直角坐標系931)高斯平面坐標系高斯投影是將地球按經(jīng)線劃分成帶，稱為投影帶，投影帶是從首子午線起，每隔經(jīng)度6°劃分為一帶(稱為統(tǒng)一6°帶)，自西向東將整個地球劃分為60個帶。1)高斯平面坐標系94位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央子午線。第一個6°帶的中央子午線的經(jīng)度為3°，任意帶的中央子午線經(jīng)度與投影帶號的關(guān)系為

L0=6N-3位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央子午線。第一個6°帶的中952)局部平面直角坐標施工中常用。以任一點為坐標原點，北方向或結(jié)構(gòu)中心線為縱坐標軸x軸，順時針90度為橫坐標軸y軸，象限名稱按順時針排列。yIIIIIIVIx2)局部平面直角坐標yIIIIIIVIx962.點的高程任意點到大地水準面的鉛垂距離稱為該點的絕對高程，簡稱高程，亦稱標高或海拔。用H來表示，HA、HB分別是A點和B點的高程。相對高程－地面點到任意水準面的鉛垂距離。2.點的高程相對高程－地面點到任意水準面的鉛垂距離。97HAHA'AHBHB'hABB大地水準面水準面高差——兩點的高程之差。常用h表示。hAB=HB

HA，高差帶有＋、－號。HAHA'AHBHB'hABB大地水準面水準面98水準原點：水準原點是全國高程測量的基準點?！?956黃海高程系”水準原點高程為72.289m?！?985國家高程基準”水準原點的高程為72.260m。水準原點：水準原點是全國高程測量的基準點。99測量的基本要素是：1.高程；2.距離（水平距離或斜距）；3.角度（水平角和豎直角）。測量的基本要素是：100高程測量的主要方法有：水準測量（幾何水準測量）；三角高程測量；光電測距水準測量；GPS高程測量?！?-3高程測量高程測量的主要方法有：§1-3高程測量101一、水準測量1.水準測量的實施ABIIIIIIIVVTP1TP2TP3TP41.8320.6711.5360.6151.6240.6120.7131.6341.2142.812HA=29.053HB一、水準測量ABIIIIIIIVVTP1TP2TP3TP41102三項檢核：點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H(m)后視前視+－A1.8321.16129.053(已知)TP11.5360.67130.2140.921TP21.6240.61531.1351.012TP30.7130.61232.1470.921TP41.2141.63431.2261.598B2.81229.628∑6.9196.3443.0942.519三項檢核：點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H(m)后視前視+－1032、水準測量的計算+)…………2、水準測量的計算+)…………104計算檢核：也稱為三項檢核計算檢核：也稱為三項檢核1053、成果檢核

閉合差＝觀測值－理論值

fh＝∑h測—∑h理

產(chǎn)生原因：測量中存在各種誤差單一水準路線的高差閉合差如下表水準路線支水準附合水準閉合水準fh3、成果檢核

閉合差＝觀測值－理論值水準路線支水準106閉合差的允許值容許閉合差，也稱閉合差限差。是衡量觀測成果精度的一個標準，高差容許閉合差常用Fh表示。鐵路、公路工程測量中，其中，L為水準路線長度的公里數(shù)。若|f|≤|Fh|，則成果符合精度要求，可進行高差閉合差的調(diào)整與高程計算，否則檢查原因，返工重測。閉合差的允許值容許閉合差，也稱閉合差限差。是衡量觀測成果精度107閉合差調(diào)整原則與方法閉合差的調(diào)整原則：按距離或測站數(shù)成正比反符號分配。方法是在每個觀測高差上加一個改正數(shù)：fh∑L·Li—vi=校核：∑vi＝－fh，若滿足則說明計算無誤。閉合差調(diào)整原則與方法閉合差的調(diào)整原則：按距離或測站數(shù)成正比反108高程計算高差平差值即改正后的高差:(hi)=hi+vi各點高程：

Hi=Hi-1+(hi)檢核：（H終）計算=（H終）已知高程計算高差平差值即改正后的高差:109容許閉合差——閉合差限差。是衡量觀測成果精度的一個標準，高差容許閉合差常用Fh表示。若|f|≤|Fh|，則成果符合精度要求，可進行高差閉合差的調(diào)整與高程計算否則檢查原因，返工重測。閉合差的調(diào)整原則：按距離或測站數(shù)成正比反符號分配。方法是在每個觀測高差上加一個改正數(shù)

vi=-(fh/∑L)·Li或vi=-(fh/∑n)·ni校核：∑vi＝－fh，若滿足則說明計算無誤。容許閉合差——閉合差限差。是衡量觀測成果精度的一個標準，高差110附合水準路線高差閉合差調(diào)整與高程計算點號測站數(shù)測得高差(m)高差改正數(shù)(m)改正后高差(m)高程(m)備注BM14-0.312+0.012-0.30019.826(已知)B0119.5263+1.793+0.009+1.802B0221.3283-0.751+0.009-0.742BM220.586(已知)∑100.730+0.0300.760=－0.030m=－30mm附合水準路線高差閉合差調(diào)整與高程計算1114、水準測量的主要誤差儀器及工具誤差——視準軸誤差、水準尺分劃誤差觀測誤差——整平誤差、讀數(shù)誤差外界條件的影響——地球曲率、大氣折光、溫度變化消減方法：前后視距相等，仔細操作。4、水準測量的主要誤差儀器及工具誤差1125、自動安平水準儀當望遠鏡傾斜時，儀器內(nèi)部的補償器K使水平視線在望遠鏡分劃板上所成的像點位置折向望遠鏡十字絲中心Z，從而使十字絲中心發(fā)出的光線在通過望遠鏡物鏡中心后成為水平視線。5、自動安平水準儀當望遠鏡傾斜時，儀器內(nèi)部的補償器K使水平113條碼水準尺6、電子水準儀條碼水準尺6、電子水準儀114電子水準儀工作原理利用儀器里的十字絲瞄準的電子圖象感應器（CCD）。當按下Measure測量鍵時，儀器就會把瞄準并調(diào)焦好的尺子上的條碼圖片來一個快照，然后把它和儀器內(nèi)存中的同樣的尺子條碼圖片進行比較和計算。這樣，就可以計算出尺子的讀數(shù)并且保存在內(nèi)存中了。電子水準儀工作原理利用儀器里的十字絲瞄準的電子圖象感應115電子水準儀的基本原理電子水準儀的基本原理116DiNi12電子水準儀DiNi12電子水準儀1177、跨河水準測量(a)(b)(c)ABI2I1I2I1ABBBI1I27、跨河水準測量(a)(b)(c)ABI2I1I2I1AB118置水準儀于I1，先讀本岸A點的尺讀數(shù)，再讀對岸B點的尺讀數(shù)；保持望遠鏡的對光不變，將水準儀迅速移至對岸I2，先讀對岸A點的尺讀數(shù)，然后讀本岸B點的尺讀數(shù)；取兩次所得高差的平均值作為一測回值。河面寬度在200～400m時，應該進行兩個測回。置水準儀于I1，先讀本岸A點的尺讀數(shù)，再讀對岸B點的尺讀數(shù)；119二、三角高程測量其中，f=p-r稱為球氣差.二、三角高程測量其中，f=p-r稱為球氣差.120單向觀測計算高差的基本公式式中豎直角α、儀器高i和覘標高v，均可由外業(yè)觀測得到。S0為實測的水平距離，R=6371km。單向觀測計算高差的基本公式式中豎直角α、儀器高i和覘標高v121§1-4水平角的觀測與計算當一個測站上只有兩個方向時使用。ACB1、測回法：2、方向觀測法：當一個測站上需觀測兩個以上方向時使用。ABCD§1-4水平角的觀測與計算當一個測站上只有兩個方向時122安置經(jīng)緯儀測回法：盤左位置瞄準左目標順時針轉(zhuǎn)照準部讀取平盤讀數(shù)aL盤右瞄準右目標讀取平盤讀數(shù)aR逆時針旋轉(zhuǎn)照準部讀取水平度盤讀數(shù)bL瞄準右目標計算上半測回角值L＝aL－bL兩半測回角值較差符合精度要求則瞄準左目標讀取平盤讀數(shù)bR計算下半測回角值L＝aL－bL安置經(jīng)緯儀測回法：盤左位置瞄準左目標順時針轉(zhuǎn)照準部讀取123水平角觀測手簿(測回法)測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)一測回角值半測回角值O左右MNMN0o01'30"68o07'12"180o01'42"248o07'30"68o05'42"68o05'48"68o05'45"MON水平角觀測手簿(測回法)測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)一測回角124水平角觀測誤差來源一、儀器誤差1、視準軸誤差2、橫軸誤差3、豎軸誤差4、照準部偏心差用盤左、盤右所得結(jié)果的平均值可以消除視準軸誤差、橫軸誤差和照準部偏心差的影響。

水平角觀測誤差來源一、儀器誤差用盤左、盤右所得結(jié)果的平均值可125二、觀測誤差1、測站對中誤差2、目標對點誤差3、照準誤差4、讀數(shù)誤差三、外界條件的影響1、大氣折光2、溫度變化二、觀測誤差126電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀也采用度盤測角，從度盤上取得電信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字。并可將結(jié)果儲存在微處理器內(nèi)，根據(jù)需要進行顯示和換算以實現(xiàn)記錄的自動化。這種電子經(jīng)緯儀按取得電信號的方式不同可分為編碼度盤測角和光柵度盤測角兩種。

編碼度盤電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀也采用度盤測角，從度盤上取得電127編碼度盤的缺點：

直接利用編碼度盤不容易達到較高的測角精度。

當光電二極管位置緊靠碼區(qū)邊緣時，可能會誤讀為鄰區(qū)的代碼，使讀數(shù)發(fā)生大錯，后來發(fā)明了一種循環(huán)碼(又稱葛萊碼)，使相鄰碼區(qū)間只有一個碼不同，減少誤碼的可能性。

編碼度盤的缺點：直接利用編碼度盤不容易達到較高的測角精度128光柵度盤圖3－35(a)(b)在光學玻璃盤上徑向均勻地刻出許多徑向刻線，就形成了光柵度盤。如圖a，如果光柵度盤與密度相同的指示光柵(相當于度盤的零指標線)疊置，將產(chǎn)生莫爾條紋。如圖b.光柵度盤圖3－35(a)(b)在光學玻璃盤上徑向均勻地刻出許129測量時，度盤被電動機驅(qū)動而繞縱軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，整盤光柵被兩光閘所掃描。兩光閘分別給出正弦形脈沖，其強度得到調(diào)制，并形成圖中右側(cè)的矩形脈沖信號，根據(jù)兩組信號的相位差進行角度測量。

3－36測量時，度盤被電動機驅(qū)動而繞縱軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，整盤光柵被130§1-5豎直角的觀測與計算一、豎直角高度角——在同一個鉛錘面內(nèi)目標方向線與水平線的夾角，用表示，仰角＋、俯角－天頂距——在同一個鉛垂面內(nèi)，目標方向線與指向天頂方向的鉛垂線的夾角，用Z表示，角值為0°～180°§1-5豎直角的觀測與計算一、豎直角高度角——在同一131二、豎盤構(gòu)造特點豎盤讀數(shù)指標相對于豎盤不動豎盤與望遠鏡固連，與望遠鏡同時轉(zhuǎn)動，且豎盤中心位于橫軸上二、豎盤構(gòu)造特點豎盤讀數(shù)指標相對于豎盤不動豎盤132三、豎直角的觀測安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準目標指標水準管氣泡居中讀取豎盤讀數(shù)L計算L指標水準管氣泡居中計算R計算豎直角盤右瞄準同一目標讀取豎盤讀數(shù)R三、豎直角的觀測安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準目標指標水準管氣泡居133四、豎直角的計算：順時針注記（天頂為零）:L＝90°－L0盤左900180指標270900180指標L0270四、豎直角的計算：順時針注記（天頂為零）:L＝90°－L0134逆時針注記:L＝L0－90°R＝270°－R0R＝R0－270°盤右R0270900180900180270逆時針注記:L＝L0－90°R＝270°－R0R＝R135五、豎盤指標差指標差——當指標水準管氣泡居中后，讀數(shù)指標線沒有指在正確位置(鉛垂位置)，而是偏離正確位置一個小角度值，該角度值便稱為指標差，用x表示。五、豎盤指標差指標差——當指標水準管氣泡居中后，讀數(shù)指標線136按L＝90°－L，R＝R－270°分別計算盤左、盤右觀測的豎直角，取盤左盤右觀測值的平均值可抵消豎盤指標差的影響。按L＝90°－L，R＝R－270°分別計算盤左、盤右137一、水平距離兩點間連線垂直投影在水平面上的長度?；颍旱孛鎯牲c在水平面上的投影之間的距離§1-6距離測量概述ABA’B’DAB一、水平距離§1-6距離測量概述ABA’B’DAB138二、距離測量的方法距離測量方法有鋼尺量距、視距測量、電磁波測距和GPS測量等。鋼尺量距是用鋼卷尺沿地面直接丈量距離；視距測量是利用經(jīng)緯儀或水準儀望遠鏡中的視距絲及視距標尺按幾何光學原理進行測距；電磁波測距是用儀器發(fā)射并接收電磁波，通過測量電磁波在待測距離上往返傳播的時間解算出距離；GPS測量是利用兩臺GPS接收機接收空間軌道上4顆衛(wèi)星發(fā)射的精密測距信號，通過距離空間交會的方法解算出兩臺GPS接收機之間的距離。二、距離測量的方法距離測量方法有鋼尺量距、視距測量、電磁波測139 方法 精度 適用范圍1、步測法野外踏勘、選點和小比例尺地形圖的測繪2、視距法3、鋼尺一般量距4、鋼尺精密量距5、激光紅外測距儀地形測量中的碎部測量導線測量，一般建筑軸線丈量精密導線測量，工業(yè)廠房主要軸線的測量測程：2KM～20KM精度：(3mm+2PPM)直接量距的方法，精度及其適用范圍1/50~1/2001/200~1/3001/2000~1/40001/1萬~1/2萬 方法 精度 適用范圍1、步測法野外踏勘、選點和小比例尺140第1章工程測量概述課件141精密量距時還需要彈簧秤——用于對鋼尺施加規(guī)定的拉力溫度計——用于測定鋼尺量距時的溫度，以便對鋼尺丈量的距離施加溫度改正尺夾——尺夾用于安裝在鋼尺末端，以方便持尺員穩(wěn)定鋼尺。精密量距時還需要142三、鋼尺量距的一般方法

1、平量法——平坦地面的距離丈量丈量工作一般由兩人進行。后尺手前尺手三、鋼尺量距的一般方法1、平