測量基本理論內(nèi)容提要：1.高程測量原理與水準儀操作2.角度測量原理與經(jīng)緯儀操作3.全站儀功能介紹4.測量計算基本常識5.GPS定位原理及應用簡介第二章水準測量高程測量概念根據(jù)已知點高程，測定該點與未知點的高差，然后計算出未知點的高程的方法。§

1.高程測量原理與儀器操作高程測量的方法分類1、水準測量2、三角高程測量3、GPS測量

利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。大地水準面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準尺水準尺ab前進方向一、高程測量原理A——后視點a——后視讀數(shù)B——前視點b——前視讀數(shù)1、A、B兩點間高差2.B點的高程3.視線高程大地水準面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準尺水準尺ab前進方向hAB=h1+h2++hn

=(a1-b1)+(a2-b2)++(an-bn)=a-b

4.轉(zhuǎn)點的概念

若A、B兩點間布設(shè)一些過渡點（轉(zhuǎn)點）1、2、3…，將其分為n段，則用水準儀分別測得各段高差為h1，h2…h(huán)n，則有：1、望遠鏡物鏡目鏡十字絲（上、中、下絲）三個部分組成。二.水準測量的儀器與工具水準儀按精度分為：DS05、DS1、DS3，其中DS3表示每公里往返測高差中誤差。（一）水準儀組成圓水準器：用于整平。水準管：用于精平。特性：氣泡始終向高處移動。3、基座作用：把儀器固定在三腳架上，下部腳螺旋用于整平儀器2、水準器（二）水準尺尺主要有單面尺尺、雙面尺和和塔尺。1、尺面分劃劃為1cm，，每10cm處（E字形形刻劃的尖端端）注有阿拉拉伯數(shù)字。2、雙面尺的的紅面尺底刻刻劃：一把為為4687mm，另一把把為4787mm。（三）尺墊放在轉(zhuǎn)點上，，以防水準尺尺下沉。操作程序：粗平—瞄準——精平—讀數(shù)數(shù)（一）粗平調(diào)節(jié)腳螺旋，，使圓水準氣氣泡居中。1．方法：對向轉(zhuǎn)動腳螺螺旋1、2———使氣泡移移至1、2方方向中間———轉(zhuǎn)動腳螺旋旋3，使氣泡泡居中。三、水準儀的的使用圖形：粗平的的操作方法示示意圖

a123b312c3122．規(guī)律：氣泡移動方向向與左手大拇指運動的方向一一致。（二）瞄準準1．方法：先用準星器粗粗瞄，再用微微動螺旋精瞄瞄。2．視差：概念：眼睛在目鏡端端上下移動時時，十字絲與與目標像有相相對運動。產(chǎn)生原因：目標像平面與與十字絲平面面不重合。消除方法：反復交替調(diào)節(jié)節(jié)目鏡和物鏡鏡對光螺旋。。（三）精平1、方法：如圖所示，調(diào)調(diào)節(jié)微傾螺旋旋，使水準管管氣泡成像拋拋物線符合。。2、說明：自動安平水準準儀，不需進進行精平。（四）讀數(shù)精平后，用十十字絲的中絲絲在水準尺上上讀數(shù)。1．方法：米、分米看尺尺面上的注記記，厘米數(shù)尺尺面上的格數(shù)數(shù)，毫米估讀讀。2．規(guī)律：讀數(shù)在尺面上上由小到大的的方向讀。故故儀器若成倒倒像的，從上上往下讀；若若成正像，即即從下往上讀讀。圖形：水準儀儀讀數(shù)實例4.水準儀儀讀數(shù)實例6.2521.4770.725

bc

a§2角度測量原原理與經(jīng)緯儀儀操作內(nèi)容提要:2.1角角度測量概念念2.2光光學經(jīng)緯儀的的使用2.3角角度的測量方方法2.4經(jīng)經(jīng)緯儀的檢驗驗與校正角度測量包括：水平角測量豎直角測量2.1角度測測量概念一、水平角定定義從空間一點出出發(fā)的兩條空空間直線在水水平投影面上上的夾角。范圍：順時針00~3600水平面abcABC0ca水平度盤計算公式c水平面acABC0a水平度盤=右(終)邊邊c-左(始始)邊a當c≥a時ββ=c–a當c<a時時β=c+3600–a二.豎直角定定義天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°在同一豎直面面內(nèi)，瞄準目目標的視線與與水平視線的的夾角。其范圍：=090，仰角為正，，俯角為負。。2.2光光學經(jīng)緯儀的的使用經(jīng)緯儀是測角角的儀器，按按精度，有：：DJ6、、DJ2、DJ1，其中中“DJ6””表示經(jīng)緯儀儀“一測回方方向觀測中誤誤差為6”。。一、DJ6經(jīng)經(jīng)緯儀的構(gòu)造造1、照準部2、水平度盤盤3、基座1.照準部照準部(水平平)制動、微微動望遠鏡(豎直直)制動、微微動圓水準器水準管望遠鏡目鏡調(diào)焦，物物鏡調(diào)焦，粗瞄準器，十十字絲讀數(shù)顯微鏡豎直度盤光學對點器望遠鏡十字絲2.水平度盤盤水平度盤由光光學玻璃制成成順時針0360刻度；水平度盤與照照準部相互脫脫離；0901802700901802703.基座作用：把儀器器固定在三腳腳架上，下部部腳螺旋用于于整平儀器二、J6經(jīng)緯緯儀讀數(shù)方法法水平度盤讀數(shù)數(shù)：7304240173（1）分微尺尺的分劃值為為1ˊ，估讀讀到0.1ˊ(6")。（2）“H””——水平度度盤讀數(shù)，““V”———豎直度盤讀讀數(shù)。三、J2光學學經(jīng)緯儀的構(gòu)構(gòu)造如圖與J6相相比，增加了了：1、測微輪——讀數(shù)時，，對徑分劃線線影像符合。。2、換像手輪輪——水平讀數(shù)數(shù)和豎直讀數(shù)數(shù)間的互換。。3、豎直讀盤盤反光鏡——豎直讀數(shù)數(shù)時反光。測微輪換像手輪豎直讀盤反光光鏡四、DJ2的的讀數(shù)方法一般采用對徑徑重合讀數(shù)法法——轉(zhuǎn)動測測微輪，使上上下分劃線精精確重合后讀讀數(shù)。五、經(jīng)緯儀的的安置（1）大致水水平大致對中中眼睛看著對中中器，拖動三腳架兩個腳腳,使儀器大致對對中,并保持持“架頭”大致水平。（2）伸縮腳腳架粗平根據(jù)氣泡位置置，伸縮三腳腳架兩個腳，，使圓水準氣氣泡居中。（3）腳螺旋旋精平——左左手大拇指法法則氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等等高1231）轉(zhuǎn)動儀器器，使水準管管與腳螺旋1、2連線平行。2）根據(jù)氣泡泡位置運用法法則，對向旋旋轉(zhuǎn)腳螺旋1、2。3）轉(zhuǎn)動儀器器900，運用法則，，旋轉(zhuǎn)腳螺旋旋3。氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123（4）架頭上移動儀器，精確對對中(5)腳螺旋旋精平(6)反反復（4）、、（5）兩步步。角度測量方法法包括：測回法方向觀測法2.3角度測測量方法一、測回法1、適用：2個方向的單單角（∠AOB）2、步驟：（邊講邊操作作示范）（1）盤左瞄瞄準左邊A，，配度盤至000X′，讀取取a1。（2）順時針針旋轉(zhuǎn)瞄準右右邊B，讀取取b1。則上半測回角角值:β1=b1-a11測站ABOa1b1（3）倒鏡成成盤右，瞄準準右邊B，讀讀取b2。（4）逆時針針旋轉(zhuǎn)瞄準左左邊A，讀取取a2。則下半測回角角值:β2=b2-a22測站ABOa2b2（5）計算角角值若：β1-β2≤±40"（（圖根級）則有：β=（β1+β2）/23、測回法記記錄格式25424061800500741906右ABO左AB000418742342741924741915ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖測回法小結(jié):度盤配置方法法:若觀測N個測測回，各測回回間按180/N的差值來來配置度盤。。二、方向觀測測法1．適用：在一個測站上上需要觀測兩兩個以上方向向。2．步驟：（有四個觀測測方向）ABOCD（1）上半測測回選擇一明顯目目標A作為起起始方向（零零方向），用用盤左瞄準A，配置度盤盤，順時針依依次觀測A、、B，C，D，A。盤左零方向（2）下半測測回倒鏡成盤右，，逆時針依次次觀測A，D，C，B，，A。同理各測回間間按1800/N的差值，，來配置水平平度盤。ABOCD盤右零方向3．計算、記記錄（1）半測回回歸零差:J2≤12"；J6≤18"。（2）2C值值（兩倍照準準誤差）:2C=盤左讀讀數(shù)－（盤右右讀數(shù)±180°）。一測回內(nèi)2C互差：J2≤18"；J6不作要要求。（3）各方向向盤左、盤右右讀數(shù)的平均均值：平均值=[盤盤左讀數(shù)+（（盤右讀數(shù)±±180o））]/2注意：零方向向觀測兩次，，應將平均值值再取平均。。（4）歸零方方向值將各方向平均均值分別減去去零方向平均均值，即得各各方向歸零方方向值。（5）各測回回歸零方向值值的平均值同一方向值各各測回間互差差:J2≤12"；J6≤24"。三、豎直角的的計算公式順時針注記α左=90°-Lα右=R-270°故一測回豎直直角α=（α左+α右）/22、逆時針注注記故有:α左=L-90°αα右=270°-R一測回豎直角角:α=（α左+α右）/2四、經(jīng)緯儀放放樣方法后視點測站點待測量點經(jīng)緯儀常用的的放樣方法有有極坐標法和和交會法，極極坐標法需要要經(jīng)緯儀和鋼鋼卷尺配合放放樣，其具體體過程如下圖圖所示：1）分別計算出測測站點到后視點和和待測量點的方位位角，確定出放樣樣的轉(zhuǎn)角α，并并計算出待測量點點到測站點的距離離S。2）將經(jīng)緯儀架在在測站點上，后視視后視點，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角α，確定出出待測量點的方向向。3）順著測站點到到待測量點的方向向上用鋼卷尺拉出出距離S，確定處處待測量點。若：在放樣時，只只有經(jīng)緯儀或者只只有鋼卷尺的時候候怎樣放樣？角度交會法ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)設(shè)計1、適用：不便量量距時2、方法：（1）計算測設(shè)設(shè)元素1、2。（2）撥水平角，，交出P點。12測設(shè)時，通常先沿AP、BP的方向線打“十字樁”，然后交會出P點位置。注意交會角30150距離交會法1、適用：距離較較短，便于量距時時。2、方法：（1）計算平距AP、BP。（2）量取AP、、BP，交會出點點P。ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)設(shè)計2.4經(jīng)緯儀的檢檢驗與校正經(jīng)緯儀的主要軸線線:1、豎軸VV2、水準管軸LL3、橫軸HH4、視準軸CC5、圓水準器軸L’L’LLHHCCVVL’L’一、經(jīng)緯儀軸線應應滿足的條件1、VV⊥LL———照準部水準準管軸的檢校。2、HH⊥十字絲絲豎絲——十字絲絲豎絲的檢校3、HH⊥CC———視準軸的檢檢校LLHHCCVVL’L’4．HH⊥VV———橫軸的檢校5．豎盤指標差差應為零——指指標差的檢校6．光學垂線與VV重合——光光學對中器的檢校校

7.LL∥VV——圓水準準器的檢驗與校正正(次要)LLHHCCVVL’L’二、光學對中器的的檢校（1）檢驗：精密安置儀器后，，將刻劃中心在地地面上投下一點，，再旋轉(zhuǎn)照準部，，每隔120°投投下一點，若三點點不重合，則需校校正。（2）校正：用撥針使刻劃中心心向三點的外接圓圓心移動一半。三、圓水準器的檢檢校（1）檢驗：精平（水準管氣泡泡居中）后，若圓圓水準氣泡不居中中，則需校正。（2）校正：用圓水準氣泡校正正螺絲使其居中。。內(nèi)容提要:全站儀簡介全站儀的功能全站儀中線測設(shè)及及斷面測量簡介3.全站儀功能介介紹全站儀簡介一、全站儀的發(fā)展展opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM(圖片)二、全站儀構(gòu)造徠卡TPS700系列卓越中文全站儀拓普康GTS332W全站儀索佳10系列全站儀尼康DTM801系列全站儀賓得全站儀PTSV2南方NTS202205全站儀棱鏡全站儀的功能介紹紹1．角度測量（1）功能：測水平角豎直角（2）方法：與經(jīng)緯儀相同。若要測出水平角∠∠AOB，則：aobAOB當精度要求不高時時——只需半測回：瞄準A點——置零零（0SET）———瞄準B點，記記下水平度盤HR的大小。aobAOB當精度要求高時：：——可用測回法步驟同用經(jīng)緯儀操操作，配置度盤時時，可以用“置盤盤”（HSET）AaobBO2.距離測量（1）功能：可測量平距、高差差和斜距（全站儀儀鏡點至棱鏡鏡鏡點間高差及斜斜距）（2）方法：照準棱鏡點，按MEAS。全站儀(totalstation)反光棱鏡(reflector)S=cΔt/23．坐標測量（1）功能：測出目標點的(X,Y,H)（2）原理1)平面坐標（X，Y）測量原理理2）高程（Z）測測量原理（3）方法后視點測站點待測量點1)輸入測站X，Y，H，儀器器高i，棱鏡高t。2)瞄準后視點點，將水平度盤讀讀數(shù)設(shè)置為測站至至后視點的坐標方方位角。3)瞄準目標棱棱鏡點，按MEAS（測量）鍵。。4、點位放樣（1）功能：根據(jù)設(shè)計的待放樣樣點P及已知點的的坐標，在實地標標出P點的平面位位置及填挖高度。。XY后視點測站點待放樣點P（2）原理1）先在待放樣點點的大致位置立棱棱鏡對其進行觀測測，測出當前棱鏡位置的坐標。XY后視點測站點待放樣點P位置當前棱鏡位置2）將當前坐標與與放樣點的坐標相相比較，計算出其其差值。距離差值dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和和橫向差值ΔY。。XY后視點測站點當前棱鏡位置待放樣點PdDdHR3）根據(jù)顯示的dD、dHR或ΔΔX、ΔY，逐逐漸找到放樣點的的位置。XY后視點測站點當前棱鏡位置待放樣點PdDdHRdHR=0000’00”dHD=0m全站儀中線測設(shè)及及斷面測量簡介基本原理中線測設(shè)：計算中樁坐標———全站儀點位放樣樣（極坐標法）縱斷面測量：全站儀測量點的高高程（三角高程測測量）橫斷面測量：確定橫斷面點位———全站儀測量點點的高程（三角高高程測量）1.中樁坐標的計計算（1）直線段中樁樁由起始點坐標和樁樁號里程，按“坐坐標正算”公式，，可計算出各中樁樁的坐標。（2）曲線段中樁樁根據(jù)曲線要素按照照“坐標正算”公公式計算出曲線上上各中樁的坐標。。2.中樁的實地放放樣架全站儀在（導線線）控制點上，利利用全站儀“點位位放樣”功能，放放樣出各中樁。道路中線測站導線點D5后視導線點D43.中樁高程測量量（縱斷面測量））中樁高程測量是在在中樁放樣的同時時進行的。在中樁樁位置立棱鏡，輸輸入儀器高和棱鏡鏡高，即可利用全全站儀“三維坐標標測量”功能，在在（導線）控制點點上，測出中樁處處的地面高程。4.橫斷面測量橫斷面測量也可在在中樁測設(shè)、縱斷斷面測量的同時進進行。關(guān)鍵在于如如何將棱鏡立在中中樁的橫斷面方向向上。其方法主要要是：在大致橫斷面方向向上的變坡點處立立棱鏡，測出點的的平面坐標。注意：在使用全站儀觀測測角度的時候，為為了消除視差的影影響，必須使十字絲與棱鏡中心重合。十字絲與棱鏡是否否重合辨別方法是是：上下左右晃動動眼睛，十字絲始始終與棱鏡的中心心相重合，若二者者有相對的移動，，則說明有視差，，就會影響觀測結(jié)結(jié)果的精度，這樣樣就要需要重新調(diào)調(diào)整十字絲和望遠遠鏡的清晰度。調(diào)整時，先把十字字絲跳到最清晰，，然后調(diào)節(jié)望遠鏡鏡，不時的晃動眼眼睛，直到十字絲絲與棱鏡中心沒有有相對的移動便可可讀數(shù)。4.測量計算基本本常識一、幾個基本公式式1、坐標方位角的的推算注意：若計算出的的方位角>360°，則減去360°；若為負值，則加上上360°?；颍?、坐標正算公式式由A、B兩點邊長長DAB和坐標方位角αAB，計算坐標增量。見見圖有：DABABABXy0XABYAB其中，ΔXAB=XB-XAΔYAB=YB-YA

XAB=DABcosAB

YAB=DABsinAB3、坐標反算公式式由A、B兩點坐標標來計算αAB、DABDABABABXy0XABYABαAB的具體計算方法如如下：（1）計算：（2）計算：（3）根據(jù)ΔXAB、ΔYAB的正負號判斷αAB所在的象限。二、曲線要素與坐坐標的計算1、圓曲線的要素素（已知轉(zhuǎn)角α及半徑R）切線長

曲線長外距

切曲差

2、主點里程的計計算ZY里程=JD里里程-T；YZ里程=ZY里程+LQZ里程=YZ里里程-L/2；JD里程=QZ里程+D/23、圓曲線中樁坐坐標計算1）方位角法如圖所示，已知曲曲線起點的坐標（（X,Y),起點點處的切線方位角角為β，圓曲線的半徑為為R，轉(zhuǎn)角為α，則曲線上任意一點Pi的坐標計算如下：任意點到起點的圓圓曲長為l=任意點樁號-ZY樁號對應的圓心角為則任意點Pi與起起始點連線的方位位角和距離分別為為：Pi點坐標為：2）切線支距法如圖所示，以ZY或YZ為坐標原原點，切線為X軸軸，過原點的半徑徑為Y軸，建立坐坐標系，則Pi點在改坐標系中的的坐標為：特點：測點誤差不積累。。宜以QZ為界，，將曲線分兩部分分進行測設(shè)。為了在已知坐標的測量控制點上進行曲線放樣，必須將在過ZY點的切線直角坐標系中的曲線坐標轉(zhuǎn)換到測量坐標中去。ZY點切線在控制點坐標系中的方位角為β，曲線位于ZY點點切線的右側(cè)，ZY點的測量坐標標為XZH和YZH,則曲線任意點P在測量坐標系中中的坐標為：如果曲線位于ZY點切線的左側(cè)，，則曲線任意點P在測量坐標系中中的坐標為：第二章水準準測量5.GPS定位原原理及應用簡介一、GPS的定義義全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioningSystem））,是一