《軌道工程測量實訓(xùn)手冊》項目1水準(zhǔn)測量項目2角度測量項目3全站儀與GNSS技術(shù)項目4小區(qū)域控制測量項目5地形圖測繪與應(yīng)用項目6線路測量項目7軌道控制網(wǎng)的布設(shè)及測量項目8高速鐵路施工測量全套可編輯PPT課件水準(zhǔn)測量一、高程及高程測量二、高程測量方法三、水準(zhǔn)測量等級1..地面點的高程一、地面點的高程

相對高程——如標(biāo)高(多用于建筑施工)絕對高程

——地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。高程測量——測定地面點高程的工作二、高程測量的方法1、水準(zhǔn)測量——用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量的工作。是高程測量的主要方法使用儀器：水準(zhǔn)儀

水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。2、其他高程測量方法：三角高程測量、GPS測量等2.高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)我國國家高程系統(tǒng)：黃海高程系我國國家高程基準(zhǔn)：

1985年國家高程基準(zhǔn)◆我國取青島附近黃海平均海水面為大地水準(zhǔn)面；人為而定，相對穩(wěn)定(我國1956年取前6年的平均潮位作為大地水準(zhǔn)面；1985年取1953年

1979

年共26年觀測的平均潮位作為大地水準(zhǔn)面)；◆水準(zhǔn)原點建在青島市內(nèi)，作為我國的國家高程基準(zhǔn)。1956年高程基準(zhǔn)的高程為72.289米，

1985年高程基準(zhǔn)的高程為72.260米。上海地區(qū)高程系統(tǒng)：吳淞高程系三、高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)H吳=H黃-1.6008（1985）3.4.高程系統(tǒng)、等級四、水準(zhǔn)測量的等級分一、二、三、四等（按精度要求、控制范圍）一等水準(zhǔn)測量:——僅在國家等級中存在作為國家的高程控制,建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn);科學(xué)研究(地殼形變、地面沉降、精密測量）二等水準(zhǔn)測量:作為大城市的高程控制；地面沉降；精密工程測量三、四等水準(zhǔn)測量:作為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量圖根水準(zhǔn)（普通水準(zhǔn)）§

2-2水準(zhǔn)測量原理要求：測量A，B兩點間的高差h思路：在A，B上豎立標(biāo)尺，用水準(zhǔn)儀指示一條水平視線該視線在兩尺上截得讀數(shù)a和b則A、B的高差：注：高差有正有負(fù)水準(zhǔn)儀的主要軸線：望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸（俗稱視線），用于觀察尺子，讀取讀數(shù)水準(zhǔn)管軸，水準(zhǔn)管是水平狀態(tài)指示器。用于把其軸置平儀器要求這兩個軸平行。從而可以借助水準(zhǔn)器把視線置平水準(zhǔn)測量原理當(dāng)Da=Db時，中間法考慮水準(zhǔn)面彎曲2.連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測量方法連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測量方法

兩點間距離較長或高差較大時，在兩點間設(shè)若干轉(zhuǎn)點，分段測量高差，取各分段高差的總和。hAB=h1+h2+….+hn

=(a1-b1)+(a2-b2)+….+(an-bn)=a-bhAB一.水準(zhǔn)測量的儀器與工具§

2-3

水準(zhǔn)尺和的水準(zhǔn)儀一、水準(zhǔn)尺、尺墊直尺：雙面(黑、紅)水準(zhǔn)尺，尺常數(shù)4.687m、4.787m，用于三等以下水準(zhǔn)路線測量。塔尺：可伸縮，伸足為3米、

5米，用于一般工程測量。尺墊：轉(zhuǎn)點立尺用。2.水準(zhǔn)儀二、水準(zhǔn)儀等級(精度系列)：

DS05DS1DS3DS10

型號下標(biāo)：毫米數(shù)，表示

1公里往、返測量的高差平均值的中誤差(由于儀器引起的)

。構(gòu)造：望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器支架基座S3水準(zhǔn)儀外型一般的望遠(yuǎn)鏡只需望遠(yuǎn)，不需瞄準(zhǔn)。所以有物鏡，目鏡（加調(diào)焦鏡）即可。測量望遠(yuǎn)鏡要能瞄準(zhǔn)。所以要有十字絲。目標(biāo)的象與十字絲重合即瞄準(zhǔn)。望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差●測量望遠(yuǎn)鏡及十字絲上絲下絲豎絲橫絲望遠(yuǎn)鏡的十字絲視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。目鏡的作用：把十字絲（和目標(biāo)象）放大。十字絲固定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到目標(biāo)象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)象稱為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除視差。測量望遠(yuǎn)鏡163視差

●視差：

望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。

現(xiàn)象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置，十字絲與目標(biāo)的像有相對移動。消除視差的步驟：目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。水準(zhǔn)器（1）圓水準(zhǔn)器靈敏度8/2mm用于儀器粗平

（2）管水準(zhǔn)器靈敏度20/2mm用于儀器精平水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器分圓形和管形兩種管水準(zhǔn)器是個玻璃容器，其縱剖面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形?？虅澗€對稱中點處的切線就是水準(zhǔn)管軸?！皻馀菥又小奔此疁?zhǔn)管軸水平。圓水準(zhǔn)器是個玻璃容器，上面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球形，同心圓圓心處的曲率半徑就是圓水準(zhǔn)器的軸?！皻馀菥又小奔此疁?zhǔn)器的軸垂直。水準(zhǔn)管圓水準(zhǔn)器軸

水準(zhǔn)管的精度：管子內(nèi)壁光滑，液體與內(nèi)壁的附著力小，則氣泡對傾斜反映的靈敏度高曲率半徑大，格值小則精度高氣泡長，兩端清晰，讀數(shù)誤差小則精度高格值是相鄰分劃線之間的弧所對的圓心角。設(shè)弧長為2毫米，曲率半徑為R毫米，則格值一般秒符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。若直接用肉眼觀察則因為玻璃有厚度，斜視時會產(chǎn)生視差要同時觀察氣泡的兩端才能判斷氣泡是否居中用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點。判斷“氣泡居中”的精度約可提高一倍。觀察窗三、水準(zhǔn)儀的使用1、安置：用連接螺旋把儀器固定在三腳架上2、粗平：使三腳架架頭大致水平;轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中3、瞄準(zhǔn)調(diào)節(jié)目鏡：照準(zhǔn)明亮的物體（如白墻）調(diào)節(jié)目鏡使之適合自己的視力（十字絲最清晰）；粗瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動儀器，利用望遠(yuǎn)鏡外殼上的準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目標(biāo)；精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動調(diào)焦螺旋使目標(biāo)象清晰，直至無“視差”。用微動螺旋慢慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，直至精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)為止（十字絲的縱絲靠近水準(zhǔn)尺）4、精平用微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中（符合氣泡符合）5、讀數(shù)用十字絲的橫絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)（先讀毫米數(shù)，然后米，分米，厘米數(shù)。每次讀四位數(shù)，“0”也是必須記錄的數(shù)字。）水準(zhǔn)管的校正螺絲像片圓水準(zhǔn)管腳螺旋粗平

用連接螺旋把儀器固定在三腳架上，固定兩個腳架，動第三個腳架，使三腳架架頭大致水平;轉(zhuǎn)動腳使螺旋圓水準(zhǔn)器的氣泡居中2、粗平（左手拇指法則）調(diào)節(jié)目鏡：照準(zhǔn)明亮的物體（如白墻）調(diào)節(jié)目鏡使之適合自己的視力（十字絲最清晰）；粗瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動儀器，利用望遠(yuǎn)鏡外殼上的準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目標(biāo)；精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動調(diào)焦螺旋使目標(biāo)象清晰，檢查有無“視差”（消除視差）。用微動螺旋慢慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，直至精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)為止（十字絲的縱絲靠近水準(zhǔn)尺）3、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)管的校正螺絲像片目鏡缺口視差

●視差：

望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。

現(xiàn)象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置，十字絲與目標(biāo)的像有相對移動。消除視差的步驟：目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點。判斷“氣泡居中”的精度約可提高一倍。調(diào)節(jié)微傾螺旋，使氣泡吻合成一個完整的拋物線觀察窗4、精平（普通水準(zhǔn)尺）

水準(zhǔn)尺的分劃不是線劃式而是區(qū)格式的。區(qū)格的邊緣是分劃的位置，區(qū)格內(nèi)的小數(shù)即毫米“估讀”。區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀察并讀數(shù)。5、讀數(shù)

bc瞄準(zhǔn)與讀數(shù)水準(zhǔn)測量的瞄準(zhǔn)與讀數(shù)adb

a0.7256.2521.533自動安平水準(zhǔn)儀原圖四、自動安平水準(zhǔn)儀（一）自動安平水準(zhǔn)儀的特點1、沒有水準(zhǔn)管和微傾螺旋；望遠(yuǎn)鏡和支架連成一體2、測量時，只需粗平自動安平水準(zhǔn)儀原圖（二）自動安平水準(zhǔn)儀基本原理2.自動安平補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)自動安平補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)兩個擺動棱鏡的補(bǔ)償器兩個直角棱鏡是補(bǔ)償器的擺動部分。鏡筒傾斜時水平光線與其豎平面不正交，從而使光線在棱鏡系統(tǒng)中產(chǎn)生折射，最后把水平光線導(dǎo)至十字絲中心。Koni007自動安平水準(zhǔn)儀ZeissKoni007自動安平水準(zhǔn)儀§2-4水準(zhǔn)測量的方法及成果處理一、水準(zhǔn)點和水準(zhǔn)路線（一）水準(zhǔn)點埋設(shè)在永久、固定的地點（二）水準(zhǔn)路線1、支水準(zhǔn)路線2、閉合水準(zhǔn)路線3、附合水準(zhǔn)路線二、水準(zhǔn)測量方法（一）兩次儀器高法已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2<=f=±5mm水準(zhǔn)測量記錄（兩次儀器法）（二）雙面尺法

已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2<=f=±5mm水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法）三、水準(zhǔn)測量成果整理A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m(一）、高差閉合差計算0閉合水準(zhǔn)HB–HA=H終-H始附合水準(zhǔn)無支水準(zhǔn)支水準(zhǔn)路線無閉合差，所以采用往、返測量三、水準(zhǔn)測量成果整理A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m(一）高差閉合差計算高差閉合差的允許值L---以公里為單位三、水準(zhǔn)測量成果整理A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m（二）高差閉合差的分配水準(zhǔn)測量成果整理§

2-5水準(zhǔn)儀的檢驗與校正(一)水準(zhǔn)儀的主要軸線望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水準(zhǔn)管軸縱軸圓水準(zhǔn)軸一、水準(zhǔn)儀的主要軸線及滿足的條件視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。水準(zhǔn)管軸:經(jīng)過水準(zhǔn)管零點的切線縱軸:儀器旋轉(zhuǎn)軸圓水準(zhǔn)軸:經(jīng)過圓水準(zhǔn)管零點的法線）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器縱軸L′L′∥VV）十字絲的橫絲垂直于縱軸

）水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸LL∥CCL′L′∥VVLL∥CC(二)水準(zhǔn)儀滿足的條件二、水準(zhǔn)儀檢驗與校正（一）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器縱軸的檢驗與校正誤差的影響：不影響讀數(shù)，但使縱軸傾斜，影響操作速度1、檢驗：（如何發(fā)現(xiàn)誤差？）a)以圓水準(zhǔn)器為準(zhǔn)（氣泡居中）安置儀器的縱軸b)把儀器連帶水準(zhǔn)器繞縱軸旋轉(zhuǎn)180度。如果氣泡仍然居中，則水準(zhǔn)器軸平行儀器縱軸。否則，水準(zhǔn)器軸不平行儀器縱軸。2、校正：（如何減少誤差？）（氣泡移動量一半所表示的傾斜度就是縱軸的傾斜度。）動校正螺絲，使氣泡返回移動量的一半。重復(fù)上述檢驗和校正一、二次，使該這誤差盡可能小。L′V(二)十字絲的橫絲垂直于縱軸1、檢驗：用圓水準(zhǔn)器使縱軸垂直后，用十字絲的橫絲照準(zhǔn)某一清晰目標(biāo)。用微動螺旋轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，如果十字絲的橫絲一直不離開目標(biāo)，則無誤差。否則要校正。2、校正：松開十字絲的固定螺絲，轉(zhuǎn)動十字絲。(三)水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸影響：如果水準(zhǔn)管軸不平行視準(zhǔn)軸（其夾角為)，則讀數(shù)誤差有則此誤差對高差的影響為檢驗：在正常視線長2倍的兩端固定兩根水準(zhǔn)尺，其間距為2S。儀器架于中點，測量兩端點的高差作為標(biāo)準(zhǔn)值把儀器移至一個端點，再測量兩端點的高差

(三)水準(zhǔn)管軸不平行視準(zhǔn)軸如果h2=h

表明水準(zhǔn)管軸不平行視準(zhǔn)軸，引起遠(yuǎn)尺上讀數(shù)有誤差，以至h2有誤差。至于近尺上的讀數(shù)，由于距離很小，受水準(zhǔn)管軸不平行視準(zhǔn)軸誤差的影響很小，可以忽略。校正：轉(zhuǎn)動傾斜螺旋，使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸對準(zhǔn)遠(yuǎn)尺正確的讀數(shù)。這時水準(zhǔn)管軸隨著也傾斜了。用水準(zhǔn)管的校正螺絲使氣泡重新居中。水準(zhǔn)管的校正螺絲像片水準(zhǔn)管的一端水準(zhǔn)管的校正螺絲（2）校正3（2）校正方法1：校正水準(zhǔn)管a.計算A尺水平視線讀數(shù)：a2'=b2+hb.轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使橫絲瞄準(zhǔn)讀數(shù)a2’：CC水平

c.校正水準(zhǔn)管氣泡居中：LL水平（LL//CC）

d.重復(fù)檢驗直至符合要求。方法2：校正十字絲環(huán)2134十字絲環(huán)校正螺絲十字絲環(huán)校正螺絲方法2：校正十字絲b.調(diào)整十字絲環(huán)上、下校正螺絲，使橫絲對準(zhǔn)讀數(shù)即

CC水平，從而LL//CC。a.保持水準(zhǔn)管氣泡居中即LL水平；卸下望遠(yuǎn)鏡目鏡罩水準(zhǔn)管的校正螺絲像片望遠(yuǎn)鏡目鏡罩（一）精密水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺：因瓦鋼+分劃式§2-6精密水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀一、精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺§2-6精密水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀格值小(τ=7~10″)，氣泡長、大，符合精度高；望遠(yuǎn)鏡放大倍率高（30×→40×），瞄準(zhǔn)精度高（≈15″/V）微動螺絲精細(xì)，望遠(yuǎn)鏡微傾對高度的影響小……（二）精密水準(zhǔn)儀讀數(shù)：瞄準(zhǔn)+平行玻璃板+測微分劃尺精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺：因瓦鋼+分劃式讀數(shù)：瞄準(zhǔn)+平行玻璃板+測微分劃尺精密水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺WILDN3、精密水準(zhǔn)尺WILDN3精密自動安平水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀讀數(shù)圖讀數(shù)：197150測微器讀數(shù)窗水準(zhǔn)器視窗楔型絲平行玻璃板測微裝置平行玻璃板測微裝置測微器結(jié)構(gòu)與測微原理

轉(zhuǎn)動測微螺旋，改變平行玻璃板的傾斜角度，可使視線作上、下平移，平移量在測微分劃尺上讀取。三.

電子水準(zhǔn)儀二、電子水準(zhǔn)儀也稱“數(shù)字水準(zhǔn)儀”具有自動安平功能。自動顯示水平視線讀數(shù)和視距。通過物鏡獲取水準(zhǔn)尺圖象，通過儀器的處理系統(tǒng)，將圖象信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示。能與計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊?；颈苊饬巳藶榈挠^測誤差（視差、水準(zhǔn)器精平誤差、瞄準(zhǔn)誤差、估讀數(shù)誤差。電子水準(zhǔn)儀圖電子水準(zhǔn)儀圖條碼尺測量鍵電子水準(zhǔn)儀的瞄準(zhǔn)要求豎絲位于條碼帶上電子水準(zhǔn)儀的瞄準(zhǔn)§2-7水準(zhǔn)測量的誤差分析測量誤差主要有三種：儀器誤差操作誤差外界的影響其它水準(zhǔn)測量也具有這些誤差水準(zhǔn)測量的儀器誤差）圓水準(zhǔn)器軸不平行儀器縱軸L’L’∥VV）十字絲的橫絲不水平）水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行LL∥CC一、水準(zhǔn)測量的操作誤差（1）氣泡居中不準(zhǔn)引起的誤差（2）水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差（3）瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差分析討論：（1）設(shè)氣泡居中不準(zhǔn)引起的讀數(shù)誤差為則（2）水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差水準(zhǔn)尺傾斜引起的讀數(shù)誤差與水平視線離尺底的高度h，尺子的傾斜度，以及尺底的厚度b和尺子安放的情況有關(guān)。θ對策精密水準(zhǔn)測量時，尺上要裝水準(zhǔn)器普通水準(zhǔn)測量時盡量把尺扶直或扶尺員慢慢地把尺前后搖動，觀察員取尺上最小的讀數(shù)（3）瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差對于區(qū)格式的水準(zhǔn)尺，最小一位讀數(shù)是估讀的。一般說來估讀的誤差約為1毫米。

十字絲粗約為0.005毫米。望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距約為300毫米。當(dāng)S=60m時，投影在尺面上十字絲的象粗為

所以當(dāng)視線長度大于60米時，讀數(shù)誤差會增加。二、外界條件對水準(zhǔn)測量的影響（1）地球曲率的影響（2）大氣折光的影響（3）大氣抖動的影響（4）溫度對儀器的影響（1）地球曲率的影響工作時水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸是水平直線，而大地水準(zhǔn)面是曲面。由此，在讀數(shù)中就有誤差當(dāng)S=100米時，對策：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)中含有相同的差值。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”（2）大氣折光的影響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：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（3）大氣抖動的影響除了規(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：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點之前作水準(zhǔn)測量。高精度的水準(zhǔn)測量也只在上午10點之前進(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。對策：儀器制作時采取保護(hù)措施：如Zeiss004在望遠(yuǎn)鏡筒外面還有一個保護(hù)筒。量筒之間靜止的空氣起隔熱作用精密水準(zhǔn)測量時必須撐傘精密水準(zhǔn)儀從箱中拿出來后要靜置半小時后再開始工作避免日光直接照射水準(zhǔn)管（5）其他影響轉(zhuǎn)點的唯一性問題：水準(zhǔn)測量常需多次設(shè)站把高程傳遞到待定點。為此必須利用轉(zhuǎn)點。在轉(zhuǎn)點上水準(zhǔn)尺有二次工作狀態(tài)。必須保證轉(zhuǎn)點狀態(tài)不變。土質(zhì)松軟轉(zhuǎn)點會下沉平坦的硬質(zhì)路面上立尺會因尺子傾斜狀態(tài)不同引起高度變化水準(zhǔn)儀架在松軟的土質(zhì)上也有下沉的可能對策：選擇有棱角的硬物做轉(zhuǎn)點攜帶專用的測墊或測樁做轉(zhuǎn)點采用“時間對稱”的工作流程，削弱“隨時間而變化的因素”對測量成果的不良影響。如水準(zhǔn)測量采用“前--后--后--前”的流程角度測量§2-1水平角與垂直角觀測原理

兩種角度

水平角

用于確定點的平面位置（計算坐標(biāo)）

豎直角

用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器

經(jīng)緯儀、電子全站儀一、水平角觀測原理水平角——過一點到兩個目標(biāo)的方向線垂直投影到水平面上所成的夾角。0

360

。水平面abc

ABC也可看成是包含BA、BC視線的兩個鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤

=c-a2.垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°垂直角——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角(也叫豎直角)。

=0

90

，仰角為正，俯角為負(fù)。提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

及度盤讀數(shù)●經(jīng)緯儀的等級和用途●

DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造●

DJ2經(jīng)緯儀§3-2經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)技術(shù)項目一測回水平方向中誤差望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級DJ1DJ2DJ6126二等平面控制測量及精密工程測量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm三、四等平面控制測量及一般工程測量圖根控制測量及一般工程測量經(jīng)緯儀系列技術(shù)參數(shù)和用途二、經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)有照準(zhǔn)器或望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡可以在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。望遠(yuǎn)鏡+豎盤+水平度盤的指針=照準(zhǔn)部水平度盤靜置在基座上水準(zhǔn)器+腳螺旋=>整平游標(biāo)經(jīng)緯儀早期的經(jīng)緯儀金屬度盤用游標(biāo)+放大鏡讀數(shù)松開制動螺旋，有關(guān)部件可以轉(zhuǎn)動。旋緊了制動螺旋后有關(guān)部件不可以自由轉(zhuǎn)動，但微動螺旋開始起作用，使有關(guān)部件精細(xì)轉(zhuǎn)動，便于視準(zhǔn)軸精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

及度盤讀數(shù)●

DJ6經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

及度盤讀數(shù)●

T2經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同；操作方法也基本相同。用微電子技術(shù)自動取得度盤的讀數(shù)，從而可以經(jīng)微電腦進(jìn)一步加工計算三、DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造二.DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造基座、照準(zhǔn)部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座照準(zhǔn)部1.基座(一)基座腳螺旋用于整平儀器基座水平度盤照準(zhǔn)部2.照準(zhǔn)部(二)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部(水平)制動、微動望遠(yuǎn)鏡(豎直)制動、微動圓水準(zhǔn)器8

/2mm；管水準(zhǔn)器30

/2mm望遠(yuǎn)鏡：倒像，26

30倍，目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦，粗瞄準(zhǔn)器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎盤部分光學(xué)對點器復(fù)測扳手或度盤變換器望遠(yuǎn)鏡十字絲3.水平度盤(三)水平度盤水平度盤由光學(xué)玻璃制成

順時針0

360

刻度；

儀器整平，水平度盤水平；

水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離；

改變度盤位置，要使用復(fù)測扳手或度盤變換手輪。0901802700901802704.J6經(jīng)緯儀的

讀數(shù)裝置(四)J6經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置圖3-5J6經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)光路水平度盤垂直度盤讀數(shù)光路J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微度盤上1度分劃的間隔經(jīng)放大后，與分微尺全長相等。分微尺全長分60格，因此其最小格值為1=60

。讀數(shù)時，秒數(shù)必須估讀。估讀至0.1格，因此，估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6″的倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)：73

04

24″1.分微尺測微——利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。0173光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)-測微系統(tǒng)測微尺的0分劃線是“指標(biāo)線”測微尺60格的長度=度盤相鄰分劃線象間隔的寬度b).平行玻璃板測微2.平行玻璃板測微——利用測微手輪，用指標(biāo)線讀數(shù)平行玻璃板與分微尺由測微手輪控制。轉(zhuǎn)動測微手輪，使度盤像移動，則移動量可在分微尺上讀出。平行玻璃板最大調(diào)節(jié)范圍為30分，分微尺全長刻度也等于30分。操作時，調(diào)節(jié)測微手輪，使度盤某度(或某30分)的刻度線居中于雙線讀數(shù)指標(biāo)，雙指標(biāo)線所夾刻度的度數(shù)(或30分)加上分微尺讀數(shù)，即為該方向的讀數(shù)。圖3-8平行玻璃板測微器水平度盤讀數(shù)：

92?17′28″DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)主要特點（1）采用度盤對徑重合讀數(shù)法，以消除度盤偏心誤差影響。（2）通過轉(zhuǎn)動測微手輪，操縱測微裝置，使度盤上相差180度的刻度線一一對應(yīng)重合，而對應(yīng)刻度線相對移動過的量，可在分微尺上讀取。（3）水平度盤讀數(shù)和豎直度盤讀數(shù)由換像手輪控制，分別單獨(dú)顯示。四、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)水平度盤讀數(shù)：

42?52′02.0″水平度盤讀數(shù)：

174?02′02.0″水平角觀測§3-3水平角觀測一、經(jīng)緯儀的安置

對中——整平——瞄準(zhǔn)——讀數(shù)掌握對中、整平的目的、方法與要求。瞄準(zhǔn)方法：用豎絲對準(zhǔn)豎立于測點的標(biāo)志中心。操作：粗瞄，制動，然后用微動螺旋完成精確瞄準(zhǔn)。二、水平角觀測掌握測回法觀測水平角的儀器操作方法、觀測程序和記錄。了解“方向觀測法”的使用場合、作業(yè)程序與記錄。對中BCA

(一)對中——將儀器中心安置在過測站點的鉛垂線上。對中誤差

3mm。1.垂球?qū)χ胁襟E：粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測站中心1

2cm內(nèi)；精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對中測站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。

注意

腳架頭首先要放平，三個腳螺旋基本等高；

腳架適當(dāng)踩實；

垂球尖盡量接近標(biāo)志，便于判斷。一、經(jīng)緯儀的安置整平123氣泡居中，3與1、2等高(二)整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差<1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高123光學(xué)對中步驟圖3-14

光學(xué)對中步驟：對準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時觀測光學(xué)對點器十字分劃，使其基本對準(zhǔn)測站標(biāo)志，踩實腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對點器精確對準(zhǔn)測站標(biāo)志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器，使圓氣泡居中；調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動儀器，精確對中。有時必須反復(fù)上述三步的操作。瞄準(zhǔn)(三)瞄準(zhǔn)—用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。

操作步驟

粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準(zhǔn)。用水平微動完成瞄準(zhǔn)。盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少由于目標(biāo)不垂直引起的方向誤差。測回法觀測水平角水平角觀測方法(一)測回法觀測程序：

盤左瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j左瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k左

盤右瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k右瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j右第1方向第2方向測站JKB

左=k左-j左

右=k右-j右精度要求：

左-

右

±40"

取:=(左+

右)/2

角是從起始方向(即第1方向)順時針轉(zhuǎn)到第2

方向所成的角度，觀測時，必須首先確定起始方向，然后按照“測回法”的次序觀測。水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。水平角觀測記錄起始方向第一個讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0?（或180?/N，N為測回數(shù)）；分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時按有關(guān)規(guī)則。一測回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測記錄（測回法）第1方向第2方向測站JKB

右KJ25424061800500741906B左JK00418742342741924741915測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角一測回平均角水平角觀測記錄大角第2方向ACB第1方向

水平角觀測記錄（測回法）表中盤右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時，應(yīng)加360

后再減。B左AC010302143342右AC214231221422542142303測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角一測回平均角1801118343412方向觀測法(二)方向觀測法一個測站觀測4個或4個以上方向時，采用方向觀測法，也稱“全圓測回法”。ABCDE方向觀測法零方向盤左盤右方向觀測法垂直角觀測§3-4垂直角觀測◆垂直角觀測原理◆豎盤構(gòu)造特點◆垂直角計算公式◆豎盤指標(biāo)差垂直角觀測原理垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°垂直角——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角(也叫豎直角)。

=0?

90?

，仰角為正，俯角為負(fù)。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos

(2-4-1)

將斜距化為平距

已知斜距S、豎直角，計算平距D：圖3-20斜距化為平距(2-4-2)

三角高程測量已知平距D、豎直角，計算A、B高差h：圖3-21三角高程測量豎盤構(gòu)造特點一、垂直度盤構(gòu)造構(gòu)造特點豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。豎盤氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。1.

1.鉛垂線；2.豎盤；3.望遠(yuǎn)鏡物鏡；4.橫軸；5.豎盤水準(zhǔn)管微動螺旋；6.支架外殼；7.水準(zhǔn)管觀察鏡；8.豎盤水準(zhǔn)管；9.望遠(yuǎn)鏡目鏡；10.豎盤水準(zhǔn)管支架；11.豎盤讀數(shù)棱鏡；12.豎盤讀數(shù)透鏡.豎盤構(gòu)造特點構(gòu)造特點豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。豎盤氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。視線水平、指標(biāo)鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)：

盤左時一般L0=90?

，盤右時一般R0=270?

。270?90?180?0?盤右0?270?180?90?盤左垂直度盤與讀數(shù)指標(biāo)確定垂直角的計算公式二、垂直角的計算圖3-28豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為正、俯角為負(fù)。確定垂直角的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-28豎盤讀數(shù)與垂直角計算

根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為正、俯角為負(fù)。確定垂直角的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-28豎盤讀數(shù)與垂直角計算

根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為正、俯角為負(fù)。270900180270901800豎直角觀測計算逆時針注記順時針注記抬高望遠(yuǎn)鏡時，讀數(shù)增大抬高望遠(yuǎn)鏡時，讀數(shù)減小

豎盤指標(biāo)差0?270?180?90?◆豎盤指標(biāo)差——豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角三、豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差如果水準(zhǔn)管氣泡居中后指標(biāo)線偏離標(biāo)準(zhǔn)位置x，則豎直度盤“盤左讀數(shù)”+“盤右讀數(shù)”≠360°；其差數(shù)=2x。X稱為豎直度盤的“指標(biāo)差”270901800三、豎盤指標(biāo)差x◆豎盤指標(biāo)差——豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角902700180豎盤指標(biāo)差計算x豎盤指標(biāo)差0

270

180

90

◆豎盤指標(biāo)差——豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角豎盤指標(biāo)差◆盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除指標(biāo)差的影響?！糁笜?biāo)差計算公式：垂直角觀測記錄

270?0?90?180?盤左計算公式

左=L-90?

右=270?

-R測站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)

?′

″半測回垂直角

?′

″一測回垂直角

?′

″2x

″備注I左右J1121500+2215002474438+221522-22

+221511左右K1183736+2837362412202+283758-22

+283747左右H840610-553502755330-55330

-20

-55340

垂直角必須帶“、”號。垂直角觀測記錄全站儀與GNSS技術(shù)

道路與橋梁工程系全站儀使用

一、全站儀(totalstation)的發(fā)展

opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM二、全站儀的功能介紹

1．角度測量(angleobservation)（1）功能：測水平角（horizontalangle）豎直角(verticalangle)（2）方法：與經(jīng)緯儀相同。若要測出水平角∠AOB，則：aob

A

OB當(dāng)精度要求不高時——只需半測回：

瞄準(zhǔn)A點——置零（0SET）——瞄準(zhǔn)B點，記下水平度盤HR的大小。

aob

A

OB當(dāng)精度要求高時：——可用測回法步驟同用經(jīng)緯儀操作，配置度盤時，按“置盤”（HSET）如：配置0002’30”，則按HSET—INPUT“0.0230”-ENT，即可。

提問：測回法操作步驟？A

aob

BO2．距離測量(distancemeasuring)PSM、PPM設(shè)置——測距、坐標(biāo)、放樣前。1）棱鏡常數(shù)（PSM）的設(shè)置。一般：

PRISM=0（原配棱鏡），-30mm（國產(chǎn)南方棱鏡）2）大氣改正數(shù)（PPM）（乘常數(shù)）設(shè)置。

輸入測量時的氣溫（TEMP）、氣壓（PRESS），或經(jīng)計算后，輸入PPM的值。（1）功能：可測量平距、高差和斜距（全站儀鏡點至棱鏡鏡點間高差及斜距）（2）方法：

照準(zhǔn)棱鏡點，按MEAS。

全站儀(totalstation)反光棱鏡(reflector)S=cΔt/2

3．坐標(biāo)測量(coordinatemeasuring)

（1）功能：測出目標(biāo)點的(X,Y,H)（2）原理1)平面坐標(biāo)（X，Y）測量原理

2）高程（Z）測量原理

（3）方法

后視點測站點待測量點P1)輸入測站X，Y，H，儀器高i，P點棱鏡高t。2)瞄準(zhǔn)后視點，將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為測站至后視點的坐標(biāo)方位角。3)瞄準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡點，按MEAS（測量）鍵。

4、點位放樣

(Layout)（1）功能：

根據(jù)設(shè)計的待放樣點P及已知點的坐標(biāo)，在實地標(biāo)出P點的平面位置及填挖高度。XY后視點測站點待放樣點P（2）原理

1）先在待放樣點的大致位置立棱鏡對其進(jìn)行觀測，測出當(dāng)前棱鏡位置的坐標(biāo)。XY后視點測站點待放樣點P位置當(dāng)前棱鏡位置

2）將當(dāng)前坐標(biāo)與放樣點的坐標(biāo)相比較，計算出其差值。距離差值dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。

XY后視點測站點當(dāng)前棱鏡位置待放樣點PdDdHR3）根據(jù)顯示的dD、dHR或ΔX、ΔY，

逐漸找到放樣點的位置。XY后視點測站點當(dāng)前棱鏡位置待放樣點PdDdHRdHR=0000’00”

dHD=0m二、GNSS測量的應(yīng)用與傳統(tǒng)的陸上測量技術(shù)相比GNSS具有許多優(yōu)勢傳統(tǒng)大地測量技術(shù)依賴于測站點至目標(biāo)點的通視情況一般來說傳統(tǒng)方式的距離測量被限制在5Km左右氣候因素限制著傳統(tǒng)測量的運(yùn)作。如霧，雨等

傳統(tǒng)測量技術(shù)的缺陷不受氣候條件的限制無須通視要求可進(jìn)行高精度大地測量能實現(xiàn)全天候測量運(yùn)作省時省力經(jīng)濟(jì)效益明顯坐標(biāo)系統(tǒng)通用應(yīng)用領(lǐng)域廣泛具有競爭力的價格GNSS優(yōu)勢XllVlXllllllllVVVllVlllXlX距離測定原理XllVlXllllVll距離測定原理XllVlXllllllllVVVllVlllXlX距離=傳播時間x光速距離測定原理我們必定在以R1為半徑的球面的某個點上R1

點位測定原理

GNSS基礎(chǔ)教程2個球面相交成一個圓弧點位被限制在一曲線上R1R2點位測定原理

GNSS基礎(chǔ)教程3個球面相交成一個點3個距離段可以確定緯度，經(jīng)度，和高程點的空間位置被確定R1R2R3點位測定原理

GNSS基礎(chǔ)教程衛(wèi)星可被看作是在固定的軌道上運(yùn)動空中觀測目標(biāo)每顆衛(wèi)星播發(fā)獨(dú)立的時間碼進(jìn)行距離測量常規(guī)GNSS接收儀內(nèi)置較為廉價的鐘，這些鐘的計時精度比衛(wèi)星上內(nèi)置鐘的精度低得多無線電電波以光速傳播(距離=光速x時間)點位測定原理4段距離解決了緯度，經(jīng)度，高程和時間四個未知數(shù)這就類似于測邊交會問題的解決原理點位確定

GNSS基礎(chǔ)教程GNSS的信號結(jié)構(gòu)每個GNSS衛(wèi)星播發(fā)一組信號每組信號包括兩個不同頻率的載波信號(L1和L2)、兩個不同的測距碼信號(C/A碼調(diào)制在L1載波上，P碼或Y碼同時調(diào)制在L1及L2載波上)以及衛(wèi)星的軌道信息

測距碼偽距測定測距偽隨機(jī)碼每一衛(wèi)星播發(fā)一個偽隨機(jī)測距碼信號，該信號大約每1毫秒播發(fā)一次接收儀同時復(fù)制出一個同樣結(jié)構(gòu)的信號并與接收到的衛(wèi)星信號進(jìn)行比由信號的延遲時間(dT)推算出衛(wèi)星至接收儀的距離接收儀時鐘應(yīng)與衛(wèi)星鐘校時

GNSS基礎(chǔ)教程

載波相位測距載波相位觀測載波L1的波長為19cm，L2的波長為24cm接收儀將接收到的衛(wèi)星載波信號的相位與其自身產(chǎn)生的參考載波信號的相位進(jìn)行比較接收儀開機(jī)后，相位整周數(shù)未知(帶有整周模糊度)跟蹤衛(wèi)星時間較長時距離的變化可以測定(整周數(shù)保持不變)

GNSS基礎(chǔ)教程

點位測定

精度10-30m單機(jī)定位用于導(dǎo)航，其定位精度大約在10到30m左右

GNSS基礎(chǔ)教程GNSS定位的誤差源與GNSS衛(wèi)星有關(guān)的因素SA技術(shù)人為的降低廣播星歷精度(ε技術(shù))衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差與傳播途徑有關(guān)的因素電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收機(jī)有關(guān)的因素接收機(jī)鐘差接收機(jī)天線相位中心誤差接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差如何提高GNSS的測量精度?使用差分GNSS技術(shù)

差分定位技術(shù)在測定流動站的座標(biāo)時與之相關(guān)聯(lián)的參考站的設(shè)置是必須的差分定位削減衛(wèi)星及接收儀鐘的誤差影響大氣影響削減至最小精度達(dá)0.5cm-5mBaselineVectorBA

GNSS基礎(chǔ)教程偽距差分測量精度可達(dá)0.5m-5m此種測量形式一般稱為DGNSS基線向量差分定位技術(shù)BA

GNSS基礎(chǔ)教程RTD測量原理圖測深儀電腦發(fā)射電臺GNSS主機(jī)基準(zhǔn)站移動站GNSS主機(jī)接收電臺測深儀電腦信標(biāo)臺站移動站GNSS主機(jī)信標(biāo)機(jī)測量原理圖信標(biāo)天線如果使用載波差分或同時使用載波差分及偽距差分則定位精度可達(dá)5-10mm+1ppm基線向量差分定位技術(shù)BA

GNSS基礎(chǔ)教程

常規(guī)GNSS的測量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分(Real-timekinematic)方法，是GNSS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。RTK定位時要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實時地把觀測數(shù)據(jù)(偽距觀測值，相位觀測值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動站接收機(jī)。

什么是RTK技術(shù)發(fā)射電臺GNSS主機(jī)基準(zhǔn)站移動站GNSS主機(jī)RTK測量原理圖采集器接收電臺第六章小地區(qū)控制測量小地區(qū)控制測量

學(xué)習(xí)要點

◆控制測量概述

◆平面控制網(wǎng)的定位和定向

◆導(dǎo)線測量與導(dǎo)線計算◆交會定點的計算

#控制測量概述控制測量概述一、控制測量的概念二、平面控制測量三、高程控制四、全球定位系統(tǒng)一、控制測量的概念1.目的與作用為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng)控制誤差的積累作為進(jìn)行各種細(xì)部測量的基準(zhǔn)2.控制測量分類按內(nèi)容分：平面控制測量、高程控制測量按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級按方法分：天文測量、常規(guī)測量(三角測量、導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量)、衛(wèi)星定位測量小地區(qū)：不必考慮地球曲率對水平角和水平距離影響的范圍?？刂泣c：具有精確可靠平面坐標(biāo)參數(shù)或高程參數(shù)的測量基準(zhǔn)點?？刂凭W(wǎng)：由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形或路線。3.有關(guān)名詞控制測量：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。§4-1

控制測量的概念二、平面控制測量一、平面控制測量——建立平面控制網(wǎng)，測定各平面控制點的坐標(biāo)X、Y。等級關(guān)系：布置形式：分一等、二等、三等、四等，前一等作為以后各等的控制基準(zhǔn)，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。小地區(qū)內(nèi)布置一級、二級、三級和圖根控制。三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))、導(dǎo)線網(wǎng)、交會定點，等。2.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng)圖7-12一等三角鎖為國家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)傳統(tǒng)各級平面控制網(wǎng)布置形式2二等連續(xù)網(wǎng)充填一等三角鎖成為國家平面控制網(wǎng)的骨干。測量并計算控制點x，y，H坐標(biāo)——控制測量。測量并計算控制點x，y坐標(biāo)——平面控制測量。測量并計算控制點H坐標(biāo)——高程控制測量。由高級→低級，按一、二、三、四等布設(shè)。(1)平面控制測量國家平面控制網(wǎng)主要用三角測量法布設(shè)，西部困難地區(qū)采用導(dǎo)線測量法。一等三角鎖沿經(jīng)、緯線布設(shè)成縱橫交叉的三角鎖系，鎖長200～250km，構(gòu)成120個鎖環(huán)；一等三角鎖由近于等邊的三角形組成，邊長為20～30km。§7.1控制測量概述三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)

根據(jù)測區(qū)的需要，在二等三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加密，基本圖形如下：圖7-3(a)三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)圖7-3(b)導(dǎo)線網(wǎng)

首級控制圖根控制3)在一、二級小三角或一、二、三級導(dǎo)線下,布置圖根控制網(wǎng)。兩者的區(qū)別在于：圖根控制網(wǎng)的控制面積小，邊長較短，精度要求較低，平差方法采用簡易平差。交會定點前方交會后方交會附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線導(dǎo)線布置的一般形式單結(jié)點導(dǎo)線三.高程控制測量二.高程控制測量——建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點的高程H。

：水準(zhǔn)測量另外方法：三角高程測量、電子全站儀高程測量。

：分一等、二等、三等、四等，前一等作為以后各等的控制基準(zhǔn)，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。地形測量時，布設(shè)圖根水準(zhǔn)(也稱等外水準(zhǔn))。：P163表7-52技術(shù)要求2主要方法2等級關(guān)系#平面控制網(wǎng)的定位和定向§4-2平面控制網(wǎng)的定位和定向一.方位角的定義二.坐標(biāo)方位角三.直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)換算四.導(dǎo)線計算的基本公式一.方位角定義一.方位角的定義方位角——從標(biāo)準(zhǔn)方向起，順時針量到直線所成的夾角。從0—360。簡稱：方向角地面同一直線，由于起始的標(biāo)準(zhǔn)方向不同，其方位角的名稱和數(shù)值也不同。

標(biāo)準(zhǔn)方向方位角名稱測定方法真北方向(真子午線方向)

真方位角A

天文方法測定磁北方向(磁子午線方向)

磁方位角Am

羅盤儀測定坐標(biāo)縱軸(中央子午線方向)

坐標(biāo)方位角a

計算而得標(biāo)準(zhǔn)方向OPPO真北A磁北Am坐標(biāo)縱軸a1.正反方向角二.坐標(biāo)方位角XYABaABaBAaABaBA=aAB±180例1已知aCD=78°20′24″，

aJK=326°12′30″

，

求aDC，aKJ：解：aDC=258°20′24″

aKJ=146°12′30″1.正反方向角2.方向角與象限角的關(guān)系2.方向角與象限角的關(guān)系ⅠⅡⅢⅣ0XY(2).方向角與象限角的關(guān)系(表7-9)第Ⅰ象限a=R第Ⅱ象限a=180°-|R|

=180°+R第Ⅲ象限a=180+R第Ⅳ象限a=360-|R|=360+RP1R1a1P2R2a2P3R3a3P4R4a4(1).象限角——直線與X軸的夾角，R=0~90。三.直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)換算三.直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的換算D12a1212Xy0DX12DY122.已知兩點的極坐標(biāo)關(guān)系，求它們的直角坐標(biāo)關(guān)系(坐標(biāo)正算)：

DX12=D12cosa12

DY12=D12sina12(7-2-3)3.已知兩點的直角坐標(biāo)關(guān)系，求它們的極坐標(biāo)關(guān)系

(坐標(biāo)反算)：(7-2-5)(7-2-6)1.在坐標(biāo)系中表示兩個點的關(guān)系：

極坐標(biāo)表示：

D12，a12；直角坐標(biāo)表示：DX12，DY12(DX12=X2-X1，DY12=Y2-Y1)四.導(dǎo)線計算的基本公式四.導(dǎo)線計算的基本公式1.推算各邊方向角：2.計算各邊坐標(biāo)增量

DX=Dcosa

DY=Dsina3.推算各點坐標(biāo)

X前=X后+DXY前=Y后+DY三個基本公式：如圖，A、B為已知導(dǎo)線點，1、2、3...為新建導(dǎo)線點。觀測了導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角bB、b1、b2...觀測了導(dǎo)線各邊長DB、D1、D2...計算1、2、3...的坐標(biāo)：D1D2D3AB123bBb1b2b3aAB(CB,UB)DC1DU1aB1(X1,Y1)DC2DU2(X2,Y2)a12a23DC3DU3(X3,Y3)#導(dǎo)線測量和計算§4-3導(dǎo)線測量與導(dǎo)線計算一.導(dǎo)線的布置形式二.導(dǎo)線測量外業(yè)三.導(dǎo)線坐標(biāo)計算一.導(dǎo)線的布置形式附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線導(dǎo)線測量是平面控制測量中最常用的方法。導(dǎo)線點組成的圖形為一系列折線或閉合多邊形。閉合導(dǎo)線和附合導(dǎo)線也稱為單導(dǎo)

線，結(jié)點導(dǎo)線和兩個環(huán)以上的導(dǎo)線稱為導(dǎo)線網(wǎng)。一.導(dǎo)線的布置形式AB12支導(dǎo)線二.導(dǎo)線測量的外業(yè)二.導(dǎo)線測量的外業(yè)主要工作：

選點：在現(xiàn)場選定控制點位置，建立標(biāo)志。

測距：測量各導(dǎo)線邊（新邊）的距離。

測角：觀測導(dǎo)線各連接角、轉(zhuǎn)折角。掌握三步工作的方法與要求。一.導(dǎo)線的布置形式（一）踏勘選點及建立標(biāo)志二.導(dǎo)線測量的外業(yè)工作選點時應(yīng)注意下列各點：

相鄰導(dǎo)線點之間通視良好，便于角度和距離測量；

點位選于適于安置儀器、視野廣寬和便于保存之處；點位分布均勻，便于控制整個測區(qū)，進(jìn)行細(xì)部測量。繪制控制點的“點之記”

一.導(dǎo)線的布置形式（二）導(dǎo)線邊長測量二.導(dǎo)線測量的外業(yè)工作

導(dǎo)線邊長一般用電磁波測距儀或全站儀觀測，同時觀測垂直角將斜距化為平距。圖根導(dǎo)線的邊長也可以用經(jīng)過檢定的鋼卷尺往返或兩次丈量（三）導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測量

導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角是在導(dǎo)線點上由相鄰兩導(dǎo)線邊構(gòu)成的水平角。(導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角分為左角和右角，在導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)的水平角稱為左角，在右側(cè)的稱右角。)

三.導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算三.導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算目的：計算各導(dǎo)線點的坐標(biāo)。要求：評定導(dǎo)線測量的精度，合理分配測量誤差。3.支導(dǎo)線計算(一)支導(dǎo)線計算AB12aAB(XB,YB)bBb1DB1D12

1支導(dǎo)線沒有多余觀測值,因此不會產(chǎn)生閉合差,從而

無須進(jìn)行任何改正。

1由于支導(dǎo)線沒有多余觀測值,因此沒有檢核條件，無法檢驗觀測值的差錯，施測與計算時必須十分小心。已知數(shù)據(jù)：aAB,XB,YB或XA,YA,XB,YBA、B為已知邊，點1、2為新建支導(dǎo)線點。觀測數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角bB,b1；邊長DB1，D12。支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟(1)推算各邊方向角a前=a后+b(左)-180(2)計算各邊坐標(biāo)增量

DX=Dcosa

DY=Dsina(3)推算各點坐標(biāo)

X前=X后+DXY前=Y后+DYAB12aAB(XB,YB)bBb1DB1D12準(zhǔn)備工作支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟例已知xa=664.20m,ya=213.30m,xb=864.22m,yb=413.35m;AB12aAB(XB,YB)b1b2D1D2準(zhǔn)備工作測得β1=212°00‘10",D1=297.26m,β2=162°15'30",D2=187.82m；求1、2、點的坐標(biāo)支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟例已知xa=664.20m,ya=213.30m,xb=864.22m,yb=413.35m;AB12aAB(XB,YB)b1b2D1D2準(zhǔn)備工作測得β1=212°00‘10“,D1=297.26m,β2=162°15’30”,D2=187.82m；求1、2、點的坐標(biāo)

(1)推算各邊方向角a前=a后+b(左)-180支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟(1)推算各邊方向角a前=a后+b(左)-180(2)計算各邊坐標(biāo)增量

DX=Dcosa

DY=Dsina(3)推算各點坐標(biāo)

X前=X后+DXY前=Y后+DYAB12aAB(XB,YB)bBb1DB1D12準(zhǔn)備工作支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟例已知xa=664.20m,ya=213.30m,xb=864.22m,yb=413.35m;AB12aAB(XB,YB)b1b2D1D2測得β1=212°00‘10“,D1=297.26m,β2=162°15’30”,D2=187.82m；求1、2、點的坐標(biāo)

(2)計算各邊坐標(biāo)增量

DX=Dcosa

DY=Dsina支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟(1)推算各邊方向角a前=a后+b(左)-180(2)計算各邊坐標(biāo)增量

DX=Dcosa

DY=Dsina(3)推算各點坐標(biāo)

X前=X后+DXY前=Y后+DYAB12aAB(XB,YB)bBb1DB1D12準(zhǔn)備工作支導(dǎo)線的計算步驟支導(dǎo)線的計算步驟例已知xa=664.200m,ya=213.300m,xb=864.220m,yb=413.350m;AB12aAB(XB,YB)b1b2D1D2測得β1=212°00‘10“,D1=297.26m,β2=162°15’30”,D2=187.82m；求1、2、點的坐標(biāo)(3)推算各點坐標(biāo)

X前=X后+DXY前=Y后+DY1.閉合導(dǎo)線(二)閉合導(dǎo)線AB12345bBb0b1b2b3b4b5DB1D12D23D34D45D51aAB(XB,YB)閉合導(dǎo)線圖已知數(shù)據(jù)：aAB，XB，YBA、B為已知點，1、2、3、4、5為新建導(dǎo)線點。觀測數(shù)據(jù)：連接角bB；

導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角b0，b1，b5；

導(dǎo)線各邊長DB1，D12，……，D51。（二）閉合導(dǎo)線計算1、角度閉合差計算和調(diào)整若已知數(shù)據(jù)：aA1，XA，YA導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角bA，b1，b4；邊長DA1，D12，……，D4A。測量閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算表點號轉(zhuǎn)折角

(右)°′″改正后轉(zhuǎn)折角°′″方向角

a°′″邊長

D(米)

坐標(biāo)增量(米)DXDY改正后增量(米)DXDY坐標(biāo)(米)XY點號A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12+12+12+12484318

485.47

+0.09

-0.085395900SSb理=540°00′00″fb=Sb測-Sb理=-60″fb容=60″5=134″540000097031210517181014636123301811222361234A536.27536.27328.74328.74A閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算（一）閉合導(dǎo)線計算2、坐標(biāo)方位角計算2、坐標(biāo)方位角計算（(一)閉合導(dǎo)線計算檢核閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算表點號轉(zhuǎn)折角

(右)°′″改正后轉(zhuǎn)折角°′″方向角

a°′″邊長

D(米)

坐標(biāo)增量(米)DXDY改正后增量(米)DXDY坐標(biāo)(米)XY點號A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12+12+12+12484318

1314006206224828436123410554

484318

54000009703121051718101463612330181122236115.10100.09108.3294.3867.58612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算5395900SSb理=540°00′00″fb=Sb測-Sb理=-60″fb容=60″5=134″（一）閉合導(dǎo)線計算3、坐標(biāo)增量及閉合差計算2a12Dx23Dy12a2313Dy23Dx123.1坐標(biāo)增量計算D1D2（一）閉合導(dǎo)線計算3、坐標(biāo)增量及閉合差計算3.1坐標(biāo)增量計算閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算表點號轉(zhuǎn)折角

(右)°′″改正后轉(zhuǎn)折角

′″方向角

a°′″邊長

D(米)

坐標(biāo)增量(米)DXDY改正后增量(米)DXDY坐標(biāo)(米)XY點號A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12+12+12+12484318

1314006206224828436123410554

484318

54000009703121051718101463612330181122236115.10100.09108.3294.3867.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.891234A536.27536.27328.74328.74A閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算5395900SSb理=540?00′00″fb=Sb測-Sb理=-60″fb容=60″5=134″（一