《水利工程测量》课件.ppt

1、第第1讲讲2l 课程的性质：课程的性质：l 水利工程测量。专业基础课；工程建设的基本技术。水利工程测量。专业基础课；工程建设的基本技术。l 学习方式：学习方式：l 理论教学、实验教学、实习教学。理论教学、实验教学、实习教学。l 根据理论教学需要开展实验教学，完成必要的作业；根据理论教学需要开展实验教学，完成必要的作业；l 实习教学将作为独立课程在理论教学之后进行。实习教学将作为独立课程在理论教学之后进行。3l 目的和要求：目的和要求：1 1、了解测量学的概念，水利工程测量的主要任务；、了解测量学的概念，水利工程测量的主要任务；2 2、了解确定地面点位的方法；、了解确定地面点位的方法；3 3、了

2、解测量的基本工作及基本原则。、了解测量的基本工作及基本原则。4l 1、是研究地球的形状、大小以及确定地面是研究地球的形状、大小以及确定地面点之间相对位置的科学。点之间相对位置的科学。l 2、测量学的内容：、测量学的内容：测定和测设测定和测设5l测定：测定：以测量技术测定地以测量技术测定地面点位置并用图象或图形面点位置并用图象或图形和数据等形式表示出来，和数据等形式表示出来，这种技术过程称为测定，这种技术过程称为测定，又称测图或测绘。又称测图或测绘。l测设：测设：利用测量技术把设利用测量技术把设计图上拟定的地面点测定计图上拟定的地面点测定到实地上，这种技术过程到实地上，这种技术过程称为测设，称为

3、测设，或称为工程放或称为工程放样，简称放样样，简称放样。6是测量学的一个组成部分。它是研究水是测量学的一个组成部分。它是研究水利工程在利工程在勘测设计勘测设计、施工建设施工建设和和运营管理运营管理阶段所进行的阶段所进行的各种测量工作的理论、技术和方法的学科各种测量工作的理论、技术和方法的学科l勘测设计阶段：测图、用图；勘测设计阶段：测图、用图；l施工建设阶段：进行放样和竣工测量；施工建设阶段：进行放样和竣工测量；l工程运营阶段：变形观测。工程运营阶段：变形观测。7l作用：作用：水利工程测量贯穿于建筑工程的始终，其工作水利工程测量贯穿于建筑工程的始终，其工作质量直接影响到整个工程的质量和进度。质

4、量直接影响到整个工程的质量和进度。l学习要求：学习要求：l掌握测量的基本理论知识和基本技能；掌握测量的基本理论知识和基本技能；l掌握常用测量仪器和工具的使用方法掌握常用测量仪器和工具的使用方法;l初步掌握小区域大比例尺地形图的测绘方法；初步掌握小区域大比例尺地形图的测绘方法；l具有进行一般建筑施工测量的能力。具有进行一般建筑施工测量的能力。8l地球的自然表面：地球的自然表面：l海洋海洋71%71%，陆地，陆地29%29%；l不规则曲面，平均半径不规则曲面，平均半径6371km6371km；l珠峰珠峰8848.13m8848.13m，马里亚那海沟，马里亚那海沟11022m11022m；9l 把地

5、球总的形状看成是被海把地球总的形状看成是被海水包围的球体水包围的球体,l 设想有一个不受风浪和潮汐设想有一个不受风浪和潮汐影响的静止海水面，向陆地影响的静止海水面，向陆地和岛屿延伸而形成的一个和岛屿延伸而形成的一个封封闭曲面闭曲面(大地水准面大地水准面),l 用它所包围的形体代表地球用它所包围的形体代表地球的形状和大小，的形状和大小，这个形体称这个形体称为大地体。为大地体。参考椭圆面大地水准面10l由于大地体是不规则的形由于大地体是不规则的形体，因此，测量工作便取大小体，因此，测量工作便取大小与大地体非常接近的旋转椭球与大地体非常接近的旋转椭球体来描述地球体来描述地球,称参考椭球体。称参考椭球

6、体。l椭球体的参数：椭球体的参数：长半径：长半径：a=6378140ma=6378140m；短半径：短半径：b=6356755mb=6356755m 扁率：扁率：=(a-b)/a=1/298.257=(a-b)/a=1/298.257。l当测区面积不大时，可把当测区面积不大时，可把l地球看成圆球地球看成圆球,其半径为：其半径为：R=6371kmR=6371km。参考椭圆面大地水准面11l 水准面水准面：任何自由静止的水面都是水准面，有无：任何自由静止的水面都是水准面，有无数个。数个。l 大地水准面：与平均海水面相吻合的水准面。大地水准面：与平均海水面相吻合的水准面。l 水准面特性：处处与铅垂线

7、垂直。水准面特性：处处与铅垂线垂直。l 铅垂线：某点的重力方向线。铅垂线：某点的重力方向线。l 水平线：与铅垂线正交的直线。水平线：与铅垂线正交的直线。l 水平面：与铅垂线正交的平面或与水准面相切的水平面：与铅垂线正交的平面或与水准面相切的平面。平面。l 测量工作的基准面和基准线：是大地水准面和铅测量工作的基准面和基准线：是大地水准面和铅垂线。垂线。12确定地面点位的方法：确定地面点位的方法：l可以用点在水准面或水平可以用点在水准面或水平面上的面上的投影位置投影位置及到及到大地大地水准面的铅垂距离水准面的铅垂距离来确定，来确定，如图。如图。131、绝对高程：绝对高程：地面点地面点到大地水准面的

8、铅垂到大地水准面的铅垂距离，简称高程，用距离，简称高程，用H H表示。（海拔）表示。（海拔）大地水准面假定水准面验潮站平均海水面ABABABHHHHh2、相对高程：相对高程：地面点地面点到假定水准面的铅垂到假定水准面的铅垂距离，又称假定高距离，又称假定高程，用程，用HH表示。表示。3、高差：高差：地面两点之间的高程地面两点之间的高程之差，用之差，用h h表示。表示。如图中，如图中，A A、B B两点的高差为两点的高差为:高差的大小与高程起算面无关。高差的大小与高程起算面无关。14l 地理坐标（大地坐标）地理坐标（大地坐标）l 高斯平直角坐标高斯平直角坐标l 独立平面直角坐标独立平面直角坐标（一

9、）地理坐标（大地坐标）：（一）地理坐标（大地坐标）：l 以参考椭球体面为基准面的球面坐标；以参考椭球体面为基准面的球面坐标；l 通常以大地经度和大地纬度表示；通常以大地经度和大地纬度表示；l 用来表示该点在地球表面上的位置。用来表示该点在地球表面上的位置。15l 地理坐标表示地面点的球面坐标，不能直接用于地理坐标表示地面点的球面坐标，不能直接用于测图。测图。l 在我国采用高斯投影的方法，将球面上的点位投在我国采用高斯投影的方法，将球面上的点位投影到高斯投影面上，转换成平面直角坐标。（大影到高斯投影面上，转换成平面直角坐标。（大区域内确定点平面位置）区域内确定点平面位置）1.高斯投影的高斯投影的

10、几何意义：几何意义：1)沿沿N、S两极在参考椭球面均匀标出子午线两极在参考椭球面均匀标出子午线(经线经线)和分带。和分带。2)假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。3)地球表面投影到横地球表面投影到横椭圆柱面上。椭圆柱面上。4)展开成高斯平面。展开成高斯平面。16l 按经差按经差 L分带分带l 边缘子午线边缘子午线l 中央子午线中央子午线1718l 地球的投影地球的投影 l 红线为投影线l 取出投影取出投影-剪开剪开-压平压平191)1)投影后的中央子午线投影后的中央子午线NBSNBS是直线，是直线，长长度不变。度不变。2)2)投影后的赤道投影后的赤道ABCA

11、BC是直线，保持是直线，保持ABCNBSABCNBS。3)3)离开中央子午线的子午线投影是以二离开中央子午线的子午线投影是以二极为终点的弧线，离中央子午线越远，极为终点的弧线，离中央子午线越远，弧线的曲率越大，说明弧线的曲率越大，说明离中央子午线离中央子午线越远投影变形越大。越远投影变形越大。20l 建立规则建立规则:X X轴是中央子午线的投影，轴是中央子午线的投影，向北为正；向北为正；Y Y轴是赤道的投影，向东轴是赤道的投影，向东为正；为正；原点为中央子午线与赤原点为中央子午线与赤道道交点，用交点，用O表示；表示；四象限按顺时针顺序四象限按顺时针顺序、排列。排列。21如：如：x=243358

12、6.693m，y=38514366.157m。表示的意义表示的意义:l(1)表示点在高斯平面上至赤道的距离为表示点在高斯平面上至赤道的距离为l 2433586.693ml(2)(2)包括有投影带的带号、附加值包括有投影带的带号、附加值500km500kml 和实际坐标和实际坐标Y Y三个参数，即三个参数，即l y=带号带号N(或或n)+500km+Yp l 38 +500 +14366.157ml 由于我国位于北半球，由于我国位于北半球，x坐标均为正值，坐标均为正值，y坐标则有正有负，坐标则有正有负，为了避免为了避免y坐标出现负值，将每带的坐标原点向西移坐标出现负值，将每带的坐标原点向西移50

13、0km，并在横坐标值前冠以带号。，并在横坐标值前冠以带号。22 L=6L=6 六度带中央子午线经度六度带中央子午线经度 Lo=6N-3 Lo=6N-3 L=3L=3 三度带中央子午线经度三度带中央子午线经度 Lo=3n Lo=3n23l L=6 六度带六度带中央子午线经度中央子午线经度Lo=6N-3 l L=3 三度带三度带中央子午线经度中央子午线经度Lo=3nl 我国在大地坐标系中的经度位置我国在大地坐标系中的经度位置74135l 六度带六度带编号编号N在在我国我国:在在1323之间。之间。l 三度带三度带编号编号n在在我国我国:在在2545之间。之间。24 当测区范围较小时（半径不大于当测

14、区范围较小时（半径不大于10km10km的面积内），可的面积内），可把测区的球面当平面看待，并在平面建立独立平面直角坐标把测区的球面当平面看待，并在平面建立独立平面直角坐标系，用平面直角坐标来确定点位。系，用平面直角坐标来确定点位。25地球表面曲率对测量工作的影响地球表面曲率对测量工作的影响1、对水平距离的影响（如图）对水平距离的影响（如图）（推导略）（推导略）其中，其中，将不同的将不同的D值代入上式得：值代入上式得：ACBaDccRODhbb水平面大地水准面26l 影响：影响：l 结论：在半径为在半径为10km10km的面积范围内进行距离测量时，可的面积范围内进行距离测量时，可以以不考虑不考

15、虑地球曲率对其的影响，把水准面当作水平面看待。地球曲率对其的影响，把水准面当作水平面看待。D（km）D（cm）相对误差相对误差D/D 允许允许 D/D 50.11/487万万1/100万万100.81/122万万152.81/54万万206.61/30.4万万27高程误差：高程误差：h=Bb-Bbh=Bb-Bb =D =D2 2/2R/2R影响：当影响：当D=1KmD=1Km时，时，h8cm h8cm，影响很大。，影响很大。结论：在高程测量中应考虑结论：在高程测量中应考虑 地球曲率的影响，可通过改地球曲率的影响，可通过改正计算或采用正确的观测方正计算或采用正确的观测方法，来消减影响。法，来消减

16、影响。ACBaDccRODhbb水平面大地水准面28l 地面点的空间位置是地面点的空间位置是以投影平面上的坐标以投影平面上的坐标（x x，y y）和高程）和高程H H决定决定的。的。l点的坐标点的坐标一般是通过一般是通过水平角测量和水平距水平角测量和水平距离测量来确定的。离测量来确定的。l点的高程点的高程是通过测定是通过测定高差来确定的。高差来确定的。投影平面2129l 如图所示，设如图所示，设A、B为已知坐标点，为已知坐标点，P为待定点。为待定点。l 首先测出了水平角首先测出了水平角和水平距离和水平距离DAP，再根据，再根据A、B的坐标，即可推算出的坐标，即可推算出P点的坐标。点的坐标。30

17、l 设设A为已知高程点，为已知高程点，P为待定点。为待定点。l 只要测出只要测出A、P之间之间的高差的高差hAP，即可算，即可算出出P点的高程。点的高程。31l 测量的三项基本工作：测量的三项基本工作：l 高差测量、角度测量、距离测量。高差测量、角度测量、距离测量。l 确定地面点的三个基本要素：确定地面点的三个基本要素：l 高差、水平角和水平距离。高差、水平角和水平距离。l 测量工作的原则：测量工作的原则：l 在布局上在布局上“从整体到局部从整体到局部”；l 在工作顺序上在工作顺序上“先控制后碎部先控制后碎部”；l 在测量精度上在测量精度上“由高级到低级由高级到低级”；l 另外，还应另外，还应

18、“边工作边校核边工作边校核”。321、概念：测量学、测定、测设、大地水准面、概念：测量学、测定、测设、大地水准面、高差、海拔、相对高程高差、海拔、相对高程2、理论：地面点位、理论：地面点位、“1985国家高程基准国家高程基准”测量工作原则、三项基本工作测量工作原则、三项基本工作 水平面替代水准面的限度水平面替代水准面的限度34l 目的和要求目的和要求1、了解水准测量的误差影响；、了解水准测量的误差影响；2、了解水准路线的布设形式；、了解水准路线的布设形式；3、掌握水准测量的观测、记录、计算、校核的方法。、掌握水准测量的观测、记录、计算、校核的方法。35l 有永久性水准点和临时性水准点两种。有永

19、久性水准点和临时性水准点两种。l 永久性水准点：用砼预制而成，顶面嵌入半永久性水准点：用砼预制而成，顶面嵌入半球的金属标志表示该水准点的点位。球的金属标志表示该水准点的点位。l 临时性水准点：选在地面突出的坚硬岩石或临时性水准点：选在地面突出的坚硬岩石或房屋勒脚、台阶上，用红漆做标记，或用木房屋勒脚、台阶上，用红漆做标记，或用木桩打入地下，桩顶上钉上一半球形钉子作为桩打入地下，桩顶上钉上一半球形钉子作为标志。标志。l 埋设水准点后，须绘制说明点位的平面图，埋设水准点后，须绘制说明点位的平面图，在图上注明水准点的编号和高程。在图上注明水准点的编号和高程。36l 当待测高程点距当待测高程点距B B

20、已知水准点已知水准点A A较远或坡度较大时，较远或坡度较大时，l 需在两点间加设若干个立尺点，作为传递高程的过渡点，称转点（需在两点间加设若干个立尺点，作为传递高程的过渡点，称转点（TPTP）。）。l 这些转点将测量路线分成若干段，然后依次安置仪器测出各段高差，求出这些转点将测量路线分成若干段，然后依次安置仪器测出各段高差，求出h hABAB，计算出计算出H HB B。l 如下图中，已知水准点如下图中，已知水准点BM.ABM.A的高程，求待测的高程，求待测B B的高程。的高程。大地水准面37大地水准面（一）观测方法（一个测站的观测顺序）（一）观测方法（一个测站的观测顺序）1 1、安置仪器于与后

21、视（、安置仪器于与后视（A A）、前视（）、前视（TP1TP1）两点间的等距）两点间的等距离处。离处。2 2、粗平仪器。、粗平仪器。3 3、照准后视、照准后视A A，精平仪器，读取后视读数，精平仪器，读取后视读数a a1 1。4 4、照准后视、照准后视TPTP1 1，精平，读取后视读数，精平，读取后视读数b b1 1，则第，则第1 1站高差站高差h h1 1=a=a1 1-b-b1 1。5 5、同法观测各站，求出各站高差。、同法观测各站，求出各站高差。38大地水准面测站测站方向方向立尺点立尺点号号水准尺中丝读数水准尺中丝读数(m)高差高差(m)h=后后-前前高程高程(m)备注备注后视后视A12

22、3.446前视前视TP1后视后视TP1前视前视TP2后视后视TP2前视前视TP3后视后视TP3前视前视B后视后视后后h=前视前视前前2.142 0.928 1.235 1.664 1.431 1.672 2.074 6.406 5.998+0.884-0.307+0.233-0.402 0.408 123.854 后后前前=0.408H终终H始始=0.408 1.258 123.139124.023124.256计算计算检核检核39（一）计算检核：对记录表中每一页高差和高程计算进行的（一）计算检核：对记录表中每一页高差和高程计算进行的检核。检核。每安置一次仪器，就测得一个高差。即：每安置一次仪

23、器，就测得一个高差。即：40（二）测站检核：一个测站观测结果的检核。（二）测站检核：一个测站观测结果的检核。l变动仪高法：变动仪高法：在同一测站上，通过改变仪器高（10）的方法测出两次高差，两次高差在容许范围之内（等外为6；四等为5），取其平均值作为该站的高差。l双面尺法：在同一测站上，仪器高度不变，用黑面、红面尺分别测出两次高差，两次高差之差在容许范围之内（等外为6；四等为5），取其平均值作为该站的高差。大地水准面前进方向水平视线已知点A（后视点）待测点B（前视点）41（三）成果检核：对整个水准路线的成果的检核。（三）成果检核：对整个水准路线的成果的检核。1、水准路线、水准路线：水准测量所经

24、过的路线。：水准测量所经过的路线。l布设形式：布设形式：闭合水准路线闭合水准路线、附合水准路线附合水准路线、支水准路线。支水准路线。2、水准路线的成果检核：、水准路线的成果检核：l水准测量成果的精度是用高差闭合差来衡量的。水准测量成果的精度是用高差闭合差来衡量的。l高差闭合差高差闭合差fh：观测高差值与理论高差值之差。：观测高差值与理论高差值之差。42(1)(1)闭合水准路线：闭合水准路线：从一水准从一水准点出发，沿各待定高程点点出发，沿各待定高程点进行水准测量，最后又回进行水准测量，最后又回到原水准点，所形成的环到原水准点，所形成的环形路线。形路线。43(2)(2)附合水准路线：附合水准路线

25、：从一水准从一水准点出发，沿各待定高程点点出发，沿各待定高程点进行水准测量，最后附合进行水准测量，最后附合到另一水准点上，所形成到另一水准点上，所形成的路线。即在两个水准点的路线。即在两个水准点间布设的水准路线。间布设的水准路线。44(3)(3)支水准路线支水准路线：从一水准点出发，沿各待定高程点进行水从一水准点出发，沿各待定高程点进行水准测量，末端仍为一未知点的水准路线。准测量，末端仍为一未知点的水准路线。返往453、水准测量的精度要求、水准测量的精度要求:46一、目的要求一、目的要求1、进一步熟悉水准仪的使用方法；、进一步熟悉水准仪的使用方法；2、初步掌握普通水准测量的观测、记、初步掌握普

26、通水准测量的观测、记录、计算方法；录、计算方法；3、每人独立完成一条闭合水准路线的、每人独立完成一条闭合水准路线的观测，成果要合格。观测，成果要合格。二、实验步骤（见实验指导书）二、实验步骤（见实验指导书）计算检核：计算检核：高差闭合差：高差闭合差：容许闭合差容许闭合差:判断观测结果是否合格：判断观测结果是否合格：当当fhfh容容，成果合格，成果合格。BM100TP1TP2第1站第2站第3站始终HHbah测hhfnf容h12要求观测成果合格要求观测成果合格上交实验报告后方上交实验报告后方可下课可下课第四讲第四讲48测站测站方向方向立尺立尺点号点号水准尺中丝读水准尺中丝读数数(m)(m)高差高差

27、(m)(m)h=h=后后-前前高程高程(m)(m)备注备注后视后视BMBM100100前视前视TP1TP1后视后视TP1TP1前视前视TP2TP2后视后视TP2TP2前视前视BMBM计算计算检核检核后视后视后后h=h=前视前视前前1.5851.3891.4561.5321.6894.5064.491-0.067+0.239-0.1570.015100.015后后前前=0.015H终终H始始=0.0151.346100.239100.172mmmhhf理测h15015000150.mmnf容h2131212计算高差闭合差计算高差闭合差fhfh：计算高差闭合差的容许值：计算高差闭合差的容许值：BM

28、100TP1TP2第1站第3站第2站49l 目的及要求：目的及要求：掌握水准测量的高程计算的方法掌握水准测量的高程计算的方法 。l 内业计算的主要内容：内业计算的主要内容：调整高差闭合差，最后计算出各待定点的高程。调整高差闭合差，最后计算出各待定点的高程。50闭合水准路线成果计算闭合水准路线成果计算首先检查外业成果，并绘出水准路线首先检查外业成果，并绘出水准路线外业图外业图，再按以下步骤计算：，再按以下步骤计算：（一）（一）将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；（二）（二）计算高差闭合差：计算高差闭合差：；（三）（三）计算高差闭合差容许值：计算高差闭合

29、差容许值：（四）（四）调整高差闭合差调整高差闭合差1 1、调整原则：将闭合差、调整原则：将闭合差fhfh以相反的符号，根据各测段路线的长度或测以相反的符号，根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。2 2、高差调整数：、高差调整数：3 3、检核：、检核：（五）（五）计算改正后高差：计算改正后高差：检核：检核：51 测段测段点号点号测站数测站数实测高差实测高差（m m）改正数改正数（m m）改正后高差改正后高差（m m）高程高程（m m）备注备注 BMBM100已知已知1 12 2BMBM辅助辅助计算计算1113-0.15

30、7+0.015-0.005-0.005-0.005-0.015+0.234-0.072-0.1620 100.234 100.162100.000与已知相符与已知相符;.)(mmmhfh测1501501mmmmfh容213123122)(精度合格fhfh容+0.239-0.067iihinnnfv301503.)(mfvh0150.BM100TP1TP2n n1 1=1=1站站h h1 1=0.239=0.239n n2 2=1=1站站h h2 2=-0.067=-0.067n n3 3=1=1站站h h2 2=-0.157=-0.15752 测段测段点号点号测站数或公测站数或公里数里数 实测

31、高差实测高差（m）改正数改正数（m）改正后高差改正后高差（m）高程高程（m）备注备注 BMA27.015已知已知1234BMA辅助计辅助计算算1.10.70.90.81.34.8+3.241-0.680-2.880-0.155+0.452-0.022+0.005+0.003+0.004+0.004+0.006+0.022+3.246-0.677-2.876-0.151+0.458 0 30.261 29.584 26.708 26.557 27.015 与已知相符与已知相符;.mmmhfh测2202201 mmmmmmLfh容878440402.精度合格fhfh容注意：1、改正数的符号只有一个

32、，与fh的符号相反；2、改正后高差的代数和与理论值或已知值之差在3mm内，可将其分配给站数最多或段数最长的一段；3、数字修约法：“四舍六入，五前单进双不进”。mmfvlllfvhiihi02208402203.53附合水准路线成果计算附合水准路线成果计算首先检查外业成果，并绘出水准路线外业图，再按以下步骤计算：首先检查外业成果，并绘出水准路线外业图，再按以下步骤计算：（一）将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；（一）将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；（二）计算高差闭合差：（二）计算高差闭合差：；（三）计算高差闭合差容许值：（三）计算高差闭合差容许值：（四）调整高差闭合差（四）调整高差闭

33、合差1 1、调整原则：将闭合差、调整原则：将闭合差fhfh以相反的符号，根据各测段路线的长度或测以相反的符号，根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。2 2、高差调整数：、高差调整数：3 3、检核：、检核：（五）计算改正后高差：（五）计算改正后高差：检核：检核：始终测hHHhf始终理i改HHhh54 测段测段点号点号测站数或公测站数或公里数里数 实测高差实测高差（m）改正数改正数（m）改正后高差改正后高差（m）高程高程（m）备注备注 BMA65.376已知已知123BMB68.623已知已知辅助计辅助计算算1.01.2

34、1.42.25.8+1.575+2.036-1.742+1.446+3.315-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.420+3.247 66.939 68.961 67.203;.mmHHhfh始终测6837665623683153mmmmmmLfh容96854040.精度合格fhfh容mfvlllfvhiihi0680850680.;.55三、支水准路线成果计算三、支水准路线成果计算例：已知水准点例：已知水准点A A的高程为的高程为186.785m186.785m，往、，往、返测站返测站1616站，求站，求1 1点的高程。点的高

35、程。（一）计算高差闭合差：（一）计算高差闭合差：（二）计算高差闭合容许值：（二）计算高差闭合容许值：（三）计算改正后高差：取各测段往测和返测高（三）计算改正后高差：取各测段往测和返测高差绝对值的平均值作为改正后高差，其差绝对值的平均值作为改正后高差，其符号以往测高差符号为准。符号以往测高差符号为准。（四）计算待定点高程：（四）计算待定点高程：往=-1.375返=+1.396=186.785mmmhhf返往h21021039613751.mh改A38612396137511.注意：支水准路注意：支水准路线在计算线在计算fhfh容容时，时，路线总长路线总长L L或测站或测站总数总数N N均按单程计

36、。均按单程计。56 测段测段点号点号测站数测站数往测高差往测高差（m）返测高差返测高差（m）平均高差平均高差（m）高程高程（m）备注备注 BMA186.785已知已知1辅助计辅助计算算16-1.3751.396-1.386185.399mmmhhfh返往21021039613751.mmmmmmnfh容48161212.精度合格fhfh容往=-1.375返=+1.396=186.785第第5讲讲58一、水准仪轴线及其应满足的条件二、水准仪的检验与校正方法l圆水准器的检验与校正圆水准器的检验与校正l十字丝的检验与校正十字丝的检验与校正l水准管轴的检验与校正水准管轴的检验与校正592、各轴线间应满

37、足的几何条件：LLVV 十字丝横丝VV CCLL（主要条件）1 1、水准仪的轴线：、水准仪的轴线：望远镜的视准轴望远镜的视准轴CCCC、水准管轴水准管轴LLLL、圆水准器圆水准器LLLL、仪器竖轴仪器竖轴VVVV。60（一）圆水准器的检验与校正 1、目的：使LLVV。2、检验方法：用脚螺旋使圆气泡居中；转动仪器180，若气泡仍然居 中，说明 满足条件否则 需校正。3 3、校正方法：、校正方法：用脚螺旋使气泡居中一半；用脚螺旋使气泡居中一半；用校正工具拔动校正螺丝使气用校正工具拔动校正螺丝使气 泡居中，再转泡居中，再转180，反复进行；，反复进行；直到满足任何方向气泡均居中直到满足任何方向气泡均

38、居中61（二）十字丝的检验与校正1、目的：十字丝横丝VV；2、检验方法：用十字丝交点照准一点状目标M，转动水平微动螺旋，若M点不离开横丝，说明横丝VV，否则需校正。3、校正方法：松开十字丝分划板座的固定螺丝，旋转目镜座使横丝水平，左右读数一致。621、目的：使LLCC。2、检验方法：选相距60m80m两点A、B，立尺。（1）仪器安置在A、B中间测出正确高差。方法：变换仪器高度，测得两次高差h1、h2（如图）当LLCC时：h1=a1-b1；h2=a2-b2 当LL不平行于CC，设CC倾斜了i角（如图），引起读数误差，但hAB并不受影响。所以，当h1-h23mm时，取两次高差的平均值，作为AB两点

39、间的正确高差：hAB=(h1+h2)/2h1=a1-b1=(a1+)-(b1+)=a1-b1h2=a2-b2 =(a2+)-(b2+)=a2-b263(2)搬仪器到前视点B附近约3m处进行检验。先读B尺读数b3，然后再读A点读数a3 由于仪器离B点较近，由i角引起的b尺读数偏差可忽略，则b3b3。又由hAB=a3-b3，可得：a3=b3+hAB（即A尺上的应读数）当视准轴偏差a3-a34mm时，不需校正。校正方法校正方法用微倾螺旋，使中丝对准远尺（用微倾螺旋，使中丝对准远尺（A A尺）的读数为应读数；尺）的读数为应读数；用校正针拔动水准管上、下校正螺丝，使水准管气泡居中。用校正针拔动水准管上、

40、下校正螺丝，使水准管气泡居中。此项工作反复进行，直到满足条件。此项工作反复进行，直到满足条件。643、校正方法用微倾螺旋，使中丝对准远尺（A尺）的读数为应读数a3；用校正针拔动水准管上、下校正螺丝，使水准管气泡居中。此项工作反复进行，直到满足条件。65一、仪器误差：仪器结构的不完善引起的误差。1、仪器校正后的残余误差l 如：视准轴与水准管轴不平行引起的误差 消除或削弱方法：观测中使前、后视距相等。2、水准尺的误差：水准尺刻划不准确、尺长变化、尺身弯曲等引起误差使用合格水准尺。水准尺零点误差 测量中交替使用两根尺，并使每一测段的测站数为偶数。66二、观测误差：二、观测误差：观测者感觉器官的鉴别能

41、力的限制引起的误差。1、视差未消除引起的误差 仔细对光。2、读数的误差 规定望远镜的放大倍数，控制视距长度。3、水准管气泡居中误差 使气泡严格居中。4、水准尺倾斜的误差 认真扶尺。67三、外界条件误差：外界自然条件的影响引起的误差。1、仪器下沉的误差 将测站选在坚实的地面上、每站采用“后、前、前、后”的观测程序及尽可能减少一个测站的观测时间。2、水准尺下沉的误差 采用往返测取中数等办法来减弱。3、地球曲率和大气折光的误差 观测中使前、后视距离相等。4、气候的影响 注意遮阳，防止阳光直射仪器；风力大时，停止观测。第第6讲讲69l 学习目标：学习目标：在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的结

42、在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的结构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、竖直角测量竖直角测量基本技术。基本技术。l 角度测量：角度测量：分为水平角测量和竖直角测量，常用仪器是经纬仪。分为水平角测量和竖直角测量，常用仪器是经纬仪。水平角测量：用于确定点的平面位置。水平角测量：用于确定点的平面位置。竖直角测量：用于确定两点间的高差或或将倾斜距离竖直角测量：用于确定两点间的高差或或将倾斜距离 转化成水平距离。转化成水平距离。70水平角测量原理：水平角测量原理：（一）水平角定义：（一）水平角定义：空间相交的两条直线（空间相交的两条直线（

43、OA、OB）在同一水平面的投影所夹的角，）在同一水平面的投影所夹的角，用用“”表示。表示。（二）水平角测量原理：（二）水平角测量原理：1、假设有一能安置成水平的顺时针方、假设有一能安置成水平的顺时针方向刻划的圆盘，其圆心处在过交点向刻划的圆盘，其圆心处在过交点O点的铅垂线上任意位置点的铅垂线上任意位置O上；上；2、另外有一瞄准设备，能分别瞄准、另外有一瞄准设备，能分别瞄准A、B点，过点，过OA、OB的竖直面与圆盘的竖直面与圆盘的交线，在圆盘上的读数分别为的交线，在圆盘上的读数分别为a、b；水平面71竖直角测量原理：竖直角测量原理：（一）竖直角定义：（一）竖直角定义：指在同一竖直面内，某一直线与

44、水指在同一竖直面内，某一直线与水平线之间的夹角，用平线之间的夹角，用表示。表示。竖直角有正负之分。竖直角有正负之分。（二）竖直角测量原理（二）竖直角测量原理1、假想在过、假想在过O点的铅垂面上，安置一个点的铅垂面上，安置一个垂直圆盘，并令其中心过垂直圆盘，并令其中心过O点，该盘称点，该盘称竖直度盘。竖直度盘。2、通过瞄准设备和读数装置可分别获得、通过瞄准设备和读数装置可分别获得目标视线的读数和水平视线的读数，则目标视线的读数和水平视线的读数，则竖直角为：竖直角为：=目标视线的读数目标视线的读数-水平视线的读数水平视线的读数水平面水平线72一、光学经纬仪的基一、光学经纬仪的基本构造：本构造：1、

45、基座、基座 2、度盘、度盘 3、照准部、照准部73（一）基座部分：（一）基座部分：1、轴座：用来支承仪器；、轴座：用来支承仪器；2、基座连接螺旋：用来连接轴座与脚、基座连接螺旋：用来连接轴座与脚架；架；3、脚螺旋：用来整平仪器；、脚螺旋：用来整平仪器；4、轴座固定螺旋：用来连接轴座和照、轴座固定螺旋：用来连接轴座和照准部；准部；5、圆水准器：用来粗平仪器。、圆水准器：用来粗平仪器。74（二）水平度盘部分（二）水平度盘部分l 水平度盘：用光学玻璃制成的圆水平度盘：用光学玻璃制成的圆盘，其上刻有盘，其上刻有0360顺时针顺时针注记的分划线，用来度量水平角；注记的分划线，用来度量水平角；测角时，不随

46、照准部转动。测角时，不随照准部转动。l 水平度盘转动装置：控制水平度水平度盘转动装置：控制水平度盘的旋转，使度盘转到所需位置。盘的旋转，使度盘转到所需位置。度盘变换手轮度盘变换手轮75（三）照准部（三）照准部l 照准部制动及微动螺旋照准部制动及微动螺旋l 照准部水准管照准部水准管l 望远镜望远镜l 望远镜制动、微动螺旋望远镜制动、微动螺旋l 支架与横轴支架与横轴l 竖直度盘竖盘指标水准管竖直度盘竖盘指标水准管l 竖盘指标水准管微动螺旋竖盘指标水准管微动螺旋l 读数显微镜读数显微镜l 反光镜反光镜7677（一）分微尺测微器及其读数方法（一）分微尺测微器及其读数方法1、分微尺测微器、分微尺测微器l

47、“H”或或“”表示水平盘读数；表示水平盘读数；l“V”或或“”表示竖直度盘读数。表示竖直度盘读数。l 每个读数窗里有一刻有分成每个读数窗里有一刻有分成60小格小格的分微尺，其长度为的分微尺，其长度为1，则每一，则每一小格为小格为1，可估读到，可估读到0.1。782、读数方法：、读数方法：(1)先读取分微尺先读取分微尺60小格区间内的度盘分划小格区间内的度盘分划线的度数；线的度数；(2)再读取分微尺再读取分微尺0分划至该度分划所在分微分划至该度分划所在分微尺上的分数；尺上的分数；(3)计算以上二数之和为读数窗的角度读数计算以上二数之和为读数窗的角度读数()。如图中：如图中：l 水平度盘角度是：水

48、平度盘角度是：21506.5(即即2150630)，l 竖直度盘角度是：竖直度盘角度是：7852.4(即即875224)。79l 操作步骤：安置（对中、整平）操作步骤：安置（对中、整平）瞄准瞄准读数。读数。l 一、经纬仪的安置：对中和整一、经纬仪的安置：对中和整平平l 对中目的：使仪器中心与测站对中目的：使仪器中心与测站中心位于同一铅垂线上。中心位于同一铅垂线上。l 整平目的：使仪器的竖轴竖直，整平目的：使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平。水平度盘处于水平。80（一）准备工作：（一）准备工作：调节脚架高度适中，将三脚架调节脚架高度适中，将三脚架的三条腿等长；的三条腿等长；打开三脚架使三个脚架的

49、三个打开三脚架使三个脚架的三个脚大致呈等边三角形，并安置在脚大致呈等边三角形，并安置在测站点的周围，使三个脚到测站测站点的周围，使三个脚到测站点的距离大致相等；点的距离大致相等；使架头大致水平，连接好仪器。使架头大致水平，连接好仪器。81光学对中：光学对中：移动脚架，光学对中移动脚架，光学对中测站点；测站点；方法：一个脚固定，方法：一个脚固定，移另外两脚或将三脚架移另外两脚或将三脚架做等距离平移。做等距离平移。步骤：光学对中步骤：光学对中粗平仪器粗平仪器精平仪器精平仪器平移仪器平移仪器82l 粗平仪器：粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居中）；

50、中）；83 粗平仪器：粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居中）；中）；84 粗平仪器：粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居中）；中）；85 粗平仪器：粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居中）；中）；86 粗平仪器：粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居中）；中）；87 粗平仪器：粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居升降架腿使圆气泡居中（或使长气泡大致居中）；中）；88 粗平仪器：粗平仪器