《测绘学基础》知识

1、测绘学基础知识要点 第一章 绪论 内容：了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域；测绘学的任务与作用。重点：大地测量学与地形测量学的研究领域和工作内容。难点：无。 §1-1测绘学的定义 研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。它是地球科学的一个分支学科。即：研究地球与空间有关数据（地理信息）的采集、量测、处理和应用的一门科学。§1-2测绘学的分支学科大地测量学：主要研究整个地球的形状、大小和地球重力场及其

2、变化，通过建立区域和全球三维控制网及利用卫星测量、甚长基线干涉测量等方法测定地球各种动态的理论和技术。地形测量学：测量小区域内的地球表面形状时，将其作为平面而不考虑地球曲率的影响而进行的测量工作。摄影测量学与遥感 不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物的形状、大小和空间位置，揭示其几何、物理特性和相互联系及其变化规律的科学技术。工程测量学: 研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的测量工作及建立相应信息系统的理论与技术的学科。海洋测绘学: 研究有关海洋几何要素、海面地形等自然和社会分布及编制海图的理论与技术的学科。地图制图学: 研究地图的信息传输、投影原理

3、、制图概况和地图设计、编制、及建立地图数据库的理论与技术的学科。地理信息系统： 在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。第二章 测绘学基本知识 内容：了解地球的形状、大小与点位的确定方法；掌握直线定向和空间点位的测算原理与方法；了解地球表面曲率对测绘成果的影响情况；熟悉常用坐标系统、高斯地图投影方法、地图分幅方法；掌握大比例尺地形图测绘的基本原理；了解控制测量与地形测量的一般原理与技术方法。重点：直线定向和空间点位的测算原理与方法；常用坐标系统、高斯投影、地图分幅方法；大比例尺地形图的测绘原理。难点：地球自然表面、大

4、地水准面和椭球体面之间的关系；测绘上地面点位置表示方法与数学的区别；常用的坐标系统及表示方法、所依据的基准；高斯投影的基本方法与分度带概念。§2-1地球的几何要素1. 地球的形状 2. 1.1地球的自然表面陆地29，最高珠穆朗玛峰8844.43m（2005年10月)；海洋71，最低马里亚纳海沟-11022m。1.2大地水准面与处于流体静平衡状态的海洋面（平均海水面）重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等位面。大地水准面测量工作外业的基准面； 铅垂线测量工作外业的基准线。 大地体 大地水准面包围的地球形体。1.3参考椭球体面 参考椭球体大小与大地体很接近的旋转椭球，作为地球的参考形状和

5、大小。 参考椭球体面测量工作内业的基准面； 过椭球面法线测量工作内业的基准线。2. 地球的大小扁率：；a 长半轴；b 短半轴。平均半径： ，或。3.参考椭球体定位 大地原点：在大地水准面与参考椭球体面非常接近的地球表面处选择一点P，设想椭球体与大地体相切，切点P在P点的铅垂线上，这时P点的法线与该点对大地水准面的铅垂线重合，并使椭球的短轴与地球自转轴平行。这个过程叫参考椭球体定位，P点称为大地原点。 国家大地原点：1980年国家大地测量参考系的原点 位于陕西省泾阳县永乐镇。§2-2确定地面点位的方法1概念球面/平面 坐标坐标投影；铅垂线竖直距离2点的高程/标高2.1定义 绝对高程：地

6、面点到大地水准面的铅垂距离，亦称海拔 假定高程：地面点到某一假定水准面的铅垂距离，亦称相对高程2.2我国大地水准面 ( “1985年高程基准”）：青岛黄海平均海水面H黄0m， 青岛观象山水准原点H072.260m，（19531979年验潮资料，1987年启用）。“1956年黄海高程系” ：H0=72.289m，（19501956年资料）。国家高程控制网是确定地貌地物海拔高程的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为4166191公里。2.3高差:两点之间高程的差值。 3点在投影面上的坐标(3.1地理坐标

7、(地轴：NS 地球自转轴；南极、北极：N，S；子午面：过地轴的平面；起始（首、本初）子午面（：格林威治子午面；赤道面：过球心与地轴正交的平面：经线（子午线、子午圈）：子午面与椭球面的交线；首(本初）子午线:通过Greenwich天文台；纬线（纬圈、平行圈）：与地轴正交并平行赤道面在椭球面的截线。天文坐标大地水准面上：天文经度（：两子午面间的二面角(即两地间时角差）；天文纬度：过地面点铅垂线与赤道面的交角。大地坐标椭球面上：大地经度 B：两子午面间的二面角；大地纬度 L：过某点法线与赤道面的交角。 1954年北京坐标系：以1942年前苏联西部普尔科夫为原点联测的北京原点坐标系，采用克拉索夫斯基椭

8、球元素。 1980年国家大地坐标系：西安泾阳县永乐镇大地原点的坐标系，采用1975年国际椭球元素（第三个推荐值） a6378140m；b6356755m；f1/298.257国家平面控制网是确定地貌地物平面位置的坐标体系，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共 154348个，构成1954北京坐标系统、1980西安坐标系两套系统。3.2高斯平面坐标系 采用高斯投影（等角横轴切椭圆柱投影），地球椭球面与平面间的分带正形投影的坐标系统。6°带（适合1/2.5万1/5万地形图）：从首子午线起，每6°一带。各带中央子午线经度：L6

9、6°N3°。其中：N 投影带号。全球N160。我国 72°136°，即第1323带，即11个6°带。阜新6°带中央子午线L6 6°× 213°123°。 坐标自然值：用于内业计算；通用值：X通X自；Y通Y自500km（X轴西移）带号。用于资料管理。3°带(减少投影带边缘的长度变形）:从东经1°30起，每3 °一带。（适合1/2.5万地形图）， 各带中央子午线经度：L33n°。3.3独立平面直角坐标 测区小，曲面平面。 §2-3直角坐标系1坐标推算

10、已知：点1的坐标X1，Y1，点1和2间的平距S12与方位角；求：点2坐标X2 ，Y2。 2直线定向2.1基准方向真子午线（真北）方向：过地球某点的真子午线的切线方向。磁子午线（磁北）方向：磁针自由静止时其轴线方向。坐标纵轴（坐标北）方向：高斯平面坐标系x轴方向。2.2基准方向间的关系磁偏角：过某点的磁子午线方向与过该点真子午线方向的夹角。（东偏，西偏）。子午线收敛角：各子午线与该带中央子午线的夹角。（东，西） LsinB。2.3方位角（Azimuths） 直线的方向定义：从基准方向北端顺时针到某直线的角度。真方位角 A真 以真北为基准方向；磁方位角 A磁 以磁北为基准方向；坐标方位角 以坐标北

11、为基准方向。换算关系： 。2.4 象限角（Bearings）定义：某直线与基准方向间的锐角。以R表示。方位角与象限角间换算关系：直线方向根据象限角R求方位角A根据方位角A求象限角R第一象限第二象限第三象限第四象限A = RA = 180o - RA = 180o + RA = 360o - RR = AR = 180o - AR = A - 180oR = 360o - A2.5 正反方位角正方位角：X轴方向与某直线前进方向间的坐标方位角。反方位角：X轴方向与某直线后退方向间的坐标方位角。3地面点坐标测算原理 直接测算 天文测量、GPS测量等；间接测算 常规（大地、普通）测量。3.1坐标正算；

12、。3.2坐标反算 象限角：；平距： 3.3象限的判定（Determinant for quadrants）§2-4地图的基本知识1地图定义传统定义：地图是根据特定的数学法则，将地球或星球上的自然和社会经济现象通过制图综合，并以符号和注记缩绘到平面上的图像。现代定义：地图是遵循一定的数学法则，将客体（地球及其它星球）上的地理信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，一传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化。2地图基本特性 数学法则 ；地图概括/制图综合)；符号系统 ；地理信息载体3地图内容3.1数学要素坐标网； 大地控制点； 比例尺（； 定向指标线3.

13、2地理要素（图形要素） 反映制图对象相对地理位置及与地理环境间联系的要素。地图的基本内容。 自然地理要素；社会经济地理要素。3.3辅助要素图名；图号；图例（Legend）；接图表；图廓；分度带；量图用表；附图 ；编图资料；成图说明；。3.4补充资料 补充地图；表格。4地图分类4.1按内容分类普通地图平面图；地形图；地理图 或 一览图。专题地图自然地图；社会经济地图；工程技术地图4.2按比例尺分类 （见表4-1）5地图成图法5.1 实测成图法：实地测绘而制作地图。5.2编绘成图法：根据已有地图和编图资料在室内编制新图。5.3机助成图法：依据图数转换原理，以计算机为中心设备的现代成图法。5.4遥感

14、资料成图法：以航空像片为原始资料进行分析和量测绘成地形图。 表4-1地图按比例尺分类大比例尺中比例尺小比例尺普通地图1/1万1/1万，而 1/100万1/100万地形图1/5千1/5千，而 1/5万1/5万6地图比例尺6.1 比例尺：地图上线段长/实地线段在椭球面上水平投影长（1/M)。6.2表示形式 数字比例尺 ；图解比例尺 含直线比例尺：微分（斜分）比例尺 复式比例尺。6.3地图比例尺系 八种常用：1/5千；1/1万；1/2.5万；1/5万； 1/10万；1/25万；1/50万；1/100万。6.4比例尺精度依据：人眼辨别误差= 0.1mm的实际距离，要求地面实际误差200mm时： 1/

15、M = /； M=/200/0.1=2000；则比例尺 1/M = 1/2000。7地图的分幅和编号7.1分幅形式梯形分幅 ：按经纬线划分；矩形分幅 ：按纵横坐标划分;圆形分幅 ：两极；椭圆分幅 ：少用。7.2梯形分幅编号 1909年国际统一规定编号（见表4-2）。7.3矩形分幅编号一般编号法：1/2千图： 编号为图幅西南角坐标值(km)。其中：1/2千和1/1千图：编号值取一位小数（如：22.0-10.0和21.5-11.5）；1/5百图：编号值取二位小数（如：21.00-11.25）。流水编号法：自左到右，从上到下，用阿拉伯数字和罗马数字顺序编排（如：20-）。表4-2地图梯形分幅编号地图

16、比例尺图幅大小图幅包含关系图幅编号示例经度差纬度差1/100万1/50万1/25万1/10万1/5万1/2.5万1/1万1/50001/20006°3°1°303015730345152.537.54°2°1°20105230115251/100万图幅包含4幅1/100万图幅包含16幅1/100万图幅包含144幅1/10万图幅包含4幅1/5万图幅包含4幅1/10万图幅包含64幅1/1万图幅包含4幅1/5000图幅包含9幅J-50J-50-AJ-50-1J-50-1J-50-144-AJ-50-144-A-2J-50-144-(62)J

17、-50-144-(62)-bJ-50-1440-(62)-b-88地物的地图表示法8.1基本概念 地图符号；地图注记；地图图式。8.2地图符号的种类按地理事物分布特征：点状符号；线状符号)：面状符号按地图比例尺：依比例尺符号（真形、轮廓图形）；半依比例尺符号（形状符号）；不依比例尺符号 9地貌的地图表示法9.1地貌的基本形态（平地 (flat)：2°；丘陵地：2°6°；山地 ： 6° 25，当25 ° 高山地 。9.2地貌特征线（地性线）山脊线/分水线山谷线/集水线。9.3等高线等高线特性： 同条等高线上各点高程相等；等高线不能中断；任一条等高

18、线不能分岔，不同高程等高线一般不能相交或合并；等高线与地性线正交，接近山谷线时凸向高处，接近山脊线时凸向低处；等高线不能横穿河流，接近河岸线时折向上游，与河岸正交；等高线越密集，地面坡度越陡，反之越缓。等高距(intervals)等高线种类 基本等高线/首曲线；半距等高线/间曲线；辅助等高线/助曲线 ；加粗等高线/计曲线9.4示坡线 区别山头与盆地而在等高线上沿斜坡下降方向绘的短线。第三章 水准测量 内容：了解高程测量的常用方法；掌握几何水准测量的基本原理与基本技术；熟练掌握水准仪的使用方法与水准测量外业施测技术；熟悉水准测量的误差来源与应对措施；我国高程基准与水准网布设概况。重点：微差水准测

19、量的基本原理与内业计算；水准仪使用方法与普通水准测量外业施测方法。 难点：水准仪的检验与校正。 §3-1 基本知识1我国高程基准(Vertical Datum in China)1985年国家高程基准，青岛观象山水准原点: H072.260m。国家高程控制网分为一、二、三、四等网。目前共有水准点成果114041个，水准路线长度为4166191公里。2几何水准测量原理（Basic principles of leveling） 用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。 即：， （ ab 则hAB为，反之为）。3仪器高法(method by instrument height) 适用

20、于建筑施工测量。§3-2 地球曲率和大气折光CURVATURE AND REFRACTION1地球曲率影响(偏差，K距离（km）。2大气折光影响 偏差，K距离（km）。3两项共同影响（Effect of both） ，K距离（km）。§3-3高程测量类型LEVELING METHODS 几何水准测量(Direct Leveling)； 三角高程测量(Trigonometric Leveling)； 气压高程测量(Barometric Leveling)； 流体静力高程测量(Hydrostatic Leveling)； GPS高程测量(GPS Vertical Surveyi

21、ng)。.§3-4 几何水准测量的仪具EQUIPMENTS FOR DERECT LEVELING1水准仪按精度分级(Level classification by precisions) 每千米水准测量往返测量高差中数的中误差（单位：mm）。DS05：一、二等水准测量；DS1 ： 三、四等水准测量；DS3：工程水准测量；DS10 ：一般水准测量。 2水准仪结构(Configuration of level)2.1三角架（Tripod）：中心螺旋（central screw）连接水准仪和三角架； 2.2基座（tribrach）；脚螺旋（foot screw）用于圆水准器粗略整平。2.

22、3照准部（alidade)：望远镜(telescope)：瞄准器（collimator）用于粗略瞄准；物镜（objective lens)；目镜（eyepiece）；十字丝板（reticle）：竖丝(vertical hair)对准目标；横丝(horizontal hair)尺上读数；视距丝(stadia hairs)视距测量。物镜对光螺旋(focusing screw)调整使目标清晰；目镜对光螺旋(focusing screw)调整使十字丝清晰，消除视差。其中：望远镜放大率(magnifying power)为将实际视角扩大为影像视角的倍数；视差(parallax)为观测目标影像面未与十字丝

23、板正确重合而产生的影像偏差。水准器（Level vials）：管状水准器（level tube）用于精确整平：气泡（bubble）；分划线（graduation）：间隔2mm；符合棱镜（coincidence prism）反射气泡两端影像，来判断居中；水准管轴（leveling axis）为通过水准管刻划中点与其圆弧的切线；气泡居中（bubble centering）为气泡中心与刻划中点（零点）重合；水准管分划值（interval）：水准管相邻两分划间圆弧的圆心角，DS3级 20/ 2mm。圆水准器（circular level/bulls eye level）用于粗略整平：水准器零点: 分划

24、圆心；轴线：过水准器球面的法线；分划值：一般8。螺旋系统(Screws)：制动螺旋（clamp screw）用于松开和固定仪器；微动螺旋（tangent screw）用于制动螺旋拧紧后，左右移动进行精确瞄准目标；微倾螺旋（tilting screw）上下移动使气泡居中。 底盘（base plate）：与基座连接。3水准尺(Leveling rods) 黑红双面水准尺(dual-faces rods of black and red)：黑红差常数K，即红面起始注记值，一般为4787、4687、4587、4487mm等。4尺垫(Foot plates)平垫（level shoe）：用于普通水准测量

25、；尺桩（level spike）：用于高等水准测量。§3-5水准测量内外业FIELD AND OFFICE WORK FOR LEVELING1水准仪操作步骤(Operating procedure for levels)1.1仪器安置 (Instrument setting-up)；架设三脚架，调整脚架高度使架头基本水平。1.2粗略整平(Roughly leveling)；转动脚螺旋使用圆水准器气泡居中。1.3瞄准目标(Sighting target)；旋转望远镜，用制动与微动螺旋瞄准，转动对光螺旋使影像清晰。1.4精确整平(Precisely leveling)；转动微倾螺旋使符

26、合水准器气泡精确居中。1.5读数记录(Reading & Recording)：观测员估读至mm并报数，记录仪复报无误后正确记录。2.仪器高法(method by instrument height)仪器视线高程：，其它各点高程：。该法可以应用在建筑测量中，测定任意点的高程。3.微差水准测量(Differential Leveling) 从起始点起，在包括转点的各点之间依次连续设站至终点，测定各点间高差；全部高差的代数和即为起、终点间的高差： 3.1转点(Turning point）：当待测得两点间相距过远或高差过大时，中间加设传递高程的过渡点。3.2普通水准测量方法（Means of

27、 Primary Leveling）单面尺法(by single face)；两次仪器高法(by double setups)；双面尺法（by dual-faces）：观测顺序后前前后/黑黑红红，限差规定：黑面读数K红面读数±4mm；黑面高差红面高差±6mm。3.3普通水准测量成果整理(Office Work for Primary Leveling)高差闭合差计算（Misclosure computation for the difference in elevation)闭合路线(closed route）： ， 。 附合路线(connecting route）： 。往

28、返水准支线(forward and backward spur/open route）： 。 水准网（level net）：简易平差。图根水准测量规定(Allowable misclosure for primary leveling)：平原地区： ，L 水准路线长度，单位：km。丘陵地区： ， n 水准路线上测站总数。3.4闭合差调整与各点高程计算(Adjustment for elevations）原则(principle)：闭合差按路线长度或测站数以反符号成比例分配到各段高差中。步骤(procedure)：点号、已知和观测数据填入表格；求高差闭合差和允许闭合差；调整闭合差： ， ；改正后

29、高差检核： ；各点最后高程计算： 。§3-6水准仪的检验校正LEVEL TESTING AND ADJUSTING 1水准仪应具备的几何关系(Geometry of a level)水准管轴(level-tube axis)视准轴(collimation line)：水准管气泡居中时，视准轴应水平；圆水准轴(circular level axis)仪器竖轴(instrument vertical axis)：圆水准器气泡居中时，仪器竖轴应铅垂；横丝(horizontal cross hair)仪器竖轴(instrument vertical axis)：竖轴铅垂时，横丝应水平。 2检

30、较方法(Testing and Adjusting)2.1圆水准轴仪器竖轴旋转脚螺旋使气泡居中；仪器转180°，若气泡偏离，则校正。转动脚螺旋调整偏离值的1/2；用改针调整圆水准器校正螺丝，使气泡居中；反复几次，直至气泡在任何位置都居中为止。2.2横丝竖轴整平后以横丝一端瞄准墙上一点；拧紧制动螺旋，转动微动螺旋；若该点偏离横丝，则校正。取下目镜处金属护盖，旋松十字丝环的4个固定螺丝；微微转动十字丝环，使横丝水平；反复调整直至满足要求；拧紧固定螺丝，旋上护盖。2.3水准管轴视准轴（i角检验）i角：水准管轴与视准轴在竖直面上投影的夹角。交叉误差：水准管轴与视准轴在水平面上投影的夹角。见上

31、图，在平坦地面上丈量直线AJ2=41.2m，再在直线上量取AB=20.6m，得点B；在A，B两点各设一个木桩。在A、B间的中点J1安置水准仪，仪器精密整平后在A、B立尺并各读数4次，取各4次读数的中数为a1和b1。由于AJ1=BJ1，所以AB两点间正确高差为 将仪器搬到J2点设站，在各读数4次如上表所示，此时4次读数的中数为a2、b2， 则其高差为如果，则说明该条件满足，否则说明有i角存在。 假设A、B水准尺上的正确读数为a2、b2.甴图可知 ，因为 所以 则 （其中，以毫米计）§3-7水准测量的误差SOURCES OF ERROR IN LEVELING1仪器误差(Instrume

32、ntal errors) i角残余误差（residual error）为主。 对一测站高差的影响:允许前后视之差10m，则当i角残余误差为20时， 人眼的估读误差：1/10的刻划，即1cm的1/10，即为1mm；结论：保持前后视距之差10m。对微差水准测量高差的影响：前后视距差累计值50m时， 结论：前后视距差累计值50m。2观测误差 (Personal errors)2.1水准管气泡居中误差 (level-tube centering error)：人眼对气泡分划的估读：0.15，S仪器至尺的距离。 符合水准管精度高一倍，影响为： 。结论：气泡要严密符合2.2瞄准误差 (sighting e

33、rror)：人眼分辨率为60，望远镜V倍放大率即可提高V倍，瞄准误差为60/V，则当V28倍，S100m时，其读数误差为： 。结论：视距不能过长。2.3尺的读数误差(reading error)：估读精度的因素厘米分划影像的宽度与十字丝粗细。十字丝宽度放大后在人眼的明视距离上为0.1mm；当望远镜V为28倍，视距70m，尺的厘米分划间隔影像1mm时，则可估读到1mm。当视距100m时，估读误差为1.4mm。结论：视距不能过长。 2.4水准尺倾斜误差 (staff tilt error)：当尺倾斜时，其读数a正确读数a。在倾角为时，其读数误差： ， 。结论：尺倾斜误差与读数值和倾角成正比，所以读

34、最小的数为准。3.外界因素的影响(Natural errors)3.1仪器的沉降误差(error due to instrument settlement)：“后前前后”观测顺序来减弱。3.2标尺的沉降误差(error due to leveling rod settlement)：往返观测来减弱。3.3地球曲率的影响(error due to the Earths curvature)：限制视距差总和来减弱。3.4大气折光的影响(error due to atmosphere refraction)：视线须高出地面0.3m来减弱。3.5强光直射的影响(error due to strong

35、light)：撑伞遮光来减弱。第四章 角度测量Chapter 4 Angles Measurement内容：掌握角度测量的基本原理与方法；熟练掌握经纬仪的使用方法与水平角、竖直角外业的观测方法；熟悉角度测量的误差来源及其消除或减弱的措施。重点：角度测量的基本原理；测回法与全圆方向法的水平角观测要领；竖直角观测方法。难点：光学经纬仪的检验与校正。 §4-1 基本知识GENARAL BACKGROUND1水平角 (horizontal angle)相交两条直线的夹角在水平面上的投影，即过两相交直线的铅垂面间的二面角： 2垂直角（vertical angle）在一个铅垂面上照准方向线与水平

36、线间夹角。仰角(elevation)：照准方向在水平线以上；俯角(depression)：照准方向在水平线以下。§4-2 光学经纬仪 OPTICAL THEODOLITES1按精度指标系列分类(Classification by precision)DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60等。其中：D大地测量； J 经纬仪；07 野外一测回方向观测中误差。2 J6经纬仪主要部件(Primary components of J6 optical theodolites)2.1基座 (tribrach)：使仪器与脚架连接。脚螺旋（foot screws）：支撑仪器，仪器整平；

37、圆水准器（circular level）：仪器整平；竖轴轴套（axle sleeve of spindle/outer spindle）：连接中心螺旋（centering screw）。2.2平度盘（horizontal circle）：测量水平角的光学玻璃圆盘。水平度盘（horizontal circle）：全圆量角器；水平轴套（axle sleeve of the circle）：连接度盘；手轮（handwheel）：变换度盘初始读数位置；水平制动螺旋（clamping screw）：固定水平度盘；水平微动螺旋（micrometer screw）：精确照准目标。2.3 照准部 (alida

38、de)支架（standards）：支撑望远镜；望远镜（telescope）：瞄准目标；横轴/水平轴（horizontal axis）：望远镜纵转轴；竖直度盘（vertical circle）：与望远镜相连，观测垂直角用；旋转轴/竖轴（inner spindle）：照准部转动轴；竖盘制动螺旋（clamping screw）：固定竖盘；竖盘微动螺旋（micrometer screw）：精确瞄准目标；读数显微镜(reading microscope)：读取水平角或垂直角值读数。附反光镜(mirro)：反射光线；竖盘指标水准管（index level of vertical circle）：使竖盘指标

39、处于正确位置；竖盘指标水准管微动螺旋（micrometer screw）：使竖盘水准管气泡居中。2.4 对中设备 (centering devices)中心螺旋(central screw）：上有挂钩（hook）：悬挂垂球；垂球(plumb bob）：对准地面目标点位中心；光学对中器/光学垂球(optical plummet)：直接瞄准地面目标点位中心。3 度盘读数设备及读数方法 (Reading devices and methods)带（分划）尺显微镜(scale microscope)；单平行玻璃板(single parallel-side bloc)。§4-3水平角观测MEA

40、SUREMENT OF HORIZONTAL ANGLES1经纬仪安置(Setting up a theodolite)1.1对中（centering）：对中误差3mm。光学对中器对中（with optical plummet）时，测站上安放脚架，使其高度适当，架头大致水平，目估大致对中；瞄准测点的标志进行对光，使影像清晰；转动两个脚螺旋，瞄准地面目标中心；调整脚架高度，使圆水准气泡居中；转动脚螺旋，使水准管气泡精确居中；略松一下中心螺旋，在基座上平移仪器进行精确对中。1.2整平（leveling）：圆水准器粗平，再用水准管精平，任意位置上水准管气泡都居中。2竖立与照准目标 (Erecting

41、 and sighting the target)照准方法基本同水准仪；特点：用十字丝交点瞄准目标下部。3水平角观测方法(Methods for Horizontal Angle Observation)3.1观测镜位(Observing faces)先盘左/正镜（face left/direct position）：竖盘在望远镜左侧；后盘右/倒镜（face right/reversed position）：竖盘在望远镜右侧。3.2观测方法（Observing methods）测回法（Position observation method）：只观测两个方向间的单角。上半测回角值（盘左）：上 b

42、左 a左；下半测回角值（盘右）：下 b右 a右；上 下40时，则计算一测回均值： 。全圆方向法(All-round direction method)：用于一个测站需要观测3个及其以上方向。盘左瞄准零方向（起始方向），再顺时针依次瞄准各方向并读数；归零（再瞄准零方向读数），归零差（与起始读数之差）24，此为上半测回；纵转望远镜，反时针依次瞄准各点读数，为下半测回；盘右每次读数后计算2C值(两倍照准差)：2C盘左读数（盘右读数±180°) 40；计算各方向读数均值(盘左读数盘右读数±180°)/2；零方向得2个平均值再取均值，用括号标明；将零方向化成0&#

43、176;0000，其它各方向也按零方向减少的值来减去，成为归零后方向值；各测回的同一方向值互差24；相邻方向值之差，即为各水平角值。如果气泡偏离中央2格时，需重新整平和观测；n个测回间度盘变换时，起始方向读数180°/n。§4-4竖直角观测MEASUREMENT OF VERTICAL ANGLES1竖直角测量用途(Purposes of vertical angle)1.1斜距化算为平距（Slope distance to horizontal） SS ×cos 1.2 测定两点间高差（Determination for difference in elevat

44、ion） h S ×sin 1.3三角高程测量（Trigonometric leveling） 2竖盘刻划注记（Graduation on vertical circle） 顺时针注记（clockwise graduation）：较多；逆时针注记（counterclockwise graduation）。3竖直角计算(Computation for vertical angles)3.1公式(Formula)： ， ， 。3.2竖盘指标差（index error）： 指标偏离正确位置，视线水平时的读数产生的偏移值。 ，J6指标差25。 3.3检核(Check)： 。§4-5

45、 经纬仪的检较THEODOLITE TESTING AND ADJUSTING 1经纬仪应满足的几何条件(Geometric Relationship for Theodolite)照准部水准管轴竖轴；视准轴横轴；横轴竖轴；竖丝横轴；竖盘指标差0；光学对中器视准轴与竖轴重合。2照准部水准管轴竖轴的检较(Axis of level-tube perpendicular to vertical axis)2.1不垂直原因(Why)：水准管两端支柱不等高，精平后竖轴偏离铅垂方向，导致竖轴误差。2.2检验(Testing)：粗平后，使水准管两个脚螺旋连线；调整该对脚螺旋使气泡居中；转动照准部180&#

46、176;，若气泡偏离1格应校正。2.3 校正(Adjusting)：用改针拨动水准管校正螺丝，使气泡退回一半偏离量；再用脚螺旋使气泡居中；反复校正直至任意方向气泡偏离半格。2.4 残差(Residual error)：正倒镜取均值不能消除或减弱，倾角大时要注意整平。3竖丝横轴的检较(Vertical hair perpendicular to horizontal axis)3.1检验(Testing)：仪器精平，用竖丝上（或下）端瞄准墙上一点P；制动照准部和望远镜，转动望远镜垂直微动螺旋；若P点不在竖丝上一点，则需校正。3.2 校正(Adjusting)：调整十字丝板螺丝。4视准轴横轴的检较

47、(Sighting line perpendicular to horizontal axis)4.1不垂直原因(Why)：望远镜纵转面不是平面而是圆锥面，导致视准轴误差C。4.2检验(Testing)：平地相距100m选两点A、B，其中点O设站；A点立标志，B点横放一垂直OB的小尺与仪器大致等高；盘左瞄准A，纵转望远镜后读得B尺上B1点；盘右同样操作得B2点的读数；若B1与B2点不重合，则需校正。4.3校正(Adjusting)：调整十字丝板螺丝。4.4 残差(Residual error)：正倒镜取均值来消除或减弱。5横轴竖轴的检较(Horizontal axis perpendicula

48、r to vertical axis)5.1不垂直原因(Why)：横轴支架不等高，望远镜纵转面不是铅垂面，导致横轴误差。5.2 检验(Testing)：距墙2050m安置经纬仪，盘左以仰角30°瞄准墙上一点P；制动后望远镜水平时，再在墙上定出一点P1；盘右再瞄准P点，望远镜水平时定出一点P2；若P1与P2不重合，则两轴不垂直，横轴倾斜一个角度i。5.3校正(Adjusting)：定出p1、p2的中点M；盘右瞄准M，然后仰起望远镜，视线必然与p点不重合，而在附近的p点；由检修人员进行校正。5.4 残差(Residual error)：正倒镜取均值来消除或减弱。6竖盘指标差检较(Inde

49、x of vertical circle )6.1 检验(Testing)： 。6.2. 校正(Adjusting)：盘右正确读数：Rx；盘右照准目标，转动竖盘水准管微动螺旋使读数为Rx；用改针拨动指标水准管螺旋使气泡居中；反复几次，至x±25（J6）。7光学对中器的检较(Optical plummet)7.1检验(Testing)：安置仪器粗平，地面放一块画有“”的硬纸板，移动纸板，进行对中；仪器转动180°，若圆圈中心偏离字中心，则需校正。7.2校正(Adjusting)：反复调整对中器目镜后的三个校正螺丝，直至圆圈中心与示误三角形的中心严格重合为止。8水平角观测误差来

50、源(Error sources of horizontal angle)8.1仪器误差 (Instrumental error)主要是三轴误差：视准轴误差/视轴差 ；横轴误差/横轴差 ；竖直倾斜误差/竖轴差 )。8.2人的误差/人差 (Human error)仪器对中与目标偏心误差 ：仪器对中误差；目标偏心误差 。观测误差；瞄准误差；读数误差。8.3外界条件误差 (Natural error) 地面、气温、日照、风力、折光等。第五章 距离测量Chapter 5 Distance Measurement内容： 熟悉测距的工具与直线定向方法；熟练掌握钢尺检定、钢尺测距的外业施测技术与内业

51、成果的处理工作；掌握普通视距测量的原理与方法；了解全站仪的功能与使用方法。重点：钢尺检定方法与钢尺精密测距方法；普通视距测量的原理与方法。难点：钢尺检定的内业成果处理方法；全站仪的功能与操作。§5-1测距方法METHODS OF DISTANCE DETERMINATION1 步测(pacing)：30m距离时，相对精度应为1/50 1/100。2 里程计(Odometer)：相对精度应为1/200。3 视距(Tachometry/stadia)：相对精度应为1/500。4 测距尺(Subtense Bar)：J1经纬仪150m内相对精度应为1/3000。5 钢尺测距(taping)：包括各种钢尺(steel tapes)和皮尺( cloth tape)，相对精度高低不同。6 EDM光电测距(Electronic Distance Measurement)：精度可达±1ppm(Part Per Million)。§5-2钢尺测距1钢尺普通测距(厘米级）(Ordinary steel taping in cm-level)1.1平坦地面(on flat ground)测距：后尺员(rear tapeman)与前尺员(head tapeman)用测钎计数，往、返测。检核：往返测互差1/3000(平坦区)或1/1000