《测绘学基础》知识与习题答案1

1、测绘学基础知识要点与习题答案Crriculum architecture & answers to exercise ofFundamentals of Geomatics马振力 编辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院School of Geomatics, Liaoning TechnicalUniversityFeb. 20th, 2008测绘学基础知识要点与习题答案Crriculum architecture & answers to exercise ofFundamentals of Geomatics总学时数： 测绘 64；地信、规划 48 实验学时 ：12，计 4次

2、学 分： 6/4课程性质： 专业基础课 先修课程： 高等数学，专业概论，概率统计学 教学语言： 双语教学考核方式： 考试实 习： 3周计 3学分平时成绩 : 20 (实验报告、提问、测验、课堂讨论及作业 )1. 课程内容测绘学基础是测绘科学与技术学科的平台基础课。 该分支学科领域研究的主要内容是小区域控 制测量、 地形图测绘与基本测绘环节的工程与技术， 即： 应用各类测绘仪器进行各种空间地理数据 的采集包括点位坐标与直线方位测定与测设、 地形图数字化测绘等外业工作和运用测量误差与平差 理论进行数据处理计算、 计算机地图成图等内业工作。 授课内容主要包括地球椭球与坐标系、 地图 分幅、 空间点位

3、平面坐标与高程及直线方位测定与测设、 误差理论与直接平差、 大比例尺地形图数 字成图等基本理论与方法。2. 课程特色测绘学基础为测绘学科主干课程，为学生进一步学习以 3S”为代表的大地测量学、摄影测量学、工程测量学等专业理论与技术奠定基础。同时，该课程本身也是测绘学的一门分支学科一形测量学( Topographical Surveying )。该门课程具有理论、工程和技术并重、实践性强等特点，其教学 水平和教学质量是衡量测绘学科教育水准的关键要素， 实施多样化课堂教学， 注重培养学生动手能 力和创新能力，以达到国家级精品课的要求为建设目标。3. 课程体系测 绘 基 本 理 论 与 测、绘地球几

4、何要素与地图基本知识第一章绪论 Chapter 1 Introductory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 DEFINITION OF GEOMATICS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

5、。§1-2测绘学的分支学科BRANCHES OF GEOMATICS大地测量学(Geodesy/Geodetic Surveyi ng):主要研究整个地球的形状、大小和地球重力场及其变化，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(Topographic Surveying ):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 (Photogrammetry & Remote Sensin g):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

6、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( Engineering Surveying) ： 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 ( Hydrographic Surveying) ： 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 (Cartography/Cartology) ： 研究地图的信息传输、投影原理、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( Geographical Informat

7、ion System )： 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。§1-3测绘学发展沿革 HISTORY & DEVELOPMENT OF GEOMATICS 与测绘学有密切关系的学科领域：地球物理学、地质学、天文学、地理学、海洋学、空间科 学、环境科学、计算机科学、信息科学和其它工程学科。测绘学一 重于研究地球表层和物体的空间特性和变化。第二章 测绘学基本知识 Chapter 2 Basic Concepts of Surveying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

8、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 THE EARTH, GEOID AND ELLIPSOID1. 地球的形状( Shap

9、e of the Earth )1.1 地球的自然表面( Physical Surface of the earth )陆地29%,最高一珠穆朗玛峰(Mount Qomolangma /Mount Everest)8844.43m (2005年 10月)；海 洋 71%，最低一马里亚纳海沟(Mariana Trench)-11022m。1.2大地水准面( Geoid) 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(Geoid) 9量工作外业的基准面；铅垂线(Plumb line) 9量工作外业的基准线。大地体(Geoid)地水准面包围的地球

10、形体。1.3 参考椭球体面(Referenee Ellipsoidal Surface )参考椭球体(Referenee Ellipsoid)小与大地体很接近的旋转椭球，作为地球的参考形状和大小。参考椭球体面(Referenee Ellipsoidal Surface) 9量工作内业的基准面；过椭球面法线(Normal line) 9量工作内业的基准线。2. 地球的大小(Size of the Earth )扁率 (Flatte ning) : f a b a 长半车由(semi-major axis );b 短半车由(semi-m inor axis )。 a平均半径(Average rad

11、ius): r 2a_b，或 R 3 a2b。33. 参考椭球体定位(Positioning of Referenee Ellipsoids )大地原点(Geodetic Datum):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 POSITIONING OF POINTS ON GRO

12、UND1 概念(Concepts)球面/平面坐标(Coordinates):竖直面高程/标高(Elevation/ Height)。方法：大地水准面 坐标投影(projection)；铅垂线竖直距离(vertical distanee)。2点的高程 /标高(Height/Elevation of a point )2.1 定义(Definitions) 绝对高程(absolute elevation):地面点到大地水准面的铅垂距离，亦称海拔( altitude )。 假定高程(assumed elevation)：地面点到某一假定水准面的铅垂距离，亦称相对高程(relativeelevatio

13、n)。2.2我国大地水准面(Geoids in Chi na) “198年高程基准” (Natio nal Elevati on Datum 1985 ):青岛黄海平均海水面 一H黄=0m,青岛观象山水准原点 一o = 72.260m , (19531979年验潮资料，1987年启用)。 “195年黄海高程系"(Hua nghai Elevati on Refere nee 1956) : Ho=72.289m , (1950 1956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

14、114041个，水准路线长度为416619. 1 公里。2.3高差(Differenee in Elevation): 两点之间高程的差值。3点在投影面上的坐标(Coordinate systems)3.1地理坐标 (Geographical Coordinates)地轴(Earth Axis ): NS 球自转轴；南极、北极(South/North Pole ): N , S;子午面(Meridio nal Plane):过地轴的平面；起始(首、本初)子午面(Initial/First)：格林威治子午面(Greenwich)； 赤道面(Equator Plane):过球心与地轴正交的平面：经

15、线(子午线、子午圈)(Meridian ):子午面与椭球面的交线；首(本初)子午线(Initial/First Meridian):通过Greenwich天文台；纬线(纬圈、 平行圈) (Parallel) 与地轴正交并平行赤道面在椭球面的截线。天文坐标(Astronomic Coordinates ) 地水准面上： 天文经度(Longitude )入：两子午面间的二面角(即两地间时角差)； 天文纬度(Latitude) $ :过地面点铅垂线与赤道面的交角。大地坐标(Geodetic Coordinates) 球面上： 大地经度(Geodetic Longitude) B:两子午面间的二面角；

16、 大地纬度(Geodetic Latitude ) L :过某点法线与赤道面的交角。 1954年北京坐标系( Beijing Coordinate System 1954 )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球元素。 1980年国家大地坐标系( National Geodetic Reference 1980 )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)a= 6378140m ； b = 6356755m ； f= 1/298.257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

17、、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 (Gauss Horizontal Rectangular Coordinate System)采用高斯投影(等角横轴切椭圆柱投影)(Gauss Klvger Projection ),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 = 6°N 3°o其中：N 投影带号。全球 N= 160。我国72°136°,即第

18、1323带，即11个6°带。 阜新6°带中央子午线L6= 6°X21 3°= 123 0坐标( Coordinates)：自然值：于内业计算；通用值：乂通=X自; 丫通=丫自+ 500km (X轴西移)+带号。 一 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：L3 = 3n°3.3独立平面直角坐标系( Independent Horizontal Rectangular Coordinates)测区小，曲面t平面。§2-3直角坐标系

19、RECTANGULAR COORDINATES1 坐标推算(Computatio n for recta ngular coord in ates)已知：点1的坐标Xi, Yi,点1和2间的平距Si2与方位角 12 ;求：点2坐标X2 , 丫2。X2X1X12 X1S2 cos 12Y2 丫1Y12YS12sin 122直线定向(Orientation of Directions)2.1 基准方向(Referenee Directions)真子午线(真北)方向(True north):过地球某点的真子午线的切线方向。磁子午线(磁北)方向( Magnetic north):磁针自由静止时其轴线方

20、向。坐标纵轴(坐标北)方向( Grid north ):高斯平面坐标系x轴方向。2.2 基准方向间的关系 (Relati on ships among reference direct ions)磁偏角a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+,西偏一)子午线收敛角y各子午线与该带中央子午线的夹角。(东+,西一)i 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 以坐标北为基准方向。换算关系：A真A磁。2.4 象限角(Bearings )定义：某直线与基

21、准方向间的锐角。以R表示。方位角与象限角间换算关系：根据方位角A求象限角R第一象限A = R第二象限A=180o-R第三象限A=180o+ R第四象限A = 360o - RR = AR = 180° - AR=A-180°R = 360o-A直线方向根据象限角R求方位角A2.5 正反方位角 (Positive and reverse azimuths)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。baAB 1800。3 地面点坐标测算原理(Pri nciple of Coordi nates Computatio n)

22、- 5 -直接测算一一天文测量、GPS测量等；间接测算常规(大地、普通)测量。3.1 坐标正算 (Positive calculation for coord inates)2321212180 2;X3X2X23X2S23 cos 23y3y2y23y2S23 sin 23.象限角：R12tan 1 ;X12平距:S123.2坐标反算 (Reverse calculation for coord inates)y12sin 12x12rj2苛 X12y12cos 123.3 象限的判定( Determ inant for quadra nts)如盟Av/ftDl1cr f w广#r 、IL

23、(氏11+fltviriIDIKO"ill4 1ItIV+TV盲筋”Ax亠 3阴4Av1U 一 0 * 81§2-4地图的基本知识 INTRODUCTION TO MAPS1 地图定义(Definition for maps) 传统定义(Conventional definition):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(Contemporary definition):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，

24、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(Characteristics of maps) 数学法则(Mathematic law);地图概括 /制图综合)(Map generalization);符号系统(Symbolic system):地理信息载体 (Geographical information carrier )。3地图内容(Contents of maps)3.1 数学要素(Mathematic Element)坐标网(Coordinate Grid);大地控制点(Geodetic Control Point);比例尺(Scale); 定向指标线

25、(Orientation Index Line);3.2 地理要素(图形要素)(Geographic Eleme nts)反映制图对象相对地理位置及与地理环境间联系的要素。一一地图的基本内容。自然地理要素(Physical Elements);社会经济地理要素 (Cultural Elements )。3.3辅助要素(Auxiliary Elements) 图名(Sheet Name)；图号(Sheet Number);图例(Lege nd);接图表(Sheet In dex)；图廓(Map Margins );分度带(Border Division );量图用表(Cartometric Gr

26、aphs );附图(Attached Charts);编图资料(Mapping Documents );成图说明(Mapping Description );。3.4补充资料(Supplement Documents)补充地图(Supplement Maps)；表格(Diagrams)。4地图分类(Map classification)4.1 按内容分类(by map contents)普通地图(General maps) 平面图(Planimetric map );地形图(Topographic map);地理图(Geographic map)或 一 览图(Chorographic map)

27、。专题地图(Thematic maps) 自然地图(Physical maps):社会经济地图 (Cultural maps):工程技术地图 (Engineering map s)。4.2按比例尺分类(by map scales) (见表4-1)5地图成图法(Methods of map making)5.1实测成图法(Map making on site):实地测绘而制作地图。5.2编绘成图法(Compilation method ):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(Computer-aided method):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

28、遥感资料成图法(Remote-sensing method):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>1/万v 1/1 万，而 > 1/100v 1/100 万地形图1/千v 1/5 千，而 > 1/万<1/56地图比例尺(Map Scales)6.1比例尺(Scales):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(Expressed forms) 数字比例尺 (Numerical scale);图解比例尺(Bar scale)含直线比例尺(linear scale):微分(斜分

29、)比例尺(differential scale) ;(3)复式比例尺(Diagonal scale )。6.3 地图比例尺系列(Series of map scales)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(Scale precision )依据：人眼辨别误差 沪0.1mm的实际距离，要求地面实际误差/ 1/ M = S /;M=A / A 200/0仁2000 ;则比例尺AW 200m时：1/M = 1/2000。7地图的分幅和编号(Sheeting & Numbering of ma

30、ps)7.1 分幅形式(Sheeting forms)梯形分幅(trapezoid sheets):按经纬线划分；矩形分幅(rectangle sheets)：按纵横坐标划分；圆形分幅(circle sheets):两极；椭圆分幅(ellipse sheets):少用。7.2梯形分幅编号(Numberi ng of trapezoid sheets)190年 国际统一规疋编号(见表 4-2)。7.3 矩形分幅编号(Numberi ng of recta ngle sheets )11例尺闵福大小真地面秋1割鞘敵韋期3/1-5 T40 x4 km*11-2千50 X 50cmikn?41：i 7

31、-50 乂 SOcrnlbl ： s rr5U x(>.062Sknr一般编号法(General numbering) : > 1/千图：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(Sequent numbering):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-n)。表4-2地图梯形分幅编号地图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 万6°4°J-501/50 万3&

32、#176;2°1/100万图幅包含4幅J-50-A1/25 万1° 30'1°1/100万图幅包含16幅J-50-11/10 万30'20'1/100万图幅包含144幅J-50-11/5万15'10'1/10万图幅包含4幅J-50-144-A1/2.5 万7' 30"5'1/5万图幅包含4幅J-50-144-A-21/1万3' 45"2' 30"1/10万图幅包含64幅j-50-144-(62)1/50001' 52.5"1' 15&qu

33、ot;1/1万图幅包含4幅j-50-144-(62)-b1/200037.5"25"1/5000图幅包含 9幅J-50-1440-(62)-b-88地物的地图表示法(Map presentation for features)8.1 基本概念(Ge neral Co ncepts )地图符号(Symbols);地图注记(Letterpress);地图图式(Symbolization )。8.2地图符号的种类(Classification of cartographic symbols)按地理事物分布特征：点状符号(Dot symbols);线状符号(Linear symbo

34、ls):面状符号(Area symbol)。按地图比例尺：依比例尺符号(真形、轮廓图形)(Symbols by proportio nal poi nt);半依比例尺符号(形状符号)(Partial proportional symbol);不依比例尺符号(Point symbol)。9地貌的地图表示法(Map presentation for relief/terrain)9.1 地貌的基本形态(Esse ntial con figuratio ns of relief )平地 (flat) : 8< 2°丘陵地 (hilly terrain): 2° «

35、 6°山地 (mountainous terrain): 6 ° 艮 25，当 S>25 ° 山地 (high mountain)。9.2 地貌特征线(地性线)(Terrain structure lin es)山脊线/分水线(ridge line )山谷线/集水线(valley line )。9.3等高线(Contours )等高线特性(characteristics):同条等高线上各点高程相等；等高线不能中断；任一条等高线不能分岔，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

36、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)7心则比MTA丘陵地山地及rionoP20001：50000.50*51I12125等高线种类(classificati on of con tours) 基本等高线 /首曲线(sta ndard/mediate con tour);半距等高线 /间曲线(suppleme ntary/half -in terval con tour);辅助等高线 /助曲线 (extra con tour);加粗等高线 /计曲线(in dex/thicke ned con tour)。9.4示坡线(depress

37、ion lines)区别山头与盆地而在等高线上沿斜坡下降方向绘的短线。习题答案2-2 Fill in the blanks below with the correct answer:(1) semi-major axis or semi-minor axis, (a-b)/a.True north, Magnetic north and Grid north. 246.9mm. 125.8m. (5) 95° 1O'(6) reference ellipsoidal surface, normal line.geoid, plumb line. irregular, var

38、iati ons. equipote ntial gravitati on al, perpe ndicular. (10) 123° (12) 39. (13) cartographic symbols. (1A) 1:1000. (15) geodetic datum.2-4 Calculate following questions:22nd in 6 z°ne, 44th in 3 Zone.233 ° 26 ' 09)40.° 35 ' 44 : 905.59m.88.714m, 5000.427m.第三章 水准测量 Chapt

39、er 3 Leveling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 GENERAL BACKGROUND1 我国高程基准 (Vertical Datum in China)1985年国家高程基准( National Vertical Datum 1985 )，青岛观象山水准原点 (leveling origin

40、): H0= 72.260m。国家高程控制网分为一、二、三、四等网。目前共有水准点 (Bench Mark) 成果 114041 个，水 准路线长度为 416619 1 公里。2 几何水准测量原理( Basic principles of leveling )用水准仪(Level)和水准尺(Leveling rod)测定地面上两点间高差 (deferenee in elevation)的方法。 即：hAB a b , H b H a hAB Ha (a b) ( a > b 则 hAB 为+,反之为一)。3 仪器高法 (method by instrument height)- 11 -

41、适用于建筑施工测量。§3-2 地球曲率和大气折光 CURVATURE AND REFRACTION1 地球曲率影响 (Effect from the Earth ' curvature) 偏差 C 0.0785 K 2 (m) ，K 距离( km)。2 大气折光影响 (Effect from the Atmospheric Refraction)2偏差 R 0.011K 2 (m) ，K 距离( km)。3 两项共同影响( Effect of both )(c r) 0.0675 K 2 (m)， K 距离( km)。§3-3 高程测量类型 LEVELING MET

42、HODS 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 Surveying) 。 .§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:、二

43、等水准测量；DSi :三、四等水准测量； DS3：工程水准测量； DSio :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。2.3 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

44、丝(horizontal hair) 上读数；视距丝(stadia hairs)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(coincidenee prism )反射气

45、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T = 20" / 2mm 圆水准器(circular level/bull ' s eyei用于粗略整平：水准器零点 ：分划圆心；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

46、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；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

47、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

48、正确记录。2. 仪器高法 (method by instrument height)仪器视线高程：出 H0 a，其它各点高程：比 比 bj。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：n n nhABaibihii 1 i 1 i13.1 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 Primary Leveling )单

49、面尺法 (by single face) ；两次仪器高法 (by double setups)；双面尺法(by dual-faces)：观测顺序一 前前后/黑黑红红，限差规定：- 13 -黑面读数+ K 红面读数v ±4mm；黑面高差红面高差v ±6mm。3.3 普通水准测量成果整理(Office Work for Primary Leveling)咼差闭合差计算(Misclosure computati on for the differe nee in elevati on)闭合路线(closed route):h 理 =0。附合路线(connecting route)

50、 : fh%h®=h测一(H 终H 始)往返水准支线 (forward and backward spur/open route ): hh往+h返。水准网(level net):简易平差。图根水准测量规定 (Allowable misclosure for primary leveli ng):平原地区：fh允= 40 Lmm , L 水准路线长度，单位：km。 丘陵地区：石允=12、nmm, 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

51、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：Vi七 Si或者Vi七 ni ,检核式：vfh测 改正后高差检核：h改H终H始； 各点最后高程计算：比1 H i hi改Vi。§3-6 水准仪的检验校正 LEVEL TESTING AND ADJUSTING1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 v

52、ertical axis):圆水准器气泡居中时，仪 器竖轴应铅垂；横丝(horizontal cross hair)丄仪器竖轴(instrument vertical axis):竖轴铅垂时，横丝应水平。2 检较方法(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横丝丄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

53、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。-15 -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。慎話M班测次序JR?角的计算A 尺 <&)E尺cr = A l斑出)I1346Y2Z213451226Jz至A “铸尺BP疯JI315441224SA = 4lr2m413451226Sa = 2( - 6rn咿 «C1226+ 119心/> 1+ 4inn1416HIM = +40'*115591435冲上标尺上的正确读散2153

54、7a- 2= 155S *1550J2315381434羽产扩H亠二14354= 143415531435中*155(4J 435+ 123-17 - 见上图，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Ji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 a'和b'i。由于AJi=BJi，所以AB两点间正确高差为hABa1b|将仪器搬到J2点设站，在各读数 高差为4次如上表所示，此时4次读数的中数为a '、b'2,则其hABa2b2如果hABhAB，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a2a2 2 ， b2b2所以因为hABa2b2(a2 2 ) (b2)hABhABhABhAB206265Sab 206000(mm)10(其中，以毫米计)§3-7水准测量的误差sources of error in leveling1 仪器误差(Instrumental errors) i 角残余误差(residual err