水利工程测量ppt课件

1、第第1讲讲l 课程的性质：课程的性质：l 水利工程丈量。专业根底课；工程建立的根本技术。水利工程丈量。专业根底课；工程建立的根本技术。l 学习方式：学习方式：l 实际教学、实验教学、实习教学。实际教学、实验教学、实习教学。l 根据实际教学需求开展实验教学，完成必要的作业；根据实际教学需求开展实验教学，完成必要的作业；l 实习教学将作为独立课程在实际教学之后进展。实习教学将作为独立课程在实际教学之后进展。l 目的和要求：目的和要求：l 1、了解丈量学的概念，水利工程丈量的主要义、了解丈量学的概念，水利工程丈量的主要义务；务；l 2、了解确定地面点位的方法；、了解确定地面点位的方法；l 3、了解丈

2、量的根本任务及根本原那么。、了解丈量的根本任务及根本原那么。 l测定：以丈量技术测定地面点位置并用图象或图形和数据等方式表示出来，这种技术过程称为测定，又称测图或测绘。l测设：利用丈量技术把设测设：利用丈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，或称为工程放称为测设，或称为工程放样，简称放样。样，简称放样。l地球的自然外表：地球的自然外表：l海洋海洋71%71%，陆地，陆地29%29%；l不规那么曲面，平均半径不规那么曲面，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1

3、1022m11022m；l 把地球总的外形看成是被海水包围的球体,l 想象有一个不受风浪和潮汐影响的静止海水面，向陆地和岛屿延伸而构成的一个封锁曲面(大地水准面),l 用它所包围的形体代表地球的外形和大小，这个形体称为大地体。参考椭圆面大地水准面l由于大地体是不规那么的形l体，因此，丈量任务便取大小l与大地体非常接近的旋转椭球l体来描画地球,称参考椭球体。l椭球体的参数：l 长半径：a=6378140m；l 短半径：b=6356755ml 扁率：=(a-b)/a=1/298.257。l当测区面积不大时，可把l地球看成圆球,其半径为：R=6371km。参考椭圆面大地水准面l 水准面：任何自在静止

4、的水面都是水准面，有无水准面：任何自在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 程度线：与铅垂线正交的直线。程度线：与铅垂线正交的直线。l 程度面：与铅垂线正交的平面或与水准面相切的程度面：与铅垂线正交的平面或与水准面相切的平面。平面。l 丈量任务的基准面和基准线：是大地水准面和铅丈量任务的基准面和基准线：是大地水准面和铅垂线。垂线。确定地面点位的方法：可以用点在水准面或程度面上的投影位置及到

5、大地水准面的铅垂间隔来确定，如图。1、绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂间隔，简称高程，用H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：地面点、相对高程：地面点到假定水准面的铅垂到假定水准面的铅垂间隔，又称假定高间隔，又称假定高程，用程，用H表示。表示。3、高差：地面两点之间的高程、高差：地面两点之间的高程之差，用之差，用h表示。表示。如图中，如图中，A、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。l 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l 一地理坐标大

6、地坐标：一地理坐标大地坐标：l 以参考椭球面子为基准面的球面坐标；以参考椭球面子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外表上的位置。用来表示该点在地球外表上的位置。l 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l 1.高斯投影的几何意义：高斯投影的几何意义：l 1)沿沿

7、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。l 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。l 3)地球外表投影到横椭圆柱面上。地球外表投影到横椭圆柱面上。l 4) 展开成高斯平面。展开成高斯平面。l 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l 地球的投影地球的投影 l 红线为投影线红线为投影线l 取取出投影出投影-剪开剪开-压平压平1)1)投影后的中央子午线投影后的中央子午线NBSNBS是直线，长是直线，长度不变。度不变。2)2)投影后的赤道投影后的赤道ABCABC是直线，坚持是

8、直线，坚持ABCNBSABCNBS。3)3)分开中央子午线的子午线投影是以二分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，阐明离中央子午线弧线的曲率越大，阐明离中央子午线越远投影变形越大。越远投影变形越大。l 建立规那么建立规那么: :l X X轴是中央子午线轴是中央子午线的投影，向北为正；的投影，向北为正；l Y Y轴是赤道的投影，轴是赤道的投影，向东为正；向东为正；l 原点为中央子午线原点为中央子午线与赤道交点，用与赤道交点，用O O表表示；示；l 四象限按顺时针顺四象限按顺时针顺序序、陈陈列。列。如：如：x=24335

9、86.693m， y=38514366.157m。 表示的意义表示的意义:(1)表示点在高斯平面上至赤道的间隔为表示点在高斯平面上至赤道的间隔为 2433586.693m(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500km 和实践坐标和实践坐标Y三个参数，即三个参数，即 y=带号带号N(或或n)+500km+Yp 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坐标那么有正有坐标那么有正有负，为了防止负，为了防止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500km，并在横坐标值前

10、冠以带号。，并在横坐标值前冠以带号。 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=3nl L=6 六度带中央子午线经度六度带中央子午线经度Lo=6N-3 l L=3 三度带中央子午线经度三度带中央子午线经度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74l 六度带编号六度带编号N在我国在我国:在在1323之间。之间。l 三度带编号三度带编号n在我国在我国:在在2545之间。之间。 当测区范围较小时半径不大于10km的面积内，可把测区的球面当平面对待，并

11、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。地球外表曲率对丈量任务的影响1、对程度间隔的影响如图 推导略 其中， 将不同的D值代入上式得：ACBaDccRODhbb水平面大地水准面l 影响：影响：l 结论：在半径为结论：在半径为10km的面积范围内进展间隔丈量时，可的面积范围内进展间隔丈量时，可以不思索地球曲率对其的影响，把水准面当作程度面对待。以不思索地球曲率对其的影响，把水准面当作程度面对待。高程误差：h=Bb-Bb =D2/2R影响：当D=1Km时，h8cm ，影响很大。结论：在高程丈量中应思索 地球曲率的影响，可经过改正计算或采用正确的观测方法，来消减影响。ACBaDccR

12、ODhbb水平面大地水准面l 地面点的空间位置是以投影平面上的坐标x，y和高程H决议的。l 点的坐标普通是经过程度角丈量和程度间隔丈量来确定的。l 点的高程是经过测定高差来确定的。投影平面21l 如下图，设如下图，设A、B为知坐标点，为知坐标点，P为待定点。为待定点。l 首先测出了程度角首先测出了程度角和程度间隔和程度间隔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。 l 设设A为知高程点，为知高程点，P为待定点。为待定点。l 只需测出只需测出A、P之间之间的高差的高差hAP，即可，即可算出算出P点的高程。点的高程。l 丈量的三项根本任务：l 高差丈量、

13、角度丈量、间隔丈量。l 确定地面点的三个根本要素：l 高差、程度角和程度间隔。l 丈量任务的原那么：l 在规划上“从整体到部分；l 在任务顺序上“先控制后碎部；l 在丈量精度上“由高级到低级；l 另外，还应“边任务边校核。1、概念：丈量学、测定、测设、大地水准面、概念：丈量学、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、实际：地面点位、实际：地面点位、“1985国家高程基准国家高程基准 丈量任务原那么、三项根本任务丈量任务原那么、三项根本任务 程度面替代水准面的限制程度面替代水准面的限制l 目的和要求目的和要求l 1、了解水准丈量的误差影响；、了解水准丈量的误差影响；

14、l 2、了解水准道路的布设方式；、了解水准道路的布设方式；l 3、掌握水准丈量的观测、记录、计算、校核的方法。、掌握水准丈量的观测、记录、计算、校核的方法。 l 有永久性水准点和暂时性水准点两种。有永久性水准点和暂时性水准点两种。l 永久性水准点：用砼预制而成，顶面嵌入永久性水准点：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。半球的金属标志表示该水准点的点位。l 暂时性水准点：选在地面突出的巩固岩石暂时性水准点：选在地面突出的巩固岩石或房屋勒脚、台阶上，用红漆做标志，或或房屋勒脚、台阶上，用红漆做标志，或用木桩打入地下，桩顶上钉上一半球形钉用木桩打入地下，桩顶上钉上一半球形钉子作为

15、标志。子作为标志。l 埋设水准点后，须绘制阐明点位的平面图，埋设水准点后，须绘制阐明点位的平面图，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。l 当待测高程点距B知水准点A较远或坡度较大时，l 需在两点间加设假设干个立尺点，作为传送高程的过渡点，称转点TP。l 这些转点将丈量道路分成假设干段，然后依次安顿仪器测出各段高差，求出hAB，计算出HB。l 如以下图中，知水准点BM.A的高程，求待测B的高程。大地水准面大地水准面一观测方法一个测站的观测顺序1、安顿仪器于与后视A、前视TP1两点间的等间隔处。2、粗平仪器。3、照准后视A，精平仪器，读取后视读数a1。4、照准后视TP1，精

16、平，读取后视读数b1，那么第1站高差h1=a1-b1。5、同法观测各站，求出各站高差。大 地 水 准 面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 1.258 123.124.023124.256计算计算检核检核一计算检核：对记录表中每一页高差和高程计算进展的检核。 每安顿一次仪器，就测得一个高差。即：二测站检核：一个测站观测结果的检核。变动仪高法：在同一测站上，经过改动仪器高10的方法测出两次高差，两

17、次高差在允许范围之内等外为6；四等为5，取其平均值作为该站的高差。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，两次高差之差在允许范围之内等外为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）三成果检核：对整个水准道路的成果的检核。1、水准道路：水准丈量所经过的道路。布设方式：闭合水准道路、附合水准道路、支水准道路。2、水准道路的成果检核：水准丈量成果的精度是用高差闭合差来衡量的。高差闭合差fh：观测高差值与实际高差值之差。 (1)闭合水准道路：从一水准点出发，沿各待定高程点进展水准丈量，最后又回到原水准点，所构成的

18、环形道路。(2)附合水准道路：从一水准点出发，沿各待定高程点进展水准丈量，最后附合到另一水准点上，所构成的道路。即在两个水准点间布设的水准道路。(3)支水准道路：从一水准点出发，沿各待定高程点进展水准丈量，末端仍为一未知点的水准道路。返往3、水准丈量的精度要求:一、目的要求1、进一步熟习水准仪的运用方法；2、初步掌握普通水准丈量的观测、记录、计算方法；3、每人独立完成一条闭合水准道路的观测，成果要合格。二、实验步骤见实验指点书计算检核：高差闭合差：允许闭合差:判别观测结果能否合格： 当fhfh容，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

19、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：计算高差闭合差的允许值：计算高差闭合差的允许值：BM100TP1TP2第1站第3站第2站l 目的及要求：目的及要求：l 掌握水准丈量的高程计算的方法掌握水准丈量的高程计算的方法 。l 内业计算的主要内容：内业

20、计算的主要内容：l 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。l 闭合水准道路成果计算首先检查外业成果，并绘出水准道路外业图，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；二计算高差闭合差： ；三计算高差闭合差允许值： 四调整高差闭合差1、调整原那么：将闭合差fh以相反的符号，根据各测段道路的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上，得矫正后高差。2、高差调整数：3、检核：五计算矫正后高差： 检核：1113-0.157+0.015-0.005-0.005-0.005-0.015+0.234 -0.072-0.1620 100.234 100

21、.162100.000与知相符与知相符;.)(mmmhfh测1501501mmmmfh容213123122)(精度合格fhfh容+0.239-0.067iihinnnfv301503.)(mfvh0150.BM100TP1TP2n1=1n1=1站站h1=0.239h1=0.239n2=1n2=1站站h2=-0.067h2=-0.067n3=1n3=1站站h2=-0.157h2=-0.1571.10.70.90.81.34.8+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

22、-2.876 -0.151 +0.458 0 30.261 29.584 26.708 26.557 27.015 与知相符与知相符 ;.mmmhfh测2202201 mmmmmmLfh容878440402.精度合格fhfh容留意：1、矫正数的符号只需一个，与fh的符号相反；2、矫正后高差的代数和与实际值或知值之差在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.附合水准道路成果计算首先检查外业成果，并绘出水准道路外业图，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；二计算高差闭合差

23、： ；三计算高差闭合差允许值： 四调整高差闭合差1、调整原那么：将闭合差fh以相反的符号，根据各测段道路的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上，得矫正后高差。2、高差调整数：3、检核：五计算矫正后高差： 检核：始终测hHHhf始终理i改HHhh1.01.21.42.25.8+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9685404

24、0.精度合格fhfh容mfvlllfvhiihi0680850680.;.三、支水准道路成果计算例：知水准点A的高程为186.785m，往、返测站16站，求1点的高程。一计算高差闭合差：二计算高差闭合允许值： 三计算矫正后高差：取各测段往测和返测高差绝对值的平均值作为矫正后高差，其符号以往测高差符号为准。四计算待定点高程：往=-1.375返=+1.396=186.785mmmhhf返往h21021039613751.mh改A38612396137511.留意：支水准道留意：支水准道路在计算路在计算fhfh容时，容时，道路总长道路总长L L或测站或测站总数总数N N均按单程计。均按单程计。16-

25、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2、各轴线间应满足的几何条件： 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。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，假设气泡依然居 中，阐明 满足条件否那么 需校正。3

26、 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180180，反复进展；，反复进展； 直到满足任何方向气泡均居中直到满足任何方向气泡均居中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的M，转动程度微动螺旋，假设M点不分开横丝，阐明横丝VV，否那么需校正。3、校正方法：松开十字丝分划板座的固定螺丝，旋转目镜座使横丝程度，左右读数一致。h1=a1-b1 =(a1+)-(b1+) = a1- b1h2=a2-b2 =(a2+)-(b2+) = a2-

27、b2(2)搬仪器到前视点B附近约3m处进展检验。 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尺读数偏向可忽略，那么b3b3。 又由hAB= a3-b3，可得：a3=b3+hAB即A尺上的应读数 当视准轴偏向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、下校正螺丝，使水准管气泡居中。此项任务反复进展，直到满足条件。此项任务反复进展，直到满足条件。3、校正方法用微倾螺旋，使中丝对准远尺A尺的读数为

28、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。此项任务反复进展，直到满足条件。一、仪器误差：仪器构造的不完善引起的误差。1、仪器校正后的剩余误差如：视准轴与水准管轴不平行引起的误差 消除或减弱方法：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运用合格水准尺。水准尺零点误差 丈量中交替运用两根尺，并使每一测段的测站数为偶数。二、观测误差：观测者觉得器官的鉴别才干的限制引二、观测误差：观测者觉得器官的鉴别才干的限制引起的误差。起的误差。1、视差未消除引起的误差、视差未消除引起的误差 仔细对光。仔细对光。2、读数的误差、读数的误差 规定望

29、远镜的放大倍数，控制视距长度。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、水准管气泡居中误差 使气泡严厉居中。使气泡严厉居中。4、水准尺倾斜的误差、水准尺倾斜的误差 仔细扶尺。仔细扶尺。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、后的观测程序及尽能够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方法来减弱。3、地球曲率和大气折光的误差 观测中使前、后视间隔相等。4、气候的影响 留意遮阳，防止阳光直射仪器；风力大时，停顿观测。第第6讲讲l 学习目的：在学习角度丈量根本概念的根底上，明确经学习目

30、的：在学习角度丈量根本概念的根底上，明确经纬仪的构造原理，掌握经纬仪运用的根本方法，掌握程纬仪的构造原理，掌握经纬仪运用的根本方法，掌握程度角、度角、 竖直角丈量根本技术。竖直角丈量根本技术。l 角度丈量：分为程度角丈量和竖直角丈量，常用仪器是角度丈量：分为程度角丈量和竖直角丈量，常用仪器是经纬仪。经纬仪。l 程度角丈量：用于确定点的平面位置。程度角丈量：用于确定点的平面位置。l 竖直角丈量：用于确定两点间的高差或或将倾斜间竖直角丈量：用于确定两点间的高差或或将倾斜间隔隔l 转化成程度间隔。转化成程度间隔。 程度角丈量原理：一程度角定义： 空间相交的两条直线OA、OB在同一程度面的投影所夹的角

31、，用“表示。二程度角丈量原理：1、假设有一能安顿成程度的顺时针方向刻划的圆盘，其圆心处在过交点O点的铅垂线上恣意位置O上；2、另外有一瞄准设备，能分别瞄准A、B点，过OA、OB的竖直面与圆盘的交线，在圆盘上的读数分别为a、b；水平面竖直角丈量原理：一竖直角定义： 指在同一竖直面内，某不断线与水平线之间的夹角，用表示。 竖直角有正负之分。二竖直角丈量原理1、假想在过O点的铅垂面上，安顿一个垂直圆盘，并令其中心过O点，该盘称竖直度盘。2、经过瞄准设备和读数安装可分别获得目的视野的读数和程度视野的读数，那么竖直角为：=目的视野的读数-程度视野的读数水平面水平线一、光学经纬仪的基本构造： 1、基座 2

32、、度盘 3、照准部一基座部分：1、轴座：用来支承仪器；2、基座衔接螺旋：用来衔接轴座与脚架；3、脚螺旋：用来整平仪器；4、轴座固定螺旋：用来衔接轴座和照准部；5、圆水准器：用来粗平仪器。二程度度盘部分二程度度盘部分程度度盘：用光学玻璃制成的程度度盘：用光学玻璃制成的圆盘，其上刻有圆盘，其上刻有0360顺顺时针注记的分划线，用来度时针注记的分划线，用来度量程度角；测角时，不随照量程度角；测角时，不随照准部转动。准部转动。程度度盘转动安装：控制程度程度度盘转动安装：控制程度度盘的旋转，使度盘转到所度盘的旋转，使度盘转到所需位置。需位置。 度盘变换手轮度盘变换手轮三照准部照准部制动及微动螺旋照准部水

33、准管望远镜望远镜制动、微动螺旋支架与横轴竖直度盘竖盘目的水准管竖盘目的水准管微动螺旋读数显微镜反光镜一分微尺测微器及其读数方法1、分微尺测微器“H或“表示程度盘读数；“V或“表示竖直度盘读数。每个读数窗里有一刻有分成60小格的分微尺，其长度为1，那么每一小格为1，可估读到0.1。2、读数方法：(1)先读取分微尺60小格区间内的度盘分划线的度数；(2)再读取分微尺0分划至该度分划所在分微尺上的分数；(3)计算以上二数之和为读数窗的角度读数()。如图中：程度度盘角度是： 21506.5(即2150630)，竖直度盘角度是： 7852.4(即875224)。 l 操作步骤：安顿对中、整平瞄准读数。l

34、 一、经纬仪的安顿：对中和整平l 对中目的：使仪器中心与测站中心位于同一铅垂线上。l 整平目的：使仪器的竖轴竖直，程度度盘处于程度。一预备任务：调理脚架高度适中，将三脚架的三条腿等长；翻开三脚架使三个脚架的三个脚大致呈等边三角形，并安顿在测站点的周围，使三个脚到测站点的间隔大致相等；使架头大致程度，衔接好仪器。光学对中： 挪动脚架，光学对中测站点； 方法：一个脚固定，移另外两脚或将三脚架做等间隔平移。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l 粗平仪器：升降架腿使圆气泡居中或使长气泡大致居中；反复进展、两项，反复进展、两项，直到气泡在任何方向均居直到气泡在任

35、何方向均居中，且又光学对中为止。中，且又光学对中为止。l 实验：经纬仪的认识和运用实验：经纬仪的认识和运用l 1 1、了解、了解DJ6DJ6经纬仪的构造及功能；经纬仪的构造及功能；l 2 2、初步掌握、初步掌握DJ6DJ6经纬仪运用方法；经纬仪运用方法；l 3 3、完成两个方向间的程度角丈量。、完成两个方向间的程度角丈量。l 两方向间程度角丈量方法：l 1、安顿仪器于测站O上；l 2、按顺时针方向，先照准左方A目的，读取程度度盘读数a；l 3、顺时针转动仪器照准B目的，读取程度度盘读数b；l 4、程度角：=b-a；l 5、各人所测角度之差应40。O(测站)B(右)A(左)照准左方目的照准左方目

36、的A A，程度度盘读数为：，程度度盘读数为：202022.522.5即即202022302230照准右方目的照准右方目的B B，程度度盘读数为：，程度度盘读数为：57578.88.8即即575708480848OAOA、OBOB两方向间的程度角：两方向间的程度角：=b=b右右-a-a左左 =57 =570848-200848-2022302230 =36 =3646184618第第8讲讲目的要求：目的要求：了解竖直角概念及其丈量原理；了解竖直角概念及其丈量原理；掌握竖直角的观测及记录方法；掌握竖直角的观测及记录方法；了解竖盘目的差的概念及计算方法。了解竖盘目的差的概念及计算方法。 竖直角丈量原

37、理1、竖直角：指同一竖直面内倾斜视野与程度线之间的夹角。用“ 表示，角值范围：-90+90。 当倾斜视野在程度线之上时，为仰角，角值为0+90； 当倾斜视野在程度线之下时，为俯角，角值为；-9002、竖直角丈量原理： 利用望远镜瞄准目的点的倾斜视野读数与视野程度时在竖直度上 的读数之差，计算出竖直角。水平视线1、构造：1竖盘目的水准管；2竖盘；3竖盘读数目的；4竖盘目的水准管微动螺旋。l 竖盘是一个玻璃圆盘，按竖盘是一个玻璃圆盘，按0360的分划注记，的分划注记，注记方式按度盘刻划顺序不同分为顺时针和逆时注记方式按度盘刻划顺序不同分为顺时针和逆时针两种类型。针两种类型。l l 图图1逆时针注记

38、顺时针注记270901800902700180270901800270900180盘左：L始=90盘右：R始=2701、竖直角计算公式确实定、竖直角计算公式确实定 普通法那么：普通法那么：当抬高望远镜，竖盘读数减少时，那么：当抬高望远镜，竖盘读数减少时，那么： =视野程度时读数始读数视野程度时读数始读数-照准目的时读数照准目的时读数当抬高望远镜，竖盘读数添加时，那么：当抬高望远镜，竖盘读数添加时，那么： =照准目的时读数照准目的时读数-视野程度时读数始读数视野程度时读数始读数2、常用的、常用的DJ6经纬仪图经纬仪图2所示的计算公式：所示的计算公式：盘左位置：盘左位置：左左=L始始-L读读=90

39、-L读读盘右位置：盘右位置：右右= R读读-R始始=R-270一测回竖直角：一测回竖直角：=左左+右右/2=R读读-L读读-180/2270901800270900180盘左：L始=90盘右：R始=270l注：用同一仪器注：用同一仪器观测高处目的与观观测高处目的与观测低处目的的观测测低处目的的观测方法和计算公式完方法和计算公式完全一样全一样 l先按上述方法确定竖直角计算公式，然后按述步骤观测：l1、安顿仪器于测站点上O；l2、盘左照准目的，使十字丝中丝切目的顶部，转动竖盘目的水准管微动螺旋使气泡居中，读竖盘读数L读，计算L；l3、盘右照准原目的一样部位，转动竖盘目的水准管微动螺旋使气泡居中，读

40、数R读，计算R；l4、计算一测回角值：=L+R/2=R-L-180/2；l5、计算竖盘目的差见五。71 12 36288 47 0096 18 42263 41 00+18 47 24+18 47 00-6 18 42-6 19 00+18 47 12-6 18 51-12-9l 导入：在竖直角计算中，当视野程度、竖盘目的水准管气泡居中时，导入：在竖直角计算中，当视野程度、竖盘目的水准管气泡居中时，竖盘读数目的应处于正确位置，即正好指向竖盘读数目的应处于正确位置，即正好指向90的整倍数，如的整倍数，如90或或270，但实践上这个条件往往不能满足。，但实践上这个条件往往不能满足。l 1、竖盘目的

41、差：当视野程度、竖盘目的水准管气泡居中时，竖盘读、竖盘目的差：当视野程度、竖盘目的水准管气泡居中时，竖盘读数目的偏离正确位置即竖盘读不是应读数数目的偏离正确位置即竖盘读不是应读数90的整倍数，其偏离的整倍数，其偏离的角度称之，简称目的差，用的角度称之，简称目的差，用x表示。表示。x有正负，普通规定当竖盘读有正负，普通规定当竖盘读数目的偏离方向与竖盘注记方向一致时，取数目的偏离方向与竖盘注记方向一致时，取“+号，反之取号，反之取“-。270901800270900180 xx盘左：L始=90+x盘右：L始=270+xl2、例：如图、例：如图l盘左时：盘左时：=90+x-L=90-L + x =L

42、+ x l盘右时：盘右时：=R-(270+x)= R-270-x=R-x l一测回：一测回：=+/2=R-L-180/2=R-L/2l 可见，可见，的计算不受的计算不受x的影响，故在竖直角丈量中，用盘左、盘右的方法观测取平的影响，故在竖直角丈量中，用盘左、盘右的方法观测取平均值，可消除目的差对竖直角的影响。均值，可消除目的差对竖直角的影响。l计算目的差：计算目的差：l 由由-得：得：2x=R+L-360=R+Ll 那么：那么：x=(R+L-360)/2=(R+L)/2270901800270900180 xx盘左：L始=90+x盘右：L始=270+x第第9讲讲l章节称号：章节称号：3-6经纬仪

43、的检验与校正经纬仪的检验与校正l 3-8角度丈量差与本卷须知角度丈量差与本卷须知l目的要求：了解经纬仪各轴线间应满足的几何目的要求：了解经纬仪各轴线间应满足的几何条件；条件；l 掌握经纬仪的检验方法；掌握经纬仪的检验方法；l 了解经纬仪丈量的误差及消减了解经纬仪丈量的误差及消减方法。方法。l教学重点：经纬仪的检验教学重点：经纬仪的检验l教学难点：经纬仪的检验与校正教学难点：经纬仪的检验与校正l突破方法：现场演示并讲授、实验突破方法：现场演示并讲授、实验l教学过程：复习教学过程：复习5分分l 1、经纬仪应满足的几何条件、经纬仪应满足的几何条件10分分l 2、经纬仪的检验与校正、经纬仪的检验与校正

44、40分分l 3、经纬仪丈量的误差及其消、经纬仪丈量的误差及其消减方法减方法 (20)l 4、课堂小结及练习、课堂小结及练习15分分一、经纬仪应满足的几何条件1、经纬仪的主要轴线：照准部的旋转轴(竖轴)VV、照准部水准管轴LL、望远镜的旋转轴横轴HH及视准轴CC。2、经纬仪应满足的几何条件： LLVV； 望远镜十字竖丝HH； CCHH； HHVV； 竖盘目的差为零； 光学对点器应正确：其光学 垂线与VV重合。气泡前往一半，剩下一气泡前往一半，剩下一半用脚螺旋使气泡居中。半用脚螺旋使气泡居中。反复进展检验与校耿直反复进展检验与校耿直到气泡在任何方向均居到气泡在任何方向均居中为止。中为止。或转动程度

45、微动螺旋使程度度盘读数为R正此时不照准目的松开十字丝目盖，校正十字丝照准原目的反复进展，符合为止。12180RLcCRR读正18021读读正LRR抬高望远镜与P点同高，此进十字丝已分开P到P；拔动横轴一端校正安装，使十字丝对准P点，反复进展。水 准 尺 30使气泡居中；使气泡居中；l 反复进展。反复进展。l 例：正镜例：正镜L=853400，倒镜，倒镜R=2743030，那么那么l2360RLxxRR正1522360RLx1528274xRR正第第10讲讲l章节称号：章节称号：4.1钢尺量距钢尺量距l目的要求：掌握钢尺量距及其成果计算的方法。目的要求：掌握钢尺量距及其成果计算的方法。l教学重点

46、：普通钢尺的量距方法教学重点：普通钢尺的量距方法l教学难点：钢尺量距及其成果计算的方法教学难点：钢尺量距及其成果计算的方法l突破方法：讲授法突破方法：讲授法l教学过程：教学过程：4.1钢尺量距量距工具钢尺量距量距工具10分分l 钢尺量距的普通方法钢尺量距的普通方法25分分l 钢尺量距的精细方法钢尺量距的精细方法10分分l 尺长方程尺长方程10分分l 钢尺量距成果整理钢尺量距成果整理20分分l 钢尺量距误差及本卷须知钢尺量距误差及本卷须知10分分l 小结小结5分分平坦地域：平坦地域：k1/3000；困难地域：；困难地域： k1/2000当当K满足精度要求，那么满足精度要求，那么A、B的间隔取的间

47、隔取D平。平。22DDDD返往往返往平DDDK1l 例：丈量例：丈量A、B的程度间隔，知的程度间隔，知D往往=213.41m，l D返返=213.35m，求丈量精度和丈量结果。，求丈量精度和丈量结果。l 解：解：l l 满足精度要求满足精度要求 ，那么丈量精度为，那么丈量精度为DAB=213.38m. mDDD返往平38.213235.21341.2312300013556135.21341.21338.21311返往平DDDK2211DDD211DDDK平21返往平LLL返往平LLLK122hLD平 ：钢尺膨胀系数，普通取：钢尺膨胀系数，普通取 =1.2510-5 t0：钢尺检定时的温度；：

48、钢尺检定时的温度； t：量距时的温度。：量距时的温度。以上万K11000lttllltlllld0lttlt0lhlh22htdlllldlllld0lttlt0lhlh22htdlllld会使所量间隔增大。对于会使所量间隔增大。对于30m的钢尺，假设目估的钢尺，假设目估尺子程度误差为尺子程度误差为0.5m倾角约倾角约1，由此产生的，由此产生的量距误差为量距误差为4 mm。精细量距时，测出尺段两端点。精细量距时，测出尺段两端点的高差，进展倾斜矫正，可消除钢尺不程度的影的高差，进展倾斜矫正，可消除钢尺不程度的影响。响。5、定线误差：丈量时钢尺偏离定线方向，将使测线、定线误差：丈量时钢尺偏离定线方

49、向，将使测线成为一折线，导致丈量结果偏大，这种误差称为成为一折线，导致丈量结果偏大，这种误差称为定线误差。定线误差。6、丈量误差：钢尺端点对不准、测钎插不准、尺子、丈量误差：钢尺端点对不准、测钎插不准、尺子读数不准等引起的误差都属于丈量误差。这种误读数不准等引起的误差都属于丈量误差。这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。在量差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。在量距时应尽量仔细操作，以减小丈量误差。距时应尽量仔细操作，以减小丈量误差。第第11讲讲l章节称号：章节称号：4.2普通视距丈量普通视距丈量l目的要求：掌握视距丈量的方法、计算方法目的要求：掌握视距丈量的方法、计算方法l教学重点：

50、视距丈量的方法教学重点：视距丈量的方法l教学难点：视距丈量的原理教学难点：视距丈量的原理l突破方法：讲授、课堂作业、实验突破方法：讲授、课堂作业、实验l课外作业：课外作业：P76：5l教学过程：作业讲评教学过程：作业讲评10分分l 1、视准轴程度时程度间隔和高差公式、视准轴程度时程度间隔和高差公式20分分l 2、视准轴倾斜时程度间隔和高差公式、视准轴倾斜时程度间隔和高差公式25l 3、视距丈量误差及本卷须知、视距丈量误差及本卷须知10分分l 4、课堂作业及讲评、课堂作业及讲评15分小结分小结5分分iDhbval当丈量时使i =v，那么h=Dtan，计算较简便。例：如图，在A点量取经纬仪高度i=

51、1.400m，望远镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m、b=1.242m、a=1.558m，竖盘读数L=9327。试求A、B两点间的程度间隔和高差。解：程度间隔 尺间隔：l =ab=1.5581.242=0.316m 竖直角： =909327= -327 程度间隔：D = kl cos2 =1000.316cos2 (-327)=31.49m 高差主值：h=Dtan=31.6tan(-327)=-1.90m 高差： h= h+i-v=-1.90+1.400-1.400=-1.90m第第12讲讲l章节称号：章节称号：4.4直线定向直线定向l目的要求：掌握直线定向和坐标方位角

52、的概念、目的要求：掌握直线定向和坐标方位角的概念、l 坐标方位角的推算教学坐标方位角的推算教学l重点坐标：方位角的推算重点坐标：方位角的推算l教学难点：坐标方位角的推算教学难点：坐标方位角的推算l突破方法：讲授、课堂作业突破方法：讲授、课堂作业l课外作业：课外作业：P76：10-12l教学过程：作业讲评教学过程：作业讲评10分分l 4.2直线定向直线定向5分分l 一、规范方向的种类一、规范方向的种类10分分l 二、直线定向的表示方法二、直线定向的表示方法l 1、方位角、方位角10分分l 2、象限角、象限角10分分l 三、三种方位角之间的关系三、三种方位角之间的关系5分分l 四、正、反坐标方位角

53、四、正、反坐标方位角5分分l 五、坐标方位角的推算五、坐标方位角的推算20分分l 课堂练习课堂练习20分分真子午线0真 北 方 向纵坐标轴0轴 (坐 标 北 )磁 北 方 向0磁子午线注：当计算结果大于注：当计算结果大于360，那么应减，那么应减360。mmAAAA1801212例：设已测得各直线的坐标方位角分别为例：设已测得各直线的坐标方位角分别为 372525、1733730、2261820、3344855，试，试分别求出它们的象限角和反坐标方位角。分别求出它们的象限角和反坐标方位角。解：解：R1= 372525 1反反= 372525+180= 2172525R2=180 1733730

54、=7 2230 2反反= 1733730+180= 2533730R3=2261820180=46 1820 3反反= 2261820+180 = 46 1820R4=360 3344855= 25 1140 4反反= 3344855+180 = 154 4855122312341334l 根本组成部分根本组成部分:罗盘盒，望远镜，基罗盘盒，望远镜，基座。座。l 罗盘盒：装有度盘、磁针。罗盘盒：装有度盘、磁针。l 望远镜视准轴与度盘望远镜视准轴与度盘0至至180的连的连线平行，连线跟随望远镜转动。线平行，连线跟随望远镜转动。l 测定磁方位角的方法测定磁方位角的方法:l 1)安顿罗盘仪和目的。罗

55、盘仪在一安顿罗盘仪和目的。罗盘仪在一地面点地面点A对中整平。对中整平。l 2)瞄准目的。利用罗盘盒下方的制瞄准目的。利用罗盘盒下方的制动微动机构，转罗盘仪的望远镜瞄动微动机构，转罗盘仪的望远镜瞄准目的。准目的。l 3)读数。磁针自在摆动正常，磁针读数。磁针自在摆动正常，磁针静止所指的度数为磁方位角静止所指的度数为磁方位角MAB。l 4)返测磁方位角。返测磁方位角。第第13讲讲l 章节称号：第章节称号：第5章丈量误差的根本知识章丈量误差的根本知识l 目的要求：掌握丈量误差的概念、丈量误差的分类。目的要求：掌握丈量误差的概念、丈量误差的分类。l 了解偶尔误差与系统误差及特性。了解偶尔误差与系统误差

56、及特性。l 了解衡量丈量精度的规范和中误差的概了解衡量丈量精度的规范和中误差的概念。念。l 教学重点：丈量误差、误差产生的缘由、误差的特性教学重点：丈量误差、误差产生的缘由、误差的特性l 教学难点：偶尔误差的特性，衡量丈量精度的规范和中教学难点：偶尔误差的特性，衡量丈量精度的规范和中误差计算。误差计算。l 突破方法：讲授课外作业突破方法：讲授课外作业l 教学过程：作业讲评教学过程：作业讲评10分分l 5.1丈量误差概述丈量误差概述5分分l 1、丈量误差概念、丈量误差概念10分分l 2、丈量误差的分类、丈量误差的分类20分分l 5.2衡量精度的规范中误差衡量精度的规范中误差15分分l 1、允许误

57、差、允许误差15分分l 2、相对误差、相对误差15分分许存在的。许存在的。为了杜绝粗差，除仔细仔细作业外，还必需采取必要的检为了杜绝粗差，除仔细仔细作业外，还必需采取必要的检核措施。核措施。例：对间隔进展往返丈量，对角度反复观测。例：对间隔进展往返丈量，对角度反复观测。消除或减弱的方法：消除或减弱的方法：采用计算矫正的方法：如尺长误差和温度对尺长采用计算矫正的方法：如尺长误差和温度对尺长的影响；的影响；采用一定的观测方法：如水准丈量中采用前后视采用一定的观测方法：如水准丈量中采用前后视距相等的方法消除视准轴误差、横轴不垂直于竖距相等的方法消除视准轴误差、横轴不垂直于竖轴的误差、度盘偏心差等的影

58、响。轴的误差、度盘偏心差等的影响。偶尔误差的平均值随观测次数的添加而趋于零，偶尔误差的平均值随观测次数的添加而趋于零，即即消除或减弱的方法：无法消除，只能根据其特性消除或减弱的方法：无法消除，只能根据其特性来合理地处置观测数据，以减少偶尔误差对丈量来合理地处置观测数据，以减少偶尔误差对丈量成果的影响。成果的影响。 )(021limnnnl 例：对一个三角形内角进展观测，由于观测存在误差，三例：对一个三角形内角进展观测，由于观测存在误差，三角形各内角观测值之和角形各内角观测值之和 l 不等于其实际值不等于其实际值180，其观测值，其观测值与真值之差真误差与真值之差真误差l = l - x = l

59、-180 ，现观测了，现观测了96个三角形，按上式计算个三角形，按上式计算可得可得96个真误差个真误差，按其大小和一定的区间统计如下表：，按其大小和一定的区间统计如下表：l 由上式可见，中误差与与真误差的关系，它不等于真误差，由上式可见，中误差与与真误差的关系，它不等于真误差，只是一组观测值的精度目的，中误差越小，误差分布得越只是一组观测值的精度目的，中误差越小，误差分布得越密集，相应的观测成果的精度就越高，中误差越大，误差密集，相应的观测成果的精度就越高，中误差越大，误差分布得越离散，相应的观测成果的精度越低。分布得越离散，相应的观测成果的精度越低。nm22221n例：设有例：设有A、B两个

60、小组，对一三角形进展了十次观测，分别求出两个小组，对一三角形进展了十次观测，分别求出真误差为：真误差为：A：-6、+5、+2、+4、-2、+8、-8、-7、+9、-4B：-11、+6、+15、+23、-7、-2、+13、-21、0、-18试求试求A、B两组观测值的中误差。两组观测值的中误差。解：解： 可见可见A组观测精度比组观测精度比B组高。组高。 在观测次数在观测次数n有限的情况下，中误差的计算公式首先直接反有限的情况下，中误差的计算公式首先直接反映出观测成果映出观测成果中能否存在着大误差，如上例中能否存在着大误差，如上例B组就遭到几个较大误差的影响。组就遭到几个较大误差的影响。 0 . 6