教学课件：《矿山测量》

1、测设: 图纸测定: 地面模块一: 测量学基本知识任务一 ： 掌握测量学基本概念 一测量学定义及学科分类1测量学的定义 根据它的任务与作用，包括两个方面：测定（测绘）测设（放样）图纸地面2测量学科的分类大地测量学普通测量学（地形测量学）摄影测量学 海洋测绘学工程测量学（矿山测量学）制图学3. 测量学发展状况及展望 测量室内外一体化 GPS RS GIS 3S技术的结合 数字地球(Digital Earth)的概念GPS连续运行基准站系统二学习本课程的意义及要求1学习本课程的意义：采矿工程的建设、生产阶段、扩建维修及变形监测、地面建筑物的保护等均要进行测量工作。任务二 掌握地面点位确定的基本概念

2、确定地面点的空间位置，在测量工作中用三个量表示: 某点在基准面上的投影位置（ x, y） 该点离基准面的高度（H）一测量工作的基准面 1.地球的形状：可看作被静止的海水面所包围的球体。 2测量工作基准面大地水准面。 水准面静止海水面所形成的封闭曲面。 大地水准面通过平均海水面的那个水准面。即测量工作的基准面。 3. 测量工作的基准线铅垂线4测量计算的基准面旋转椭球面 由椭圆（长半轴a，短半轴b）绕b轴旋转而成的椭球体，可用数学式表示的光滑曲面。二地面点位置的表示方法 (一) 平面坐标 1. 地理坐标（属于球面坐标系统） 适用于：在地球椭球面上确定点位。 经度 纬度 2. 平面直角坐标 适用于：

3、研究范围较小的情形。数学平面直角坐标系测量平面直角坐标系 与数学坐标系的不同点： 1测量坐标系以北方向为X轴正向，东方向为Y轴正向。 2测量坐标系角度方向顺时针度量；象限顺时针编号。相同点: 数学中的三角公式在测量中可直接应用。两种坐标系的异同：适用于：研究较大范围。（1）高斯投影方法：目的是将椭球面投影到平面上。使投影带的中央子午线与横置圆柱体相切，展开后为X轴，向北为正；赤道投影展开后为Y轴，向东为正。3.高斯平面直角坐标系图形：高斯投影方法图一图形：高斯投影方法图二投影剪开展平（2）高斯平面直角坐标6带的划分为限制高斯投影离中央子午线愈远，长度变形愈大的缺点，从经度0开始，将整个地球分成

4、60个带，6为一带。计算公式： =6N-3中央子午线经度 N投影带号3带的划分若仍不能满足精度要求,可进行3 带（或1.5 带）的划分。3 带计算公式： =3N 中央子午线经度 N投影带号方法： 1）先将自然值的横坐标Y加上500000米； 2）再在新的横坐标Y之前标以2位数的带号。 (3) 我国高斯平面直角坐标的表示方法例：国家高斯平面点P（2633586.693，38514366.157）所表示的意义:(1)表示点P在高斯平面上至赤道的距离: X=2633586.693m(2)其投影带的带号为38 、P点离38带的纵轴X轴的实际坐标 Y=514366.157-500000= 14366.1

5、57m（二） 地面点的高程1.绝对高程(H)地面点到大地水准面的铅垂距离。(海拔)2.高 差（h）两点间高程之差。 hAB=HB-HA（1）1985国家高程系统（2）1956黄海高程系统（3）地方高程系统。注：水准原点：青岛市观象山H0= 72.260m（85黄海系） = 72.289m（56黄海系）3. 我国的高程系统 任务三 了解测量工作的原则和实质一测量的基本工作 测角、量边、测高差二、测量工作的基本原则布局上：由整体到局部 精度上：由高级到低级次序上：先控制后碎部 “步步有检核”。测量工作的又一原则:附：角度与弧度的换算关系任务四 掌握直线定向基本方法 直线定向:确定一直线与标准方向间

6、的角度关系。一、标准方向的种类1. 真子午线方向(真北方向) 地球表面某点的真子午线的切线方向。2. 磁子午线方向(磁北方向) 地球表面某点上磁针所指的方向为该点的磁子午线方向。3. 坐标纵线方向(坐标北方向) 测量工作中采用高斯直角坐标系，坐标纵线北端所指的方向为坐标北方向。 磁偏角：某点的磁子午线方向和真子午线方向间的夹角。子午线收敛角：地表某点的真子午线方向与该点坐标纵线之间的夹角。二、表示直线方向的方法1.方位角定义：由标准方向的北端顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角。真 方位角磁 方位角坐标方位角三种方位角的关系： A=Am+ A=+正、反坐标方位角关系：AB= BA18

7、0图形：正反方位角关系图及例题例1已知:AB= 882024 JK=3161203 求 BA ，KJ解：BA=2682024 KJ=1361203 XYABABABBAXYABAB2、象限角定义：直线与标准方向线所夹的锐角称为象限角。象限角的取值范围为 0 90。方位角与象限角关系 象限名称 由方位角求象限角R 由象限角R求方位角 北东（NE） R= =R 南东（SE） R=180- =180-R 南西（SW） R=-180 =180+R 北西（NW） R=360- =360-R任务五 理解测量误差概念一、 测量误差的来源(1) 外界条件 ： 主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力

8、以及大气折光等因素的不断变化，导致测量结果中带有误差。 (2) 仪器条件 ： 仪器在加工和装配等工艺过程中，不能保证仪器的结构能满足各种几何关系，这样的仪器必然会给测量带来误差。 (3) 观测者的自身条件： 由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同，也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。二、测量误差的分类 测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为系统误差和偶然误差。 系统误差1定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。2特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。 例如：钢

9、尺尺长误差、 钢尺温度误差、水准仪视准轴误差、 经纬仪视准轴误差。偶然误差1、定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。 2、特征： （1）具有一定的范围。（2）绝对值小的误差出现概率大。（3）绝对值相等的正、负误差出现的机会多. （4）偶然误差的算术平均值随观测次数的无限增大而趋于零。即 此外，在测量工作中还要注意避免粗差（即：错误）的出现。 图形：偶然误差分布频率直方图正态分布曲线四个特性：有界性，趋向性，对称性，抵偿性。 -21 -15 -9 -3 +3 +9 +15 +21 -24 -18 -12 -6 0

10、+6 +12 +18 +24x= y误差分布频率直方图三、衡量精度的指标 中误差 用真误差计算中误差的公式真误差：中误差公式为： 相对误差相对中误差K 极限误差 常以两倍或三倍中误差作为偶然误差的容许值。四、误差传播定律 设函数为独立观测值，则有全微分转换成中误差关系式即误差传播定律：1.倍数函数的误差公式 Z=Kx ； mz=Kmx2.一般线性函数的误差公式五、算术平均值及其中误差1. 算术平均值 设在相同的观测条件下对未知量观测了n次，观测值为l1、l2ln，中误差为m1、 m2 mn，则其算术平均值（最或然值、似真值）x 为：2.算术平均值中误差算术平均值的中误差为观测值的中误差的 倍。

11、高程测量概念 根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后 计算出未知点的高程的方法。模块二 水准测量技能高程测量的方法分类1、水准测量2、三角高程测量3、气压高程测量4、GPS测量基本原理: 利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向任务一 掌握水准测量原理A后视点 a后视读数B前视点 b前视读数1、A、B两点间高差2. B点的高程3.视线高程大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向hAB=h1+ h2+ hn =(a1-b1)+(a2-b

12、2)+(an-bn) =a-b4.转点的概念 若A、B 两点间布设一些过渡点（转点）1、2、3，将其分为n段，则用水准仪分别测得各段高差为h1， h2 hn，则有：水准仪的等级 DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20 D大地测量仪器 S水准仪 数字 表示仪器的精度，即每千米往、返 测得高差中数的中误差（mm）。水准仪的作用是提供一条水平视线； 工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器 精度为3mm/km。任务二 学习水准仪的使用一、DS3型水准仪的构造主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋微倾螺旋目镜水准管目镜1、望远镜物镜目

13、镜十字丝（上、中、下丝）三个部分组成。圆水准器：用于粗略整平。水准管 ： 用于精平。特性：气泡始终向高处移动。3、基座2、水准器(bubble)操作程序：安置粗平瞄准精平读数（一）安置水准仪（二）粗平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 1方法： 对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、2方向中间转动脚螺旋3，使气泡居中。二、水准仪的使用图形：粗平的操作方法示意图 a123b312c3122规律： 气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。（三） 瞄准水准尺1方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2视差：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除

14、方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。 （四）精平1、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：自动安平水准仪不需进行精平。（五）读数 精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。 三、 水准尺及其读法水准尺主要有单面尺、双面尺和塔尺。 1、尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。2、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，另一把为4787mm。3、读法 ：用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向

15、读数，读取米、分米、厘米、毫米（估读数）四位数字。如图的读数 0.860m4. 水准尺读数实例0.860m5、尺垫作用：放在转点上，以防水准尺下沉。任务三 水准测量及实训 一、水准测量的外业（一）水准点 通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点，一般用BM表示。有永久性和临时性两种。水准点示意图（二）水准路线的布设形式1闭合水准路线 由已知点BM1已知点BM12附合水准路线 由已知点BM1已知点BM23支水准路线 由已知点BM1某一待定水准点A图形：水准路线布设形式3.支水准路线BM 1 2 1BM 2 3 41.闭合水准路线2.附合水准路线BM1BM2 1 2 3（三）水准测量的实

16、施（外业） 1、观测要求当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到起终两点间的高差。如下图：A、B两水准点之间，设4个临时性的转点。 h1 =a1-b1 ， h2 =a2-b2 ， h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 ， h5 =a5-b5 hAB= h1+h2+h3+h4A、B两点高差计算的一般公式：hAB= =n为测站数（三）水准测量的实施（外业） 例： BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.82201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.1

17、18前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543注意：（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。 （2）为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。水 准 测 量 手 簿测站点号水准尺读数后视（a）前视（b）高差 （m）高程（m）备注 BMATP11.1341.677-0.543 TP1TP21.4441.324+0.120 TP2TP31.8220.876+0.946 TP3TP41.8201.435+0.385 TP4BMB1.4221.304+0.118计算检核ab2、测站检核目的：保证前后视读数的正确。方法：变动仪器高法、双面尺法1）变动

18、仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm以上），两次测出高差；等外水准测量其差值|h | 6mm，取其平均值作为最后结果。2）双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。3、计算检核目的：检核计算高差和高程计算是否正确。检核条件： BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543图形：水准测量实施与记录对照图123BMA 1.134TP1 1.677 -0.543TP1 1.444 TP2 1

19、.324 +0.120TP2 1.822 TP3 0.876 +0.946二.水准测量的内业（一）内业工作进行的工作步骤1、计算高差闭合差 公式：故对于闭合水准路线，有：对于附合水准路线，有：2、高差闭合差的校核对于普通水准测量： 式中，fh容高差闭合差限差，单位：mm； L水准路线长度，单位：km ； n测站数 。3、高差闭合差的调整按与距离L或测站数n成正比原则，将高差闭合差反号分配到各段高差上。按距离：按测站数：检核： 4.计算各待定点高程用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。 （二）.水准测量内业计算举例 【例】如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A和

20、BM-B为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段路线的长度(以km为单位)，试计算待定点1、2、3点的高程。第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：故可进行闭合差分配例题解算（Page1）第三步计算每km改正数： 例题解算（Page2）第四步计算各段高差改正数：。第五步计算各段改正后高差后，计算1、2、3各点的高程。改正后高差=改正前高差+改正数Vi 四舍五入后，使：故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。例题解算（Page3）故可得：H1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2

21、.323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.609+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.411-2.252=48.159(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=48.159+1.420=49.579(m) 任务四 认识自动安平及电子水准仪 一、自动安平水准仪自动安平水准仪利用自动安平补偿器代替 水准管，使视准轴水平。特点：1、视准轴自动安平；2、提高水准测量精度；3、减少操作步骤， 提高工作效率。二、电子水准仪电子水准仪是一种新型水准仪。仪器的原理是将编了码的水准尺影像进行一维图象处理，用传感器代替观测者的眼睛，从望远镜中”看”到水准尺间隔的测量信

22、息，由微处理机自动计算出水准尺和仪器至立尺点间的水平距离，并以数字的形式将测量结果显示出来。 三、激光水准仪激光水准仪有水准仪、 激光器、电源等组成特点：1、视准轴为一束 红色可见光。2、广泛应用于水平 场地的测设、 大型设备安装。 内置激光器、电源模块三 角度测量技能任务一 掌握角度测量原理 角度测量包括：水平角测量竖直角测量一、水平角及其测量原理1、水平角定义：从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。水平面abAOB0ba水平度盘090180270090180270 o2、范围：顺时针0036003、计算公式c水平面acABC0a水平度盘 =b-ab二、 竖直角及其测量原理1.竖

23、直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫垂直角)。 =0 90 ，仰角为正，俯角为负。2.原理： =目标视线读数水平视线读数 图3-2任务二 认识DJ6级光学经纬仪经纬仪是测角的仪器，按精度有： DJ6、DJ2等。一、DJ6经纬仪的构造1、照准部2、水平度盘3、基座1.照准部照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器水准管望远镜： 目镜调焦，物镜调焦， 粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖直度盘光学对点器复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝2.水平度盘水平度盘由光学玻璃制成顺时针0 360刻度；水平度盘与照准部相互脱离；改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测扳手。090

24、1802700901802703.基座脚螺旋用于整平仪器二、J6经纬仪读数方法水平度盘读数： 7304240173（一）分微尺（1）分微尺的分划值为1，估读到 0.1(6)。（2）“H”水平度盘读数， “V”竖直度盘读数。 （二）测微器 转动测微轮，使度盘刻划平分双线指标，然后读数。 先读出该刻划线的读数，再从测微尺上根据单指标线读取分数和秒数，两个读数相加，即为度盘的完整读数。 图中：竖直读数：92 17 30三、光学经纬仪应满足的几何条件主要轴线： 竖轴 VV 水准管轴 LL 横轴 HH 视准轴 CC几何关系： LL VV CC HH HH VV LLHHCCVVLL任务三 角度测量及实训

25、BACB一、经纬仪的使用 安置 1. 对中 3mm 1）垂球对中（1）脚架头上移动仪器进行对中。（2）旋转脚螺旋进行整平。（3）反复（1）、（2）两步。 2）光学对中器对中：（1）大致水平、对中 眼睛看着光学对中器，两手抓住两个脚架进行拖动，使仪器大致对中，并保持脚架头大致水平。（2）伸缩脚架粗平 根据气泡位置，升高或降低脚架。（注：气泡总位于高处。） 2. 整平1格 脚螺旋精平左手大拇指法则气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123 3.架头上移动仪器，精确对中。 4.脚螺旋精平。 反复3，4两步。 （二）照准步骤：粗瞄制动调焦微动精瞄。注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。 (三)

26、读数 两个基本概念：盘左盘右盘左观测盘右观测竖直度盘竖直度盘二、水平角观测（一）测回法1、适用：2个方向的单角（AOB）2、步骤：（1）盘左瞄准左边目标点A，读取a1。（2）顺时针旋转瞄准右边目标点B，读取b1。 则上半测回角值:1= b1-a11测站ABOa1b1（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半测回角值:2= b2-a22测站ABOa2b2（5）计算角值 若：1-240（图根级）则有： = （1+2）/23、测回法记录格式254 24 06180 05 0074 19 06右ABO左AB00 04 1874 23 42 74 19 247

27、4 19 15ABO测站竖盘位置目标水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 示 意 图测回法小结:度盘配置方法: 若观测N个测回，各测回间按180/N的差值来配置度盘起始读数。（二）方向观测法1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2步骤：（有四个观测方向）ABOCD（1）上半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。盘左零方向（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。 ABOCD盘右零方向3计算、记录（1）半测回归零差: J2 12 ；J6 18 。 （2）2C值（

28、两倍照准误差）: 2C=盘左读数（盘右读数180）。 一测回内2C互差：J218 ；J6不作要求。（3）各方向盘左、盘右读数的平均值： 平均值=盘左读数+（盘右读数180）/2 注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值 将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。（5）各测回归零方向值的平均值 同一方向值各测回间互差:J2 12 ；J6 24 。 图形：方向观测法记录手薄方向观测法记录计算的实例讲解：1、上半测回归零差=000212- 000206=6。2、OA方向2C值= 000212- 18000206=6。 OD方向2C值= 18200224- 20022

29、4=0。 这两个方向的2C互差= 63、OA方向盘左、盘右读数的平均值： (000212+(18000206-1800)/2=000209。 再取平均得：(000209+ 000203)/2=000206 OD方向盘左、盘右读数的平均值： (18200224+(200224+1800)/2=18200224。4、OB方向的归零方向值： 5101536-000206= 5101330。 OD方向的归零方向值： 18200224- 000206= 18200018。5、OB方向各测回归零方向值的平均值： (5101330+5101325)/2= 5101328。 OB方向值各测回间互差: 5101

30、330- 5101325=5。方向观测法小结:三、竖直角观测一）竖直度盘的构造1包括:竖盘、竖盘指标水准管、及其微动螺旋。其中后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器来替代。2特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。 （1）顺时针注记180270 090盘左指标线270900180盘右指标线（2）逆时针注记 0270 18090盘左指标线27090180 0盘右指标线二）竖直角观测与计算、竖直角计算公式顺时针注记盘左：左=90-L 盘右：右=R-270 故一测回竖直角 =(左+ 右)/2 逆时针注记：故有: 左= L - 90 右=270-

31、 R一测回竖直角: =（ 左+ 右）/ 2 2、观测、记录与计算竖直角观测 安置仪器，对中、整平； 盘左瞄准目标某一位置， 读取竖盘读数L； 盘右瞄准原目标位置， 读取竖盘读数R。 （以上盘左、盘右观测构成一个测回）记录与计算(见表3） 分别计算盘左、盘右半测回竖直角左=90-L ; 右=R-270 计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。记录与计算表测站竖盘位置目标竖盘读数 半测回竖角值 指标差一测回角值 ABC左右左右81 18 42278 41 30+8 41 18+8 41 18+6+8 41 24124 03 30-34 03 30235 56 54-34 03 06+12-34 03

32、 18测站竖目标竖盘读数 半测回竖角值 指标差一测回角值 ABC左右左右测站目标竖盘读数 半测回竖角值 一测回角值 A（三）竖盘指标差1、定义由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90或270上，而是与90或270相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负。 180270 090盘左（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，J625、J215 。 2、计算公式（1）指标差:对于顺时针注记的：正确的竖直角=(90+ x ) -L= 左+ x =R-(270+ x)= 右- x对于逆时针注记的： 指标差:任务

33、四 全站仪及使用实训 认识电子经纬仪：采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。全站仪徕卡TPS700系列卓越中文全站仪拓普康GTS 332W 全站仪索佳10系列全站仪1.构造尼康DTM801 系列全站仪宾得全站仪PTS V2南方NTS 202 205全站仪2.功能1）角度测量（1）功能：测水平角测竖直角aobAOB2）距离测量功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪 镜点至棱镜镜点间高差及斜距）全站仪反光棱镜S=ct/23）坐标测量测出目标点的(X,Y,H)模块四 距离测量技能任务一 了解距离测量基本知识1、定义： 两点垂直投影在水平面上的距离称为水平距离。 不同高度上两点之间的距离称为

34、倾斜距离。 2、方法： 钢尺量距 视距法测距 电磁波测距任务二 距离测量及实训一、钢尺量距工具 有：钢尺、花杆、垂球、测钎、 温度计、弹簧秤等（见附图）。 二、直线定线1定义：将分段点标定在一条直线上的工作称为直线定线 。2.按精度可分为：目估法和经纬仪法。（一）目估定线（二）经纬仪定线 经纬仪定线：三、钢尺量距的一般方法（一）平坦地面的距离丈量 （二）倾斜地面的距离丈量 1平量法 2斜量法(一)、视线水平时一、原理及公式任务三 视距测量及实训(二)视线倾斜时的距离与高差任务四 电磁波测距及实训 一、分类1按测程分：短程、中程、远程。2按传播时间 t 的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。3按

35、测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。4按测距精度分：级、级、级。 二、电磁波测距的基本原理三、全站仪测距简介1棱镜常数及大气改正数的设置 2距离测量方法模块五 小地区控制测量技能任务一 掌握控制测量的基本知识一、控制测量的意义和方法1、意义为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网和高程控制网。控制测量误差的积累。作为进行各种碎部测量的基准。概念解释：小地区（小区域）：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。控制点：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。2、控制测量方法按内容分： 平

36、面控制测量：测定各平面控制点的坐标 X、Y。 高程控制测量：测定各高程控制点的高程 H。按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位（GPS）测量等按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量二、国家控制网的概念 1.平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网组成。2.高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网组成。 国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。 图形1：国家一、二等平面控制网布置形式一等三角网二等三角网3.小地区（15km2以内）控制测量小地区平面控制：国家城市控制点首级控制图根控制。小

37、地区高程控制：国家或城市水准点三、四等水准图根点高程。 任务二 平面控制测量及实训一、经纬仪导线测量 导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形。 适用范围：主要用于带状地区 (如：公路、铁路和水利) 、隐蔽地区、城建街区、地下工程等控制点的测量。 1、导线布设形式 1）闭合导线 多用于面积较宽阔的独立地区。2）附合导线 多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程。3）支导线 支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。还有导线网，多用于测区情况较复杂地区。 图形：导线的布设形式 附合导线闭合导线支导线单结点导线（导线网）2、导线测量外业 1）踏勘选点及建立标志2）测水平角转折角

38、(左角、右角)、连接角3）量水平边长4）起始方位角的测定5）导线测量记录 附合导线外业:已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。点1、2、3、4为新建导线点。DB1D12D23D34D4CAB1234CD观测数据：连接角B 、C ； 导线转折角1, 2, 3 ,4 ； 导线各边长DB1，D12，D4C。ABCD(XB,YB)(XC,YC)BC1234附合导线图3导线的内业计算计算各导线点的坐标 （一）几个基本公式1、坐标方位角的推算注意：若计算出的方位角360，则减去360； 若为负值，则加上360。或：例题:方位角的推算123459513065128122123012345已知：12=

39、300，各观测角如图，求各边坐标方位角23、34、45、51。解： 23= 12-21800=800 34= 23-31800=1950 45=2470 51=3050 12=300（检查）（二）闭合导线平差计算步骤 1、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。2、角度闭合差(angle closing error)的计算与调整。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（1）计算角度闭合差： =测-理 = 测-(n-2)180（2）

40、计算限差：（3）若在限差内，则平均分配原则，计算改正数： 115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（4）计算改正后新的角值： 3、按新的角值，推算各边坐标方位角。 或注意：若计算出的方位角360，则减去360；若为负值，则加上360。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A123411222249703001051706101462412330064、坐

41、标增量的计算由A、B两点边长DAB和坐标方位角AB，计算坐标增量。见图有： DABABABXy0XABYAB其中，XAB=XB-XA YAB=YB-YA XAB =DAB cos AB YAB =DAB sin AB5、坐标增量闭合差计算与调整115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（1）计算坐标增量闭合差：导线全长相对闭合差(relative length closing error of traverse): 导线全长闭合差: （2

42、）分配坐标增量闭合差。 若K1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。 115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A123411222249703001051706101462412330066、坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次

43、计算各导线点的坐标。 K = = D1400012000例题：闭合导线坐标计算表点号转折角 (右) 改正后转折角 方向角 边 长 D(米) 坐 标增量(米)X Y改 正 后增量(米)X Y坐标(米) X Y点号A1234A1 97 03 00105 17 06101 46 24123 30 06112 22 24+12+12 +12+12+1248 43 18 131 40 06 206 22 48 284 36 12 341 05 54 48 43 18 485.47 +0.09 -0.08x = +0.09y =0.08 539 59 00理=5400000= 测理=60容=405 =89

44、 540 00 0097 03 12105 17 18101 46 36123 30 18112 22 36115.10 100.09 108.32 94.38 67.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.89-2-2-2-2-1+2+2+2+1+1612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.79-48.11-91.32-2

45、1.880 0（三）附合导线平差计算说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点:1、角度闭合差的分配与调整（2）满足精度要求，若观测角为左角，则将f反符号平均分配到各观测角上；若观测角为右角，则将f同符号平均分配到各观测角上。（1）计算方位角闭合差： 2、坐标增量闭合差的计算二、经纬仪测角交会法1、 前方交会法 前方交会是采用经纬仪在已知点A、B上分别向新点P观测水平角和，从而可以计算P点的坐标。2、 侧方交会法 此法实质上与前方交会法相同，也是利用两个高级控制点测定另一未知点的坐标。如图，A、B为已知点，P为未知点。为此，可在已知点A和未知点P上安置仪器，观测水平角A和P。利用A、P和已知

46、点A、B的坐标，便可推算P点的坐标。3、 后方交会法如图，设A、B、C、为已知点，P为未知点。为了测定P点的坐标，将仪器安置在P点，测出、 、 角，利用、 、 角值及A、B、C、四个已知点的坐标，就可算出P点的坐标。任务三 高程控制测量及实训 一、四等及等外水准测量 适用：平坦地区的高程控制测量。1、精度技术要求： 表一：四等、等外水准测量测站技术要求 等 级视线长度(m)前、后视 距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读 数 差(mm)红、黑面高差之差(mm)四等 80 5 10 3 5等外 100 10 50 4 6表二：四等、等外水准测量主要技术要求等级 每公里高 水准路 水准仪

47、往返测高 附合路线或 差中误差 线长度 级别 差不符值 环线闭合差 (mm) (km) (mm) (mm)四等 10 15 S3 20R 20L等外 20 5 S10 40L注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。2、施测方法 每站观测程序（见图）（1）顺序：“后前前后（黑黑红红）”；一般一对尺子交替使用。（2）读数：黑面“三丝法”（上、下、中丝）读数，红面仅读中丝。 后视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数后视尺前视尺图表：四等水准测量记录表3. 四等和等外水准测量的内业计算水准测量

48、的内业计算包括对外业记录的检查、计算并分配闭合差，最后算出各待定点的高程。 检查和整理外业手簿 水准路线闭合差的计算与分配以及高程计算二、三角高程测量（一）适用于： 地形起伏大的地区、煤矿井下斜巷进行高程控制。（二）原理B点的高程：注意：当两点距离较大（大于300m）时： 1、加球气差改正数： 2、可采用对向观测后取平均值的方法，抵消球气差的影响。 （三）观测与计算测竖直角、量仪器高、量觇标高（棱镜高）。；即有：球差为正，气差为负图形：三角高程测量记录表任务四 了解GPS技术在控制测量中的应用一、概述 全球定位系统(GPS)是借助分布在空中的多个GPS卫星确定地面点位置的一种新型定位系统。GP

49、S定位具有全天候、高精度、定位速度快、布点灵活和操作方便等特点。 二、GPS系统的构成GPS系统包括三大部分：空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控系统；用户设备部分GPS信号接收机。三、GPS定位技术及应用通常将应用GPS卫星定位技术建立的测量控制网称为GPS网。GPS控制网按其工作性质可以分成外业工作和内业工作两大部分。外业工作主要包括选点、建立测站标志、野外观测作业等；内业工作主要包括GPS控制网的技术设计、数据处理和技术总结等。根据国家测绘局1992年制定的我国第一部全球定位系统(GPS)测量规范，将GPS的测量精度分为A、B、C、D、E五级。其中A、B两级一般是国家GPS控制网

50、。C、D、E三级是针对局部性GPS网规定的。GPS外业观测作业简便。只需将GPS接收机天线安置在测站点上，对中并量取天线高度。开机后仅需输入测站点号观测日期和量取天线高，并在观测中注意接收机工作是否正常即可。静态相对定位一般观测几十分钟即可达到相应的精度。观测时接收机将采集的数据存储在接收机的存储器上；内业计算主要通过相应的软件来完成。 模块六 地形图测绘基本技能任务一 掌握地形图的基本概念一、地形图概述：1、地面上的固定性物体称为地物 。2、地面上高低起伏的形态，称为地貌 。3、在图上既表示地物的平面位置，还表示出地貌的情况，这种图称为地形图。 二图的比例尺(一)比例尺的定义（1）数字比例尺

51、 用1/M表示。如1500，1 1000，1 5000， M为比例尺分母。M越大，比例尺越小。（2）图示比例尺 直观形象，并可消除图纸伸缩的影响。比 例 尺比例尺精度（cm） 1 500 1 1000 1 2000 1 5000 1 10000 5 10 20 50 100(二)比例尺的精度： 即相当于图上0.1mm的实地水平距离。比例尺越大，比例尺精度就越高，图上表示的内容就越详尽。 三、 地形图符号地形图图式中：规定符号的种类分为： 地物符号、 地貌符号、注记符号。（一）地物符号分为：比例符号（轮廓符号）、非比例符号（记号性符号） 、半比例符号（线状符号）。（二）地貌符号等高线1、定义:地

52、面上高程相等的相邻点所连接而成的闭合曲线。等高线平距相邻等高线之间的水平距离d。2、等高距、等高线平距、地面坡度等高距相邻等高线之间的高差h。hhhhhh山坡线d1 d2 d3 d4 d5 d6注：由于h为定值，所以 i 与d成反比。hhhhhh山坡线i地面坡度i： (为地面倾角) i=hd= tan d1 d2 d3 d4 d5 d63、典型地貌及等高线：（3）山谷、山谷线（集水线）（4）鞍部（垭口） （1）山峰、盆地、峭壁、悬崖（2）山脊、山脊线（分水线）4、等高线的特性 同一等高线上所有各点的高程相等。是闭合曲线。等高线越密，坡越陡。山脊线、山谷线与等高线垂直相交。过河时，折向上游，过河

53、后折向下游。只有在绝壁和悬崖处才会相交。 5、等高线的种类： 基本等高线首曲线加粗等高线计曲线半距等高线间曲线1/4 等高线助曲线 注记符号注记符号是地物符号和地貌符号的文字数字性补充说明。任务二 了解地形图的分幅与编号一、梯形分幅按经度、纬度分幅。 （1）适用于：小、中比例地形图。 （2）国际统一规则分幅和编号。1:50万A,B,C,DJ-50-A1:20万1,2,36J-50-11:10万1,2,144J-50-11:5万A,B,C,DJ-50-1-A1:1万(1),(2),(64)J-50-1-(1)1:2.5万1,2,3,4J-50-1-A-11:5千a,b,c,dJ-50-1-(1)

54、-a1:100万J-50（3）梯形分幅与编号关系示意图二、矩形分幅与编号用纵横坐标网线划分。适用于大比例尺地形图。按图幅西南角点的坐标公里数编号。图幅大小，主要有：（1）50cm50cm或50cm40cm用于1：500、1：1000、1：2000（2）40cm40cm用于1：5000任务三 测图的准备及实训地形测图方式分为：白纸测图（模拟测图）与数字测图一图纸的选用主要有：1.绘图纸（机械制图用的图纸） 2.聚脂薄膜透明、不变形、可洗。 坐标格网一般已绘制。 二绘制坐标格网方格网的大小： 40cm50cm或50cm50cm方格的大小：10cm10cm1.对角线法：oa bcd2.坐标格网尺法（

55、1）坐标格网尺（2）用坐标格网尺绘制方法3格网的检查要求：格网交点应在一条直线上，偏离不应大于0.2mm。每格长度误差也不应超过0.2mm。三控制点的展绘例：展绘控制点A(647.43, 634.52,4.50)；B(913.46,748.63,6.45）。1、确定格网线的坐标、注记。2、确定控制点所在的方格，按比例尺展出。3、检查：在图上量取相邻控制点间的距离。其与理论值之差图上0.3mm。1:10000.50.51000 900 800 700 600 500500 600 700 800 900 1000A4.506.45B任务四 常规测图方法及实训一、平板仪的构造与使用1、平板仪测图的

56、原理 设地面上有A、B、C三点，需将这三点展绘到图纸上，A为测站。在A点安置一块贴有测图纸的平板，板面水平，将图纸上的a点对中实地的A点。设通过AB和AC两方向的竖直面与平板的交线为am和an，则这两交线的夹角即为BAC的水平投影。若同时又用视距法或测距仪测出AB和AC的水平距离，并按一定的比例尺在am和an方向线上画出b、c两点，则图上a、b、c三点组成的图形就与地面A、B、C三点的水平投影相似，此即为平板仪测量的原理。2.平板仪构造主要由图板，照准器和三角架所组成。附件有对点器和长盒罗盘。3.平板仪的安置主要包括对点、整平和定向三项工作。对点，就是使图板上的控制点(如b点)和实地相应的控制

57、点(如B点)在同一铅垂线上整平，就是将图板置于水平位置；定向，就是使图上的方向线(如ba线)与地面上的相应方向线(如BA)在同一竖直面内。 大平板仪测图先将平板仪安置于A点，量仪器高度i。然后在测站周围的碎部点立尺，按视距测量方法观测，计算平距和高差。最后以照准器直尺边缘切于图上a点，量取平距，定出碎部点，在其旁注明高程。同法，可测得其他碎部点的位置二、经纬仪法测图 配置1、工具：经纬仪、图板、塔尺、小钢尺、量角器、三棱尺、计算器、铅笔、橡皮等。2、人员：观测员、记录计算员、绘图员各1人、立尺员2人。 （二）步骤 1、安仪：在控制点A安置经纬仪，量取仪器高。2、定向：后视(盘左瞄准)控制点B，

58、度盘置零。 3、立尺：立尺员把塔尺立到地形、地貌特征点上。东 大 道坚55.405.35（1） 地物：取“轮廓转折点”。（2）地貌：取“地性线上坡度或方向变化点”。地貌取点方法图4、观测：瞄准点1的塔尺，分别读取上、下丝之差、中丝读数、竖盘读数L、水平角。5、记录、计算：记录上述观测值，按视距测量公式计算出点1的水平距离D和高程H。6、展碎部点：在图纸上，按、D，定出点1的位置。 这种方法的特点是将小平板仪安置在测站上，以描绘测站至碎部点的方向，而将经纬仪安置在测站旁边，以测定经纬仪至碎部点的距离和高差。最后用方向与距离交会的方法定出碎部点在图上的位置。三、 小平板仪与经纬仪联合测图法具体作法

59、：先将经纬仪安置在距测站A 12 m的A点，量得AA的距离和经纬仪的高度i。立尺于A点上，经纬仪视线水平时瞄准尺子并读取中丝读数l，求得A点的高程(HA=HA+l-i)。然后将小平板仪安置于A点上，以图纸上已知直线ab瞄准B点进行定向。再用照准器瞄准经纬仪的垂球线，在图纸上画出方向线aa并按测图比例尺将A点缩绘在图上，定出a点。测图时，观测员以照准器直尺边缘切于图上a点，瞄准碎部点的尺子，在图纸上画出方向线ac。此时经纬仪观测者同时瞄准C点读取视距及竖角，计算出A点至点的水平距离和高差。最后在图纸上以a为圆心，以A的距离为半径，与ac方向交出c点，点旁注以高程。同法，可测得其他碎部点的位置。任

60、务五 地形图的绘制及实训一. 地物的描绘：按地形图图式规定的符号表示。 二. 等高线的绘制方法： 首先描绘出地性线（山脊线、山谷线）。 再在相邻碎部点之间内插出等高线。等高线的绘制方法三地形图的检查、拼接与整饰 （1）拼接： 一般规定每幅图的图边应测出图幅外1cm。若偏差小于容许值，可以平均分配到两幅图中。（2）检查： 包括：图面检查、野外巡视和设站检查（约占每幅图的10%）。（3）整饰： 擦掉不必要的点、线、高程等。使图面整洁、规范。 任务六 掌握数字化测图基本概念一、数字化测图的实质 用全站仪采集数据自动记录在电子手薄中通过电脑数字化处理，成图。 数字测图与图解法测图相比，以其特有的高自动