水准仪经纬仪全站仪GS测量使用基本理论与方法内容全面

测量基本理论内容提要：1.高程测量原理与水准仪操作2.角度测量原理与经纬仪操作3.全站仪功能介绍4.测量计算基本常识5.GPS定位原理及应用简介第二章水准测量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。§

1.高程测量原理与仪器操作高程测量的方法分类1、水准测量2、三角高程测量3、GPS测量

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前进方向一、高程测量原理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-b2)++(an-bn)=a-b

4.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：1、望远镜物镜目镜十字丝（上、中、下丝）三个部分组成。二.水准测量的仪器与工具水准仪按精度分为：DS05、DS1、DS3，其中DS3表示每公里往返测高差中误差。（一）水准仪组成圆水准器：用于整平。水准管：用于精平。特性：气泡始终向高处移动。3、基座作用：把仪器固定在三脚架上，下部脚螺旋用于整平仪器2、水准器（二）水准尺尺主要有单面尺尺、双面尺和和塔尺。1、尺面分划划为1cm，，每10cm处（E字形形刻划的尖端端）注有阿拉拉伯数字。2、双面尺的的红面尺底刻刻划：一把为为4687mm，另一把把为4787mm。（三）尺垫放在转点上，，以防水准尺尺下沉。操作程序：粗平—瞄准——精平—读数数（一）粗平调节脚螺旋，，使圆水准气气泡居中。1．方法：对向转动脚螺螺旋1、2———使气泡移移至1、2方方向中间———转动脚螺旋旋3，使气泡泡居中。三、水准仪的的使用图形：粗平的的操作方法示示意图

a123b312c3122．规律：气泡移动方向向与左手大拇指运动的方向一一致。（二）瞄准准1．方法：先用准星器粗粗瞄，再用微微动螺旋精瞄瞄。2．视差：概念：眼睛在目镜端端上下移动时时，十字丝与与目标像有相相对运动。产生原因：目标像平面与与十字丝平面面不重合。消除方法：反复交替调节节目镜和物镜镜对光螺旋。。（三）精平1、方法：如图所示，调调节微倾螺旋旋，使水准管管气泡成像抛抛物线符合。。2、说明：自动安平水准准仪，不需进进行精平。（四）读数精平后，用十十字丝的中丝丝在水准尺上上读数。1．方法：米、分米看尺尺面上的注记记，厘米数尺尺面上的格数数，毫米估读读。2．规律：读数在尺面上上由小到大的的方向读。故故仪器若成倒倒像的，从上上往下读；若若成正像，即即从下往上读读。图形：水准仪仪读数实例4.水准仪仪读数实例6.2521.4770.725

bc

a§2角度测量原原理与经纬仪仪操作内容提要:2.1角角度测量概念念2.2光光学经纬仪的的使用2.3角角度的测量方方法2.4经经纬仪的检验验与校正角度测量包括：水平角测量竖直角测量2.1角度测测量概念一、水平角定定义从空间一点出出发的两条空空间直线在水水平投影面上上的夹角。范围：顺时针00~3600水平面abcABC0ca水平度盘计算公式c水平面acABC0a水平度盘=右(终)边边c-左(始始)边a当c≥a时ββ=c–a当c<a时时β=c+3600–a二.竖直角定定义天顶铅垂线水平线ACB0°90°180°270°在同一竖直面面内，瞄准目目标的视线与与水平视线的的夹角。其范围：=090，仰角为正，，俯角为负。。2.2光光学经纬仪的的使用经纬仪是测角角的仪器，按按精度，有：：DJ6、、DJ2、DJ1，其中中“DJ6””表示经纬仪仪“一测回方方向观测中误误差为6”。。一、DJ6经经纬仪的构造造1、照准部2、水平度盘盘3、基座1.照准部照准部(水平平)制动、微微动望远镜(竖直直)制动、微微动圆水准器水准管望远镜目镜调焦，物物镜调焦，粗瞄准器，十十字丝读数显微镜竖直度盘光学对点器望远镜十字丝2.水平度盘盘水平度盘由光光学玻璃制成成顺时针0360刻度；水平度盘与照照准部相互脱脱离；0901802700901802703.基座作用：把仪器器固定在三脚脚架上，下部部脚螺旋用于于整平仪器二、J6经纬纬仪读数方法法水平度盘读数数：7304240173（1）分微尺尺的分划值为为1ˊ，估读读到0.1ˊ(6")。（2）“H””——水平度度盘读数，““V”———竖直度盘读读数。三、J2光学学经纬仪的构构造如图与J6相相比，增加了了：1、测微轮——读数时，，对径分划线线影像符合。。2、换像手轮轮——水平读数数和竖直读数数间的互换。。3、竖直读盘盘反光镜——竖直读数数时反光。测微轮换像手轮竖直读盘反光光镜四、DJ2的的读数方法一般采用对径径重合读数法法——转动测测微轮，使上上下分划线精精确重合后读读数。五、经纬仪的的安置（1）大致水水平大致对中中眼睛看着对中中器，拖动三脚架两个脚脚,使仪器大致对对中,并保持持“架头”大致水平。（2）伸缩脚脚架粗平根据气泡位置置，伸缩三脚脚架两个脚，，使圆水准气气泡居中。（3）脚螺旋旋精平——左左手大拇指法法则气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等等高1231）转动仪器器，使水准管管与脚螺旋1、2连线平行。2）根据气泡泡位置运用法法则，对向旋旋转脚螺旋1、2。3）转动仪器器900，运用法则，，旋转脚螺旋旋3。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123（4）架头上移动仪器，精确对对中(5)脚螺旋旋精平(6)反反复（4）、、（5）两步步。角度测量方法法包括：测回法方向观测法2.3角度测测量方法一、测回法1、适用：2个方向的单单角（∠AOB）2、步骤：（边讲边操作作示范）（1）盘左瞄瞄准左边A，，配度盘至000X´，读取取a1。（2）顺时针针旋转瞄准右右边B，读取取b1。则上半测回角角值:β1=b1-a11测站ABOa1b1（3）倒镜成成盘右，瞄准准右边B，读读取b2。（4）逆时针针旋转瞄准左左边A，读取取a2。则下半测回角角值:β2=b2-a22测站ABOa2b2（5）计算角角值若：β1-β2≤±40"（（图根级）则有：β=（β1+β2）/23、测回法记记录格式25424061800500741906右ABO左AB000418742342741924741915ABO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:度盘配置方法法:若观测N个测测回，各测回回间按180/N的差值来来配置度盘。。二、方向观测测法1．适用：在一个测站上上需要观测两两个以上方向向。2．步骤：（有四个观测测方向）ABOCD（1）上半测测回选择一明显目目标A作为起起始方向（零零方向），用用盘左瞄准A，配置度盘盘，顺时针依依次观测A、、B，C，D，A。盘左零方向（2）下半测测回倒镜成盘右，，逆时针依次次观测A，D，C，B，，A。同理各测回间间按1800/N的差值，，来配置水平平度盘。ABOCD盘右零方向3．计算、记记录（1）半测回回归零差:J2≤12"；J6≤18"。（2）2C值值（两倍照准准误差）:2C=盘左读读数－（盘右右读数±180°）。一测回内2C互差：J2≤18"；J6不作要要求。（3）各方向向盘左、盘右右读数的平均均值：平均值=[盘盘左读数+（（盘右读数±±180º））]/2注意：零方向向观测两次，，应将平均值值再取平均。。（4）归零方方向值将各方向平均均值分别减去去零方向平均均值，即得各各方向归零方方向值。（5）各测回回归零方向值值的平均值同一方向值各各测回间互差差:J2≤12"；J6≤24"。三、竖直角的的计算公式顺时针注记α左=90°-Lα右=R-270°故一测回竖直直角α=（α左+α右）/22、逆时针注注记故有:α左=L-90°αα右=270°-R一测回竖直角角:α=（α左+α右）/2四、经纬仪放放样方法后视点测站点待测量点经纬仪常用的的放样方法有有极坐标法和和交会法，极极坐标法需要要经纬仪和钢钢卷尺配合放放样，其具体体过程如下图图所示：1）分别计算出测测站点到后视点和和待测量点的方位位角，确定出放样样的转角α，并并计算出待测量点点到测站点的距离离S。2）将经纬仪架在在测站点上，后视视后视点，转动转转角α，确定出出待测量点的方向向。3）顺着测站点到到待测量点的方向向上用钢卷尺拉出出距离S，确定处处待测量点。若：在放样时，只只有经纬仪或者只只有钢卷尺的时候候怎样放样？角度交会法ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计1、适用：不便量量距时2、方法：（1）计算测设设元素1、2。（2）拨水平角，，交出P点。12测设时，通常先沿AP、BP的方向线打“十字桩”，然后交会出P点位置。注意交会角30150距离交会法1、适用：距离较较短，便于量距时时。2、方法：（1）计算平距AP、BP。（2）量取AP、、BP，交会出点点P。ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计2.4经纬仪的检检验与校正经纬仪的主要轴线线:1、竖轴VV2、水准管轴LL3、横轴HH4、视准轴CC5、圆水准器轴L’L’LLHHCCVVL’L’一、经纬仪轴线应应满足的条件1、VV⊥LL———照准部水准准管轴的检校。2、HH⊥十字丝丝竖丝——十字丝丝竖丝的检校3、HH⊥CC———视准轴的检检校LLHHCCVVL’L’4．HH⊥VV———横轴的检校5．竖盘指标差差应为零——指指标差的检校6．光学垂线与VV重合——光光学对中器的检校校

7.LL∥VV——圆水准准器的检验与校正正(次要)LLHHCCVVL’L’二、光学对中器的的检校（1）检验：精密安置仪器后，，将刻划中心在地地面上投下一点，，再旋转照准部，，每隔120°投投下一点，若三点点不重合，则需校校正。（2）校正：用拨针使刻划中心心向三点的外接圆圆心移动一半。三、圆水准器的检检校（1）检验：精平（水准管气泡泡居中）后，若圆圆水准气泡不居中中，则需校正。（2）校正：用圆水准气泡校正正螺丝使其居中。。内容提要:全站仪简介全站仪的功能全站仪中线测设及及断面测量简介3.全站仪功能介介绍全站仪简介一、全站仪的发展展opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM(图片)二、全站仪构造徕卡TPS700系列卓越中文全站仪拓普康GTS332W全站仪索佳10系列全站仪尼康DTM801系列全站仪宾得全站仪PTSV2南方NTS202205全站仪棱镜全站仪的功能介绍绍1．角度测量（1）功能：测水平角竖直角（2）方法：与经纬仪相同。若要测出水平角∠∠AOB，则：aobAOB当精度要求不高时时——只需半测回：瞄准A点——置零零（0SET）———瞄准B点，记记下水平度盘HR的大小。aobAOB当精度要求高时：：——可用测回法步骤同用经纬仪操操作，配置度盘时时，可以用“置盘盘”（HSET）AaobBO2.距离测量（1）功能：可测量平距、高差差和斜距（全站仪仪镜点至棱镜镜镜点间高差及斜斜距）（2）方法：照准棱镜点，按MEAS。全站仪(totalstation)反光棱镜(reflector)S=cΔt/23．坐标测量（1）功能：测出目标点的(X,Y,H)（2）原理1)平面坐标（X，Y）测量原理理2）高程（Z）测测量原理（3）方法后视点测站点待测量点1)输入测站X，Y，H，仪器器高i，棱镜高t。2)瞄准后视点点，将水平度盘读读数设置为测站至至后视点的坐标方方位角。3)瞄准目标棱棱镜点，按MEAS（测量）键。。4、点位放样（1）功能：根据设计的待放样样点P及已知点的的坐标，在实地标标出P点的平面位位置及填挖高度。。XY后视点测站点待放样点P（2）原理1）先在待放样点点的大致位置立棱棱镜对其进行观测测，测出当前棱镜位置的坐标。XY后视点测站点待放样点P位置当前棱镜位置2）将当前坐标与与放样点的坐标相相比较，计算出其其差值。距离差值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和和横向差值ΔY。。XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHR3）根据显示的dD、dHR或ΔΔX、ΔY，逐逐渐找到放样点的的位置。XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHRdHR=0000’00”dHD=0m全站仪中线测设及及断面测量简介基本原理中线测设：计算中桩坐标———全站仪点位放样样（极坐标法）纵断面测量：全站仪测量点的高高程（三角高程测测量）横断面测量：确定横断面点位———全站仪测量点点的高程（三角高高程测量）1.中桩坐标的计计算（1）直线段中桩桩由起始点坐标和桩桩号里程，按“坐坐标正算”公式，，可计算出各中桩桩的坐标。（2）曲线段中桩桩根据曲线要素按照照“坐标正算”公公式计算出曲线上上各中桩的坐标。。2.中桩的实地放放样架全站仪在（导线线）控制点上，利利用全站仪“点位位放样”功能，放放样出各中桩。道路中线测站导线点D5后视导线点D43.中桩高程测量量（纵断面测量））中桩高程测量是在在中桩放样的同时时进行的。在中桩桩位置立棱镜，输输入仪器高和棱镜镜高，即可利用全全站仪“三维坐标标测量”功能，在在（导线）控制点点上，测出中桩处处的地面高程。4.横断面测量横断面测量也可在在中桩测设、纵断断面测量的同时进进行。关键在于如如何将棱镜立在中中桩的横断面方向向上。其方法主要要是：在大致横断面方向向上的变坡点处立立棱镜，测出点的的平面坐标。注意：在使用全站仪观测测角度的时候，为为了消除视差的影影响，必须使十字丝与棱镜中心重合。十字丝与棱镜是否否重合辨别方法是是：上下左右晃动动眼睛，十字丝始始终与棱镜的中心心相重合，若二者者有相对的移动，，则说明有视差，，就会影响观测结结果的精度，这样样就要需要重新调调整十字丝和望远远镜的清晰度。调整时，先把十字字丝跳到最清晰，，然后调节望远镜镜，不时的晃动眼眼睛，直到十字丝丝与棱镜中心没有有相对的移动便可可读数。4.测量计算基本本常识一、几个基本公式式1、坐标方位角的的推算注意：若计算出的的方位角>360°，则减去360°；若为负值，则加上上360°。或：2、坐标正算公式式由A、B两点边长长DAB和坐标方位角αAB，计算坐标增量。见见图有：DABABABXy0XABYAB其中，ΔXAB=XB-XAΔYAB=YB-YA

XAB=DABcosAB

YAB=DABsinAB3、坐标反算公式式由A、B两点坐标标来计算αAB、DABDABABABXy0XABYABαAB的具体计算方法如如下：（1）计算：（2）计算：（3）根据ΔXAB、ΔYAB的正负号判断αAB所在的象限。二、曲线要素与坐坐标的计算1、圆曲线的要素素（已知转角α及半径R）切线长

曲线长外距

切曲差

2、主点里程的计计算ZY里程=JD里里程-T；YZ里程=ZY里程+LQZ里程=YZ里里程-L/2；JD里程=QZ里程+D/23、圆曲线中桩坐坐标计算1）方位角法如图所示，已知曲曲线起点的坐标（（X,Y),起点点处的切线方位角角为β，圆曲线的半径为为R，转角为α，则曲线上任意一点Pi的坐标计算如下：任意点到起点的圆圆曲长为l=任意点桩号-ZY桩号对应的圆心角为则任意点Pi与起起始点连线的方位位角和距离分别为为：Pi点坐标为：2）切线支距法如图所示，以ZY或YZ为坐标原原点，切线为X轴轴，过原点的半径径为Y轴，建立坐坐标系，则Pi点在改坐标系中的的坐标为：特点：测点误差不积累。。宜以QZ为界，，将曲线分两部分分进行测设。为了在已知坐标的测量控制点上进行曲线放样，必须将在过ZY点的切线直角坐标系中的曲线坐标转换到测量坐标中去。ZY点切线在控制点坐标系中的方位角为β，曲线位于ZY点点切线的右侧，ZY点的测量坐标标为XZH和YZH,则曲线任意点P在测量坐标系中中的坐标为：如果曲线位于ZY点切线的左侧，，则曲线任意点P在测量坐标系中中的坐标为：第二章水准准测量5.GPS定位原原理及应用简介一、GPS的定义义全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem））,是一