矿山测量课件

測設:圖紙測定:地面測量學基本知識任務一：掌握測量學基本概念

一．測量學定義及學科分類1．測量學的定義

根據它的任務與作用，包括兩個方面：◆測定（測繪）◆測設（放樣）圖紙地面2．測量學科的分類◆大地測量學◆普通測量學（地形測量學）◆攝影測量學◆海洋測繪學◆工程測量學（礦山測量學）◆製圖學3.測量學發展狀況及展望◆測量室內外一體化◆GPS◆RS◆GIS◆3S技術的結合◆數字地球(DigitalEarth)的概念GPS連續運行基準站系統二．學習本課程的意義及要求

1．學習本課程的意義：◆採礦工程的建設、生產階段、擴建維修及變形監測、地面建築物的保護等均要進行測量工作。任務二掌握地面點位確定的基本概念

確定地面點的空間位置，在測量工作中用三個量表示:

某點在基準面上的投影位置（x,y）該點離基準面的高度（H）一．測量工作的基準面1.地球的形狀：可看作被靜止的海水面所包圍的球體。

2．測量工作基準面——大地水準面。水準面——靜止海水面所形成的封閉曲面。大地水準面——通過平均海水面的那個水準面。即測量工作的基準面。

3.測量工作的基準線——鉛垂線4．測量計算的基準面——旋轉橢球面

由橢圓（長半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉而成的橢球體，可用數學式表示的光滑曲面。二．地面點位置的表示方法(一)平面座標

1.地理座標（屬於球面坐標系統）適用於：在地球橢球面上確定點位。經度——

緯度——

2.平面直角坐標

適用於：研究範圍較小的情形。數學平面直角坐標系測量平面直角坐標系

與數學坐標系的不同點：

1．測量坐標系以北方向為X軸正向，東方向為Y軸正向。

2．測量坐標系角度方向順時針度量；象限順時針編號。相同點:

數學中的三角公式在測量中可直接應用。兩種坐標系的異同：3.高斯平面直角坐標系適用於：研究較大範圍。（1）高斯投影方法：目的是將橢球面投影到平面上。使投影帶的中央子午線與橫置圓柱體相切，展開後為X軸，向北為正；赤道投影展開後為Y軸，向東為正。圖形：高斯投影方法圖一圖形：高斯投影方法圖二投影剪開展平（2）高斯平面直角坐標6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠，長度變形愈大的缺點，從經度0°開始，將整個地球分成60個帶，6°為一帶。計算公式：λ=6N-3λ——中央子午線經度

N——投影帶號3°帶的劃分若仍不能滿足精度要求,可進行3°帶（或1.5°帶）的劃分。3°帶計算公式：

λ=3Nλ——中央子午線經度

N——投影帶號方法：

1）先將自然值的橫坐標Y加上500000米；

2）再在新的橫坐標Y之前標以2位數的帶號。

(3)我國高斯平面直角坐標的表示方法例：國家高斯平面點P（2633586.693，38514366.157）所表示的意義:(1)表示點P在高斯平面上至赤道的距離:

X=2633586.693m(2)其投影帶的帶號為38、P點離38帶的縱軸X軸的實際座標Y=514366.157-500000=14366.157m（二）地面點的高程

1.絕對高程(H)——地面點到大地水準面的鉛垂距離。(海拔)

2.高差（h）——兩點間高程之差。

hAB=HB-HA3.我國的高程系統（1）1985國家高程系統（2）1956黃海高程系統（3）地方高程系統。注：水準原點：青島市觀象山H0=72.260m（85黃海系）

=72.289m（56黃海系）

任務三瞭解測量工作的原則和實質一．測量的基本工作

——測角、量邊、測高差二、測量工作的基本原則佈局上：由整體到局部精度上：由高級到低級次序上：先控制後碎部

“步步有檢核”。測量工作的又一原則:附：角度與弧度的換算關係任務四掌握直線定向基本方法

直線定向:確定一直線與標準方向間的角度關係。一、標準方向的種類1.真子午線方向(真北方向)

地球表面某點的真子午線的切線方向。2.磁子午線方向(磁北方向)

地球表面某點上磁鍼所指的方向為該點的磁子午線方向。3.座標縱線方向(座標北方向)

測量工作中採用高斯直角坐標系，座標縱線北端所指的方向為座標北方向。磁偏角：某點的磁子午線方向和真子午線方向間的夾角。子午線收斂角：地表某點的真子午線方向與該點座標縱線之間的夾角。二、表示直線方向的方法1.方位角定義：由標準方向的北端順時針方向量到某直線的夾角，稱為該直線的方位角。真方位角磁方位角座標方位角三種方位角的關係：A=Am+δA=α+γ正、反座標方位角關係：αAB=αBA±180°圖形：正反方位角關係圖及例題例1已知:

AB=88°20′24″

JK=316°12′03″

求

BA

，

KJ解：

BA=268°20′24″

KJ=136°12′03″XYAB

AB

AB

BAXYAB

AB2、象限角定義：直線與標準方向線所夾的銳角稱為象限角。象限角的取值範圍為0°~90°。方位角與象限角關係象限名稱由方位角α求象限角R由象限角R求方位角αⅠ北東（NE） R=α α=R Ⅱ南東（SE）R=180°-αα=180°-RⅢ南西（SW）R=α-180°α=180°+RⅣ北西（NW）R=360°-α α=360°-R任務五理解測量誤差概念一、測量誤差的來源(1)外界條件：主要指觀測環境中氣溫、氣壓、空氣濕度和清晰度、風力以及大氣折光等因素的不斷變化，導致測量結果中帶有誤差。

(2)儀器條件：儀器在加工和裝配等工藝過程中，不能保證儀器的結構能滿足各種幾何關係，這樣的儀器必然會給測量帶來誤差。

(3)觀測者的自身條件：由於觀測者感官鑒別能力所限以及技術熟練程度不同，也會在儀器對中、整平和瞄準等方面產生誤差。二、測量誤差的分類

測量誤差按其對測量結果影響的性質，可分為系統誤差和偶然誤差。㈠系統誤差1．定義：在相同觀測條件下，對某量進行一系列觀測，如誤差出現符號和大小均相同或按一定的規律變化，這種誤差稱為系統誤差。2．特點：具有積累性，對測量結果的影響大，但可通過一般的改正或用一定的觀測方法加以消除。

例如：鋼尺尺長誤差、鋼尺溫度誤差、水準儀視准軸誤差、經緯儀視准軸誤差。㈡偶然誤差1、定義：在相同觀測條件下，對某量進行一系列觀測，如誤差出現符號和大小均不一定，這種誤差稱為偶然誤差。但具有一定的統計規律。2、特徵：

（1）具有一定的範圍。（2）絕對值小的誤差出現概率大。（3）絕對值相等的正、負誤差出現的機會多.

（4）偶然誤差的算術平均值隨觀測次數的無限增大而趨於零。即此外，在測量工作中還要注意避免粗差（即：錯誤）的出現。

圖形：偶然誤差分佈頻率直方圖正態分佈曲線四個特性：有界性，趨向性，對稱性，抵償性。

-21-15-9-3+3+9+15+21-24-18-12-60+6+12+18+24x=

y誤差分佈頻率直方圖三、衡量精度的指標

㈠

中誤差

用真誤差計算中誤差的公式真誤差：中誤差公式為：㈡

相對誤差相對中誤差K㈢極限誤差

常以兩倍或三倍中誤差作為偶然誤差的容許值。四、誤差傳播定律

設函數為獨立觀測值，則有全微分轉換成中誤差關係式即誤差傳播定律：1.倍數函數的誤差公式

Z=Kx；mz=Kmx2.一般線性函數的誤差公式五、算術平均值及其中誤差1.算術平均值設在相同的觀測條件下對未知量觀測了n次，觀測值為l1、l2……ln，中誤差為m1、m2…mn，則其算術平均值（最或然值、似真值）x為：高程測量概念根據已知點高程，測定該點與未知點的高差，然後計算出未知點的高程的方法。水準測量技能高程測量的方法分類1、水準測量2、三角高程測量3、氣壓高程測量4、GPS測量基本原理:

利用水準儀提供的“水準視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。大地水準面

hABABHAHB=HA+hAB水準視線水準尺水準尺ab前進方向任務一掌握水準測量原理A——後視點a——後視讀數B——前視點b——前視讀數1、A、B兩點間高差2.B點的高程3.視線高程大地水準面

hABABHAHB=HA+hAB水準視線水準尺水準尺ab前進方向hAB=h1+h2+

+hn

=(a1-b1)+(a2-b2)+

+(an-bn)=

a-

b

4.轉點的概念

若A、B兩點間佈設一些過渡點（轉點）1、2、3…，將其分為n段，則用水准儀分別測得各段高差為h1，h2…hn，則有：任務二學習水準儀的使用水準儀的等級

DS05、DS1、DS3、DS10、DS20D—大地測量儀器

S—水準儀數字—

表示儀器的精度，即每千米往、返測得高差中數的中誤差（mm）。水準儀的作用是提供一條水準視線；工程測量中常使用DS3型水準儀，該儀器精度為±3mm/km。

一、DS3型水準儀的構造

主要由望遠鏡、水準器、基座三部分組成。

微動螺旋制動螺旋對光螺旋物鏡準星缺口水準管圓水準器三腳架腳螺旋微傾螺旋目鏡水準管目鏡1、望遠鏡物鏡目鏡十字絲（上、中、下絲）三個部分組成。圓水準器：用於粗略整平。水準管：用於精平。特性：氣泡始終向高處移動。3、基座2、水準器(bubble)操作程式：安置—粗平—瞄準—精平—讀數（一）安置水準儀（二）粗平

調節腳螺旋，使圓水準氣泡居中。

1．方法：對向轉動腳螺旋1、2——使氣泡移至1、2方向中間——轉動腳螺旋3，使氣泡居中。二、水準儀的使用圖形：粗平的操作方法示意圖

a123b312c3122．規律：

氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。（三）瞄準水準尺1．方法：先用準星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。2．視差：概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標像有相對運動。產生原因：目標像平面與十字絲平面不重合。消除方法：反復交替調節目鏡和物鏡對光螺旋。

（四）精平1、方法：如圖所示，調節微傾螺旋，使水準管氣泡成像拋物線符合。2、說明：自動安平水準儀不需進行精平。（五）讀數

精平後，用十字絲的中絲在水準尺上讀數。1．方法：米、分米看尺面上的注記，釐米數尺面上的格數，毫米估讀。2．規律：讀數在尺面上由小到大的方向讀。故儀器若成倒像的，從上往下讀；若成正像，即從下往上讀。

三、水準尺及其讀法

水準尺主要有单面尺、双面尺和塔尺。

1、尺面分劃為1cm，每10cm處（E字形刻劃的尖端）注有阿拉伯數字。2、雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為4687mm，另一把為4787mm。3、讀法：用十字絲橫絲在水準尺上按從小到大的方向讀數，讀取米、分米、釐米、毫米（估讀數）四位數字。如圖的讀數0.860m4.水準尺讀數實例0.860m5、尺墊

作用：放在轉點上，以防水準尺下沉。任務三水準測量及實訓

一、水準測量的外業（一）水準點

通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點，一般用BM表示。有永久性和臨時性兩種。水準點示意圖（二）水準路線的佈設形式1．閉合水準路線

由已知點BM1——已知點BM12．附合水準路線

由已知點BM1——已知點BM23．支水準路線

由已知點BM1——某一待定水準點A圖形：水準路線佈設形式3.支水準路線BM

1

2

1BM

2

3

41.閉合水準路線2.附合水準路線BM1BM2

1

2

3（三）水準測量的實施（外業）

1、觀測要求

當兩點相距較遠或高差較大時，需連續安置水準儀測定相鄰各點間的高差，最後取各個高差的代數和，可得到起終兩點間的高差。如下圖：A、B兩水準點之間，設4個臨時性的轉點。

h1=a1-b1

，h2=a2-b2

，h3=a3-b3

h4=a4-b4

，h5=a5-b5hAB=h1+h2+h3+h4A、B兩點高差計算的一般公式：hAB==n—為測站數

（三）水準測量的實施（外業）

例：

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.82201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進方向1.1341.677TP1h1=-0.543注意：（1）水準儀安置在離前、後視距離大致相等之處。

（2）為保證高程傳遞的準確性，在相鄰測站的觀測過程中，必須使轉點保持穩定（高程不變）。水准測量手簿測站點號水準尺讀數後視（a）前視（b）高差（m）高程（m）備註ⅠBMATP11.1341.677-0.543ⅡTP1TP21.4441.324+0.120ⅢTP2TP31.8220.876+0.946ⅣTP3TP41.8201.435+0.385ⅤTP4BMB1.4221.304+0.118計算檢核Σ∑a－∑b＝2、測站檢核

目的：保證前後視讀數的正確。方法：變動儀器高法、雙面尺法1）變動儀器高法在同一測站上變動儀器高（10cm以上），兩次測出高差；等外水準測量其差值|Δh|≤6mm，取其平均值作為最後結果。2）雙面尺法採用黑紅面的水準尺，利用雙面的零點差檢核觀測品質。

3、計算檢核

目的：檢核計算高差和高程計算是否正確。

檢核條件：

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進方向1.1341.677TP1h1=-0.543圖形：水準測量實施與記錄對照圖123BMA1.134TP11.677-0.543TP11.444TP21.324+0.120TP21.822TP30.876+0.946二.水準測量的內業（一）內業工作進行的工作步驟1、計算高差閉合差

公式：故對於閉合水準路線，有：對於附合水準路線，有：2、高差閉合差的校核對於普通水準測量：

式中，fh容——高差閉合差限差，單位：mm；

L——水準路線長度，單位：km；

n——測站數。3、高差閉合差的調整按與距離L或測站數n成正比原則，將高差閉合差反號分配到各段高差上。按距離：按測站數：檢核：

4.計算各待定點高程

用改正後的高差和已知點的高程，來計算各待定點的高程。

（二）.水準測量內業計算舉例

【例】如圖按圖根水準測量施測某附合水準路線觀測成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準點，圖中箭頭表示水準測量前進方向，路線上方的數字為測得的兩點間的高差(以m為單位)，路線下方數字為該段路線的長度(以km為單位)，試計算待定點1、2、3點的高程。第一步計算高差閉合差：第二步計算限差：故可進行閉合差分配例題解算（Page1）第三步計算每km改正數：

例題解算（Page2）第四步計算各段高差改正數：。第五步計算各段改正後高差後，計算1、2、3各點的高程。改正後高差=改正前高差+改正數Vi

四捨五入後，使：故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。例題解算（Page3）故可得：H1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=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)任務四認識自動安平及電子水準儀

一、自動安平水準儀自動安平水準儀利用自動安平補償器代替水準管，使視准軸水準。特點：1、視准軸自動安平；2、提高水準測量精度；3、減少操作步驟，提高工作效率。二、電子水準儀

電子水準儀是一種新型水準儀。儀器的原理是將編了碼的水準尺影像進行一維圖象處理，用感測器代替觀測者的眼睛，從望遠鏡中”看”到水準尺間隔的測量資訊，由微處理機自動計算出水準尺和儀器至立尺點間的水準距離，並以數字的形式將測量結果顯示出來。三、鐳射水準儀

鐳射水準儀有水準儀、

雷射器、電源等組成特点：1、視准軸為一束紅色可見光。2、廣泛應用於水準場地的測設、大型設備安裝。內置雷射器、電源角度測量技能

任务一掌握角度测量原理

角度測量包括：水準角測量豎直角測量一、水準角及其測量原理1、水準角定義：從空間一點出發的兩條空間直線在水準投影面上的夾角。水平面ab

AOB0ba水準度盤0

90

180

270

090180270

o

2、範圍：順時針00~3600

3、計算公式

c水平面ac

ABC0a水準度盤

=b-ab二、豎直角及其測量原理1.豎直角——在同一鉛垂面內，瞄準目標的傾斜視線與水準視線的夾角(也叫垂直角)。δ

=0°

90°

，仰角為正，俯角為負。2.原理：δ

=目標視線讀數—水準視線讀數

圖3-2任務二認識DJ6級光學經緯儀經緯儀是測角的儀器，按精度有：DJ6、DJ2等。一、DJ6經緯儀的構造1、照準部2、水準度盤3、基座1.照準部照準部(水準)制動、微動望遠鏡(豎直)制動、微動圓水準器水準管望遠鏡：目鏡調焦，物鏡調焦，粗瞄準器，十字絲讀數顯微鏡豎直度盤光學對點器複測扳手或度盤變換器

望遠鏡十字絲2.水準度盤水準度盤由光學玻璃製成順時針0

360°刻度；水準度盤與照準部相互脫離；改變度盤位置，要使用度盤變換手輪或複測扳手。0

90

180

270

0901802703.基座腳螺旋用於整平儀器二、J6經緯儀讀數方法水準度盤讀數：73°04′24″0173（一）分微尺（1）分微尺的分劃值為1ˊ，估讀到0.1ˊ(6")。（2）“H”——水準度盤讀數，“V”——豎直度盤讀數。

（二）測微器

轉動測微輪，使度盤刻劃平分雙線指標，然後讀數。先讀出該刻劃線的讀數，再從測微尺上根據單指標線讀取分數和秒數，兩個讀數相加，即為度盤的完整讀數。圖中：豎直讀數：92˚17＇30"三、光學經緯儀應滿足的幾何條件主要軸線：豎軸VV

水準管軸LL

橫軸HH

視准軸CC幾何關係：

LLVVCCHHHHVV

LLHHCCVVL’L’任務三角度測量及實訓一、經緯儀的使用

㈠安置

1.對中≤

3mm

1）垂球對中（1）腳架頭上移動儀器進行對中。（2）旋轉腳螺旋進行整平。（3）反復（1）、（2）兩步。BAC

B

2）光學對中器對中：（1）大致水準、對中眼睛看著光學對中器，兩手抓住兩個腳架進行拖動，使儀器大致對中，並保持腳架頭大致水準。（2）伸縮腳架粗平

根據氣泡位置，升高或降低腳架。（注：氣泡總位於高處。）

2.整平≤1格

脚螺旋精平——左手大拇指法則氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高1233.架頭上移動儀器，精確對中。

4.腳螺旋精平。反復3，4兩步。

（二）照準步驟：粗瞄—制動—調焦—微動精瞄。注意：瞄準時，儘量瞄準目標下部。(三)讀數

两个基本概念：盤左盤右盤左觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤

二、水準角觀測

（一）測回法

1、適用：2個方向的單角（∠AOB）2、步驟：（1）盤左瞄準左邊目標點A，讀取a1。（2）順時針旋轉瞄準右邊目標點B，讀取b1。

則上半測回角值:β1=b1-a1

1測站ABOa1b1（3）倒鏡成盤右，瞄準右邊B，讀取b2。（4）逆時針旋轉瞄準左邊A，讀取a2。則下半測回角值:β2=b2-a2

2測站ABOa2b2（5）計算角值

若：β1-β2≤±40"（圖根級）則有：

β=（β1+β2）/23、測回法記錄格式254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO

測站豎盤位置目標水準度盤讀數

半測回角值

一測回角值

示意圖測回法小結:度盤配置方法:

若觀測N個測回，各測回間按180°/N的差值來配置度盤起始讀數。（二）方向觀測法1．適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。2．步驟：（有四個觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標A作為起始方向（零方向），用盤左瞄準A，配置度盤，順時針依次觀測A、B，C，D，A。盤左零方向（2）下半測回

倒鏡成盤右，逆時針依次觀測A，D，C，B，A。同理各測回間按1800/N的差值，來配置水準度盤。

ABOCD盤右零方向3．計算、記錄（1）半測回歸零差:J2≤12"；J6≤18"。（2）2C值（兩倍照準誤差）:

2C=盤左讀數－（盤右讀數±180°）。一測回內2C互差：J2≤18"；J6不作要求。（3）各方向盤左、盤右讀數的平均值：

平均值=[盤左讀數+（盤右讀數±180º）]/2

注意：零方向觀測兩次，應將平均值再取平均。（4）歸零方向值

將各方向平均值分別減去零方向平均值，即得各方向歸零方向值。（5）各測回歸零方向值的平均值

同一方向值各測回間互差:J2≤12"；J6≤24"。圖形：方向觀測法記錄手薄方向觀測法記錄計算的實例講解：1、上半測回歸零差=0002'12"-0002'06"=6"。2、OA方向2C值=0002'12"-180002'06"=6"。

OD方向2C值=182002'24"-2002'24"=0"。這兩個方向的2C互差=6"3、OA方向盤左、盤右讀數的平均值：

(0002'12"+(180002'06"-1800))/2=0002'09"。再取平均得：(0002'09"+0002'03")/2=0002'06"OD方向盤左、盤右讀數的平均值：

(182002'24"+(2002'24"+1800))/2=182002'24"。方向觀測法小結:4、OB方向的歸零方向值：

51015'36"-0002'06"=51013'30"。

OD方向的歸零方向值：

182002'24"-0002'06"=182000'18"。5、OB方向各測回歸零方向值的平均值：

(51013'30"+51013'25")/2=51013'28"。

OB方向值各測回間互差:51013'30"-51013'25"=5"。三、豎直角觀測

一）竖直度盘的构造1．包括:豎盤、豎盤指標水準管、及其微動螺旋。其中後兩部分，多採用豎盤指標自動歸零補償器來替代。2．特點：讀數指標線固定不動，而整個豎盤隨望遠鏡一起轉動。3、豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。

（1）順時針注記180°270090盤左指標線270900180盤右指標線（2）逆時針注記

0270

18090盤左指標線270901800盤右指標線二）豎直角觀測與計算

１、豎直角計算公式順時針注記盤左：δ左=90°-L

盤右：δ右=R-270°故一測回豎直角δ=(δ左+δ右)/2

逆時針注記：故有:δ左=L

-90°δ右=270°-

R一測回豎直角:

δ=（δ左+δ右）/2

2、觀測、記錄與計算

豎直角觀測①安置儀器，對中、整平；②盤左瞄準目標某一位置，讀取豎盤讀數L；③盤右瞄準原目標位置，讀取豎盤讀數R。（以上盤左、盤右觀測構成一個測回）記錄與計算(見表3－４）①分別計算盤左、盤右半測回豎直角δ左=90°-L;δ右=R-270°②計算盤左盤右的平均值作為一測回豎直角。記錄與計算表測站豎盤位置目標豎盤讀數

半測回豎角值

指標差一測回角值

ABC左右左右8118422784130+84118+84118+6+841241240330-3403302355654-340306+12-340318測站豎目標豎盤讀數

半測回豎角值

指標差

一測回角值

ABC左右左右測站目標豎盤讀數

半測回豎角值

一測回角值

A（三）豎盤指標差1、定義由於指標線偏移，當視線水準時，豎盤讀數不是恰好等於90°或270°上，而是與90°或270°相差一個x角，稱為豎盤指標差。當偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正，反之為負。

180

270

0

90

盤左（2）結論：取盤左盤右平均值，可消除指標差的影響。一般規範規定，指標差變動範圍，J6≤25"、J2≤15"。

2、計算公式（1）指標差:對於順時針注記的：正確的豎直角δ=(90°+x)-L=δ左+xδ

=R-(270°+x)=δ右-x對於逆時針注記的：

指標差:

任務四全站儀及使用實訓

認識電子經緯儀：採用光電元件實現測角自動化、數位化的電子測角儀器。全站儀1.構造徠卡TPS700系列卓越中文全站儀拓普康GTS332W全站儀索佳10系列全站儀尼康DTM801系列全站儀賓得全站儀PTSV2南方NTS202205全站儀2.功能1）角度測量（1）功能：測水準角測豎直角aob

AOB2）距離測量

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）全站儀反光棱鏡S=cΔt/23）座標測量測出目標點的(X,Y,H)距離測量技能任務一瞭解距離測量基本知識1、定義：

兩點垂直投影在水平面上的距離稱為水準距離。不同高度上兩點之間的距離稱為傾斜距離。

2、方法：鋼尺量距視距法測距電磁波測距任務二距離測量及實訓一、鋼尺量距工具有：鋼尺、花杆、垂球、測釺、溫度計、彈簧秤等（見附圖）。

二、直線定線1．定義：將分段點標定在一條直線上的工作稱為直線定線。2.按精度可分為：目估法和經緯儀法。（一）目估定線（二）經緯儀定線

經緯儀定線：三、鋼尺量距的一般方法（一）平坦地面的距離丈量（二）傾斜地面的距離丈量

1．平量法

2．斜量法

(一)、視線水準時一、原理及公式任務三視距測量及實訓(二)視線傾斜時的距離與高差

任務四電磁波測距及實訓

一、分類1．按測程分：短程、中程、遠程。2．按傳播時間t的測定方法分：脈衝法測距、相位法測距。3．按測距儀所使用的光源分：普通光源、紅外光源、鐳射光源。4．按測距精度分：Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。

二、電磁波測距的基本原理三、全站儀測距簡介1．棱鏡常數及大氣改正數的設置

2．距離測量方法小地區控制測量技能

任務一掌握控制測量的基本知識一、控制測量的意義和方法1、意義為測圖或工程建設的測區建立統一的平面控制網和高程控制網。控制測量誤差的積累。作為進行各種碎部測量的基準。概念解釋：

小地區（社區域）：不必考慮地球曲率對水準角和水準距離影響的範圍。

控制點：具有精確可靠平面座標或高程的測量基準點。

控制網：由控制點分佈和測量方法決定所組成的圖形。

控制測量：為建立控制網所進行的測量工作。2、控制測量方法

按內容分：

平面控制測量：測定各平面控制點的座標X、Y。高程控制測量：測定各高程控制點的高程H。

按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級

按方法分：天文測量、常規測量(三角測量、導線測量、水準測量)、衛星定位（GPS）測量等

按區域分：國家控制測量、城市控制測量、社區域工程控制測量二、國家控制網的概念

1.平面：國家平面控制網由一、二、三、四等三角網組成。2.高程：國家高程控制網是由一、二、三、四等水準網組成。

國家控制網的特點：高級點逐級控制低級點。

圖形1：國家一、二等平面控制網佈置形式一等三角網二等三角網3.小地區（15km2以內）控制測量小地區平面控制：國家城市控制點——首級控制——圖根控制。小地區高程控制：國家或城市水準點——三、四等水準——圖根點高程。

任務二平面控制測量及實訓一、經緯儀導線測量導線的定義：將測區內相鄰控制點（導線點）連成直線而構成的折線圖形。適用範圍：主要用於帶狀地區(如：公路、鐵路和水利)、隱蔽地區、城建街區、地下工程等控制點的測量。

1、導線佈設形式

1）閉合導線

多用於面積較寬闊的獨立地區。2）附合導線

多用於帶狀地區及公路、鐵路、水利等工程。3）支導線

支導線的點數不宜超過2個，僅作補點使用。還有導線網，多用於測區情況較複雜地區。

圖形：導線的佈設形式

附合導線閉合導線支導線單結點導線（導線網）2、導線測量外業

1）踏勘選點及建立標誌2）測水準角——轉折角(左角、右角)、連接角3）量水準邊長4）起始方位角的測定5）導線測量記錄

附合導線外業:已知數據：

AB,XB,YB；

CD,XC,YC。點1、2、3、4為新建導線點。DB1D12D23D34D4CAB1234CD

觀測數據：連接角

B

、

C

；導線轉折角

1,

2,

3,

4

；導線各邊長DB1，D12，……，D4C。

AB

CD(XB,YB)(XC,YC)

B

C

1

2

3

4附合導線圖3．導線的內業計算——計算各導線點的座標

（一）幾個基本公式1、座標方位角的推算注意：若計算出的方位角>360°，則減去360°；若為負值，則加上360°。或：例題:方位角的推算

1

2

3

4

595

130

65

128

122

1230

12345已知：α12=300，各觀測角β如圖，求各邊座標方位角α23、α34、α45、α51。解：α23=α12-β2±1800=800

α34=α23-β3±1800=1950

α45=2470

α51=3050

α12=300（檢查）（二）閉合導線平差計算步驟

1、繪製計算草圖，在圖上填寫已知數據和觀測數據。2、角度閉合差(angleclosingerror)的計算與調整。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（1）計算角度閉合差：

=

測-

理

=

測-(n-2)

180

（2）計算限差：（3）若在限差內，則平均分配原則，計算改正數：

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（4）計算改正後新的角值：

3、按新的角值，推算各边坐标方位角。

或

注意：若計算出的方位角>360°，則減去360°；若為負值，

則加上360°。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

4、座標增量的計算由A、B兩點邊長DAB和座標方位角αAB，計算座標增量。見圖有：

DAB

ABABXy0

XAB

YAB其中，ΔXAB=XB-XA

ΔYAB=YB-YA

XAB=DAB

cos

AB

YAB=DAB

sin

AB5、座標增量閉合差計算與調整115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（1）計算座標增量閉合差：導線全長相對閉合差(relativelengthclosingerroroftraverse):

導線全長閉合差:（2）分配座標增量閉合差。

若K<1/2000（圖根級），則將fx、fy以相反符號，按邊長成正比分配到各座標增量上去。並計算改正後的座標增量。

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

6、座標計算根據起始點的已知座標和經改正的新的座標增量，來依次計算各導線點的座標。K=

=<

D1400012000例題：閉合導線座標計算表點號轉折角

(右)

改正後轉折角

方向角

邊長

D(米)

坐標增量(米)

X

Y改正後增量(米)

X

Y座標(米)XY點號A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12+12+12+12484318

1314006206224828436123410554484318485.47

+0.09

-0.08

x=+0.09

y=

0.085395900

理=540

00

00

=

測

理=

60

容=

40

5=

89

54000009703121051718101463612330181122236115.10100.09108.3294.3867.58+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+74.79-48.11-91.32-21.8800（三）附合導線平差計算說明：與閉合導線基本相同，以下是兩者的不同點:1、角度閉合差的分配與調整（2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將fα反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將fα同符號平均分配到各觀測角上。（1）計算方位角閉合差：

2、座標增量閉合差的計算二、經緯儀測角交會法1、前方交會法前方交會是採用經緯儀在已知點A、B上分別向新點P觀測水準角α和β，從而可以計算P點的座標。2、側方交會法

此法實質上與前方交會法相同，也是利用兩個高級控制點測定另一未知點的座標。如圖，A、B為已知點，P為未知點。為此，可在已知點A和未知點P上安置儀器，觀測水準角∠A和∠P。利用∠A、∠P和已知點A、B的座標，便可推算P點的座標。3、後方交會法如圖，設A、B、C、Ｄ為已知點，P為未知點。為了測定P點的座標，將儀器安置在P點，測出γ１、γ２、γ３角，利用γ１、γ２、γ３角值及A、B、C、Ｄ四個已知點的座標，就可算出P點的座標。任務三高程控制測量及實訓

一、四等及等外水準測量適用：平坦地區的高程控制測量。1、精度技術要求：

表一：四等、等外水準測量測站技術要求

等級視線長度(m)前、後視距離差(m)前、後視距離累積差(m)紅、黑面讀數差(mm)紅、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、等外水準測量主要技術要求等級每公里高水準路水準儀往返測高附合路線或差中誤差線長度級別差不符值環線閉合差

(mm)(km)(mm)(mm)四等

1015S3

20

R±20

L等外

205S10

±40

L注：R為測段的長度；L為附合路線的長度，均以km為單位。2、施測方法

每站觀測程式（見圖）（1）順序：“後前前後（黑黑紅紅）”；一般一對尺子交替使用。（2）讀數：黑面“三絲法”（上、下、中絲）讀數，紅面僅讀中絲。

後視(黑面)

上絲讀數，下絲讀數，中絲讀數前視(黑面)

上絲讀數，下絲讀數，中絲讀數前視(紅面)

中絲讀數後視(紅面)

中絲讀數後視尺前視尺圖表：四等水準測量記錄表3.四等和等外水準測量的內業計算

水準測量的內業計算包括對外業記錄的檢查、計算並分配閉合差，最後算出各待定點的高程。⑴檢查和整理外業手簿⑵水準路線閉合差的計算與分配以及高程計算二、三角高程測量

（一）適用於：

地形起伏大的地區、煤礦井下斜巷進行高程控制。（二）原理B點的高程：注意：當兩點距離較大（大於300m）時：

1、加球氣差改正數：

2、可採用對向觀測後取平均值的方法，抵消球氣差的影響。（三）觀測與計算測豎直角、量儀器高、量覘標高（棱鏡高）。；即有：球差為正，氣差為負圖形：三角高程測量記錄表任務四瞭解GPS技術在控制測量中的應用一、概述全球定位系統(GPS)是借助分佈在空中的多個GPS衛星確定地面點位置的一種新型定位系統。GPS定位具有全天候、高精度、定位速度快、布點靈活和操作方便等特點。二、GPS系統的構成GPS系統包括三大部分：空間部分——GPS衛星星座；地面控制部分——地面監控系統；用戶設備部分——GPS信號接收機。三、GPS定位技術及應用通常將應用GPS衛星定位技術建立的測量控制網稱為GPS網。GPS控制網按其工作性質可以分成外業工作和內業工作兩大部分。外業工作主要包括選點、建立測站標誌、野外觀測作業等；內業工作主要包括GPS控制網的技術設計、數據處理和技術總結等。根據國家測繪局1992年制定的我國第一部《全球定位系統(GPS)測量規範》，將GPS的測量精度分為A、B、C、D、E五級。其中A、B兩級一般是國家GPS控制網。C、D、E三級是針對局部性GPS網規定的。GPS外業觀測作業簡便。只需將GPS接收機天線安置在測站點上，對中並量取天線高度。開機後僅需輸入測站點號觀測日期和量取天線高，並在觀測中注意接收機工作是否正常即可。靜態相對定位一般觀測幾十分鐘即可達到相應的精度。觀測時接收機將採集的數據存儲在接收機的記憶體上；內業計算主要通過相應的軟體來完成。地形圖測繪基本技能

任務一掌握地形圖的基本概念一、地形圖概述：1、地面上的固定性物體稱為地物

。2、地面上高低起伏的形態，稱為地貌

。3、在圖上既表示地物的平面位置，還表示出地貌的情況，這種圖稱為地形圖。

二．圖的比例尺(一)比例尺的定義（1）數字比例尺用1/M表示。如1

500，1

1000，1

5000，······

M為比例尺分母。M越大，比例尺越小。

（2）圖示比例尺直觀形象，並可消除圖紙伸縮的影響。比例尺比例尺精度（cm）1

5001

10001

20001

50001

100005102050100(二)比例尺的精度：即相當於圖上0.1mm的實地水準距離。比例尺越大，比例尺精度就越高，圖上表示的內容就越詳盡。

三、地形圖符號

地形圖圖式中：規定符號的種類分為：

地物符號、地貌符號、注記符號。（一）地物符號分為：比例符號（輪廓符號）、非比例符號（記號性符號）、半比例符號（線狀符號）。（二）地貌符號——等高線1、定義:地面上高程相等的相鄰點所連接而成的閉合曲線。等高線平距——相鄰等高線之間的水準距離d。2、等高距、等高線平距、地面坡度等高距——相鄰等高線之間的高差h。hhhhhh山坡線d1d2d3d4d5d6注：由於h為定值，所以i與d成反比。hhhhhh山坡線

i地面坡度i：(

為地面傾角)i=—hd=tan

d1d2d3d4d5d63、典型地貌及等高線：（3）山谷、山谷線（集水線）（4）鞍部（埡口）

（1）山峰、盆地、峭壁、懸崖（2）山脊、山脊線（分水線）4、等高線的特性

同一等高線上所有各點的高程相等。是閉合曲線。等高線越密，坡越陡。山脊線、山谷線與等高線垂直相交。過河時，折向上遊，過河後折向下遊。只有在絕壁和懸崖處才會相交。

5、等高線的種類：

基本等高線——首曲線加粗等高線——計曲線半距等高線——間曲線1/4等高線——助曲線㈢注記符號注記符號是地物符號和地貌符號的文字數字性補充說明。任務二瞭解地形圖的分幅與編號一、梯形分幅——按經度、緯度分幅。

（1）適用於：小、中比例地形圖。（2）國際統一規則分幅和編號。1:50萬A,B,C,DJ-50-A1:20萬[1],[2],┉,[36]J-50-[1]1:10萬1,2,┉,144J-50-11:5萬A,B,C,DJ-50-1-A1:1萬(1),(2),┉,(64)J-50-1-(1)1:2.5萬1,2,3,4J-50-1-A-11:5千a,b,c,dJ-50-1-(1)-a1:100萬J-50（3）梯形分幅與編號關係示意圖二、矩形分幅與編號——用縱橫座標網線劃分。適用於大比例尺地形圖。按圖幅西南角點的座標公里數編號。圖幅大小，主要有：（1）50cm×50cm或50cm×40cm用於1：500、1：1000、1：2000（2）40cm×40cm用於1：5000任務三測圖的準備及實訓地形測圖方式分為：白紙測圖（模擬測圖）與數字測圖一．圖紙的選用主要有：1.繪圖紙（機械製圖用的圖紙）

2.聚脂薄膜——透明、不變形、可洗。座標格網一般已繪製。二．繪製座標格網方格網的大小：40cm

50cm或50cm

50cm方格的大小：10cm

10cm1.對角線法：oabcd2.座標格網尺法（1）座標格網尺（2）用座標格網尺繪製方法3．格網的檢查要求：格網交點應在一條直線上，偏離不應大於0.2mm。每格長度誤差也不應超過0.2mm。三．控制點的展繪

例：展繪控制點A(647.43,634.52,4.50)；B(913.46,748.63,6.45）。1、確定格網線的座標、注記。2、確定控制點所在的方格，按比例尺展出。3、檢查：在圖上量取相鄰控制點間的距離。其與理論值之差

圖上0.3mm。1:10000.5

0.510009008007006005005006007008009001000A4.506.45B任務四常規測圖方法及實訓一、平板儀的構造與使用1、平板儀測圖的原理

設地面上有A、B、C三點，需將這三點展繪到圖紙上，A為測站。在A點安置一塊貼有測圖紙的平板，板面水準，將圖紙上的a點對中實地的A點。設通過AB和AC兩方向的豎直面與平板的交線為am和an，則這兩交線的夾角即為∠BAC的水準投影。若同時又用視距法或測距儀測出AB和AC的水準距離，並按一定的比例尺在am和an方向線上畫出b、c兩點，則圖上a、b、c三點組成的圖形就與地面A、B、C三點的水準投影相似，此即為平板儀測量的原理。2.平板儀構造

主要由圖板，照準器和三角架所組成。附件有對點器和長盒羅盤。

3.平板儀的安置主要包括對點、整平和定向三項工作。對點，就是使圖板上的控制點(如b點)和實地相應的控制點(如B點)在同一鉛垂線上整平，就是將圖板置於水準位置；定向，就是使圖上的方向線(如ba線)與地面上的相應方向線(如BA)在同一豎直面內。㈣

大平板儀測圖先將平板儀安置於A點，量儀器高度i。然後在測站周圍的碎部點立尺，按視距測量方法觀測，計算平距和高差。最後以照準器直尺邊緣切於圖上a點，量取平距，定出碎部點，在其旁注明高程。同法，可測得其他碎部點的位置二、經緯儀法測圖㈠配置1、工具：經緯儀、圖板、塔尺、小鋼尺、量角器、三棱尺、計算器、鉛筆、橡皮等。2、人員：觀測員、記錄計算員、繪圖員各1人、立尺員2人。（二）步驟1、安儀：在控制點A安置經緯儀，量取儀器高。2、定向：後視(盤左瞄準)控制點B，度盤置零。

3、立尺：立尺員把塔尺立到地形、地貌特徵點上。（1）地物：取“輪廓轉捩點”。東大道堅55.405.35（2）地貌：取“地性線上坡度或方向變化點”。地貌取點方法圖4、觀測：瞄準點1的塔尺，分別讀取上、下絲之差、中絲讀數、豎盤讀數L、水準角β。

5、記錄、計算：記錄上述觀測值，按視距測量公式計算出點1的水準距離D和高程H。6、展碎部點：在圖紙上，按β、D，定出點1的位置。

這種方法的特點是將小平板儀安置在測站上，以描繪測站至碎部點的方向，而將經緯儀安置在測站旁邊，以測定經緯儀至碎部點的距離和高差。最後用方向與距離交會的方法定出碎部點在圖上的位置。三、小平板儀與經緯儀聯合測圖法具體作法：先將經緯儀安置在距測站A1～2m的A′點，量得AA′的距離和經緯儀的高度i。立尺於A點上，經緯儀視線水準時瞄準尺子並讀取中絲讀數l，求得A′點的高程(HA′=HA+l-i)。然後將小平板儀安置於A點上，以圖紙上已知直線ab瞄準B點進行定向。再用照準器瞄準經緯儀的垂球線，在圖紙上畫出方向線aa′並按測圖比例尺將A′點縮繪在圖上，定出a′點。測圖時，觀測員以照準器直尺邊緣切於圖上a點，瞄準碎部點Ｃ的尺子，在圖紙上畫出方向線ac。此時經緯儀觀測者同時瞄準C點讀取視距及豎角，計算出A′點至Ｃ點的水準距離和高差。最後在圖紙上以a′為圓心，以A′Ｃ的距離為半徑，與ac方向交出c點，點旁注以高程。同法，可測得其他碎部點的位置。任務五地形圖的繪製及實訓一.地物的描繪：按《地形圖圖式》規定的符號表示。

二.等高線的繪製方法：⑴首先描繪出地性線（山脊線、山谷線）。⑵再在相鄰碎部點之間內插出等高線。等高線的繪製方法三．地形圖的檢查、拼接與整飾

（1）拼接：一般規定每幅圖的圖邊應測出圖幅外1cm。若偏差小於容許值，可以平均分配到兩幅圖中。（2）檢查：包括：圖面檢查、野外巡視和設站檢查（約占每幅圖的10%）。（3）整飾：

擦掉不必要的點、線、高程等。使圖面整潔、規範。任務六掌握數位化測圖基本概念一、數位化測圖的實質

用全站儀採集數據——自動記錄在電子手薄中——通過電腦數位化處理，成圖。

數字測圖與圖解法測圖相比，以其特有的高自動化、全數字化、高精度的優勢而被廣泛推廣應用。

二、數位化測圖的模式與作業過程㈠數字測圖模式

1．數字測記模式；2．電子平板測繪模式㈡數位化測圖的作業過程1．準備工作：資料準備、測圖準備。2．外業測量工作：（1）圖根控制測量；（2）野外碎部點採集。3．數字測圖內業處理的主要作業過程數據傳輸、處理，圖形處理、圖形輸出。4．檢查驗收。任務七學習地形圖的識讀和應用知識

㈠圖廓外注記1.圖號、圖名和接圖表2.圖廓和座標格網一.地形圖的識讀（二）地物和地貌的識讀地物識讀主要是根據地物符號和注記識別各種地物的分佈、形狀、大小、數量和位置。

讀懂等高線及特殊地貌符號。二.地形圖的應用

（一）確定圖上點的平面座標與高程

1、平面座標——用比例尺在圖上量取。

X

Y10009008007006005001000110012001300140015001：1000hh.A5251504948•••EFG1:5002、目估內插點位高程：

HE=51.0m,HF=48.3m,HG=51.9m（二）圖上直線的距離、方向（方位角）、坡度

1、圖上直線距離

10009008007006005001000110012001300140015001：1000（1）解析法◆在圖上量測A、B座標，計算A、B距離：(XB,YB)(XA,YA)（2）圖解法◆用比例尺直接量取.A.B2、圖上直線的座標方位角10009008007006005001000110012001300140015001：1000（1）解析法◆量測兩點座標，用座標反算公式計算：

(XB,YB)(XA,YA).A.B

AB說明：應用上式，要注意方位角所在象限。（2）圖解法◆用量角器量取。

3、確定圖上直線的坡度

㈢在圖上按規定坡度選擇最短路線例：要在A、B間選定一條滿足坡度為的最短路線。故在相鄰兩根等高線之間的圖上平距必須

d：（四）繪製已知方向的剖面圖

1、沿指定方向量取兩相鄰等高線間的平距，用一定比例標在橫坐標軸上；2、再按各點的高程以一定比例標在縱坐標軸上。縱坐標高程比例一般比水準比例大10

20倍。（五）在圖上計算面積

在地形圖上計算面積的方法：幾何圖形法透明方格紙法平行線法求積儀法等對於數位化圖，可直接在微機內通過選取圖形邊界，利用查詢面積命令，自動求算圖形面積。

地質勘探工程測量技能任務一學習勘探工程測量基本方法一、勘探線、勘探網的測設

(一)勘探線、勘探網的佈設形式勘探線是一組等間距的平行線，一般垂直於礦體的總體走向。勘探網是由兩組勘探線相交而成的，其形狀和密度主要依據礦床的種類和產狀而確定，通常佈設成正方形、菱形和矩形等。遵循原則由整體到局部的程式，先沿礦體走向佈設一條“基線”，然後在此基礎上佈設其他勘探線。

(二)勘探線、勘探網的測設1.基線的測設如圖，A、B、C、D為已知控制點。首先根據圖上設計的M、N、P點和已知控制點座標，計算出測設所需的水準角和水準距離，將欲定點M、N、P測設於實地。將經緯儀安置在其中任一點上，檢查三點是否在一條直線上。如果誤差在允許範圍內，則在基線兩端點M、N埋設標石。然後採用單三角形或前方交會等方法，重新測定其座標，求出它們與設計座標的差值，若小於1/2000，可取平均值作為最終座標。否則應進行檢查，必要時重新施測。2.勘探線、勘探網的測設勘探線、勘探網的測設就是將基線與勘探線上的工程點測設於實地。常規的測設方法是：在基點