《工程测量技术》 课件 项目1-3 测量基础知识；水准测量；角度测量

项目1测量基础知识任务1-1认识地球的形状和大小 任务1-2掌握地面点位的确定 任务1-3了解测量工作概述任务1-1认识地球的形状和大小任务描述测绘科学的研究对象主要是地球的形状、大小和地表面上各种物体的几何形状及其空间位置，目的是为人们了解自然和改造自然服务。本节任务是了解地球的形状和大小，掌握水准面已经参考椭球体的概念，本节是本门课的基础知识，是今后测量理论知识学习所必须掌握的知识。任务1-1认识地球的形状和大小任务目标1．了解地球的形状；地球的大小；2．了解水准面、基准面的概念；（重点与难点）3．掌握基准线的概念、参考椭球体（难点）任务1-1认识地球的形状和大小任务实施1.形状近似椭球体

地球的自然表面极为复杂，有高山、丘陵、平原和海洋等，如我国西藏与尼泊尔交界处的珠穆朗玛峰高达8846.27m，而太平洋西部的马里亚内海沟深达11022m，这些高低起伏差异与巨大的地球半径（平均约6371km）相比仍可忽略不计。因此，地球表面是起伏不平的不规则曲面，地球是个近似的椭球体。任务1-1认识地球的形状和大小2.参考椭球面为了便于用数学模型来描述地球的形状和大小，测绘工作便取大小与大地体非常接近的旋转椭球体作为地球的参考形状和大小，因此旋转椭球体又称为参考椭球体，它的外表面又称为参考椭球面。我国目前采用的参考椭球体的几何参数为1980年国家大地坐标系：长半径a=6378140m短半径b=6356755m扁率α＝（a－b）／a=1／298.257由于参考椭球的扁率a很小，当测区面积不大时，可以把地球看作是圆球，其半径为6371km。任务1-1认识地球的形状和大小3、水准面地球表面水域面积占地球总面积达71%，而陆地仅占29%。设想将静止的海水面向陆地延伸，形成一个封闭的曲面，称为水准面。水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。与水准面相切的平面，称为水平面。由于地球水面可高可低，因此水准面有无数个，为此，我们设想一个假想的处于流体静平衡状态的海洋面重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等位面，这个等位面称大地水准面，它是测量工作的基准面。一.水准面（无穷个）二.大地水准面（唯一的）三.铅垂线四.旋转椭球面

测量外业工作依据面与线：基准面是大地水准面。基准线是铅垂线。本节重点概念：地球自然表面大地水准面（平均海水面）铅垂线旋转椭球面铅垂线与法线一致任务1-1认识地球的形状和大小

拓展提升1、测量工作的基准面是（）。A.大地水准面B.水准面C.水平面D.平均海水面任务1-1认识地球的形状和大小

拓展提升2、地球的近似半径为（）千米。A.6471B.6371C.6271任务1-2掌握地面点位的确定任务描述工程测量最基本的内容是确定地面点的空间位置，所以应建立一个能表达地面点空间位置的定位体系。地面点是相对于地球定位的,如果选择一个能代表地球形状和大小且相对固定的理想曲面作为测量基准面，就可以用地面点在这个基准面上的投影位置和高度来确定地面点的空间位置。本任务是学习用地面点在基准面上的投影位置和该点到基准面的铅垂距离，即为平面坐标和高程，来确定地面点的空间位置。任务1-2掌握地面点位的确定任务目标1．理解地理坐标系。2．理解高斯平面坐标系;(难点)3．理解绝对高程、相对高程、高差的概念。(重点和难点)4.学会计算两点的高差。（重点）任务实施任务1-2掌握地面点位的确定一、地理坐标系

（1）天文坐标系（2）大地坐标系二、平面直角坐标系三、地面点的高程任务1-2掌握地面点位的确定一地面点位的确定概念测量工作的实质就是确定地面点的位置。测量学上，地面点的位置由坐标和高程表示。坐标表示地面点和基准线投影到基准面上的位置，高程表示地面点沿基准线到基准面的距离。基准线可以是点的铅垂线，也可以是法线；基准面又称为投影面，可以是椭球面，也可以是平面任务1-2掌握地面点位的确定一、地理坐标系

概念：地面点在地球表面上的位置，一般用经度和纬度表示，称为地理坐标，如地面点P的坐标可表示为（λ，φ）。1.点的经度

地面上任一点P的经度，为过该点的子午线与起始子午线之间的夹角λ，经度由起始子午线向东度量为东经，向西度量为西经，其值均为0°～180°。2.点的纬度

地面上M点的纬度，即通过M点的铅垂线与赤道面的夹角，用φ表示。从赤道向北自0°～90°为北纬，向南0°～90°为南纬。1、几个概念子午面、子午线、赤道、天文经度、天文纬度、经线、纬线等。2、地面点位的确定把地面点沿着铅垂线投影在大地水准面上用(λ,φ,H)来表示。任务1-2掌握地面点位的确定1、坐标系特点用旋转椭球体来代替地球形体，以法线基准线。2、地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示，称为大地坐标系，如图所示，地面点P可表示为（L，B）。3、地面上点位的表示

地面上D沿法线投影到旋转椭球体上，D点点位用（L，B，H）来表示。我国以设立在陕西泾阳县永乐镇的大地原点为大地坐标的起算点，由此建立的坐标系称为“1980年国家大地坐标系”格林威治L起始子午面DHB任务1-2掌握地面点位的确定二、平面直角坐标系

在研究大范围的地球形状和大小时,采用地理坐标表示地面点的位置较符合实际。但一般的工程测量中,采用地理坐标表示不够直观与方便，所以常将球面坐标按照一定的数学法则投影到平面上,形成平面直角坐标系,即测量工作中所称的投影。我国采用的是高斯投影法。(1)高斯-克吕格坐标系地球表面是封闭且复杂的曲面，要把地球表面某一区域的形状和大小，缩绘在平面的图纸上，必然产生变形。为了让变形限制在一定范围内，必须采用适当的方法解决这个问题。

在研究大范围的地球形状和大小时,采用地理坐标表示地面点的位置较符合实际。但一般的工程测量中,采用地理坐标表示不够直观与方便，所以常将球面坐标按照一定的数学法则投影到平面上,形成平面直角坐标系,即测量工作中所称的投影。我国采用的是高斯投影法。任务1-2掌握地面点位的确定1)高斯投影

设想用空心横圆柱套在地球椭球外，使横圆柱的中心轴通过圆球的中心，把圆球面上一个子午线与横圆柱相切，即这条子午线（中央子午线）与横圆柱重合，这即是高斯投影。任务1-2掌握地面点位的确定

2)分带投影

在高斯投影中，中央子午线的长度投影没有变形，但是球面上其余的曲线，投影后都会发生变形，且离中央子午线越远，长度变形越大。为了使投影后的变形不超过测量所要求的精度，投影的范围必须以中央子午线为中心，限制两边的宽度。常采用分带投影的方法来克服高斯投影这个缺点，分为6°分带法和3°分带法两种任务1-2掌握地面点位的确定

①6°分带法：6°带是从英国格林尼治起始子午线开始，自西向东，每隔经差6°分为一带，将地球分成60个带，其编号分别为1、2、…、60。每带的中央子午线经度可用下式计算：①3°分带法：每3°为一带，共120带，其中央子午线在奇数带时与6°带中央子午线重合，每带的中央子午线经度可用下式计算：任务1-2掌握地面点位的确定

三、独立平面直角坐标研究小范围地面形状和大小时，常把地球的投影面当作平面看待，为了便于测量与计算，常采用平面直角坐标。如图1-2-6所示，在实际测量中，一般把原点选在西南角，使测区内点的坐标均为正直。如图1-2-7所示，测量工作以X轴为纵轴，向北为正；Y为横轴，向东为正。任务1-2掌握地面点位的确定

空间直角坐标系随着卫星定位技术的发展，采用空间直角坐标来表示空间一点的位置，已在各个领域越来越多地得到应用。空间直角坐标系是以地球的质心为原点O，z轴指向地球北极，x轴指向格林尼治子午面与地球赤道的交点E，过O点与x0z面垂直，按右手规则确定y轴方向，如图1-2-9所示。图1-2-8空间直角坐标图1-2-9右手定律任务1-2掌握地面点位的确定

国家大地坐标系1）1954年北京坐标系大地原点在现在俄罗斯的普尔科沃2）1980年国家大地坐标系1980年国家大地坐标系采用IGA-75椭球，大地原点在陕西省泾阳县永乐镇，按局部密切条件重新定位。任务1-2掌握地面点位的确定

二、高程与高差概念如右图所示绝对高程起算点的高程为H=72.260m。相对高程起算点的高程可任意假设，一般依地区高程假设。高差概念

定义:⑴地面两点高程之差称为高差。用h表示

⑵两个点之间的绝对高程之差与相对高程之差相同。AB大地水准面HAHBHAhAB任务1-2掌握地面点位的确定

四、地面上点的高程

1、1956年黄海高程系

根据青岛验潮站1950-1956年的验潮资料确定的平均海平面作为高程基准面。由此建立的水准原点其高程为72.289m。2、1985年国家高程基准

由于1956年黄海高程系采用的资料较短，不到一个潮汐周期（18.61)。根据青岛验潮站1952-1979年的验潮资料确定的平均海平面作为高程基准面。水准原点的高程为72.260m。任务1-2掌握地面点位的确定

二、高程与高差概念地面点的高程地面点的高程是指地面点到基准面的铅垂距离。我们常说的高程因选用的基准面不同而分为绝对高程、相对高程。如在图1-5中，符号H代表高程：Ha、Hb详解：（1）由地面点沿铅垂线方向至大地水准面的距离，称为绝对高程或海拔，简称高程，如图中Ha为绝对高程。（2）某点沿铅垂线方向至任意水准面的距离，称为相对高程，如图中Hb为相对高程。地面两点的高程之差称为高差，以h表示。A、B两点的高差为

AB大地水准面HAHBHAhAB任务1-2掌握地面点位的确定拓展提升1、相对高程的起算面是（）。A.平均海水面B.水准面C.大地水准面D.假定水准面任务1-2掌握地面点位的确定拓展提升2、测量学中，称（）为测量工作的基准线。A.铅垂线B.大地线C.中央子午线D.赤道线任务1-2掌握地面点位的确定拓展提升3、某建筑物首层地面标高为±0.000m，其绝对高程为46.000m；室外散水标高为-0.550m，则其绝对高程为（）m。A.-0.550B.45.450C.46.550D.46.000任务1-3了解测量的基本工作和基本原则任务描述任何一种测量工作，无论采用多么精密的仪器和完善方法，测量结果中总会有误差，因此应采取有效的措施，遵守测量基本原则，有效的将误差限制在允许范围内，并尽量防止误差的累积，以保证测量成果的质量。本任务是了解测量有哪些基本的工作，测量中需要遵守的基本原则，以及对测量数据计算结果的取值原则。任务1-3了解测量的基本工作和基本原则任务目标1．了解测量工作的基本内容。2．掌握测量的基本原则（重点）3．掌握测量计算结果取值原则（重点与难点）4.理解平面坐标的测量。5.理解高程的测定。任务1-3了解测量的基本工作和基本原则

测量工作的基本内容测量工作的主要目的是确定点的坐标和高程。在实际工作中，常常不是直接测量点的坐标和高程，而是观测坐标和高程已知的点与坐标、高程未知的待定点之间的几何位置关系，然后计算出待定点的坐标和高程。

为测定出地面点P的平面直角坐标，通过观测与已知地面点A、B相关的水平角β和水平距离DAP，再根据已知点A的平面坐标、方向推算出P点的平面坐标。1.平面直角坐标的测定平面直角坐标的测定测定地面点平面直角坐标的主要测量工作是测量水平角和水平距离。任务1-3了解测量的基本工作和基本原则2、高程的测定

为测定出地面点P的高程，通过观测与已知地面点A、的高差h，再根据已知点A的高程，推算出P点的高程。测定地面点高程的主要测量工作是测量高差。任务1-3了解测量的基本工作和基本原则测量工作程序的基本原则在布局上遵循“由整体到局部”；在次序上遵循“先控制后细部”；在精度上遵循“从高级到低级”测量工作步步检核。

拓展与提高1.测量的三要素是距离、（）和高差。A.坐标B.角度C.方向D.气温任务1-3了解测量的基本工作和基本原则拓展与提高某测区按规定假定的高程系统测得A、B、C三点的高程分别为15.265、13.381、16.058，之后与国家高程系统相连，得C点高程为75.210，试求A、B点在国家系统中的高程。任务1-3了解测量的基本工作和基本原则项目2水准测量任务2-1掌握水准测量基本知识任务2-2掌握水准仪的使用任务2-3掌握普通水准测量的基本方法任务2-4掌握水准测量成果整理任务2-5掌握三、四等水准测量的基本方法任务2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源项目2水准测量任务2-1掌握水准测量基本知识一、水准测量原理

水准测量是利用水准仪提供的水平视线，测定地面上两点间的高差，再根据已知点的高程和测得的高差，推算出未知点高程。

H

B

=

H

A

+

h

AB

终点的高程

=起点的高程

+

起终点之间的高差

2-1掌握水准测量的基本知识ABabhAB

A、B两点间高差hAB为：前进方向高差=后视读数

-前视读数后尺前尺后视读数前视读数水平视线2-1掌握水准测量的基本知识水准测量原理：

1.仪器：水准仪、水准尺

2.外业测量：两点间的高差

3.成果：确定未知点高程2-1掌握水准测量的基本知识例：在A（HA=25.812m）、B两点间放置水准仪测量，后视A点的读数为1.360m，前视B点的读数为0.793m，则求B点的高程。答：h

AB=a-b＝1.360-0.793＝+0.567m

H

B

=

H

A

+h

AB

=

25.812+(+0.567)

=26.379m

2-1掌握水准测量的基本知识二、水准点与转点

用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。

水准点记为BM(BenchMark)。1.水准点的概念和作用

水准点是引测高程的依据。2-1掌握水准测量的基本知识

水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。

2.水准点种类

（1）永久性水准点2-1掌握水准测量的基本知识（2）临时性水准点2-1掌握水准测量的基本知识

2.转点，用TP（TurningPoint）表示。当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，需要在两点间加设若干个立尺点，分段设站，加设的这些立尺点，就叫转点，它并不需要测定高程，转点只起传递高程的作用。2-1掌握水准测量的基本知识二、水准测量的路线布设形式

1.闭合水准路线

2.附合水准路线

3.支水准路线2-1掌握水准测量的基本知识从已知水准点BM.A出发，沿各待测高程1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原水准点BM.A，这种水准路线称为闭合水准路线。BM.Ah1h2h3h4h51234

１.闭合水准路线2-1掌握水准测量的基本知识BM.ABM.Bh1h2h3h4１２３

２.附合水准路线

从已知水准点BM.A出发，沿各测待定高程点１、２、3进行水准测量，最后附合到另一已知水准点BM.B上，这种水准路线称为附合水准路线。2-1掌握水准测量的基本知识

从已知水准点BM.A出发，沿待测高程点1进行水准测量，既不附合到其他已知水准点，也不自行闭合，这种水准路线称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以进行检核。

BM.A1hfhb

3.支水准路线2-1掌握水准测量的基本知识项目2水准测量任务2-2掌握水准仪的使用水准测量的仪器与工具仪器：水准仪工具：水准尺、尺垫、脚架2-2掌握水准仪的使用一、水准测量仪器与工具（一）水准仪1.自动安平水准仪2-2掌握水准仪的使用一、水准测量仪器与工具（一）水准仪的种类2.激光水准仪2-2掌握水准仪的使用一、水准测量仪器与工具（一）水准仪的种类3.电子水准仪2-2掌握水准仪的使用水准尺有塔尺和直尺两种。

1.塔尺

塔尺长度可伸缩，长度有3m和５m，塔尺多用于普通水准测量。塔尺一、水准测量仪器与工具（二）水准尺2-2掌握水准仪的使用3米塔尺2-2掌握水准仪的使用5米塔尺2-2掌握水准仪的使用

2.直尺双面尺锢钢尺2-2掌握水准仪的使用双面尺两根尺的黑面，尺底均从零点开始。红面一根底部从4687开始，

另一根底部从4787开始0.0000.0004.6874.787黑面红面双面尺多用于三、四等水准测量！2-2掌握水准仪的使用尺垫仅用于高程传递的转点上，以防水准尺下沉。一、水准测量仪器与工具（三）尺垫2-2掌握水准仪的使用一、水准测量仪器与工具（四）三脚架2-2掌握水准仪的使用

水准仪主要由三部分组成：

1.望远镜

2.圆水准器

3.基座二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用望远镜圆水准器基座水准仪主要由望远镜、圆水准器及基座三部分组成。粗瞄器2-2掌握水准仪的使用（一）望远镜

它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。

望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用

（一）望远镜的组成：1.十字丝分划板:是为了瞄准目标和读数用的。十字丝分划板上丝下丝中丝竖丝二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用（一）望远镜的组成物镜目镜目镜调节螺旋：调节十字丝的清晰度物镜调节螺旋：标（水准尺）的调节目清晰度水平微动螺旋：可使望远镜左右微小移动，

以便精确瞄准目标。二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用（二）圆水准器二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用

当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴处于铅垂位置，此时水准仪的视线才是水平视线的。

圆水准器用于粗略整平仪器。L′L′气泡（二）圆水准器二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用

（三）基座

调节三个脚螺旋，可使圆水准气泡居中。脚螺旋轴座连接板二、水准仪的构造2-2掌握水准仪的使用自动安平水准仪的基本操作程序:安置仪器粗略整平瞄准水准尺读数2-2掌握水准仪的使用

一、安置仪器1.选好安置仪器的位置后，将三脚架架腿合拢在一起，先松开架腿螺旋，把三脚架架头，拉伸到操作员下巴的高度，再锁紧架腿螺旋。2-2掌握水准仪的使用

一、安置仪器2.固定一个架腿，呈近等边三角形拉开另两个架腿，使三个脚尖距离中心大致相等，两脚腿之间大约形成60°～75°，并使三脚架架头面尽量水平。2-2掌握水准仪的使用

一、安置仪器3.在土质地面，应踩实三个脚架，使脚尖牢固插入地面，应保持三脚架在测量过程中稳定可靠。2-2掌握水准仪的使用

一、安置仪器4.打开仪器箱，一手握住望远镜，一手托住基座底部，安全取出仪器。2-2掌握水准仪的使用

一、安置仪器5.将仪器轻放在三脚架架头上，以基座的边缘为轴轻微抬起仪器，将脚架连接螺栓与基座连接孔相连，将仪器可靠紧固。（之后要盖好仪器箱）。2-2掌握水准仪的使用

二、粗略整平1.先把圆水准器旋转到任意两个脚螺旋中间。2-2掌握水准仪的使用2.双手大拇指同时操作脚螺旋，由左手大拇指指挥气泡运动方向，右手大拇指与左手运动方向相反。

二、粗略整平2-2掌握水准仪的使用3.当气泡对准第3个脚螺旋时，此时只操作第3个脚螺旋，脚螺旋的操作是顺时针旋转则升高，逆时针旋转则降低（即顺升逆降），直至气泡移动到中心位置。顺时针气泡

二、粗略整平2-2掌握水准仪的使用

三、照准水准尺1.粗略瞄准：转动望远镜，使粗瞄器大致对准水准尺。水准尺2-2掌握水准仪的使用

三、照准水准尺2.调节十字丝清晰度：调节目镜对光螺旋，使十字丝变得清晰可见。2-2掌握水准仪的使用

三、照准水准尺3.精确瞄准：调节物镜对光螺旋使目标清晰，调节微动螺旋使十字丝竖丝位于水准尺中央。2-2掌握水准仪的使用4.消除视差：反复调节目镜对光螺旋和物镜对光螺旋，使十字丝和水准尺都清晰.

三、照准水准尺2-2掌握水准仪的使用

四、读数仪器整平之后，立即在水准尺上读取上丝、下丝和中丝读数。上丝：1.078下丝：0.967中丝：1.017检核：（上丝+下丝）÷2=中丝允许误差1～2mm。2-2掌握水准仪的使用水准仪的使用与操作小结：1.自动安仪水准测量的基本操作步骤（重点）2.粗略整平的方法步骤（重难点）①先把圆水准器旋转到任何两个脚螺旋的中间位置。②双手大拇指同时操作两个脚螺旋，使气泡对准第3个脚螺旋。（左手大拇指与气泡运动方向相同）③用顺升逆降调节第3个脚螺旋，使气泡居中安置仪器粗略整平瞄准水准尺读数2-2掌握水准仪的使用项目2水准测量任务2-3掌握普通水准测量的基本方法一、普通水准测量实训设备、人员和任务要求１.实训小组由４人组成：一人观测，一人记录，另外两人立尺，分工合作。2-3掌握普通水准测量的基本方法一、普通水准测量实训设备、人员和任务要求２.实训设备：水准仪１台，水准尺２把，尺垫２个。水准仪水准尺尺垫备注：请帮三个图抠图！！2-3掌握普通水准测量的基本方法一、普通水准测量实训设备、人员和任务要求３.任务要求：选定一条闭合水准路线，起始点A的高程已知，B点为待定高程点，两相邻水准点间均布设至少一个转点，完成水准测量外业观测，观测数据需满足等外水准测量的技术精度要求。2-3掌握普通水准测量的基本方法1.踏勘、布设水准路线，设置转点，如下图：

二、普通水准测量实训的具体步骤ＡBTP1TP2HA＝2.186m2-3掌握普通水准测量的基本方法

B

闭合水准测量路线第１测站示意图ＡTP1TP2①②Ⅰ2.普通水准测量操作步骤：2-3掌握普通水准测量的基本方法正确扶立水准尺2-3掌握普通水准测量的基本方法

上丝：1.639中丝：1.514下丝：1.3892-3掌握普通水准测量的基本方法

上丝：1.143中丝：1.023下丝：0.9022-3掌握普通水准测量的基本方法测站测点后视中丝读数a/m前视中丝读数b/m高差/m上丝/m下丝/m视距/m路线长/m高程/mⅠBM.A1.514+0.4911.6391.38925.049.172.1861.1430.90224.1TP.11.023辅助计算∑∑h=mm

∑a－∑b=

表一水准测量记录计算表2-3掌握普通水准测量的基本方法

B

闭合水准测量路线第２测站示意图ＡTP1TP2①②Ⅱ2.普通水准测量操作步骤：2-3掌握普通水准测量的基本方法

上丝：1.231中丝：1.118下丝：1.0072-3掌握普通水准测量的基本方法

上丝：1.569中丝：1.444下丝：1.3192-3掌握普通水准测量的基本方法测站测点后视中丝读数a/m前视中丝读数b/m高差/m上丝/m下丝/m视距/m路线长/m高程/mⅠBM.A1.514+0.4911.6391.38925.049.172.1861.1430.90224.1TP.11.023ⅡTP.11.118-0.3261.2311.00722.447.41.5691.31925.0B1.444辅助计算∑∑h=mm

∑a－∑b=

表一水准测量记录计算表2-3掌握普通水准测量的基本方法

B

闭合水准测量路线第３测站示意图ＡTP1TP2①②Ⅲ2.普通水准测量操作步骤：2-3掌握普通水准测量的基本方法测站测点后视中丝读数a/m前视中丝读数b/m高差/m上丝/m下丝/m视距/m路线长/m高程/mⅠBM.A1.514+0.4911.6391.38925.049.172.1861.1430.90224.1TP.11.023ⅡTP.11.118-0.3261.2311.00722.447.41.5691.31925.0B1.444ⅢB1.240-0.3451.5450.93561.0123.0TP.21.5851.8951.27562.0辅助计算∑∑h=+0.016mm

∑a－∑b=

表一水准测量记录计算表2-3掌握普通水准测量的基本方法

B

闭合水准测量路线第４测站示意图ＡTP1TP2①②Ⅳ2.普通水准测量操作步骤：2-3掌握普通水准测量的基本方法测站测点后视中丝读数a/m前视中丝读数b/m高差/m上丝/m下丝/m视距/m路线长/m高程/mⅠBM.A1.514+0.4911.6391.38925.049.172.1861.1430.90224.1TP.11.023ⅡTP.11.118-0.3261.2311.00722.447.41.5691.31925.0B1.444ⅢB1.240-0.3451.5450.93561.0123.0TP.21.5851.8951.27562.0ⅣTP.21.407+0.1901.6071.20740.781.91.4231.01141.2BM.A1.217辅助计算∑∑h=+0.016mm

∑a－∑b=

+16mm表一水准测量记录计算表2-3掌握普通水准测量的基本方法三、计算检核

为了保证记录表中数据的正确，应对记录表中计算进行检核。

检查内容：“后视中丝读数总和”－“前视中丝读数总和”=“高差代数和”即：∑a－∑b=∑h上式计算结果成立，则计算正确；否则，计算有误！2-3掌握普通水准测量的基本方法测站测点后视中丝读数a/m前视中丝读数b/m高差/m上丝/m下丝/m视距/m路线长/m高程/mⅠBM.A1.514+0.4911.6391.38925.049.172.1861.1430.90224.1TP.11.023ⅡTP.11.118-0.3261.2311.00722.447.41.5691.31925.0B1.444ⅢB1.240-0.3451.5450.93561.0123.0TP.21.5851.8951.27562.0ⅣTP.21.407+0.1901.6071.20740.781.91.4231.01141.2BM.A1.217辅助计算∑5.2795.269+0.010301.4∑h=+0.010mm

∑a－∑b=5.279－5.269=+0.010m

+10mm表一水准测量记录计算表2-3掌握普通水准测量的基本方法四.水准测量实训的注意事项：

１.每次迁站都是后视尺移动，前视尺不动。

2.在已知点和待定点上不能放置尺垫，但

转点必须用尺垫。

３.前、后视距应大致相等。

４.读完后尺读数后，在读前尺读数期间不允许调整水准气泡，

否则应重新开始读取后尺读数。

５.读数前应尽量使得十字丝和目标成像都清晰，消除视差的

影响。

６.记录员在记录每一个数据前需要重述观测者的读数，待观

测者确认无误后才记录数据。2-3掌握普通水准测量的基本方法项目2水准测量任务2-4掌握水准测量成果的整理

示例：闭合水准测量成果整理

BM.Ah1h2h3h4h512342-4掌握水准测量成果的整理普通水准测量观测记录表2-4掌握水准测量成果的整理

闭合水准测量路线示意图

BM.Ah1h2h3h4h8TP1BCＤh5h6h7TP1TP1TP12-4掌握水准测量成果的整理BMAＢＣＤL1=186.7mL2=171.5mL3=140.6mL4=114.2mh1=+0.768mh2=+0.517mh3=－0.822mh4=+0.438m一、计算两水准点间测段的高差和路线长根据观测手簿上的数据，计算出两相邻水准点间的高差及路线长，并注写在路线示意图的上方和下方。2-4掌握水准测量成果的整理点号路线长/m实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注1２３４５６７８∑辅助计算水准测量成果计算表fh=∑h测一、计算两水准点间测段的高差和路线长2-4掌握水准测量成果的整理1.闭合水准路线的高差闭合差计算公式为：fh

=+0.768+0.517+（-0.822）+（-0.438）=+0.025m=+25mm闭合水准测量的高差闭合差等于各测段高差代数和。2-4掌握水准测量成果的整理2.高差闭合差容许值计算公式：平地：山地：Ｌ总—总路线长，单位是kmn总—总测站数本案例总路线长＝186.7+171.5+140.6+114.2=613.0m=0.613kmfh=+25mm2-4掌握水准测量成果的整理点号路线长/m实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注1２３４５６７８∑辅助计算水准测量成果计算表fh=∑h测二、计算高差闭合差和高差闭合差容许值2-4掌握水准测量成果的整理强调：

若高差闭合差不大于高差闭合差许值，则观测精度符合要求，可继续往下计算，否则需重测！2-4掌握水准测量成果的整理

三、高差闭合差的调整（即改正数）=－4mm2-4掌握水准测量成果的整理点号路线长/m实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注1２３４５６７８∑辅助计算水准测量成果计算表fh=∑h测三、高差闭合差的调整（即改正数）注意：各测段高差改正数的总和，应与闭合差绝对值相等且符号相反！fh=∑h测

=+25mm|∑v|=|fh|2-4掌握水准测量成果的整理

四、计算各测段改正后高差=（实测高差+改正数）2-4掌握水准测量成果的整理点号路线长/m实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注1２３４５６７８－８－７－６－４∑613.0+0.025－25

辅助计算水准测量成果计算表fh=∑h测四、计算各测段改正后高差=（实测高差+改正数）2-4掌握水准测量成果的整理五、推算待求水准点的高程1.利用高程推算公式：HＢ＝HA+hAＢ

前点高程＝后点高程+前后点改正后的高差

HB=HA+hAB=78.200+0.760=78.960m

HC=HB+hAB=78.960+0.510=79.470m

HD=HC+hCD=79.470+(-0.828)=78.642m

HA推=HD+hDA=78.642+(-0.442)=78.200m2-4掌握水准测量成果的整理点号路线长/m实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注1２３４５６７８∑613.0+0.025

0辅助计算水准测量成果计算表fh=∑h测五、推算待求水准点的高程2-4掌握水准测量成果的整理

注意：

最后推算HA推＝

HA已知，说明计算正确，否则计算有错，需重新计算。2-4掌握水准测量成果的整理

水准测量内业计算步骤

步骤一：计算两水准点间高差和路线长；步骤二：计算高差闭合差和高差闭合差容许值；步骤三：高差闭合差的调整（即计算改正数）；步骤四：计算各测段改正后高差；

步骤五：推算待求水准点的高程。2-4掌握水准测量成果的整理项目2水准测量任务2-5掌握三、四等水准测量的基本方法黑红面水准尺读数方法2-5掌握三、四等水准测量的基本方法黑面红面3米双面尺2-5掌握三、四等水准测量的基本方法黑红面尺必须是两把尺配套使用！两把尺的特征：1.黑面的起点相同，均是从0.000m开始，均为3m长。

黑面2-5掌握三、四等水准测量的基本方法

红面：一把尺起点是：4687

另一把起点是：478746874787两尺需配套使用相差100mm，即0.1m2-5掌握三、四等水准测量的基本方法认识双面尺：

黑面是黑白格间隔，

红面是红白格间隔，

每一格均为1cm，即10mm

尺上标注的是米、分米值2-5掌握三、四等水准测量的基本方法双面尺读数规则：

读取4位数，即米、分米、厘米、毫米位数值。如：

1350

mdmcmmm

米分米厘米毫米说明：读数、记录时小数点可不读取和记录！2-5掌握三、四等水准测量的基本方法中丝：1251读数方法：1.把读数分两部分：前两位+后两位

（分、分米）+

（厘米、毫米）2.前两位读数看水准尺上标注数字下丝：1163上丝：13312-5掌握三、四等水准测量的基本方法上丝读数：13

45m

前两位数后两位数读数方法：

3.后两位数看各丝所处的

具体分格位置；

尾数2-5掌握三、四等水准测量的基本方法

特殊位置一：

（1）读数的后两位（厘米与毫米位）数是00的：02000100500049002-5掌握三、四等水准测量的基本方法

特殊位置一：

（1）读数的后两位数是00120011001300100014002-5掌握三、四等水准测量的基本方法

特殊位置二：在正“E”或反“E”的上表面线位置，

读数的后两位数是“50”，如下图：02500150505049502-5掌握三、四等水准测量的基本方法

特殊位置二：

读数的后两位数是“50”125011501350105014502-5掌握三、四等水准测量的基本方法

从4900至5000相差100mm（10cm）红白格相间；每1格均为10mm（即1cm）(黑面同）10cm5000490010mm2-5掌握三、四等水准测量的基本方法特殊位置三：

黑或红格上表面线位置表示后两位数分别为：

10、30、50、70、90即厘米位分别是：1

3

5

7

9（单数）

毫米位为

049904970495049304910上表面线49002-5掌握三、四等水准测量的基本方法特殊位置四：

黑或红格下表面线位置表示后两位数分别为：

00、20、40、60、80即厘米位分别是：02

468（双数）

毫米位为

049004920498049604940下表面线2-5掌握三、四等水准测量的基本方法

4.最后一位数（尾数）是估读的，每一格均按10mm等分进行估读，允许误差1~2mm。

如右图：

上丝读数为：6141

中丝读数为：6080

下丝读数为：6019（上丝+下丝）÷2＝中丝（6141+6019）÷2＝6080，读数正确！2-5掌握三、四等水准测量的基本方法

4.最后一位数（尾数）是估读的，每一格均按10mm等分进行估读，允许误差1~2mm。

如右图：

上丝读数为：1345

中丝读数为：1244

下丝读数为：1145（1345+1145）÷2＝1145，与中丝读数相差1mm，读数正确！2-5掌握三、四等水准测量的基本方法读数小结：1、双面水准尺读数要读取四位数，即读取米、分米、厘米和毫米，最后一位是0也不能省略；2、水准尺从下到上，数值从小到大；

3、把四位数分两部分：前两位和后两位；

4、前两位数（米和分米数值）看水准尺上标注数字；

5、后两位数看各丝所处的具体分格位置，注意特殊位置；

6、最后一位数（尾数）是估读的，允许误差1~2mm。

2-5掌握三、四等水准测量的基本方法项目2水准测量任务2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源水准测量误差的三大来源一、仪器误差二、观测误差三、外界条件的影响误差2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源水准测量误差的三大来源一、仪器误差：

由于仪器制造加工精度的局限性,以及

轴系残余误差等原因造成。2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源一、仪器误差１.仪器制造加工或校正不完善造成的误差误差来源：仪器制造加工不完善，或仪器校正不完善，仍残留i角引起的误差。注意事项：使前后视距相等。2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源一、仪器误差２.水准尺误差

误差来源：水准尺的刻划不均匀、尺长变化、尺面弯曲和尺底零点不准确的误差。注意事项：检验水准尺；使两个水准点间安排成

偶数站。2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源水准测量误差的三大来源二、观测误差：由于测量员判断力和分辨力的限制,经验缺乏等原因造成。2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源二、观测误差1.估读水准尺的误差

误差来源：水准尺厘米分格的宽度,十字丝的粗细,望远镜的放大倍率引起的读数误差。

消除方法：视线不要太长。2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源对比：不同视线长的成像清晰度

视线长81m的成像

不清晰视线长15m的成像

较清晰2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源二、观测误差２.视差产生的误差

误差来源：因水准尺成像和十字丝不清晰，造成

读数误差。

注意事项：重新进行目镜和物镜对光，消除视差2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源二、观测误差２.视差产生的误差

误差来源：因水准尺成像和十字丝不清晰，造成读数误差。

十字丝不清晰2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源二、观测误差３.水准尺倾斜的误差

误差来源：水准尺不竖直产生的读数误差。

注意事项：将尺子竖立直，且尺上读数应≤2.7mb1a水平视线2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源常见水准尺倾斜的情况错误一：单手扶尺错误二：尺子向前倾斜错误三：尺子向后倾斜2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源正确扶立水准尺2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源水准测量误差的三大来源三、外界条件的影响误差：地面土质、地球曲率、大气折光和气象因素如日照温度变化,风力等原因造成。2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源三、外界条件的影响误差1.水准仪升降的误差

误差来源：因土质有弹性或疏松造成仪器上升或下沉而引起的误差。

注意事项：观测过程中不用手扶脚架；用“后前前后”观测程序取平均高差。ΔAB2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源三、外界条件的影响误差２.尺垫升降的误差

误差来源：因土质有弹性或疏松造成尺垫上升或下沉而引起的误差。

注意事项：选择坚固稳定的地方做转点；采用往返观测取平均值，可减弱其影响。Δ2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源大地水准面c3.地球曲率的影响注意事项：使前后视距相等可消除此项影响。

HAHB水平视线与大地水准面平行2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源r大地水准面４.大气折光的影响注意事项：应尽量缩短视线长度，视线离地面的高度大于0.2m

HAHB水平视线大气折光2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源５.日光和风力的影响误差来源：日光照射，使仪器部件受热不匀，使置平、读数产生误差；风力对气泡居中和立尺竖直影响较大。注意事项：当日光照射时，必须撑伞防晒；风力较大时应暂停观测，应选择

合适时间进行观测作业。79161三、外界条件的影响误差2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源小结：水准测量误差三大来源：

１.仪器误差：仪器制造加工或校正不完善造成的

误差、水准尺误差。

２.观测误差：估读水准尺的误差、视差产生的误

差、水准尺倾斜误差

３.外界因素的影响：仪器升降和尺垫升降的误差、

地球曲率和大气折光的影响、日照和风力的影响。

2-6了解水准仪的检验与水准测量误差来源谢谢观看！项目3角度测量任务3-1认识角度测量的原理和测角仪器任务3-2掌握全站仪的使用任务3-3掌握测回法测量水平角的方法任务3-4掌握方向观测法测量水平角的方法任务3-5掌握竖直角测量的方法任务3-6理解角度测量误差的来源项目3角度测量任务3-1认识角度测量的原理和测角仪器全站仪3-1认识角度测量的原理和测角仪器全站仪3-1认识角度测量的原理和测角仪器提把准星物镜竖直制动螺旋竖直微动螺旋水平微动螺旋水平制动螺旋圆水准器仪器中心标志电池SD卡接口SUB接口3-1认识角度测量的原理和测角仪器竖直度盘物镜调焦螺旋目镜调焦螺旋水平度盘管水准器脚螺旋底板键盘显示器3-1认识角度测量的原理和测角仪器圆水准器通过伸缩架腿，使圆水准气泡居中，从而粗略整平仪器。3-1认识角度测量的原理和测角仪器管水准器：通过调节三只脚螺旋的升降，使管水准气泡居中，从而精确整平仪器。3-1认识角度测量的原理和测角仪器竖直制动螺旋水平微动螺旋水平制动螺旋先制动（大螺旋），再微动（小螺旋）竖直微动螺旋3-1认识角度测量的原理和测角仪器先调节竖直制动（大）螺旋作用：控制望远镜上下转动。3-1认识角度测量的原理和测角仪器再调节竖直微动（小）螺旋作用：调整望远镜上下微动，做到上下方向精确瞄准。3-1认识角度测量的原理和测角仪器先调节水平制动（大）螺旋作用：控制望远镜左右转动。3-1认识角度测量的原理和测角仪器再调节水平微动（小）螺旋作用：调整望远镜水平方向微动，做到水平方向精确瞄准。3-1认识角度测量的原理和测角仪器项目3角度测量任务3-2掌握全站仪的使用全站仪的使用包括四个步骤：对中整平瞄准目标读数连接3-2掌握全站仪的使用

首先（逆时针）松动脚腿上的三个螺旋，在脚架打开前，用手抓住架头，并把架头拉伸到操作者的胸部位置，三个脚腿的长度一致，随后（顺时针）锁紧脚螺旋。

一、连接3-2掌握全站仪的使用

然后在测站点上方（可从架头中心往下观看，测站点在正下方），打开三个脚腿成60°~75°（三个脚腿尖至测站点的距离大致相等地），架头大致水平。

一、连接3-2掌握全站仪的使用

打开仪器箱，松动水平和垂直制动螺旋，一手拿住提手，一手托基座底部，平稳取出仪器。

一、连接3-2掌握全站仪的使用

调整全站仪的三只脚螺旋，使其高度适中，可上可下，使仪器上部与下部的底板大致平行。

一、连接3-2掌握全站仪的使用

把仪器轻放到三脚架上，以基座的一个边为轴微微抬起仪器，用中心连接螺旋与基座连接孔相连，并适度紧固。

一、连接3-2掌握全站仪的使用二、对中整平其作用：是使仪器水平，并且使仪器中心与测站点在同一铅垂线上。

对中的目的是使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上。

整平的目的是使仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置。3-2掌握全站仪的使用1.粗略对中的操作方法：

激光对中：先打开仪器激光

3-2掌握全站仪的使用1.粗略对中的操作方法：激光对中：以一个架腿为圆心(不动），双手握住另外两个架腿进行摆动，左右旋转或前后推拉，直到红色激光对准测站点中心（或十字交点）为止，再轻轻竖直放下脚架腿。

3-2掌握全站仪的使用1.粗略对中的操作方法：光学对中器对中：有些仪器没有激光，而是用光学对中器对中，测以一个架腿为圆心（此架腿不动），双手握住另外两个架腿进行摆动，眼睛看着光学对中器，左右旋转或前后推拉架腿，直到测站点进入到黑圈的中心为止。3-2掌握全站仪的使用2.粗略整平：通过伸缩两条脚架腿，将圆水准气泡居中。（注意：调节过程中，三个架腿脚尖不能移动，即激光不能偏移，保持对中；调节完一个脚腿后，注意旋紧螺旋，再调节另一个脚腿，防止仪器倾倒。）二、对中整平3-2掌握全站仪的使用二、对中整平轻轻控制一根架腿伸缩，调整架腿高度，使圆水准气泡中心与小黑圈中心连线，平行于另一根架腿的中心线；再用相同方法伸缩该架腿，调整该架腿的高度，最后使圆水准气泡居中。2.粗略整平：通过伸缩两条脚架腿，将圆水准气泡居中。3-2掌握全站仪的使用整平74190123气泡向后移动居中3.精确整平：用左手大拇指法则（顺升逆降），转动三只脚螺旋，调节水准管气泡居中气泡向右移动居中123逆时针左手右手二、对中整平3-2掌握全站仪的使用气泡向右移动居中气泡向前移动居中顺时针平转仪器90°，单独旋转第三只脚螺旋，使气泡居中（顺升逆降）。水准管与任意一对脚螺旋连线平行，双手拇指对向旋转，使气泡居中3-2掌握全站仪的使用4.精确对中：在完成精确整平后，要检查对中（即激光点与测站点中心是否重合或测站点是否还在黑圈内），如果有偏差，需要重新对中，操作如下：稍微拧松中心螺旋（半圈），在架头上轻微前后或左右平移仪器（不许旋转），精确对中后，拧紧中心螺旋。

二、对中整平5.重复第3步精确整平，和第4步精确对中。直到仪器完成既对中又整平为止。

3-2掌握全站仪的使用1.粗略对中：脚螺旋等高、仪器居中、摆动架腿2.粗略整平：伸缩架腿，不动脚螺旋（圆水准气泡居中）3.精确整平：左手法则，先二后一，对称旋转（管水准气泡居中）4.精确对中：平移基座5.重复3、4两步，实现既整平又对中。对中整平五步法要点：3-2掌握全站仪的使用

对中和整平，一般都需要经过几次“整平→对中→整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。3-2掌握全站仪的使用项目3角度测量任务3-3掌握测回法测量水平角的方法

测回法适用于观测两个方向之间的单角，是水平角观测的基本方法。AB

βO测回法3-3掌握测回法测量水平角的方法

确定左目标和右目标：对于水平角β，A点为左侧目标，B点为右侧目标。

A左侧目标B右侧目标

βO

3-3掌握测回法测量水平角的方法

对于水平角β1：A点为右侧目标，B点为左侧目标。

A右侧目标B左侧目标

O

β13-3掌握测回法测量水平角的方法BCA三角形ABC的三个内角，各内角的左目标和右目标：∠A的左目标是：B∠A的右目标是：C∠B的左目标是：C∠B的右目标是：A∠C的左目标是：A∠C的右目标是：B3-3掌握测回法测量水平角的方法1.盘左：观测时，竖直度盘位于观测者的左侧（又称正镜）认识盘左和盘右：3-3掌握测回法测量水平角的方法2.盘右：观测时，竖直度盘位于观测者的右侧（又称倒镜）竖直度盘认识盘左和盘右：3-3掌握测回法测量水平角的方法测回法的观测方法：设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β。ABO（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。3-3掌握测回法测量水平角的方法ABO

（2）盘左位置瞄准左目标A，读取水平度盘读数aL=瞄准右目标B，读取水平度盘读数bL=盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）βL

为：上半测回3-3掌握测回法测量水平角的方法注意：在表格中记录数据时，在°′″之间需要加空格间隔开！测站竖盘位置

目标

水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130

B982048。981918第一测回测回法观测手簿3-3掌握测回法测量水平角的方法ABO（3）盘右位置瞄准右目标B，读取水平度盘读数bR。瞄准左目标A，读取水平度盘读数aR。下半测回盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）βR为：*3-3掌握测回法测量水平角的方法测回法观测手簿测站竖盘位置

目标

水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130

B982048981918右B2782112A1800142

981930981924第一测回OABb3-3掌握测回法测量水平角的方法以上的观测为一测回！用相同的方法观测第二测回。

为了减弱度盘分划误差的影响，各测回在盘左位置观测起始方向时，需要起始方向安置水平度盘读数。安置起始方向水平度盘读数的办法：

根据测回数n，以180˚/n的差值，进行水平度盘读数的安置。3-3掌握测回法测量水平角的方法测站竖盘位置

目标

水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130

B982048。981918右B2782112A1800142

981930981924第一测回O第二测回左A900106B1882036右BA82036

2700054981930981942981936981930OABb测回法观测手簿3-3掌握测回法测量水平角的方法在本例中：注意：

在计算一测回角值或各测回平均角值时，只需取到秒位。平均数如出现小数时，按“奇进偶不进”的原则处理。

如：55/2=27.5和57/2=28.5，前者小数点前为奇数，后者为偶数，所以平均值均应取28。3-3掌握测回法测量水平角的方法测回法观测水平角的步骤：盘左：左侧目标（置零或置角）右侧目标盘右：右侧目标左侧目标BCAb例:观测右图中的b角，其观测步骤是：盘左:C

A盘右：A

C3-3掌握测回法测量水平角的方法

1.上、下两半测回角值之差不大于±25″，认为观测合格（J6），则取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值β。即测回法观测精度要求：否则：应重测！

2.对DJ6全站仪，各测回角值互差如果不超过±25″，取各测回角值的平均值作为最后角值。

3.对同一目标，盘左盘右理论上相差±180°00′00″，允许误差±30″。3-3掌握测回法测量水平角的方法

读数和记录时时，分和秒必需取两位数如：

36°06′08″不能记为：

36°6′8″0°00′00″不能记为：

0°0′0″

注意一3-3掌握测回法测量水平角的方法

由于水平度盘是顺时针刻划注记的，所以计算水平角时，无论盘左盘右观测，总是：

水平角=右目标的读数－左目标的读数注意二3-3掌握测回法测量水平角的方法

如果不够减，则应在右目标的读数上加上360˚，再减去左目标的读数，决不可以倒过来减！使得水平角始终在0˚～360˚范围。例：36°20′30″－

166°12′14″＝（36°20′30″+360°）

－

166°12′14″＝

396°20′30″－166°10′14″＝230°08′16″注意三3-3掌握测回法测量水平角的方法小结：1.测回法操作步骤：

安置仪器盘左（左A-右B）盘右（右B-左A）2.水平角β＝右侧目标的读数