工程测量教学课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,基础知识,本章内容简介和教学目标,1.1,建筑工程测量的任务,1.2,地面点位的确定及其表示方法,1.3,测量的基本工作及基本原则,1,基础知识,本章内容简介：,建筑工程测量的任务,确定地面点的平面位置很表示地面点的方法,高程和高差的计算,测量的三项基本工作,测量的基本原则,本章教学目标：,了解建筑工程测量的主要内容,掌握地面点的表示方法,熟悉测量中的坐标系统与高程系统,1,基础知识,1.1,建筑工程测量的任务,1.1.1,测量的主要内容,测量的主要内容是,:,测定和测设,(1),测定 用测量仪器和工具,对地球表面的点进行测量、计算,获取一系列测量数据,并根据获取的数据缩绘成地形图,为工程规划、设计提供依据,.,(2),测设,(,又叫放样,),将地形图上规划好的建筑物的相关位置,通过测量标定到地面上,指导施工,.,1.1.2,建筑工程测量的任务,(1),地形测量,(2),施工测量,(3),变形测量,1,基础知识,1.2,地面点位的确定及其表示方法,点的位置用坐标,(x,y),和高程,(H),表示,1.2.1,坐标系统,常用的坐标系统包括,:,地理坐标系、高斯平面直角坐标系和独立平面直角坐标系,.,(1),地理坐标系,地理坐标系用经度,(),和纬度,(),来表示,.,首子午线以东为东经,以西为西经,;,取值范围,:0,180,赤道以北为北纬,以南为南纬,.,取值范围,:0,90,1,基础知识,1.2,地面点位的确定及其表示方法,地理坐标系 高斯平面直角坐标系,(2),高斯平面直角坐标系,高斯平面直角坐标系用平面直角坐标,X,Y,表示,.,为减少地球曲率的影响,将地球表面分成若干带,展开后投影到平面上,每一带为一个独立坐标系,投影后的中央子午线及赤道分别为,X,轴和,Y,轴,.,1,基础知识,1.2,地面点位的确定及其表示方法,(3),独立平面直角坐标系,独立平面直角坐标系用坐标,X,Y,表示,坐标轴与象限,坐标轴的方向,:,以北为,X,轴的正向,以东为,Y,轴的正向,坐标原点,:,选在测区的西南角,坐标象限,:,按顺时针方向编号,坐标,(X,Y),与坐标增量,(X,Y),坐标与象限,如图所示,:A,点坐标为,(X,A,Y,A,),B,点坐标为,(X,B,Y,B,),1,基础知识,1.2,地面点位的确定及其表示方法,则,A,点到,B,点的坐标增量,:,X,AB,X,B,X,A,Y,AB,Y,B,Y,A,1.2.2,高程系统,(1),高程,从高程起算面开始,沿着铅垂线的方向到地面点的距离为高程,.,(2),高程起算面与高程的分类,高程起算面的分类,高程起算面分为,:,大地水准面和假定水准面,高程的分类,高程分为,:,绝对高程,(,简称高程,),和相对高程,1,基础知识,1.2,地面点位的确定及其表示方法,(3),高程与高差,H,A,为,A,点的绝对高程,H,A,为,A,点的相对高程,H,B,为,B,点的绝对高程,H,B,为,B,点的相对高程,h,AB,为,A,点到,B,点的高差,高差具有方向性,高程与高差,即：,h,AB,h,BA,h,AB,H,B,H,A,高差为,“,”,表示上升 高差为,“,”,表示下降,1,基础知识,1.3,测量的基本工作及基本原则,1.3.1,测量的,3,项基本工作,测量的,3,项基本工作：测角度、测距离和测高差,1.3.2,测量的基本原则,测量的基本原则：,（,1,）布局上：从整体到局部,（,2,）次序上：先控制后碎部,（,3,）精度上：由高级到低级,（,4,）步步有校核，校核合格后方可进入下一步工作,2,常用测量仪器,本章内容简介和教学目标,2.1,水准仪及其使用,2.2,经纬仪及其使用,2.3,全站仪及其使用,2,常用测量仪器,本章内容简介：,DS,3,微倾式水准仪的构造、使用及其检验和校正,DJ,6,微倾式经纬仪的构造、使用及其检验和校正,全站仪的构造、功能、使用及其保养,本章教学目标：,了解水准仪、经纬仪的构造、检验和校正,掌握水准仪和经纬仪的使用,了解全站仪的构造、功能,掌握全站仪的使用,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,水准仪的主要用途是：测高差,2.1.1 DS,3,微倾式水准仪的构造,DS,3,微倾式水准仪的构造,如图所示，,DS,3,微倾式水准仪由望远镜、水准器、基座和附件组成,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.1 DS,3,微倾式水准仪的构造,（,1,）望远镜,望远镜的用途：瞄准水准尺并读数,望远镜的组成：物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、物镜和目镜对光螺旋,物镜、目镜的作用：使目标成像位于十字丝分划板上并一起放大,十字丝分划板的作用：瞄准目标并读数,调焦透镜与物镜对光螺旋的作用：使目标清晰,目镜对光螺旋的作用：使十字丝清晰,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.1 DS,3,微倾式水准仪的构造,视差：眼睛在目镜处微微移动而读数发生变化的现象。,消除视差的方法：反复调节物镜、目镜对光螺旋，使目标影像落在十字丝分划板上,（,2,）水准器,水准器分为：管水准器和圆水准器,圆水准器气泡居中表示视线粗平,管水准器气泡居中表示视线精平,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.1 DS,3,微倾式水准仪的构造,（,3,）基座,基座呈三角形，由基座、角螺旋（,3,个）和连接板组成。,基座的作用：支承仪器的上部并与脚架连接,（,4,）附件,制动螺旋、微动螺旋的作用：使望远镜在水平方向制动和微动。,微倾螺旋的作用：使望远镜在竖直面内微倾。,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.1 DS,3,微倾式水准仪的构造,（,5,）水准尺和尺垫,水准尺和尺垫与水准仪配套使用。,水准尺：双面尺或单面尺,双面尺：整尺长,3m,，红、黑双面注记。,黑面是主面，尺底从零起算；红面是辅面，尺底分别以,4687mm,（,A,尺）和,4787mm,（,B,尺）起算。,等级测量时：,A,尺和,B,尺配套使用。,尺垫：由三角形或圆形铸铁制成，下端有,3,个支脚，顶面为半球状。,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.2,水准仪的使用,安置步骤：安置仪器 瞄准 精平 读数,（,1,）安置仪器,选择安置点，打开脚架使高度适中，架头大致水平，拧紧伸缩固定螺旋，打开仪器箱取出仪器，连接在架头上，拧紧连接螺旋，使圆水准器气泡居中。,（,2,）瞄准,瞄准步骤：目镜对光 粗瞄 物镜对光 精瞄 消除视差,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.2,水准仪的使用,（,3,）精平,调微倾螺旋，使水准管半像吻合，此时视线即达精平,（,4,）读数,读,4,位数，即,m,，,dm,，,cm,，,mm,精平后读数，,mm,位估读,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.3 DS,3,微倾式水准仪的检验和校正,水准仪的主要轴线及应满足的条件,圆水准器轴,L,L,竖轴（次要条件）,十字丝横丝竖轴,VV,（次要条件）,水准管轴,LL,视准轴,CC,（主要条件）,观看动画,水准仪轴线间关系。,水准仪的几何轴线,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.3 DS,3,微倾式水准仪的检验和校正,（,1,）圆水准器的检校,检验,使圆水准器气泡居中，然后在仪器水平方向旋转,180,，若气泡仍居中，则满足要求，否则应校正。,校正,用校正针拨圆水准器的校正螺旋，使气泡退回偏离值的一半。,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.3 DS,3,微倾式水准仪的检验和校正,（,2,）十字丝分划板的检校,检验,整平仪器，用十字丝中横丝的交点对准一点状目标，拧紧制动螺旋，转动微倾螺旋，若点状目标始终在中横丝上移动，则满足要求，否则，需校正。,校正,松开十字丝分划板固定螺丝，转动十字丝环，使中横丝末端与点状目标重合，再旋紧固定螺丝。,（,3,）水准管的检校,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.3 DS,3,微倾式水准仪的检验和校正,检验,在较平坦的地段选相距,80m,左右的,A,、,B,两点，在中间安置仪器，测,A,、,B,两点间的高差,h,AB,a,1,b,1,（此时消除了,i,角的误差），至少测两次高差，高差之差不大于,3mm,时取平均值即为正确高差。,将仪器搬至,A,点（或,B,点）近旁（距水准尺,3m,左右），再测,A,点到,B,点的高差：,h,AB,a,2,b,2,a,近,b,远,若,h,AB,等于正确高差,说明水准管轴与视准轴平行,此时满足要求,;,若,h,AB,不等于正确高差,相差超过,5mm,则需要校正。,2,常用测量仪器,2.1,水准仪及其使用,2.1.3 DS,3,微倾式水准仪的检验和校正,校正,.,根据公式算出远尺的正确读数,h,AB,a,近,b,远,式中,:h,AB,为用仪器安置在中间时的平均高差,h,AB,代替；,a,近,为近尺的正确读数。,远尺的正确读数为,:,b,远,(,正确,),a,近,h,AB,.,调节微倾螺旋,使远尺读数,b,远,变为远尺的正确读数,b,远,(,正确,),。,.,用校正针拨水准管的校正螺旋，使管水准气泡居中，则水准管轴水平。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,经纬仪的主要用途：测角,2.2.1 DJ,6,型光学经纬仪的构造,如图所示，,DJ,6,型光学,经纬仪由照准部、水平,度盘、基座组成。,DJ,6,型光学经纬仪的构造,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.1 DJ,6,型光学经纬仪的构造,（,1,）照准部,照准部包括：望远镜、竖直度盘、照准部水准管和读数装置。,望远镜的作用：瞄准目标。,竖直度盘的作用：测天顶距和竖直角。,照准部水准管的作用：精确整平仪器。,读数显微镜的作用：读取水平度盘和竖直度盘的读数。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.1 DJ,6,型光学经纬仪的构造,（,2,）水平度盘,水平度盘的作用：度量水平角。,水平度盘有,0,360,的刻划线。,（,3,）基座,基座的组成：轴座、脚螺旋和三角形底板。,基座的作用：支承仪器的上部。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.2 DJ,6,型光学经纬仪的使用,安置步骤：安置仪器 瞄准目标 读数,（,1,）安置仪器 对中、整平,目的,对中的目的：是水平度盘的中心与测站点位于同,一铅垂线上。,整平的目的：使水平度盘水平。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.2 DJ,6,型光学经纬仪的使用,标准,对中的标准：,光学对中仪器：光学对中器分划板中心与地面点位中心重合。,垂球对中仪器：垂球尖与地面点位于同一铅垂线上。,整平的标准：仪器旋转到任意位置时，照准部水准管气泡均居中。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.2 DJ,6,型光学经纬仪的使用,光学经纬仪的安置,操作步骤：,脚架安置在测站点，架头大致水平目估对中，装仪器。,调节对中器调焦螺旋，使分划板和测站点清晰。,移动脚架，大致对中，踩紧,3,个脚架。,调节脚螺旋，进一步对中。,伸缩脚架，使圆水准器气泡对中。,转动脚螺旋，使照准部水准管气泡居中。,松仪器连接螺旋，平移仪器，再次对中。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.2 DJ,6,型光学经纬仪的使用,（,2,）瞄目标,测水平角，用竖丝瞄目标,测天顶距和竖直角，用中横丝瞄目标,瞄准步骤：,用望远镜粗瞄器粗瞄目标。,调节目镜对光螺旋使十字丝清晰。,调节物镜对光螺旋使目标清晰。,调节微动螺旋精瞄目标。,反复调节物镜和目镜对光螺旋，消除视差。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.2 DJ,6,型光学经纬仪的使用,（,3,）读数,读数时，打开反光镜并调节读数显微镜使读数窗清晰。,竖直度盘读数时，应调节竖直度盘指标水准管微动螺旋，使竖直度盘指标水准管气泡居中后再读数。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,经纬仪的主要轴线及应满足的条件：,水准管轴竖轴,视准轴横轴,横丝竖丝,十字丝的竖丝横丝,观看动画,经纬仪轴线间的关系。,经纬仪主要轴线,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,（,1,）照准部水准管竖轴,检验,步骤：,使圆水准管气泡居中。,使水准管气泡居中。,仪器水平方向转,180,，若气泡仍居中，则满足要求，否则需要校正。,校正,用校正针拨水准管一端的校正螺旋，使气泡退回一半。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,（,2,）十字丝的竖丝横轴,检验,整平仪器,用十字丝交点瞄准一点状目标,P,调节竖直度盘微动螺旋，若,P,点始终在竖丝上移动，则满足要求，否则需校正。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,校正,松十字丝环的固定螺旋,旋正十字丝环,上紧固定螺旋,（,3,）视准轴横轴,检验,视准轴的检验和校正,在平坦地面上，选择相距约,100m,的,A,、,B,两点。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,在、连线的中间,O,点安置仪器,在,A,点竖立一标志,在,B,点横置一根有毫米分划的小尺,使之垂直于,AB,与仪器大致同高。,整平仪器，盘左瞄,A,点，倒镜，在横尺上得读数,B,1,，盘右瞄,A,点，再倒镜，在横尺上得读数,B,2,，若,B,1,与,B,2,重合，则满足要求，否则需要校正。,校正,量取,B,1,B,2,的四分之一得,B,3,。,在盘右，用校正针拨十字丝分划板校正螺丝，使十字丝交点由,点移动到,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,（）横轴竖轴,检验,在距墙,20m,处安置经纬仪。,盘右：瞄墙高处,P,点（仰角约,30,），固定照准部，放平望远镜，在墙上标出,P,1,。,盘右：瞄,P,点，固定照准部，放平望远镜，在墙上标出,P,2,。,若点,P,1,与点,P,2,重合，满足要求，否则需要校正。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,校正,由专业人员进行。,（,5,）指标差的检校,检验,整平仪器，盘左、盘右瞄统一目标，指标水准管气泡居中，盘左时读竖直度盘读数,L,，盘右时读竖直度盘读数,R,。,计算指标差：,X,（,L,R,360,）,2,若指标差超限，需要校正。,2,常用测量仪器,2.2,经纬仪及其使用,2.2.3 DJ,6,型光学经纬仪的检校,校正,计算出正确的盘右竖直度盘的读数：,R,正确,R,X,盘右：瞄准原位置不变，调节指标水准管微动螺旋，使盘右读数为,R,正确,。,用校正针拨指标水准管校正螺丝，使气泡居中。,2,常用测量仪器,2.3,全站仪及其使用,全站仪是一种集电子测角、电子测距于一体的仪器。,2.3.1,全站仪的构造,全站仪由光电测距仪、电子经纬仪和微处理器组成,2.3.2,全站仪的功能,全站仪的功能：角度测量、距离测量、坐标测量、对边测量、悬高测量、数据采集、内存文件管理、数据通讯,观看录像,认识全站仪。,观看录像,认识,GPS,接收机。,3,角度测量,本章内容简介和教学目标,3.1,角度测量原理,3.2,角度观测,3.3,角度测量的主要误差,3,角度测量,本章内容简介：,角度测量原理,角度观测,角度测量的主要误差来源及消减方法,本章教学目标：,理解水平角与天顶距的概念,掌握水平角及天顶距的观测与计算,熟悉角度测量的误差来源及消减方法,3,角度测量,3.1,角度测量原理,测角仪器有经纬仪（光学经纬仪、电子经纬仪）和全站仪,3.1.1,角度的概念,（,1,）水平角（,）,地面上一点至两,个目标的方向线,在水平面上的投,影，称为水平角。,水平角测量,3,角度测量,3.1,角度测量原理,3.1.1,角度的概念,（,2,）竖直角和天顶距,竖直角（,）,在同一竖直面内，视线与水平线的夹角称为竖直角。,天顶距与竖直角,3,角度测量,3.1,角度测量原理,3.1.1,角度的概念,仰角为正（,0,90,）,仰角为负（,0,90,）,天顶距（,Z,）,在同一竖直面内，视线与铅垂线天顶方向间的夹角。,天顶距的取值范围：（,0,180,）,竖直角与天顶距的关系,Z,90,天顶距不存在负值。,3,角度测量,3.1,角度测量原理,3.1.2,角度测量原理,(1),水平角测量原理,为测水平角,安置一水平度盘,使度盘中心,O,与角顶点,O,位于同一铅垂线上,.,若水平度盘的读数分别为,a,、,b,则,OA,与,OB,之间的水平角,为,:,b,a,式中,:a,为夹角右边的读数；,b,为夹角左边的读数。,3,角度测量,3.1,角度测量原理,3.1.2,角度测量原理,(2),竖直角和天顶距测量原理,为测竖直角和天顶距,安置一竖直度盘,通过竖直度盘中心的铅垂线来指示读数,测得天顶距,Z,由,Z,90,计算竖直角,。,3,角度测量,3.2,角度观测,3.2.1,水平角观测,(1),水平角观测方法,测回法：适于测,2,个方向间的水平夹角。,方向观测法：适于测,2,个以上方向间的水平夹角。,(2),测回法测水平角,如图所示,:,在测站点安置经纬仪,(,对中、整平,),。,盘左,:,瞄左目标,置数,a,顺时针转动照准部,瞄右目标,读数,b,则盘左时的角值,盘左,b,a,。,3,角度测量,3.2,角度观测,3.2.1,水平角观测,盘右,:,瞄右目标,读数,c,逆时针转动照准部,瞄左目标,读数,d,则盘右时的角值,盘右,c,d,盘左、盘右分别为上、下半测回。,上、下半测回构成一个测回。,则一测回角值,1,：,1,（,盘左,盘右,）,2,观看动画,测回法测水平角。,观看录像,用经纬仪测水平角的操作过程。,3,角度测量,3.2,角度观测,3.2.2,天顶距观测,（,1,）观测天顶距,在测站点安置仪器（对中、整平）。,盘左：用十字丝中丝截取目标，调节竖直度盘指标水准管微动螺旋，使竖直度盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数,L,。,盘右：操作同盘左，读取竖盘读数,R,。,观看动画,测天顶距。,3,角度测量,3.2,角度观测,3.2.2,天顶距观测,（,2,）计算天顶距,天顶距：,Z,L,x,指标差：,x,（,L,R,360,0000,）,2,竖直角：,90,Z,观看录像,用经纬仪测天顶距的操作过程。,3,角度测量,3.3,角度测量的主要误差,3.3.1,水平角测量的误差,（,1,）仪器误差,主要来源：仪器检校不完善的残留误差；,制造加工不完善引起的制造误差。,消减方法：正倒镜观测多个测回，去平均值。,（,2,）操作仪器,主要来源：对中误差、整平误差、瞄准误差和读数误差。,消减方法：严格对中、认真整平。,3,角度测量,3.3,角度测量的主要误差,3.3.1,水平角测量的误差,（,3,）外界环境的影响,主要来源：地面不坚实；,刮风使仪器不稳定；,气温变化引起仪器主要轴线关系的变动；,光线强弱对照准和读数的影响等。,削减方法：选择合适的观测点架设仪器；,选择合适的观测时段和气象条件；,撑伞保护等。,3,角度测量,3.3,角度测量的主要误差,3.3.2,天顶距测量的误差,（,1,）仪器误差,主要来源：竖盘分划、误差指标差和竖盘偏心差。,消减方法：竖盘分划误差无法消除,本身很小可,忽略不计；,指标差用正倒镜观测消除；,竖盘偏心差采用对向观测,(,往、返观,测,),且标高等于仪高进行消除。,3,角度测量,3.3,角度测量的主要误差,3.3.2,天顶距测量的误差,(2),操作误差,主要误差,:,指标水准管气泡居中误差；,瞄准误差；,读数误差。,消减方法,:,指标水准管气泡严格居中；,瞄目标时,用十字丝的横丝精确瞄准,目标的某一位置。,仔细对光消除误差。,4,距离测量,本章内容简介和教学目标,4.1,钢尺量距,4.2,经纬仪视距,4.3,测距仪和全站仪测距,4.4,直线定向,4.5,坐标正、反算,4,距离测量,本章内容简介：,钢尺量距,经纬仪测距,测距仪、全站仪测距,直线定向,坐标正反算,本章教学目标：,掌握测量距离的常用方法,(,量距、视距、测距,),掌握直线定向的概念,掌握方位角的概念及其推算,正确进行坐标正反算,4,距离测量,4.1,钢尺量距,4.1.1,量距工具,钢尺、测钎、标杆、垂球、温度计和弹簧秤,4.1.2,一般量距,(1),钢尺量距的分类,按精度不同钢尺量距可分为,:,一般量距和精密量距,一般量距用目估定线,观看录像,观看直线定线的过程。,精密量距用经纬仪定线,(2),量距方法,量距的方法,:,平地丈量距离和倾斜地面丈量,4,距离测量,4.1,钢尺量距,4.1.3,精密量距,经纬仪定向,步骤,:,(1),在端点处架经纬仪瞄准另一端点。,(2),用钢尺量距进行概量,在视线上依次定出比钢尺略小的尺段,并打下木桩。,(3),利用经纬仪定线,依次在各桩面上划一条线,使其一所测方向重合,并在其垂直方向上划,“,十,”,做丈量标志。,4,距离测量,4.1,钢尺量距,4.1.4,量距误差,量距误差的主要种类,:,定线误差；,尺长误差；,温度误差；,拉力误差；,钢尺倾斜误差；,读数误差。,4,距离测量,4.2,经纬仪视距,4.2.1,视距测量原理及计算公式,(1),视线水平时的测量,(,水准仪,),在平坦地面,在,A,点安置水准仪,在,B,点立水准尺,读取上丝读数,b,下丝读数,a,则水平距离,:,D,Kl,式中,:,K,为视距乘常数,(,取,100),l,为上、下丝的间隔,l,a,b(m),视线水平时的视距测量,4,距离测量,4.2,经纬仪视距,4.2.1,视距测量原理及计算公式,(2),视线倾斜时的测量,地面起伏较大时,在,A,点安置仪器,在,B,点立,水准尺,瞄水准尺读,上、中、下三丝读数,分别为,a,、,b,、,v,盘左,视线水平时的视距测量,竖盘读数为,L,盘右竖盘读数为,R,则,:,水平距离,:D,Klsin,2,Z,4,距离测量,4.2,经纬仪视距,4.2.1,视距测量原理及计算公式,点,A,到点,B,的高差,:,h,AB,D,tanZ,i,v,式中,:,K,为视距乘常数,(,取,100),；,l,为上、下丝的间隔,l,a,b(m),；,Z,为天顶距,Z,L,x,；,x,为指标差：,x,（,L,R,360,0000,）,2,4,距离测量,4.3,测距仪和全站仪测距,4.3.1,测距原理,利用光速的光波,在,A,点安置测距仪,B,点安置反光镜,则,A,、,B,两点间的距离,:,光电测距,D,Ct,2,式中,:C,为光波的传递速度；,t,为测距仪从发出到接收载波信号的时间。,4,距离测量,4.3,测距仪和全站仪测距,4.3.2,测距仪和全站仪,测距仪和全站仪是用电磁波测距的仪器,4.3.3,测距仪的基本操作,测距仪的基本操作,:,(1),安置仪器,(2),安置反光镜,(3),测距步骤,4,距离测量,4.4,直线定向,4.4.1,标准方向,标准方向的分类,:,真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向。,4.4.2,方位角与象限角,(1),方位角,过直线起点的标准方,向线北端起,顺时针,两到该直线的水平,夹角。,方位角,4,距离测量,4.4,直线定向,4.4.2,方位角与象限角,（,2,）方位角的特性,方向性：直线,AB,与,BA,方向相反。把,AB,与,BA,称为正反坐标方位角。,方位角的变化范围：,0,360,。,（,3,）方位角的分类,真方位角、磁方位角和坐标方位角,4,距离测量,4.4,直线定向,4.4.2,方位角与象限角,（,4,）象限角,象限角（,R,）：某直线与坐标纵轴所夹的锐角。,象限角的取值范围：,0,90,。,象限角,4,距离测量,4.4,直线定向,4.4.2,方位角与象限角,（,5,）方位角与象限角的关系,方位角与象限角的关系：,象限：,01,R,01,、,象限：,02,180,R,02,象限：,03,180,R,03,象限：,04,360,R,04,4,距离测量,4.4,直线定向,4.4.3,方位角的推算,（,1,）左角和右角,前进方向左边的角称为左角,(,左,),。,前进方向右边的角称为右角,(,右,),。,左角、右角,4,距离测量,4.4,直线定向,4.4.3,方位角的推算,(2),方位角推算,某边的方位角,用相邻已知边的方位角按左角和右角公式来计算。,左角公式：,BC,AB,180,左,右角公式：,BC,AB,180,右,计算结果则小于,0,，则加,360,；若大于,360,，则减,360,。,4,距离测量,4.5,坐标正、反算,4.5.1,坐标正算,由,D,AB,，,AB,推算（,X,AB,，,Y,AB,）推算,B,（,X,B,，,Y,B,）,A,（,X,A,，,Y,A,）,坐标正算、反算,4,距离测量,4.5,坐标正、反算,4.5.1,坐标正算,A,点到,B,点的坐标增量：,X,AB,D,AB,cos,AB,Y,AB,D,AB,sin,AB,B,点的坐标：,X,B,X,A,X,AB,Y,B,Y,A,Y,AB,4,距离测量,4.5,坐标正、反算,4.5.2,坐标反算,由,A,（,X,A,，,Y,A,）推算（,X,AB,，,Y,AB,）推算,D,AB,，,AB,B,（,X,B,，,Y,B,）,坐标增量：,X,AB,X,B,X,A,Y,AB,Y,B,Y,A,边长：,D,AB,X,2,AB,Y,2,AB,象限角：,R,arctanY,AB,X,AB,根据坐标增量判断所在象限，将象限角转化方位角。,5,高程测量,本章内容简介和教学目标,5.1,水准测量,5.2,三角高程测量,5,高程测量,本章内容简介：,水准测量,三角高程测量,本章教学目标：,理解水准仪及三角高程测量的原理,掌握水准测量及三角高程测量外业观测与内业计算,认清水准测量、三角高程测量中的误差来源与消减方法,5,高程测量,5.1,水准测量,水准测量使用的仪器和工具有：水准仪、水准尺和尺垫,5.1.1,水准测量原理,（,1,）一测站的高差及检核,一测站的高差,求点,A,到点,B,的高差,h,AB,水准测量原理,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.1,水准测量原理,步骤：,在、点安置水准尺；,在、点中间安置水准仪；,在水准尺上读后视读数为,a,，前视读数为,b,；,计算点,A,到点,B,的高差：,h,AB,a,b,观看录像,普通水准仪测高差的过程。,推算高程的方法,高差法：,h,视线高法：,（,a,）,b,观看录像,自动安平水准仪测未知点的高程。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.1,水准测量原理,测站校核,双仪高法：在测站上，安置两次仪器，测两次高差，若两高差吻合，则该测站成果正确。否则，重测,双面尺法：在测站上，安置一次仪器，分别读水准尺的黑、红两面，算出黑、红两面对应的高差，若高差之差没有超过允许误差，则该测站成果正确。否则，重测,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.1,水准测量原理,（,2,）一测段的高差和校核,一测段的高差,安置一次仪器不能测出,A,、,B,两点的高差，要设若干站连续进行观测，求出个测站高差，从而求出一测段的高差（,h,AB,）,h,AB,h,1,站,h,2,站,h,3,站,h,4,站,h,n,站,测段校核,一个测段，高差是否正确，单从该测段观测资料不能判断。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,普通水准测量的工作内容：选定测量线路、埋设水准点标志、观测高差、精度评定和推算高程。,（,1,）水准测量的布设形式,附合水准路线 闭合水准路线 支水准路线,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,（,2,）水准测量观测、记录和计算,观测与记录（以附合水准路线为例）,水准测量,在,A,点立尺（后视尺），在转点,1,立尺，在,A,点与,1,点安置水准仪,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,第一站：,后视,A,点 精平 黑面中横丝数据记入手薄。,前视,TP,1,精平 黑面中横丝数据记入手薄。,第一站结束后，,TP,1,点尺不动，仪器搬至下一站，依次测点。,计算各站高差，从而计算测段高差。,高差计算校核,计算,h ,计算,a,、,b,若,h,a,b,，则计算无误，否则应重算。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,(3),水准测量成果计算,计算目的：判断观测精度,推算未知点的坐标。,判断观测精度是否合格：,计算高差闭合差允许值,按下式计算,平地,:f,h,允,40L,山地,:f,h,允,12n,式中,L,水准路线的总长度,(km),；,n,水准路线的测站数。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,计算高差闭和差，计算式为：,附和水准路线高差闭合差：,f,h,h,（,H,终,H,始,）,闭和水准路线高差闭合差：,f,h,h,0,支水准路线高差闭合差：,f,h,h,往,h,返,0,高差闭合差,f,h,自带符号，计算时要特别注意。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,高差闭合差的分配,计算高差改正数,分配原则。山区：反号按站数成正比；,平地：反号按路线长成正比。,则高差改正数：,山区：,v,i,f,h,n,i,n,或平地：,v,i,f,h,i,式中：,f,h,为 高差闭合差（整个水准路线）；,n,i,为测站数；,n,为总的测站数；,i,为路线长（,km,）；为路线总长（,km,）。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,计算改正后的高差,hi,改,h,i,改,h,i,测,v,i,支水准路线：不需要计算高差改正数直接计算测段改正后的高差,即：,h,i,改,（,h,往,h,返,）,式中：,h,往从已知点到待求点的实测高差；,h,返从待求点到已知点的实测高差。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.2,普通水准测量,计算校核,闭合水准路线：,h,i,改,附合水准路线：,h,i,改,终,始,支水准路线：,h,i,改,推算各待求点坐标,未知点,已知点,h,i,改,式中：,未知点,为未知点的高程；,未知点,为已知点的高程；,h,i,改,为从已知点带未知点间改正后的高差。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.3,四等水准测量,(1),观测程序,后 后 前 前,(2),测站计算与校核,测站计算,计算后视距、前视距、黑面高差和红面高差。,测站校核,视距部分,:,前后视距允许值,前后视距差允许值,前后视距差的累积值允许值,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.3,四等水准测量,高差部分,:,红黑面中丝读数差允许值,红黑面高差之差允许值,注：,读数与高差部分以,mm,为单位，视距部分以,m,为单位,（,3,）成果计算,成果计算的程序：精度评定 推算改正后的高差,推求待求点的高程。,5,高程测量,5.1,水准测量,5.1.4,水准测量的主要误差来源及消减方法,（,1,）水准测量的误差,仪器误差、观测误差和外界环境的影响,（,2,）水准测量的误差来源,仪器误差的来源（视准轴不平行水准管的误差、运行误差和水准尺的误差）；观测误差（水准管气泡居中误差、估读水准尺的误差和水准尺倾斜误差）；外界环境的影响（地球曲率的影响、大气折光差、仪器及尺子下沉、热辐射和风力的影响）。,5,高程测量,5.2,三角高程测量测量,5.2.1,三角高程测量原理,（,1,）单向观测,步骤：,A,点安置仪器，,B,点立水准,尺，瞄准读上、中、下三丝,读数，测竖直角，量仪器高。,中丝读数：目标高,v,（,m,）；,三角高程测量,上丝和下丝读数得尺间隔,l,（,m,）；,仪器高,i,（,m,）；,计算天顶距,Z,。,5,高程测量,5.2,三角高程测量测量,5.2.1,三角高程测量原理,计算高差,点,A,到点,B,的高差：,h,AB,D,tanZ,i,v,式中：,D,为,A,、,B,间的水平距离，,D,Klsin,2,Z,；,K,为视距乘常数（取,100,）。,（,2,）对向观测（直、反砚观测）,直砚：已知点安置仪器，未知点立水准尺；,反砚：未知点安置仪器，已知点立水准尺。,（,3,）对向观测的高差,往返测高差绝对值之较差允许值，取平均值，符号为往测高差的符号。,5,高程测量,5.2,三角高程测量测量,5.2.2,三角高程测量施测,步骤：,A,点安置仪器，量仪器高，,B,点立水准尺；,盘左盘右分别读上、中、下三丝读数，测竖直角，求尺间隔,l,和天顶距,Z,；,B,点安置仪器，量仪器高，,A,点立水准尺；,计算往、返测高差，并计算往、返测高差的平均值。,大比例尺地形图的测绘和应用,本章内容简介和教学目标,6.1,地形图的基本知识,6.2,小区域控制测量,6.3,经纬仪测图,6.4,数字化测图,6.5,地形图的应用,6,大比例尺地形图的测绘和应用,本章内容简介：,地形图的基本知识；小区域的控制测量；经纬仪测图；数字化测图和地形图的应用,本章教学目标：,掌握小区域控制测量,测图：能完成地形图的测绘工作,识图：能识别地物和地貌，想象出地面的起伏变化状态,用图：熟悉阅读和正确使用地形图；能在地形图上求出点的坐标、高程，两点间的水平距离，直线的方位角、坡度；能进行面积计算方量计算绘断面图,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.1,地形图的基本知识,6.1.1,地形图和比例尺,（,1,）地形图,地形图上反映的内容：主要反映地物和地貌。,地形图的投影方法：高斯投影。,（,2,）比例尺,地形图比例尺地形图上两点间的距离对应的实际水平距离,1,M,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.1,地形图的基本知识,6.1.2,地物和地貌的表示方法,（,1,）地物,地物用地物符号来表示,地物符号的分类：比例符号、非比例符号、线形符号和地物注记。,（,2,）地貌,地貌用等高线来表示,等高线的分类,等高线分为：首曲线、计曲线、间曲线和助曲线。,观看动画,等高线投影的方法。,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.1,地形图的基本知识,6.1.2,地物和地貌的表示方法,等高距,地形图上相邻等高线之间的高差,等高线的特性,等高性：同一等高线上各点的高程相等；,闭合性：等高线为闭合曲线；,非交性：不同高程的等高线不相交不重合（除悬崖和陡崖处）；,正交性：等高线与山脊线山谷线正交；,密陡疏缓性：等高线愈密地面坡度愈陡反之成立；,平行均坡性：等高线互相平行，地面坡度均匀。,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.2,小区域控制测量,控制测量的任务,平面控制测量：测控制点的坐标（,X,，,Y,）；,高程控制测量：测控制点的高程,H,。,6.2.1,平面控制测量,方法：导线测量、小三角测量和交会法,一般用导线测量,（,1,）导线的布设形式,附合导线 闭合导线 支导线,A,B,C,D,1,1,A,B,1,2,A,3,B,1,2,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.2,小区域控制测量,6.2.1,平面控制测量,（,2,）导线测量的外业工作,选点,、测角,和,测边,（,3,）导线测量的内业计算,计算步骤,（以闭合导线为例）,角度闭合差的计算和调整。,角度闭合差：,f,测,（,n,2,）,180,容许闭合差：,f,容,60n,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.2,小区域控制测量,6.2.1,平面控制测量,角度改正数：,角度闭合差不超过容许闭合差时，可得：,v,-f,n,改正后的角度：,i,改,i,v,推算各边的坐标方位角。,计算坐标增量和坐标增量闭合差。,计算坐标增量,x,Dcos y,Dsin,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.2,小区域控制测量,6.2.1,平面控制测量,计算坐标增量闭合差,f,x,x,f,y,y,计算导线全长闭合差,f,D,和相对误差,K,f,D,f,x,2,f,y,2,K,f,D,/,1/,（,D/f,D,）,当,KK,容,时，则调整坐标增量闭合差,闭合差的调整。,纵坐标增量改正数：,v,xi,-,（,f,x,/D,）,D,i,横坐标增量改正数：,v,yi,-,（,f,y,/D,）,D,i,6,大比例尺地形图的测绘和应用,6.2,小区域控制测量,6.2.1,平