经纬仪实验有关数据.doc

-33-测量学课程电子教案第1章 绪 论一、学习目的与要求学习目的 了解测绘学的研究内容，熟悉测量学的主要任务。学习要求1、测量学的定义及其分类； 2、测量学的主要任务在工程建设中的作用；3、地面点位的表示方法；(难点)4、测量的基本工作和工作原则。二、课程内容与知识点1.测量学的定义及其分类，2.测量学的主要任务在工程建设中的作用，地面点位的表示方法，3.测量的基本工作和工作原则。4.何谓大地水准面？我国的大地水准面是怎样定义的？它在测量工作中起何作用？5.参考椭球和地球总椭球有何区别？6.测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？7.北京某点的大地经度为11620，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？8.什么叫绝对高程？什么叫相对高程？两点间的高差如何计算？9.什么是测量中的基准线与基准面？在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？什么是测量计算与制图的基准线与基准面？10.测量工作的基本原则是什么？那些是基本工作？三、习题与思考题1.测绘学研究的内容是什么？2.Geomatids的含义是什么？3.现代测绘学的任务是什么？4.测量学在土木工程建设中有哪些作用？四、考核目标与要求识记：测绘学的定义，测绘学研究的对象。大地水准面，1985年国家高程基准，绝对高程与相对高程。定位参照系及定位元素。经度，纬度，直角坐标。测量工作的基本原则。测量工作的基本内容，测绘地形图及施工测量的概念。领会：Geomatids的含义，现代测绘学发展的特点、涉及的行业。参照系的形成，大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。高斯投影的概念，高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处，测量工作原则。简单应用：高斯克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系，高程与高差的确定。第2章 水 准 测 量一、学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。学习要求1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算，及水准测量路线的成果计算。4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。5.清楚水准仪的检验与校正方法6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。二、课程内容与知识点1.水准测量原理。高差法：前视与后视；仪高法：视线高。转点的概念。公式：2.水准仪及其使用DS3微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。水准管零点，水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。视差及其消除方法。水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。尺垫。3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。4.水准测量实施水准点：永久性水准点。临时性水准点。水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。水准网，水准结点。普通水准测量的一般要求，施测程序。公式：测站检核方法：双仪高法，双尺面法。公式：水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。5.DS3水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。6.水准测量误差仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。观测误差：水准管气泡居中的误差D，估读水准尺的误差mV，水准尺倾斜的误差Db。公式： 外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响f，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。公式：四、习题与思考题1.设A为后视点，B为前视点，A点的高程是20.123m.当后视读数为1.456m,前视读数为1.579m,问A、B两点的高差是多少?B、A两点的高差又是多少？绘图说明B点比A点高还是低?B点的高程是多少?2.何为视准轴?何为视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差?3.水准仪上圆水准器与管水准器的作用有何不同?，何为水准器分划值？4.转点在水准测量中起到什么作用？5.水准仪有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？什么是主条件？为什么？6.水准测量时要求选择一定的路线进行施测，其目的何在？7.水准测量时，前、后视距相等可消除那些误差？8.试述水准测量中的计算校核方法。9.水准测量中的测站检核有那几种？如何进行？10.数字水准仪主要有那些特点？11.将图中的水准测量数据填入表中，A、B两点为已知高程点HA=23.456m，HB=25.080m，计算并调整高差闭合差，最后求出各点高程。测站测点水准尺读数实测高差/m高差改正数/mm改正后高差/m高程/m后视（a）前视（b）BMA112233BMB计算检核12.设A、B两点相距80m，水准仪安置于中点C，测得A尺上的读数a1为1.321m，B尺上的读数b1为1.117m,仪器搬到B点附近,又测得B尺上读数b2为1.466m,A尺读数为a2为1.695m。试问水准管轴是否平行于视准轴？如不平行，应如何校正？13.试分析水准尺倾斜误差对水准尺读数的影响，并推导出其计算公式。14.调整如图所示的闭合水准测量路线的观测成果，并求出各点高程，HI=48.966m。四、考核目标与要求识记：水准点，转点，水准管分划值，视差，视准轴，水准管零点，水准管轴，圆水准器轴，仪器竖轴，水准尺常数等概念。记录计算、观测及成果检核方法。闭合水准路线，附合水准路线，高差改正数，容许误差的计算，闭合差调整，成果计算方法。领会：高差法、仪高法计算高程。双面尺分划特征。内对光望远镜成像原理。符合水准器与微倾螺旋运动之间的关系。自动安平原理，补偿器的光学特性，平行玻璃板测微器读数原理。圆水准器、管水准器、十字丝中横丝，等三项检校和方法。仪器误差、观测误差、外界条件对观测成果的影响；水准尺尺长误差，水准尺分划误差，水准尺零点差，气泡居中误差，水准尺倾斜的误差，地球曲率的影响，大气折光的影响，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响。简单应用：置架、粗平、照准、精平、读数、记录、扶尺、搬站等的操作要领，运用双仪高法和双面尺法作测站检核。水准测量误差的消除和削弱的相应对策；自动安平水准仪的使用。综合应用：选点，定标志，闭合或附和水准路线的布设，普通水准测量的实施，水准测量成果的计算。第3章 角 度 测 量一、学习目的与要求学习目的认识经纬仪的组成部分及其用途，清楚角度测量原理，掌握测角方法。通过实验，达到独立操作经纬仪，完成水平角、竖直角的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。学习要求1.理解水平角及竖直角测角原理2.认识清楚光学及电子经纬仪的构造及相应的读数系统。3.清楚经纬仪的主要轴线及其之间的关系。4.掌握经纬仪的操作要领。5.学会用测回法测水平角，竖直角，计算竖盘指标差。6.了解测角误差的来源、性质及消除、削弱误差的对策。二、课程内容与知识点1.角度测量原理水平角的定义，水平角的测量原理。竖直角的定义，仰角，俯角。竖直角的测量原理。公式：水平角b = b a 0 b 36002.经纬仪及角度测量DJ6级光学经纬仪的构造：照准部，水平度盘，基座。视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴垂直于仪器竖轴，望远镜视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴；圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝竖丝垂直于仪器横轴。分微尺测微装置，度盘格值，复测机构，读数方法。光学经纬仪使用操作步骤：对中，整平，瞄准（消除视差），读数，记录。水平角观测（测回法）：安置仪器，盘左观测、盘右观测，方向读数。半测回角值。公式：方向观测法：技术要求。竖直角观测：竖盘部分：竖盘，竖盘指标，竖盘指标水准管，竖盘指标水准管微倾螺旋。盘左、盘右读数规律。竖直角计算公式：a左 = 900-L (或 a左 = L - 900) a右 = R-2700 ( 或a右 = 2700 - R ) a 360，减360； 若前0，加360。（方位角推算举例）三、习题与思考题1.某钢尺名义长为30m，经检定实长为29.998m，检定温度为摄氏20C，检定时的拉力为100N，用该钢尺丈量某段距离得300m，丈量时的温度为摄氏35，拉力为100N，两点高差为0.95m，求水平距离。2.如何衡量距离测量精度？用钢尺丈量了AB、CD两段距离，AB的往测值为307.82m，返测值为307.72m，CD的往测值为102.34m，返测值为102.44m，问两段距离丈量的精度是否相同?哪段精度高?3.下列为视距测量成果，计算各点所测水平距离和高差。测站H0=50.OOm 仪器高i=1.56m点号上丝读数下丝读数尺间隔中丝读数竖盘读数竖直角高差水平距离高程备注11.8450.9601.40862822.1650.6351.40972431.8801.2421.56871842.8751.1202.0093184.根据如图所示的四边形的起始边坐标方位角以及各内角值，求其余各边坐标方位角。5.根据如图所示的起始边坐标方位角以及各水平角,计算其余各边坐标方位角。6.试述相位法测距原理.7.何谓全站仪?用TOPOCON全站仪测一段斜距364.251m，竖直角1825.5，测距时环境温度32C，大气压力760mmHg。在全站仪中未输入气象改正参数。试计算平距和高差。四、考核目标与要求识记：水平距离，直线定线，量距相对误差，往返测量，标准拉力、标准温度、钢尺名义长，视距测量，视距常数，相位法测距，距离改正，直线定向，标准方向线、方位角，方位角推算等概念领会:定线原理，钢尺量距的方法，相对误差、尺长改正、温度改正、倾斜改正计算。视距测量计算公式中各符号的含义。光电测距原理。用左角或右角推算方位角。在不同的距离测量方法中，影响距离测量精度的因素，应用：用钢尺按往返测，用一般的方法进行距离测量；再用经纬仪按视距测量的方法进行测量；然后用测距仪（或全站仪）对该段距离进行测量，比较计算结果和精度。第5章 测量误差及数据处理的基本知识学习目的测量工作除了要提供可靠的成果外，还需要对测量成果的精度进行描述。学习本章内容就是为了客观、准确地对成果的精度进行评定和分析。掌握测量误差及数据处理的基本知识，做好测量实施前的技术准备，达到限制测量误差，处理测量数据，提高观测成果的精密度、准确度和置信度具有重要的意义。学习要求1.了解系统误差、偶然误差的特征和相应处理方法。2.能够运用误差传播定律计算观测值函数的中误差。3.掌握算数平均值、带权平均值及其中误差的计算。4.学会运用真误差、似真差计算中误差评定观测值的精度。5.了解最小二乘法原理。二、课程内容与知识点1.测量与误差观测与观测值的分类，误差的定义，测量误差来源，测量误差种类。真值，观测值，真差。系统误差极其特性，处理系统误差的方法。粗差及其防止。2.偶然误差及其特性，概率密度函数。处理偶然误差的方法。公式：3.衡量观测值精度的指标中误差及其含义，取值范围。似真差求中误差公式及其证明。极限误差，相对误差。公式：4.误差传播定律线性函数及其中误差。独立观测值。倍数函数及其中误差。和差函数及其中误差。利用和差函数证明算数平均值中误差公式。列函数式应注意的问题：观测值之间应相互独立，注意区分倍函数与和函数。三角形闭合差的中误差，用三角形闭合差求测角中误差。公式： 5.同精度直接观测似真值、最或然值。似真差极其特性。公式： 精度评定公式： 6.不同精度直接观测权的概念、定义及性质。测量中常用到的确定权的方法。不同精度观测值的最或然值：加权算数平均值。不同精度直接观测的精度评定。带权平均值。权。带权平均值中误差。单位权中误差。公式：Pv=07.最小二乘法及其应用最小二乘原理，最小二乘原理的应用。8.测量精度分析示例水准测量的精度。水平角测量的精度。距离丈量的精度。公式：h=h1+h2+hn 三、习题与思考题1.系统误差与偶然误差有什么不同？偶然误差具有哪些特性？2.在测角中用正、倒镜观测；水准测量中使前后视距相等。这些都能消除什么误差？3.什么是中误差？为什么中误差能作为衡量精度的指标？4.为什么说观测次数越多，其平均值越接近真值？理论依据是什么？ 5.绝对误差和相对误差分别在什么情况下使用？6.误差传播公式中mz，m1，m2等各代表什么？7.有函数z1=x1+x2，z2=2x3，若存在m1=m2= m3，且x1，x2，x3均独立，问mz1与与mz2的值是否相同，说明原因。8.函数z=z1+z2，其中z1= x-2y，x和y相互独立，其mx=my= m，求mz。9.图上量得一圆的半径r=31.34mm，已知测量中误差为0.05mm，求圆周长中误差。10.设有一n边形，每个内角的观测值中误差为m，试求该n边形内角和的中误差，若容许误差为中误差的两倍，求该n边形角度闭合差的容许值。11.在一个三角形中观测了、b两个内角，其中ma=20、mb=20，从180中减去a+b求g角，问g角的中误差是多少？12.丈量两段距离D1=164.86m，D2=131.34m。已知mD1=0.05m，mD2=0.03m，求它们的和与它们的差的中误差和相对误差。13.进行三角高程测量.按h=Dtga汁算高差,已知a=20,ma=1，D=250m，mD=0.13m，求高差中误差。14.在等精度观测中,观测值中误差m与算术平均值中误差M有什么区别与联系?15.用经纬仪观测某角共8个测回,结果如下:563213，563221,563217,563214,563219，563223, 563221，563218试求该角最或是值及其中误差。 16.用水准仪测量A、B两点高差10次.得下列结果(以m为单位):1.253，1.25O，1.248，1.252，1.249，1.247，1.251，1.250，1.249，1.251，试求A、B两点高差的最或是值及其中误差.17.某经纬仪测水平角,一测回的中误差m=15,欲使测角精度达到m=5,需观测几个测回?18.水准测量中,设一测站的中误差为5mm,若lkm有15个测站,求lkm的中误差和n个km的中误差。19.试述权的含义,为什么不等精度观测需用权来衡量?.20.使用中误差的传播公式,分析视距测量中视线水平时,D=kl的精度(以3倍中误差计,最大相对误差为多少).四、考核目标与要求识记：真值，真差，粗差，似真值，似真差，极限误差，相对误差，独立观测值，倍函数，和函数，最或然值，权，加权平均值，单位权中误差。领会：系统误差及其特性，偶然误差及其特性，系统误差影响观测值的准确度，偶然误差影响观测值的准确度；误差传播法则，算数平均值原理，似真差即改正数的特性；中误差，算数平均值中误差；带权平均值，带权平均值中误差，单位权中误差。应用：分析偶然误差和系统误差对观测成果的影响，根据误差特性分析水准测量、角度测量、距离测量的误差中，哪些属于偶然误差、哪些属于系统误差，采取对误差的处理，对粗差的防范的措施。用真差求中误差，用似真误差求中误差，用似真误差求算数平均值中误差；用线性函数观测值的中误差求观测值的中误差；用真差求单位权的中误差，用似真差求单位权的中误差。第6章 小地区控制测量一、学习目的与要求学习目的控制测量是测量工作的重要组成部分，也是保证测量工作能否顺利进行的关键，控制测量分平面控制测量和高程控制测量，它涉及前面各章内容。控制测量的最终目的，是在整个测区范围内建立一批精度相当，密度适当，具有统一坐标x，y和高程H、在地面上有其确定位置的控制点、图根点、测站点作为碎部测量分区、分幅测图和分片、分段放样的依据，从而控制了测量误差超限积累，达到提高面上作业的精度和速度的效果。控制测量是碎部测量的基础，是测量工作的先导，它是学习测量追求的重要目标。学习要求1.了解控制测量的分类、建网原则、布网方式、精度等级，以及它的适用范围。2.领会导线的种类、精度和布设形式，掌握导线的外业测量方法和内业计算。3.对边角网外业测量和内业计算作相应了解，初步掌握控制点加密的方法。4.加深对三、四等水准测量实施要点的认识，掌握三角高程测量的方法。二、课程内容与知识点1.控制测量概述控制测量（平面控制测量、高程控制测量）及其布设原则。国家平面控制网布网方式；三角测量、导线测量、GPS测量，精密水准测量。城市控制网及其特点。城市三角测量。城市导线测量。城市平面控制网的等级划分；二、三、四等三角网，一、二级、图根级小三角网，城市高程控制网，城市高程控制测量。工程控制网（施工控制网、变形监测网）。图根控制网，一、二、三级图根点。图根点的作用，图根点密度，图根控制测量。2.导线测量导线的种类、导线测量的等级及其技术指标和布设形式（闭合导线、附合导线、支导线）。导线测量的外业工作，导线测量的内业计算，闭合导线，附合导线，全站仪导线。闭合导线坐标计算：角度闭合差的计算与调整，导线各边坐标方位角的计算，坐标增量的计算，增量闭合差的计算与调整，坐标计算。附合导线坐标计算：角度闭合差的计算与调整，坐标增量闭合差的计算与调整，坐标反算。公式： 3.边角网测量边角网测量的外业工作，边角网的计算。三角网的形式与等级：单三角锁，线性三角锁，中点多边形，大地四边形。小三角测量的技术指标。小三角测量的外业工作：选点，基线丈量，水平角观测，测角中误差。边角网内业计算：三角形角度闭合差的计算与调整第一次角度改正，基线条件闭合差的计算与调整第二次角度改正。边长与坐标计算。公式： 4.控制点加密方法：前方交会，极坐标法、用全站仪进行坐标测量、后方交会5.三、四等水准测量和三角高程测量三、四等水准测量的实施要点，一个测站的观测程序及技术要求。图根水准测量。三角高程测量原理，三角高程测量的观测与计算。公式： 三、习题与思考题1.控制测量工作的原则是什么？2.控制测量的目的是什么？建立平面控制网的方法有哪些？各有何优缺点？3.选定控制点应注意哪些问题？4.导线布设的形式有哪些？5.怎样衡量导线测量的精度？导线测量的闭合差如何计算？6.试计算下表中闭合导线各点的坐标。图根闭合导线的坐标计算点号观测角度 改正数改正角坐标方位角距离增量计算值改正后增量坐标值DxDy（Dx）（Dy）xy1125 30 0010522 -2-61.10 +2+85.66500.00500.002107 48 30+13107 48 43-61.12+85.68438.88585.6853 18 438018 -2+47.90 +2+64.30+47.88+64.32373 00 20+1273 00 32486.76650.00306 19 1512934 -3 [phone]+1289 34 02 +76.61-104.21+76.58-104.19563.34545.81215 53 177816 -2+1189 36 30+1389 36 43-63.32-45.82-63.34-45.81500.00500.00125 30 002总和359 59 10+50360 00 0039290+0.09-0.070.000.00辅助计算fb= -50 fx= S D x =+0。09 fy= SD y=-0。07fb 容=604=120“ k=0。11/392。9=1/35007.两点后方交会需要那些已知数据？观测那些数据？8.试述导线测量法的作业步骤。四、考核目标与要求识记：控制测量，测量工作原则，平面控制测量，高程控制测量，国家控制网，城市控制网，工程控制网（施工控制网，变形监测网）图根控制网，导线测量的外业工作及内业计算步骤。前方交会，后方交会，三角高程测量。领会:控制测量的目的、等级、种类、方式、技术指标及建立控制网的原则。不同性质控制网的区别。导线测量的外业工作程序（导线选点的要求，连测的目的，坐标正算与反算）边角网测量选点要求，概略平差过程及基线相对中误差的计算，三角形角度闭合差与中误差的关系，双观测差值与中误差的关系。三角高程测量原理公式中各符号的含义。三、四等水准测量的实施要点，一个测站的观测程序及技术要求简单应用：应用全站仪实施三角高程测量。综合应用：导线测量外业，导线内业计算。第7章 地形图基本知识一、学习目的与要求学习目的基础地理信息为不同行业提供了基础资料，如何对基础地理信息进行采集、处理以满足不同工作的需要则是学习本章内容的根本目的所在。通过本章内容的学习应掌握地理信息采集、处理的相关知识，为解决工作中的实际问题打好基础，达到独立操作，完成地理信息采集、处理所必须具备的实践能力。学习要求1.了解基础地理信息有关概念。2.掌握地形图的基本知识。3.学会地形图的分幅编号与图廓注记的方法。4.清楚大比例尺地形图的常规及数字化测图方法。5.了解普通地形图的数字化。二、课程内容与知识点1.基础地理信概述信息与地理信息。地理空间数据与地图（地图的概念，地图的要素，地图的种类）。2.地形图的基本知识地形图的比例尺：定义，比例尺的种类，比例尺的精度。地物符号（比例、非比例、半比例及注记），地貌符号（等高线、等高距和等高线平距、典型地貌的等高线、等高线的分类及等高线的特性）3.地形图的分幅编号与图廓注记大比例尺地形图正方形或矩形分幅编号与图廓注记，中、小比例尺图梯形分幅编号与图廓注记。4.大比例尺地形图传统测绘方法测图前的准备工作（图