第三章地图数据源

第三章 地图数据源
水平度盘(horizontal circle)
a A
c
B
0
270
90
180
C
a b
c
第三章 地图数据源
水平度盘(horizontal circle)
O a
A c
0
270 B
90
180
C
水平度盘上： ∠= ∠CBO-∠ABO
a b
c
2、竖直角(vertical angle)
• 精对中：垂球尖准确对准测站点，垂球对 中的误差应小于3mm。
• 精平：使管水准气泡在相互垂直的两个方 向上居中。
• 注意，旋转脚螺旋精平仪器时，不会破坏 前已完成的垂球对中关系。
脚螺旋精平图示：
3
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3
1
2
气泡居中，1、2等高
1
2
气泡居中，3与1、2等高
脚螺旋精平步骤：
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第三章 地图数据源
3．计算、记录
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（1）半测回归零差 J6 ≤ 18 ″ （ J2 ≤ 12 ″ ） 。
（2）2C值（两倍照准误差） 2C=盘左读数－（盘右读数±180°）; 一测回内2C互差：J6 ≤ 60″ （J2≤18 ″ ） 。
方向观测法小结:
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（一）安置：
打开三脚架，三长两短，保持平稳。 拿出水准仪，摆放在三脚架上，并旋紧螺 旋。
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（二）粗平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。
1．方法 对向转动脚螺旋1、2——使气泡移
至1、 2方向中间——转动脚螺旋3， 使气泡居中。
粗平的操作方法示意图：
3
3
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3
1
2
a
1
2
测站 1 2 3 4 5 ∑
点号
BMA TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 TP4 TP4 BMB
水准尺读数 后视（m） 前视(m)
1.134 1.677
1.444 1.324
1.822 0.876
1.820 1.435
∑a=
∑b=
高差h (m)
∑a- ∑b=
高程H （m）
3.175
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第三章 地图数据源
§3.1 水准测量原理与仪器操作
前进方向
水a
准
尺
水平视线
A HA
水 准
b尺
B hAB
HB=HA+hAB
大地水准面
一、基本原理
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。
A——后视点 B——前视点
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a——后视读数 b——前视读数
一测回角值 ゜ ′″
A 左
B O
A 右
B
0 02 12 256 34 46 180 02 26 76 35 06
256 32 34 256 32 37
256 32 40
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★练习2 完成方向观测法测角记录表：
测目 站标பைடு நூலகம்
水平度盘读数
盘左 °′″
盘右 °′″
2c ″
盘左、 盘右 平均值 °′″
• v.youku/v_show/id_XMTczNDQxMjA4.h tml
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§3.2 角度测量原理
一、角度测量原理： 水平角(horizontal angle)测量 竖直角(vertical angle)测量
1、水平角(horizontal angle)
概念： 从一点出发的两条空间 直线在水平投影面上的夹角。 范围：顺时针0~360°
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概念：在同一竖直面内，倾斜视线与水平视线间的夹角。 范围：=090度 ，仰角为正，俯角为负。
天顶
A
Z
Z
C
A
270°
0° 90 °

A
B
C
180°
水平线
铅
垂
C
线
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二、光学经纬仪 (optical theodolite)
1、照准部(alidade)、竖直度盘 2、水平度盘(horizontal circle) 3、基座(tribrach)
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将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方
向归零方向值。
注意：零方向观测两次，应取平均值。
（5）各测回归零方向值的平均值 同一方向值各测回间互差:J6≤24 ″(J2≤12 ″ )。
………………………………………………………………
同理: 各测回间按180°/N的差值来配置水平度盘。
b
1
2
c
2．规律
气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。
（三） 瞄准
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1．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。
（四）读数
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精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。
1．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上 的格数，毫米估读。
2．规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪 器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下 往上读。
B
C
始方向（零方向），用盘左
瞄准A，配置度盘，顺时针依
次观测A、B，C，D，A。 A
零方向
O D
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（2）下半测回
倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B， A。 （3）各方向盘左、盘右读数的平均值 平均值=[盘左读数+（盘右B 读数±180º）]/2
C
零方向 A
O D
（4）归零方向值
前进方向
水a
准
尺
水平视线
1、A、B两点间高差
水 准
b尺
hABab
2. B点的高程
B hAB HBHAhAB
A
3.视线高程
HA
HB=HA+hAB
H iH AaH Bb
大地水准面
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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：
三、仪器的使用
• 安置（对中、整平）→瞄准→读数→记录→计算
（一）安置
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经纬仪的安置包括对中(centering) 和整平(leveling)
• 粗对中与粗平：平移三脚架(应 注意保持三角架头面基本水平)， 使垂球尖大致对准测站点的中心， 将三脚架的脚尖踩入土中。
B
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归零 方向值 °′″
各测回 归零
方向平 均值 °′″
水平角 值
°′″
A 00 03 00 180 03 18 B 70 30 12 250 30 00 O C 120 10 46 300 10 40 D 186 42 35 06 42 32 A 00 03 15 180 03 10
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测站
竖盘 位置
目标
水平度 盘读数
半测回 一测回 角值 角值

左
A 00 04 18 74 19 24
B 74 23 42
O
74 19 15
A 180 05 00
右
74 19 06
B 254 24 06
示意图
A
B

O
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度盘配置方法: 若观测N个测回，各测回间按180°/N的差值来
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a1
b1 B
1
O 测站
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（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。
（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。
则下半测回角值:β 2= b2-a2
A
a2 2 b2
B
（5）计算角值
若：β1-β2≤±36″ （图根级） 则有：
O 测站
β = （β1+β2）/2
3、测回法记录格式
• 粗瞄目标：用望远镜上的粗瞄器瞄准目标，旋紧 制动螺旋。
• 精确瞄准：转动物镜调焦螺旋使目标清晰，旋转 水平微动螺旋和望远镜微动螺旋，精确瞄准目标。
可用十字丝纵丝的单线平分目标，也可用双线夹 住目标。
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• 注意：瞄准时，尽量瞄准目标基部。
（三）读数
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• 读数时先打开度盘照明反光镜，调整反光 镜的开度和方向，使读数窗亮度适中，旋
TP点1 号
3 2 TP2
水准尺读数
高差h
高程H
后视（m） 前视(m)
(m)
（m）
1
BMA
1.134
3.175
TP1
1.677
2
TP1
1.444
TP2
1.324
3
TP2
1.822
TP3
0.876
4
TP3
1.820
TP4
1.435
5
TP4
BMB
∑
∑a=
∑b=
∑a- ∑b=
（六）计算
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1）使照准部水准管与一对脚螺旋1、2的连线平行。 对向旋转脚螺旋1、2，使水准管气泡居中。 2）将照准部旋转90 ° ，旋转脚螺旋3，使气泡居中。 3）反复（1）、（2）两步。
（二）瞄准
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• 目镜对光：松开望远镜制动螺旋和水平制动螺旋， 将望远镜对向明亮的背景(如白墙、天空等，注意 不要对向太阳)，转动目镜使十字丝清晰。
水平度盘； 水平度盘转动控制装置(变换手轮或复测扳手)。
三、经纬仪的安置
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内容及精度要求：
1. 对中 (centering) 2mm
使水平度盘中心与测站点在同一铅垂线上。
2.整平(leveling)
半格
使水平度盘处于水平位置， 竖轴处于铅垂
位置。
C
A

B
B
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a
0.725
水准仪读数实例：
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a
0.725
b
6.252
c
1.477
（五）记录
前进方向
水 1.134
准
尺
水平视
线
水 准
1.67尺7
B 测点
测点 A
hAB
测站1
测站 1
点号
BMA TP1
水准尺读数 后视（m） 前视(m)
1.134 1.677
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高差h (m)
高程H （m）
★练习1 完成测回法测角记录表：
测 站
盘位
目标
水平度盘读数 ゜ ′″
半测回角值 ゜ ′″
A 左
B O
A 右
B
0 02 12 256 34 46 180 02 26 76 35 06
一测回角值 ゜ ′″
第三章 地图数据源
★练习1 测回法测角记录如下表：
测 站
盘位
目标
水平度盘读数 ゜ ′″
半测回角值 ゜ ′″
H
116
115
01 23 45 6
0123456
79
78
V
第三章 地图数据源
（四）测量方法及记录
• 测回法及记录
• 方向观测法及记录
测回法及记录
1.适用：两个方向的单角（∠AOB）
2.步骤： （1）盘左瞄准左边A，配度盘 A
至0°0X′，读取a1。 （2）顺时针旋转瞄准右边B，
读取b1。 则上半测回角值:β1= b1-a1
∑
∑a=
∑b=
∑a- ∑b=
前进方向
h4=+0.385 第三h章5=+地0.图11数8 据源
h1=-0.543
h3=+0.946 1.820 1.435 1.422 h2=+0.120 1.822 0.876
1.304
1.134 1.677 1.444 1.324
TP3
TP4 4
5 BMB
BMA 1 测站
转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后 读数。
J6光学经纬仪的读数方法
（1）分微尺的分划值为1′， 估读到 X ″ 。
（2）“H”——水平度盘 读数，“V”——竖直度 盘读数。
水平度盘读数：
73°04′24″ 73 01
第三章 地图数据源
读数练习
第三章 地图数据源
H 115 01 23 456
0123456 78 V
第三章 地图数据源
第三章 地图数据源
测量演示
本章教学要求
第三章 地图数据源
• 教学重点：
– 水准测量、角度测量、距离测量的基本原理 – 数据的分类 – 量表法数据预处理
• 教学难点
– 角度测量原理 – 量表法数据预处理
第三章 地图数据源
第三章 地图数据源
§3.1 水准测量原理与仪器操作 §3.2 角度测量原理 §3.3 距离测量原理 §3.4 制图数据与处理
3. 基座(tribrach)
第三章 地图数据源
（二）水准尺(leveling staff)
主要有单面尺、双面尺和塔尺。
尺面分划为1cm，每10cm处 （E字形刻划的尖端）注有 阿拉伯数字。
（三）尺垫(staff plate)
放在转点上，以防水准尺下沉。
三、水准仪的使用
第三章 地图数据源
操作程序：安置－粗平－瞄准－读数－记录－计算
望远镜上下 制动螺旋
望远镜上下 微动螺旋
光学对中器
第三章 地图数据源
竖直度盘
竖直指标水 准管微动螺 旋
水平制动、 微动螺旋
两个基本概念：
盘左 盘右
竖直度盘
第三章 地图数据源
竖直度盘
盘左观测
盘右观测
第三章 地图数据源
水平度盘由光学玻璃制成
顺时针 0° 360°刻度。
0
270
90
180
配置度盘。
测回法小结:
盘A 左 顺 时 左 右 针 B 倒 边 边 盘 镜 B 右 逆 时 右 左 针 A
方向观测法及记录
第三章 地图数据源
1．适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。 2．步骤：（例有四个观测方向）
（1）上半测回
选择一明显目标A作为起
hAB=h1+ h2+……+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+……+(an-bn) =a-b
第三章 地图数据源
二、水准测量的仪器与工具
（一）水准仪(level)
1. 望远镜(telescope) 物镜 目镜 十字丝（上、中、
下丝）
2. 水准器(bubble)
第三章 地图数据源
• 圆水准器(circular bubble) ：用于整平。 • 特性：气泡始终向高处移动。