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第二篇 工程测量
施工放样的基本作业方法 线性工程测量作业方法 工业与民用建筑测量方法 水利工程测量与地下工程测量方法 工程建筑物变形观测方法
第一篇
控制测量
什么是控制测量?
为了工程建设的需要,在一定区域内布设 一系列的控制点,求得控制点的平面位置 和高程的测量工作,称为控制测量。
控制测量一般采用的仪器有精密光学经纬 仪、电磁波测距仪、精密水准仪等专业测 量仪器。
i = (L+R)/2
二、经纬仪的检验与校正
1、照准部水准器轴与垂直轴正交的检校
➢ 使经纬仪的垂直轴与测站铅垂线一致,是获得垂 直照准面和水平切面,从而测得水平角和垂直角 的基本前提条件。
➢ 仪器整平及照准部水准器轴与垂直轴正交的检查
A
B
C
2、指标差的检验和校正
检校步骤如下:
1、盘左盘右精确照准目标,并使指标水准器影 像精吻合,得到盘左盘右读数L、R。
2、光楔式测微器
结构:主要由光楔和测微尺组成
原理:将两组光楔分别安置在度盘对径分划的光 路中,一块为固定光楔,一块为活动光楔。沿直 线移动活动光楔,便可使度盘对径两端的分划光 线作相向或相背移动。把活动光楔与测微尺固定 在一起,装在一齿条上,用测微螺旋上的齿轮带 动它,转动测微螺旋时,活动光楔与测微尺一起 运动,度盘对径分划光线相对移动一格,测微尺 相应从零分划移至末端的最后一个分划,这样测 微尺就可量出度盘上不足一格的值来。
垂直度盘固定在水平轴一端,水平轴的几何中心线与垂直度盘 正交,且通过其中心。垂直度盘随望远镜的俯仰而转动。 4.3、垂直角计算
α左=90°- L + i
α右 =R - 270° - i
α =(R - L - 180°) / 2 指标差i是由于仪器结构不正确而引起的,即由于指标水准器轴 与指标线不平行引起的。
A-G A (b)
A-G A (c)
本章小结
掌握J2型经纬仪的基本结构、测微器原理、 读数方法;
掌握垂直度盘的结构、垂直角和指标差的计 算方法;
掌握指标差的检验和校正; 掌握照准部水准器的检验校正; 掌握视准轴误差的检验校正; 掌握水平轴误差的检验; 掌握光学测微器行差的检验和改正方法;
5、波道弯曲改正
(1)波道弯曲的几何改正
K2ΔDΒιβλιοθήκη l=S324R地2
(2) 折射率代表性误差的改正 ΔDk2=-(2K- K2 )S3/(24R地2)
6、水平距离的归算—斜距改正
测距仪测得观测值加上以上五项改正后,即可得 到仪器参考点至反光镜间的斜距。现将斜距改化 为水平距离。 D0=Dcosα(斜距D和视线的垂直角)
D
d1
d2
d3
……
dn-1
dn
n
D
+
K
=
(
d1
+
K
)
+
(
d2
+
K
)
+

+
(
dn
+
K
)
=
i 1
+
nk
D–
n
di
i1
K=
n-1
为提高测距精度,须增加多余观测,故采用 全组合观测法,共需观测21段距离。
点号: 0 1 2 3 4 5 6
若以六个独立的距离改正数V01,V02,V03,V04, V05,V06,以及加常数K作为未知数,此时就14个 多余观测值,通过平差计算就可以求出六段距离的 平差值和加常数K。
➢ 望远镜用以构成视准线,以便精确照准目标。
➢ 水准器用以指示垂直轴与测站铅垂线的一致性。
➢ 水平轴作为望远镜俯仰旋转轴,以便照准不同高度的目标。
➢ 垂直度盘平行于测站的垂直照准面,用以量度垂直角。
➢ 垂直度盘指标器在水平轴的一端,用来表示读数指标水平或 垂直。
➢ 为了精确读取度盘读数,仪器上装有测微器,用于读取水平 度盘和垂直度盘不足一格之值。
3、取正像分划线N到其右侧对径流180º的倒像分划之间的分格数n。 4、取测微盘上的读数c,c等与测微盘零分划线与测微器格数指标间的总格 数乘测微盘格值T。 可得读数公式:
M=N+n×G+c
4、垂直度盘及垂直角计算 4.1、垂直角
垂直角是照准目标的视准线与相应的水平视线之间的夹角。 4.2、垂直度盘
二、观测成果的改正计算
改正计算大体上可分三类: ➢ 一类是由仪器本身所引起的改正,如仪器加常数
改正、置平改正、频率改正和周期误差改正。
➢ 二类是因大气折射误差引起的改正,如气象改 正和波道弯曲改正。
➢ 三类是属于归算方面的改正,如归心改正、倾 斜改正和化算到椭球体面上的改正。
1、加、乘常数的改正
直角棱角 的垂直面 上
在物镜与成像面之 间放置了两对光楔 来构成测微器
(2)测微器的基本结构和测微原理
1、双平行玻璃板式测微器
结构:主要由两块平行玻璃板、测微盘及其他部 件构成。
原理:对于双平行玻璃板测微器,当将两块平行 玻璃板相对转动时(即一 顺时针,另一逆时针转 动),度盘对径两端分划也就相对移动。如果将 刻有分划的测微盘与转动平行玻璃板的机构联在 一起,而且转动平行玻璃板使度盘分划线像相对 移动一格时,测微盘正好从零分划转动到最后一 个分划。这样,测微器就起到了量取不足一格值 的作用。
第一章
J2级经纬仪
经纬仪是用来测量水平角和垂直角的仪器
正确地确定水平面、铅垂线和垂直照准面 经纬仪的基本结构必须能构成这些基本面
和线,并使之保持正确的几何关系。
一、J2级经纬仪的基本结构
1、基本结构
➢ 仪器的垂直轴代表过测站的铅垂线,并作为仪器的旋转轴。
➢ 水平度盘与过测站的水平面平行,用以量度水平角。
γ˝正= ( n0 – n正) µ0 γ˝倒= ( n0 – n倒) µ0 通常取正、倒分划像行差中数作为仪器的行差,即
γ˝= (γ˝正 + γ˝倒)/2
G + 180 + A G - 180 + A 180 + A
G - 180 + A 180 + A
G - 180 + A 180 + A
A-G A A+G (a)
标。
5、水平轴倾斜误差的检验
➢ 仪器的水平轴与垂直轴不正交产生的误差。
➢ 垂直轴在铅垂位置,水平轴与垂直轴不正交而倾斜了一个 角度i,这个i角称为水平轴倾斜误差。
➢ 水平轴倾斜误差在现行规范中规定采用高低点法测定。
➢ 在水平方向线的上下各设置一个照准目标,水平线上为高 点,下为低点,高低点应大致在同一铅垂方向上,两目标 的垂直角的绝对值应不小于3º且大致相等,其差值不得超 过30˝。
当测距的精度要求较高时,应利用仪器检定部 门提供的检定数据对测距仪进行此项改正。
4、气象改正
基本公式: ΔD=- Δn*D=-(ng-ng0)*D0 D0为测线距离的观测值;ng0为仪器制造时采用的基准 折射率;ng为测距时大气条件下的折射率。 实用公式根据不同仪器而有所差别,一般可在 仪器说明书中找到。
2、将L、R代如指标差公式i=(L+R)/2
3、用公式L0=L-i(R0=R-i)求出正确读数 4、在盘左或盘右位置,再精确照准目标,将测 微盘对准正确读数的分秒值,然后用指标水准器 调整螺旋使正确读数的度盘分划像精密重合。此 时,指标线被校至正确位置,但水准气泡偏离了。 用指标水准器改正螺旋,使气泡影像吻合。
由于仪器使用一段时间以后,仪器内部发生变化
以及在运输、操作过程中受震动和空气污染等, 使仪器其加常数也有变化。
按仪器检定部门提供的数据进行改正。
2、频率改正
f - f0
ΔDf=
D
f0
当测距的精度要求较高时,测距仪应在仪器检定
部门做主频检定,按此式进行改正。
3、周期误差改正
先求出所测距离不是一个整测尺段的尾数。根 据此尾数查表或周期误差改正图。
第二章
电磁波测距
一、仪器加常数的测定
1、仪器加常数
加常数是由于仪器电子中心与其机 械中心不重合而产生的。有时,反 光镜的反光中心与其机械中心也不 重合,也同样产生加常数。
2、加常数的测定方法
六段解析法是一种不需要预先知道测线精确长度 而采用电磁波测距仪本身的测量成果,通过平差 计算求定加常数的方法。
➢ 仪器上部可以围绕垂直轴旋转的部分(望远镜、水平轴、支 架)合称为照准部;下部的水平度盘、脚螺旋、垂直轴套等 合称为基座。
2、主要部件的相互关系
➢ 垂直轴与照准部的水准器轴垂直。当水准气泡居中时, 垂直轴与铅垂线一致。
➢ 垂直轴与水平度盘正交,且通过其中心。当垂直轴垂 直时,水平度盘与过测站的水平面平行,在该面上度 量的角度才是正确的水平角。
3.3、读数方法
通过测微器使度盘对径分划线作相向移动并作精确重合,测微 盘量取对径分划像的相对移动量,这种读数方法叫重合读数法。 步骤如下:
1、从读数窗中了解度盘和测微盘的刻度与注记,确定度盘的最小格值。
度盘对径最小分格值G=1º/2×度盘上1º的总格数 测微盘的格值T=度盘对径最小分格值G/测微盘总格数 2、转动测微螺旋,使度盘正倒像分划线精确重合。读取靠近度盘指标左侧 正像分划线的度数N。
➢ 水平轴与垂直轴正交,视准轴应与水平轴正交。当垂 直轴垂直而望远镜俯仰时,视准轴所形成的面才是垂 直照准面。
➢ 水平轴与垂直度盘正交,且通过其中心。当垂直轴垂 直、水平度盘水平时,垂直度盘就平行于过测站的相 应垂直照准面,在它上面量取的角度才是正确的垂直 角。
➢ 当指标水准气泡居中时,垂直度盘的读数指标必须水 平或垂直。
Z
Z1
L-R=2C 规范中规定2C绝对值对于J2型仪器应小于30˝
C
选择一个垂直角接近于零的目标,盘左盘右
H O
H1 测出2C值,按R0=R+C(L0=L-C)算出正确读 数。用测微盘对准零数,用水平微动螺旋使
度盘上下分划重合且读数为R0、L0,此时望远镜的十字丝中 心偏离目标影像。再用十字丝网校正螺旋使十字丝照准目
工程测量的内容
按其服务的对象来讲: ➢ 工业与民用建筑测量 ➢ 铁路、公路测量 ➢ 桥梁测量 ➢ 隧道及地下工程测量 ➢ 水利工程测量 ➢ 输电线路与输油管道测量 ➢ 城市建设测量
主要课程安排
第一篇 控制测量
精密经纬仪的结构、检验和校正 电磁波测距仪的使用及观测成果的改正计算 精密水准仪与三、四等水准测量 平面控制测量与三角高程测量
➢ 由于水平度盘的周长有限,度盘的分格很小,借助 显微镜只能估读到1/10格,精确测角时,需要安置 显微镜测微器以精确量取不足一格之值。
3.2、光学测微器及测微原理
(1)度盘成像光路 ➢ 反射式度盘:度盘分划面上镀一层银,光线射到度盘分划
面上,照亮分划后又被反射回来;威特经纬仪
➢ 透射式度盘:光线能透过度盘;蔡司010经纬仪
不同点 反射式 度盘
照明方式
光线在长棱镜的下部分为两束射入 度盘对径的两端照亮度盘分划线后 又由长棱镜的上部各经两次反射同 时进入物镜成像于一个平面上又上 下分开
成像面
双菱形棱 镜的两个 上斜面上
测微器
由光路中的两块平 行玻璃板组成测微 器
透射式 度盘
光线射入后经棱镜透过度盘的左端 再由透镜组将度盘左端分划成像于 度盘右端分划面上保持原由分划宽 度只是将像旋转180º
实际生产中的一种简单测定加常数的方法:
在一平坦地段选择3点架设3个脚架,使其在一 条直线上,先将仪器架设在中间脚架上,两端 安置反光镜,测定中间点到两端点的距离;然 后,将仪器架设在一端,测定该点至另一端点 的距离。在不考虑乘常数影响的情况下,中间 点到两端点的距离之和与两端点间的距离的差 即为加常数。
3、光学对点器的检校
在控制点上进行水平角观测时,必须使仪器中心与标志中 心一致。使用光学对点器进行仪器对中时,必须使光学对 点器的视准轴与仪器垂直轴重合。
投影法:光学对点器安装在仪器的照准部上(蔡司010)
垂球调校:光学对点器安装在仪器的基座上(威特T2)
A 投影法
调垂球法
4、视准轴误差的检验
仪器的视准轴与水平轴不正交所产生的误差为视 准轴误差。

D0=√(D2-ΔH2)(斜距D和测线两端的高差)
➢ 观测高点和低点间的水平角6测回 ➢ 各测回角度值互差J2不得超过±8˝ ➢ 2C高低点分别比较J2不得超过10˝
➢ 高低点垂直角、指标差的互差不得超过10˝
6、光学测微器行差的测定
行差是测微盘上的理论分格数n0与实际分格数n之差。 γ˝= ( n0 – n ) µ0
度盘的正、倒像分格宽度不同,各自的行差也不一样。
3、水平度盘与测微器
经纬仪的水平度盘和测微器 是用以量度水平角的重 要部件
3.1、水平度盘
➢ 光学经纬仪的水平度盘是用玻璃制成的,在水平度 盘圆周边上等间隔地刻有分划线,全周刻360º,每 度一标记,按顺时针方向增值,每度间隔内再等间 隔分刻格有 ,若 每干 格个20小′。分划。J2经纬仪在每度间隔有3个
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