土木工程测量

fh h测 h理
27
测站
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
计 算 检 核
测点
BMA TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 TP4 TP4
BMC
∑
水准尺读数/m 后视读数 前视读数
2.014 1.901
1.223 1.108
2.312 2.424
2.077 1.955
2.413 2.287
0.418 0.533
• 2、在测量过程中，遵循“随时检查，杜 绝错误”的原则
11
测量的基本工作：
• 测距离、角度、高差是测量的基本工作 • 距离、水平角、高差称测量三要素 • 观测、计算、绘图是测量工作的基本技能
12
第二章 水准测量
13
第一节 水准测量原理
一、水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供的水平视线， 借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上 两点间的高差，然后根据已知点高程和测得 的高差，推算出未知点高程。
h3＝＋1.742m
n3＝14
3
L3＝1.4km
32
闭合水准路线成果计算
点号
距离 /km
测站 实测高差 改正数 改正后高差
数
/m
/mm
/m
高程 /m
点号
备 注
1
2
3
4
5
6
7
89
BMA 1.0
1
1.2
2
1.4
3
BMA 2.2
∑ 5.8
8 ＋1.575 ＋12 ＋1.587
12 －2.036 ＋14 －2.022 14 ＋1.742 ＋16 ＋1.758
40
第三章 角度测量
41
第一节 角度测量原理
一、水平角测量原理：
• 水平角:地面上某点到两目标的方向线 铅垂投影在水平面上所成的角度。
• 用β表示，0˚～360˚。
=b-a
42
二、竖直角测量原理
竖直角α :在同一竖直面内，地面某点至目标方 向线与水平视线间的夹角，又称倾角。0˚～±90˚。 视线在水平线的上方，为仰角，符号为正； 视线在水平线的下方，为俯角，符号为负。 测量原理：视线水平时的竖盘读数为一常数 （90˚的倍数）。
1.2 12 ＋2.036 － 14 ＋2.022 66.939 1 1.4 14 －1.742 － 16 －1.758 68.961 2
67.203 3 2.2 16 ＋1.446 － 26 ＋1.420 68.623 BMB
5.8 50 ＋3.315 －68 ＋3.427
fh h测 (HB H A) 3.315m (68.623m 65.376 m) 0.068m 68mm
任何一点都与重力方向相垂直的面。 或水在静止时的表面。
水平面:
与水准面相切的平面。
4
大地水准面:
与平均海水面相吻合并向大陆岛屿 延伸而形成的封闭曲面称为大地水准 面——测量基准面
所包围的形体称为大地体。 地球椭球体:
椭圆绕其短轴旋转而成的旋转椭球体，又称 地球椭球体。
5
第三节 地面点位的确定
地面点的空间位置须由三个参数来确定，即该点
在大地水准面上的投影位置（x,y）和该点的高程H。
6
返回
测量坐标系与数学坐标系的区别：
• 坐标轴不同
x ⅣⅠ
o
y
• 象限旋转顺序不同
ⅢⅡ
7
2．地面点的高程
（1）绝对高程
地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的 绝对高程，简称高程，用H表示。
（2）相对高程
地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点 的相对高程或假定高程。
43
第二节 DJ6光学经纬仪 及其操作
44
一、DJ6型光学经纬仪的构造
照准部 基座
水平读盘
45
三、DJ6光学经纬仪的基本操作
安置仪器 瞄准目标 读数
46
1、安置仪器
（1）对中 目的：仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。 方法：垂球：误差<3mm
光学：误差<1mm
（2）整平 目的：使仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘 处于水平位置。
a b h
2
2
AB
•
（3）计算
i

a 2

a 2

若 i>20″，校正。
D AB
39
校正方法
转动微倾螺旋，使十字丝的中丝对准A点尺上 应读读数a2′，此时视准轴处于水平位置，而水准 管气泡不居中。
用校正针先拨松水准管一端左、右校正螺钉， 再拨动上、下两个校正螺钉，使偏离的气泡重新居 中，最后要将校正螺钉旋紧。
L′L′∥VV。
20
三、水准仪的操作 1、安置仪器 2、粗略整平 3、瞄准水准尺 4、精确整平 5、读数
21
视差
眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝 的中丝与水准尺影像之间相对移动的现象。
产生的原因
水准尺的尺像与十字丝平面不重合。
消除的方法
仔细地转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝 平面重合。
22
第三节 普通水准测量及 其成果整理
23
一、水准点 用水准测量的方法测定的高 程控制点，称为水准点。
24
二、水准路线
在水准点间进行水准测量所经过的 路线，称为水准路线。
h1
h2
BMA
1
h3 2
h4
3
BMB
相邻两水准点间的路线称为测段。
25
在一般的工程测量中，水准路线布设 形式主要有以下三种形式：
98 19 42
98 19 30
50
2．方向观测法的观测方法
B
A
O
（1）在测站点O安置经纬仪
（2）盘左位置:顺时针转动照准部观测 （3）盘右位置:逆时针转动照准部观测
C D
51
全圆方向观测法
测测目 回
站数标
读 盘左
° ′″
数 盘右
2C=左- 平均读数 （右 =[左+（右±
±180） 180）]/2
方法：升降脚架使圆气泡大致居中；转脚螺 旋，使长气泡居中。
47
第三Βιβλιοθήκη Baidu 水平角的观测
测回法 方向观测法
48
1．测回法的观测方法
A
O B
（1）在测站点O安置经纬仪
（2）盘左位置:顺时针转动照准部观测 （3）盘右位置:逆时针转动照准部观测
49
测回法观测手簿
测站
竖盘 目 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值
位置 标
°′″
°′″
°′″
°′″
左 A 0 01 30
O
B 98 20 48
第一测回
右
A B
180 01 42 278 21 12
O
左 A 90 01 06
B 188 20 36
第二测回
右
A
270 00 54
B 8 20 36
98 19 18 98 19 30
98 19 24
98 19 30 98 19 36
归零后的 方向值
各测回归 零方向值 的平均值
° ′″
″
° ′″
° ′″
° ′″
略图及 角值
（0 02 10）
A 0 02 12 180 02 00 +12 0 02 06 0 00 00 0 00 00
B 37 44 15 217 44 05 +10 1 C 110 29 04 290 28 52 +12
37
2．十字丝中丝的检校
• 检校目的：十字丝中丝 VV • 检验方法 • 瞄准一固定点，转动望远镜，若该点始终
沿中丝移动，说明条件满足，否则需校正。 • 校正方法：转动十字丝环，直至中丝水平
38
3．水准管的检校
• 检校目的： LL∥CC
• 检验方法
• （1）水准仪在A、B中点测出正确高差hAB • （2）水准仪在B点附近，得A尺应有读数
14
前进方向
a A
B
b
hAB
A、B两点间高差hAB为：
h ab AB
高差等于后视读数减去前视读数。
15
二、计算未知点高程
1．高差法 前进方向
a A
HA
B
大地水准面
H H h
B
A
AB
b hAB
HB
16
2．视线高法
前进方向
a A
HA
Hi
大地水准面
H i
H B

H A
H i

a
b

16 －1.349 ＋26 －1.323
50 -0.068 ＋68
0
65.376 BMA 66.963 1 64.941 2 66.699 3
65.376 BMA
辅助 计算
fh h测 68mm
fhp 40 L 40 5.8km 96 mm
fh fhp
成果合格
33
第四节 DS3型水准仪 的检验与校正
高差闭合差的计算：fh= ∑h观 －∑h理 高差改正数：
vi
f
h
n
ni
vi
fh L
Li
29
(一)附合水准路线的计算
已知HA＝65.376m，HB＝68.623m，1、2、3为 待定高程的水准点。
BMA
h1＝＋1.575m n1＝8 L1＝1.0km
1
h2＝＋2.036m n2＝12 L2＝1.2km
34
一、水准仪应满足的几何条件
（1）L′L′∥VV； （2）十字丝的中丝VV；
（3）LL∥CC 。
35
二、水准仪的检验与校正
36
1．圆水准器的检校
检校目的：L′L′∥VV
• 检验方法
• 整平圆气泡，转180°，若气泡仍居中， 条件满足，否则，需校正。
• 校正方法
• 校正螺丝校一半，脚螺旋调一半。
A 90 03 30 270 03 22 +8 90 03 26 0 00 00
B 127 45 34 307 45 28 2 C 200 30 24 20 30 18
+6 +6
127 45 31 37 42 07 200 30 21 110 26 57
OC D
D 240 15 57 60 15 49 +8 240 15 53 150 12 29
A 90 03 25 270 03 18 +7 90 03 22
52
第四节 竖直角观测
53
竖直角计算公式
B
b
hAB
HB
17
第二节 DS3水准仪及其操作
水准测量所使用的仪器为水 准仪，工具有水准尺和尺垫。
18
一 、DS3微倾式水准仪的构造
望远镜 基座
水准器
19
视准轴CC
十字丝交点与物镜光心的连线
水准管轴LL：
过零点与内表面相切的直线
CC∥LL —构造满足的主要条件
圆水准器轴L′L′
过零点的球面法线
fhp 40 L 40 5.8km 96 mm
fh fhp
成果合格
31
(二) 闭合水准路线成果计算
h1＝＋1.575m n1＝8 L1＝1.0km
HA＝65.376m BMA
h4＝－1.349 n4＝16 L4＝2.2km
1 h2＝－2.036m
n2＝12 L2＝1.2km
2
（3）高差
地面两点间的高程之差，称为高差，用h表示。
高差有方向和正负。
8
第四节 用水平面代替水准面的限度
• 平面坐标：半径10km范围内 • 高程：影响大，一般超过200m
即需改正
9
第五节 测量工作概述
10
测量工作的程序
1、控制测量： 2、碎部测量：
测量工作的原则：
• 1、在布局上遵循“由整体到局部”的原则， 在精度遵循“由高级到低级”的原则，在 程序上遵循“先控制后碎部”的原则
0.450 0.558
0.866 0.740
0.901 0.771
2.350 2.467
18.334 11.434
高差/m 平均高差/m 高程/m
+0.791 +0.793
+0.792
32.186
+1.862 +1.866 +1.211 +1.215 +1.512 +1.516 -1.932 -1.934
37 44 10 37 42 00 37 42 04 A
110 28 58 110 26 48 110 26 52
B
D 150 14 51 330 14 43 + 8 150 14 47 150 12 37 150 12 33
O A 0 02 18 180 02 08 +10 0 02 13
（90 03 24）
h3＝－1.742m 2
n3＝14 L3＝1.4km
3 h4＝＋1.446m
n4＝16
BMB
L4＝2.2km
30
点号
1 BMA
1 2 3 BMB
∑
辅助 计算
距离 测站 实测高差 改正数 改正后高差
/km 数
/m
/mm
/m
高程 /m
点号
备 注
2
3
4
5
6
7
89
1.0 8 ＋1.575 － 12 ＋1.563 65.376 BMA
1．附合水准路线 2．闭合水准路线 3．支水准路线
26
三、普通水准测量方法
• 1、测站检核：变仪器高法和双面尺法
• 2、计算检核：
•
∑a-∑b=∑h=2∑h平均=2（H终-H起）
• 3、成果检核：
• 附合水准路线： ∑h理=H终-H始
• 闭合水准路线： ∑h理=0
•
支水准路线： ∑h往理+ ∑h返理=0
第一章 绪论
1 返回
第一节 测量学的任务及其应用
一、测量学的概念 测量学是研究地球的形状和
大小以及确定地面点位的科学。
测定、测设两部分内容。
2
第二节 地球的形状和大小
1、地球的自然表面 2、地球的物理表面——水准面 3、地球的数学表面——旋转椭球体面
3
铅垂线: 重力的方向线称为铅垂线—基准线
水准面:
+6.900
+1.864
+1.213
+1.514
-1.933
35.636 +3.450
备注
∑a-∑b=18.334-11.434=+6.900
∑h=+6.900 HC-HA=+3.450
(∑a-∑b)/2=+3.450 ∑(h/2)=+3.450
28
回内业计算
四、水准测量成果整理
目的：求各点高程
关键步骤：