长安大学测量学双语PPT
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长安大学测量学课件-第三章角度测量]
![长安大学测量学课件-第三章角度测量]](https://img.taocdn.com/s3/m/f712ae3fb84ae45c3b358c50.png)
第三章角度测量长安大学公路学院第三章角度测量主要内容：水平角和垂直角测量原理，DJ6型光学经纬仪的使用，水平角和垂直角的观测、计算方法，角度测量的误差分析、DJ6的检校。
主要目的：了解经纬仪测角原理，掌握测量水平角和垂直角的方法。
了解经纬仪各轴线间应满足的几何条件。
重点内容：测回法施测水平角、中丝法施测垂直角的观测方法、经纬仪各轴线间应满足的几何条件。
一、水平角测量原理水平角：从一点出发的两条方向线所构成的空间角水平面上的投影。
β=b-a（0。
<β<360。
）。
也可看成是包含OA、OB视线 的两个铅垂面之间的两面角。
0ca水平度盘水平面aobβAOB§3-1 角度测量原理二、竖直角测量原理垂直角——空间方向线与水平面或天顶方向的夹角，简称竖角，又称垂直角。
α=0。
－±90。
仰角为正，俯角为负。
空间方向线的竖角和天顶距Z之间的关系为：天顶铅垂线水平线ACAZCZAαCαB0°90 °180°270°α-=90Z§3-1 角度测量原理一、分类按其精度等级划分:DJ 07、DJ 1、DJ 2（精密光学经纬仪）； DJ 6（普通光学经纬仪)下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。
一般工程测量最常用: DJ 6级光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪§3-2 光学经纬仪§3-2 光学经纬仪二、DJ6级光学经纬仪§3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪§3-2 光学经纬仪二、DJ6级光学经纬仪经纬仪一般由基座、水平度盘、照准部三部分组成。
§3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪1．照准部照准部是基座上方能够转动的部分的总称。
主要由望远镜、竖直度盘、水准器以及读数设备等组成。
2.水平度盘水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划从0°至360°，按顺时针注记，每格1°或30′，用以测量水平角。
长安大学《测量学》第八章 大比例尺地形图测绘
❖ 属性信息包括定性信息和定量信息。属性的定性信息用来描 述地形图图形要素的分类或对地形图图形要素进行标名，一 般用拟定的特征码(或称地形编码)和文字表示。
*
第四十六页，共59页。
§8-3 大比例尺数字测图
❖一、数字测图原理及其特点 3. 地形图图形的数据格式 地形图图形要素按照数据获取和成图方法的不同， 可区分为矢量数据和栅格数据两种数据格式。矢量 数据是图形的离散点坐标（X，Y）的有序集合，它 的数据量与比例尺、地物密度有关：栅格数据是图 形像元值按矩阵形式的集合。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖三、碎部测量的方法
4．全站仪测图
*
第四十一页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖四、公路带状地形图测绘
*
第四十二页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖五、地形图的检查、拼接与整饰
1. 地形图的检查 地形图的检查包括图面检查、野外巡视和设站检查。 2. 地形图的拼接
第三十页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖二、平板仪及其使用 3. 平板仪的安置 平板仪的安置包括对点、整平和定向三个步骤。 （1）对点 用对点器使图上的点和地面上 相应的点位于同一铅垂线上。
*
第三十一页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖二、平板仪及其使用
3. 平板仪的安置 平板仪的安置包括对点、整平和定向三个步骤。 (2)整平 整平是使平板处于水平位置。
*
第九页，共59页。
§8-1 地形图测绘的基本知识
❖ 三、等高线
1.等高线的概念 等高线：是由地面上高程 相等的相邻点连接形成的 闭合曲线。
*
第四十六页，共59页。
§8-3 大比例尺数字测图
❖一、数字测图原理及其特点 3. 地形图图形的数据格式 地形图图形要素按照数据获取和成图方法的不同， 可区分为矢量数据和栅格数据两种数据格式。矢量 数据是图形的离散点坐标（X，Y）的有序集合，它 的数据量与比例尺、地物密度有关：栅格数据是图 形像元值按矩阵形式的集合。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖三、碎部测量的方法
4．全站仪测图
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第四十一页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖四、公路带状地形图测绘
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第四十二页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖五、地形图的检查、拼接与整饰
1. 地形图的检查 地形图的检查包括图面检查、野外巡视和设站检查。 2. 地形图的拼接
第三十页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖二、平板仪及其使用 3. 平板仪的安置 平板仪的安置包括对点、整平和定向三个步骤。 （1）对点 用对点器使图上的点和地面上 相应的点位于同一铅垂线上。
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第三十一页，共59页。
§8-2 大比例尺地形图传统测绘方法
❖二、平板仪及其使用
3. 平板仪的安置 平板仪的安置包括对点、整平和定向三个步骤。 (2)整平 整平是使平板处于水平位置。
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第九页，共59页。
§8-1 地形图测绘的基本知识
❖ 三、等高线
1.等高线的概念 等高线：是由地面上高程 相等的相邻点连接形成的 闭合曲线。
【精品】测量学PPT课件
S
A
L
L1
C B
2mm
图2－7
O
图2－8
•(１）管水准器－－水准管 • 一般S1、S3型水准仪的水准管分划值分别为 10″/2mm及20″／2mm。 用于精平。
•（２） 圆水准器
•一般圆水准器的分划值约为8′~ 10′。用于粗平。 •
• 3.附件： 三脚架、水准尺和尺垫
（a）
图2－11
（b）
（c） 图2－12
–
•
水准点分为永久性和临时性两种。
(a)
(b)
图2－17
21号楼
至南湖新村
5 号 楼 1号楼
图2－18
水准路线：
闭合水准路线，附合水准路线，支水准路线，水准 网
– “1985国家高程基准” 水准原点的高程为 72.260m。
§1-3 测量的基本工作
– 测量的基本要素是：
• 1. 距离（水平距离或斜距）； • 2. 角度（水平角和竖直角）； • 3. 高程。
习题
– 1．进行测量工作应遵循的原则是什么？ – 2．什么是水准面、大地水准面、椭球和参
考椭球？ – 3．测量工作中地面点的位置是如何表示的？ – 4．基本的测量工作有哪些？
• 水准面的特点：处处与铅垂线相垂直。
• 水准面可以有无数个。大地水准面是与平均海 水面重合的一个封闭曲面。
• 3 旋转椭球
• 由于大地水准面是一个不规则的曲面。为了便 于处理大地测量的成果，用一个椭圆绕其短轴旋 转而成的形体来代替大地体，称为“椭球”。
•
椭球的大小用长半轴 a和短半轴 b或扁率α
B
hAB
A HA
HA '水准面HB HB '
测量学-长安大学精品课程
Principles and Methods of Digital Mapping
§1 绪
论
测绘学的内容及其学科分支 测绘学的地位和作用 数字测图的发展概况
学习本门课程目的和要求
§1.1 测绘学的内容及其分支
测绘学（surveying and Mapping; geomatic）
[4] 宁津生等.测绘学概论.武汉：武汉大学出版社，2005
[5] 计算机图形学 [6] 计算机地图制图 [7]《测绘通报》（各期） [8] 数字测图精品课程网站 [9] 测绘网站
习题
1.测绘学研究的对象和任务是什么？ 2.简述数字测图的洋测绘学（hydrography）
研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制 理论和方法的学科。
地图制图学（cartography）
研究模拟地图和数字地图的基础理论、地图设计、地图 编制和复制的技术方法及其应用的学科。
测量学：研究地球表面局部地区内测绘工作的基本理论、 技术、方法及应用。
地图投影、编制、印 刷等
工程建设中的测绘技 术
海洋及水体的测绘技 术
大地测量学（geodesy）
研究地球的形状、大小和重力场，测定地面点几 何位置和地球整体与局部运动的理论和技术的学 科。 椭球大地测量学
大 地 测 量 学
物理大地测量学 卫星大地测量学 动态大地测量学
摄影测量学（photogrammetry）
§1.2 测绘学的地位和作用
在科学研究中的作用
在探索地球的奥秘和规律、深入认识和研究地球的各 种问题中发挥重要作用。
在国民经济建设中的作用
经济发展规划、土地资源调查与利用、海洋开发、农 林牧渔业、生态环境保护以及各种工程、矿山和城市 建设,必须进行相应的测量工作，编制各种地图和建立 相应的地理信息系统，以供规划、设计、施工、管理 和决策使用。
§1 绪
论
测绘学的内容及其学科分支 测绘学的地位和作用 数字测图的发展概况
学习本门课程目的和要求
§1.1 测绘学的内容及其分支
测绘学（surveying and Mapping; geomatic）
[4] 宁津生等.测绘学概论.武汉：武汉大学出版社，2005
[5] 计算机图形学 [6] 计算机地图制图 [7]《测绘通报》（各期） [8] 数字测图精品课程网站 [9] 测绘网站
习题
1.测绘学研究的对象和任务是什么？ 2.简述数字测图的洋测绘学（hydrography）
研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制 理论和方法的学科。
地图制图学（cartography）
研究模拟地图和数字地图的基础理论、地图设计、地图 编制和复制的技术方法及其应用的学科。
测量学：研究地球表面局部地区内测绘工作的基本理论、 技术、方法及应用。
地图投影、编制、印 刷等
工程建设中的测绘技 术
海洋及水体的测绘技 术
大地测量学（geodesy）
研究地球的形状、大小和重力场，测定地面点几 何位置和地球整体与局部运动的理论和技术的学 科。 椭球大地测量学
大 地 测 量 学
物理大地测量学 卫星大地测量学 动态大地测量学
摄影测量学（photogrammetry）
§1.2 测绘学的地位和作用
在科学研究中的作用
在探索地球的奥秘和规律、深入认识和研究地球的各 种问题中发挥重要作用。
在国民经济建设中的作用
经济发展规划、土地资源调查与利用、海洋开发、农 林牧渔业、生态环境保护以及各种工程、矿山和城市 建设,必须进行相应的测量工作，编制各种地图和建立 相应的地理信息系统，以供规划、设计、施工、管理 和决策使用。
测量学课件完整版课件全套ppt教程
人类活动与测绘工作紧密相关
什么时间？什么地方？发生了什么事情？事发地点及其 周围环境发生什么变化、有什么关联？
时间、空间、属性是地理空间信息的三大要素，使人们 在生活和一切活动中都会涉及到的问题；
经济社会发展对测绘信息需求迅速增长，测绘信息内容 和服务方式发生了深刻变化。
基本内容
1 测量学 （Surveying）的基本概念 2 基本测绘技能、方法 3 地图认读 4 工程测绘放样
主要内容包括：
• 获取目标物的影像； • 对所摄得的影像进行处理； • 用图形、图像或数字形式表示所处理的成果。
从摄影测量学到摄影测量与遥感学。
机载空间三维数据采集系统
Fast digital terrain modeling
Laser Scanning from the air – digital earth models with and without vegetation
测量学的产生
1、生产、生活的需要以及建筑、 农田、水利建设等
2、军事、交通运输的需要---旅行、航海等。
1.1 测量学的任务及其在工程中的应用
一、测量学的研究对象和 任务
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。早期的定义
测量学是一门研究地面点位的空间位置的确定，将地球表面 的地貌、地物、行政和权属界线测绘成图，以及将规划设计的
运营管理阶段的测量——工程竣工后为监视工程状 况，保证安全，进行周期 性的重复测量，观测其变 形情况
高精度工程测量——采用非常规的测量仪器和方法， 使其测量的绝对精度达到毫米 以上要求的测量工作
4 地图制图学（地图学）
研究模拟和数字地图的基础理论、设计、 编绘、复制的技术方法及应用的学科 。
长安大学《测量学》第十二章路线纵、横断面测量PPT课件
在进行数据处理和分析时，需要采用 合适的软件和工具，对数据进行处理、 分析和可视化，以便更好地理解测量 结果和进行路线设计。
03
路线纵、横断面测量的方法与技术
传统测量方法
01
02
03
平板仪测量
利用平板仪进行路线纵、 横断面测量，通过测量和 绘制地形图来获取数据。
实地测量
通过实地测量和记录地形 变化，利用皮尺或测距轮 等工具进行距离和高度测 量。
罗盘仪测量
利用罗盘仪进行方向测量， 结合实地观察和记录，获 取路线方向和坡度信息。
现代测量技术
全站仪测量
利用全站仪进行高精度角 度和距离测量，能够快速 获取纵、横断面数据。
GPS测量
通过GPS定位系统进行地 形测量，具有较高的精度 和效率，适用于大规模地 形测量。
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥 感设备获取地形信息，具 有覆盖范围广、信息丰富 等优点。
纵断面测量一般采用水准仪或全站仪 进行，需要设置测站、后视点、前视 点等，并按照规定的精度要求进行测 量。
ห้องสมุดไป่ตู้
横断面测量
横断面测量是垂直于路线中线方向进行的测量，主要目的 是获取垂直于中线方向上各点的距离、高程等数据，用于 绘制横断面图和进行土石方量计算。
横断面测量可以采用水准仪、全站仪或经纬仪进行，需要 设置测站、后视点、前视点等，并按照规定的精度要求进 行测量。
在公路设计和施工过程中，需要对公路的纵、横断面进行测量， 以确保道路的线形、坡度、宽度等参数符合设计要求。
铁路建设
在铁路设计和施工过程中，需要对铁路的横断面进行测量，以确保 铁路的安全和稳定性。
桥梁建设
在桥梁设计和施工过程中，需要对桥梁的横断面进行测量，以确保 桥梁的结构安全和稳定性。
03
路线纵、横断面测量的方法与技术
传统测量方法
01
02
03
平板仪测量
利用平板仪进行路线纵、 横断面测量，通过测量和 绘制地形图来获取数据。
实地测量
通过实地测量和记录地形 变化，利用皮尺或测距轮 等工具进行距离和高度测 量。
罗盘仪测量
利用罗盘仪进行方向测量， 结合实地观察和记录，获 取路线方向和坡度信息。
现代测量技术
全站仪测量
利用全站仪进行高精度角 度和距离测量，能够快速 获取纵、横断面数据。
GPS测量
通过GPS定位系统进行地 形测量，具有较高的精度 和效率，适用于大规模地 形测量。
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥 感设备获取地形信息，具 有覆盖范围广、信息丰富 等优点。
纵断面测量一般采用水准仪或全站仪 进行，需要设置测站、后视点、前视 点等，并按照规定的精度要求进行测 量。
ห้องสมุดไป่ตู้
横断面测量
横断面测量是垂直于路线中线方向进行的测量，主要目的 是获取垂直于中线方向上各点的距离、高程等数据，用于 绘制横断面图和进行土石方量计算。
横断面测量可以采用水准仪、全站仪或经纬仪进行，需要 设置测站、后视点、前视点等，并按照规定的精度要求进 行测量。
在公路设计和施工过程中，需要对公路的纵、横断面进行测量， 以确保道路的线形、坡度、宽度等参数符合设计要求。
铁路建设
在铁路设计和施工过程中，需要对铁路的横断面进行测量，以确保 铁路的安全和稳定性。
桥梁建设
在桥梁设计和施工过程中，需要对桥梁的横断面进行测量，以确保 桥梁的结构安全和稳定性。
长安大学测量学课件-第四章距离测量与直线定向
第四章距离测量与直线定向长安大学公路学院第四章距离测量与直线定向主要内容：钢尺量距、视距测量、直线定向主要目的：了解距离丈量的方法，视距测量的公式，理解标准方向的概念，掌握坐标方位角的推算。
重点内容：坐标方位角的推算距离：是指两点间的水平直线长度。
分类：直接量距法——钢尺量距光学量距法——视距测量物理量距法——光电测距§4-1 钢尺量距一、量距工具钢卷尺，标杆，测钎和垂球。
1.钢卷尺尺长与规格：20米、30米、50米，钢质，涂塑或不涂塑。
刻度与注记：毫米刻度，注记厘米、分米、米。
零分划位置有不同，分刻线尺和端点尺两种。
端点尺刻线尺§4-1 钢尺量距一、量距工具2.花杆:定线用（量距时标定直线量距的前进方向）3.测钎:量距时在地面标定尺段端点位置。
二、直线定线当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时，为使量距工作方便起见，可分成几段进行丈量。
这种把多根标杆标定在已知直线上的工作称为直线定线。
可用目估定线或经纬仪定线。
§4-1 钢尺量距三、钢尺量距钢尺量距的基本要求是“直、平、准”。
1．平坦地面量距距离用下式计算：D =nl+q 式中：l ——整尺段的长度；n ——丈量的整尺段数；q ——零尺段长度。
往返丈量较差:∆D = D 往-D 返距离平均值:D 平= ½（D 往-D 返）相对误差:M 1DD 1D D )D (21＝平平返往返往∆=∆=+-=D D D K§4-1 钢尺量距三、钢尺量距2.倾斜地面量距(1)平量法：(2)斜量法：S h D D S D hS D h h2222-=∆∆+=-=§4-2 视距测量视距测量是一种间接测距方法;它利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及刻有厘米分划的视距标尺(地形塔尺或普通水准尺)，根据光学原理可以同时测定两点间的水平距离和高差.测距的相对误差约为1/300，低于钢尺量距；测定高差的精度低于水准测量;视距测量广泛用于地形测量的碎部测量中。
最新长安大学《测量学》第十二章 路线纵、横断面测量精品课件
平测量和中平测量。
➢ 横断面测量是测定路中线各里程桩两侧垂直于中线 ➢ 方向(fāngxiàng)的地面高程，供路线横断面图点绘地面线、
路基 ➢ 设计、土石方数量计算以及施工边桩放样等使用。
第二页，共23页。
§12-2 基平测量(cèliáng)
➢ 基平测量工作主要是沿线设置水准点，并测定其高程，建立路线 高程控制测量，作为中平测量、施工放样及竣工验收的依据。
第十九页，共23页。
§12-4 横断面测量(cèliáng)
二、横断面的测量方法 2．水准仪法 在平坦地区可使用水准仪测量横断面。施测时选一适
当位置 安置水准仪，后视中桩水准尺读取后视读数，前视横
断面方 向上各变坡点上水准尺得各前视读数，后视读数分别
减去各 前视读数即得各变坡点与中桩地面高差。用钢尺
第十二章 路线(lùxiàn)纵、横 断面测量
长安(chánɡ ān)大学公路学院
第一页，共23页。
§12-1 概述(ɡài shù)
➢ 路线纵断面测量：又称中线高程测量，它的任务是 ➢ 在道路中线测定之后，测定中线各里程桩的地面高 ➢ 程，供路线纵断面图点绘地面线和设计纵坡之用。 ➢ 路线纵断面高程测量采用水准测量。纵断面测量可分为基
§12-4 横断面测量(cèliáng)
一、横断面方向的测定
3．缓和(huǎnhé)曲线横断面方向的测定
缓和(huǎnhé)曲线上任一点的横断面方向，就是该点切 线的垂直方向。
（1t）d 方向32 l架：36l03R 2
R HY
L为P点到ZH点的弧长。
第十六页，共23页。
ZH
td
d
a
P
c b
Q
§12-4 横断面测量(cèliáng)
➢ 横断面测量是测定路中线各里程桩两侧垂直于中线 ➢ 方向(fāngxiàng)的地面高程，供路线横断面图点绘地面线、
路基 ➢ 设计、土石方数量计算以及施工边桩放样等使用。
第二页，共23页。
§12-2 基平测量(cèliáng)
➢ 基平测量工作主要是沿线设置水准点，并测定其高程，建立路线 高程控制测量，作为中平测量、施工放样及竣工验收的依据。
第十九页，共23页。
§12-4 横断面测量(cèliáng)
二、横断面的测量方法 2．水准仪法 在平坦地区可使用水准仪测量横断面。施测时选一适
当位置 安置水准仪，后视中桩水准尺读取后视读数，前视横
断面方 向上各变坡点上水准尺得各前视读数，后视读数分别
减去各 前视读数即得各变坡点与中桩地面高差。用钢尺
第十二章 路线(lùxiàn)纵、横 断面测量
长安(chánɡ ān)大学公路学院
第一页，共23页。
§12-1 概述(ɡài shù)
➢ 路线纵断面测量：又称中线高程测量，它的任务是 ➢ 在道路中线测定之后，测定中线各里程桩的地面高 ➢ 程，供路线纵断面图点绘地面线和设计纵坡之用。 ➢ 路线纵断面高程测量采用水准测量。纵断面测量可分为基
§12-4 横断面测量(cèliáng)
一、横断面方向的测定
3．缓和(huǎnhé)曲线横断面方向的测定
缓和(huǎnhé)曲线上任一点的横断面方向，就是该点切 线的垂直方向。
（1t）d 方向32 l架：36l03R 2
R HY
L为P点到ZH点的弧长。
第十六页，共23页。
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§12-4 横断面测量(cèliáng)
长安大学《测量学》第十三章桥梁测量
§13-3 桥轴线纵断面测量
3. 岸上测量方法 岸上部分与路线纵断面测量方法相同。 4. 水下测量方法 水下部分测点的位置及其高程都是用间接方法测求。 （1）测点高程 测点高程的测定是先测出水面高程（水位）和水 深，然后由水面高程减去水深，以求河底的高程。 （2）测点平面位置 纵断面上测点的平面位置和水深是同时测定； 纵断面上测点的平面位置的测定，根据河宽及地形 条件，可采用断面索法，交会法或单点法。
§13-4 河流比降测量
2.测设方案
在桥轴线处布设断面AB，在上下游分别布设断面 CD及EF。断面间的距离视河流比降大小而定，比
降小时距离大些，而比降大时则距离小些。在中 小河流上，断面间距为20－80m，在较大的河流上 断面间距不应小于规范要求间距。
根据相邻断面间水位的高差及其距离D，即可以用 下式求出河流比降i。
§13-1 概述
二、设计阶段
1.桥位勘测 中小桥：不单独进行勘测，包括在路线勘测之内。 特大桥梁或技术条件复杂的桥梁 ：需单独进行勘
测。 2.设计阶段 设计桥梁需要提供的测量资料主要有：桥轴线长
度、桥轴线纵断面图、桥位地形图等。 桥位地形图分为桥位总平面图和桥址地形图。
§13-1 概述
家水准测量规范》，采用精密水准仪观测。 桥梁在施工过程中，还必须加设施工水准点。
§13-3 桥轴线纵断面测量
1. 桥轴线纵断面图
桥轴线纵断面测量就是测量桥轴线方向地表的起伏 状态，其测量结果绘制成的纵断面图，称为桥轴线 纵断面图。桥梁设计时，需要根据桥轴线纵断面图 来决定桥梁的孔径和布置墩台的位置。
第十三章 桥梁测量
长安大学公路学院
§13-1 概述
桥梁测量的主要内容包括桥位勘测和桥梁 施工测量两部分。
长安大学《测量学》第二章水准测量
2-2.水准测量仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具为水准尺和尺垫。 水准仪按其精度划分为四个等级： 精密水准仪DS05、DS1；普通水准仪DS3、DS10 下标的数字代表仪器的测量精度（每公里往返测高差中数的中误差n毫米，即精度）。 水准仪按其构造可分为三种： 微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪。 目前，普通工程测量中最常用的水准仪是： DS3微倾式水准仪（或DS3自动安平水准仪）
施测方法
BMA
BMB
1.444
1.324
TP2
h2=+0.120
1.822
0.876
TP3
h3=+0.946
1.820
1.435
TP4
h4=+0.385
1.422
1.304
h5=+0.118
前进方向
1.134
1.677
TP1
h1=-0.543
二、水准测量的实施
普通水准测量记录表
0.718
长安大学公路学院
第二章 水准测量
ห้องสมุดไป่ตู้
主要内容：水准测量原理、水准仪的构造及使用、
水准测量的施测方法及成果整理、仪器 的检验与校正。
主要目的：了解水准测量原理、测量仪器与测量工
具，掌握地面点位高程测量过程。
重点内容：水准测量原理、施测方法、成果计算。
测定地面点高程的工作称为高程测量。
第二章 水准测量
5
4
9
8
10
14
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2-2.水准测量仪器和工具
DS3微倾式水准仪的构造 作用：为测量高差提供一条水平视线 组成：望远镜、水准器、基座
长安大学测量学双语第1章
电子全站仪 →数字智能型全站仪
?从光学水准仪 →自动安平水准仪 →电子水准仪 → 数字水准仪
?从地面摄影测量 →航空摄影测量 →数字摄影测量 →卫星遥感（ RS）图像处理 →三维激光扫描系统
?从野外白纸测图 →计算机机助制图 →数字化自动 成图→地理信息系统（ GIS）
?从全球卫星定位系统（ GPS）→“3S”集成技术
determinate the ground ( including the air, underground and underwater ) point position. ? 二、Task 1.测定（survey+mapping ）：ground Maps
§1-1 Surveying task and applications
（ Chapter 10-12 ） ?Chap.10 ——Construction layout ?Chap.11 、12——Road center line survey
§1-1 Surveying task and applications
? 一、Surveying Concept Study the shape and size of the earth, and
§1-3 Basic knowledge of surveying
§1-3 Basic knowledge of surveying
§1-3 Basic knowledge of surveying
?2.测量基准面（ datum plane ）
(1）大地水准面 (Geodetic surface)（Geoid） ? 水准面（level plane）：It is supposed to have a
2.普通测量学（ General survey ）
?从光学水准仪 →自动安平水准仪 →电子水准仪 → 数字水准仪
?从地面摄影测量 →航空摄影测量 →数字摄影测量 →卫星遥感（ RS）图像处理 →三维激光扫描系统
?从野外白纸测图 →计算机机助制图 →数字化自动 成图→地理信息系统（ GIS）
?从全球卫星定位系统（ GPS）→“3S”集成技术
determinate the ground ( including the air, underground and underwater ) point position. ? 二、Task 1.测定（survey+mapping ）：ground Maps
§1-1 Surveying task and applications
（ Chapter 10-12 ） ?Chap.10 ——Construction layout ?Chap.11 、12——Road center line survey
§1-1 Surveying task and applications
? 一、Surveying Concept Study the shape and size of the earth, and
§1-3 Basic knowledge of surveying
§1-3 Basic knowledge of surveying
§1-3 Basic knowledge of surveying
?2.测量基准面（ datum plane ）
(1）大地水准面 (Geodetic surface)（Geoid） ? 水准面（level plane）：It is supposed to have a
2.普通测量学（ General survey ）
长安大学测量学第六章 测量误差的基本理论课件
.
§6-1 概述
? 五、偶然误差的特性及其概率密度函数
? 用频率直方图表示的偶然误差统计： ? 当观测次数n无限增多(n→∞)、误差区间d? 无限缩小
(d? →0)时，各矩形的顶边就连成一条光滑的曲线,这条曲 线称为“正态分布曲线”，又称为“高斯误差分布曲线”。 所以偶然误差具有正态分布的特性。
.
13
0.036
13
0.036
1.2～1.4
6
0.017
5
0.014
1.4～1.6
4
0.011
2
0.006
1.6以上
0
0.000
0
0.000
总和
181
0.505
177
0.495
.
§6-1 概述
五、偶然误差的特性及其概率密度函数
? 偶然误差的四个特性：
（1）有界性：在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不 会超过一定的限度，即偶然误差是有界的；
（2）单峰性：绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机 会大；
（3）对称性：绝对值相等的正、负误差出现的机会相等；
（4）补偿性：在相同条件下，对同一量进行重复观测，偶 然误差的算术平均值随着观测次数的无限增加而趋于零，
即 lim ? 1 ? ? 2 ? ? ? ? n ? lim ?? ?? 0
n? ?
? 例：估读数、气泡居中判断、瞄准、对中等误差，导致观 测值产生误差? 。
.
§6-1 概述
四、测量误差的种类 几个概念 :
? 准确度：(测量成果与真值的差异，取决于系统误差的大 小）
? 精（密）度：(观测值之间的离散程度，取决于偶然误差 的大小）
? 最或是值：（最接近真值的估值，最可靠值）； ? 测量平差：（求解最或是值并评定精度）。
§6-1 概述
? 五、偶然误差的特性及其概率密度函数
? 用频率直方图表示的偶然误差统计： ? 当观测次数n无限增多(n→∞)、误差区间d? 无限缩小
(d? →0)时，各矩形的顶边就连成一条光滑的曲线,这条曲 线称为“正态分布曲线”，又称为“高斯误差分布曲线”。 所以偶然误差具有正态分布的特性。
.
13
0.036
13
0.036
1.2～1.4
6
0.017
5
0.014
1.4～1.6
4
0.011
2
0.006
1.6以上
0
0.000
0
0.000
总和
181
0.505
177
0.495
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§6-1 概述
五、偶然误差的特性及其概率密度函数
? 偶然误差的四个特性：
（1）有界性：在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不 会超过一定的限度，即偶然误差是有界的；
（2）单峰性：绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机 会大；
（3）对称性：绝对值相等的正、负误差出现的机会相等；
（4）补偿性：在相同条件下，对同一量进行重复观测，偶 然误差的算术平均值随着观测次数的无限增加而趋于零，
即 lim ? 1 ? ? 2 ? ? ? ? n ? lim ?? ?? 0
n? ?
? 例：估读数、气泡居中判断、瞄准、对中等误差，导致观 测值产生误差? 。
.
§6-1 概述
四、测量误差的种类 几个概念 :
? 准确度：(测量成果与真值的差异，取决于系统误差的大 小）
? 精（密）度：(观测值之间的离散程度，取决于偶然误差 的大小）
? 最或是值：（最接近真值的估值，最可靠值）； ? 测量平差：（求解最或是值并评定精度）。
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The height difference between A and B:
h h i s 1ksli2 n i s 2 1
§4-2 Stadia surveying
❖三、 The steps of the stadia surveying
1．在测站上安置经纬仪，量取仪器高（桩顶至仪器横轴中心 的距离），精确到cm；
❖ 二、The stadia formula when sight is tilting Horizontal distance D :
D k' lkclo sl' lcos
D D co k scl2 os
Elementary height difference:
h D si k n cls ois netic rangefinder
一、Ectromagnetic ranging overview
2. Rangefinder classification （1）carrier wave adapted ❖ Microwave rangefinder ❖ Photoelectric rangefinder
The relative error:
K
D往D返
D
1 ＝1
1 2(D往D返)
D平
1
D平 M D
§4-1 Steel tape distance surveying
2. The distance surveying at the tilt ground ❖ (1) flat surveying method: ❖ (2) inclined surveying method
钢尺量距（steel tape distance surveying）； 视距测量（stadia surveying ）； 光电测距（photoelectric surveying distance） 卫星测距（Satellite ranging）； 直线定向（line orientation）；
1
❖ 1. Steel tape ❖ Feet long ： 20 meters, 30 meters, 50 meters； ❖ Specifications: plastic coated or not plastic coated. ❖ Scale and note: mm, cm, dm,m
刻线尺（compartmentalized rule） 端点尺（endpoint rule）
2．瞄准竖直于测点上的标尺，并读取中丝读数值； 3．用上、下视距丝在标尺上读数，将两数相减得视距间隔； 4．使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，求出竖直角; 5.根据视距公式，计算水平距离和高差及立尺点的高程。
1
§4-2 Stadia surveying
❖四、Stadia measurement errors
D L2 h 2
D L Dh
h2
Dh 2L
1
§4-2 Stadia surveying
❖ Stadia surveying is indirect ranging method 它利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及刻有厘米分
划的视距标尺(地形塔尺或普通水准尺)，根据光学原理可以 同时测定两点间的水平距离和高差. ❖ The relative error is about 1/300, below the rule surveying distance, ❖ Determine the elevation precision is below level survey, ❖ Stadia measurement is widely used for measuring the details topography Measurement.
❖Key content:坐标方位角（ coordinates azimuth calculation ）
❖ Classification: Direct measurement method -- steel tape
distance surveying; Optical measurement method -- stadia
Endpoint rule
Compartm1entalized rule
§4-1 Steel tape distance surveying ❖ 一、The tools
❖ 2. Flower stem: Fixed line forward direction line ❖ 3. Measuring brazing: fix rule segment endpoint
ser rangefinder 2.Infrared rangefinder （2） method to calculate time ❖ Phase type rangefinder ❖ Pulsed rangefinder
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
❖二、Pulse photoelectric surveying distance
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
三、Phase photoelectric rangefinder 1.Basic principle
distance surveying； Physical measurement method -- photoelectric
surveying distance;
§4-1 Steel tape distance surveying
❖一、The tools
钢尺（Steel tape）, 标杆（benchmarking）, 测钎 （measuring brazing） and 垂球（Metal ball ball）.
position.
❖ 二、直线定线（Fixing line）
❖ 目测定线和经纬仪定线
1
§4-1 Steel tape distance surveying
❖三、 Steel tape distance surveying
❖ The basic requirements: “straight, level, accurate". ❖ 1. The distance surveying at flat ground
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
❖一、Ectromagnetic ranging overview
1. Principle To record the electromagnetic wave traveling time
between two endpoints round-trip once time, using its propagation velocity in the atmosphere to calculate the distance between two points.
(3) according to distance Remote –range: tens of kilometers Medium-range : from several kilometers to 10 kilometers Short-range: below three kilometers
Chap.4 Distance surveying and line orientation
Highway school Chang’an university
Chap.4 Distance surveying and line orientation
❖ Distance: refers to length of the curve line between two projections of two points to the geoid along the plumb line. ❖ Main contents:
cT c
f
t 2f
D c 4f
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
三、Phase photoelectric rangefinder 2．Basic formula
Set modulated signal is sine signal,
including the euploid of 2π,2 N2π, and terminal partψ less than 2π, namely:
measurement ❖ 6. The influence of external meteorological
conditions to stadia measurement ❖ (1) the influence of atmospheric refraction ❖ (2) the influence of atmospheric turbulence
Use the equation: D=nl+q
l - the the length of whole feet; n - the whole rule section number, q - zero rule section length.
surveying error: D = D往-D返 Distance average: D平= ½（D往-D返）
❖ (4) by carrier number Single carrier: visible light, Infrared light, microwave. Double carrier: visible + visible light, Visible + infrared radiation Three carrier: visible + visible + microwave, Visible + infrared + microwave etc.
h h i s 1ksli2 n i s 2 1
§4-2 Stadia surveying
❖三、 The steps of the stadia surveying
1．在测站上安置经纬仪，量取仪器高（桩顶至仪器横轴中心 的距离），精确到cm；
❖ 二、The stadia formula when sight is tilting Horizontal distance D :
D k' lkclo sl' lcos
D D co k scl2 os
Elementary height difference:
h D si k n cls ois netic rangefinder
一、Ectromagnetic ranging overview
2. Rangefinder classification （1）carrier wave adapted ❖ Microwave rangefinder ❖ Photoelectric rangefinder
The relative error:
K
D往D返
D
1 ＝1
1 2(D往D返)
D平
1
D平 M D
§4-1 Steel tape distance surveying
2. The distance surveying at the tilt ground ❖ (1) flat surveying method: ❖ (2) inclined surveying method
钢尺量距（steel tape distance surveying）； 视距测量（stadia surveying ）； 光电测距（photoelectric surveying distance） 卫星测距（Satellite ranging）； 直线定向（line orientation）；
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❖ 1. Steel tape ❖ Feet long ： 20 meters, 30 meters, 50 meters； ❖ Specifications: plastic coated or not plastic coated. ❖ Scale and note: mm, cm, dm,m
刻线尺（compartmentalized rule） 端点尺（endpoint rule）
2．瞄准竖直于测点上的标尺，并读取中丝读数值； 3．用上、下视距丝在标尺上读数，将两数相减得视距间隔； 4．使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，求出竖直角; 5.根据视距公式，计算水平距离和高差及立尺点的高程。
1
§4-2 Stadia surveying
❖四、Stadia measurement errors
D L2 h 2
D L Dh
h2
Dh 2L
1
§4-2 Stadia surveying
❖ Stadia surveying is indirect ranging method 它利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及刻有厘米分
划的视距标尺(地形塔尺或普通水准尺)，根据光学原理可以 同时测定两点间的水平距离和高差. ❖ The relative error is about 1/300, below the rule surveying distance, ❖ Determine the elevation precision is below level survey, ❖ Stadia measurement is widely used for measuring the details topography Measurement.
❖Key content:坐标方位角（ coordinates azimuth calculation ）
❖ Classification: Direct measurement method -- steel tape
distance surveying; Optical measurement method -- stadia
Endpoint rule
Compartm1entalized rule
§4-1 Steel tape distance surveying ❖ 一、The tools
❖ 2. Flower stem: Fixed line forward direction line ❖ 3. Measuring brazing: fix rule segment endpoint
ser rangefinder 2.Infrared rangefinder （2） method to calculate time ❖ Phase type rangefinder ❖ Pulsed rangefinder
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
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§4-3 Electromagnetic rangefinder
❖二、Pulse photoelectric surveying distance
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§4-3 Electromagnetic rangefinder
三、Phase photoelectric rangefinder 1.Basic principle
distance surveying； Physical measurement method -- photoelectric
surveying distance;
§4-1 Steel tape distance surveying
❖一、The tools
钢尺（Steel tape）, 标杆（benchmarking）, 测钎 （measuring brazing） and 垂球（Metal ball ball）.
position.
❖ 二、直线定线（Fixing line）
❖ 目测定线和经纬仪定线
1
§4-1 Steel tape distance surveying
❖三、 Steel tape distance surveying
❖ The basic requirements: “straight, level, accurate". ❖ 1. The distance surveying at flat ground
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
❖一、Ectromagnetic ranging overview
1. Principle To record the electromagnetic wave traveling time
between two endpoints round-trip once time, using its propagation velocity in the atmosphere to calculate the distance between two points.
(3) according to distance Remote –range: tens of kilometers Medium-range : from several kilometers to 10 kilometers Short-range: below three kilometers
Chap.4 Distance surveying and line orientation
Highway school Chang’an university
Chap.4 Distance surveying and line orientation
❖ Distance: refers to length of the curve line between two projections of two points to the geoid along the plumb line. ❖ Main contents:
cT c
f
t 2f
D c 4f
1
§4-3 Electromagnetic rangefinder
三、Phase photoelectric rangefinder 2．Basic formula
Set modulated signal is sine signal,
including the euploid of 2π,2 N2π, and terminal partψ less than 2π, namely:
measurement ❖ 6. The influence of external meteorological
conditions to stadia measurement ❖ (1) the influence of atmospheric refraction ❖ (2) the influence of atmospheric turbulence
Use the equation: D=nl+q
l - the the length of whole feet; n - the whole rule section number, q - zero rule section length.
surveying error: D = D往-D返 Distance average: D平= ½（D往-D返）
❖ (4) by carrier number Single carrier: visible light, Infrared light, microwave. Double carrier: visible + visible light, Visible + infrared radiation Three carrier: visible + visible + microwave, Visible + infrared + microwave etc.