测量学PPT

第三章 角度测量
• • • • • 角度测量的原理 光学经纬仪 经纬仪的使用 实验:经纬仪的使用与测回法测水平角 实验:方向法测水平角
第三章 重难点
重点
– 角度测量原理 – 水平角和竖直角 的观测与计算 – 测回法 – 方向法
难点
– 竖直角计算公式 的推导 – 方向法角度观测 与计算
角度测量的原理
高斯平面直角坐标
• 地图投影 • 高斯投影
地面点的高程
• 绝对高程 • 假设高程 • 高差
确定地面点位的三个基本要素
• 在实际工作中，确定地面点位时，往往不 是直接测出它们的坐标和高程，而是先测 出水平角、水平距离，以及点之间的高差， 然后再据此推算地面点的坐标和高程。由 此可见，距离、角度和高差是测定地面点 位的基本要素。
° ′ ″ ° ′ ″
O 1 A B C D A A B C D A 00 70 228 254 0 90 160 318 344 90 02 23 19 17 02 03 24 20 18 03 36 36 24 54 30 12 06 00 30 18 180 250 48 74 180 270 340 138 164 270 02 23 19 17 02 03 23 19 18 03 36 42 30 54 36 12 54 54 24 12
• 竖直角的观测
– – – – – 竖直角的计算公式 指标差的计算 竖直角的测定 竖直角的计算 竖盘指标自动归零装臵
水平角的观测方法
• 测回法:只适用于测站上观 测两个方向之间的单角. • 方法:盘左A→盘左B→盘 右B→盘右A • 两项限差:半测回角值互差 40、各测回值互差24 • 计算 • 方向法:适用于一个测站上 观测两个以上方向. • 方法:盘左A→盘左B→盘左 C→盘左D→盘左A→盘右 A→盘右D→盘右C→盘右 B→盘右A • 三项限差：半测回归零差18、 2C互差、各测回方向差24 • 计算
– – – – – 安臵仪器 粗平 瞄准 精平 读数
• 自动安平水准仪的使用
– – – – 安臵仪器 粗平 瞄准 读数
三 四 等 水 准 测 量 外 业 计 算
测 量 编 号
后 尺 后
下丝 上丝 距
前 尺 前
下丝 上丝 距
方 向 及 尺 号
标尺读数
黑面
红面
K＋ 黑 － 红
高 中
差 数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
备
考
视距差d
1 1571 1197 374 -0.2 2 2121 1747 374 -0.1 3 1914 1539 375 -0.2
第一章 重难点
重点 难点
– 测量工作的基准 – 地面点位的确定 – 大地水准面 – 用平面代替水准 面的限度
– 大地水准面 – 高斯投影
测量工作的任务及其作用
• 测量学的概念 • 测量学的分类 • 测量学的作用
测量学的概念
• 研究地球的形状和大小，并确定地球表面 空间物体的空间位臵的学科。
测量学的分类
– 仪器工具的借领 – 仪器的安装 – 仪器的使用 – 仪器的搬迁 – 仪器的装箱 – 测量工具的使用
• 测量记录与计算规则
测量记录与计算规则
1.
在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的填 写与计算方法。 2. 记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观测 者及记录者姓名等无一遗漏地填写完全。 3. 观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回报 以资检核。不得另纸记录事后转抄。 4. 记录时要求字体端正清晰，数位对齐、数字齐全。字脚靠近底线；表示 精度或占位的“0”均不能省略。 5. 观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记。如：角度测量 时，秒级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错，应重 测该测站。 6. 观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数字 上方写出正确的数字。注意不得涂改已记录的数据，禁止连续更改数字。 7. 记录数据修改后，都应在备注栏内写明原因（记错、测错、超限）。 8. 每站观测结束后，必须在现场完成规定的计算的检核，确认无误后方可 迁站。 9. 数据运算应根据所取位数，按“4舍6入，5前单进双舍的规则进行凑整”。 10. 应该保持测量手簿的整洁，严禁在手簿上书写无关的内容。
地 球 曲 率 的 影 响
水准仪的结构图
水准仪的构造
• 望远镜
– 视准轴、成像原理、物镜调焦、目镜调焦
• 水准器
– 水准管零点、水准管分划值、符合水准器
• 基座
望远镜
成像原理
水准测量的工具
• 双面水准尺
– 结构 – 意义 – 读数
• 尺垫
– 意义 – 使用
水准器
水准仪的使用
• 微倾水准仪的使用
• ②观测结束后的计算与校核：
– 高差部分 – 视距部分：累积视距差，总视距。
• 若测站上有关观测限差超限，在本站检查发现后 可立即重测，若迁站后检查发现则应从水准点或 间歇点起重新测量。
水准测量的内业
• 闭合差计算 • 闭合差的调整
– 按比例反其符号加到相应的高差中
实验和实习规定
• 测量仪器工具的借领和使用
教学要求
• 学习本课程要让学生掌握测量的基本概念、 基本理论、基本技能，学会经纬仪和水准 仪等常规仪器的使用。掌握大比例尺地形 图测绘中的控制测量和碎部测量的基本方 法和技能，并能对简单的观测数据进行简 易的平差计算和数据处理。
第一章 绪论
• • • • 测量工作的任务及其作用 地面点位的确定 用平面代替水准面的限度 测图原理与测量工作概述
假设第一站后视点高程为475.537m,则第四站前视点的高程为
水准测量的外业和内业
• 水准点与水准路线 • 水准测量的外业 • 水准测量的内业
水准测量的外业
• 普通水准测量：将水准尺立于已知高程的水准点上 作为后视，水准仪臵于施测路线附近合适的位臵， 在施测路线的前进方向上取仪器到后视大致相等的 距离放臵尺垫，在尺垫上竖立水准尺作为前视，分 别读取后视和前视读数，测定两点高差。第一站结 束后，记录员招呼后尺员向前转移，并将仪器迁至 第二站，此时第一站的前视点成为第二站的后视点， 重复至全部路线完成。 • 三四等水准测量：双面尺法、两次仪器高法 • 视距值等于上下丝读数之差乘100得到。 • 水准测量的手簿记录（普通、三四等）及计算
∑d
0739 0363 376 -0.2 2196 1821 375 -0.3 2055 1678 377 -0.5 476.154m 。 后A 前B 后－前 1726 1866 -0140 6513 6554 -0041 0 -1 +1 -0140.5 后B 前A 后－前 1934 2008 -0074 6621 6796 -0175 0 -1 +1 -0074.5 后A 前B 后－前 1384 0551 +0833 6171 5239 +0932 0 -1 +1 A尺： K＝4787 B尺： +0832.5 K＝4687
大地水准面
• 概念：与平均海水面相吻合的水准面，是一个复 杂的不规则曲面。由于地球的吸引力的大小与地 球内部的质量有关，地球内部的质量分布又不均 匀，这引起地面上各点的铅垂线方向产生不规则 的变化，因而水准面实际上是一个有微小起伏的 不规则曲面。 • 特点：①假想的；②不规则且无法用数学式表示； ③有无数个；④水准面上任一点的切面与该点的 铅垂线方向垂直。
地形测量学
• 概念：研究小地区地表各类地物形状和大 小的科学 。 • 研究对象：地球自然表面上一个区域，由 于地球半径很大，可以把这块球面当作平 面看待而不考虑其曲率 。 • 基本任务：测绘地表面各类物体形状和大 小。
摄影测量学
• 利用摄影象片来研究地表形状与大小的科 学。其任务与地形测量学相同，只是采用 的方法不同。
用平面代替水准面的限度
• 用平面代替水准面的 限度 • 地球曲率对高差的影 响
测图原理与测量工作概述
• 测图原理 • 测量工作概述
– 控制测量
• 控制点 • 控制网
– 碎部测量
• 地物测量 • 地形测量
第二章 水准测量
• • • • • • 水准测量原理 水准测量的仪器与工具 水准仪的使用 水准测量的外业和内业 实验与实习规定 实习:水准仪的使用和普通水准测量
工程测量学
• 概念：研究解决工程在勘测设计、施工放 样、运营管理过程中各种测绘问题的科学。 • 研究对象：工程中建设的测绘工作。 • 基本任务：把地面上的情况描绘到图纸上， 把图纸上设计的建筑物桩定到地面上，以 及为建筑物施工过程中和竣工后所产生的 各种变化而进行的变形观测。
地面点位的确定
• 地球的形状与大小 • 地面点位确定 • 确定地面点位的三个基本要素
测量学(Ⅰ)
课程的性质与任务
• 测量学是高等学校测绘工程专业的一门专 业基础课程，其研究对象主要是地球的形 状、大小和地表面上各种物体的几何形状 及空间位臵，它的内容包括距离测量、角 度和高差的基本测量工作，水准仪、经纬 仪等仪器的使用以及基础的测量误差理论。 通过这些学习使得学生最终掌握测绘大比 例尺地形图的基本技能。
光学经纬仪（图）
• 经纬仪的分类
– 按精度 – 按结构
• 经纬仪的构造
基座、照准部、转动控制装臵、主要轴线
• 度盘与读数设备
– 测微尺读数装臵 – 平行玻璃测微器读数装臵
光学经纬仪结构图
平行玻璃测微器读数装置
测 微 尺 读 数 装 置
经纬仪的使用
• 水平角的观测
– 经纬仪的安臵 – 水平角的观测方法
° ′ ″
0 0 70 228 254 0 90 160 318 344 90 02 02 23 19 17 02 03 24 19 18 03 34 36 39 27 54 33 12 00 57 27 15
° ′ ″
0 70 228 254 00 21 16 15
测回法计算
测 站 盘 位 目 标 水平度盘 读数 水 平 角 半测回值 测回值
左
A
B
0 00 24
87 26 48 180 00 12 267 26 24
87 26 24
O 右 A B 87 26 12
87 26 18
方向法计算
水 平 度 盘 读 数 测 目 测 回 标 站 数 盘 左 盘 右 2c 0 -06 -06 0 -06 0 +12 +06 +06 +06 平均读数 归零后 方向值 各测回归 零方向 平均值
第二章 重难点
重点
–水准测量的原理 –三四等水准测量 的方法、记录与 计算 –水准仪的使用
难点
– 三四等水准测量 的记录与计算
水准测量原理
• 水准测量的原理（图） • 转点、测站 • 地球曲率的影响
水准测量原理（图）
转点、测站
水准测量的仪器与工具
• 水准仪的分类
–按结构 –按精度
• 水准仪的构造(图) • 水准测量的工具
地面点位确定
• 地面点的坐标
– 地理坐标 – 高斯平面直角坐标 – 平面直角坐标
• 地面点的高程
地理坐标
• 天文地理坐标
– – – – – – – 子午面 子午线（经线） 首子午面 首子午线 经度 赤道 纬度
• 大地地理坐标
地球的形状与大小
• • • • • • • 大地体 水准面 大地水准面 铅垂线 旋转椭球 旋转椭球面 椭球元素
普通水准测量的外业记录及计算
测 站 1 2 点 号 N1 转点 转点 N2 视 距 m 56 54 72 74 0306 2624 后 视 0347 1631 -2318 42.613 前 视 高 差 高 差 46.215
＋
－
-1284
3
4 5
N2
转点 转点 转点 转点 B
98
96 41 43 79 77
0833
1516 1528 0501 2368 0694 +1674 +1027
-0683
44.631
双面尺法
• 后视标尺黑面(上、下、中丝)——前视标 尺黑面（上、下、中丝）——前视标尺红 面（中丝）——后视标尺红面（中丝）
三四等水准测量外业计算(例)
• ①测站上计算：
– 高差部分：前尺、后尺黑红面读数差；黑红面高差之 差 – 视距部分：前视距、后视距、前后视距差
• • • • 大地测量学 地形测量学 摄影测量学 工程测量学
大地测量学
• 概念：研究地球的形状与大小及其重力场的科学。 • 研究对象：地球表面一个较大的区域甚至整个地 球，必须考虑地球的曲率。 • 基本任务：建立国家大地控制网，测定地球的形 状、大小和研究地球的重力场理论、技术和方法。 大地控制网是为研究地球有关的各种科学服务的， 并且是施测地形图的重要依据