1、土 木 工 程 测 量 学 复 习 知 识 点 1 土 木 工 程 测 量 学 1 .1 土木 工程 测量学 的任 务 一 、 测 量 学 的 概 念 ： 测 量 学 是 研 究 如 何 测 量 地 球 或 地 球 局 部 区 域 的 形 状 并 把 测 量 结 果 用 数 据 或 图 形 表 示 出 来 的 科 学 。 测 量 学 研 究 的 对 象 是 地 球 。 二 、 测 量 学 的 分 类 ： 按 照 测 量 的 对 象 和 任 务 不 同 ， 测 量 学 主 要 分 为 以 下 几 种 ： （ 1 ） 大 地 测 量 学 ： 主 要 是 建 立 国 家 级 大 范 围 的 控 制
2、网 . （ 2 ） 普 通 测 量 学 ： 主 要 是 建 立 小 范 围 的 控 制 网 ， 在 小 地 区 内 进 行 一 些 测 量 可 以 不 考 虑 地 球 曲 率 的 影 响 。 （ 3 ） 工 程 测 量 学 （ 4 ） 摄 影 测 量 学 ： 利 用 摄 影 来 进 行 测 图 ， 主 要 研 究 对 象 是 利 用 各 种 仪 器 所 获 得 的 图 像 信 息 ， 经 过 室 内 分 析 及 处 理 投 摄 的 影 像 转 换 成 正 投 影 图 。 （ 5 ） 海 洋 测 量 学 ： 属 于 水 下 测 量 ， 其 测 量 方 法 和 手 段 和 陆 地 截 然 不 同
3、。 （ 6 ） 地 图 制 图 学 ： 是 研 究 各 种 地 图 的 制 作 理 论 、 工 艺 技 术 和 应 用 的 学 科 。 三 、 工 程 测 量 的 主 要 任 务 ： （ 1 ） 工 程 控 制 网 的 建 立 （ 2 ） 地 形 测 绘 （ 3 ） 施 工 放 样 （ 4 ） 设 备 安 装 （ 5 ） 竣 工 测 量 （ 6 ） 变 形 观 测 1 .2 地面 点位 的确定 大 地 水 准 面 的 概 念 ： （ 1 ） 水 准 面 ： 处 处 与 重 力 方 向 垂 直 的 连 续 曲 面 称 为 水 准 面 。 重 力 ： 地 球 吸 引 力 与 地 球 自 转 产 生
4、 的 离 心 力 这 两 个 力 的 合 力 称 为 重 力 。 （ 2 ） 大 地 水 准 面 ： 我 们 设 想 把 平 均 静 止 的 海 水 面 向 陆 地 延 伸 而 形 成 的 封 闭 曲 面 ， 称 为 大 地 水 准 面 。 （ 3 ） 大 地 水 准 面 的 有 关 说 明 ： a 大 地 水 准 面 是 一 个 略 有 起 伏 的 不 规 则 曲 面 。 b 大 地 水 准 面 上 处 处 与 铅 垂 线 方 向 垂 直 。 c 大 地 水 准 面 所 包 围 的 球 体 可 以 代 表 整 个 地 球 形 状 d 大 地 水 准 面 是 测 量 学 的 基 准 面 ， 铅
5、 垂 线 是 测 量 学 的 基 准 线 。（ 4 ） 水 平 面 ： 与 水 准 面 相 切 的 平 面 称 为 水 平 面 。 确 定 地 面 点 位 的 方 法 ： 1 、 确 定 地 面 点 位 的 要 素 ： a 点 到 大 地 水 准 面 的 铅 垂 距 离 ， 即 绝 对 高 程 。 b 点 在 大 地 水 准 面 上 的 投 影 位 置 , 即 坐 标 。 2 、 地 面 点 的 高 程 ： 分 为 绝 对 高 程 和 相 对 高 程 两 种 。 （ 1 ） 绝 对 高 程 ： 点 到 大 地 水 准 面 的 铅 垂 距 离 ， 称 为 绝 对 高 程 。 用 H 表 示 ，
6、今 后 提 到 的 高 程 一 般 指 绝 对 高 程 。 （ 2 ） 相 对 高 程 ： 地 面 点 到 任 一 高 程 基 准 面 的 铅 垂 距 离 ， 称 为 相 对 高 程 。 （ 3 ） 我 国 的 高 程 基 准 ： 称 为 “ 1 9 8 5 年 国 家 高 程 基 准 ” ， 即 根 据 青 岛 验 潮 站 1 9 5 2 年 1 9 7 9 年 搜 集 的 统 计 资 料 计 算 出 的 平 均 海 水 面 作 为 高 程 零 点 ， 由 此 测 得 青 岛 水 准 原 点 高 程 为 7 2 . 2 6 0 米 ， 称 为 1 9 8 5 年 国 家 高 程 基 准 。
7、地 面 点 的 平 面 位 置 （ 1 ） 地 理 坐 标 ： 即 经 度 和 纬 度 。 （ 2 ） 高 斯 平 面 直 角 坐 标 系 。 （ 3 ） 独 立 坐 标 系 。 高 斯 平 面 直 角 坐 标 系 建 立 高 斯 平 面 坐 标 系 的 步 骤 ： （ 1 ） 分 带 ： 沿 赤 道 一 圈 每 隔 6 度 或 3 度 分 一 带 ， 共 分 6 0 带 或 1 2 0 带 。 （ 2 ） 投 影 ： 中 央 子 午 线 ： 每 一 带 最 中 间 的 那 根 子 午 线 ， 称 为 该 带 的 中 央 子 午 线 。 用 一 个 大 圆 柱 去 套 地 球 ， 要 求 大
8、圆 柱 要 和 中 央 子 午 线 相 切 ， 假 设 在 地 心 放 一 个 点 光 源 ， 把 地 球 表 面 的 每 一 带 投 影 到 圆 柱 面 上 。 投 影 后 ， 再 把 圆 柱 面 展 开 铺 平 ， 中 央 子 午 线 作 为 坐 标 纵 轴 即 x ， 赤 道 作 为 横 轴 即 y 轴 ， 交 点 为 坐 标 原 点 O 。 为 了 使 地 面 上 的 点 位 和 坐 标 建 立 起 一 一 对 应 关 系 ， 规 定 在 横 坐 标 值 即 y 值 前 面 加 上 带 号 。 注 ： 我 国 的 高 斯 平 面 坐 标 系 ： 我 国 处 在 北 半 球 即 赤 道
9、以 北 ， 所 以 x 坐 标 均 为 正 值 ， 但 y 坐 标 有 正 有 付 ， 为 了 使 y 坐 标 均 为 正 值 ， 规 定 x 轴 向 西 平 移 5 0 0 公 里 。 独 立 的 平 面 直 角 坐 标 系 当 测 区 范 围 较 小 ， 且 测 量 结 果 不 与 国 家 、 地 区 控 制 网 对 应 ， 可 采 用 独 立 的 平 面 直 角 坐 标 系 ， 规 定 x 轴 为 纵 轴 ， 指 向 北 ， y 轴 为 横 轴 ， 为 了 使 整 个 测 区 各 个 点 的 坐 标 不 出 现 负 值 ， 通 常 把 原 点 选 在 测 区 的 西 南 角 。 1 .3
10、 用水 平面 代替水 准面 的限度 一 、 对 水 平 距 离 的 影 响 ： 当 距 离 为 1 0 k m 时 ， 用 水 平 面 代 替 水 准 面 所 产 生 的 距 离 误 差 为 0 . 8 2 c m ， 相 对 误 差 为 1 ： 2 2 0 0 0 0 ， 误 差 可 以 忽 略 不 计 。 因 此 ， 在 半 径为 1 0 k m 的 范 围 内 进 行 距 离 测 量 工 作 时 ， 用 水 平 面 代 替 水 准 面 所 产 生 的 误 差 可 以 忽 略 不 计 。 二 、 对 水 平 角 的 影 响 ： 对 于 面 积 为 1 0 0 k m 2 范 围 内 的 多
11、 边 形 ， 用 水 平 面 代 替 水 准 面 时 ， 在 一 般 测 量 工 作 中 ， 对 角 度 的 影 响 可 以 忽 略 不 计 。 三 、 对 高 程 的 影 响 ： 进 行 高 程 测 量 中 ， 即 使 在 很 短 的 距 离 内 也 必 须 考 虑 地 球 曲 率 的 影 响 。 1 .4 测绘 工作 的基本 原则 一 、 测 量 工 作 的 基 本 内 容 ： 高 差 测 量 、 水 平 角 测 量 、 水 平 距 离 测 量 是 测 量 工 作 的 三 项 基 本 内 容 。 又 称 为 三 项 基 本 测 量 工 作 。 二 、 测 量 工 作 的 基 本 原 则 ：
12、 1 、 从 整 体 到 局 部 ， 先 控 制 后 碎 部 ， 由 高 级 到 低 级 。 2 、 前 一 步 测 量 工 作 未 作 检 核 ， 绝 不 进 行 下 一 步 测 量 工 作 。 三 、 测 定 和 测 设 的 概 念 ： 1 、 测 定 ： 把 地 面 上 原 有 的 点 、 建 筑 物 的 平 面 位 置 在 地 形 图 上 标 定 出 来 ， 这 一 过 程 称 为 测 定 。 2 、 测 设 ： 把 地 形 图 上 设 计 好 的 点 、 建 筑 物 的 平 面 位 置 和 高 程 在 地 面 上 标 定 出 来 ， 这 一 过 程 称 为 测 设 。 2 水 准 仪
13、 及 水 准 测 量 水 准 测 量 的 目 的 ： 通 过 测 量 地 面 上 两 点 之 间 的 高 差 h ， 根 据 已 知 点 的 高 程 求 算 未 知 点 的 高 程 。 2 .1 水准 测量 的原理 一 、 水 准 测 量 原 理 ： 水 准 测 量 是 利 用 水 准 仪 所 提 供 的 水 平 视 线 测 定 两 点 间 高 差 的 一 种 方 法 。 二 、 水 准 测 量 的 有 关 专 业 术 语 ：注 ： 水 准 测 量 具 有 方 向 性 ， 若 测 A B 之 间 的 高 差 ， 一 定 是 从 A 侧 到 B 。 （ 1 ） 后 视 点 A ， 前 视 点 B
14、 （ 2 ） 后 视 读 数 a ， 前 视 读 数 b （ 3 ） 视 线 高 程 H i （ 4 ） 测 站 ： 安 置 仪 器 的 地 方 称 为 测 站 。 2 .2 水准 仪的 基本构 造及 使用 水 准 测 量 的 仪 器 为 ： 水 准 仪 ， 工 具 有 ： 水 准 尺 和 尺 垫 。 我 国 生 产 的 水 准 仪 有 很 多 种 ， 我 们 只 介 绍 D S 3 型 微 倾 水 准 仪 ， 也 是 比 较 常 用 的 一 种 水 准 仪 ， 其 中 D 和 S 分 别 是 大 地 测 量 和 水 准 仪 的 汉 语 拼 音 的 第 一 个 字 母 ， 下 标 3 表 示
15、仪 器 的 精 度 等 级 ， 数 字 越 小 ， 精 度 越 高 。 一 、 D S 3 型 微 倾 水 准 仪 的 构 造 ： 水 准 仪 由 望 远 镜 、 水 准 器 、 基 座 三 部 分 构 成 1 、 望 远 镜 ： 作 用 ： 瞄 准 水 准 尺 ， 并 对 水 准 尺 进 行 读 数 。 构 成 ： 物 镜 、 对 光 透 镜 、 物 镜 对 光 螺 旋 、 十 字 丝 分 划 板 、 目 镜 、 目 镜 对 光 螺 旋 视 准 轴 ： 十 字 丝 交 点 和 物 镜 光 心 的 连 线 ， 称 为 视 准 轴 。 物 镜 ： 由 一 组 透 镜 组 组 成 作 用 ： 把
16、远 处 目 标 的 像 反 映 到 望 远 镜 的 镜 筒 内 。 目 镜 ： 也 是 由 一 组 透 镜 组 成 作 用 ： 是 将 物 镜 所 成 的 实 像 放 大 成 为 虚 像 ， D S 3 型 微 倾 水 准 仪 放 大 率 一 般 不 小 于 2 8 倍 。 十 字 丝 分 划 板 ： 是 安 装 在 目 镜 筒 内 的 一 块 平 板 玻 璃 ， 上 面 刻 有 两 条 垂 直 的 长 丝 ， 称 为 十 字 丝 ， 分 别 叫 做 竖 丝 、 横 丝 （ 也 叫 中 丝 ） ， 水 准 仪 读 数 一 般 为 中 丝 读 数 。 在 中 丝 的 上 下 还 刻 有 两 条
17、对 称 的 短 丝 ， 称 为 视 距 丝 ， 作 用 可 以 读 取 距 离 。 对 光 透 镜 和 物 镜 对 光 螺 旋 ： 两 者 的 主 要 作 用 是 通 过 调 节 物 镜 对 光 螺 旋 从 而 使 对 光 透 镜 移 动 ， 从 而 使 目 标 的 像 落 在 十 字 丝 分 划 板 上 。 水 准 仪 由 望 远 镜 、 水 准 器 、 基 座 三 部 分 构 成 。 2 、 水 准 器 ： 水 准 器 是 水 准 仪 上 一 个 重 要 部 件 ， 主 要 是 用 来 整 平 仪 器 和 视 准 轴 是 否 处 于 水 平 位 置 。 水 准 器 有 圆 水 准 器 和
18、管 水 准 器 两 种 。 （ 1 ） 圆 水 准 器 ： a 构 造 ： 圆 水 准 器 是 一 个 密 封 的 玻 璃 圆 盒 ， 盒 内 装 有 乙 醇 和 乙 醚 的 混 合 液 ， 加 热 熔 封 而 成 ， 冷 却 后 留 有 圆 形 气 泡 。 b 圆 水 准 器 零 点 ： 圆 水 准 器 的 对 称 中 心 ， 称 为 圆 水 准 器 零 点 。 c 圆 水 准 器 轴 ： 过 零 点 的 球 面 法 线 称 为 圆 水 准 器 轴 。 作 用 ： 圆 水 准 器 气 泡 居 中 是 仪 器 粗 略 整 平 的 标 志 。 （ 2 ） 管 水 准 器 ： a 构 造 ： 是
19、一 个 玻 璃 管 ， 内 壁 磨 成 具 有 一 定 半 径 的 圆 弧 ， 管 内 装 有 乙 醇 和 乙 醚 的 混 合 液 ，加 热 熔 封 而 成 ， 冷 却 后 留 有 气 泡 。 b 管 水 准 器 零 点 ： 管 水 准 器 上 表 面 的 对 称 中 心 ， 称 为 管 水 准 器 零 点 。 c 管 水 准 器 轴 ： 过 零 点 的 球 面 切 线 ， 称 为 管 水 准 器 轴 。 d 符 合 水 准 器 ： 在 管 水 准 器 上 安 装 有 一 组 棱 镜 ， 通 过 棱 镜 的 反 射 ， 将 气 泡 两 端 的 影 像 同 时 反 映 到 目 镜 旁 的 观 察
20、 窗 内 ， 若 两 端 的 影 像 符 合 时 ， 则 表 示 气 泡 居 中 ， 反 之 ， 则 不 居 中 ， 这 种 设 有 棱 镜 组 的 水 准 器 ， 称 为 符 合 水 准 器 。 作 用 ： 符 合 水 准 器 气 泡 居 中 是 仪 器 精 确 整 平 的 标 志 。 水 准 仪 由 望 远 镜 、 水 准 器 、 基 座 三 部 分 构 成 。 3 、 基 座 ： 基 座 由 轴 座 、 脚 螺 旋 、 连 接 板 组 成 。 仪 器 上 部 通 过 竖 轴 插 入 轴 座 内 ， 脚 螺 旋 用 来 调 节 圆 水 准 器 使 圆 气 泡 居 中 。 整 个 仪 器 通
21、 过 连 接 板 连 接 螺 旋 与 三 脚 架 相 连 接 。 4 、 水 准 仪 上 各 种 螺 旋 的 名 称 及 其 作 用 ： 共 有 六 种 螺 旋 ， 分 别 是 物 镜 对 光 螺 旋 ： 使 远 处 目 标 的 像 清 晰 。 目 镜 对 光 螺 旋 ： 使 十 字 丝 清 晰 。 脚 螺 旋 ： 使 圆 水 准 器 气 泡 居 中 。 制 动 螺 旋 ： 固 定 或 松 开 望 远 镜 。 微 动 螺 旋 ： 使 望 远 镜 左 右 微 微 摆 动 。 微 倾 螺 旋 ： 使 管 水 准 器 气 泡 居 中 。 二 、 水 准 尺 ： 水 准 尺 有 塔 尺 和 双 面 尺
22、 两 种 。 用 优 质 的 木 材 、 铝 合 金 或 玻 璃 钢 制 成 。 1 、 塔 尺 ： 用 优 质 木 材 制 成 ， 由 两 或 三 节 套 接 而 成 ， 尺 的 底 部 为 零 点 ， 尺 上 刻 有 黑 白 相 间 的 分 划 ， 每 分 划 为 1 厘 米 。 2 、 双 面 尺 ： 又 称 红 黑 面 尺 ， 尺 长 3 米 ， 两 根 为 一 对 ， 尺 子 两 面 均 有 分 划 ， 黑 面 分 划 为 基 本 分 划 ， 底 部 起 点 为 零 ， 红 面 分 划 为 辅 助 分 划 ， 底 部 起 点 不 为 零 。 三 、 水 准 仪 的 使 用 ： 主 要
23、 讲 使 用 步 骤 ： 共 分 五 步 。 安 置 仪 器 ， 粗 略 整 平 ， 瞄 准 水 准 尺 ， 精 确 整 平 ， 读 数 1 、 安 置 仪 器 ： 把 水 准 仪 安 置 在 脚 架 上 并 拧 紧 连 接 螺 旋 。 三 点 要 求 ： （ 1 ） 要 双 手 抱 仪 器 （ 2 ） 脚 架 高 度 要 适 中 （ 3 ） 架 台 要 大 致 水 平2 、 粗 略 整 平 ： （ 1 ） 概 念 ： 调 节 脚 螺 旋 ， 使 圆 水 准 器 气 泡 居 中 。 （ 2 ） 方 法 ： 记 住 一 句 话 ， 气 泡 移 动 方 向 始 终 与 转 动 脚 螺 旋 的 左
24、手 大 拇 指 移 动 方 向 一 致 。 3 、 瞄 准 水 准 尺 ： （ 1 ） 目 镜 对 光 ： 转 动 目 镜 对 光 螺 旋 ， 使 十 字 丝 清 晰 。 （ 2 ） 初 步 瞄 准 ： 松 开 制 动 螺 旋 ， 转 动 望 远 镜 ， 利 用 望 远 镜 上 的 准 星 、 照 门 瞄 准 水 准 尺 ， 然 后 拧 紧 制 动 螺 旋 。 （ 3 ） 物 镜 对 光 ： 转 动 物 镜 对 光 螺 旋 ， 使 水 准 尺 成 像 清 晰 。 （ 4 ） 精 确 瞄 准 ： 转 动 微 动 螺 旋 ， 使 水 准 尺 影 像 处 在 视 场 中 央 。 （ 5 ） 消 除
25、视 差 ： 视 差 ： 物 镜 对 光 后 ， 眼 睛 在 目 镜 端 上 下 微 微 地 移 动 ， 若 发 现 十 字 丝 和 水 准 尺 影 像 有 相 对 移 动 的 现 象 ， 则 称 为 视 差 。 产 生 原 因 ： 水 准 尺 没 用 恰 好 成 像 于 十 字 丝 分 划 板 上 。 消 除 方 法 ： 反 复 调 节 目 镜 和 物 镜 对 光 螺 旋 ， 直 至 视 差 消 除 。 4 、 精 确 整 平 ： 调 节 微 倾 螺 旋 ， 是 管 水 准 器 气 泡 居 中 ， 即 豆 芽 瓣 重 合 。 5 、 读 数 ： 读 取 中 丝 读 数 。 要 求 ： 直 接
26、读 出 米 、 分 米 、 厘 米 、 估 计 到 毫 米 。 2 .3 水准 测量 一般方 法及 计算 一 、 水 准 点 ： 1 、 定 义 ： 用 水 准 测 量 的 方 法 测 定 的 高 程 控 制 点 ， 称 为 水 准 点 ， 有 B M 表 示 。 2 、 种 类 ： 永 久 性 水 准 点 和 临 时 性 水 准 点 两 种 。 二 、 水 准 测 量 的 施 测 方 法 ： 利 用 转 点 进 行 测 量 ， 但 测 量 结 果 不 一 定 正 确 。 三 、 水 准 测 量 的 实 施 路 线 ： 1 、 符 合 水 准 路 线 2 、 闭 合 水 准 路 线 3 、 支
27、 水 准 路 线 四 、 水 准 测 量 的 检 核 方 法 ： 1 、 计 算 校 核 2 、 测 站 检 核 ： 在 同 一 测 站 测 得 的 结 果 是 否 一 致 ， 称 为 测 站 检 核 。 常 用 的 有 两 种 方 法 。 （ 1 ） 双 仪 器 高 法 ： 对 于 普 通 水 准 测 量 ， 两 次 测 得 高 差 之 差 的 绝 对 值 应 小 于 6 m m . （ 2 ） 双 面 尺 法 ： 3 、 成 果 检 核 ： 计 算 检 核 只 能 发 现 计 算 是 否 有 误 ， 测 站 检 核 只 能 检 验 一 个 测 站 上 是 否 存在 错 误 或 误 差 是
28、否 超 限 ， 但 对 于 一 条 水 准 路 线 来 说 ， 测 站 检 核 不 足 以 说 明 测 量 全 过 程 的 精 度 是 否 符 合 要 求 ： 如 仪 器 本 身 误 差 。 只 有 通 过 成 果 检 核 才 能 知 道 。 （ 1 ） 符 合 水 准 路 线 ： （ 2 ） 闭 合 水 准 路 线 ： 五 、 水 准 测 量 的 内 业 计 算 ： 包 括 闭 合 水 准 路 线 的 计 算 和 符 合 水 准 路 线 的 计 算 ： 计 算 过 程 ： （ 1 ） 列 表 ， 把 已 知 数 据 填 入 表 中 ； （ 2 ） 计 算 高 差 闭 合 差 f h ， 对
29、于 闭 合 水 准 路 线 ， f h = h 测 对 于 符 合 水 准 路 线 ， f h = h 测 h 理 （ 3 ） 计 算 高 差 容 许 闭 合 差 f h 容 f h 容 = 1 2 n f h 容 = 4 0 L 若 f h f h 容 ， 说 明 测 量 结 果 符 合 要 求 。 （ 4 ） 调 整 高 差 闭 合 差 ： 调 整 原 则 ： 将 闭 合 差 以 相 反 的 符 号 ， 按 与 测 站 数 或 距 离 成 正 比 的 原 则 分 配 到 各 段 中 去 。 ( 5 ) 计 算 改 正 后 的 高 差 ： 实 测 高 差 改 正 数 ( 6 ) 计 算 待
30、定 点 的 高 程 。 2 .4 水准 仪的 检验方 法 一 、 水 准 仪 在 使 用 之 前 应 进 行 一 般 性 检 查 ： 望 远 镜 成 像 是 否 清 晰 制 动 螺 旋 、 微 动 螺 旋 、 微 倾 螺 旋 和 对 光 螺 旋 是 否 有 效 脚 螺 旋 是 否 灵 活 脚 架 固 定 螺 旋 是 否 可 靠 二 、 水 准 仪 应 满 足 的 几 何 条 件 ： 圆 水 准 器 轴 应 平 行 于 仪 器 竖 轴 ； 视 准 轴 应 平 行 于 水 准 管 轴 十 字 丝 的 横 丝 应 垂 直 于 仪 器 的 竖 轴 三 、 水 准 仪 的 检 验 方 法 ： 圆 水 准
31、 器 轴 应 平 行 于 仪 器 竖 轴 的 检 验 方 法 ： 转 动 脚 螺 旋 ， 使 圆 水 准 器 气 泡 居 中 ， 然 后 将 仪 器 转 动 1 8 0 ， 若 气 泡 仍 然 居 中 ， 则 此 条 件 满 足 ， 否 则 需 进 行 校 正 。2 .5 水准 测量 误差及 注意 事项 一 、 水 准 测 量 的 误 差 来 源 ： （ 一 ） 仪 器 误 差 ： 1 、 仪 器 校 正 不 完 善 的 误 差 ， 如 水 准 管 轴 与 视 准 轴 不 平 行 产 生 的 误 差 。 2 、 水 准 尺 误 差 ， 如 分 划 不 准 确 ， 尺 身 弯 曲 产 生 的 误
32、 差 ， 水 准 尺 零 点 误 差 。 （ 二 ） 观 测 误 差 ： 1 、 水 准 管 气 泡 居 中 误 差 。 2 、 读 数 误 差 3 、 视 差 影 响 4 、 水 准 尺 倾 斜 误 差 （ 三 ） 外 界 条 件 的 影 响 1 、 仪 器 下 沉 2 、 大 气 折 光 影 响 3 、 温 度 变 化 的 影 响 二 、 水 准 测 量 时 取 前 后 视 距 相 等 可 以 消 除 以 下 误 差 ： 1 、 视 准 轴 不 平 行 于 水 准 管 轴 产 生 的 误 差 。 2 、 大 气 折 光 的 影 响 产 生 的 误 差 。 3 、 地 球 曲 率 的 影 响
33、 产 生 的 误 差 。 3 经 纬 仪 及 角 度 测 量 3 .1 角度 测量 原理 一 、 角 度 的 种 类 及 概 念 ： 种 类 ： 水 平 角 和 竖 直 角 水 平 角 ： 空 间 相 交 的 两 条 直 线 在 水 平 面 上 的 投 影 所 夹 得 角 度 称 为 水 平 角 。 用 表 示 竖 直 角 ： 视 线 方 向 与 水 平 方 向 所 夹 得 角 度 称 为 竖 直 角 。 用 表 示 ， 分 为 仰 角 和 俯 角 ， 仰 角 为 正 ， 俯 角 为 负 。 二 、 水 平 角 测 量 原 理 ： 在 角 顶 点 的 上 方 装 有 一 水 平 圆 盘 ， 圆
34、 盘 中 心 和 角 的 顶 点 处 在 同 一 条 竖 直 线 上 ， 圆 盘 上 标 有 刻 度 ， 通 过 角 的 两 个 边 作 两 个 竖 直 面 与 圆 盘 相 交 ， 在 圆 盘 上 有 两 个 读 数 ， 这 两 个 读 书 差 就 是 所 测 得 水 平 角 。 三 、 测 量 水 平 角 时 对 水 平 度 盘 的 要 求 ： 1 、 水 平 度 盘 一 定 要 水 平 放 置 。 2 、 水 平 度 盘 中 心 一 定 要 和 地 面 上 的 点 位 处 在 同 一 条 竖 直 线 上 。 3 .2 光学 经纬 仪的基 本构 造及使 用 工 程 上 常 用 经 纬 仪 的
35、 全 称 ：D J 6 级 光 学 经 纬 仪 。 D ： 表 示 大 地 测 量 J ： 表 示 经 纬 仪 6 ： 表 示 经 纬 仪 的 精 度 等 级 ， 数 字 越 小 ， 精 度 越 高 。 经 纬 仪 的 组 成 ： 由 照 准 部 、 水 平 度 盘 、 基 座 三 部 分 组 成 。 一 、 经 纬 仪 上 各 种 螺 旋 的 名 称 及 其 作 用 ： 1 、 物 镜 对 光 螺 旋 ： 使 远 处 目 标 的 像 清 晰 。 2 、 目 镜 对 光 螺 旋 ： 使 十 字 丝 清 晰 。 3 、 读 数 显 微 镜 调 焦 螺 旋 ： 使 读 数 清 晰 。 在 读 数
36、时 ， 要 通 过 反 光 镜 把 光 线 充 分 反 射 到 进 光 孔 中 。 4 、 水 平 制 动 螺 旋 ： 固 定 或 松 开 照 准 部 。 5 、 水 平 微 动 螺 旋 ： 使 照 准 部 左 右 微 微 摆 动 。 6 、 望 远 镜 制 动 螺 旋 ： 固 定 或 松 开 望 远 镜 。 7 、 望 远 镜 微 动 螺 旋 ： 使 望 远 镜 上 下 微 微 摆 动 。 8 、 竖 盘 指 标 水 准 管 微 动 螺 旋 ： 使 竖 盘 指 标 水 准 管 气 泡 居 中 。 9 、 光 学 对 中 器 调 焦 螺 旋 ： 使 地 面 上 的 点 位 清 晰 。 1 0
37、、 脚 螺 旋 ： 使 水 平 度 盘 上 的 水 准 管 气 泡 居 中 。 1 1 、 度 盘 控 制 螺 旋 ： 使 水 平 度 盘 转 动 1 2 、 轴 座 固 定 螺 旋 ： 固 定 轴 座 。 二 、 经 纬 仪 的 读 数 方 法 ： 测 微 尺 读 数 读 数 要 求 ： 直 接 读 出 度 、 分 估 计 到 秒 且 秒 数 应 估 计 成 6 的 倍 数 。 三 、 经 纬 仪 的 使 用 步 骤 ： 1 、 安 置 仪 器 ： 注 意 事 项 ： （ 1 ） 脚 架 高 度 要 适 中 。 （ 2 ） 架 台 要 大 致 水 平 。 （ 3 ） 要 双 手 抱 仪 器
38、。 （ 4 ） 连 接 螺 旋 暂 时 不 要 拧 紧 。 2 、 对 中 ： 对 中 目 的 ： 使 仪 器 中 心 和 角 的 顶 点 处 在 同 一 条 竖 直 线 上 。 对 中 方 法 ： 有 垂 球 对 中 和 光 学 对 中 两 种 方 法 3 、 整 平 ： 整 平 目 的 ： 使 水 平 度 盘 处 于 水 平 位 置 。 整 平 方 法 ： 首 先 使 水 平 度 盘 水 准 管 平 行 于 任 意 一 对 脚 螺 旋 的 连 线 ， 两 手 相 向 转 动 着 一 对脚 螺 旋 ， 使 水 准 管 气 泡 居 中 ， 注 意 气 泡 移 动 方 向 始 终 和 转 动 脚
39、 螺 旋 的 左 手 大 拇 指 移 动 方 向 一 致 ， 然 后 把 仪 器 转 动 9 0 度 ， 再 调 节 第 三 个 脚 螺 旋 ， 使 气 泡 居 中 。 如 此 反 复 进 行 两 到 三 次 ， 直 至 仪 器 转 动 任 一 位 置 气 泡 都 居 中 为 止 。 4 、 照 准 目 标 ： （ 1 ） 用 望 远 镜 上 的 对 点 器 照 准 目 标 ， 然 后 固 定 水 平 制 动 螺 旋 和 望 远 镜 制 动 螺 旋 。 （ 2 ） 调 节 物 镜 对 光 螺 旋 ， 使 目 标 的 像 清 晰 。 （ 3 ） 调 节 目 镜 对 光 螺 旋 ， 使 十 字 丝
40、 清 晰 。 （ 4 ） 调 节 水 平 微 动 螺 旋 和 望 远 镜 微 动 螺 旋 ， 使 目 标 的 像 处 在 十 字 丝 中 心 。 3. 3 水平 角观 测 一 、 水 平 角 观 测 方 法 ： 有 测 回 法 和 方 向 观 测 法 两 种 。 测 回 法 ： 适 用 于 观 测 两 个 方 向 之 间 的 单 角 。 方 向 观 测 法 ： 适 用 于 同 一 点 多 个 方 向 之 间 的 夹 角 。 我 们 重 点 学 习 测 回 法 。 二 、 测 回 法 观 测 水 平 角 的 步 骤 ： 1 、 在 O 点 安 置 经 纬 仪 ， 对 中 整 平 。 2 、 盘
41、左 照 准 A 点 ， 读 取 读 数 a 1 3 、 松 开 制 动 螺 旋 ， 顺 时 针 转 动 照 准 部 ， 盘 左 照 准 B 点 ， 读 取 读 数 b 1 4 、 松 开 制 动 螺 旋 ， 翻 转 望 远 镜 ， 盘 右 照 准 B 点 ， 读 取 读 数 b 2 5 、 松 开 制 动 螺 旋 ， 逆 时 针 转 动 照 准 部 ， 盘 右 照 准 A 点 ， 读 取 读 数 a 2 6 、 计 算 ： 上 半 测 回 1 b 1 a 1 下 半 测 回 2 b 2 a 2 若 1 2 4 0 取 （ 1 2 ） 2 3. 4 光学 经纬 仪的检 验方 法 一 、 经 纬
42、仪 应 满 足 的 几 何 条 件 ： 1 、 照 准 部 水 准 管 轴 应 垂 直 于 竖 轴 。 2 、 十 字 丝 的 竖 丝 应 垂 直 于 横 轴 。 3 、 视 准 轴 应 垂 直 于 横 轴 。 4 、 横 轴 应 垂 直 于 竖 轴 。 5 、 观 测 竖 直 角 时 ， 望 远 镜 视 线 水 平 ， 竖 盘 指 标 水 准 管 气 泡 居 中 时 ， 指 标 线 所 指 读 数 为 始 读 数 。二 、 角 度 测 量 时 经 纬 仪 应 满 足 的 要 求 ： 1 、 水 平 度 盘 一 定 要 水 平 放 置 。 2 、 水 平 度 盘 中 心 一 定 要 和 角 的
43、 顶 点 处 在 同 一 铅 垂 线 上 。 3 、 望 远 镜 绕 水 平 轴 旋 转 ， 视 准 轴 一 定 要 扫 出 一 个 竖 直 面 。 三 、 经 纬 仪 的 检 验 方 法 ： 照 准 部 水 准 管 轴 应 垂 直 于 竖 轴 的 检 验 方 法 ： 转 动 照 准 部 使 水 准 管 平 行 于 任 意 一 对 脚 螺 旋 ， 相 向 转 动 这 一 对 脚 螺 旋 使 气 泡 居 中 ， 然 后 将 仪 器 转 动 1 8 0 度 ， 若 气 泡 仍 然 居 中 说 明 条 件 满 足 ， 否 则 应 进 行 校 正 。 3. 5 角度 测量 误差与 注意 事项 一 、
44、误 差 来 源 ： 1 、 仪 器 误 差 ： （ 1 ） 仪 器 加 工 制 造 不 完 善 所 产 生 的 误 差 （ 2 ） 仪 器 校 正 不 精 确 所 引 起 的 误 差 2 、 人 为 因 素 的 影 响 ： （ 1 ） 对 中 误 差 （ 2 ） 整 平 误 差 （ 3 ） 照 准 误 差 （ 4 ） 读 数 误 差 3 、 外 界 条 件 的 影 响 。 二 、 角 度 测 量 时 采 用 盘 左 盘 右 观 测 可 以 消 除 或 减 小 的 误 差 ： 1 、 度 盘 刻 划 不 均 匀 产 生 的 误 差 。 2 、 照 准 部 偏 心 产 生 的 误 差 。 3 、
45、视 准 轴 不 垂 直 于 横 轴 产 生 的 误 差 。 4 、 横 轴 不 垂 直 于 竖 轴 产 生 的 误 差 。 5 、 竖 盘 指 标 差 的 影 响 。 4 距 离 测 量 水 平 距 离 ： 地 面 上 的 两 点 沿 铅 垂 线 方 向 投 影 到 水 平 面 以 后 投 影 点 之 间 的 距 离 ， 称 为 水 平 距 离 。 距 离 测 量 的 方 法 ： 钢 尺 量 距 、 视 距 测 量 、 光 电 测 距 本 章 重 点 介 绍 钢 尺 量 距 。 钢 尺 量 距 有 一 般 方 法 和 精 密 方 法 两 种 。 4 .1 钢尺 量距 的一般 方法一 、 测 量
46、 工 具 ： 1 、 主 要 工 具 ： 钢 尺 规 格 有 2 0 m 、 3 0 m 、 5 0 m 等 几 种 根 据 钢 尺 零 点 位 置 的 不 同 有 端 点 尺 和 刻 线 尺 之 分 。 2 、 辅 助 工 具 ： 测 釺 、 标 杆 、 垂 球 等 。 要 往 返 测 量 一 次 ， 取 平 均 值 作 为 最 后 结 果 ， 测 量 精 度 用 相 对 误 差 k 来 衡 量 K = （ d 往 d 返 / d 均 ） 在 平 坦 地 区 ， k 1 3 0 0 0 4 .2 距离 、水 平角和 高程 放样 二 、 水 平 角 测 设 ： 已 知 ： 在 地 面 上 有
47、A 、 P 两 点 ， 要 求 ： 在 地 面 上 测 设 出 B 点 ， 使 P A B = 3 0 度 ， D A B = 3 0 米 测 设 过 程 ： （ 1 ） 在 A 点 安 置 经 纬 仪 ， 对 中 整 平 ； （ 2 ） 盘 左 照 准 P 点 ， 读 取 读 数 （ 3 ） 松 开 制 动 螺 旋 ， 顺 时 针 转 动 照 准 部 3 0 度 ， 在 此 方 向 上 量 出 3 0 米 ， 得 B 1 点 （ 4 ） 松 开 制 动 螺 旋 ， 盘 右 照 准 P 点 ， 读 取 读 数 （ 5 ） 松 开 制 动 螺 旋 ， 顺 时 针 转 动 照 准 部 3 0 度
48、， 在 此 方 向 上 量 出 3 0 米 ， 得 B 2 点 （ 6 ） 若 B 1 B 2 点 不 重 合 ， 取 B 1 B 2 中 点 作 为 最 后 结 果 。 三 、 高 程 测 设 ： 已 知 ： 地 面 上 有 一 点 A ， 在 A 点 附 近 有 一 电 杆 要 求 ： 在 电 杆 上 标 出 标 出 一 点 B ， 使 B 点 比 A 点 高 0 . 4 5 0 米 。 测 设 过 程 ： （ 1 ） 在 A 点 和 电 杆 之 间 安 置 水 准 仪 ， 在 A 点 立 一 塔 尺 ， 望 远 镜 照 准 塔 尺 得 后 视 读 数 为 a ； （ 2 ） 假 设 B
49、点 塔 尺 上 的 读 数 b ， 计 算 B 点 塔 尺 上 的 读 数 b H A + a = H B + b b = a ( H B H A ) = a 0 . 4 5 0 （ 3 ） 在 电 杆 侧 面 上 立 一 塔 尺 ， 望 远 镜 照 准 塔 尺 ， 上 下 移 动 塔 尺 ， 当 读 数 恰 好 为 （ a 0 . 4 5 0 ） 时 ， 在 尺 底 电 杆 侧 面 上 画 一 标 志 ， 即 表 示 B 点 的 高 程 位 置 。4 .3 点的 平面 位置放 样 一 、 直 角 坐 标 法 ： 二 、 极 坐 标 法 ： 三 距 离 交 会 法 ： 四 、 角 度 交 会 法 ： 4 . 4 圆曲 线的 测设 一 、 圆 曲 线 的 应 用 ： 1 、 路 线 方 向 转 向 时 ， 为 了 行 车 的 安 全 ， 必 须 用 曲 线 连 接 。 2 、 在 房 屋 建 筑 工 程 中 ， 也 有 广 泛 的 应 用 。 如 ： 体 育 场 馆 、 娱 乐 中 心 、 商 业 中 心 二 、 曲 线 的 类 型 ： 1 、 圆 曲 线 ： 是 指 由 一 定 半 径 的 圆 弧 所 构 成 的 曲 线
