经纬仪实验有关数据.docx
《经纬仪实验有关数据.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《经纬仪实验有关数据.docx（53页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
经纬仪实验有关数据
-33-测量学课程电子教案
第1章绪论
一、学习目的与要求
学习目的
了解测绘学的研究内容，熟悉测量学的主要任务。
学习要求
1、测量学的定义及其分类；
2、测量学的主要任务在工程建设中的作用；
3、地面点位的表示方法；（难点）
4、测量的基本工作和工作原则。
二、课程内容与知识点
1.测量学的定义及其分类，
2.测量学的主要任务在工程建设中的作用，地面点位的表示方法，
3.测量的基本工作和工作原则。
4.何谓大地水准面？
我国的大地水准面是怎样定义的？
它在测量工作中起何作用？
5.参考椭球和地球总椭球有何区别？
6.测量中常用的坐标系有几种？
各有何特点？
不同坐标系间如何转换坐
标？
7.北京某点的大地经度为116O20',试计算它所在的六度带和三度带带号，
相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？
8.什么叫绝对高程？
什么叫相对高程？
两点间的高差如何计算？
9.什么是测量中的基准线与基准面？
在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？
什么是测量计算与制图的基准线与基准面？
10.测量工作的基本原则是什么？
那些是基本工作？
三、习题与思考题
1.测绘学研究的内容是什么？
2.Geomatids的含义是什么？
3.现代测绘学的任务是什么？
4.测量学在土木工程建设中有哪些作用？
四、考核目标与要求识记：
测绘学的定义，测绘学研究的对象。
大地水准面，1985年国家高程基准，绝对高程与相对高程。
定位参照系及定位元素。
经度，纬度，直角坐标。
测量工作的基本原则。
测量工作的基本内容，测绘地形图及施工测量的概念。
领会：
Geomatids的含义，现代测绘学发展的特点、涉及的行业。
参照系的
形成，大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。
高斯投影的概念，高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。
测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处，测量工作原则。
简单应用：
高斯一克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系，高程与高差
的确定。
第2章水准测量
一、学习目的与要求
学习目的
掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。
学习要求
1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。
2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。
3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算,及水准测量路线的成果计算。
4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。
5.清楚水准仪的检验与校正方法
6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。
二、课程内容与知识点
1.水准测量原理。
高差法：
前视与后视；仪高法：
视线高。
转点的概念。
hAB=a—bHb=Ha+hABHi=Ha+aHb=Hi—b
公式：
hj=色-bjhABh=Ea-Eb
2.水准仪及其使用
DS3微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。
水准管零点，水准器的分划值。
视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。
满足条件:
水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。
水准仪操作步骤：
立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。
视差及其消除方法。
水准尺：
塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。
尺垫。
3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。
4.水准测量实施
水准点：
永久性水准点。
临时性水准点。
水准路线：
附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。
水准网，水准结点。
普通水准测量的一般要求，施测程序。
公式：
'a-、bh二Hb-Ha
测站检核方法：
双仪高法，双尺面法
八亠h‘=a'—b'h”=a'—bh'—h"兰6mmh=（h'+h"y2
公式：
h=ha-h红二100mm/2
水准测量成果整理：
咼差闭合差的计算检核、咼差改正数的计算、咼差改正
数的分配原则。
5.DS3水准仪的检验与校正
水准仪轴线应满足的条件：
圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。
圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。
6.水准测量误差
仪器及工具误差：
视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。
观测误差：
水准管气泡居中的误差\估读水准尺的误差mv,水准尺倾斜的误差bo
外界条件的影响：
地球曲率的影响，大气折光的影响f,仪器升沉的影响,
尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。
公式:
四、习题与思考题
1.设A为后视点，B为前视点，A点的高程是20.123m.当后视读数为1.456m,
前视读数为1.579m,问A、B两点的高差是多少？
B、A两点的高差又是多少？
绘图说明B点比A点高还是低?
B点的高程是多少？
2.何为视准轴？
何为视差？
产生视差的原因是什么？
怎样消除视差？
3.水准仪上圆水准器与管水准器的作用有何不同？
，何为水准器分划值？
4.转点在水准测量中起到什么作用？
5.水准仪有哪些主要轴线？
它们之间应满足什么条件？
什么是主条件？
为什么？
6.水准测量时要求选择一定的路线进行施测，其目的何在？
7.水准测量时，前、后视距相等可消除那些误差？
8.试述水准测量中的计算校核方法。
9.水准测量中的测站检核有那几种？
如何进行？
10.数字水准仪主要有那些特点？
11.将图中的水准测量数据填入表中，A、B两点为已知高程点HA=23.456m,
HB=25.080m，计算并调整高差闭合差，最后求出各点高程。
测站
测点
水准尺读数
实测高差
/m
咼差改正数
/mm
改正后咼差
/m
高程
/m
后视（a）
前视（b）
I
BMA
1
n
1
2
川
2
3
IV
3
BMB
计算
检核
艺
12.设AB两点相距80m水准仪安置于中点C,测得A尺上的读数ai为1.321m,B尺上的读数bi为1.117m,仪器搬到B点附近,又测得B尺上读数b?
为1.466m,A尺读数为a?
为1.695m。
试问水准管轴是否平行于视准轴？
如不平行，应如何校正？
13.试分析水准尺倾斜误差对水准尺读数的影响，并推导出其计算公式。
14.调整如图所示的闭合水准测量路线的观测成果，并求出各点高程，
Hi=48.966m。
Ai=+L224ni«i=10站
A7=-1.424di
肌」0*n】站
四、考核目标与要求
识记：
水准点，转点，水准管分划值，视差，视准轴，水准管零点，水准管轴，圆水准器轴，仪器竖轴，水准尺常数等概念。
记录计算、观测及成果检核方法。
闭合水准路线，附合水准路线，高差改正数，容许误差的计算，闭合差调整，成果计算方法。
领会：
高差法、仪高法计算高程。
双面尺分划特征。
内对光望远镜成像原理。
符合水准器与微倾螺旋运动之间的关系。
自动安平原理，补偿器的光学特性，平行玻璃板测微器读数原理。
圆水准器、管水准器、十字丝中横丝，等三项检校和方法。
仪器误差、观测误差、外界条件对观测成果的影响；水准尺尺长误差，水准尺分划误差，水准尺零点差，气泡居中误差，水准尺倾斜的误差，地球曲率的影响，大气折光的影响，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响。
简单应用：
置架、粗平、照准、精平、读数、记录、扶尺、搬站等的操作要领，运用双仪高法和双面尺法作测站检核。
水准测量误差的消除和削弱的相应对策；自动安平水准仪的使用。
综合应用：
选点，定标志，闭合或附和水准路线的布设，普通水准测量的实施，水准测量成果的计算。
第3章角度测量
一、学习目的与要求
学习目的
认识经纬仪的组成部分及其用途，清楚角度测量原理，掌握测角方法。
通过实验，达到独立操作经纬仪，完成水平角、竖直角的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。
学习要求
1.理解水平角及竖直角测角原理
2.认识清楚光学及电子经纬仪的构造及相应的读数系统。
3.清楚经纬仪的主要轴线及其之间的关系。
4.掌握经纬仪的操作要领。
5.学会用测回法测水平角，竖直角，计算竖盘指标差。
6.了解测角误差的来源、性质及消除、削弱误差的对策。
二、课程内容与知识点
1.角度测量原理
水平角的定义，水平角的测量原理。
竖直角的定义，仰角，俯角。
竖直角的测量原理。
公式：
水平角2-b-a0<13
2.经纬仪及角度测量
DJ6级光学经纬仪的构造：
照准部，水平度盘，基座。
视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。
满足条件：
水准管轴垂直于仪器竖轴，望远镜视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴；圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝竖丝垂直于仪器横轴。
分微尺测微装置，度盘格值，复测机构，读数方法。
光学经纬仪使用操作步骤：
对中，整平，瞄准（消除视差），读数，记录。
水平角观测（测回法）：
安置仪器，盘左观测、盘右观测，方向读数。
半测回角值。
公式：
卩左=b左—a左卩右=b右-a右也PP左一卩右|兰40”P=」（P左+卩右）
2
方向观测法：
技术要求。
竖直角观测：
竖盘部分：
竖盘，竖盘指标，竖盘指标水准管，竖盘指标水准
管微倾螺旋。
盘左、盘右读数规律。
竖直角计算公式：
〉左=.L
:
右=R—!
-'
或：
•左二L-；>-或:
•右=/C-Ri二<|.；：
f|
竖盘指标差：
3.经纬仪的检验与校正
经纬仪应满足的条件。
照准部水准管轴的检验校正。
望远镜十字丝纵丝的检验校正。
望远镜视准轴
的检验校正。
照准部横轴的检验校正。
竖盘指标差的检验校正。
光学对中器的检验校正。
4.电子经纬仪与光学经纬仪的区别
读数系统：
编码度盘，光栅度盘，格区式度盘。
5.水平角测量误差
仪器误差：
仪器校正后的残余误差。
照准部偏心差、度盘刻划误差。
观测误差：
对中误差。
标杆倾斜误差，照准误差，读数误差。
外界条件影响。
二、习题与思考题
1.分别说明水准仪和经纬仪的安置步骤，并指出它们的区别。
2什么是水平角？
经纬仪为何能测水平角？
3.什么是竖直角？
观测水平角和竖直角有哪些相同点和不同点？
4.对中、整平的目的是什么？
如何进行？
若用光学对中器应如何对中?
5.计算表中水平角观测数据。
测站
竖盘位置
目标
水平盘读数
/〃
o
半测回角值
/〃
o
一测回角值
fff
o
各测回平均角值
f〃
o
I
测回
O
左
A
0o36'24〃
B
108o12'36〃
右
A
180o37'00〃
B
288o12'54〃
II
测回
O
左
A
90o10'00〃
B
197045'42〃
右
A
270O09'48〃
B
17o46'06〃
6.经纬仪上的复测板手和度盘位置变换手论的作用是什么？
若将水平度盘
起始读数设定为0。
00'00〃，应如何操作？
7.简述测回法观测水平角的操作步骤？
8.水平角方向观测中的2c是何含义？
为何要计算2c，并检核其互差
9.计算表中方向观测阿水平角观测成果。
测
站
测
回
数
目
标
水平度盘读数
2c=左-（右
±1800）
H
平均
=［左+
1800）
读数
（右土
]/2
归零后
方向值
/!
!
0
各测回归零方
向值的平均值
/!
!
0
各测回方向
间的水平角
/!
!
0
盘左读数
!
"
o
盘右读数
/!
!
o
O
1
A
00236
1800236
B
702336
2502342
C
2281924
281930
D
2541754
741754
A
00230
1800236
2
A
900312
2700312
B
1602406
3402354
C
3182000
1381954
D
3441830
1641824
A
900318
2700312
10.何谓竖盘指标差？
如何计算、检核和校正竖盘指标差?
11.整理表中竖角观测记录。
测
站
目标
竖盘位置
竖盘读数
/〃
0
竖直角
/〃
0
指标差
〃
平均竖直角
备
注
M
左
75030'
04〃
顺时
O
右
284O30'
仃〃
针注
N
左
101017'
23”
记
右
258042'
50〃
12.经纬仪上有哪些主要轴线？
它们之间应满足什么条件？
为什么？
13.角度观测为什么要用盘左、盘右观测？
能否消除因竖轴倾斜引起的水平角测量误差？
14.望远镜视准轴应垂直于横轴的目的是什么？
如何检验？
15.经纬仪横轴为何要垂直与仪器竖轴？
如何检验？
16.试述经纬仪竖盘指标自动归零的原理。
17.电子经纬仪主要特点有哪些？
它与光学经纬仪的根本区别是什么？
18.电子经纬仪的测角系统主要有哪几种？
其中关键的技术有哪些？
19.简述动态电子测角系统中，为何有粗测和精测之分？
四、考核目标与要求
识记：
水平角，竖直角，度盘分划值，视准轴，横轴，仪器竖轴，照准部水准管轴，竖盘指标差等概念。
垂球对中、光学对中器对中及整平的目的及方法。
测回法测量水平角，竖直角观测方法。
经纬仪轴线应满足的关系。
领会：
角度测量原理，竖角计算公式的推导规律，盘左、盘右观测的意义。
电子经纬仪与光学经纬仪的区别。
经纬仪检验方法及校正原理方法。
仪器误差，观测误差，外界条件等对观测成果的影响。
简单应用：
在测站上对中，整平、照准、读数、记录的操作要领，运用盘左、盘右进行检核。
采取角度测量误差的消除和削弱的相应对策。
综合应用：
按瑁操作DJ6级光学经纬仪，按测回法的技术要求，正确地
观测一个三角形的内角和竖直角
第4章距离测量
一、学习目的与要求
学习目的
认识距离测量设备的组成部分及其用途，清楚距离测量原理，掌握距离测量方法。
通过实验，达到独立操作仪器设备，完成水平距离的测量、检核、成果整理所必须具备的实践能力。
建立直线定向的概念，能够熟练地进行方位角的有关运算。
学习要求
1.认识距离丈量工具，了解钢尺量距的一般方法和精密方法，学会量距成果的整理。
了解钢尺检定的方法。
2.清楚视距测量的原理，掌握用视距测量的方法进行水平距离和高差的测定。
3.了解光电测距仪相位法测距原理，初步掌握用光电测距仪测量距离的方法。
4.认识全站仪，清楚全站仪使用过程。
5.清楚标准方向的建立，方位角之间的关系，方位角的推算。
6.了解距离测量过程中的误差影响及其防止、消除、削弱误差的方法。
、课程内容与知识点
一．量距工具
有：
钢尺（steeltape）标杆（measuringbar）、垂球（plumbbob）、测钎（measuringrod）、温度计（thermometer）、弹簧秤（springbalanee）。
二．钢尺量距
钢尺量距最基本的要求——平、准、直按精度分：
一般量距和精密量距
（一）一般量距步骤
1•定线（linealignment）。
按精度分：
目估法和经纬仪法。
2．丈量。
（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数。
（2）在山区丈量时，可采用平量法、斜量法。
3．内业成果整理
丈量精度用“相对误差”来衡量：
D往—D返
K-——=1/XXX
1
D--Dm
要求：
一般量距W1/3000（平坦）,<1/1000（山区）。
（二）精密量距步骤（*）
1.经纬仪定线。
在桩顶画出十字线。
2.精密丈量。
（1）前尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。
（2）前读尺员发“预备”，后读尺员发“好”；此时前后尺手同时读数。
（3）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限时（一般不得超过2~3mm）,取平均值作为尺段结果。
每测完一尺段，用温度计读取一次温度。
（4）要进行往返测量。
记录格式见课本。
3.测量各桩顶间高差。
4.内业成果整理
某钢尺的尺长方程式：
It=10*1Ho（t-to）
lt――钢尺在t温度时的实际长度；l0――钢尺的名义长度
I――检定时，钢尺实际长与名义长之差；:
――钢尺的膨胀系数t――钢尺使用时的温度；t。
一一钢尺检定时的温度
斜距I的各项改正:
（1）尺长改正
（2）温度改正
•计t=〉l（t-t°）
（3）倾斜改正
£
21
故斜距l经改正后为：
|?
=|IkItlh
三、电磁波测距（electro-magneticdistaneemeasuring）的基本原理
s=ct/2
四、分类
1•按测程分：
短程、中程、远程。
2•按传播时间t的测定方法分：
脉冲法测距、相位法测距。
3•按测距仪所使用的光源分：
普通光源、红外光源、激光光源。
4•按测距精度分：
1级、U级、川级。
注：
测距误差及标称精度
测距仪测距误差可表示为：
222mD=A（BD）简写为：
miD二（ABD）
式中，A――固定误差；B――比例误差系数。
女口：
某测距仪出厂时的标称精度：
±（5+5X10-6D）mm简称“5+5”
五、使用
a）一般安装在经纬仪上使用。
见使用说明书。
b）常数预置
i.设置棱镜常数。
一般原配棱镜为零。
ii.置乘常数。
输入气温、气压或用有关公式计算出值后，再输入。
iii.
3•倾斜改正。
有：
D平二D斜cos〉,由测距仪自动改正。
§4.3直线定向及方位角测量
直线定向（lineorientation）:
确定地面直线与标准方向间的水平夹角。
五、标准方向（基本方向）分类
1、真子午线方向（turemeridiandirection）地面上任一点在其真子午线
处的切线方向。
2、磁子午线方向（magneticmeridiandirection）地面上任一点在其磁
子午线处的切线方向。
3、轴子午线（坐标纵轴）方向（ordinatesaxisdirection）地面上任一点与
其高斯平面直角坐标系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。
磁偏角（magneticdeclination）S地面上同一点的真、磁子午线方向不
重合，其夹角称为磁偏角3。
磁子午线方向在真子午线方向东侧，称为东偏，S
为正。
反之称为西偏，S为负。
子午线收敛角（mappingangle）丫当轴子午线方向在真子午线方向以
东，称为东偏，丫为正。
反之称为西偏，丫为负。
可见在中央子午线上，真子午线与轴子午线重合，其他地区不重合，两者的夹角即为丫。
六、方位角（azimuth）
1•定义：
由子午线北端顺时针方向量到测线上的夹角，称为该直线的方位角。
其范围为0°〜360°。
有：
真方位角A（turemeridianazimuth）、磁方位角
（magneticmeridianazimuth）、坐标方位角（gridbearing）
2•分类及关系：
（1）真方位角人=磁方位角Am+磁偏角S=坐标方位角a+子午线收敛角丫
（2）同一直线正反坐标方位角相差180°,即：
:
正「反-1800
（见图和例题）
七、方位角测量
真方位角可用天文观测方法或用陀螺经纬仪（gyrotheodolite）来测定。
磁方位角一一可用罗盘仪（compass）来测定。
不宜作精密定向。
坐标方位角一一由2个已知点坐标经“坐标反算”求得。
坐标方位角的推算：
a12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为B2（右角）、23边与
34边的连接角为B3（左角），现推算a23、a34。
前进方向
t■
lx
x
3
由图中分析可知：
23=「21--2=「12'180--2
〉34「32：
3「23180；：
3
推算坐标方位角的通用公式：
:
前=「后180:
左当B角为左角时，取牛”；若为右角时，取-^o
、、亠
注意：
计算中，若a前＞360°，减360°;若a前＜0°，加360°。
（方位角推算举例）
二、习题与思考题
1.某钢尺名义长为30m,经检定实长为29.998m,检定温度为摄氏20oC,检定时的拉力为100N，用该钢尺丈量某段距离得300m,丈量时的温度为摄氏35o,拉力为100N,两点高差为0.95m,求水平距离。
2.如何衡量距离测量精度？
用钢尺丈量了AB、CD两段距离，AB的往测值为307.82m,返测值为307.72m,CD的往测值为102.34m,返测值为102.44m,问两段距离丈量的精度是否相同？
哪段精度高？
3.下列为视距测量成果，计算各点所测水平距离和高差。
测站H°=50.ocm仪器高i=1.56m
点号
上丝读数下丝读数尺间隔
中丝读数
竖盘读数竖直角
高差
水平距离高程
备注
1
1.845
0.960
1.40
86°28’
2
2.165
0.635
1.40
97°24’
3
1.880
1.242
1.56
87°18’
4
2.875
1.120
2.00
93°18’
4.根据如图所示的四边形的起始边坐标方位角以及各内角值，求其余各边坐
标方位角。
5.根据如图所示的起始边坐标方位角以及各水平角，计算其余各边坐标方位
角。
6.试述相位法测距原理.
7.何谓全站仪？
用TOPOCON全站仪测一段斜距364.251m,竖直角18°
25.5'，测距时环境温度32°C,大气压力760mmHg。
在全站仪中未输入气象改正参数。
试计算平距和高差。
四、考核目标与要求
识记：
水平距离，直线定线，量距相对误差，往返测量，标准拉力、标准温度、钢尺名义长，视距测量，视距常数，相位法测距，距离改正，直线定向，标准方向线、方位角，方位角推算等概念
领会：
定线原理，钢尺量距的方法，相对误差、尺长改正、温度改正、倾斜改正计算。
视距测量计算公式中各符号的含义。
光电测距原理。
用左角或右角推算方位角。
在不同的
升级会员 