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1、土木工程测量,2,第一章 绪论,返回,3,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。,一、测量学的概念,第一节 测量学的任务及其应用,4,1、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,第二节 地球的形状和大小,5,铅垂线:,重力的方向线称为铅垂线基准线,水准面:,任何一点都与重力方向相垂直的面。或水在静止时的表面。,与水准面相切的平面。,水平面:,6,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。
2、,7,第三节 地面点位的确定,返回,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。,8,测量坐标系与数学坐标系的区别：,坐标轴不同,象限旋转顺序不同, ,x o y,9,2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。,（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。,10,平面坐标：半径10km范围内 高程：影响大，一般超过200m 即需改正,第四节 用水平面代替水准面的限度,11,第五节 测
3、量工作概述,12,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 2、在测量过程中，遵循“随时检查，杜绝错误”的原则,1、控制测量： 2、碎部测量：,测量工作的程序,13,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,测量的基本工作：,14,第二章 水准测量,15,一、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。,第一节 水准测量原理,16,a,b,
4、hAB,A、B两点间高差hAB为：,前进方向,高差等于后视读数减去前视读数。,17,二、计算未知点高程,1高差法,大地水准面,HA,HB,18,2视线高法,Hi,19,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。,20,一 、DS3微倾式水准仪的构造,水准器,望远镜,基座,21,视准轴CC,十字丝交点与物镜光心的连线,过零点与内表面相切的直线 CCLL 构造满足的主要条件,水准管轴LL：,圆水准器轴LL,过零点的球面法线,LLVV。,22,三、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,23,视差,水准尺的尺像与十字丝平
5、面不重合。,仔细地转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。,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,消除的方法,24,第三节 普通水准测量及 其成果整理,25,一、水准点,用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。,26,相邻两水准点间的路线称为测段。,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。,27,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：,1附合水准路线,2闭合水准路线,3支水准路线,28,1、测站检核：变仪器高法和双面尺法 2、计算检核： a-b=h=2h平均=2（H终-H起） 3、成果检核：
6、 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=0,三、普通水准测量方法,29,回内业计算,35.636,18.334,11.434,+6.900,+3.450,a-b=18.334-11.434=+6.900,(a-b)/2=+3.450,h=+6.900,(h/2)=+3.450,HC-HA=+3.450,30,四、水准测量成果整理,目的：求各点高程,fh= h观 h理,高差改正数：,高差闭合差的计算：,关键步骤：,31,(一)附合水准路线的计算,已知HA65.376m，HB68.623m，1、2、3为待定高程的水准点。,32,成果合格,33,
7、(二) 闭合水准路线成果计算,BMA,1,2,3,h11.575m,h22.036m,h31.742m,h41.349,n18 L11.0km,n212 L21.2km,n314 L31.4km,n416 L42.2km,HA65.376m,34,闭合水准路线成果计算,5.8,50,-0.068,成果合格,68,12,14,16,26,66.963,64.941,66.699,0,1.587,2.022,1.758,1.323,35,第四节 DS3型水准仪 的检验与校正,36,（1）LLVV；,（2）十字丝的中丝VV；,（3）LLCC 。,一、水准仪应满足的几何条件,37,二、水准仪的检验与校
8、正,38,1圆水准器的检校,检校目的：LLVV,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。,39,2十字丝中丝的检校,检校目的：十字丝中丝 VV,校正方法：转动十字丝环，直至中丝水平,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。,40,3水准管的检校,检校目的： LLCC,（3）计算,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,若 i20，校正。,41,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
9、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。,42,第三章 角度测量,43,一、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。 用表示，0360。,第一节 角度测量原理,=b-a,44,竖直角 :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。,090。,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。,二、竖直角测量原理,测量原理：视线水平时的竖盘读数为一常数（90的倍数）。,45,第二节 DJ6光学经纬仪 及其操作,
10、46,一、DJ6型光学经纬仪的构造,基座,照准部,水平读盘,47,三、DJ6光学经纬仪的基本操作,安置仪器,瞄准目标,读数,48,（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,1、安置仪器,（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。,方法：升降脚架使圆气泡大致居中；转脚螺旋，使长气泡居中。,49,第三节 水平角的观测,测回法,方向观测法,50,1测回法的观测方法,（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,51,测回法观测手簿,O,左,A,0 01 30,B,98
11、 20 48,98 19 18,右,B,278 21 12,A,180 01 42,98 19 30,98 19 24,第一测回,O 第二测回,左,A,90 01 06,B,188 20 36,右,B,A,8 20 36,270 00 54,98 19 30,98 19 42,98 19 36,98 19 30,52,2方向观测法的观测方法,（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,53,全圆方向观测法,O,1,2,A B C D A,A B C D A,0 02 12 37 44 15 110 29 04 150 14 51 0
12、02 18,180 02 08,330 14 43,+10,0 02 13,+ 8,290 28 52,217 44 05,180 02 00,+10,+12,+12,150 14 47,110 28 58,37 44 10,0 02 06,（0 02 10）,0 00 00 37 42 00 110 26 48 150 12 37,90 03 30 127 45 34 200 30 24 240 15 57 90 03 25,270 03 18,60 15 49,+7,+8,20 30 18,+6,90 03 22,240 15 53,200 30 21,307 45 28,+6,127 4
13、5 31,270 03 22,+8,90 03 26,（90 03 24）,0 00 00 37 42 07 110 26 57 150 12 29,0 00 00 37 42 04 110 26 52 150 12 33,A,B,C,D,O,54,第四节 竖直角观测,55,竖直角计算公式,0,90,180,270,0,90,180,270,盘左位置：,盘右位置：,一测回竖直角：,56,竖盘指标偏离正确位置的差值x角，称为竖盘指标差。,竖盘指标差,57,竖直角观测,（1）在测站点O安置经纬仪,（2）盘左位置：,（3）盘右位置：,58,竖直角观测手簿,O,A,左,95 22 00,右,264 3
14、6 48,-5 22 00,-5 23 12,-36,-5 22 36,O,B,左,右,81 12 36,278 45 54,+8 47 24,+8 45 54,-45,+8 46 39,59,第五节 经纬仪的检验与校正,60,一、经纬仪的轴线及各轴线间应满足的几何条件,经纬仪的主要轴线有:,竖轴VV、,横轴HH、,视准轴CC、,水准管轴LL。,经纬仪各轴线之间应满足以下几何条件：,（1）LLVV；,（2）十字丝竖丝HH；,（3）CCHH；,（4）HHVV；,（5）竖盘指标指在正确的位置,61,二、经纬仪的检验与校正,62,1照准部水准管轴的检校,（1）检校目的：L L V V,大致整平，水准
15、管平行于一对脚螺旋的连线，整平，转180，气泡偏一格以上，需校正,校正螺丝校一半，脚螺旋改一半。,（2）检验方法,（3）校正方法,63,2十字丝竖丝的检校,（1）检校目的：竖丝HH,瞄准一固定点，转动望远镜，若该点始终沿竖丝移动，说明条件满足，否则需校正。,慢慢转动十字丝分划板座,（2）检验方法,（3）校正方法,64,3视准轴的检校,（1）检校目的： C C H H,对于DJ6经纬仪，如果C 60，则需要校正,拨左右两校正螺丝，直至影象与十字丝交点重合,（2）检验方法：二分之一法（盘左盘右读数法）,（3）校正方法,65,4横轴检校,（1）检校目的： H H V V,（2）检验方法：盘左瞄准墙上高处P点，放平望远镜在墙上定A，盘右瞄准P点，放平望远镜在墙上定B，同时测P点竖直角，量AB距离，计算,（3）校正方法,i“20“ ，需校正,瞄准AB中点M ，抬高望远镜，拨支架上的偏心 轴承，使十字丝交点对准P点。,66,5竖盘指标差的检验,（1）检校目的：竖盘指标指在正确位置。,（2）检验方法,67,第六节 角度测量误差与注意事项,68,一、仪器误差,1.CC不HH横轴（视准轴误差）,盘左、盘右观测取平均值,69,2.HH不VV（横轴误差）,盘左、盘右观测取平均值,70,3.水平度盘的偏心差,盘左、盘右观测取
