11现代普通测量学Word下载.docx

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通过长期观测取海水的平均高度作为高程零点，以通过该点的大地水准面作为高程基准面．我国的高程系统有1956年黄海高程系统（水准原点72.289）1985年国家高程基准（水准原点72.2604）。

常用坐标系：

坐标系

基准线

基准面

表示方法

天文坐标系

垂线

大地水准面

大地经度λ大地纬度φ

大地坐标系

法线

椭球面

大地经度L大地纬度B大地高H

空间直角坐标系

坐标原点在地球椭球体中心，Z指向地球北极X指向格林尼治子午面与赤道面交线的格林尼治方向Y垂直与XOZ平面，构成右手坐标系

高斯平面直角坐标系

投影方程：

x=F1（X,Y,Z）或x=F1（L,B）

y=F2（X,Y,Z）或y=F2（L,B）

参考椭球

大地原点

问题

1954年北京坐标系

克拉索夫斯基椭球

大地原点在前苏联境内

不符合我国实际，存在一些问题

1980国家大地坐标系

IUGG-75地球椭球

陕西省泾阳县永乐镇

WGS-84

WGS-8椭球

地球质心

测量上常用的坐标系有天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、平面独立坐标系。

天文坐标系：

又称天文地理坐标。

它是以垂线和大地水准面为基准线和基准面的。

由于地球离心力的作用，过P点垂线不一定通过地球中心。

P12

大地坐标系：

以大地经度L，大地纬度B和大地高度H表示地面点空间位置。

是以法线和椭球体面为基准线和基准面。

（是大地测量的基本坐标系）P12

空间直角坐标系：

1、坐标原点O选在地球椭球体中心，对于总地球椭球即与地球质心重合。

2、z轴指向地球北极。

3、x轴与格林尼治子午面与地球赤道面交线重合。

4、y轴垂直于xOz平面，构成右手坐标系。

高斯坐标系

将地球每隔3˚或者6˚分成若干带进行高斯投影，以赤道为y轴，自西向东为正；

以中央子午线为x轴，自南向北为正；

并将x轴向左（西）平移500km（即为了使y值都为正值，便于计算），在y坐标之前加上带号而得到的坐标系。

即：

y=N*1000000+500000+y’

6˚带的带号与中央子午线判断

●

中央子午线的经度计算

●根据某点的经度，计算该点在6˚带的带号

福州某点的大地经度119˚15’，该点在6˚带的带号：

3˚带的带号与中央子午线判断

●根据某点的经度，计算该点在3˚带的带号

●福州某点的大地经度119˚15‘，该点在3˚带的带号：

地图投影有等角投影、等面积投影和任意投影等。

等角投影又称正形投影，它有两个基本条件：

一是保角性，即投影后角度大小不变；

二是伸长的固定性，即长度投影后会产生变形，但是在一点各个方向上的微分线段，投影后变形比为一个常数：

m=ds/Ds=K

高斯投影是横切椭圆柱正形投影，这种投影不仅满足等角投影的条件，还满足高斯投影条件，即中央子午线投影后是一条直线，并且长度不变。

高斯投影的性质：

⏹中央子午线投影后为一条直线，长度不变；

⏹赤道投影后为一条以中央子午线正交的直线；

⏹离开中央子午线的线段投影后都要发生变形，且均比投影前长一些；

⏹离开中央子午线愈远变形愈大；

水准测量原理：

水准测量是利用水准仪提供的水平视线，对立于待测定高差的两点上的水准尺上读数，以测得两点间的高差，进而由已知点的高程推算未知点的高程。

A,B两点上竖立水准尺，读数分别a、数b，∵Hi=HA+a=HB+b

则A，B两点的高差为：

hAB=HB-HA=a-b

而B点的高程为：

HB=HA+hAB则称A点为后视点，其水准尺读数为后视尺读数；

称B点为前视点，其水准尺读数为前视尺读数。

两点间的高差：

hAB=后视读数a-前视读数b=a-b。

hAB有正负：

高差为正，表示B点比A点高，地面为上坡；

高差为负，表示B点比A点低，地面为下坡。

DS3水准仪由照准部和基座两部分组成。

水准仪主要是由望远镜、水准器和基座三部分组成。

照准部由望远镜，水准器和控制螺旋等组成

望远镜由物镜，目镜，调焦透镜和十字丝分划板组成

DS3-----每千米水准测量的全中误差为±

3.0mm，DS为“大地”、“水准仪”的汉语拼音缩写

DS3型水准仪的操作步骤

在安置仪器之前，应选择合适的地点放好仪器的三脚架，其位置应位于两标尺中间。

高度适在中，架头大致水平，上架后的仪器要立即用中心螺丝固定于三脚架上，脚架要踩实。

用水准仪进行水准测量的操作程序如下：

粗平一瞄准一精平一读数：

（1）粗平转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，称为粗平

（2）瞄准松开制动螺旋，先用望远镜的外瞄准具瞄准水准尺，制动照准部，调焦使水准尺成像清晰，调目镜使十字丝清晰，消除视差，该过程称粗略瞄准。

在望远镜内找到水准尺像，再用微动螺旋使十字丝的竖丝与水准尺的一边棱重合，称为精确瞄准。

（3）精平调节微倾螺旋，使符合气泡观察窗中的两半部分气泡精确吻合（配合图），此时望远镜的视准轴精平。

（4）读数用十字丝的横丝（中丝）在水准尺上读数；

读数时由上到下，由小到大进行—因为水准仪多为倒像望远镜。

圆水准器整平方法：

1、先两个后一个的原则。

2、气泡移动的方向与左手大拇指的切线方向一致。

注意事项：

●每次读数前要消除视差；

●每次读数前，要使管水准气泡居中；

●尽量保持前后视距相等；

●水准尺要尽量扶直（保持铅直）。

水准仪应满足以下主要几何关系有：

（1）圆水准器轴应平行于仪器的竖轴L′L′∥VV。

（2）望远镜十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴。

（3）水准管轴应平行于望远镜的视准轴LL∥ZZ。

观测误差主要包括有精平误差、调焦误差、估读误差和水准尺倾斜误差。

常用的检核方法有双仪高法和双面尺法两种。

水准路线检核方法一般有以下三种：

⑴附合水准路线

水准路线从已知水准点BM1（起始点）出发，沿着待定点进行水准测量，最后测到已知水准点BM2（终点），这样的水准路线称为附合水准路线。

∑h理＝H终一H始

实测的高差与已知高差一般不可能完全相等，其差值称为高差闭合差fh:

⑵闭合水准路线

由BM5出发，沿环线进行水准测量，最后回到原水准点BM5上，称为闭合水准路线。

路线上各点之间高差的代数和应等于零，即：

∑h理＝0

如不等于零，则高差闭合差为：

⑶支水准路线

由一水准点BM8出发，既不附合到其他水准点上，也不自行闭合，称为支水准路线。

支水准路线要进行往返观测，往测高差与返测高差观测值的代数和∑h往+∑h返理论上应为零。

水准测量的成果计算P40-41

坐标方位角：

从高斯坐标系中坐标纵轴的北端起顺时针量至某直线的夹角，称为该直线的坐标方位角。

（0°

~360°

）

看书例子习题

竖直角：

同一竖直面内倾斜视线与水平线间的夹角，其角值的绝对值不大于90度。

竖直角计算（若使用顺时针方式注记）

❑盘左α左=90°

－L

❑盘右α右=R－270°

α=（α左+α右）/2=（90°

－L+R－270°

）/2=（R-L-180°

）/2具体P61

水平角：

地面上一点到两目标的方向线间所夹的水平角，就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角，即水平角。

水平角测量方法主要有测回法和方向观测法。

P57

竖盘指标差：

由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90°

或270°

上，而是与90°

相差一个x角，称为竖盘指标差。

角度测量：

测定水平角或竖直角的工作。

⏹经纬仪的构造

❑照准部

⏹望远镜

⏹制动装置

⏹读盘及读数装置

⏹水准器

❑水平度盘

❑基座

经纬仪的安置步骤：

对中→整平→瞄准→读数（P56）

经纬仪的使用步骤：

对中：

目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上（有锤球对中和光学对中器对中）。

整平：

目的是使水平度盘处于水平位置，亦即仪器的竖轴处于铅垂线位置（以先两个后一个；

与左手大拇指运动方向一致的原则）。

瞄准：

先松开两个制动螺旋>

调节目镜使十字丝清晰>

转动望远镜照准目标，用望远镜微，制懂螺旋，水平微动螺旋、制动螺旋精确照准。

测水平角用竖丝照准，测竖直角用横丝照准。

读数：

调节反光镜，使读数窗口清晰；

调节读数显微镜的调焦螺旋，使读数清晰；

认清刻划线的形式和读数方法．估读到0.1’。

辅助仪器：

测钎，花杆

直线定向：

确定地面两点间（直线）方向的工作称为直线定向

从高斯坐标系中坐标纵轴的北端起顺时针量至某直线的夹角，称为该直线的坐标方位角。

仪器误差：

❑度盘偏心差

⏹产生原因：

竖轴中心与水平度盘中心不重合

⏹规律：

随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大

⏹措施：

盘左盘右取平均值

❑度盘分划误差

度盘制造工艺

多测回观测时进行度盘配置

❑视准轴误差（2c误差）

视准轴不垂直横轴

随竖直角增大而增大

❑横轴误差

横轴不水平

❑竖轴误差

竖轴倾斜

随竖直角增大而增大，并与横轴所处的方向有关

精确整平

距离测量方法：

钢尺直接量距，视距法测距，电磁波测距，卫星测距．

钢尺量距（钢卷尺及皮尺，花杆、测杆、测钎等辅助）

全站仪的特点：

（1）仪器操作简单、高效

（2）快速安置（3）适应性强（4）设有双向倾斜补偿器（5）具有人机对话功能（6）具有双向通讯功能

全站仪的基本测量功能：

（1）角度测量：

电子经纬仪测角

（2）距离测量：

光电测距

（3）坐标及高程测量：

三维坐标测量；

坐标放样（4）特殊测量功能：

偏心、对边、面积等

选择一个标准方向，再根据直线与标准方向之间的关系确定该直线方向。

测量中常用的标准方向线有三种：

真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴方向

方位角：

由标准方向的北端起，顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角。

真方位角、磁方位角、坐标方位角。

子午线收敛角：

地面上过两点的子午线方向的夹角。

磁偏角δ：

过地面上某点的真子午线方向与磁子午线方向之间的夹角（由于地磁南北极与地球的南北极并不重合）。

测量工作的基本原则和内容

原则一：

“由整体到局部，先控制后碎部”

原则二：

“步步检核”