测量的核心任务是确定点的空间位置.docx

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测量的核心任务是确定点的空间位置

测量的核心任务是确定点的空间位置

点的空间位置用坐标和高程表示

基准面、基准线

Ø测量外业：

大地水准面铅垂线

大地水准面：

通过平均海水面的水准面

（封闭的曲面、不规则曲面）

Ø测量内业：

旋转椭球面、法线

地球椭球——代表地球形状和大小的旋转椭球

总地球椭球——与大地水准面最接近的地球椭球

参考椭球——与某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球（长半轴、短半轴和扁率）

坐标系

Ø大地坐标系（L，B）

Ø平面直角坐标系

坐标系的异同

•不同点：

1．测量上北方向为X轴正向，东方向为Y轴正向。

2．角度方向顺时针度量；象限顺时针编号。

•相同点:

数学中的三角公式在测量中可直接应用。

地图投影和高斯平面直角坐标系

Ø地图投影：

将椭球面各元素（坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。

变形：

长度变形、角度变形和面积变形

Ø高斯-克吕格投影：

等角横切椭圆柱投影

•

高斯投影特点

•高斯平面直角坐标系（自然坐标）

•分带投影（目的：

限制长度变形）

自然坐标国家统一坐标

19带内P点的自然坐标

国家统一坐标

高程

高程H—某点到大地水准面的铅垂距离，又称为绝对高程、海拔。

高差h—两点的高程之差。

hAB=HB-HA高差与高程起算面无关

Ø用水平面代替水准面的限度

在10KM范围内进行水平角和水平距离观测可以忽略地球曲率的影响

测量高差时即使在很短距离内也必须考虑地球曲率的影响。

水准测量原理

水准仪

Ø基本部件:

望远镜：

视准轴、视差、瞄准方法

粗略瞄准、正确调焦、精确瞄准

水准器：

管水准轴、圆水准轴

基座

Ø水准仪的使用

步骤：

安置、粗平、瞄准、精平、读数

Ø轴线关系

水准管轴LL∥视准轴CC

圆水准轴L’L’∥竖轴VV

竖轴⊥圆水准轴

检验及校正：

i角检验

四等水准测量

Ø观测步骤：

后－前－前－后

Ø记录、计算及检核

Ø误差分析及注意事项

i角误差：

前、后视距差≤5m视距差累积≤10m

水准尺零点差：

测站数为偶数

视差：

按正确步骤调焦，眼睛本身不调焦

仪器下沉：

后、前、前、后

尺垫下沉：

往返观测，取平均值

大气折光影响：

抬高视线，前后视等距

地球曲率：

前后视等距

第五章角度、距离测量与全站仪

水平角：

一点到两目标的方向线垂直投影在水平面所成的角（0°~360°）

竖角：

同一竖直面内目标方向与其在水平面上的投影间的夹角。

（0°~±90°）

经纬仪J2、J6

Ø结构

照准部（竖轴、横轴）

水准器：

指示水平度盘

是否水平

水平度盘和竖直度盘

Ø经纬仪的安置

对中：

使水平度盘的中心与测站点标志在同一铅垂线上。

整平：

使竖轴竖直，水平度盘水平。

水平角观测

Ø盘左、盘右目的：

消除仪器误差、检核

Ø测回法：

度盘配置方法180°/n

目的：

减小水平度盘刻划不均匀的影响

Ø方向观测法

盘左观测：

安置仪器，盘左，瞄准起始方向A，配置度盘，读a左；顺转分别瞄准B、C、D，读b左、c左、d左；瞄准A，读a左´（计算归零差，如在限差范围内进行盘右观测）

盘右观测：

盘右，瞄准A，读a右；逆转，瞄准D、C、B，读d右、c右、b右；瞄准A，读a右´。

（归零差在限差范围内则计算半测回方向值、上下半测回方向值互差在限差范围内计算一测回平均方向）

限差：

归零差≤24″

上、下半测回方向值之差≤24″

竖角观测

Ø竖直度盘的构造：

竖盘、竖盘指标水准管、指标水准管微动螺旋。

Ø竖角计算公式：

视线上倾时竖盘读数增加

（2）视线上倾时竖盘读数减少

竖盘指标差

盘左：

盘右：

取盘左、盘右竖角的平均值得：

指标差的计算公式为：

盘左盘右观测取平均值席消除指标差影响

水平角观测误差分析

Ø仪器误差

水平度盘偏心差、视准轴误差、横轴倾斜误差可以通过盘左盘右观测取平均值方法消除其影响

竖轴倾斜误差：

精确整平

Ø

观测误差

仪器对中误差目标偏心误差

短边测角精确对中和瞄准

外界条件的影响

经纬仪主要轴线

1、竖轴（仪器的旋转轴）VV

2、水准管轴LL

3、横轴（望远镜的旋转轴）HH

4、视准轴CC

5、圆水准器轴L’L’

轴线应满足的条件

LL⊥VV竖丝⊥HH

CC⊥HHHH⊥VV

竖盘指标差应为零

三角高程测量

同步对向观测取平均值可消除球气差影响

误差

Ø测量误差产生的原因

观测者、仪器、外界环境

观测条件等精度观测

Ø测量误差的分类及处理原则

系统误差：

累积性；①加改正数②用一定的测量方法

偶然误差：

四特性正态分布

粗差

误差处理原则：

多余观测

衡量精度的指标

Ø标准差

Ø

Ø中误差

Ø

Ø相对误差

Ø

Ø极限误差

Ø误差传播定律

Ø误差传播定律的推导

ØZ=f（x1,x2,…,xn）

Ø

Ø

加权平均值及精度

Ø加权平均值

Ø

观测值的权

定权公式

距离丈量的定权公式

水准测量的定权公式

角度测量的定权公式

三角高程测量的定权公式

观测值函数的权（权倒数传播定律）

一般函数Z=f（x1,x2,…,xn）

单位权中误差的计算

方位角

Ø基本方向：

真北方向、坐标北向、磁北方向

Ø方位角：

自选定的标准方向的北端起顺时针转向某直线的水平夹角。

真方位角A

坐标方位角

磁方位角

Ø正、反坐标方位角之间的关系

　＝180

Ø坐标方位角的推算

第六章控制测量

Ø控制测量：

平面控制测量、高程控制测量

Ø测绘工作应遵循的原则：

布局上：

从整体到局部

程序上：

先控制后碎部

精度上：

由高级到低级

步步有检核

坐标正反算

XAB=DABcosAB

YAB=DABsinAB

导线

Ø导线的布设形式：

闭合导线、附合导线、支导线

Ø有两个连接角的附合导线的计算

•

角度闭合差的计算与调整：

反号平均分配角度闭合差

•

•

•推算各边的坐标方位角

•

•计算各边的坐标增量导线全长相对闭合差

•

坐标闭合差的计算与调整：

与边长成正比反号分配闭合差

逐点计算计算各点的坐标

高程控制测量

Ø水准测量路线的布设：

附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线

Ø水准测量内业计算

•计算高差闭合差fh=h测-h理

•

计算各测段改正数：

与路线长度或测站数成正比反号分配高差闭合差

•逐点计算各点的高程

地形图的基本知识

比例尺及比例尺精度

Ø比例尺

Ø比例尺精度

——相当于图上0.1mm的实地水平距离称为比例尺精度。

比例尺精度的用途：

（1）测图前根据测量地物的精确程度确定合适的比例尺

（2）测图过程中确定地物的取舍。

地形图符号（地形图图式）

地物符号：

比例符号

非比例符号

半比例符号

注记符号

地貌符号

地形图的分幅与编号

按经纬线分幅的梯形分幅法

按坐标格网线分幅的矩形分幅法

碎部测量

Ø测图前的准备工作：

图纸准备、绘制坐标格网、展绘控制点（注记点号和高程）

Ø特征点（碎部点）的选择

地物的特征点就是决定地物形状的地物轮廓线上的转折点、交叉点、弯曲点及独立地物的中心点

地貌碎部点应选择在最能反映地貌特征的山脊线、山谷线等地性线上，坡度和方向变化处。

经纬仪测图法一个测站上步骤

（1）安置仪器：

在控制点A安置经纬仪，量取仪器高。

（2）定向：

后视（盘左瞄准）控制点B，度盘置零。

（3）立尺：

立尺员把塔尺立到地形、地貌特征

（4）观测：

观测员转动经纬仪照准部，瞄准碎部点上的标尺，读三丝读数、竖盘读数及水平角β。

（5）记录与计算测站点至碎部点的水平距离和碎部点高程。

（6）展绘碎部点，描绘地物地貌。

地物符号

比例符号、非比例符号、半比例符号

地貌符号

等高线：

地面上高程相同的相邻各点连成的连续闭合曲线

等高距——相邻两高程不同的等高线之间的高差h

等高线平距——相邻等高线之间的水平距离d

坡度

内插法勾绘等高线的依据：

两相邻碎部点之间坡度一致，高差与平距成正比

等高线的分类：

首曲线、计曲线（注记高程）、间曲线

等高线的特性

①．同一条等高线上各点的高程都相等。

②等高线是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合。

③．除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合。

④．等高线的平距小，表示坡度陡，平距大表示坡度缓，平距相等则坡度相等。

⑤．等高线与山脊线、山谷线成正交。