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1、阜阳职业技术学院生化工程学院退伍军人培训之园林工程测量与放样讲义生化工程学院二一四年一月一日73目 录第一章 水准测量1第一节 水准测量概念1第二节 水准测量原理3第三节 水准测量的仪器和工具51.3.1水准仪51.3.2 三角架91.3.3 水准尺91.3.4 尺垫10第四节 水准仪的使用步骤以微倾水准仪为例111.4.1测站位置的确定111.4.2测站的仪器放置111.4.3粗平111.4.4在测点位置放置水准尺121.4.5照准目标121.4.6精平131.4.7读数13第五节 水准路线及成果检核141.5.1转点与测点141.5.2水准路线15第二章 角度测量19第一节 角度测量基本原
2、理192.1.1水平角测量基本原理192.1.2竖直角测量基本原理19第二节 角度测量仪器经纬仪212.2.1经纬仪的分类21第三节 电子经纬仪的基本操作 -以全站仪为例232.3.1全站仪简介232.3.2全站仪角度观测步骤23第四节 水平角的观测方法282.4.1测回法282.4.2全圆方向测回法29第五节 竖直角的观测方法322.5.1竖直角指标差322.5.2竖直角观测方法32第三章 距离测量35第一节 距离丈量工具353.1.1测尺353.1.2量距的辅助工具36第二节 钢尺测量383.2.1直线定线383.2.2丈量方法403.2.3丈量成果处理与精度评定43第三节 光电子仪器测距
3、443.2.1光电仪器测距的原理443.2.2 光电仪器测距使用以全站仪为例45第四章 大比例尺地形图测量47第一节 地形图概述474.1.1地形图概念474.1.2地形图比例尺474.1.3地形图分类474.1.4地形图的表示方法地图符号49第二节 地形图测绘内容514.2.1地物的测绘514.2.2地貌的测绘54第三节 大比例尺地形图测绘以全站仪为例564.3.1测图准备564.3.2测区布控564.3.3导线测量584.3.4野外碎部点的选择65第五章 园林施工放线67第一节 施工放线概述675.1.1施工放线基本概念675.1.2施工放线目的67第二节 施工放线基本工作695.2.1施
4、工放线的工具695.2.2施工放线前的准备695.2.3施工放线方法70第三节 全站仪施工放线725.3.1 边角放样725.3.2坐标放样755.3.3直线点放样75第1章 水准测量测量地面上各点高程的工作叫做高程测量,根据使用仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、气压高程测量、液体静力水准测量、GPS高程测量,其中水准测量精度较高,是高程测量中最主要的方法,在工程测量中应用较为广泛。1.1水准测量基本概念图 1.1.1 高程、绝对基面示意图高程:指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离,称绝对高程,简称高程。绝对基面:指的是以某一海滨地点平均海水平面高程定为零的水准基面。我国沿用的
5、有大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面。 图 1.1.2 水准面示意图水准:在测量学中,指大地水准面或与之平行的面。水准点:我们将用水准测量的方法测定的高程控制点,称为水准点。水准点记为BM (Bench Mark)。水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。在工程测量中,需根据已知高程的水准点来测量未知水准点。水准测量:又名“几何水准测量”,是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪,观测竖立在两点上的水准标尺,按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发,沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。1.2水准测量原理图 1.2.1水准测量原理 高差
6、法水准测量是利用水准仪提供一条水平视线,配合水准尺,测得两点间的高差,根据已知点的高程计算待定点高程的方法。如图1.2.1所示,已知A点高程HA,欲求B点高程HB,首先将水准仪安置在两点之间,在A、B两点上竖立水准尺,确定观测方向:已知点A为后视点,待定点B为前视。后视点上水准尺读数称为后视读数a,前视点上水准尺读数称为前视读数b。则B点对A点的高差 (1-1)待求点B的高程 (1-2)式(1-2)利用高差推算高程的方法,称为高差法。在地形测量和各种工程的施工测量中,安置一次仪器常常要求出若干个前视点的高程,这时,为了便于计算,可以先求出水准仪的水平视线的高程(记作),再分别计算各待定点的高程
7、。视线高程 (1-3)待求点高程 (1-4)图 1.2.2水准测量原理 视线高差法式(1-4)利用视线高程推算高程的方法称为视线高程法。高差有正负之分:当ab时,0,此时B点比A点高;反之,B点比A点低。若测定两点之间高差时,观测方向相反,则所侧高差理论上数值相等,符号相反,即=-。1.3水准测量的仪器和工具水准常用的仪器和工具有水准仪、水准尺和尺垫、三角架。1.3.1水准仪水准仪按其结构可分为微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪、激光水准仪等。按其精度可分为DS05、DS1、DS3、DS10、DS20,其中D代表“大地测量”,S代表“水准仪”下脚标05、1、3、10、20是指该仪器精度为
8、每千米往返高差中误差(mm)的大小,其型号及主要用途见表1-3-1。表1-3-1 水准仪的型号及主要用途水准仪型号DS05DS1DS3DS10DS20每千米往返测高差中误差0.5mm1mm3mm10mm20mm主要用途国家一等水准测量及科学研究工作国家二等水准测量及其他精密水准测量国家三、四等水准及一般工程水准测量一般工程水准测量建筑和农田水准测量1.3.1.1 DS3型微倾水准仪图1.3.1 微倾水准仪借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰,符合水准器居中,视线水平。DS3型微倾水准仪由望远镜、水准器、基座
9、三部分组成。望远镜用于观测目标,水准器用来判读水准仪是否处于水准面上,基座用于支承水准仪上部、调整水准仪的水准器气泡位置和与三角架连接的作用。水准器的分类图1.3.2 圆水准器水准器是绝大多数测绘仪器都存在的部件,主要是用于判读仪器是否处于水准面上,水准仪的水准器有三个类。(1)圆水准器。圆水准器又叫做水准盒。圆水准器顶面内壁是半径为0.5-2cm的球面,球面中央刻有7-8mm的小圆圈,圆圈的中点即是圆水准器的零点,过零点的法线即圆水准器的轴线,常以L0- L0表示,当气泡居中时,L0- L0处于铅直状态。由于圆水准器分化值一般为(8- 10)/2mm,所以灵敏度低。 (2)管水准器。管水准器
10、简称水准管,为一圆柱形玻璃管,管内表面的纵向被研磨成一圆弧,管内充以乙醚和酒精的混合液,装满后加热,液体膨胀而溢出一部分后封口。冷却后,由于液体体积缩小,形成一充图1.3.3 管水准器满蒸汽的气泡,称为水准管气泡,因重力作用,气体比液体轻,所以气泡向高处游动,当管内液体的自由表面成水平时气泡就位于中央。图1.3.5 自动安平水准仪图1.3.4 符合水准器(3)符合水准器。为了提高判定气泡居中的准确度和提高工作效率,现代水准仪都采用符合棱镜水准器(简称符合水准器),在水准管的上方有一组棱镜,通过棱镜将气泡两端1/4弧的影像符合到一起形成圆弧,气泡不居中时,影像错开,通过调节微倾螺旋使气泡完全符合
11、到一起,这时水准器望远镜处于水准状态。 1.3.1.2自动安平水准仪 自动安平水准仪的特点是没有管水准器和微倾螺旋。在粗略整平后,即在圆水准器气泡居中的条件下,利用仪器内部的自动安平补偿器,就能获得水平视线,从而省略了精平过程,提高了观测速度和整平速度。1.3.1.3激光水准仪图1.3.6激光安平水准仪利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶,即可进行水准测量。1.3.1.4数字水准仪图1.3.7 数字水准仪数字水准仪是在自动安平水准仪的基础上发展起来的,是目前最先进的水准仪。配合专门的条码水准尺, 通过仪
12、器中内置的数字成像系统,自动获取水准尺的条码读数,不再需要人工读数。这种仪器可大 大降低测绘作业的劳动强度,避免人为的主观读数误差,提高测量精度和效率。1.3.2 三角架图1.3.8 三角架三角架的作用主要是定位,将水准仪固定在某一指定点和指定高度,保证水准仪正常的放置。1.3.3 水准尺 水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。图1.3.9塔尺1.3.3.1塔尺塔尺是一种逐节缩小的组合尺,其长度为2m5m ,有两节或三节连接在一起,尺的底部为零点,尺面上黑白格相间,每格宽度为1cm ,有的为0.5cm ,在米和分米处有数字注记。1.3.3.2双面水准尺图
13、1.3.10双面水准尺尺长为3m或5m,两根尺为一对。尺的双面均有刻度,一面为黑白相间,称为黑面尺(也称主尺);另一面为红白相间,称为红面尺(也称辅尺)。两面的刻划均为1cm ,在分米处注有数字。两根尺的黑面尺尺底均从零开始,而红面尺尺底,一根从4.687m 开始,另一根从4.787m开始。在视线高度不变的情况下,同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常数4.687m 或4.787m ,这个常数称为尺常数,用K 来表示,以此可以检核读数是否正确。图1.3.11 尺垫1.3.4 尺垫尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座,其下方有三个脚,可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体,水准尺立于半球顶面。尺
14、垫用于转点处。1.4水准仪的使用步骤以微倾水准仪为例1.4.1测站位置的确定测站的位置一般位于待测亮点的中间位置,或者是到带测量点距离相近的位置。AB测站站AB测站图1.4.1 测站的确定1.4.2测站的仪器放置1.4.2.1 放置三角架松开三角架螺旋,将三脚架伸至适当高度,使脚架高度适中(与观测者第二个纽扣同高),拧紧螺旋,打开三角架,架头大致水平。1.4.2.2 放置水准仪将水准仪平放在三角加上,并利用三角架底盘上的固定螺旋将水准仪与三角架固定相连。1.4.3粗平气泡箍套旋钮(1)松开三角架腿上的箍套旋钮,升降架腿,使经纬仪圆水准气泡远离边缘,尽量控制调整到黑色圆圈内,后拧紧箍套旋钮。图1
15、.4.2 移动脚架粗平气泡图1.4.3 用螺旋粗平1.4.4在测点位置放置水准尺(1)放置尺垫将尺垫放置在测点处,夯实。(2)放置水准尺(以双面水准尺为例)水准尺立于半球顶面。1.4.5照准目标(1)将照准部旋转至测点方向,用照门和准星对准水准尺。(2)旋转目镜调焦螺旋,使目镜视像清晰。(3)通过水平微动螺旋,水平调整目镜,使十字丝中心对准水准尺边缘。1.4.6精平通过微倾螺旋,调整水准管气泡的位置,从气泡观察窗中观察气泡两端成像的符合情况,缓慢转动微倾螺旋,直到水准管两侧的两个半气泡汇成一个圆弧,此时水准管气泡居中,确保了望远镜位于水准面。图1.4.4 符合气泡居中图1.4.5 读数1.4.
16、7读数读取水准数据:观测目镜中十字丝中心的位置,十字丝中心位置是应读数的位置。读数时,要估读一位。左图中,数字“16”左下的E的最下端表示16分米,每一个黑色横线的宽度和黑色横线的间隔都为1CM。左图读数应为16.07分米(末位的7是估读数)。第五节 一测站的水准测量与记录为了增加测量精度,往往在实际测绘中,对一个观测点需要进行多次测量检验,在一个测站的测量方法主要有仪器高法和双面尺法两种方法。1.5.1 仪器高法主要通过调整水准仪的高度(改变仪器高度应在10cm以上),使水准仪处在不同的水准面上,实现对后视和前视的多次观测,然后检验观测成果,确定最终结果的方法。仪器高法使用的水准尺可以是塔尺
17、、也可以是相同的两个双面水准尺。表 1.5.1 仪器高法观测记录手薄测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数(1)(5)(7)(4)(2)(6)(8)(3)BMA2.014+0.791+0.7920.001.901TP11.223+0.7930.7921.108表中,序号(1)、(2)表示测绘人员填写手薄顺序。通过调整水准仪的高度,两次观测后视测点,得到读数2.014m和1.901m,两次观测前视测点,得到读数1.223m和1.108m,故会得到两次测量的高差分别为+0.791、+0.793,当两次高差满足其容差时(普通的水准测量,两次高差之差应该5mm以内,否则
18、应该重测),即可采用两次高差的平均值作为最终高差,得到最终高程。1.5.2 双面尺法如果说仪器高法是消除水准仪安置的误差,双面尺法则可以很好的消除测点水准尺放置的误差,双面尺法记录手薄如下:测站测点后尺上丝前尺上丝方向及尺号水准尺读数K+黑-红(MM)平均高差下丝下丝后视距前视距黑面红面视距差D(M) m(1)(4)后(3)(8)(14)(18)(2)(5)前(6)(7)(13)(9)(10)后-前(15)(16)(17)(11)(12)1BMA1.7981.5921.9226.6054222.52.0481.8051.6976.485-1TP10.2500.2130.2250.12050.0
19、370.037表中的序号(1)、(2)分别代表相应位置的表头内容,括号内的数字序号表示手薄中记录和计算的先后顺序。视线高度0.2m;视线长度80m;前后视视距差3m;前后视距累积差10m;红黑面读数差3mm;红黑面高差之差5mm。(3)记录者在“四等水准测量记录”表中按表头表明次序记录各个读数,为计算结果:后视距离 = - 前视距离 = - 视距之差 = - 视距差 = 上站+本站红黑面差=+K- (K=4.687或4.787) 红黑面差=+K- (K=4.787或4.687) 黑面高差=-红面高差=-高差之差=-=-平均高差=1/2+第六节 水准路线及成果检核1.6.1转点与测点两点地势起伏
20、较大,水准仪无法读取前视数据。两点相距较远,水准仪无法清楚的读取数据。两点间设转点,安置多次仪器,进行连续观测。如图示:图1.5.1 转点设置转点:传递高程的临时立尺点。如图中的TP1、TP2等。各测站所得高差: (1-5) (1-6) (1-7) (1-8) (1-9)1.6.2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。相邻两水准点间的路线称为测段。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:附合水准路线闭合水准路线支水准路线。1.6.1.1 附合水准路线(1)附合水准路线的布设方法从已知高程的水准点BMA出发,沿待定高程的水准点1、2、3进行水准测量,最后附合到
21、另一已知高程的水准点BMB所构成的水准路线,称为附合水准路线。图1.5.2 附合水准线(2)成果检核 从理论上讲,附合水准路线各测段高差代数和应等于两个已知高程的水准点之间的高差,即 (1-10)而在实际测量中往往不等于,那么实际测量高差与理论高差之间的差值称为高差闭合差 ,记作。在不同级别的水准测量中,对于水准测量都有相应的容差,当时,测量数据可以使用,反之,需要重新测量。图1.5.3 闭合水准线1.6.1.2 闭合水准路线(1)闭合水准路线布设方法从已知高程的水准点BMA出发,沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量,最后又回到原出发点BMA的环形路线,称为闭合水准路线。(2)成果检
22、核 从理论上讲,闭合水准路线各测段高差代数和应等于零即:如果不等于零,则高差闭合差为:当时,测量数据可以使用,反之,需要重新测量。1.6.1.3 支水准路线的布设方法(1)支水准路线布设方法从已知高程的水准点BMA出发,沿待定高程的水准点1进行水准测量,这种既不闭合又不附合的水准路线,称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量,以资检核。 图1.5.4 支水准路线(2)成果检核从理论上讲,支水准路线往测高差与返测高差的代数和应等于零。即: 如果不等于零,则高差闭合差为:。当时,测量数据可以使用,反之,需要重新测量。表1-5-1 水准测量的主要技术指标等级每公里高差中数中误差/mm符合导线长度/k
23、m测段往、返测高差不符值/mm符合线路或环线闭合差/mm平原丘陵山区二等2400三等645四等1015图根8第2章 角度测量2.1 角度测量基本原理图2.1.1 水平角观测原理2.1.1水平角测量基本原理水平角:相交的两直线之间的夹角在水平面上的投影。 方向线BA与BC之间的水平角是在过B点的水平面上直线B1A1与B1C1间的夹角. 水平角的取值范围: 0 - 360 欲观测水平角,可在过B点的铅垂线上任意一点B1处放置水平圆盘,使圆盘的中心与B1重合,则过OA、OB两竖直面与圆盘交线上的读数分别为a和b,如果圆盘上的分划为顺时针方向注记,则得水平角: = b-a (2-1)2.1.2竖直角测
24、量基本原理图2.1.2 竖直角观测原理竖直角:在同一竖直面内,目标方向线与水平视线间的夹角。竖直角的角值范围:090。竖直角又分为仰角和俯角。仰角指目标的方向线在水平视线的上方,为正,角度区间:090。俯角指目标的方向线在水平视线的下方,为负,角度区间:0-90。图2.1.3 天顶距示意图天顶距: 从过起点的天顶方向至观测视线的夹角,用Z表示。对同一条观测视线而言,天顶距Z与竖直角a的关系为: a Z = 90 欲观测图2.1.3中的竖直角a,首先,在竖直面内设置一个有均匀刻划线的竖直圆盘,使圆盘中心跟视线起点O重合。若视线水平时竖盘读数为一常数(如0或90),则用望远镜照准目标时在竖盘上的读
25、数值与常数相减即得到该观测方向的竖直角。竖直角的大小与竖直圆盘在过起点的铅垂线上的放置位置有关。2.2角度测量仪器经纬仪 目前,测量角度的仪器主要有经纬仪、RTK、全站仪等仪器,而经纬仪(全站仪)是角度测量使用最广泛的仪器。2.2.1经纬仪的分类2.2.1.1 光学经纬仪 光学经纬仪具有精度高、体积小、重量轻、密封性好和使用方便等优点。光学经纬仪有很多类型,按精度系列可分为DJ05、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30等,其中“J”是经纬仪的代号,下标数字为该仪器一测回方向观测中的误差单位为秒。图2.2.1 光学经纬仪2.2.1.2 电子经纬仪图2.2.2 电子经纬仪电子经纬仪又称数字经纬仪、光电
26、经纬仪,采用光电(电子)度盘,能以数字形式显示角度值,便于储存和记录数据。电子经纬仪常与光电测距仪结合在一起,构成全站仪。电子经纬仪的价格约为光学经纬仪的10倍。2.3电子经纬仪的基本操作-以全站仪为例2.3.1全站仪简介全站仪,即全站型电子测距仪,是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。 图2.3.1 全站仪结构2.3.2全站仪角度观测步骤2.3.2.1 对中目的是使仪器中心与测站标志中心位
27、于同一铅垂线上。包括:三脚架大致对中、经纬仪大致对中、经纬仪精确对中。(1)三角架大致对中将三角架放置在测站标志中心上方,调节架腿使三角架高度适宜,并通过目估使架头水平,架头中心大致对准测站点。(2)全站仪大致对中将全站仪安放在三角架架头上,旋紧连接螺旋,并用对点器目镜观测测站标志中心,如果视线不清楚,可以使用对点器调焦螺旋进行调焦。通过移动三角架的位置,使得对点器能够观察到观测站标志中心。(3)全站仪精确对中略微松开连接螺旋,在架头上移动仪器,使地面标志中心的成像落在光学对中器目镜窗中的小圆圈内,或与对中器十字丝交点重合。要求偏差在1mm以内。2.3.2.2 整平整平的目的是使经纬仪水平度盘
28、处于水平状态,也就是使竖轴处于铅直位置。图2.3.2 圆水准泡居中(1)粗平:松开架腿上的箍套旋钮,升降架腿,使经纬仪圆水准气泡居中后拧紧箍套旋钮。升降时,腿尖不能移动。一般升降两只架腿即可。(须一手扶稳,一手升降)注意:粗平以后,要检查全站仪对中情况,因为粗平对全站仪对中的情况影响较大。如果发现对中偏移,通过调节全站仪的放置位置(偏移过小时)或三角架位置(偏移大时,通过调整全站仪的位置也无法对中)来使得全站仪对中。(2)精平:旋转脚螺旋,使长水准管气泡居中,步骤如下:1)“LL/1-2”:松开水平制动螺旋,转动照准部使管水准轴LL与任意两个脚螺旋的连线1-2平行。2)“同时匀速对转1、2”:
29、两手同时向内或向外匀速转动脚螺旋1、2,使管水准器气泡居中。气泡移动的方向与左手大拇指运动方向一致。3)“直转,动3”:将照准部转90,使LL垂直于1-2,转动第3个脚螺旋使管水准器气泡居中。4)反复进行:直到将照准部转到任意位置气泡均居中为止。注:精平后仍须检查对中情况。若对点器目镜能够观测到测站标志中心,则平移全站仪基座即可实现对中。若偏移过大,则需要重新进行对中操作。2.3.2.3 瞄准瞄准就是用望远镜照准待测目标,获得确定的观测方向线。(1)粗瞄:利用镜上粗瞄器(或准星和缺口)使望远镜对向待测目标。(2)物镜对光:转动物镜调焦螺旋,使目标成像清晰。(若目标不在望远镜视场内,则需重新进行
30、粗瞄)(3)目镜对光:转动目镜调焦螺旋,使十字丝清晰。旋转水平微动螺旋和垂直微动螺旋,使望远镜十字丝精确对准目标。2.3.3.4水平角测量图2.3.3 水平角观测(1)当望远镜瞄准测点A,然后盘左角度置0。观测盘左角度,得到a左。(由于受气象原因的影响,角度置0后,盘左上读数往往不是0,即a左不一定是0。)(2)调转全站仪,再观测点A,得到a右。(3)将全站仪转动瞄准测点B,分别用盘左、盘右观测得到b左、b右。最终得到: AOB=【( b左- a左)+(b右- a左)】/2 (2-2)2.3.3.5竖直角测量在使用全站仪测竖直角时,当全站仪观测镜为水平时,竖直角自动为0O或者90O(左右两盘的
31、读数),当我们将观测镜瞄准待测点时,盘左、盘右读数分别为a和b,则待测竖直角为: AOB =【90O -b + 0O -a 】/2 (2-3)注:全站仪盘左盘右的区分方法:打开全站仪电子系统后,显示符号“”的为盘左,显示符号“”的为盘右。当观测人员观测时,屏幕若在对点器右边,则该屏幕为盘右,屏幕若为对点器左边,则该屏幕为盘左。2.4水平角的观测方法水平角测量的方法常用的有测回法和全圆方向法。2.4.1测回法图2.4.1水平角观测测回法主要用于观测两个方向之间的单角。如图所示,A、B、O为地面上的三点,欲测量水平角MON,在O点安置仪器(对中、整平),在M、N点竖立标杆或配有瞄准装置的反光镜。(
32、1)盘左位置先照准左目标M,读取水平度盘读数a左;再顺时针方向转动照准部照准目标N,读取水平度盘读数b左。则盘左所测的角值为:上半=b左-a左 (2-4)以上过程称为上半测回。完成上半测回后,为了检核及消除仪器误差对测角的影响,应转动全站仪与望远镜以盘右位置作为下半测回观测。(2)盘右位置先照准右目标N,读取水平度盘读数b右;再逆时针方向转动照准部照准目标M,读取水平度盘读数a右。则下半测回角值为: 下半=b右-a右 (2-5)一测回的角值差=上半-下半;当容时计算一测回平均值,否则重测。当精度达到要求时取平均值作为一测回的结果:=(上半+下半)/2 (2-6)为了提高精度,往往需观测几个测回
33、。表2-4-1水平角观测手簿测点测回数竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测绘平均值1左M00030680542680545680544N680612右M1800042680548N24806302左M900036680536680542N1580612右M2700048680548N33806362.4.2全圆方向测回法图2.4.2全圆方向法 在一个测站上,当观测方向在3个以上时,一般采用全圆方向观测法,即从起始方向顺次观测各个方向,最后要回测起始方向。最后一步称为“归零”,OA为起始方向,也称零方向。2.4.2.1观测步骤(1)安置仪器于O点,照准部照准A点,水平角“置零”。读取
34、水平度盘读数a。(仪器虽然置零,但是由于气象、地面震动等原因,往往a不是000。)(2)顺时针方向转动照准部,依次照准B、C、D各个方向,并分别读取水平度盘读数为b、c、d,继续转动再照准起始方向OA,得水平度盘读数为a,这步观测称为“归零”。a与a之差,称为“半测回归零差”。对于不同准度的仪器都有归零差限差,如果归零差超过限差,则说明在观测的过程中仪器底盘位置有了变动,此半测回需要重测。以上观测过程为全圆方向观测法的上半个测回。(3)以盘右位置按逆时针方向依次照准A、D、C、B、A,并分别读取水平度盘读数。以上为全圆方向观测法的下半个测回,与上半个测回合起来称为一测回。每次读数都应按规定格式
35、记入全圆方向法观测手簿中。表2-4-2全圆方向法观测手簿测站测回数目标读数2C=左-(右180)平均读数=左+(右180)/2归零后方向值各测回归零方向值之平均数略图及角值盘左盘右(6)(1)(11)(12)(17)(22)(26)(2)(10)(13)(18)(23)(27)(3)(9)(14)(19)(24)(28)(4)(8)(15)(20)(25)(29)(5)(7)(16)(21)01(00115)A001001800118-18001090000000000B9154062715400+6915403915248915245C1533248333324801533248153313
36、31513133D2140612340606+06214060921404542140500A001241800118+06001212(900127)A9001122700124-1290011800000B181540015418-181815409915242C2343254633306-1224333001533133D30406361240630+630406332140506A900136270013609001362.4.2.2全圆方向观测法的计算与限差(1)两倍照准差2C的计算。在同一测回内同一方向盘左、盘右读数理论上应相差180,如不是,其差值称为2C差,即 2C=盘左读数-
37、(盘右读数180) (2-7)同一测回内各方向2C值之间互差,对于不同精度的仪器都有相应的限差,在观测过程中,应保证2C值在限差范围内。(2)一测回各方向平均读数的计算 平均读数= 盘左读数+(盘右读数180)/2 (2-8)起始方向有两个平均读数,应取其平均值,将算出的结果填入同一栏的括号内,如图2.4.3中的(00115)(3)归零方向值的计算。将各个方向的平均读数减去起始方向的平均读数,即可鉴别各方向与起始方向之间的角值,称为归零方向值;显然起始方向归零后的值为00000,见图2.4.3中的第八栏。(4)各测回归零后方向值平均值的计算。当各测回同一方向的归零方向值之差对于不同的仪器存在不
38、同的限差,当测回差小于限差时,可取各测回的平均数作为该方向的最后结果。相邻两方向值之差即得水平角。2.5 竖直角的观测方法在竖直面内设置一个有均匀刻划线的竖直圆盘,使圆盘中心跟视线起点B重合。若视线水平时竖盘读数为一常数(一般为90或270)。则用望远镜照准目标时在竖盘上的读数值与常数相减即得到该观测方向的竖直角。因此,测量竖直角时,半测回只需读一个数。2.5.1竖直角指标差 当竖直指标水准管气泡居中或打开竖直指标补偿器望远镜视准轴水平时(即仪器的底盘整平和实际水准面会有一点偏差),竖直指标偏离其实位置一个角度X,所偏离的X角就是竖直指标差。而我们理论上的水平角为不含竖盘指标差X的观测值,由竖
39、盘注记形式可推导出竖直角公式:左=90-(L-X) (2-9)右=(R-X)-270 (2-10)一测回竖直角:=(左+右)/2=( R-L-180)/2 (2-11)式中,L为盘左读数,R为盘右读数。由此可知,观测竖直角的时候盘左、盘右两次观测可以消除竖盘指标差对竖直角观测结果的影响。2.5.2竖直角观测方法在全站仪观测水平角时,盘左,当视线水平时,读数为90,当望远镜上仰时,读数减少,盘左竖盘读数记作L;盘右,视线水平时的读数为270,当望远镜上仰时,读数增加,盘右竖盘读数记作R。 盘左观测竖直角为: L=90-L (2-12)盘右观测竖直角为: R=R-270 (2-13)一测回竖直角为
40、:=(L+R)=【(R-L)-180】/2 (2-14)每次读数都应按规定格式记入竖直角观测手簿中。表2-5-1竖直角观测手簿测站目标盘位竖盘读数半测回竖直角一测回竖直角备注OA左943324-43324-43342望远镜水平时读数为90,仰角读数减小右2652600-43400OB左813400+82600+82554右2782548+82548第3章 距离测量3.1 距离丈量工具3.1.1测尺3.1.1.1钢尺图3.1.1 钢尺的零分划位置a)端点尺 b)刻线尺钢尺是用薄钢带制成的,长度有20m、30m、及50m等。钢尺分划有三种:第一种基本分划为cm;第二种基本分划为cm,并在10cm内有mm分划;第三种基本分划为mm。根据钢尺零分划位置的不同,分为端点尺和刻线尺,它一般适用于精度要