测量学全册配套完整教学课件.ppt

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测量学全册配套测量学全册配套完整教学课件完整教学课件测量学教教学学内内容容第一部分第一部分（第（第11章）章）测量学的基本概念和基本知识测量学的基本概念和基本知识第二部分（第第二部分（第2,3,42,3,4章）章）高程、角度和距离测量的基本原理和方法高程、角度和距离测量的基本原理和方法第三部分（第第三部分（第66章章）平面、高程控制测量平面、高程控制测量第四部分（第第四部分（第88章）章）地形图的测绘地形图的测绘第一章第一章绪绪论论第一节第一节测量学的研究对象及其作用测量学的研究对象及其作用第二节第二节地球的形状和大小地球的形状和大小第三节第三节地面点位置的表示方法地面点位置的表示方法第五节第五节测量的基本工作和原则测量的基本工作和原则11、测量学的定义、测量学的定义测量学是研究测量学是研究地球的形状、大小地球的形状、大小以及以及地球表面各地球表面各种形态种形态的科学。

的科学。

第一节第一节测量学的研究对象及其作用测量学的研究对象及其作用22、测量学的任务、测量学的任务一般来说，完成一个大型工程需要经历如下四个阶段：

一般来说，完成一个大型工程需要经历如下四个阶段：

（11）勘察阶段）勘察阶段（22）设计阶段）设计阶段（33）施工阶段）施工阶段（44）运营阶段）运营阶段测量的测量的任务任务主要有以下几个方面：

主要有以下几个方面：

（1）研究和测定地表、地下（水下）空间点的位研究和测定地表、地下（水下）空间点的位置和几何形状并绘制成图置和几何形状并绘制成图测绘地形图，供各工测绘地形图，供各工程建设规划、设计用图。

程建设规划、设计用图。

（2）各种工程的施工放样测量。

将图上设计好的建）各种工程的施工放样测量。

将图上设计好的建筑物的位置、大小尺寸、高低测设到地面上，以便筑物的位置、大小尺寸、高低测设到地面上，以便施工。

施工。

（3）施工过程中及竣工后运行管理中的变形观测，）施工过程中及竣工后运行管理中的变形观测，如位移（包括水平位移和沉降位移）、垂直度倾斜如位移（包括水平位移和沉降位移）、垂直度倾斜观测等，确保工程质量与安全。

观测等，确保工程质量与安全。

33、测量学的应用、测量学的应用城镇、农业、林业、地质、水利、电力、公路、城镇、农业、林业、地质、水利、电力、公路、铁路、建筑、矿山、工业、军事；工程勘察、设铁路、建筑、矿山、工业、军事；工程勘察、设计、施工、运营；资源调查、管理；规划设计、计、施工、运营；资源调查、管理；规划设计、建设；制造等建设；制造等1、地球的形状和大小地球的形状和大小大地水准面大地水准面参考椭球面参考椭球面NWSEP0R水准面水准面大地水准面大地水准面旋转椭球面旋转椭球面参考椭球面参考椭球面P地球表面地球表面第二节第二节地球的形状和大小地球的形状和大小大地原点大地原点我国常用的大地坐标系：

我国常用的大地坐标系：

19801980年国家大地坐标系年国家大地坐标系n大地原点：

陕西省泾阳县永乐镇大地原点：

陕西省泾阳县永乐镇同一地面点在不同大地坐标系中具有不同的坐标值同一地面点在不同大地坐标系中具有不同的坐标值地球的形状和大小（续）地球的形状和大小（续）测量外业的基准线和基准面：

铅垂线和大地水准面测量外业的基准线和基准面：

铅垂线和大地水准面测量内业的基准线和基准面：

法线和参考椭球面测量内业的基准线和基准面：

法线和参考椭球面基准线：

通过地面某点的铅垂线为该点的基准线。

基准线：

通过地面某点的铅垂线为该点的基准线。

基准面：

测量上作为点位投影面和计算点位高程的基基准面：

测量上作为点位投影面和计算点位高程的基准面（也称为起算面）。

准面（也称为起算面）。

22、测量的基准线和基准面、测量的基准线和基准面第三节第三节地面点位置的表示方法地面点位置的表示方法坐标坐标地理坐标地理坐标高斯平面直角坐标高斯平面直角坐标平面直角坐标平面直角坐标高程高程绝对高程绝对高程相对高程相对高程格林尼治格林尼治北京（11）地理坐标）地理坐标1.1.坐标坐标高斯正形投影高斯正形投影高斯正形投影高斯正形投影NSWE（22）高斯平面直角坐标）高斯平面直角坐标高斯投影的性质高斯投影的性质高斯投影的性质高斯投影的性质aa中中央央子子午午线线投投影影为为一一条条直直线线，且且长长度度没没有有变变形形，其其余余经经线为凹向纵轴的对称曲线。

线为凹向纵轴的对称曲线。

bb赤道也投影为一条直线，其余纬线凸向对称于赤道。

赤道也投影为一条直线，其余纬线凸向对称于赤道。

cc投影前后所有角度不变，经纬线仍保持互相垂直；投影前后所有角度不变，经纬线仍保持互相垂直；dd除除中中央央子子午午线线外外，高高斯斯投投影影面面上上任任一一长长度度均均变变长长，且且离离中央子午线越远，变形越大。

中央子午线越远，变形越大。

NSxy174-174-1681807284909678012186高斯投影的分带与编号高斯投影的分带与编号高斯投影的分带与编号高斯投影的分带与编号a、66分带法分带法：

从格林尼治零度经线起每：

从格林尼治零度经线起每66为一个为一个投影带，全球共分投影带，全球共分6060个投影带个投影带LL00=6N-3=6N-31314151612330313212012345658596061626364242526272829303132391575818793177-177-171bbbb、3333分带法分带法分带法分带法：

从东经：

从东经：

从东经：

从东经111130303030起，每起，每起，每起，每3333为一个投为一个投为一个投为一个投影带，全球共分影带，全球共分影带，全球共分影带，全球共分120120120120个投影带个投影带个投影带个投影带LLLL0000=3N=3N=3N=3N高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系中央子午线投影后的直线为中央子午线投影后的直线为XX轴、向北为正，以赤道投轴、向北为正，以赤道投影后的直线为影后的直线为YY轴轴,向东为正，向东为正，它们的交点为坐标原点。

坐它们的交点为坐标原点。

坐标象限自纵轴北方向顺时针标象限自纵轴北方向顺时针顺序编号。

顺序编号。

AA点坐标记为：

点坐标记为：

A（x,yA（x,y）XYO高斯投影的坐标表示高斯投影的坐标表示高斯投影的坐标表示高斯投影的坐标表示那么那么那么那么AAAA点对假原点坐标点对假原点坐标点对假原点坐标点对假原点坐标xxAA=493275.6m=493275.6myyAA=39=39500Km500Km34240.5m34240.5m39465759.5m39465759.5mAA（xx，yy）=A=A（493275.6493275.6，39465759.539465759.5）XYOXOY500KMA例：

例：

AA点处于点处于3939投影带，对真原点坐投影带，对真原点坐标标xxAA=493275.6m=493275.6m，yyAA=-3424-3424OOOO.5m.5m高斯投影的坐标表示（续）高斯投影的坐标表示（续）高斯投影的坐标表示（续）高斯投影的坐标表示（续）通用（实用）通用（实用）yy坐标值带号坐标值带号500Km500Km自然自然yy坐标值坐标值（33）平面直角坐标（）平面直角坐标（xxAA,y,yAA）A（315.6）（269.8）oxyAA（315.6315.6，269.8269.8）平面直角坐标系也叫独立坐标系平面直角坐标系也叫独立坐标系思考题：

测量坐标系与数学坐标系思考题：

测量坐标系与数学坐标系有何区别？

为何要设置这些区别？

有何区别？

为何要设置这些区别？

22、高程、高程AB大地水准面大地水准面假定水准面假定水准面hABHAHBHAHB绝对高程或海拔（绝对高程或海拔（HH）:

地面点地面点到大地水准面的铅垂距离到大地水准面的铅垂距离相对高程或假定高程相对高程或假定高程:

从某点到从某点到假定水准面的垂直距离假定水准面的垂直距离高差高差:

两点间的高程之差两点间的高程之差hhABAB=H=HBB-H-HAA我国现常用的高程系统：

我国现常用的高程系统：

19851985年国家高程基准年国家高程基准原点：

青岛市的观象山原点：

青岛市的观象山H=72.260H=72.260米米19851985年以前沿用年以前沿用“19561956年黄海高程系年黄海高程系”，水准原点水准原点高高程为程为72.289m72.289m两个高程系统的高程之间可以互相转化，相差一个改两个高程系统的高程之间可以互相转化，相差一个改正常数正常数0.029m0.029m。

22、高程（续）、高程（续）第五节第五节测量的基本工作和原则测量的基本工作和原则水平距离（水平距离（DDPAPADDABAB）水水平平角（角（PAPA）高高程（程（hhPAPAhhABAB）PABxyPADPADABhABpabhPA11、测量的基本工作、测量的基本工作22、测量的基本原则、测量的基本原则从整体到局部，由高级到低级从整体到局部，由高级到低级先控制测量，后碎部测量先控制测量，后碎部测量本章重点本章重点11、水准面，大地水准面，旋转椭球面，参考水准面，大地水准面，旋转椭球面，参考椭球面椭球面2、测量外业、内业的基准线和基准面、测量外业、内业的基准线和基准面3、高斯投影及其性质，高斯投影带的划分，高、高斯投影及其性质，高斯投影带的划分，高斯平面直角坐标斯平面直角坐标4、绝对高程，相对高程；大地原点、绝对高程，相对高程；大地原点,高程基准高程基准5、测量的基本工作；测量的基本原则、测量的基本工作；测量的基本原则作业作业教材教材P224第一章第一章习题习题1,2第二章第二章水准测量水准测量第二章第二章水准测量水准测量2.12.1水准测量原理水准测量原理2.22.2水准仪及其使用水准仪及其使用2.32.3水准测量的基本方法水准测量的基本方法2.52.5水准测量的误差来源与注意事项水准测量的误差来源与注意事项实验一实验一水准仪的认识水准仪的认识实验二实验二水准路线测量水准路线测量1、基本原理ABhAB第一节第一节水准测量的原理水准测量的原理大地水准面HA（已知）HB=？

abhAB=abHB=HA+hAB原理：

是利用能提供水平视线的仪器，测定地面点间的高差，从而计算待定点的高程ABab例：

已知HA=17.682m，读得A尺读数和B尺读数分别为1.234和0.943，求B点的高程HB。

高差有正负之分，与大小相等，符号相反。

hAB大地水准面HB=?

A2、连续中间水准测量hAB=h=h1+h2+=（a1b1）+（a2b2）+=ab已知点、转点、待测点测站后视、前视第二节第二节水准仪及其使用水准仪及其使用水准仪：

水准仪：

为水准测量提供水平视线的仪器。

为水准测量提供水平视线的仪器。

常用的水准仪型号常用的水准仪型号精密水准仪精密水准仪DS05、DS1普通水准仪普通水准仪DS3、DS1011、水准仪结构、水准仪结构DS3型水准仪望远镜水准器基座目镜微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜左右微动螺旋水平制动螺旋脚螺旋准星（11）望）望远远镜镜物镜调焦透镜十字丝分划板目镜（22）水准器）水准器用以指示视线是否水平或竖轴是否竖直的装置水准器长水准管圆水准器长水准管圆水准器圆水准器轴长水准管轴圆水准器圆水准器圆水准器轴圆水准器的作用：

粗略整平分划值：

830/2mm长长水水准准管管长水准管的作用：

精确整平分划值：

20/2mm长水准管轴符合水准器22、水、水准准尺尺黑面起点0.000和0.000米红面起点4.687和4.787米hABAB大地水准面HB=?

AhhAB在水准尺由前视尺变为后视尺过程中，水准尺位置（包括水平和竖直方向）必须保持不变33、尺、尺垫垫尺垫放在转点处，水准尺立于尺垫上。

尺垫的作用：

（1）观测过程中使水准尺稳定，并使水准尺转动时保持位置不变；

（2）防止水准尺下沉（通常将尺垫踩入土中）思考：

已知点和待测点上是否需要放置尺垫？

44、水准仪的使用、水准仪的使用

（1）安置：

安置三脚架和水准仪

（2）粗平：

使圆水准器气泡居中（3）瞄准：

粗瞄和精瞄（4）精平：

使长水准管气泡居中（5）读数：

用中丝读数水准仪的使用水准仪的使用（11）安置：

安置三脚架和水准仪）安置：

安置三脚架和水准仪水准仪的使用水准仪的使用（22）粗平：

使圆水准器气泡居中）粗平：

使圆水准器气泡居中132312水准仪的使用水准仪的使用（33）照准：

粗瞄、对光、消除视差和精瞄）照准：

粗瞄、对光、消除视差和精瞄缺口准星水平微动螺旋水平制动螺旋对光螺旋目镜调焦螺旋视差水准仪的使用水准仪的使用（44）精平：

使长水准管气泡居中）精平：

使长水准管气泡居中微倾螺旋水准仪的使用（5）读数：

用中丝读数1.2720.713121311在一个测站上，先按照安置、粗平、照准、精平、读数的步骤对后视尺进行观测并记录，然后将望远镜转向前视尺，重复以上照准、精平、读数步骤，从而获得前视尺读数，至此完成该测站的水准观测。

（1）在水准测量中，当读完后视尺读数转向前视尺读数时，发现圆水准气泡不居中，能否再调节脚螺旋使气泡居中？

为什么？

（2）当读完后视尺读数转向前视尺读数时，发现长水准管气泡不居中，能否再进行调节使气泡居中？

为什么？

思考题：

55、DSZ3DSZ3型自动安平水准仪型自动安平水准仪sdK（十字丝交点）水准尺水平光线倾斜视线物镜补偿器f安置一“补偿器”实现自动安平观测时只需粗平，无需精平实验一、水准仪的认识实验一、水准仪的认识实验目的实验目的（11）了解了解DS3DS3型水准仪的基本构造，认清主要部件型水准仪的基本构造，认清主要部件的名称、性能和作用。

的名称、性能和作用。

（22）练习水准仪的正确安置、照准和读数。

）练习水准仪的正确安置、照准和读数。

方法和步骤方法和步骤（11）安置仪器）安置仪器（22）认识仪器部件）认识仪器部件（33）水准仪操作和读数练习）水准仪操作和读数练习（估读到估读到mmmm）（44）完成教材（第）完成教材（第232232页）实验一的内容，每页）实验一的内容，每个小组测出三个高差：

个小组测出三个高差：

hAB，hBC，hCA,三个高三个高差之和理论上应等于差之和理论上应等于00水准测量记录测站点号后视读数前视读数高差高程备注1A1.375-0.312B1.6872BC3CA实验中注意事项实验中注意事项

（1）严严守守操操作作规规程程，转转动动仪仪器器要要轻轻巧巧灵灵活活（不能制动螺旋未松就转仪器）（不能制动螺旋未松就转仪器）

（2）记记录录当当场场记记，用用铅铅笔笔记记录录，不不准准涂涂、改改、擦、抄、不回报数擦、抄、不回报数（3）尺尺子子、尺尺垫垫、箱箱子子不不能能乱乱丢丢乱乱拖拖乱乱放放，轻放稳妥，爱惜仪器，丢损要赔偿轻放稳妥，爱惜仪器，丢损要赔偿（4）不坐箱子）不坐箱子hAB大地水准面HB=?

A1、连续中间水准测量hAB=h=h1+h2+=（a1b1）+（a2b2）+=abHB=A+hAB第三节水准测量的基本方法22、水准路线布设形式、水准路线布设形式闭合水准路线附合水准路线支水准路线单一水准路线水准网水准路线布设形式水准路线布设形式

（1）附合水准路线）附合水准路线BM1BM2h=h测-（H终-H始）线路观测高差和理论高差不符值（高差闭合差）应在允许范围内。

高差闭合差实测高差理论高差水准路线布设形式水准路线布设形式

（2）闭合水准路线）闭合水准路线BM0h=h测水准路线布设形式水准路线布设形式（3）支水准路线）支水准路线BM0h=h往+h返水准路线布设形式水准路线布设形式（4）水准网）水准网BM3BM1BM2结点3、水准测量校核及精度普通水准测量路线高差闭合差允许值：

平坦地区平坦地区：

hh允允=40Lmm40LmmLL路线长度，路线长度，kmkm丘陵地区：

h允=10nmmn测站数44、水准测量的外业实施、水准测量的外业实施BM1TP1测站测站测点测点后视读数后视读数前视读数前视读数高差高差高程高程校核校核a=b=ab=h=11BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.8280.0663.3252.814+0.511+0.51119.942BM1BM2AB2+0.5114+2.79141.632HBM1=19.431HBM2=21.1214、水准测量的外业实施（续）（11）计算高差闭合差和允许闭合差）计算高差闭合差和允许闭合差附合路线附合路线ffhh=h=h测测（HH终终HH始始）闭合路线闭合路线ffhh=h=h测测5.水准测量的内业计算（步骤）h允=40Lmm（平坦地区）h允=10nmm（丘陵地区）v闭合差允许值：

i=-fhLi/Li=-fhni/nL线路总长；Li第i段长度（i=1、2、3、）n测站总数；ni为第i测段测站数。

i各测段高差改正

（2）满足hfh允计算高差改正数改正数检核：

与h大小相等，符号相反。

高差改正的原则：

将高差闭合差按比例进行分配，高差改正数i与测段测站数ni或测段路线长度Li成正比，与高差闭合差反符号（3）计算各测段改正后高差hii+1=hii+1+i（4）计算各点的高程Hi+1=Hi+hii+1求出最后高程值后要检核例例11：

水准测量的内业计算：

水准测量的内业计算点号点号站数站数观测值观测值改正数改正数改正后高差改正后高差高程高程0.0040.0080.0080.5152.7991.62419.43119.94622.74521.121BM1ABBM22440.5112.7911.632101.6700.0201.690fh=1.670（21.12119.431）=20（mm）fh允=31（mm）BM1BM2AB2+0.5114+2.79141.63221.121m19.431m已知水准点IV1的高程H始=21.453m，IV2点的高程H终=25.006m，求各点平差后高程。

123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV2例例22：

水准测量的内业计算：

水准测量的内业计算

（1）高差闭合差的计算fh=h测-（H终-H始）=3.528-（25.006-21.453）=-0.025mfh允=10n=50mm,合格。

（2）高差闭合差的调整i=-fhni/n1=0.005m2=0.010m3=0.006m4=0.004m检核计算：

i=-fh例例22：

（3）计算各点改正后的高差HIV1=21.453mH1=HIV1+h1=25.206mH2=H1+h2=12.851mH3=H2+h3=24.287mHIV2=H3+h4=25.006m=已知高程（检核）h1=h1+1h2=h2+2h3=h3+3h4=h4+4（4）计算各点的高程例例2：

第五节第五节水准测量的水准测量的误差来源误差来源及及注意事项注意事项11、仪器误差：

、仪器误差：

ii角误差角误差前后视距尽量相等前后视距尽量相等D1D2ABiiaa1bb1x1x2第五节水准测量的误差来源及注意事项1、仪器误差：

i角误差前后视距尽量相等2、观测误差：

整平误差视线不要太长照准误差视线不要太长估读误差视线不要太长3、外界条件影响仪器垂直位移后前前后水准尺零点误差每个测段安排成偶数站作业习题第二章水准测量第1、3题实验二普通水准测量实习（每组完成一条附合水准路线）13组：

已知HD1=13.647m，HD6=14.724m，测定D3、D5的高程46组：

已知HD1=13.647m，HD6=14.724m，测定D2、D4的高程79组：

已知HE1=13.612m，HE6=14.727m，测定E3、E5的高程1012组：

已知HE1=13.612m，HE6=14.727m，测定E2、E4的高程1315组：

已知HF1=13.526m，HF6=14.739m，测定F3、F5的高程1618组：

已知HF1=13.526m，HF6=14.739m，测定F2、F4的高程D1D2D3D4D5D6致远楼外业注意几点：

1.尺垫只在转点处使用，已知点和待定点上不能放尺垫只在转点处使用，已知点和待定点上不能放置尺垫，在松软土地上测水准时应踩实三脚架及置尺垫，在松软土地上测水准时应踩实三脚架及尺垫。

尺垫。

2.读数前要精平，后视完毕转向前视，一定要重新读数前要精平，后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数精平再读数（切记不能动脚螺旋）切记不能动脚螺旋）3.视线要小于视线要小于100100米米4.架仪器要注意前后视距大致相等架仪器要注意前后视距大致相等5.每个每个测段测段的测站数布设成偶数站的测站数布设成偶数站本章重点1、水准测量的原理2、水准仪的使用步骤3、水准路线的布设形式4、水准路线的观测及高程计算（闭合、附合）5、水准测量误差及消除方法第三章第三章角度测量角度测量第三章第三章角度测量角度测量3.13.1水平角测量原理水平角测量原理3.23.2经纬仪结构经纬仪结构3.33.3水平角测量方法水平角测量方法实验三实验三经纬仪的认识与使用经纬仪的认识与使用实验四实验四测回法水平角观测测回法水平角观测3.43.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法实验六实验六竖直角观测及指标差测定竖直角观测及指标差测定PABxyPADPADABhABpabhPA回顾：

测量的基本工作回顾：

测量的基本工作第一节第一节水平角测量原理水平角测量原理oab地面上两相交直线的夹地面上两相交直线的夹角在水平面上的投影角在水平面上的投影OBAnm=nm一、水平角定义一、水平角定义二、经纬仪应具备的条件：

二、经纬仪应具备的条件：

1111、圆盘中心必须处于角顶点、圆盘中心必须处于角顶点、圆盘中心必须处于角顶点、圆盘中心必须处于角顶点OO的的的的铅垂线上铅垂线上铅垂线上铅垂线上（要求仪器对中要求仪器对中要求仪器对中要求仪器对中）；2222、有一个带刻线、固定不动的圆盘，且该圆盘应呈、有一个带刻线、固定不动的圆盘，且该圆盘应呈、有一个带刻线、固定不动的圆盘，且该圆盘应呈、有一个带刻线、固定不动的圆盘，且该圆盘应呈水平面水平面水平面水平面（要求整平仪器）；（要求整平仪器）；（要求整平仪器）；（要求整平仪器）；3333、应有瞄准装置、应有瞄准装置、应有瞄准装置、应有瞄准装置能上下左右转动，瞄准看清目标点的望远镜；能上下左右转动，瞄准看清目标点的望远镜；能上下左右转动，瞄准看清目标点的望远镜；能上下左右转动，瞄准看清目标点的望远镜；4444、应有指示读数装置、应有指示读数装置、应有指示读数装置、应有指示读数装置望远镜十字丝照准目标、读数窗。

望远镜十字丝照准目标、读数窗。

望远镜十字丝照准目标、读数窗。

望远镜十字丝照准目标、读数窗。

OBAnm常用的光学经纬仪：

常用的光学经纬仪：

DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15经纬仪：

用于测定水平角和竖直角的仪器。

经纬仪：

用于测定水平角和竖直角的仪器。

有光学经纬仪和电子经纬仪之分。

有光学经纬仪和电子经纬仪之分。

第二节第二节经纬仪的结构经纬仪的结构一、经纬仪一、经纬仪二、二、DJ6光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造基本构造基本构造照准部照准部水平度盘水平度盘基座基座照照准准部部v水平度盘水平度盘v度盘变换手轮度盘变换手轮v望远镜望远镜v横轴横轴v竖轴竖轴v竖直度盘竖直度盘v照准部水准管照准部水准管v读数显微镜读数显微镜v反光镜反光镜水水平平度度盘盘基基座座v挂钩挂钩v光学对中器光学对中器经纬仪1照准部照准部水平度盘水平度盘基座基座读数显微镜读数显微镜照准部水准管照准部水准管经纬仪2望远镜望远镜上下制动螺旋上下制动螺旋望远镜望远镜上下微动螺旋上下微