土木工程測(cè)量學(xué)教程ppt(上)

上一講回顧１、ＭＯ含義。２、水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量中有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？３、豎直角定義。1距離測(cè)量和直線定向測(cè)量教研室主要內(nèi)容

距離測(cè)量概述

距離測(cè)量一般方法

光電測(cè)距

全站儀概述

直線定向4水平距離概念：A、在測(cè)區(qū)面積不大的情況下（半徑小于10km的范圍），可以不考慮地球曲率的影響，用水平面代替水準(zhǔn)面。兩點(diǎn)間連線垂直投影在水平面上的長(zhǎng)度稱(chēng)為水平距離。B、地面上兩點(diǎn)間的距離是指這兩點(diǎn)沿鉛垂線方向在大地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)間的弧長(zhǎng)。4.1距離測(cè)量概述5A、直接量距：用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)直接與被測(cè)距離比較，從而獲得被測(cè)距離長(zhǎng)度。（皮尺、鋼尺、銦瓦基線尺）B、間接量距：根據(jù)已知條件，依據(jù)一定的關(guān)系式間接推算出被測(cè)距離。（視距測(cè)量、視差法測(cè)距、物理測(cè)距）一、距離測(cè)量的一般方法，精度及其適用范圍二、距離測(cè)量的一般方法，精度及其適用范圍6

方法 精度 適用范圍1、視距法2、鋼尺一般量距3、鋼尺精密量距4、電磁波測(cè)距1/200~1/300地形測(cè)量中的碎部測(cè)量1/2000~1/3000導(dǎo)線測(cè)量，一般建筑軸線丈量1/5000~1/2萬(wàn)精密導(dǎo)線測(cè)量，工業(yè)廠房主要軸線的測(cè)量測(cè)程：2KM～20KM精度：(3mm+2PPM)4-2距離測(cè)量一般方法一、地面點(diǎn)的標(biāo)定二、直線定線三、量距工作四、數(shù)據(jù)處理五、歸化改正7一、地面點(diǎn)的標(biāo)定1、臨時(shí)標(biāo)志2、永久標(biāo)志二、直線定線：將待測(cè)距離上的分段點(diǎn)標(biāo)定在同一條直線上的工作。A、定線的目的：保證待測(cè)距離的直線性B、定線的方法：花桿目估定線經(jīng)緯儀正倒鏡分中法目估定線逐漸趨近定線經(jīng)緯儀定線13三、量距工作A、量距工具

鋼尺是用薄鋼片制成的帶狀尺，可卷入金屬圓盒內(nèi)，故又稱(chēng)鋼卷尺，有架裝和盒裝兩種。

根據(jù)零點(diǎn)位置的不同，鋼尺有端點(diǎn)尺和刻劃尺兩種。（1）端點(diǎn)尺是以尺的最外端作為尺的零點(diǎn);

（2）刻劃尺是以尺前端的一刻線作為尺的零點(diǎn)。鋼尺的優(yōu)點(diǎn)：鋼尺抗拉強(qiáng)度高，不易拉伸，所以量距精度較高，在工程測(cè)量中常用鋼尺量距。鋼尺的缺點(diǎn)：鋼尺性脆，易折斷，易生銹，使用時(shí)要避免扭折、防止受潮。

B 、其它輔助工具測(cè)釬(measuringrod)：用于標(biāo)定尺段標(biāo)桿(measuringbar)：用于直線定線垂球(plumbbob)：用于在不平坦地面丈量時(shí)將鋼尺的端點(diǎn)垂直投影到地面

精密量距時(shí)還需要彈簧秤：用于對(duì)鋼尺施加規(guī)定的拉力，溫度計(jì)：用于測(cè)定鋼尺量距時(shí)的溫度尺夾：用于安裝在鋼尺末端，以方便持尺員穩(wěn)定鋼尺。17C、量距方法1)、平量法2)、斜量法：平量法斜量法D、量距改正鋼尺上所標(biāo)注的長(zhǎng)度即名義長(zhǎng)度。影響實(shí)際尺長(zhǎng)因素：尺長(zhǎng)本身誤差；拉力；溫度；尺長(zhǎng)方程式：經(jīng)過(guò)檢定的鋼尺，其長(zhǎng)度可用尺長(zhǎng)方程式表示。即

式中l(wèi)t—鋼尺在溫度t時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度（m）；l0—鋼尺的名義長(zhǎng)度（m）；Δl0—尺長(zhǎng)改正數(shù)，即鋼尺在溫度t0時(shí)實(shí)際長(zhǎng)度與名義長(zhǎng)度之差（m）；α—鋼尺的膨脹系數(shù)，一般取α=1.25×10-5m/1℃；t0—鋼尺檢定時(shí)的溫度（℃）；t—鋼尺使用時(shí)的溫度（℃）。所表示的含義是：鋼尺在施加標(biāo)準(zhǔn)拉力下，其實(shí)際長(zhǎng)度等于名義長(zhǎng)度與尺長(zhǎng)改正數(shù)和溫度改正數(shù)之和。對(duì)于30m和50m的鋼尺，其標(biāo)準(zhǔn)拉力為100N和150N。7垂曲誤差6丈量本身誤差5定線誤差4尺身不平3拉力誤差2溫度變化誤差1尺長(zhǎng)誤差誤差來(lái)源22四、數(shù)據(jù)處理A、精度要求：往、返測(cè)較差：D=D往-D返

往、返測(cè)相對(duì)較差：

測(cè)規(guī)鐵路城市公路容許相對(duì)較差1/20001/3000平地：1/3000山地：1/1000容許相對(duì)較差：23B、若達(dá)到精度，最或是值為：

24五、歸化改正：目的：將基線長(zhǎng)度由基線水準(zhǔn)面歸化到施工水準(zhǔn)面上基線水準(zhǔn)面：Dm,Hm施工水準(zhǔn)面：Dg,Hg由圖中得：HmO大地水準(zhǔn)面DgDmRHg基線水準(zhǔn)面施工水準(zhǔn)面25§4-3光電測(cè)距一、電磁波測(cè)距儀的分類(lèi)

按載波分為：微波測(cè)距儀：采用微波段的無(wú)線電波作為載波；光電測(cè)距儀：采用光波作為載波，又分為以下兩類(lèi)：激光測(cè)距儀：用激光作為載波；

紅外測(cè)距儀：用紅外光作為載波。紅外測(cè)距儀26按測(cè)定時(shí)間方式的不同分為：脈沖式測(cè)距；相位式測(cè)距儀27光電測(cè)距儀按測(cè)程可分為：短程測(cè)距儀：測(cè)程小于3km，用于普通工程測(cè)量和城市測(cè)量；中程測(cè)距儀：測(cè)程為3km~15km，通常用于一般等級(jí)控制測(cè)量；長(zhǎng)程測(cè)距儀：測(cè)程大于15km，通常用于國(guó)家三角網(wǎng)及特級(jí)導(dǎo)線。28按儀器的標(biāo)稱(chēng)精度指標(biāo)分級(jí)儀器的標(biāo)稱(chēng)精度表達(dá)式為：I級(jí)：｜mD|≤5mmII級(jí)：5＜｜mD|≤10mmⅢ級(jí)：10＜｜mD|≤20mm29二、光電測(cè)距儀測(cè)距的基本原理

ADB30三、相位式光電測(cè)距儀

原理框圖圖4－531相位法測(cè)距的基本公式圖4－632四、距量測(cè)量的步驟

A、將測(cè)距儀和反射鏡分別安置于待測(cè)距離的兩端，仔細(xì)地對(duì)中。B、測(cè)距儀接通電源后照準(zhǔn)反射鏡，檢查經(jīng)反射鏡反回的光強(qiáng)信號(hào)，合乎要求后即可開(kāi)始測(cè)距。為避免錯(cuò)誤和減少照準(zhǔn)誤差的影響，可進(jìn)行若干個(gè)測(cè)回的觀測(cè)。C、測(cè)距讀數(shù)值記入手簿中，接著觀測(cè)豎直角并記入手簿的相應(yīng)欄內(nèi)。D、由溫度計(jì)和氣壓計(jì)讀取大氣溫度和氣壓值。E、按氣溫和氣壓進(jìn)行氣象改正，按測(cè)線的豎直角進(jìn)行傾斜改正，最后求得測(cè)線的水平距離。33五測(cè)距成果的整理

長(zhǎng)度值應(yīng)化算為兩點(diǎn)間的水平距離。A、儀器系統(tǒng)誤差的改正包括加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正和周期誤差的改正。B、電磁波在大氣中傳輸時(shí)受氣象條件的影響很大，因而要進(jìn)行氣象改正。C、歸算改正主要有傾斜改正、歸算至參考橢球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。34§4-4全站儀概述

全站儀，即全站型電子速測(cè)儀（ElectronicTotalStation），它是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。全站儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過(guò)程的電子化和一體化，因此得到了廣泛的應(yīng)用。其基本功能是在儀器照準(zhǔn)目標(biāo)后，通過(guò)微處理器的控制，能自動(dòng)完成測(cè)距，水平方向和天頂距讀數(shù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)。2/2/202336GTS-229系列2/2/202337TopconGTS-229

點(diǎn)陣式液晶顯示（LCD），可顯示4行。每行20個(gè)字符，前三行：顯示測(cè)量數(shù)據(jù)；第4行：顯示隨測(cè)量模式變化的按鍵功能38TC307全站儀3940全站儀觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄方式：通過(guò)電纜，將儀器的數(shù)據(jù)傳輸接口和外接的記錄器連接起來(lái)，數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在外接的記錄器中；利用儀器內(nèi)部的大容量?jī)?nèi)存，記錄數(shù)據(jù)；采用插入式數(shù)據(jù)記錄卡。41全站儀的功能

測(cè)距，測(cè)角進(jìn)行自由設(shè)站，計(jì)算測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)；進(jìn)行支導(dǎo)線測(cè)量和計(jì)算；測(cè)站定向和極坐標(biāo)測(cè)量及坐標(biāo)點(diǎn)的放樣；進(jìn)行對(duì)邊測(cè)量懸高測(cè)量面積測(cè)量及計(jì)算等。42直線定向：

確定地面上一條直線與基本方向間水平角的工作稱(chēng)為直線定向。

§4-５直線定向43基本方向：

真北方向：過(guò)地面上某點(diǎn)的真子午線切線方向的北端

磁北方向：過(guò)地面上某點(diǎn)的磁子午線切線方向的北端

坐標(biāo)北方向：當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大，高斯投影帶中央子午線北端或平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)縱軸北端。各點(diǎn)的坐標(biāo)北方向彼此平行。

44直線方向的表示方法

1.方位角：由基本方向起順時(shí)針至某一直線的水平角稱(chēng)為該直線的方位角。角值由o°~360°NAO145分類(lèi)：

真方位角A：由真子午線北端起算的方位角。它是用天文觀測(cè)方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定。

磁方位角Am：由磁子午線北端起算的方位角。它是用羅盤(pán)儀測(cè)定的。

坐標(biāo)方位角：由坐標(biāo)縱軸北端起算的方位角。

46幾種方位角之間的關(guān)系

磁偏角：磁北與真北間的夾角。以真北為準(zhǔn)，判斷磁北的位置，東正西負(fù)。

子午線收斂角：坐標(biāo)北與真北間的夾角。以真北為準(zhǔn)，判斷坐標(biāo)北的位置，東正西負(fù)。

4748

A=Am+

A=＋

＝Am+－49正、反坐標(biāo)方位角：同一直線的正、反坐標(biāo)方位角之間相差180°，即BA＝AB±180°

502.象限角

地面直線與子午線南端或北端構(gòu)成的小于90°的水平角，并冠以所在象限的名稱(chēng)，以R表示。

51例如

R01=NE39°24’R02=SE25°12’R01=SW68°56’R01=NW71°35’

N1403252坐標(biāo)方位角與坐標(biāo)象限角的關(guān)系直線方向由方位角求象限角R由象限角R求方位角北東（NE）第I象限南東（SE）第II象限南西（SW）第III象限北西（NW）第IV象限R＝NER＝SE（180°－）R＝SW（－180°）R＝NW（360°－）＝R＝180°－R＝180°+R＝360°－R53用羅盤(pán)儀測(cè)定磁方位角

主要由磁針、刻度盤(pán)和瞄準(zhǔn)設(shè)備等組成。磁針支在刻度盤(pán)中心的頂針上，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)靜止時(shí)，指出磁北方向。

54圖4－201－望遠(yuǎn)鏡２－支架３－度盤(pán)４－磁針５－磁針制動(dòng)螺旋圖4－19羅盤(pán)儀周二實(shí)習(xí)安排實(shí)習(xí)內(nèi)容：測(cè)回法測(cè)量水平角。實(shí)習(xí)要求：每人選擇兩目標(biāo)，觀測(cè)倆測(cè)回，要求各組員選擇目標(biāo)不能完全一樣。限差：40”上一講內(nèi)容復(fù)習(xí)1、方位角的概念2、象限角3、水平距離4、斜距5657本講主要內(nèi)容：一、方位角的傳遞二、坐標(biāo)反算方位角三、全站儀測(cè)量的原理四、坐標(biāo)變換58一、方位角的傳遞有四種情況：ＡＢＣＮ59練習(xí)一:45-00-00ABCD60300-00-0090-00-00120-00-00150-00-00220-00-00A1234B練習(xí)二:61練習(xí)三:課本:P90-1662二、坐標(biāo)反算方位角(x0,y0)(x1,y1)63象限角方位角XY64XY65XY66XY67練習(xí)一:(0,0)(-1000,1000)68練習(xí)二:(20,-20)(-100,100)69練習(xí)三:ABC(100,100)(10,10)100.000100.000FWAC=?70三、全站儀測(cè)量的原理OA71OA72OA73全站儀使用步驟：1、安置儀器（包括對(duì)中整平）2、測(cè)站設(shè)置3、后視定向4、瞄準(zhǔn)目標(biāo)觀測(cè)74觀測(cè)目標(biāo)75練習(xí)1:測(cè)站坐標(biāo)(1000,1000),后視點(diǎn)為(2000,-2000),現(xiàn)需要在測(cè)站處觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)B,瞄準(zhǔn)B,方位顯示為45-00-00,測(cè)距顯示水平距離為100.000，請(qǐng)說(shuō)明你使用全戰(zhàn)儀的步驟，并幫助其顯示測(cè)量結(jié)果。7