全套電子課件：建筑工程測量(第二版)

第一章測量的準備工作第一節(jié)測量概述第二節(jié)水準測量第三節(jié)角度測量第四節(jié)距離測量第五節(jié)測量誤差基礎知識

第一節(jié)測量概述

1.測量學是研究地球的形狀和大小以及確定地面點位的科學。

測量學包括測定、測設兩部分內容。

一、測量學與建筑工程測量

測定

使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或將地球表面的地物和地貌縮繪成地形圖。

測設

將設計圖紙上規(guī)劃設計好的建筑物位置，在實地標定出來，作為施工的依據(jù)。

建筑工程測量是在建筑施工過程的各個階段，利用測量儀器與工具，采用一定的測量技術與方法，根據(jù)工程的進度與質量要求，而進行的測量工作。

2.建筑工程測量的概念

1）建筑物的施工測量

2）建筑物的變形觀測

3）測繪大比例尺地形圖

(1)建筑工程測量的主要任務

1）建筑物的施工測量

2）建筑物的變形觀測

3）測繪大比例尺地形圖

(1)建筑工程測量的主要任務

1）建筑用地的選擇，道路、管線位置的確定等，都要利用測量所提供的資料和圖紙進行規(guī)劃設計

2）施工階段需要通過工程測量工作來銜接，配合各項工序的施工，才能保證設計意圖的正確執(zhí)行。3）竣工后的竣工測量，為工程的驗收、日后的擴建、維修管理提供資料。4）在工程管理階段，對建（構）筑物進行變形觀測，確保工程安全使用。（2）建筑工程測量的作用

1）建筑物的施工測量

2）建筑物的變形觀測

3）測繪大比例尺地形圖

(1)建筑工程測量的主要任務

1．地球的形狀和大小

二、地面點位的確定（1）水準面和水平面水準面的特點：

水準面上任意一點的鉛垂線都垂直于該點的曲面。

與水準面相切的平面，稱為水平面。（2）大地水準面

與平均海水面相吻合的水準面稱為大地水準面。大地水準面是測量工作的基準面。（3）鉛垂線

重力的方向線稱為鉛垂線，它是測量工作的基準線。

（4）地球橢球體NSEWOaba2．確定地面點位的方法地面點的空間位置須由三個參數(shù)來確定，即該點在大地水準面上的投影位置（兩個參數(shù)）和該點的高程。（1）點的平面位置的確定(南)（東）（西）（北）xAyAA(xA，yA)ⅠⅢⅡⅣO（2）點的高程的確定點的高程有絕對高程（絕對標高即海拔），和相對高程之分（相對標高）。（1）絕對高程地面點到大地水準面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，簡稱高程，用H表示。

（2）相對高程

地面點到假定水準面的鉛垂距離，稱為該點的相對高程或假定高程，用H'表示。黃海平均海水面大地水準面鉛垂線鉛垂線假定高程起算面

（3）高差

地面兩點間的高程之差，稱為高差，用h表示。高差有方向和正負。

A、B兩點的高差為：大地水準面黃海平均海水面鉛垂線鉛垂線假定高程起算面三、測量基本知識

1．測量的三項基本工作:測高程（高差）、測水平角和丈量水平距離。2．測量工作的原則與程序建筑施工測量既應遵循“先外業(yè)、后內業(yè)”，也應遵循“先內業(yè)、后外業(yè)”這種雙向工作程序。3．測量工作的注意事項第二節(jié)水準測量一、水準測量的原理水準測量是利用水準儀提供的水平視線，測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點的高程和測得的高差，推算出未知點高程。二、計算未知點高程

1.高差法ABabhAB前進方向大地水準面HAHBHB

如果已知A點的高程HA，則B點的高程HB為：

2.視線高法ABabhAB前進方向大地水準面HAHBHBHi

B點高程也可以通過水準儀的視線高程Hi來計算，即二、水準測量的儀器與工具水準測量所使用的儀器為水準儀，工具有水準尺和尺墊。1．水準儀的構造(主要介紹常見的DS3型微傾式水準儀)DS3主要由望遠鏡、水準器及基座三部分組成。（1）望遠鏡望遠鏡是用來精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的。它主要由物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板組成。物鏡及物鏡對光螺旋

物鏡是使瞄準的物體成像。轉動物鏡對光螺旋，可使對光透鏡前后移動，從而使目標影像清晰。十字絲交點與物鏡光心的連線，稱為視準軸CC。視準軸的延長線即為視線。當視準軸水平時，用十字絲的中絲在水準尺上截取讀數(shù)。3）目鏡對光螺旋和目鏡

調節(jié)目鏡對光螺旋可以使十字絲清晰并將成像在十字絲分劃線的物像連同十字絲一起放大成虛像。于是觀測者在看清十字絲的同時又能清晰的照準目標。（1）十字絲分劃板

十字絲分劃板是為了瞄準目標和讀數(shù)用的。十字絲分劃板上絲下絲中絲豎絲

圓水準器內壁是一個球面，球面中心刻有一個分劃圓圈，圓圈中心O，稱為圓水準器零點。

（1）圓水準器

圓水準器用于粗略整平儀器。

L′L′氣泡

過零點的球面法線L'L'，稱為圓水準器軸。當圓水準器氣泡居中時，圓水準器軸處于鉛垂位置。

（2）管水準器

管水準器（亦稱水準管）用于精確整平儀器。水準管的內壁為圓弧，水準管兩端各刻有數(shù)條間隔為2mm的分劃線，這些分劃線的對稱中心O，稱為水準管的零點。通過水準管零點的圓弧切線LL，稱為水準管軸。當水準管氣泡居中時，水準管軸處于水平位置。為了提高水準管氣泡居中的精度，采用符合水準器。

基座的作用是支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接。

基座主要由軸座、腳螺旋、底板和三腳壓板構成。

3.基座轉動腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。2．水準測量的工具（1）水準尺水準尺有塔尺和雙面水準尺兩種。塔尺有兩節(jié)、三節(jié)或五節(jié)之分，多用于等外水準測量中。讀尺時注意，首先看清尺上的刻劃與標注，黑白相間有的為10mm，有的為5mm，數(shù)字標注間隔有的為5cm，有的為1cm，超過1m的標注，在數(shù)上加點。

表示1.200m，表示2.400m。

雙面水準尺常用于三、四等水準測量，長為3m，兩根尺為一對。尺的兩面均有刻劃與標注，其中一面為黑白相間，稱為黑面尺，又叫主尺，尺底從零算起。另一面為紅白相間，稱為紅面尺，又叫副尺，尺底以4.687m或4.787m開始。（2）尺墊尺墊由鑄鐵制成，其形狀一般為三角形，中央有一個突起的半球體，下部有三個尖腳。使用時將尖腳踩入地下，踏實，將水準尺立于半球體的頂部。微傾式水準儀的基本操作程序為:安置儀器粗略整平瞄準水準尺精確整平讀數(shù)三、水準儀的使用一、安置儀器（2）打開三腳架并使其高度適中，用目估法使三腳架架頭大致水平。（3）打開儀器箱取出水準儀，用連接螺旋將水準儀緊固地連接在三腳架架頭上。（1）選好安置位置。2．粗略整平（粗平）粗平的方法是：以左手大拇指為準，相對運動。在粗平過程中，氣泡的移動方向與左手大拇指的運動方向一致。一般情況下，先用左右手同時旋轉兩個腳螺旋，再用左手旋轉第三個腳螺旋，使氣泡居中，如圖1-14所示。粗平是利用三個腳螺旋，使圓水準器氣泡居中。

3．調焦和照準

（1）目鏡調焦旋動目鏡調焦螺旋，使十字絲成像最清晰。（2）粗略照準松開制動螺旋，轉動望遠鏡，利用照門和準星，照準水準尺，旋緊制動螺旋。（3）物鏡調焦旋動物鏡調焦螺旋，使水準尺的影像最清晰。（4）精確照準

旋動微動螺旋，使望遠鏡做微小運動，將水準尺的影像調至縱絲，如圖1-15所示。

（5）.消除視差若物鏡調焦不準，水準尺的影像未落在十字絲分劃板上，眼睛在目鏡端作微量上下移動，會發(fā)生水準尺影像與十字絲相對運動的現(xiàn)象。此種現(xiàn)象稱為視差，如圖1-16所示。視差的存在影響讀數(shù)的精度，消除方法是繼續(xù)進行物鏡調焦，至水準尺的像落于十字絲分劃板上。

4．精確整平（精平）

轉動微傾螺旋，使氣泡兩端的影像嚴密吻合,此時水準管氣泡居中，視線即為水平視線。5．讀數(shù)與記錄儀器精確整平之后，應立即讀出十字絲中絲在尺上的讀數(shù)，若正鏡正尺則從下往上讀，若倒鏡倒尺則從上往下讀，讀取四位，其中米、分米、厘米位是準確讀取，毫米位是估讀.四、水準測量的方法

用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點。水準點是引測高程的依據(jù)。

水準點記為BM(BenchMark)。水準點有永久性水準點和臨時性水準點兩種。

1.水準點的概念和作用永久性水準點臨時性水準點2．水準路線（1）閉合水準路線從已知水準點出發(fā)，沿一條環(huán)形路線進行水準測量，測定環(huán)形路線上各待測點的高程，最后回到出發(fā)點，形似一條閉合圓環(huán)，這就是閉合水準路線理論上，從已知水準點出發(fā)，又回到已知水準點，沿線路各點間的高差的代數(shù)和等于零，（2）附合水準路線從一個已知水準點出發(fā)，經(jīng)過一系列測量，最后回到另一個已知水準點，這種路線就是附合水準路線（3）支水準路線從一個已知水準點出發(fā)，經(jīng)過一系列的測量，最后既不回到出發(fā)點，也不回到另一已知水準點，這就是支水準路線3．路線水準測量的方法ABabhAB前進方向大地水準面HAHBHB【例1—1】已知BMA，=52.343m，求點高程。

（1）第I站，測出步驟如下：1）在已知點BMA點和第一個轉點大致中間位置安置水準儀，在水準點BMA點上立水準尺，為后視尺。TP1點放置尺墊，將水準尺立于尺墊上，作為臨時立尺的前視尺。2）將水準儀望遠鏡照準后視尺，精確整平后，讀取后視讀數(shù)a1=1.732m，轉動望遠鏡同樣可讀取TP1處的前視讀數(shù)b1=0.463m。記錄人員復述得到觀測人員認可后，將數(shù)據(jù)記入手簿。3）計算出BMA與TP1之間的高差：h1=1.732-0.463=1.269m（2）第II站，測出步驟如下：1）第一站結束后，觀測者招呼A處立尺者至TP2處，安置儀器于II處，TP1所立尺原地不動，轉動尺面轉向儀器。2）同樣觀測TP1處水準尺讀取第二站的后視讀數(shù)a2=1.353m，再觀測TP2處前視尺讀數(shù)b2=1.110m得：h2=1.353-1.110=0.243m同理可測出III、IV、V站的后視、前視讀數(shù)，以及高差，把所有數(shù)據(jù)填入表1—1，并計算出B點高程，即：HB=52.343+1.269+0.243+（-0.650）+（-0.618）+（-1.145）=51.442m表1—1水準測量手簿（高差法）五、水準測量成果的計算1．高差閉合差2．水準測量的精度要求

一般工程水準測量的容許閉合差如下：式中：容——容許閉合差；L——水準測量路線長度，km；n——測站數(shù)。3．閉合差的調整調整的原則和步驟如下：（1）將閉合差反符號后按各段長度或測站數(shù)改正（4）推算各待定點的高程根據(jù)起始已知水準點的高程H前，及各段各段改正后的高差，逐點推算各待定點的高程即：【例1—2】按一般水準測量要求施測某閉合水準路線，觀測成果如圖1-23所示。BMA為已知高程的水準點，圖中箭頭表示水準測量前進方向，路線外測的數(shù)字為測得的兩點間的高差（以m為單位），路線里側的數(shù)字為該段路線的長度（以km為單位），試進行高差閉合差的調整及計算待定點1、2、3點的高程。表1—2水準測量成果六、自動安平式水準儀及其使用自動安平水準儀的結構特點是沒有管水準器和微傾螺旋。國產(chǎn)自動安平水準儀的型號是在DS后加字母Z，即為DSZ05、DSZ1、DSZ3、DSZ10，其中，DSZ3-1自動安平水準儀如圖1-24所示。

1.自動安平水準儀的構造特點自動安平水準儀的構造特點是沒有水準管，而只有一個圓水準器進行粗略整平。當圓水準器氣泡居中后，借助自動補償器，視準軸可在數(shù)秒內自動成水平狀態(tài)，從而讀出視線水平時的讀數(shù)。

操作步驟如下：1．安置儀器粗略整平（同微傾式水準儀）。2．檢驗補償器的正確性。由于補償器只能對一定范圍內的微傾（一般為8′～10′）進行補償，當儀器傾斜程度超過規(guī)定范圍時，補償器必然會因擱置而失效。因此在粗平后必須用儀器上附設的檢驗鈕或警示窗檢驗補償器是否處于正常的工作狀態(tài)。按動檢驗鈕后，視場標尺影像隨之產(chǎn)生上下擺動，并迅速靜止（約1s），或望遠鏡警示窗中呈現(xiàn)綠色，說明儀器正常，可以施測。反之，若按檢驗鈕后標尺影像不動，或警示窗呈現(xiàn)紅色，則說明補償器擱置不能正常工作，需重新認真整平后再進行觀測。3．瞄準標尺讀數(shù)直接讀取后視讀數(shù)和前視讀數(shù)。七、DS3微傾式水準確儀的檢驗與校正2、水準儀應滿足的幾何條件（1）圓水準器軸L'L'應平行于儀器的豎軸VV（2）十字絲的中絲應垂直于儀器的豎軸VV（3）水準管軸LL

應平行于視準軸CC

3．檢驗與校正（1）圓水準器軸平行于豎軸，即L′L′∥VV的檢驗與校正1）檢驗方法。安置儀器，調整三個腳螺旋，使圓水準器氣泡精確居中；將望遠鏡繞豎軸旋轉180°，若氣泡仍居中，說明L′L′∥VV；若氣泡偏離中心，則需校正。2）校正方法。如圖1-26所示，在檢驗的基礎上，旋轉腳螺旋使氣泡向中心移動偏距的一半，如圖1-27c所示，然后用校正針撥圓水準器底下的三個校正螺絲，使氣泡居中，如圖1-27d所示。檢驗和校正應反復進行，直到望遠鏡轉到任何位置氣泡都居中為止。（2）十字絲中絲垂直于儀器的豎軸的檢驗檢驗方法MMM（3）水準管軸平行于視準軸的檢驗

1）在O點處安置水準儀，用變動儀器高法，連續(xù)兩次測出A、B兩點的高差，若兩次高差之差不超過3mm，則取兩次高差的平均值hAB作為最后結果。檢驗方法iia1b1x1x1（2）在離B點大約3m左右的D點處安置水準儀，精平后讀得B點尺上的讀數(shù)為b2。根據(jù)b2和高差hAB算出A點尺上視線水平時的應讀讀數(shù)為：ia'2a2b2xABD

（3）然后，瞄準A點水準尺，讀出中絲的讀數(shù)a2，如果a'2與a2相等，表示兩軸平行。否則存在i角，其角值為：對于DS3型水準儀來說，i角值不得大于20"，如果超限，則需要校正。八、水準測量誤差的基本知識水準測量誤差包括儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境的影響三個方面。1．儀器誤差（1）儀器校正后的殘余誤差（2）水準尺誤差2、觀測誤差（1）水準管氣泡的居中誤差（2）估讀水準尺的誤差（3）視差的影響誤差（4）水準尺傾斜的影響誤差3.外界環(huán)境的影響

（1）折光影響

（2）溫度影響

第三節(jié)角度測量角度測量，包括水平角測量和垂直角測量，水平角測量是基本測量工作之一。

水平角測量用于確定地面點位的平面位置，垂直角測量用于測定地面點的高程或將傾斜距離換算成水平距離。一、角度測量原理

1．水平角測量原理水平角的概念：相交于一點的兩方向線在水平面上的垂直投影所形成的夾角，稱為水平角。水平角一般用β表示，角值范圍為0?～360?。2、水平角測角原理（左）（右）鉛垂線水平面（H）2、豎直角測量原理（1）豎直角的概念在同一鉛垂面內，觀測視線與水平線之間的夾角，稱為豎直角，又稱傾角，用α表示。角值范圍為0?～±90?。視線在水平線的上方，豎直角為仰角，符號為正（+α）；視線在水平線的下方，為俯角，符號為負（－α）。

（2）豎直角測量原理

由于視線水平時的豎盤讀數(shù)都應為90?的倍數(shù)。所以，測量豎直角時，只要瞄準目標讀出豎盤讀數(shù)，即可計算出豎直角。

經(jīng)緯儀按讀數(shù)設備不同分為光學經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀。

光學經(jīng)緯儀按測角精度，分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等不同級別。下標數(shù)字07、1、2、6、15表示儀器的精度等級，即“一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)”。

在工程中最常用的是DJ6和DJ2型光學經(jīng)緯儀。本節(jié)主要介紹DJ6型光學經(jīng)緯儀。

二、光學經(jīng)緯儀及其使用1、DJ6型光學經(jīng)緯儀的構造

（1）基座

基座用于支承整個儀器，并通過中心連接螺旋將經(jīng)緯儀固定在三腳架上。

基座上有三個腳螺旋，用于整平儀器。

在基座上還有一個軸座固定螺旋，用于控制照準部和基座之間的銜接，使用儀器時，切勿松開軸座固定螺旋，以免照準部與基座分離而墜落。（2）水平度盤

水平度盤是由光學玻璃制成的圓環(huán)，環(huán)上刻有0o～360o的分劃線，在整度分劃線上標有注記，并按順時針方向注記，兩相鄰分劃線間的弧長所對圓心角，稱為度盤分劃值，通常為1o或30'。水平度盤與照準部是分離的。如果需要改變水平度盤的位置，可通過照準部上的水平度盤變換手輪，將度盤變換到所需要的位置。（3）照準部

照準部是指水平度盤之上，能繞其旋轉軸旋轉的全部部件的總稱，它包括豎軸、U形支架、望遠鏡、橫軸、豎直度盤、管水準器、豎盤指標管水準器和讀數(shù)裝置等。經(jīng)緯儀的使用包括三個步驟：安置儀器瞄準目標讀數(shù)2．經(jīng)緯儀的使用（1）安置經(jīng)緯儀

安置經(jīng)緯儀的操作程序是：

1）打開三腳架腿，調整好其長度使腳架高度適合于觀測者的高度；張開三角架，將其安置在測站上，使架頭大致水平；

2）從儀器箱中取出經(jīng)緯儀放置在三角架頭上，并使儀器基座中心基本對齊三角架頭的中心，旋緊連接螺旋后，即可進行對中整平操作。

第一步是粗對中：使垂球尖大致對準測站點的中心。第二步是粗平：通過伸縮腳架腿或旋轉腳螺旋使圓水準氣泡居中3）對中與整平第三步是精對中：稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座，在架頭上移動儀器，使垂球尖準確對準測站點后，再旋緊連接螺旋。垂球對中的誤差應小于3mm。第四步是精平：旋轉腳螺旋使圓水準氣泡居中，轉動照準部，旋轉腳螺旋，使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向上居中①使用垂球對中法安置經(jīng)緯儀②使用光學對中法安置經(jīng)緯儀第一步是粗對中：觀察光學對中器，移動三腳架使對中標志基本對準測站點的中。第二步是粗平：通過伸縮腳架腿或旋轉腳螺旋使圓水準氣泡居中。第三步是光學對中：旋松連接螺旋，眼睛觀察光學對中器，平移儀器基座（注意不要有旋轉運動），使對中標志準確對準測站點的中心，擰緊連接螺旋，光學對中誤差應小于1mm。第四步是精平：旋轉腳螺旋使圓水準氣泡居中，轉動照準部，旋轉腳螺旋，使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向上居中。（2）照準目標

測角時的照準標志，一般是豎立于測點的標桿、測釬、用三根竹桿懸吊垂球的線或覘牌。望遠鏡瞄準目標的操作步驟如下：

1）目鏡對光。松開望遠鏡制動螺旋和水平制動螺旋，將望遠鏡對向明亮的背景（如白墻、天空等，注意不要對向太陽），轉動目鏡使十字絲清晰。

2）粗瞄目標。用望遠鏡上的粗瞄器瞄準目標，旋緊制動螺旋，轉動物鏡調焦螺旋使目標清晰，如圖1-37所示。

3）精確瞄準目標。旋轉水平微動螺旋和望遠鏡微動螺旋，精確瞄準目標。可用十字絲縱絲的單線平分目標，也可用雙線夾住目標，如圖1-37所示。（3）DJ6光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法光學經(jīng)緯儀上的水平度盤和豎直度盤的最小度盤分劃值一般均為1o或30'，度盤上小于度盤分劃值的讀數(shù)要利用測微器讀出，DJ6型光學經(jīng)緯儀一般采用分微尺測微器。

1）測微尺讀數(shù)裝置。

在讀數(shù)顯微鏡視場，可以看到注記有“水平”（有些儀器為“Hz”或“—”）字樣的像這是水平度盤分劃線及其測微尺的像，注記有“豎直”（有些儀器為“V”或“⊥”）字樣的像是豎直度盤分劃線及其測微尺的像。

讀數(shù)方法為：以測微尺上的“0”分劃線為讀數(shù)指標，“度”數(shù)由落在測微器上的度盤分劃線的注記讀出，測微尺的“0”分劃線與度盤上的“度”分劃線之間的、小于1°的角度在測微尺上讀出；最小讀數(shù)可以估讀到測微尺上1格的十分之一，即為0.1′或6″。如圖1—38中的水平度盤讀數(shù)為214°54.7′，即214°54′42″，豎直度盤讀數(shù)為79°05.5′，即79°05′30″。2）平板玻璃測微尺讀數(shù)裝置。采用平板玻璃測微尺讀數(shù)裝置的光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)窗視場如圖1-39所示。它有3個讀數(shù)窗口，其中下窗口為水平度盤影像窗口，中間窗口為豎直盤度影像窗口，上窗口為測微尺影像窗口。讀數(shù)時，先旋轉測微螺旋，使兩個度盤分劃線中的某一個分劃線精確地位于雙指標線的中央，0.5°整倍數(shù)的讀數(shù)根據(jù)分劃線注記讀出，小于0.5°的讀數(shù)從測微尺上讀出，兩個讀數(shù)相加即為度盤的讀數(shù)。

3）讀數(shù)讀數(shù)時先打開度盤照明反光鏡，調整反光鏡的開度和方向，使讀數(shù)窗亮度適中，旋轉讀數(shù)顯微鏡的目鏡使刻劃線清晰，然后讀數(shù)。三、水平角的測量

水平角的觀測方法有測回法、方向觀測法、復測法等數(shù)種。在建筑工程測量中多采用測回法。

方向觀測法是對多方向進行水平角測量用的。

復測法是為了減少讀數(shù)誤差提高水平角測量精度而采用的，并且要使用有度盤離合器的經(jīng)緯儀進行觀測。1．測回法觀測水平角用于觀測兩個方向之間的單角如圖1-43所示，設地面上有A、B、C三點，欲觀測∠ABC的角值。

測回法具體步驟如下：

設O為測站點，A、B為觀測目標，用測回法觀測OA與OB兩方向之間的水平角β。ABO（1）在測站點O安置經(jīng)緯儀，在A、B兩點豎立測桿或測釬等，作為目標標志。ABO

（2）盤左位置瞄準左目標A，讀取水平度盤讀數(shù)aL=瞄準右目標B，讀取水平度盤讀數(shù)bL=盤左位置的水平角角值（也稱上半測回角值）βL

為：上半測回ABO（3）盤右位置瞄準右目標B，讀取水平度盤讀數(shù)bR。瞄準左目標A，讀取水平度盤讀數(shù)aR。下半測回盤右位置的水平角角值（也稱下半測回角值）βR為：*測回法觀測手簿測站豎盤位置

目標

水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130

B982048。981918右B2782112A1800142

981930981924第一測回O第二測回左A900106B1882036右BA82036

2700054981930981942981936981930

（4）對于DJ6型光學經(jīng)緯儀，如果上、下兩半測回角值之差不大于±40"，即|βL—βR|≤40"，認為觀測合格。上半測回和下半測回構成一測回。取上、下兩半測回角值的平均值作為一測回角值β。即在本例中：注意!

由于水平度盤是順時針刻劃注記的，所以計算水平角時:

總是用右目標的讀數(shù)減去左目標的讀數(shù)。如果不夠減，則應在右目標的讀數(shù)上加上360?，再減去左目標的讀數(shù)，決不可以倒過來減。

根據(jù)測回數(shù)n，以180?/n的差值，進行水平度盤讀數(shù)的安置。對一個角度觀測多個測回時：

為了減弱度盤分劃誤差的影響，各測回在盤左位置觀測起始方向時，需要起始方向安置水平度盤讀數(shù)。

對DJ6經(jīng)緯儀，各測回角值互差如果不超過±40"，取各測回角值的平均值作為最后角值。安置起始方向水平度盤讀數(shù)的辦法：2．水平角觀測的注意事項（1）儀器高度要和觀測者的身高相適應；三腳架要踩實，儀器與腳架連接要牢固，操作儀器時不要用手扶三腳架；轉動照準部和望遠鏡之前，應先松開制動螺旋，使用各種螺旋時用力要輕。（2）精確對中，特別是對短邊測角，對中要求應更嚴格。（3）當觀測目標間高低相差較大時，更應注意儀器整平。（4）照準標志要豎直，盡可能用十字絲交點瞄準標桿或測釬底部。（5）記錄要清楚，應當場計算，發(fā)現(xiàn)錯誤，立即重測。（6）一測回水平角觀測過程中，不得再調整照準部管水準氣泡，如氣泡偏離中央超過2格時，應重新整平與對中儀器，重新觀測。四、豎直角測量

豎直角的概念在同一鉛垂面內，觀測視線與水平線之間的夾角，稱為豎直角，又稱傾角，用α表示。角值范圍為0?～±90?。視線在水平線的上方，豎直角為仰角，符號為正（+α）；視線在水平線的下方，為俯角，符號為負（－α）。

豎直角測量原理

由于視線水平時的豎盤讀數(shù)都應為90?的倍數(shù)。所以，測量豎直角時，只要瞄準目標讀出豎盤讀數(shù)，即可計算出豎直角。

1．豎直度盤的構造及豎直角計算公式光學經(jīng)緯儀的豎直度盤由豎盤、豎盤讀數(shù)指標及豎盤指標水準管和豎盤指標水準管微動螺旋組成。豎盤固定在橫軸的一端，其中心與橫軸中心一致，望遠鏡在豎直面內轉動，豎盤面垂直于橫軸。豎盤讀數(shù)指標與豎盤指標管水準器連接在一起，當旋轉豎盤管水準器微動螺旋使指標水準管氣泡居中時，指標便處于正確的位置。豎直度盤豎盤指標水準管豎盤指標豎盤指標水準管微動螺旋光學經(jīng)緯儀的豎直度盤得注記形式有兩種：順時針方向注記逆時針方向注記0?90?180?270?0?180?90?270?豎直度盤構造的特點是：

當望遠鏡視線水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，盤左位置的豎盤讀數(shù)為90?，盤右位置的豎盤讀數(shù)為270?。

（1）順時針全圓注記如圖1-45所示為DJ6經(jīng)緯儀采用較多的一種豎盤注記形式（順時針注記），上圖是盤左、下圖是盤右時的情形。這種豎盤在盤左位置視線水平讀數(shù)為90°，盤右位置視線水平時讀數(shù)為270°。望遠鏡向上仰時讀數(shù)減小，盤左、右時豎直角α左、α右計算公式為，（2）逆時針全圓注記如果是逆時針全圓注記，如圖1-46所示，可得計算豎直角公式：利用盤左、盤右兩個位置觀測的豎直角中，可以抵消儀器誤差對觀測角的影響，同時也可以檢核觀測中有無錯誤存在。因此，取盤左、盤右的平均值作為一測回的角值。即：2.豎盤指標差

在豎直角計算公式中，認為當視準軸水平、豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤讀數(shù)應是90?的整數(shù)倍。

豎盤指標差x本身有正負號，一般規(guī)定當豎盤指標偏移方向與豎盤注記方向一致時，x取正號，反之x取負號。

豎盤指標常常偏離正確位置，這個偏離的差值x角，稱為豎盤指標差。90°180°270°0°90°180°270°0°0°90°180°270°0°90°180°270°LααRαα盤左位置盤右位置xxxxαRαL盤左位置，其正確的豎直角計算公式為：盤右位置，其正確的豎直角計算公式為：豎直角的計算公式：用盤左、盤右觀測，取平均值作為豎直角的觀測結果，可以消除豎盤指標差的影響。豎盤指標差的計算公式：1

指標差互差的限差，DJ2型儀器不得超過±15″；

DJ6型儀器不得超過±25″。

BAO

3．豎直角的觀測與計算

（1）在測站點O安置經(jīng)緯儀，在目標點A豎立觀測標志，確定該儀器豎直角計算公式。（2）盤左位置：瞄準目標A。轉動豎盤指標水準管微動螺旋，使水準管氣泡嚴格居中，然后讀取豎盤讀數(shù)L。（3）盤右位置：重復步驟2。*豎直角觀測手簿測站目標豎盤位置豎盤讀數(shù)°′″半測回垂直角°′″

指標差″一測回垂直角°′″備注12345678OA左952200右2643648-52200-52312-36-52236OB左右8112362784554+84724+84554-45+84639

（4）根據(jù)豎直角計算公式計算，得豎盤指標差為：那么一測回豎直角為：注意：

每次讀數(shù)前必須使豎盤指標水準管氣泡居中。

采用了豎盤指標自動歸零裝置的經(jīng)緯儀，整平，瞄準目標后，打開自動補償器。經(jīng)緯儀的軸線及各軸線間應滿足的幾何條件經(jīng)緯儀的主要軸線有:豎軸VV、橫軸HH、視準軸CC、水準管軸LL。

經(jīng)緯儀各軸線之間應滿足以下幾何條件：（1）水準管軸LL應垂直于豎軸VV；（2）十字絲縱絲應垂直于橫軸HH；（3）視準軸CC應垂直于橫軸HH；（4）橫軸HH應垂直于豎軸VV；五、經(jīng)緯儀的檢驗與校正（5）光學對中器的視準軸與豎軸重合。2．經(jīng)緯儀的檢驗與校正（1）水準管軸垂直于豎軸的檢驗與校正（LL⊥VV）1）檢驗方法①將儀器大致整平，轉動照準部使水準管與兩個腳螺旋連線平行。②轉動腳螺旋使水準管氣泡居中，此時水準管水平。③將照準部旋轉180°，如果氣泡仍然居中，說明LL⊥VV，否則需校正。2）校正方法①用校正針撥動管水準器一端的校正螺絲（注意先松一個，再緊一個），使氣泡向中央移動偏移距離的一半，如圖1-48所示。②轉動與水準管平行的腳螺旋，使氣泡居中，此時管水準管軸處于水平位置，即LL⊥VV。③需反復進行，直到照準部轉動到任何位置氣泡偏離零點都不超過一格。（2）十字絲豎絲垂直于橫軸的檢驗1）檢驗方法①首先整平儀器，用十字絲的縱絲照準任一點P。②將望遠鏡上下微動，如該始終不離開縱絲，則說明縱絲垂直水平軸，否則需要校正，如圖1-49所示。①卸下目鏡端的十字絲分劃板護罩，如圖1-50所示。②松開4個壓環(huán)螺絲，緩緩轉動十字絲環(huán)，使縱絲與P點重合，直到望遠鏡上下微動時，該點始終在縱絲上為止。③旋緊四個十字壓環(huán)螺絲，裝上十字絲護蓋。2）校正方法（3）視準軸垂直于橫軸的檢驗與校正（CC⊥HH）1）檢驗方法（盤左盤右瞄點法）①安置經(jīng)緯儀，使望遠鏡大致水平。②盤左瞄準遠處一目標點，讀得水平度盤讀數(shù)為L，盤右再瞄準此目標點，讀得水平度盤讀數(shù)為R，若L、R相差180°，則條件滿足，否則需校正。視準軸不垂直于橫軸所偏離的角度c，稱為視準誤差（或照準差）。2）校正方法①旋轉水平微動螺旋，使盤右時的讀數(shù)對準，此時，十字絲交點偏離目標點。②旋轉十字絲左右兩個校正螺絲，一松一緊，水平移動十字絲分劃板座，直到十字絲交點對準目標為止。（4）橫軸垂直于豎軸的檢驗與校正（HH⊥VV）1）檢驗方法①在距一垂直墻面20～30m處，安置經(jīng)緯儀，整平儀器，如圖1-51所示。②盤左位置，瞄準墻面上高處一明顯目標P點，仰角宜在30°左右。旋緊照準部制動螺旋。③將望遠鏡置于水平位置，根據(jù)十字交點在墻上定出一點P1。④倒轉望遠鏡成盤右位置，瞄準P點，固定照準部，再將望遠鏡置于水平位置，定出點P2。如果P1、P2兩點重合，說明橫軸是水平的，橫軸垂直于豎軸；否則，需要校正。（5）光學對中器的檢驗與校正1）檢驗方法①在平坦的地面上嚴格整平儀器在腳架的中央地面上固定一張白紙。對中器調焦，將刻劃圓圈中心投影于白紙上得P1點。②轉動照準部180°，得刻劃圓圈中心投影P2，若P1與P2重合，則條件滿足；否則需校正。2）校正方法①取P1、P2的中點，校正直角棱鏡或分劃板，使刻劃圓圈中心對準P點。②重復檢驗驗收校正的步驟，直到照準部旋轉180°后對中器刻劃圓圈中心與地面點無明顯的偏離為止。第四節(jié)距離測量

距離測量是確定地面點位時的三項基本工作之一。在三角測量、導線測量、地形測量和工程測量等工作中都需要進行距離測量。距離測量常用的方法有鋼尺量距、視距測量、光電測距等。一、距離測量概述1．量距工具（1）鋼尺:

鋼尺是用薄鋼片制成的帶狀尺，可卷入金屬盒內，故又稱鋼卷尺。長度有30m、50m、100m等幾種。

基本分劃為毫米，在每米、每分米及厘米處都有數(shù)字注記。由于尺的零點位置的不同，有端點尺和刻線尺的區(qū)別，如圖1-52所示。

端點尺是以尺的最外端作為尺的零點，當從建筑物墻邊開始丈量時使用很方便，如圖1-52a所示。刻線尺是以尺前端的某一刻線作為尺的零點，如圖1-52b所示。在使用前必須注意查看，以免弄錯。鋼尺的優(yōu)點是鋼尺抗拉強度高，不易拉伸，所以量距精度高，在工程測量中常用鋼尺量距。鋼尺的缺點是性脆，易折斷，易生銹，因此使用時要避免扭折，防止受潮。（2）皮尺

皮尺是麻線與金屬絲織成的帶狀尺，容易被拉長，只有在精度要求較低時才使用。（3）測釬

測釬一般用鋼筋制成，上部彎成小圓環(huán)，下部磨尖，直徑3～6mm，長度30～40cm。釬上可用油漆涂成紅、白相間的色段。通常6根或11根系成一組。量距時，將測釬插入地面，用以標定尺端點的位置，亦可作為近處目標的瞄準標志。測釬如圖1-53a所示。（4）標桿標桿多用木料或鋁合金制成，全長有2m、2.5m及3m等幾種規(guī)格。桿上油漆成紅、白相間的20cm色段，非常醒目，測桿下端裝有尖頭鐵腳，便于插入地面，作為照準標志。標桿如圖1-53b所示。（5）垂球、彈簧秤和溫度計如圖1—53c所示，垂球用金屬制成，上大下尖呈圓錐形，上端中心系一細繩，懸吊后，垂尖與細繩在同一直線上。它常用于在斜坡上丈量水平距離。彈簧秤和溫度計等在精密量距中應用，如圖1-53c所示。2．直線定線

水平距離測量時，當?shù)孛嫔蟽牲c間的距離超過鋼尺全長時，或地勢起伏較大一尺段無法完成丈量工作時，需要在兩點的連線上標定出若干個點。這項工作稱為直線定線，按精度要求的不同，直線定線通?？煞譃槟抗蓝ň€和經(jīng)緯儀定線兩種方法。一般情況下常用目估定線，當量距精度要求高時，可采用經(jīng)緯儀定線。（1）目估定線如圖1-54所示，在欲測定的A、B兩點分別豎立標桿，一人站在A點標桿后1～2米處，由A瞄向B，同時指揮另一持標桿的人左、右移動，使所持標桿與A、B標桿完全重合為止，此時立桿的點就在A、B兩點間的直線上，在此位置上豎直標桿或插上測釬，作為定點標志。同法可定出直線上的其他點。定線時相鄰點之間要小于或等于一個整尺段，定點一般按由遠而近進行。（2）經(jīng)緯儀定線

如圖1-55所示，經(jīng)緯儀定線是在直線的一個端點A點安置經(jīng)緯儀后，對中、整平，照準B點，固定照準部，沿AB方向用鋼尺進行概量，按稍短于一尺段長的位置，觀測員指揮另一個測量員由遠及近打下木樁。樁頂高出地面約10～20cm，并在樁頂釘一小釘，使小釘在AB直線上；或在木樁頂上劃十字線，使十字線其中的一條在AB直線上，小釘或十字線交點即為丈量時的標志。二、鋼尺量距的一般方法1．平坦地面距離的丈量在鋼尺一般量距中目估定線與尺段丈量可以同時進行。丈量前，先將待測距離的兩個端點A、B用木樁（樁上釘一小釘）標志出來，然后在端點的外側各立一標桿，清除直線上的障礙物后，即可開始丈量。丈量工作一般由兩人進行，如圖1-56所示。三、鋼尺量距的一般方法

1.平坦地面上的量距方法在鋼尺一般量距中目估定線與尺段丈量可以同時進行。丈量前，先將待測距離的兩個端點A、B用木樁（樁上釘一小釘）標志出來，然后在端點的外側各立一標桿，清除直線上的障礙物后，即可開始丈量。丈量工作一般由兩人進行，如圖1-56所示。式中

n—整尺段數(shù)；

l—鋼尺長度，m；q—不足一整尺的余長，m。

鋼尺量距時，一般還應由B點量至A點進行返測。

返測時應重新進行定線。

取往、返測距離的平均值作為直線AB最終的水平距離。式中

Dav——往、返測距離的平均值，m；Df——往測的距離，m；Db——返測的距離，m。

量距精度通常用相對誤差K來衡量，相對誤差K應化為分子為1的分數(shù)形式。

相對誤差分母愈大,則K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。

在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對誤差一般不應大于1/3000；在量距較困難的地區(qū)，其相對誤差也不應大于1/1000。【例1—3】

用鋼尺丈量AB兩點間的距離，所用鋼尺為30m鋼尺，往測時后尺手中測釬5根，余尺長=23.318m，返測時后尺手中測釬5根，余尺長=23.350m，試根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算AB兩點間的距離？若為平坦地區(qū)，其精度如何？解：D往=5×30+23.318=173.318mD返=5×30+23.350=173.350m△D=∣D往–D返∣=∣173.318–173.350∣=0.032mD平均===173.334m＜，合格一般方法丈量距離手簿見表1-5。2．傾斜地面距離的丈量在傾斜地面丈量距離，當尺段兩端的高差不大但地面坡度變化不均勻時，一般都將鋼尺拉平丈量，如圖1-57所示。丈量由A向B進行，后尺手立于A點，指揮前尺手將尺拉在AB方向線上，后尺手將尺的零點對準A點，前尺手將尺子抬高并目估使尺子水平，然后用垂球將尺的某一刻劃線投于地面上，插以測釬。用此法進行丈量，從山坡上部向下坡方向丈量比較容易，因此，丈量時兩次均由高到低進行。（2）斜量法當傾斜地面的坡度比較均勻時，可以在斜坡丈量出AB的斜距L，測出地面的傾角，或測出A、B兩點的高差h，如圖1-58所示，然后可以計算出AB的水平距離D，即：三、精密量距鋼尺量距的一般方法精度不高，相對誤差一般只能達到1/1000～1/5000，但在建筑工地，例如測設建筑基線、建筑方格網(wǎng)的主要軸線，精度要求達到1/10000～1/40000，此時就應采取鋼尺量距的精密方法。1．精密量距的方法與步驟

（1）清理場地

在欲丈量的兩點方向線上清除障礙物。適當?shù)钠秸麍龅兀逛摮咴诿恳怀叨沃胁恢乱虻孛娓叩投a(chǎn)生撓曲。

（2）直線定線用經(jīng)緯儀定線

如圖1-55所示，首先安置經(jīng)緯儀于A點，照準B點，固定照準部，沿AB方向用鋼尺進行測量，按稍短于一尺段長的位置打下樁，樁頂高出地面10～20cm，樁頂釘一塊白鐵皮，再用經(jīng)緯儀精確定出AB的直線方向，并在頂面上劃上十字細線，其中一條線的方向與視線方向一致，十字線的交點作為丈量時的標志。

（3）測相鄰樁頂?shù)母卟?/p>

為了使沿樁頂丈量的傾斜距離化算成水平距離，應用水準儀測出各相鄰樁頂間高差。相鄰樁頂間兩次高差不大于10mm，可取兩次高差的平均值作為相鄰樁頂間的高差，如圖1-59所示。（4）量距（5人，3次讀數(shù)）

丈量時，兩人同時拉緊鋼尺，把鋼尺有刻劃的側貼切于木樁頂十字線交點，待彈簧秤顯示到鋼尺檢定的標準拉力并達到平衡、鋼尺穩(wěn)定時，前后讀尺員同時讀取讀數(shù)，估讀到0.5mm，記錄員依次記入，并計算尺段長度。前、后移動鋼尺2～3cm，同法再次丈量。每一尺段要讀三組讀數(shù)，三組讀數(shù)算得的長度之差應小于2mm，否則應重測。如在限差之內，取三次結果的平均值，作為該尺段的觀測成果。每一尺段應該記錄溫度一次，估讀至0.5℃。如此繼續(xù)丈量至終點，即完成一次往測。完成往測后，應立即返測。2．尺段長度的改正計算

將每一尺段丈量結果經(jīng)過尺長改正、溫度改正、傾斜改正后得到此尺段的水平距離，所有尺段改正完后，可求總長。

一條直線的方向，是根據(jù)某一標準方向來確定的。

確定直線與標準方向之間的關系，稱為直線定向。12標準方向α12四、直線定向四、直線定向測量上把確定直線與標準方向之間的角度關系稱為直線定向。1．標準方向的種類（1）真子午線方向通過地球表面某點的真子午線的切線方向，稱為該點的真子午線方向。（2）磁子午線方向磁子午線方向是磁針在地球磁場的作用下，磁針自由靜止時其軸線所指的方向。磁子午線方向可用羅盤儀測定。（3）坐標縱軸方向測量中常以通過測區(qū)坐標原點的坐標縱軸為標準，通過測區(qū)內任一點與坐標縱軸平行的方向線，稱為該點的坐標縱軸方向。2．表示直線方向的方法

（1）坐標方位角。。（2）坐標象限角某條直線與坐標縱軸方向之間所夾的銳角角值，稱為該直線的象限角，常用R表示。其角值范圍為0°～90°。坐標方位角與象限角的換算3．坐標方位角的推算

視距測量是利用經(jīng)緯儀、水準儀望遠鏡內的視距絲裝置，根據(jù)光學原理同時測定距離和高差的一種方法。

視距測量具有操作方便、速度快、一般不受地形限制等優(yōu)點。

普通視距測量精度較低，僅能達到1/200~1/300的精度。

但能滿足測定碎部點位置的精度要求，所以視距測量被廣泛地應用于地形測圖中。五、視距測量1．視線水平時的視距測量進行視距測量，要用到視距絲和視距尺。視距絲即望遠鏡內十字絲分劃板上的上下兩根短絲，它與中絲平行且等距離。視距尺是有刻劃的尺子，和水準尺基本相同。nm視距絲十字絲1.視線水平時的水平距離和高差公式ABnmpn′m′MN11121314lmnlFfδdDhvi因為所以,,令，則有

式中K——視距乘常數(shù)，通常K=100；

c——視距加常數(shù)，常數(shù)c值接近零

。故水平距離為

A、B兩點間的高差h為

式中i——儀器高，m；

v——十字絲中絲在視距尺上的讀數(shù)，即中絲讀數(shù)，m?！纠?—7】在水準測量時，觀測人員讀得上絲讀數(shù)為1.323m，下絲讀數(shù)為1.644m，求視距（儀器與尺子之間水平距離）。解：D=100×（1.644-1.323）=32.1m2．視線傾斜時的視距測量如圖1-65所示，安置儀器于A點，量出儀器的高，轉動照準部瞄準B點視距尺，分別讀取中、上、下三絲讀數(shù)v、M、N，再使豎盤指標水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，則豎直角的計算如下：

光電測距以光波作為載波，通過測定光電波在測線兩端點間往返傳播的時間來測量距離。

與傳統(tǒng)的鋼尺量距相比，具有測程遠、精度高、作業(yè)速度快和受地形限制少等特點。

光電測距儀按其測程可分為短程光電測距儀（2km以內）、中程光電測距儀（3～15km）和遠程光電測距儀（大于15km）。按其采用的光源可分為激光測距儀和紅外測距儀等。六、光電測距儀量距1．光電測距原理ABD在A點安置能發(fā)射和接收光波的光電測距儀，在B點設置反射棱鏡。光電測距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測距儀。通過測定光波在AB之間傳播的時間t，根據(jù)光波在大氣中的傳播速度c，按下式計算距離D：相位式光電測距儀的測距原理是：由光源發(fā)出的光通過調制器后，成為光強隨高頻信號變化的調制光。通過測量調制光在待測距離上往返傳播的相位差φ來解算距離。光電測距儀根據(jù)測定時間t的方式，分為直接測定時間的脈沖測距法和間接測定時間的相位測距法。高精度的測距儀，一般采用相位式。2．光電測距儀及其使用方法（1）儀器結構

主機通過連接器安置在經(jīng)緯儀上部，經(jīng)緯儀可以是普通光學經(jīng)緯儀，也可以是電子經(jīng)緯儀。利用光軸調節(jié)螺旋，可使主機的發(fā)射—接受器光軸與經(jīng)緯儀視準軸位于同一豎直面內。另外，測距儀橫軸到經(jīng)緯儀橫軸的高度與覘牌中心到反射棱鏡高度一致，從而使經(jīng)緯儀瞄準覘牌中心的視線與測距儀瞄準反射棱鏡中心的視線保持平行，配合主機測距的反射棱鏡，根據(jù)距離遠近，可選用單棱鏡（1500m內）或三棱鏡（2500m內），棱鏡安置在三腳架上，根據(jù)光學對中器和長水準管進行對中整平。（2）儀器主要技術指標及功能短程紅外光電測距儀的最大測程為2500m，測距精度可達±（3mm+2×10-6×D）（其中D為所測距離）；最小讀數(shù)為1mm；

可輸入溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)自動對結果進行改正；可輸入垂直角自動計算出水平距離和高差；可通過距離預置進行定線放樣；若輸入測站坐標和高程，可自動計算觀測點的坐標和高程。測距方式有正常測量和跟蹤測量，其中正常測量所需時間為3s，還能顯示數(shù)次測量的平均值；跟蹤測量所需時間為0.8s，每隔一定時間間隔自動重復測距。

（3）光電測距儀操作與使用

1)安置儀器

先在測站上安置好經(jīng)緯儀，對中、整平后，將測距儀主機安裝在經(jīng)緯儀支架上，用連接器固定螺絲鎖緊，將電池插入主機底部、扣緊。

在目標點安置反射棱鏡，對中、整平，并使鏡面朝向主機。2)觀測垂直角、氣溫和氣壓

用經(jīng)緯儀十字橫絲照準覘板中心，測出垂直角α。

同時，觀測和記錄溫度和氣壓計上的讀數(shù)。

觀測垂直角、氣溫和氣壓，目的是對測距儀測量出的斜距進行傾斜改正、溫度改正和氣壓改正，以得到正確的水平距離。3)測距準備

按電源開關鍵“PWR”開機，主機自檢并顯示原設定的溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)值，自檢通過后將顯示“good”。

若修正原設定值，可按“TPC”鍵后輸入溫度、氣壓值或棱鏡常數(shù)（一般通過“ENT”鍵和數(shù)字鍵逐個輸入）。

一般情況下，只要使用同一類的反光鏡，棱鏡常數(shù)不變，而溫度、氣壓每次觀測均可能不同，需要重新設定。4.距離測量

調節(jié)主機照準軸水平調整手輪（或經(jīng)緯儀水平微動螺旋）和主機俯仰微動螺旋，使測距儀望遠鏡精確瞄準棱鏡中心。

在顯示“good”狀態(tài)下，精確瞄準也可根據(jù)蜂鳴器聲音來判斷，信號越強聲音越大，上下左右微動測距儀，使蜂鳴器的聲音最大，便完成了精確瞄準，出現(xiàn)“*”。

斜距到平距的改算，一般在現(xiàn)場用測距儀進行，方法是：按“V／H”鍵后輸入垂直角值，再按“SHV”鍵顯示水平距離。連續(xù)按“SHV”鍵可依次顯示斜距、平距和高差。

精確瞄準后，按“MSR”鍵，主機將測定并顯示經(jīng)溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)改正后的斜距。

七、羅盤儀的構造和使用

在小測區(qū)建立獨立的平面控制網(wǎng)時，可用羅盤儀測定直線的磁方位角，作為該控制網(wǎng)起始邊的坐標方位角，將過起始點的磁子午線當作坐標縱軸線。1．羅盤儀的構造羅盤儀的主要部件有磁針、刻度盤、照準設備等，如圖1-67所示。

（1）磁針

在圓形的盒內有一個用人造磁鐵制成的長條狀磁針。當磁針靜止時，磁針兩端恒指在地磁的南北極，即磁子午線上。

磁針指向北極的一端一般漆為黑色，我國處于北半球，磁針北端因受磁力影響而下傾，故而磁針南端繞有銅絲，使磁針水平，并借以分辨磁針南北端。（2）刻度盤一種為全圓從0°～360°逆時針方向注記的刻畫圓盤，這種形式的羅盤儀稱為方位羅盤儀，用來測定磁方位角。另一種形式在圓盤上按逆時針方向標注有東、南、西、北四字（與東西方向相反），南、北兩字處各注為0°，東、西處各注為90°。按象限劃分的象限羅盤儀用來測定直線的象限角?？潭缺P上最小分劃值有1°或30′兩種，在每10°的整倍處注有相應數(shù)值。1）磁方位角。從磁子午線的北端起，順時針至直線間的夾角，稱為磁方位角，角值0°～360°，如圖1-68所示。2）磁象限角。從磁子午線的南端或北端起，順時針或逆時針量至直線的銳角，并注出象限名稱，稱為磁象限角，角值0°～90°，如圖1-69所示。（3）照準設備

羅盤儀的照準設備一般為放大倍率較小的外對光望遠鏡（物鏡一端可因對光螺旋的旋轉而向外、向內伸縮）。它裝在圓盒上方的單邊支架的短橫軸上，既可繞橫軸進行縱轉，也可繞圓盒中心做360°的轉動。故圓盒內刻度盤也隨之轉動。

磁針靜止時，恒指在地磁南北極，故以其為指標，在不同方向上讀出刻度盤不同位置的讀數(shù)，從而測定某直線的磁方位角或磁象限角。2．羅盤儀的使用

在小測區(qū)建立獨立的平面控制網(wǎng)時，可用羅盤儀測定直線的磁方位角，作為該控制網(wǎng)起始邊的坐標方位角，將過起始點的磁子午線當作坐標縱軸線。

用羅盤儀測定直線的磁方位角時，先將羅盤儀安置在直線的起點，對中、整平。松開磁針固定螺絲放下磁針，再松開水平制動螺旋，轉動儀器，用望遠鏡照準直線的另一端點所立標志，待磁針靜止后，其北端所指的度盤讀數(shù)，即為該直線的磁方位角（或磁象限角）。

羅盤儀使用時，應注意避免任何磁鐵接近儀器，選擇測站點應避開高壓線，車間、鐵柵欄等，以免產(chǎn)生局部吸引，影響磁針偏轉，造成讀數(shù)誤差。使用完畢，應立即固定磁針，以防頂針磨損和磁針脫落。第五節(jié)測量誤差基礎知識一、測量誤差概述

1．測量誤差產(chǎn)生的原因（1）人為因素（2）測量儀器的原因（3）外界的因素通常把這三個方面綜合起來稱為觀測條件

在相同觀測條件下進行的一系列觀測稱為等精度觀測；在不同觀測條件下進行的一系列觀測稱為不等精度觀測。2．測量誤差的分類

測量誤差按其性質可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類

在相同的觀測條件下，對某一未知量進行一系列觀測，若誤差的大小和符號保持不變，或按照一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差主要來源于儀器工具上的某些缺陷；來源于觀測者的某些習慣的影響，例如有些人習慣地把讀數(shù)估讀得偏大或偏??；也有來源于外界環(huán)境的影響，如風力、溫度及大氣折光等的影響。（2）偶然誤差在相同的觀測條件下，對某一未知量進行一系列觀測，如果觀測誤差的大小和符號沒有明顯的規(guī)律性，即從表面上看，誤差的大小和符號均呈現(xiàn)偶然性，這種誤差稱為偶然誤差。

產(chǎn)生偶然誤差的原因很多，主要是由于儀器或人的感覺器官能力的限制，如觀測者的估讀誤差、照準誤差等，以及環(huán)境中不能控制的因素如不斷變化著的溫度、風力等外界環(huán)境所造成。3．偶然誤差的特性測量所獲得的數(shù)值稱為觀測值。由于觀測中誤差的存在而往往導致各觀測值與其真實值（簡稱為真值）之間存在差異，這種差異稱為測量誤差（或觀測誤差）。用代表觀測值，X代表真值，則誤差=觀測值L—真值X，即這種誤差通常又稱之為真誤差。（1）表格法由由統(tǒng)計表可歸納出偶然誤差的特性如下：1）有限性。偶然誤差的絕對值不會超過一定的的限值。2）聚中性。絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機會多。3）對稱性。絕對值相等的正、負誤差出現(xiàn)的機會相等。4）抵消性。隨著觀測次數(shù)的無限增加，偶然誤差的理論平均值趨近于零。（2）直方圖法

為了更直觀地表現(xiàn)誤差的分布，可將三角形內角和真誤差統(tǒng)計表的數(shù)據(jù)用較直觀的頻率直方圖來表示。如圖1-70中有斜線的矩形面積，表示誤差出現(xiàn)在+6″～+9″之間的頻率，等于0.069。顯然，所有矩形面積的總和等于1。二、評定測量精度的指標1．精度

精度就是觀測成果的的精確程度，是指對某一個量的多次觀測中，其誤差分布的密集或離散的程度。

在相同的觀測條件下所測得的一組觀測值，這一組中的每一個觀測值，都是具有相同精度。雖然它們的真誤差不相等，但對應于同一誤差分布，稱這些觀測值是等精度的。在一定的觀測條件下進行一組觀測，如果小誤差的個數(shù)相對較多，誤差較為集中于零的附近，從誤差統(tǒng)計直方圖上看，則顯示為縱軸附近的長方條形成高峰，且各長方條構成階梯比較陡峭，即表明這組觀測值的誤差分布較密集，觀測值間的差異較小，也就是說這組觀測值的精度較高；如果小誤差的個數(shù)相對較小，誤差較為分散，從誤差直方圖上看，則顯示為從軸附近的長方條頂峰較低，且長方條構成的階梯較平緩，即表明誤差分布較離散，觀測值間的差異較大，也就說明這組觀測值的精度較低。2．中誤差與相對誤差（1）中誤差在實際測量工作中，不可能對某一量作無窮多次觀測，因此，定義按有限次數(shù)n觀測的偶然誤差求得的標準差為中誤差m。計算公式為：中誤差不同于各個觀測值的真誤差，它是衡量一組觀測精度的指標，它的大小反映出一組觀測值的離散程度。中誤差越小，觀測精度就高；反之，中誤差越大，表明觀測的精度越低。（2）相對誤差

真誤差和中誤差都有符號，并且有與觀測值相同的單位，它們被稱為“絕對誤差”。

相對誤差K等于誤差的絕對值與相應觀測值的比值。它是一個不名數(shù)，常用分子為1的分式表示，即：后者精度較高。在距離測量中還常用往返測量結果的相對誤差來進行檢核距離測量的內部符合精度。計算公式為：

闡述觀測值的中誤差與函數(shù)的中誤差之間關系的定律，叫做誤差傳播定律，它在測量學中有著廣泛的用途。2．和或差的函數(shù)關系設有函數(shù)：四、等精度直接觀測平差1．等精度直接觀測值的最或然值等精度直接觀測值的最或然值即是各觀測值的算術平均值。當觀測次數(shù)n趨近于無窮大時，算術平均值就趨向于未知量的真值。當n為有限值時，算術平均值最接近于真值，因此在實際測量工作中，將算術平均值作為觀測的最后結果，增加觀測次數(shù)則可提高觀測結果的精度。2．評定精度（1）觀測值的中誤差1）由真誤差來計算。2）由改正數(shù)來計算。（2）最或然值的中誤差【例1—12】

對某角等精度觀測6次，其觀測值見表等精度直接觀測平差計算。試求觀測值的最或然值、觀測值的中誤差以及最或然值的中誤差。

解：

由本節(jié)可知，等精度直接觀測值的最或然值是觀測值的算術平均值。

計算各觀測值的改正數(shù)vi，并進行檢核，計算結果列于表1-10。第二章建筑控制測量

第一節(jié)平面控制測量

第二節(jié)高程控制測量

施工測量必須遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，也就是說首先建立控制網(wǎng)，然后根據(jù)控制網(wǎng)進行碎部測量和測設。

在一定區(qū)域內為地圖測繪或工程測量需要而建立的控制網(wǎng)并按相關規(guī)范要求進行的測量工作稱為控制測量。

控制網(wǎng)是在選定區(qū)域內，確定數(shù)量較少且分布大致均勻的一系列對整體有控制作用的點作為控制點（控制點的平面坐標和高程用合適的測量儀器進行精確的測定），按一定的規(guī)律和要求構成網(wǎng)狀幾何圖形。

控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)兩種。第一節(jié)平面控制測量一、測量控制網(wǎng)的分類測量控制網(wǎng)按其控制的范圍分為國家平面控制網(wǎng)、城市平面控制網(wǎng)、小地區(qū)平面控制網(wǎng)三類。1.國家平面控制網(wǎng)國家平面控制網(wǎng)又稱為基本控制網(wǎng)。在全國范圍內建立的平面控制網(wǎng)，稱為國家控制網(wǎng)。國家控制網(wǎng)是用精密測量儀器和方法依照施測精度按一、二、三、四等四個等級建立的，它的低級點受高級點逐級控制。

國家平面控制網(wǎng)主要布設成三角網(wǎng)，采用三角測量的方法。布設原則：是從高級到低級，逐級加密布網(wǎng)。一等三角網(wǎng)，沿經(jīng)緯線方向布設，一般稱為一等三角鎖，是國家平面控制網(wǎng)的骨干；二等三角網(wǎng)，布設在一等三角鎖環(huán)內，是國家平面控制網(wǎng)的全面基礎；三等、四等三角網(wǎng)是二等三角網(wǎng)的進一步加密，以滿足測圖和施工的需要，如圖2-1左圖所示。2.城市控制網(wǎng)

在城市地區(qū)，為測繪大比例尺地形圖、進行市政工程和建筑工程放樣，在國家控制網(wǎng)的控制下而建立的控制網(wǎng)，稱為城市控制網(wǎng)。

城市平面控制網(wǎng)一般布設為導線網(wǎng)。

城市高程控制網(wǎng)一般布設為二、三、四等水準網(wǎng)。城市控制網(wǎng)的一般要求：（1）城市平面控制網(wǎng)一般布設為導線網(wǎng)。（2）城市高程控制網(wǎng)一般布設為二、三、四等水準網(wǎng)。（3）直接供地形測圖使用的控制點，稱為圖根控制點，簡稱圖根點。（4）測定圖根點位置的工作，稱為圖根控制測量。（5）圖根控制點的密度（包括高級控制點），取決于測圖比例尺和地形的復雜程度。3．小地區(qū)控制網(wǎng)

在面積小于15km2范圍內建立的控制網(wǎng)，稱為小地區(qū)控制網(wǎng)。建立小地區(qū)控制網(wǎng)時，應盡量與國家（或城市）的高級控制網(wǎng)連測，將高級控制點的坐標和高程，作為小地區(qū)控制網(wǎng)的起算和校核數(shù)據(jù)。如果不便連測時，可以建立獨立控制網(wǎng)。

測區(qū)范圍內建立最高一級控制網(wǎng)，稱為首級控制網(wǎng)；最低一級的即直接為測圖而建立的控制網(wǎng)，稱為圖根控制網(wǎng)。二、導線測量

將測區(qū)內相鄰控制點連成直線而構成的折線，稱為導線。這些控制點，稱為導線點。導線測量就是依次測定各導線邊的長度和各轉折角值；根據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各邊的坐標方位角，從而求出各導線點的坐標。1．導線布設的三種形式

導線包括閉合導線、附合導線和支導線三種形式。（1）閉合導線起訖于同一已知點的導線，稱為閉合導線，如圖2—2a所示（2）附合導線布設在兩已知點間的導線，稱為附合導線，如圖2—2b所示。（3）支導線由一己知點和一已知邊的方向出發(fā)，既不附合到另一已知點，又不回到原起始點的導線，稱為支導線，如圖2—2c所示。注：1．表中n為測站數(shù)。

2．當測區(qū)測圖的最大比例尺為1:1000時，一、二、三級導線的平均邊長及總長可適當放長，但最大長度不應大于表中規(guī)定的2倍。2．導線測量的外業(yè)工作

導線測量的外業(yè)工作包括勘探選點及建立標志、量邊、測角和連測。（1）勘探選點及建立標志實地選點時應注意下列幾點：1）相鄰點間通視良好，地勢較平坦，便于測角和量距。2）點位應選在土質堅實處，便于保存標志和安置儀器。3）視野開闊，便于測圖或放樣。4）導線各邊的長度應大致相等，除特殊情形外，相鄰邊長度比一般不大于1：3，平均邊長符合表2-2的規(guī)定。5）導線點應有足夠的密度，分布較均勻，便于控制整個測區(qū)。（2）導線邊長的測量

若用鋼尺丈量，鋼尺必須經(jīng)過檢定。對于一、二、三級導線，應按鋼尺量距的精密方法進行丈量。對于圖根導線，用一般方法往返丈量或同一方向丈量兩次；