测量教程

tengizxi

绪   论

    测量学的任务及作用
    测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包含空中、地下和海底)点依的科学。它的内容包括测定和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学究和国防建设使用。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。测量学按照研究范围和对象的不同，产生了许多分支科学。例如，研究整个地球的状和大小，解决大地区控制测量和地球重力场问题的，属于大地测量学的范畴。
     近年来，因人造地球卫星的发射和科学技术的发展，大地测量学又分为常规大地测量学和卫星大地测量学。
     测量小范围地球表面形状时，不顾及地球曲率的影响，把地球局部表面当作平面看待所进行的测量工作，属于普通测量学的范畴。
     利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间位置的工作，属于摄影测量学的范畴。由于获得像片的方式不同，摄影测量学又可为地面摄影测量学、航空摄影测量学、水下摄影测量学和航天摄影测量学等。特别是由于遥感技术的发展，摄影方式和研究对象日趋多样，不仅是固体的、静态的对象，即使是液体、气体以及随时间而变化的动态对象，都可应用摄影测量方法进行研究。
      以海洋和陆地水域为对象所进行的测量和海图编制工作，属于海洋测绘学的范畴。
      研究工程建设中所进行的各种测量工作，属于工程测量学的范畴。
      利用测量所得的成果资料，研究如何投影编绘和制印各种地图的工作，属于制图学的范畴。测绘科学应用很广：在国民经济和社会发展规划中，测绘信息是最重要的基础信息之一，各种规划及地籍管理，首先要有地形图和地籍图。另外，在各项工农业基本建设中，从勘测设计阶段到施工、竣工阶段，都需要进行大量的测绘工作。在国防建设中，军事测量和军用地图是现代大规模的诸兵种协同作战不可缺少的重要保障。至于远程导弹、空间武器、人造卫星或航天器的发射，要保证它精确入轨，随时校正轨道和命中目标，除了应测算出发射点相目标点的精确坐标、方位、距离外，还必须掌握地球形状、大小的精确数据和有关地域的重力场资料。在科学实验方面，诸如空间科学技术的研究，地壳的形变、地震预报以及地极周期性运动的研究等，都要应用测绘资料。即使在国家的各级管理工作要求有各种比例尺的地形图，供城镇规划、选择厂址、管道及交通线路选线以及总平面图设计和竖向设计之用。在施工阶段，要将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程测设于实地，以便进行施工。施工结束后，还要进行竣工测量，绘制竣工图，供日后扩建和维修之用。即使是竣工以后，对某些大型及重要的建筑物和构筑物还要进行变形观测，以保证建筑物的安全使用。
     工民建、给排水等专业的学生，学习本课程之后，要求达到掌握普通测量学的基本知识和基础理论；能正确使用工程水准仪、工程经纬仪等仪器和工具；了解大比例尺地形图的成图原理和方法；在工程设计和施工中，具有正确应用地形图和有关测量资料的能力和进行一般工程施工测设的能力，以便能灵活应用所学的测量知识为其专业工作服务。
       我国测量技术发展概况
       我国是世界文明古国，由于生活和生产的需要，测量工作开始得很早。春秋战国时编制了四分历，一年为365.25日，与罗马人采用的儒略历相同，但比其早四、五百年。南北朝时祖冲之所测的朔望月为29．530588日，与现今采用的数值只差0．3秒。宋代杨忠辅编制的《统天历》，一年为365．2425日，与现代值相比，只有26秒误差。之所以能取得这样准确数据，在于公元前四世纪就已创制了浑天仪，用它来测定天体的坐标入宿度和去极度(相当于现代赤道坐标系统的赤经差和90。——赤纬)。汉代张衡改进了浑天仪，并著有《浑天仪图注》。元代郭守敬改进浑天仪为简仪。用于天文观测的仪器还有圭、表和复矩。用以计时的仪器有漏壶和日晷等。在地图测绘方面，由于行军作战的需要，历代帝皇都很重视。目前见于记载最早的古地图是西周初年的洛邑城址附近的地形图。周代地图使用很普遍，管理地图的官员分工很细。现在能见到的最早的古地图是长沙马王堆三号墓出土的公元前168年陪葬的占长沙国地图和驻军团，图上有山脉、河流、居民地、道路和军事要素。西晋时裴秀编制了《禹贡地域图》和《方丈图》，并创立了地图编制理论——《制图六体》。此后历代都编制过多种地图，其中比较著名的有：南北朝时谢庄创制的《木方丈图》；唐代贾耽编制的《关中陇右及山南九州等固》及《海内华夷图》；北宋时的《淳化天下固》；南宋时石刻的《华夷图》和《禹迹图》(现保存在西安碑林)；元代朱思本绘制的《舆地图》；明代罗洪先绘制的《广舆图》(相当于现代分幅绘制的地图集)；明代郑和下西洋绘制的《郑和航海图》；清代康熙年间绘制的《皇舆全览图》；1934年，上海申报馆出版的《中华民国新地图》等。我国历代能绘制出较高水平的地图，是与测量技术的发展有关连的。我国古代测量长度的工具有丈杆、测绳(常见的有地笆、云笆、和均高)、步车和记里鼓车；测量高程的仪器工具有矩和水平(水准仪)；测量方向的仪器有望筒和指南针(战国时期利用天然磁石制成指南工具——司南，宋代出现人工磁铁制成的指南针)。测量技术的发展与数理知识紧密关连。公元前问世的《周髀算经》和《九章算术》都有利用相似三角形进行测量的记载。三国时魏人刘微所著的《海岛算经》，介绍利用丈杆进行两次、三次甚至四次测量(称重差术)，求解山高、河宽的实例，大大促进了测量技术的发展。我国古代的测绘成就，除编制历法和测绘地图外，还有：唐代在僧一行的主持下，实量了从河南白马，经过浚仪、扶沟到上蔡的距离和北极高度，得出于午线一度的弧长为132．31km，为人类正确认识地球作出了贡献。北宋时沈括在《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。元代郭守敬在测绘黄河流域地形图时，“以海面较京师至汀梁地形高下之差”，是历史上最早使用“海拔”观念的人。清代为统一尺度，规定二百里合地球上经线1。的弧长，即每尺合经线上百分之一秒，一尺等于0．317m。
      中华人民共和国成立后，我国测绘事业有了很大的发展。建立和统一了全国坐标系统和高程系统；建立了遍及全国的大地控制网、国家水准网、基本重力网和卫星多普勒网；完成了国家大地网和水准网的整体平差；完成了国家基本图的测绘工作；完成了珠穆朗玛峰和南极长城站的地理位置和高程的测量；配合国民经济建设进行了大量的测绘工作，例如进行了南京长江大桥、葛州坝水电站，宝山钢铁厂、北京正负电子对撞机等工程的精确放样和设备安装测量。出版发行了地图1600多种，发行量超过11亿册。在测绘仪器制造方面，从无到有，现在不仅能生产系列的光学测量仪器，还研制成功各种测程的光电测距仪、卫星激光测距仪和解析测图仪等先进仪器。测绘人才培养方面，已培养出各类测绘技术人员数万名，大大提高了我国测绘科技水平。特别是近年来，我国测绘科技发展更快，例如GPS全球定位系统已得到广泛应用，全国GPS大地网即将完成；地理信息系统方面，我国第一套实用电于地图系统(全称为国务院国情地理信息系统)已在国务院常务会议室建成并投入使用；这说明我国目前的测绘科技水平，虽与国际先进水平相比，还有一定的差距，但只要发愤图强，励精图治，是能迅速赶上和超过国际测绘科技水平的。
    3S技术发展概况
    1．GPS全球定位系统（Global Position System）
    全球定位系统是美国国防部为满足其军事部门海、陆、空高精度导航、定位和定时的要求而建立的一种卫星定位和导航系统。它由24颗工作卫星组成和，其中包括3颗可随时启动的备用卫星。工作卫星均匀分布在六个相对于赤道面倾角为55度的近似圆形轨道面内，每个轨道面上有4颗卫星，轨道之间的夹角为60度，轨道平均高度为20200km，卫星运行周期为11小时58分。同时在地平线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少为4颗，最多时达11颗。保证在地球任一点任一时刻均可收到4颗以上卫星的信息，实现实时定位。
     我国GPS技术研究和应用可分为两个阶段，第一阶段是八十年代，以测绘领域的应用为主，引进GPS技术和接收机，开发GPS测量数据处理软件，以静态定位为主，现在全国施测几千个各种精度的GPS点，其中包括：国家A、B级网点。第二阶段是进入九十年代，随着差分GPS技术的发展，GPS定位从静态扩展到动态，从事后处理扩展到实时或准实时定位和导航。

     2．RS遥感技术（Remote Sensing）
遥感是指从远距离高空以信外层空间的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理，从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境相互关系与变化的现代科学技术。
现代遥感技术具有以下特点：
   （1） 传感器的不断更新。目前除了框幅式可见光黑白摄影、多谱摄影、彩色摄影、新红外摄影、紫外摄影仪器外，还有全景摄影机、红外扫瞄仪、红外辐射计、多谱段扫描仪、成像光谱仪、合成孔径雷达和激光测高仪等。这些传感器用不同的方式，对电磁波不同的谱段所获得的对地观测数据，以硬拷贝的返回方式和软拷贝的传输方式提供原始的遥感数据。
   （2） 影像分辨率形成多级序列，可提供从粗到精的对地观测数据，全面体现在空间分辨率。美国空间成像地球观测卫星公司其卫星影像分辨率可达到1米。多级分辨率的实现，人们可以在粗分辨率的影像上快速发现可能发生变化的地区，进而在精分辩率的影像上详细分析研究这些变化情况。
   （3） 多时相特征，可以反复获得同一地区的影像数据。这种多时相性为人们提供了长期、系统、全面和动态研究地球表面变化规律的可能性、客观性和科学性。
     我国遥感技术发展已从单纯的应用国外卫星资料到发射自主设计的遥感卫星，如气象研究的风云系列卫星。遥感图象处理技术也取得很大发展，如机载224波段成像光谱仪、全数字摄影测量系统等。
    3．GIS地理信息系统(Geographic Information System)
    地理信息系统是以采集、存储、描述、检索、分析和应用与空间位置有关的相应属性信息的计算机系统，它是集计算机、地理、测绘、环境科学、空间技术、信息科学、管理科学、网络技术、现代通讯技术、多媒体技术为一体的多学科综合而成的新兴学科。
     GIS有两个显著特征：一是它不仅可以象传统的数据库管理系统那样管理数字和属性信息，而且可以管理空间图形信息；二是它可以利用各种空间分析的方法，对多种不同的信息进行综合分析、寻求空间实体间的相互关系，分析处理在一定区域内分布的现象和过程。
     目前，GIS正向多功能、高精度、现势性强的方向发展。如：TGIS（TemporalGIS），研究区域随时间的演变，来推测和预报“未来”，并作出科学的分析。3DGIS（山维GIS），研究图像可视性，利用空间位置来探索空间影响。多媒体技术导入GIS中，使GIS的功能更强大，具有声音、动画等效果，可以模拟人类、动物的特征，更具有智能化。网络GIS（WebGIS）也是当前研究领域中另一个热门话题，使GIS的媒介对象更丰富，从而与社会、人类生活密不可分。
     我国的GIS的发展和应用较为迅速和广泛。在软件，已经成功开发出mapgis、Geostar、Citystar等。综合和专题GIS开发数不胜数。
     光电测量仪器发展概况
     1．电子全站仪
     2．电子水准仪
     3．电子平板仪
     地面点位的确定
      一、地球的形状和大小
     测量工作是在地球表面进行的，而地球自然表面很不规则，有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠穆朗玛峰高出海水面达8848．13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。但是这样的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的。再顾及到海洋约占整个地球表面的71％，因此，人们把海水面所包围的地球形体看作地球的形状。由于地球的自转运动，地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重作用，这两个力的合力称为重力，重力的方向线称为铅垂线。铅垂线是测量工作的基准线。静止的水面称为水准面，水准面是受地球重力影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重力场的等位面。与水准面相切的平面称为水平面。水面可高可低，因此符合上述特点的水准面有无数多个，其中与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，称为大地水准面。大地水准面是测量工作的基准面。由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体。
     用大地体表示地球体形是恰当的，但由于地球内部质量分布不均匀，引起铅垂线的方向产生不规则的变化，致使大地水准面成为一个复杂的曲面，无法在这曲面上进行测量数据处理。为了使用方便，通常用一个非常接近于大地水准面，并可用数学式表示的几何形体(即地球椭球)来代替地球的形状作为测量计算工作的基准面。由球椭球是一个椭圆绕其短轴旋转而成的形体，故地球椭球又称旋转椭球。旋转椭球体由长半径a(或短半径b)和扁率α所决定。我国目前采用的元素值为长半径 a＝6378140m，并选择陕西泾阳县永乐镇某点为大地原点，进行了大地定位。由此而建立起来全国统一坐示系，这就是现在使用的“1980年国家大地坐标系”。
     由于地球椭球的扁率很小，因此当测区范围不大时，可近似地把地球椭球作为圆球，其半径为6371km。
1．水准面：处处与重力方向线垂直的连续曲面。是一个重力场的等位面。
2．水平面：与水准面相切的平面。
3．大地水准面：自由静止的平均海水面延伸到大陆、岛屿内而形成的闭合曲面。
4．大地体：由大地水准面所包围的地球形体。
5．参考椭球面：接近大地水准面，可用数学式表示的椭球面来作为测量计算工作基准面。
      二、确定地面点位的方法
    测量工作的基本任务是确定地面点的位置，确定地面点的空间位置需用三个量。在测量工作中，是将地面点沿铅垂线方向投影到大地水准面上，  
1．地面点的高程
    地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，或称海拔。海水受潮汐和风浪的影响，是个动态的曲面。我国在青岛设立验潮站，长期观察和记录黄海海水面的高低变化，取其平均值作为大地水准面的位置(其高程为零)，并在育岛建立了水准原点。目前，我国采用‘“1985年高程基准”，青岛水准原点的高程为72．260m。，全国各地的高程都以它为基准进行测算。但1987年以前使用的是1958年高程基准，利用旧的高程测量成果时，要注意高程基准的统一和换算。
    当个别地区引用绝对高程有困难时，可采用假定高程系统，即采用任意假定的水准面为起算高程的基准面。地面点到某一假定水准面的铅垂距离，称为假定高程。两个地面点之间的高程差称为高差。两点间的高差与高程起算面无关。
2．地面点在投影面上的坐标
    地面点在地球椭球面上的坐标一般用球面坐标经度和纬度表示，为了实用方便起见，常采用平面直角坐标系来表示地面点位，下面是常用的两种平面直角坐标系统。
(1)独立平面直角坐标系
    大地水准面虽是曲面，但当测量区域(如半径不大于10km的范围)较小时，可以用测区中心点切平面来代替曲面，地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标来确定。测量工作中采用的平面直角坐标。规定南北方向为纵轴，另记为X轴，X轴向北为正，向南为负；以东西方向为横轴，并记为y轴，y轴向东为正，向西为负。平面直角坐标系中象限按顺时针方向编号，X轴与Y轴互换，这与数学上的规定是不同的，其目的是为了定向方便，将数学中的公式直接应用到测量计算中，不需作任何变更。
(2)高斯平面直角坐标系当测区范围较大，就不能把水准面当作水平面。把地球椭球面上的图形展绘到平面上来，必然产生变形，为使其变形小于测量误差，必须采用适当的方法来解决这个问题，测量工作中通常采用高斯投影方法。
    高斯投影的方法是将地球划分成若干带，然后路每带投影到平面上。投影带是从首子午线(通过英国格林尼治天文台的子午线)起，每经差6。划一带，自西向东将整个地球划分成经差相等的60个带，用阿拉伯数字1、2、3、…60表示。位于各带中央的子午线，称为该带的中央子午线。第一个六度带的中央子午线的经度为3。，
    为了根据横坐标能确定该点位于哪一个六度带内，还应在横坐标值前冠以带号。例
如，J点位于第20带内，则其横坐标yd为20637680mo
    高斯投影中，离中央于午线近的部分变形小，离中央子午线愈远变形愈大，两侧对称。当测绘大比例尺图要求投影变形更小时，可采用三度分带投影法。
       测量工作概述
      一、测量工作基本原则
      1．从整体到局部，先控制后碎部。
      2．前一步测量工作未作检核不进行下一步测量工作。
      二、测量工作基本内容
       1．水平角测量
       2．水平距离测量
       3．高程测量
     地球表面复杂多样的形态，可分为地物和地貌两大类。地面上固定性物体称为地物，如河流、湖泊、道路和房屋等。地面上高低起伏形态称为地貌，如山岭、谷地和陡崖等。不论地物或地貌，它们的形状和大小都是由一些特征点的位置所决定。这些特征点也称碎部点。测量时，主要就是测定这些碎部点的平面位置和高程。测定碎部点的位置，其程序通常分为两步：第一步为控制测量，以较精确的仪器和方法测定各控制点之间的距离、各控制边之间的水平夹角，某一条边的方位角，设某点的坐标 已知，则可计算出其它控制点的坐标，以确定其平面位置。同时还要测出各控制点之间的高差，没某点的高程为已知，求出其它控制点的高程。第二步为碎部测量，即根据控制点测定碎部点的位置。这种“从整体到局部”、“先控制后碎部”的方法是组织测量工作应遵循的原则，它可以减少误差累积，保证测图精度，而且可以分幅测绘，加快测固进度。另外，从上述可知，当测定控制点的相对位置有错误时，以其为基础所测定的碎部点位也就有错误，碎部测量中有错误时，以此资料绘制的地形图也就有错误。因此，测量工作必须严格进行检核工作，故“前一步测量工作末作检核不进行下一步测量工作”是组织测量工作应遵循的又一个原则，它可以防止错漏发生，保证测量成果的正确性。
    上述测量工作的布局原则和程序，不仅适用于测定工作，也适用于测设工作在测设工作中也要严格进行检核，以防出错。
    综合上述，无论控制测量、碎部测量和施工测设，其实质都是确定地面点的位置，但控制测量是碎部测量和测设工作的基础。碎部测量是把地面上各点测绘到图纸上并绘制成地形图，而测设工作是将图上设计的建筑物和构筑物的泣置放样到地面上，作为施工的依据。而地面点间的相互位置关系，是以水平角(方向)、距离和高差来确定的，因此，高程测量、水平角测量和距离测量是测量学的基本内容，测高程、测角和量距是测量的基本工作，观测、计算和绘图是测量工作的基本技能。

本章小结
1．建筑和水利工程测量的主要任务包括测图、放样、变形观测。我们着重掌握测量工作的基本概念、基本仪器和基本操作方法，结合规划设计阶段、施工阶段的测量工作进行学习。至于变形观测时的测量工作，主要由专业人员进行测量。
2．弄清一些基本概念，如水准面、大地水准面、旋转椭球体、地理坐标、平面直角坐标、高斯—克里格坐标、绝对高程和相对高程、地形图、比例尺及比例尺精度、测量工的基本原则等。
3．地球是个旋转椭球体，在地形测量范围内，为计算方便，可把地球视为圆球，其半径只为6371km。当测区范围在10km以内时，如测量水平距离，可不考虑地球的曲率，用水平面代替球面，但在高程测量时，即使测距很短，也必须考虑地球曲率的影响，这将在以后章节进一步介绍。
4．确定地面点的位置是由其平面位置和点的高程决定，平面位置一般用平面直角坐标系表示，即用X、Y代表纵、横坐标。正如一张电影票，若上面印着“12排7号”，12排则表示其在X方向上的位置，7号则表示其在Y方向上的位置。若电影院有楼，前面要加“楼上”或“楼下”二字，以表示它们的空间位置，测量上用高程“H”表示。测定地面点相对位置的基本工作是距离丈量、角度测量和高程测量。
5．“从整体到局部”或“先控制后碎部”是测量工作所遵循的原则。无论是地形测量
还是施工测量，都必须遵循此项原则。

tengizxi

水准测量

   测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法不同，分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的—种测量方法，在国家高程控制测量、工程勘测和施工测量中被广泛采用。本章将着重介绍水准测量原理、微倾式水准仪的构造和使用、水准测量的施测方法及成果检核和计算等内容。
   水准测量原理
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。
设后视A尺读数为a ，前视B尺读数为b ，则A、B两点高差为高差法：视线高法：  
    水准测量的仪器和工具
    水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。
    水准仪按其精度可分为DS05、DSl、DS3和DSl0等四个等级o。建筑工程测量广泛使用DS3级水准仪。因此，本章着重介绍这类仪器。
    一、水准仪的结构
    根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。因此，水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。
    1．望远镜
    DS3水准仪望远镜主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板所组成。物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝分划板上刻有两条互相垂直的长线，竖直的一条称竖丝，横的一条称为中丝，是为了瞄准目标和谈取读数用的。在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝平行的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。十字丝分划板是由平板玻璃圆片制成的，平板玻璃片装在分划板座上，分划板座固定在望远镜筒上。
     十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴或视线。水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。
     对光凹透镜可使不同距离的目标均能成像在十字丝乎面上。再通过目镜，便可看清同时放大了的十字丝和目标影像。从望远镜内所看到的目标影像的视角与肉眼直接观察该目标的视角之比，称为望远镜的放大率。DS3级水准仅望远镜的放大率一般为28倍。
     什么叫视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。
     什么叫视差：当眼睛在目镜端上下微动时，发现十字丝与目标成像有相对运动的现象。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。
     2．水准器：分为管水准器和圆水准器。
    水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。有管水准器和圆水准器两种。管水准器用来指示视准轴是否水平；圆水准器用来指示竖轴是否竖直。
    (1)管水准器
    又称水准管，是一纵向内壁磨成圆弧形的玻璃管，管内装酒精和乙醚的混合液，加热融封冷却后留有一个气泡。由于气泡较轻，故恒处于管内最高位置。
    水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点0，称为水准管零点。通过零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。当水准管的气泡中点与水准管零点重合时，称为气泡居中；这时水准管轴工人处于水平位置。水准管圆弧2mm所对的圆心角称为水准管分划值。安装在DS3级水准仪上的水准管，其分划值不大于20”／2mm。
微倾式水准仪在水准管的上方安装一组符合棱镜，通过符合棱镜的反射作用，使气泡两端的像反映在望远镜旁的符合气泡观察窗中。若气泡两端的半像吻合时，就表示气泡居中。若气泡的半像错开，则表示气泡不居中，这时，应转动微倾螺旋，使气泡的半像吻合。
    (2)圆水准器
圆水准器顶面的内壁是球面，其中有圆分划圈，圆圈的中心为水准器的零点。通过零点的球面法线为圆水准器轴线，当圆水准器气泡居中时，该轴线处于竖直位置。当气泡不居中时，气泡中心偏移零点2mm，轴线所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，由于它的精度较低，故只用于仪器的概略整平。
什么叫管水准轴：过管水准器圆弧零点的切线。
什么叫圆水准轴：过圆水准器球面零点的法线。
什么叫水准管分划值（τ）：水准管圆弧2mm分划所对应的圆心角。
     (3)基座
基座的作用是文承仪器的上部并与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。
    二、水准尺和尺垫
     水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量好坏直接影响水准测量的精度。因此，水准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成；要求尺长稳定，分划准确。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。塔尺多用于等外水准测量，其长度有2m和5m两种，用两节或三节套接在一起。尺的底部为零点，尺上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0．5cm，每一米和分米处均有注记。双面水准尺多用于三、四等水准测量。其长度有2m和3m两种，且两根尺为一对。尺的两面均有刻划，一面为红白相间称红面尺；另—面为黑白相间，称黑面尺(也称主尺)，两面的刻划均为1cm，并在分米处注字。两根尺的黑面均由零开始；而红面，一根尺由4．687m开始至6．687m或7．687m，另一根由4．787m开始至6．787m或7．787m。
     尺垫是在转点处放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。
     1．水准尺：水准测量时使用的标尺。它分为塔尺和双面水准尺。
     2．尺垫：在转点处放置水准尺用。
    水准仪的使用
    水准仪的使用包括仪器的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。
    一、安置水准仪
    打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。
    二、粗略整平
粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。
    三、瞄准水准尺
    首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察；转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。
    当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。产生祝差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰
四、精平与读数
    眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。这时，即可用十字丝的中丝在尺上读数。现在的水准仪多采用倒像望远镜，因此读数时应从小往大，即从上往下读。先估读毫米数，然后报出全部读数。
    精平和读数虽是两项不同的操作步骤，但在水准测量的实施过程中，却把两项操作视为一个整体；即精平后再读数，读数后还要检查管水准气泡是否完全符合。只有这样，才能取得准确的读数。
    水准测量外业工作
    一、水准点（Bench Mark），简记为BM
    为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点，这些点称为水准点(Bench Mark)，简记为BM。水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。水准点有永久性和临时性两种。国家等级水准点一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料制成的半球状标志。有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，称为墙上水准点。
    建筑工地上的永久性水准点一般用混凝土或钢筋混凝土制成，临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，校顶钉以半球形铁钉。
    埋设水准点后，应绘出水准点与附近固定建筑物或其它地物的关系图，在图上还要写明水准点的编号和高程，称为点之记，以便于日后寻找水准点位置之用。水准点编号前通常加BM字样，作为水准点的代号。
    二、水准测量的实施
当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时，就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。为测A、B点高差，在AB线路上增加1、2、3、4、……等中间点，将AB高差分成若干个水准测站。其中间点仅起传递高程的作用，称为转点（Turning Point），简写为TP。转点无固定标志，无需算出高程。
显然，每安置一次仪器，便可测得一个高差，即
                 
                 
                 ……………
                 
将各式相加，得
                     
则B点的高程为
                     
     三、水准测量的检核
     1．计算检核
     B点对A点的高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和，因此，此式可用来作为计算的检核。但计算检核只能检查计算是否正确，不能检核观测和记录时是否产生错误。
     2．测站检核
     B点的高程是根据A点的已知高程和转点之间的高差计算出来。若其中测错任何一个高差，B点高程就不会正确。因此，对每一站的高差，都必须采取措施进行检核测量。
   （1）变动仪器高法：同一测站用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较进行检核。
   （2）双面尺法：仪器高度不变，立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。
     3．成果检核
测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差超限。由于温度、风力、大气折光、尺垫下沉和仪器下沉等到外界条件引起的误差，尺了倾斜和估读的误差，以及水准仪本身的误差等，虽然在一个测站上反映不很明显，但随着测站数的增多使误差积累，有时也会超过规定的限差。
   （1）附合水准路线
   （2）闭合水准路线
   （3）支水准路线
     水准测量的内业
     水准测量外业式作结束后，要检查手簿，再计算各点间的高差。经检核无误后，才能进行计算和调整高差闭合差。最后计算各点的高程。
    一、附合水准路线闭合差的计算和调整
     1．高差闭合差的计算
    高差闭合差可用来衡量测量成果的精度，等外水准测量的高差闭合差容许值，规定为
    平地       L为水准路线长度公里数
    山地       n为测站数
     2．闭合差的调整
在同一条水准路线上，假设观测条件是相同的，可认为各站产生的误差机会是相同的，故闭合差的调整按与测站数（或距离）成正比反符号分配的原则进行。   
     3．高程计算
      二、闭合水准路线闭合差的计算与调整
     闭合水准路线各段高差的代数和应等于零，即
     由于存在着测量误差，必然产生高差闭合差
               
闭合水准路线高差闭合差的调整方法、容许值的计算，均与附合水准路线相同。
2．6       精密水准仪和水准尺
2．7       自动安平水准仪
2．8       微倾式水准仪的检验与校正
一、水准仪应满足的条件
根据水准测量原理，水准仪必须提供一条水平视线，才能正确地测出两点间高差。为此，水准仪应满足的几何条件是：
（1）圆水准器轴L′L′应平行于仪器的竖轴VV；
（2）十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴；
（3）水准管轴LL平行于视准轴CC。
二、检验与校正
1．圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正
    检验  用脚螺旋使圆水准器气泡居中，将仪器绕竖轴旋转180度，如果气泡不居中，表明圆水准轴不平行于竖轴，而离开零点弧长所对应的圆心角为两倍的α。
    校正  调整圆水准三个校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离量的一半。校正工作一般都难于一次完成，需反复进行直至仪器旋转到任何位置圆水准器气泡皆居中时为止。
2．十字丝横丝应垂直于仪器竖轴的检验与校正
检验  安置仪器后，先将横丝一端对准一个明显的点状目标M，固定制动螺旋，转动微动螺旋，如果标志点M不离开横丝，说明横丝垂直于竖轴，否则需要校正。
校正  用螺丝刀松开分划板座固定螺丝，转动分划板座，改正偏离量的一半。
3．视准轴平行于水准管轴的检验校正
检验  在S1处安置水准仪，从仪器向两侧各量40米，定出等距离的A、B两点，打木桩或放置尺垫标志之。
（1）在S1处用变动仪高法，测出A、B两点的高差。若两次测得的高差之差不超过3mm，则取其平均值hAB作为最后结果。由于距离相等，两轴不平行的误差△h可在高差计算中自动消除，故h值不受视准轴误差的影响。
（2）安置仪器于B点附近的S2处，离B点约3米左右，精平后读得B点水准尺上的读数为b2，因仪器离B点很近，两轴不平行引起的读数误差可忽略不计。故根据b2和A、B两点的正确高差h算出A点尺上应有读数为
                     
然后，瞄准A点水准尺，读出水平视线读数 ，如果 与 相等，说明两轴平行，否则存在I角，其值为
                 
对于DS3级微倾水准仪，I值不得大于20″。
       校正  转动微倾螺旋使中丝对准A点尺上正确读数c2，此时视准轴处于水平位置，但管水准气泡必然偏离中心。用拨针拨动水准管一端的上、下两个校正螺丝，使气泡的两个半象符合。
2．9       水准测量的误差分析
一、仪器误差
1．仪器校正后的残余误差
    I角校正残余误差，这种影响与距离成正比，只要观测时注意前、后视距离相等，可消除或减弱此项的影响。
2．水准尺误差
    由于水准尺刻划不准确，尺长变化、弯曲等影响，水准尺必须经过检验才能使用。标尺的零点差可在一水准段中使测站为偶数的方法予以消除。
二、观测误差
1．水准管气泡居中误差
    设水准管分划值为τ″，居中误差一般为±0.15τ″，采用符合式水准器时，气泡居中精度可提高一倍，故居中误差为
              
2．读数误差
    在水准尺上估读毫米数的误差，与人眼的分辨能力、望远镜的放大倍率以及视线长度有关，通常按下式计算
               
3．视差影响
当视差存在时，十字丝平面与水准尺影像不重合，若眼睛观察的位置不同，便读出不同的读数，因而也会产生读数误差。
4．水准尺倾斜影响
    水准尺倾斜将使尺上读数增大。
三、外界条件的影响
1．仪器下沉
    由于仪器下沉，使视线降低，从而引起高差误差。采用“后、前、前、后”的观测程序，可减弱其影响。
2．尺垫下沉
    如果在转点发生尺垫下沉，将使下一站后视读数增大。采用往返观测，取平均值的方法可以减弱其影响。
3．地球曲率及大气折光影响
    用水平视线代替大地水准面地尺上读数产生的误差为C，则
              
    由于大气折光，视线并非是水平，而是一条曲线，曲线的曲率半径为地球半径的7倍，其折光量的大小对水准读数产生的影响为
               
折光影响与地球曲率影响之和为
               
4．温度影响
温度的变化不仅引起大气折光的变化，而且当烈日照射水准管时，由于水准管本身和管内液体温度升高，气泡向着温度高的方向移动，影响仪器水平，产生气泡居中误差，观测时应注意撑伞遮阳
本章小结
    1．水准测量是利用水准仪提供的水平视线来直接测定地面上各点间的高差，然后根据其中一点的高程推算出其他各点的高程。高差hAB＝a—b，下角AB表示A点测向B点，a为A尺上的读数即后视读数，b为B尺上的读数即前视读数，所以高差具有正、负性(方向性)。
    2．弄清下述一些基本概念：视准轴、望远镜放大率、水准轴、水准管分划值、视差等。
    3．水准管的作用在于导致视线成水平位置，圆水准器的作用在于导致竖铀成竖直位置。安置水准仪时，必须要使架头大致与观测者身高相适应。要掌握以左手大拇指为准的调节脚螺旋使圆水准器居中的方法，读数时一定要消除视差，并使水准管气泡居中。转点处要放尺垫，其作用是防止水准尺的位置和高度发生变化。
    4．在实际工作中，由于两点相距较远或高差较大时，必须安置若干次仪器才能测得两点间的高差，这是一个测站上工作的重复连续运用，所以其特点是工作的连续性。转点在水准测量中用来传递高程的点，通常不必求该点高程，其上要放尺垫固定。转点的特点是既有前视读数，又有后视读数，它有关全局，所以要选择坚实的地方。
    5．测量工作一般都在规定的记录表格上如实地反映出测、算过程和结果，表格中有计算校核，∑a一∑b＝∑h，这只说明计算无误，但不能反映测量成果的优劣。外业结束后，进行高差闭合差的计算，在限差允许的范围内，即按水准路线长度或测站数进行调整，若超过限差，必须重测。高差改正后，可根据已知点高程算出其它各欲求点的高程。
    6．水准测量时，将仪器放在距前、后视距离相等处的目的、在于消除地球曲率、大气折光的影响和视准轴不平行于水准管轴残余误差的影响。
    7．在正式作业前，必须将仪器进行全面检查、检验和校正，其中水准轴平行视准轴的检验与校正是主要条件，这样才能保证提供一条水平的视线。在测量中要注意分析各种误差产生的原因，采取一定的办法进行消除或减弱，这样之书目保证测量的精度。

                  实验一   水准仪的认识和使用

一、  目的与要求
1．  了解DS3型水准仪各部件及作用。
2．  练习水准仪的安置、瞄准与读数。
3．  测量地面两点间的高差。
二、  计划与设备
1．实验学时数安排2学时，实验小组由2 ~ 4人组成。
2．实验设备为每组DS3型水准仪1台，记录板一块，测伞一把。
3．实验场地安排不同高度的五根水准尺，各组在练习仪器安置、整平、瞄准、精平、读数的基础上，每人练习观测三根水准尺，分别编号为A、B、C，记录在实验报告一中。
4．实验结束时，每人上交一份实验报告一。
三、  方法与步骤
1．  安置仪器
    将三角架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，并将脚尖踩入土中，然后用连接螺旋将仪器连在三脚架上。
2．  认识仪器
   了解仪器各部件的名称及其作用并熟悉其使用方法。同时熟悉水准尺的分划注记。
3．  粗略整平
    先对向转动两只脚螺旋，使圆水准器气泡向中间移动，再转动另一脚螺旋，使气泡移至居中位置。
4．  瞄准
    转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（手感螺旋有阻力），转动微动螺旋，使水准尺成像在十字丝交点处。当成像不太清晰时，转动对光螺旋，消除视差，使目标清晰。
5．  精平、读数
    在水准管气泡窗观察，转动微倾螺旋使符合水准管气泡两端的半影像吻合，视线即处于精平状态，在同一瞬间立即用中丝在水准尺上读取米、分米、厘米，估读毫米，即读出四位有效数字。
四、  注意事项
1．不要在没有消除视差情况下进行读数。
2．在水准尺上读数时，符合水准气泡必须居中，不能用脚螺旋调整符合水准气泡居中。
                      实验二   水准测量

一、目的与要求
1．掌握普通水准测量的观测、记录和检核的方法。
2．掌握水准测量的闭合差调整及求出待定点高程。
二、计划与设备
1．实验安排2 ~ 3学时，实验小组由4 ~ 5人组成。
2．实验设备每组为水准仪一台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块，测伞1把。
3．实验场地选定一条闭合（或附合）水准路线，其长度以安置4 ~ 6个测站为宜，中间设待定点B。
4．从已知水准点A出发，水准测量至B、C点，然后再测至A点（或另一个水准点）。根据已知点高程（或假定高程）及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。对闭合差进行调整，求出待定点B、C的高程。记录计算在实验报告二中，每人上交一份实验报告二。
一、  方法与步骤
1．背离已知点方向为前进方向，在A、B、C点间要设若干转点。第1站安置水准仪在A点与转点1（拼音缩写ZD1、英文缩写TP1）之间，前、后距离大约相等，其距离不超过100米。
2．操作程序是后视A点上的水准尺，精平，用中丝读取后尺读数，记入实验报告二的表1中。前视转点1上的水准尺，并精平读数，记入表1中。然后立即计算该站的高差。
3．迁至第2站，继续上述操作程序，直到最后回到A点（或另一个已知水准点）。
4．根据已知点高程及各测站高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查高差闭合差是否超限，其限差公式为：
                         （mm）
或                       （mm）
式中：n ——测站数
      L ——水准路线的长度，以km为单位。
5．若高差闭合差在容许范围内，则对高差闭合差进行调整，计算各待定点的高程。
二、  注意事项
1．在每次读数之前，要消除视差，并使符合水准气泡严格居中。
2．在已知点和待定点上不能放置尺垫，但转点必须用尺垫，在仪器迁站时，前视点的尺垫不能移动。

                 
                实验三  微倾水准仪检验与校正

一、目的与要求
1．了解水准仪的主要轴线及它们之间应满足的几何条件。
2．掌握水准仪的检验与校正的方法。
二、计划与学时
1．实验时数安排2学时，实验小组由4 ~ 5人组成。
2．实验设备为每组DS3型水准仪1台，水准尺2根，尺垫2个，小改锥1 把，校正针1 根，记录板1块，测伞1 把。
3．实验场地安排在视野开阔、土质坚硬、长度在60 ~ 80m的地方。
4．各组对所领水准仪进行检验校正，记录在实验报告三中。实验结束时，每人上交一份实验报告三。
三、方法与步骤
1．一般性检验
    检查三脚架是否稳固，安置仪器后检查制动和微动螺旋、微倾螺旋、对光螺旋、脚螺旋转动是否灵活，是否有效，记录在实验报告三中。
2．圆水准器气泡平行于仪器竖轴的检验和校正
    检验：转动脚螺旋，使圆水准气泡居中，将仪器绕竖轴旋转180°，若气泡仍居中，说明此条件满足，否则需校正。
    校正：用改锥拧松圆水准器底部中央的固定螺丝，再用校正针拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡返回一半，然后转动角螺旋使气泡居中，复重检验校正，直至圆水准器的气泡在任何位置都在核划圈内为止，最后拧紧固定螺丝。
3．十字丝横丝（中丝）垂直于仪器竖轴的检验与校正。
    检验：用十字丝横丝一端瞄准细小点状目标，转动微动螺旋，使其移至横丝的另一端。若目标始终在横丝上移动，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正：旋下十字丝分划板护罩，用小改锥松开十字丝分划板的固定螺丝，微微转动十字丝分划板，使横丝端点至点状目标的间隔减小一半，再返转到期起始端点。重复上述检验校正，直到无显著误差为止，最后将固定螺丝拧紧。
4．水准管轴平行于视准轴的检验与校正
    检验：在地面上选A、B两点，相距约60 ~ 80m，各点钉木桩（或放置尺垫）立水准尺。安置水准仪于距A、B两点等距离处，用变动仪器高（或双面尺）法正确测出A、B两点高差，两次高差之差不大于3mm时，取其平均值，用hAB表示。再在A点附近2 ~ 3m处安置水准仪，分别读取A、B两点的水准尺读数a2、b2，应用公式b2′= a2＋hAB 求得B尺上的水平视线读数。若b2＝ b2′，则说明水准管轴平行于视准轴，若b2≠ b2′应计算I角，当I角＞20″时需要校正。计算I角的公式为：
                        
式中：DAB——A、B两点间距离；
      ρ″=206265。
    校正：转动微倾螺旋，使横丝对准正确读数b2′，这时水准管气泡偏离中央，用校正针拨动水准管一端的上、下两个校正螺丝，使气泡居中。再重复检验校正，直到I＜20″为止。
四、注意事项
1．要按照实验步骤进行检验，确认检验无误后才能进行校正。
拨动校正螺丝时，应先松后紧，松紧适当，校正螺丝应处于稍紧的状态。

tengizxi

角度测量

     在确定地面点的位置时，常常要进行角度测量。角度测量最常用的仪器是经纬仪。角度测量分为水平角测量与竖直角测量。水平角测量用于求算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。
     水平角测量原理
     地面上一点到两目标的方向线间所夹的水平角，就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。
     经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之水平。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
      DJ6级光学经纬仪
一、经纬仪概述
1．按读数系统区分类：光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪
2．按编制了标准分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60
二、DJ6级光学经纬仪的构造
1．基座
    基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合。其上有三个脚螺旋，用来整平仪器。竖轴轴套与基座连在一起。轴座连接螺旋拧紧后，可将照准部固定在基座上，使用仪器时，切勿松动该螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。
2．水平度盘
    水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。度盘轴套套在竖轴轴套的外面，绕轴套旋转。在水平度盘下方的度盘轴套上，有些仪器装有金属圆盘，用于复测，称为复测盘。
3．照准部
照准部上有望远镜、横轴、支架、竖轴、水准管、水平制微动、竖直制微动及读数装置等。
三、J6级光学经纬仪的读数方法
1．分微尺测微器及其读数方法
    分微尺测微器的结构简单，读数方便，具有一定的读数精度，广泛应用于J6级光学经纬仪。国产J6级光学经纬仪，除北京红旗外，均采用这种装置。这类仪器的度盘分划度为1。，按顺时针方向注记。其读数设备是由一系列光学零件所组成的光学系统。
    读数的主要设备为读数窗上的分微尺，水平度盘与竖盘上1°的分划间隔，成象后与分微尺的全长相等。上面的窗格里是水平度盘及其分微尺的影象，下面的窗格里是竖盘和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1′，可估读到0．1′。读数时，以分微尺上的零线为指标。度数由落在分微尺上的度盘分划的注记读出，小于1′的数值，即分微尺零线至该度盘刻度线间

tengizxi

角度测量

     在确定地面点的位置时，常常要进行角度测量。角度测量最常用的仪器是经纬仪。角度测量分为水平角测量与竖直角测量。水平角测量用于求算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。
     水平角测量原理
     地面上一点到两目标的方向线间所夹的水平角，就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。
     经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之水平。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
      DJ6级光学经纬仪
      一、经纬仪概述
1．按读数系统区分类：光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪
2．按编制了标准分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60
      二、DJ6级光学经纬仪的构造
1．基座
    基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合。其上有三个脚螺旋，用来整平仪器。竖轴轴套与基座连在一起。轴座连接螺旋拧紧后，可将照准部固定在基座上，使用仪器时，切勿松动该螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。
2．水平度盘
    水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。度盘轴套套在竖轴轴套的外面，绕轴套旋转。在水平度盘下方的度盘轴套上，有些仪器装有金属圆盘，用于复测，称为复测盘。
3．照准部
照准部上有望远镜、横轴、支架、竖轴、水准管、水平制微动、竖直制微动及读数装置等。
      三、J6级光学经纬仪的读数方法
    1．分微尺测微器及其读数方法
    分微尺测微器的结构简单，读数方便，具有一定的读数精度，广泛应用于J6级光学经纬仪。国产J6级光学经纬仪，除北京红旗外，均采用这种装置。这类仪器的度盘分划度为1。，按顺时针方向注记。其读数设备是由一系列光学零件所组成的光学系统。
    读数的主要设备为读数窗上的分微尺，水平度盘与竖盘上1°的分划间隔，成象后与分微尺的全长相等。上面的窗格里是水平度盘及其分微尺的影象，下面的窗格里是竖盘和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1′，可估读到0．1′。读数时，以分微尺上的零线为指标。度数由落在分微尺上的度盘分划的注记读出，小于1′的数值，即分微尺零线至该度盘刻度线间的角值，由分微尺上读出。
    2．单平板玻璃测微器及其读数方法
    采用单平板玻璃洲微器读数的光学经纬仪有北京红旗Ⅱ型、瑞士Wild T1型等。单平板玻玻测微器主要由平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮组成。转动测微轮，通过齿轮带动平板玻璃和与之固连在一起的测微尺一起转动；测微尺和平板玻璃同步转动，单平板玻璃测微器读数窗的影象。下面的窗格为水平度盘影象；中间的窗格为竖直度盘影象；上面较小的窗格为测微尺影象。度盘分划值为30′，测微尺的量程也为30′，将其分为90格，即测微尺最小分划值为20″，当度盘分划影象移动一个分划值(30′)时，测微尺也正好转动30′。
      水平角观测
      一、经纬仪的对中、整平和瞄准
对中
    对中目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅线上。
    先目估三脚架头大致水平，且三脚架中心大致对准地面标志中心，踏紧一条架脚。双手分别握住另两条架腿稍离地面前后左右摆动，眼睛看对中器的望远镜，直至分划圈中心对准地面标志中心为止，放下两架腿并踏紧。调节架腿使气泡基本居中，然后用脚螺旋精确整平。检查地面标志是不位于对中器分划圈中心，若不居中，可稍旋松连接螺旋，在架头上移动仪器，使其精确对中。
1．整平
整平是利用其座上三个脚螺旋使照准部水准管气泡居中，从而导致竖轴竖直和水平度盘水平。
    整平时，先转动照准部，使照准部水准管与任一对脚螺旋的连线平行，两手同时向内或外转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。将照准部旋转90°，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中，按以上步骤反复进行，直到照准部转至任意位置气泡皆居中为止。
2．瞄准
      二、水平角观测
1．测回法
这种方法用于观测两个方向之间的单角。
（1）盘左位置精确瞄准左目标A，调整水平度盘为零度稍大，读数A左。
（2）松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右方目标，读取水平度盘读数B左。以上称上半测回。β上= B左- A左。
（3）松开水平及竖直制动螺旋，盘右瞄准右方目标，读取水平度盘读数B右，再瞄准左方目标 A右。以上称下半测回。β下= B左- A左。
（4）上、下半测回合称一测回。
       当测角精度要求较高时，往往要测几个测回，为了减少度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n按180°／n 变换水平度盘位置。
2．方向观测法
    适用于观测两个以上的方向。当方向多于三个时，每半测回都从一个选定的起始方向（零方向）开始观测，在依次观测所需的各个目标之后，应再次观测起始方向（称为归零）称为全圆方向法。
       竖直角观测
一、竖直角测量原理
    竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为0°~ 90°。视线上倾斜，竖直角为仰角，符号为正。视线向下倾斜，竖直角为俯角，符号为负。
    竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。不同的是竖直角的两个方向串必有一个是水平方向。任何类型的经纬仪，制作上都作要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。
二、竖直度盘
   
三、竖直角的观测与计算
1．仪器安置于测站点上，盘左瞄准目标点M（中丝切于目标顶部）。
2．调节竖盘指标水准管气泡居中，读数L。
3．盘右再瞄准M点并调节竖盘指标水准管气泡居中，读数R。
4．计算竖直角α。
    盘左               
    盘右            
                       
四、竖盘指标差
当视线水平时，盘左竖盘读数为90°，盘右为270°。但指标不恰好指在90°或270°，而与正确位置相差一个小角度x，x称为竖盘指标差。
  
五、竖盘指标差自动归零的补偿装置
      水平角测量的误差
一、仪器误差
1．视准轴误差
    望远镜视准轴不垂直于横轴时，其偏离垂直位置的角值C称视准差或照准差。
2．横轴误差
当竖轴铅垂时，横轴不水平，而有一偏离值I ，称横轴误差或支架差。
3．竖轴误差
观测水平角时，仪器竖轴不处于铅垂方向，而偏离一个δ角度，称竖轴误差。
二、对中误差与目标偏心
    观测水平角时，对中不准确，使得仪器中心与测站点的标志中心不在同一铅垂线上即是对中误差，也称测站偏心。
   当照准的目标与其它地面标志中心不在一条铅垂线上时，两点位置的差异称目标偏心或照准点偏心。其影响类似对中误差，边长越短，偏心距越大，影响也越大。
三、观测误差
1．瞄准误差
    人眼分辩两个的最小视角约为60″，瞄准误差为
            
2．读数误差
    用分微尺测微器读数，可估读到最小格值十分之一。以此作为读数误差。

四、外界条件的影响
    观测在一定的条件下进行，外界条件对观测质量有直接影响，如松软的土壤和大风影响仪器的稳定；日晒和温度变化影响水准管气泡的运动；大气层受地面热辐射的影响会引起目标影像的跳动等等，这此都会给观测水平角带来误差。因此，要选择目标成象清晰稳定的有利时间观测，设法克服或避开不利条件的影响，以提高观测成果的质量。
     经纬仪的检验和校正
一、照准部水准轴应垂直于仪器竖轴的检验和校正
    检验  先整平仪器，照准部使用权水准管平行于任意一对脚螺旋，转动该对角螺旋使气泡居中，再将照准部旋转180，若气泡仍居中，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正  用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，先松一个后紧一个，使气泡退回偏离格数的一半，再转动脚螺旋使气泡居中。重复检验校正，直到期水准管在任何位置时气泡偏离量都在一格以内。
二、十字丝竖丝应垂直于仪器横轴的检验校正
检验  用十字丝竖丝一端瞄准细小点状目标转动望远镜微动螺旋，使其移至竖丝另一端，若目标点始终在竖丝上移动，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正  旋下十字丝分划板护罩，用小改锥松开十字丝分划板的固定螺丝，微微转动十字丝分划板，使竖丝端点至点状目标的间隔减小一半，再返转到起始端点。生复上述检验校正，直到无显著误差为止，最后将固定螺丝拧紧。
三、视准轴应垂直于横轴的检验和校正
方法一：
    检验  盘左瞄准远处与仪器同高点A，读取水平度盘读数α左，倒转望远镜盘右再瞄准A点，读取水平度盘读数α右。若α左=α右±180°，说明此条件已满足，若差值超过2′，则需要校正。
    校正  计算正确读数 ，转动水平微动螺旋，使水平度盘读数为 ，此时目标偏离十字丝交点，用校正针拨动十线左、右校正螺旋，使十字丝交点对准A点。如此重复检验校正，直到差值在2′内为止。最后旋上十字丝分划板护罩。
方法二：
    检验  在平坦场地选择相距100m的A、B两点，仪器安置在两点中间的O点，在A点设置和经纬仪同高的点标志（或在墙上设同高的点标志），在B点设一根水平尺，该尺与仪器同高且与OB垂直。检验时用盘左瞄准A点标志，固定照准部，倒罢望远镜，在B点尺上定出B1点的读数，再用盘右同法定出B2点读数。若B1与B2重合，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正  在B1、B2点间1/4处定出B3读数，使 。拨动十字丝左、右校正螺旋，使十字丝交点与B3点重合。如此反复检校，直到B1B2≤2cm为止。最后旋上十字丝分划板护罩。
四、横轴与竖轴垂直的检验和校正
在离建筑物10m处安置仪器，盘左瞄准墙上高目标点标志P（垂直角大于30），将望远镜放平，十字丝交点投在墙上定出P1点。盘右瞄准P点同法定出P2点。若P1P2点重合，则说明此条件满足，若P1P2＞5mm，则需要校正。由于仪器横轴是密封的，故该项校正应由专业维修人员进行。
五、竖轴指标差的检验和校正
六、光学对中器的检验校正
        电子经纬仪简介
电子经纬仪与光学经纬仪的根本区别在于它用微机控制的电子测角系统代替光学读数系统。其主要特点是：
1．使用电子测角系统，能将测量结果自动显示出来，实现了读数的自动化和数字化。
2．采用积木式结构，可和光电测距仪组合成全站型电子速测仪，配合适当的接口可将电子手簿记录的数据输入计算机，以进行数据处理和绘图
    本章小结
    1．学习本章应弄清以下各主要问题：一是经纬仪测水平角的原理，构造及其使用；二是水平角测量；三是竖直角测量。水平角是地面上两直线之间的夹角在水平面的投影。
    常用的水平角观测方法有测回法(适用于两个方向间角度)及全圆测回法(用于三个以上方向)。竖直角是在同一个竖直面内视线方向与水平线的夹角，学习时与水平角测量对照学习。测量竖直角与测量水平角不同，在测量水平角时，当望远镜随照准部在水平方向转动时，水平度盘是固定不动的，而指标线随照准部转动，因而不同的方向就有不同的读数，两方向读数相减就求得水平角角值。然而在测量竖直角时，由于竖盘装置在望远镜旋转轴的一侧，当仪器整平时，竖盘就代表一个竖直面，竖盘上刻有分划(和水平度盘一样)，当望远镜瞄准不同高度的目标上、下移动时，望远镜的旋转轴带动竖盘一齐旋转，这与水平度盘不同，而指标线是固定不变的，它与竖盘水准管相连，通过竖盘水准管微动螺旋的转动，指标可以作较小的移动。所以观测时，必须转动竖盘水准管微动螺旋，使其气泡居中后，方能读取读数。竖盘的注记形式不同，因此计算竖直角的公式也不相同。我们所说的L和R是在指标位置正确的情况下。一般说来，指标位置不一定正确，它与正确位置读数的差，叫做竖盘指标差，通常用X表示。
    2．为了保证角度观测达到一定的精度要求，要了解经纬仪各轴系之间的关系，要弄懂经纬仪检验和校正的方法。进一步分析角度测量中产生误差的原因、消除或减弱的方法，例如我们采用盘左和盘右观测取平均数的方法，可消除照准部偏心误差、视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴的残余误差。但竖轴倾斜误差不能采用此法消除。竖直角观测时采用此法可消除指标差的影响。又如在短边上的端点观测角度时要特别注意对中，照准目标时要尽量瞄准目标的底部，因为它们对测角的影响与距离成正比。为了消除度盘的刻划误差，需要配置度盘的位置，每测回变换按斗进行配置。
    3．在测量过程中，我们随时都要有限差的观念，用测回法测角时要注意规范中所规定的上、下半测回的角值差，各测回间以角度之差来衡量，全圆测回法中，除注意上述两项限差外，还需用半测回归零差来衡量是否合乎要求，若超出规定的限差范围，均需重测。对零工作随经纬仪类型不问而略有差异，注意掌握复测经纬仪和方向经纬仪的对零步骤的不同点．
       实验四  经纬仪的使用与测回法测水平角

一、目的与要求
1．了解DJ6型光学经纬仪各主要部件的名称和作用。
2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。
3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。
4．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。上、下半测回角值互差不超过±40″。
二、计划与学时
1．实验时数安排2 ~ 3学时，实验小组由2 ~ 4人组成。
2．实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1台，记录板1块，测伞1把。
3．在实验场地每组打一木桩，桩顶钉一小钉或划十字作为测站点，周围布置A、B两个目标，供测角用。
4．在熟悉经纬仪的使用后，每人用测回法测水平角一个测回，实验结束时，每人交一份实验报告四。
三、方法与步骤
1．经纬仪的安置
（1）松开三脚架，安置于测站点上。其高度大约在胸口附近，架关大致水平。
（2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。一手紧握支架，一手拧紧连螺旋。
2．熟悉仪器各部件的名称和作用。
3．经纬仪的使用
    对中： 调整对中器对光螺旋，看清测站点，依次移动三脚架的其中两个脚，使对中器中的十字丝对准测站点，踩紧三脚架，通过调节三脚架高度使圆水准气泡居中。
    整平： 转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对旋转这对脚螺旋，使水准管气泡居中；将照准部绕竖轴转动90°，旋转第三只脚螺旋，使气泡居中。再转动90°，检查气泡误差，直到小于妥划线的一格为止。
    瞄准： 用望远镜上瞄准器瞄准目标，从望远镜中看到目标，旋转望远镜和照准部的制动螺旋，转动目镜螺旋，使十字丝清晰。再转动物镜对光螺旋，使目标影像清晰，转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被单根竖丝平分，或将目标夹在双根竖丝中央。
    读数：  打开反光镜，调节反光镜使读数窗亮度适当，旋转读数显微镜的目镜，看清读数窗分划，根据使用的仪器用分微尺或测微尺读数。
4．测回法测水平角
（1）度盘配置：设共测n个测回，则第I个测回的度盘位置为略大于 。若测两个测回，根据公式计算第一测回起始读数稍大于0°，第二测回起始读数稍大于90°。
（2）一测回观测
    盘左  瞄准左边目标A，进行读数记a1，顺时针方向转动照准部，瞄准右边目标B，进行读数记b1，计算上半测回角值β左=b1－a1 。
    盘右  瞄准右目标Ｂ，进行读数记b2，逆时针方向转动照准部，瞄准目标Ａ，进行读数记a2，计算下半测回角值β右=b2－a2 。
    检查上、下半测回角值互差是否超限，计算一测回角值 。
（3）测站观测完毕后，检查各测回角值互差不超过±24″，计算各测回的平均角值。
四、注意事项
1．瞄准目标时，尽可能瞄准其底部。
2．同一测回观测时，切勿误动度盘变换手轮或复测扳手。

   实验五  竖直角观测及竖直指标差的检验与校正

一、日的与要求
1．掌握竖直角观测、记录及计算的方法。
2．掌握竖盘指标差的计算方法。
3．掌握竖盘指标差检验与校正方法。
4．限差要求：同一目标各测回垂直角互差在±25″之内。
二、计划与设备
1．实验时数安排2学时，实验小组由2 ~ 4人组成。
2．实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1 台，校正针1根，记录板1块，测伞1把。
3．实验场地周围有3个以上高目标。
4．每组对所领经纬仪进行检验校正，每人练习对一目标进行竖直角观测一个测回，记入实验报告五，实验结束时，每人上交一份实验报告五。
三、方法与步骤
1．竖直角观测
（1）在实验场地安置经纬仪，进行对中、整平，每人选一个目标。转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律。写出竖直角及竖盘指标差的计算公式。
（2）盘左  瞄准目标，用十字丝中横丝切于目标顶端，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L，计算竖直角αL，记入实验报告五。
（3）盘右  同法观测读取竖盘读数R，计算竖直角值αR，记入实验报告五。
（4）计算一测回竖盘指标差及竖直角平均值。其公式为
                     竖直角公式      
                     竖盘指标差公式  
2．竖盘指标差的检验与校正
    检验  对一大致水平的目标，盘左、盘右观测，计算指标差x 。若x＞2′时，则需要校正。
    校正  仪器位置不动，仍以盘右瞄准原目标，计算盘右正确的竖盘读数为R′=R－x 。转动指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为R′，此时气泡偏离一端，用校正针拨动指标水准管校正螺丝，先松一个后紧一个，使指标水准管气泡居中。如此反复检验，直到满足要求为止。
四、注意事项
1．每次读数前应使指标水准管气泡居中。
2．计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。

              实验六  经纬仪的检验与校正

一、目的与要求
1．了解经纬仪的主要轴线及它们之间应满足的几何条件。
2．掌握经纬仪的检验与校正方法。
二、计划与设备
1．  实验时间安排2学时，实验小组由2 ~ 4人组成。
2．  实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1台，记录板1块，测伞1把，校正针1根小改锥1把。
3．  实验场地安排在长100m左右的地方，并有高12m左右的建筑物。
4．  每组对所领经纬仪进行检验校正，记入报告六。实验结束时，每人上交一份实验报告六。
三、方法与步骤
1．  一般性检验按实验报告六所列项目进行。
2．  照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的检验与校正。
    检验  先整平仪器，照准部使用权水准管平行于任意一对脚螺旋，转动该对角螺旋使气泡居中，再将照准部旋转180，若气泡仍居中，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正  用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，先松一个后紧一个，使气泡退回偏离格数的一半，再转动脚螺旋使气泡居中。重复检验校正，直到期水准管在任何位置时气泡偏离量都在一格以内。
3．  十字丝竖丝应垂直于横轴的检验与校正
    检验  用十字丝竖丝一端瞄准细小点状目标转动望远镜微动螺旋，使其移至竖丝另一端，若目标点始终在竖丝上移动，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正  旋下十字丝分划板护罩，用小改锥松开十字丝分划板的固定螺丝，微微转动十字丝分划板，使竖丝端点至点状目标的间隔减小一半，再返转到起始端点。生复上述检验校正，直到无显著误差为止，最后将固定螺丝拧紧。
4．视准轴垂直于横轴的检验与校正
方法一：
    检验  盘左瞄准远处与仪器同高点A，读取水平度盘读数α左，倒转望远镜盘右再瞄准A点，读取水平度盘读数α右。若α左=α右±180°，说明此条件已满足，若差值超过2′，则需要校正。
    校正  计算正确读数 ，转动水平微动螺旋，使水平度盘读数为 ，此时目标偏离十字丝交点，用校正针拨动十线左、右校正螺旋，使十字丝交点对准A点。如此重复检验校正，直到差值在2′内为止。最后旋上十字丝分划板护罩。
方法二：
    检验  在平坦场地选择相距100m的A、B两点，仪器安置在两点中间的O点，在A点设置和经纬仪同高的点标志（或在墙上设同高的点标志），在B点设一根水平尺，该尺与仪器同高且与OB垂直。检验时用盘左瞄准A点标志，固定照准部，倒罢望远镜，在B点尺上定出B1点的读数，再用盘右同法定出B2点读数。若B1与B2重合，说明此条件满足，否则需要校正。
    校正  在B1、B2点间1/4处定出B3读数，使 。拨动十字丝左、右校正螺旋，使十字丝交点与B3点重合。如此反复检校，直到B1B2≤2cm为止。最后旋上十字丝分划板护罩。
5．横轴垂直于竖轴的检验
    在离建筑物10m处安置仪器，盘左瞄准墙上高目标点标志P（垂直角大于30），将望远镜放平，十字丝交点投在墙上定出P1点。盘右瞄准P点同法定出P2点。若P1P2点重合，则说明此条件满足，若P1P2＞5mm，则需要校正。由于仪器横轴是密封的，故该项校正应由专业维修人员进行。
四、注意事项
1．实验步骤不能颠倒。
2．校正结束后，各校正螺丝应处于稍紧状态。

tengizxi

距离测量与直线定向

    测量距离是测量的基本工作之一，所谓距离是指两点间的水平长度。如果测得的是倾
斜距离，还必须改算为水平距离。按照所用仪器、工具的不同，测量距离的方法有钢尺直接
量距、光电测距仪测距和光学视距法测距等
4—1 钢尺量距的一般方法
一、量距的工具
    钢尺是钢制的带尺，常用钢尺宽10mm，厚0．2mm；长度有20m、30m及50m几种，卷放在圆形盒内或金属架上。钢尺的基本分划为厘米，在每米及每分米处有数字注记。一般钢尺在起点处一分米内刻有毫米分划；有的钢尺，整个尺长内都刻有毫米分划。
    由于尺的零点位置的不同，有端点尺和刻线尺的区别。端点尺是以尺的最外端作为尺的零点，当从建筑物墙边开始丈量时使用很方便。刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点，
    丈量距离的工具，除钢尺外，还有标杆、测钎和垂球。标杆长2-3m，直径3-4cm，杆上涂以20cm间隔的红、白漆，以便远处清晰可见，用于标定直线。测钎用粗铁丝制成，用来标志所量尺段的起、迄点和计算已量过的整尺段数。测钎一组为6根或ll根。垂球用来投点。此外还有弹簧秤和温度计，以控制拉力和测定温度。
二、直线定向
    当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时，为使量距工作方便起见，可分成几段进行丈量。这种把多根标杆标定在已知直线上的工作称为直线定线。一般量距用目视定线，
三、量距方法
    1．平坦地区的距离丈量
    丈量前，先将待测距离的两个端点A、B用木桩(桩上钉一小钉)标志出来，然后在端点的外侧各立一标杆，清除直线上的障碍物后，即可开始丈量。丈量工作一般由两人进行。后尺手持尺的零端位于A点，并在A点上插一测钎。前尺手持尺的末端并携带一组测钎的其余5根(或10根)，沿AB方向前进，行至一尺段处停下。后尺手以手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线方向上；后尺手以尺的零点对准B点，当两人同时把钢尺拉紧、拉平和拉稳后，前尺手在尺的末端刻线处竖直地插下—测钎，得到点l，这样便量完了一个尺段。随之后尺手拔起A点上的测钎与前尺手共同举尺前进，同法量出第二尺段。如此继续丈量下去，直至最后不足一整尺段(n一B)时，前尺手将尺上某一整数分划线对准B点，由后尺手对准n点在尺上读出读数，两数相减，即可求得不足一尺段的余长，
    为了防止丈量中发生错误及提高量距精度，距离要往、返丈量。上述为往测，迟测时要重新进行定线，取往、返测距离的平均值作为丈量结果。量距精度以相对误差表示，通常化为分子为1的分式形式。
    2．倾斜地面的距离丈量
    (1)平量法
沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量，丈量由A向B进行，甲立于A点，指挥乙将尺拉在AB方向线上。甲将尺的零端对准A点，乙将尺子抬高，并且目估使尺子水平，然后用垂球尖将尺段的末端投于地面上，再插以插钎。若地面倾斜较大，将钢尺抬平有困难对，可将一尺段分成几段来平量，
(2)斜量法  
当倾斜地面的坡度均匀时，可以沿着斜坡丈量出AB的斜距L，测出地面倾斜角，然后计算AB的水平距离D。
4—2钢尺量距的精密方法
一、钢尺精密量距的方法
    1．定线
    欲精密丈量直线AB的距离，首先清除直线上的障碍物，然后安置经纬仪于A点上，瞄准B点，用经纬仪进行定线。用钢尺进行概量，在视线上依次定出此钢尺一整尺略短的A1、12、23……等尺段。在各尺段端点打下大木桩，桩顶高出地面3—5cm。在桩顶钉一白铁皮。利用A点的经纬仪进行定线，在各白铁皮上划一条线，使其与AB方向重合，另划一条线垂直与AB方向，形成十字，作为丈量的标志。
    2．量距
    用检定过的钢尺丈量相邻两木桩之间的距离。丈量组一般由5入组成，2人拉尺，2人读数，1人指挥兼记录和读温度。丈量时，拉伸钢尺置于相邻两木桩顶上，并使钢尺有刻划线一侧贴切十字线。后尺手将弹簧秤挂在尺的零端，以便施加钢尺检定时的标准拉力(30m钢尺，标准拉力为10kg)；钢尺拉紧后，前尺手以尺上某—整分划对准十字线交点时，发出读数口令“预备”，后尺手回答“好”。在喊好的同一瞬间，两端的读尺员同时根据十字交点读取读数，估读到0．5mm记入手簿。每尺段要移动钢尺位置丈量三次，三次测得的结果的较差视不同要求而定，一般不得超过2—3mm，否则要重量。如在限差以内，则取三次结果的平均值，作为此尺段的观测成果。每量一尺段都要读记温度一次，估读到0．5℃。
    按上述由直线起点丈量到终点是为往测，往测完毕后立即返测，每条直线所需丈量的次数视量边的精度要求而定。
    3．测量桩顶高程
    上述所量的距离，是相邻桩顶间的倾斜距离，为了改算成水平距离，要用水准测量方法测出各桩顶的高程，以便进行倾斜改正。水准测量宜在量距前或量距后往、返观测一次，以资检核。相邻两桩顶往、返所测高差之差，一般不得超过±10mm；如在限差以内，取其平均值作为观测成果。
    4．尺段长度的计算
    精密量距中，每一尺段长需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，求出改正后的尺段长度。计算各改正数如下：
    (1)尺长改正
    钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度 ，与钢尺的名义长度 往往不一致，其差数 ，即为整尺段的尺长改正。任一尺段 的尺长改正数为
   
   (2)温度改正
   设钢尺在检定时的温度为 ，丈量时的温度为 ，钢尺的线膨胀系数为 ，则某尺段 的温度改正为
     
    (3)倾斜改正
    设 为量得的斜距， 为尺段两端间的高差，现要将 改算成水平距离 ，故要加倾斜改正数
   
    倾斜改正数永远为负值。
二、钢尺的检定
  1．尺长方程式
钢尺由于其制造误差、经常使用中的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，使得其实际长度往往不等于名义长度。因此，丈量之前必须对钢尺进行检定，求出它在标准拉力和标准温度下的实际长度，以便对丈量结果加以改正。钢尺捡定后，应给出尺长随温度变化的函数式，通常称为尺长方程式，其一般形式为
2．钢尺检定的方法
    钢尺应送没有比长台的测绘单位校定，但若有检定过的钢尺，在精度要求不高时，可用检定过的钢尺作为标准尺来检定其它钢尺。检定宜在室内水泥地面上进行，在地面上贴两张绘有十字标志的图纸，使其间距约为一整尺长。用标准尺施加标准拉力丈量这两个标志之间的跟离，并修正端点使该距离等于标准尺的长度。然后再将被检定的钢尺施加标准拉力丈量该两标志问的距离，取多次丈量结果的平均值作为被检定钢尺的实际长度，从而求得尺长方程式。
4．3  钢尺量距的误差分析
一、定线误差
二、尺长误差
    钢尺必须经过检定以求得其尺长改正数。尺长误差具有系统积累性，它与所量距离成正比。精密量距时，钢尺虽经捡定并在丈量结果中进行了尺长改正，其成果中仍存在尺长误差，因为一殷尺长检定方法只能达到0.5mm左右的精度。一般量距时可不作尺长改正；
三、温度误差
    由于用温度计测量温度，测定的是空气的温度，而不是尺于本身的温度，在夏季阳光曝晒下，此两者温度之差可大于5°C。因此，量距宜在阴天进行，并要设法测定钢尺本身的温度。
四、拉力误差
    钢尺具有弹性，会因受拉而伸长。量距时，如果拉力不等于标准拉力，钢尺的长度就会产生变化。精密量距时，用弹簧秤控制标准拉力，一般量距时拉力要均匀，不要或大或小。
五、尺子不水平的误差
    钢尺一般量距时，如果钢尺不水平，总是使所量距离偏大。精密量距时，测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正。用普通水准测量的方法是容易达到的。
六、钢尺垂曲和反曲的误差
    钢尺悬空丈量时，中间下垂，称为垂曲。故在钢尺检定时，应按悬空与水平两种情况分别检定，得出相应的尺长方程式，按实际情况采用相应的尺长方程式进行成果整理，这项误差可以不计。
    在凹凸不平的地面量距时，凸起部分将使钢尺产生上凸现象，称为反曲。设在尺段中
部凸起0．5m，由此而产生的距离误差，这是不能允许的。应将钢尺拉平丈量。
七、丈量本身的误差
    它包括钢尺刻划对点的误差、插测钎的误差及钢尺读数误差等。这些误差是由人的感官能力所限而产生，误差有正有负，在丈量结果中可以互相抵消一部分，但仍是量距工作的一项主要误差来源。
    综上所述，精密量距时，除经纬仪定线、用弹簧秤控制拉力外，还需进行尺长、温度和
斜改正。而一般量距可不考虑上述各项改正。但当尺长改正数较大或丈量时的温度与标准温度之差大于8℃时进行单项改正，此类误差用——根尺往返丈量发现不了。另外尺子拉平不容易做到，丈量时可以手持一悬挂垂球，抬高或降低尺子的一端，尺上读数最小的位置就是尺子水平时的位置，并用垂球进行投点及对点。
4—4光电测距仪简介
一、概况
    长距离丈量是一项繁重的工作，劳动强度大，工作效率低，尤其是在山区或沼泽区，丈量工作更是困难。人们为了改变这种状况，于五十年代研制成了光电测距仪。近年来，由于电子技术及微处理机的迅猛发展，各类光电测距仪竞相出现，己在测量工作得到了普遍的应用。
    电磁波测距按测程来分，有短程(＜3km)、中程(3—15km)和远程(＞15km)之分。按测距精度来分，有Ⅰ级(5mm)、Ⅱ级(5mm—10mm)和Ⅲ级(＞10mm)。按载波来分，采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪；采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰)，采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以砷化稼(GaAs)发光二极管所发的荧光作为载波源，发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化，因此它兼有载波源和调制器的双重功能。GaAs发光二极管体积小，亮度高，功耗小，寿命长，且能连续发光，所以红外测距仪获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。
二、测距原理
    欲测定A、B两点间的距离D，安置仪器于A点，安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B，经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知，如果光束在待测距离D上往返传播的时间 。已知，则距离D可由下式求出
   
式中c＝c。／n，c。为真空中的光速值，其值为299792458m／s, n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t, 气压P和湿度e有关。
    测定距离的精度，主要取决于测定时间 的精度，d刀＝合cJfz。。例如要求保证±lcm的测距精度，时间测定要求准确到6．7×10—lls，这是难以做到的。因此，大多采用间接测定法来测定 。间接测定 的方法有下列两种：
    1．脉冲式测距
    由测距仪的发射系统发出光脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，测出这一光脉冲往返所需时间间隔( )的钟脉冲的个数以求得距离D。由于计数器的频率一殷为300MHz(300×106Hz)，测距精度为O.5m，精度较低。
    2．相位式测距
    由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波，测出该调制光波在测线上往返传播所产生的相依移，以测定距离D。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。
    在砷化镕(GaAs)发光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变电流)后，它发出的光强就随注入的交变电流呈正弦变化，这种光称为调制光。测距仪在A点发出的调制光在待测距离上传播，经反射镜反射后被接收器所接收，然后用相位计将发射信号与接受信号进行相位比较，由显示器显出调制光在待测距离往、返传播所引起的相位移φ。

tengizxi

直线定向

    确定地面上两点之间的相对位置，仅知道两点之间的水平距离是不够的，还必须确定此直线与标准方向之间的水平夹角。确定直线与标准方向之间的水平角度积为直线定向。
一、标准方向的种类
  1．真子午线方向
    通过地球表面某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向，真子午线方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的。
  2．磁于午线方向
    磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴线所指的方向。磁子午线方向可用罗盎仪测定。
  3．坐标纵轴方向
    第一章已述及，我国采用高斯平面直角坐标系，每一6°带或3°带内都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此，该带内直线定向，就用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。如假定坐标系，则用假定的坐标纵轴(X轴)作为标准方向。
二、表示直线方向的方法
   测量工作中，常采用方位角来表示直线的方向。
   由标准方向的北端起，顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角。三、几种方位角之间的关系
    1．真方位角与磁方位角之间的关系
由于地磁南北校与地球的南北极并不重合，因此，过地面上某点的真于午线方向与磁于午线方向常不重合，两者之间的夹角称为磁偏角δ，磁针北端偏于其于午线以东称东偏，偏于其子午线以西称西偏。直线的真方位角与磁方位角之间可用下式进行换算
δ东偏取正值，西偏取负值。我国磁伯角的变化大约在十6°到一10°之间。
    2．真方位角与坐标方位角之间的关系。
    第一章中述及，中央于午线在高斯平面上是一条直线，作为该带的坐标纵轴，而其它于午线投影后为收敛于两极的曲线，地面点M、N等点的真子午线方向与中央于午线之间的夹角，称为子午线收敛角γ，γ角有正有负。在中央于午线以东地区，各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，γ为正值；在中央于午线以西地区，γ为负值。
   真方位角与坐标方位角之间的关系，可用下式进行换算
       3．坐标方位角与磁方位角的关系
    若已知某点的磁偏角δ与子午线收敛角γ，则坐标方位角与磁方位角之间的换算式为
     四、正、反坐标方位角
测量工作中的直线都是具有一定方向的。直线1—2的点1是起点，点2是终点；通过起点1的坐标纵轴方向与直线1—2所夹的坐标方位角α12，称为直线1—2的正坐标方位角。过终点2的坐标纵轴方向与直线2—1所夹的坐标方位角，称为直线1—2的反坐标方位角(是直线2—1的正坐标方位角)。正、反坐标方位角相差180。，即
     由于地面各点的真(或磁)于午线收敛于两极，并不互相平行，致使直线的反真(或磁)方位角不与正真(或磁)方位角差180。，给测量计算带来不便，故测量工作中均采用坐标方位角进行直线定向。
五、坐标方位角的推算
    为了整个测区坐标系统的统一，测量工作中并不直接测定每条边的方向，而是通过与已知点(其坐标为已知)的连测，以推算出各边的坐标方位角。A、B为已知点，AB边的坐标方位角αAB为已知，通过连测求得A—B边与B—1边的连接角为β，测出了各点的右(或左)角，现在要推算B1、1—2、2—3和3—4边的坐标方位角。所谓右(或左)角是指位于以编号顺序为前进方向的右(或左)边的角度。
4—6用罗盘仪测定磁方位角
  一、罗盘仪的构造
    罗盘仪的种类很多，其构造大同小异，主要部件有磁针、刻度盘和瞄准设备等，
    1．磁针
    磁针用人造磁铁制成，其中心装有镶着玛瑙的圆形球窝，在刻度盘的中心装有顶针，磁针球窝支在顶点上。为了减轻顶针尖的磨损，装置了杠扦和螺旋P，磁针不用时，用杠杆将磁针升起，使它与顶针分离，把磁针压在玻璃盖下。
    2．刻度盘
    刻度盘为铜或铝的圆环，最小分划为1。或30f，按逆时针方向从o。注记到360。。
    3．瞄准设备
罗盘仪的瞄准设备，现在大都采用望远镜，老式仪器采用觇板)。
二、用罗盘仪测量定直线的磁方位角
    观测时，光将罗盘仪安置在直线的起点，对中，整乎(罗盘盒内一般均设有水准器，指示仪器是否水平)，旋松螺旋P，放下磁针，然后转动仪器，通过瞄准设备去瞄准直线另一端的标杆。待磁针静止后，读出磁针北瑞所指的读数，即为该直线的磁方位角。
    目前，有很多经纬仪配有罗针，用来测定磁方位角。罗针的构造与罗盘仪相似。观测时，先安置经纬仪于直线起点上，然后将罗针安置在经纬仪支架上。旋转经纬仪大致指向磁北，制动照准部。揿下螺旋P，放下磁针，通过罗针观测量孔观看磁针两端的象，并旋转经纬仪的水平微动螺旋，使其象上下重合。磁针的象上下重合说明望远镜视准轴平行于碰北方向，已经指北。再拨动水平度盘位置变换轮，使水平度盘读数为零，松开水平制动螺旋，瞄准直线另一端的标杆，所得水平度盘读数，即为该直线的磁方位角。
    罗盘仪在使用时，不要使铁质物体接近罗盘，以免影响磁针位置的正确性。在铁路附近及高压线铁塔下观测时，磁针读数会受很大影陶，应该注意避免。测量结束后，必须旋经螺旋只将磁针升起，避免顶针磨损，以保护磁针的灵敏性。
本章小结
1．两点之间的距离指的是连成直线的水平距离，除了知道距离之外，还要知道直线的方向，所谓方向是相对的，它是相对于某一个标准方向而言，这个标准方向叫基本方向，因此直线定向是一条直线相对于基本方向而言的。
  2．丈量距离的方法很多，本书着重介绍钢尺量距。钢尺量距分一般方法和精密量距法。一般方法采用标杆目测定线，分平坦地面与倾斜地面的量距。测量读数至mm，一般采用往、返测量，求相对误差。精密既采用经纬仪定线经钢尺概量打下木桩。然后用经过检定的钢尺进行量距，每一尺段移动3次钢尺位置，得3个结果，3次较差合乎要求后，取平均值。读数均至mm。然后再进行返测，每条直线丈量次数，视不同要求按规范而定。每尺段均要进行尺长改正、温度改正、倾斜改正
    3．基本方向有：真子午线、磁子午线、坐标纵铀。坐标纵轴是彼此平行的，是测量学中用得最普遍的基本方向。自纵坐标轴北端顺时针量至该直线的角度称坐标方位角，简称方向角，。一条直线的正、反坐标方位角相差180。
                 实验七  红外测距仪使用

一、目的与要求
1．了解红外测距仪各主要部件的名称和作用。
2．练习红外测距仪安装、连线、瞄准和测距方法，掌握基本操作要领。
3．掌握用红外测距仪测量地面上两点的水平距离和高差。
二、计划与设备
1．实验时数安排2学时，以小班或大组为单位（测距仪只有两台，属精密贵重仪器）
2．实验设备为DI5S红外测距仪、反射棱镜、觇板、测杆、记录板、2米小卷尺、测伞。
3．在地面确定两个固定点用于安置好红外测距仪和测杆反射棱镜。
4．各人确定气象改正，在教师直接指导下，轮流顺次操作。
三、方法与步骤
1．安置经纬仪于固定点上，对中整平，然后将DI5S测距头安装在望远镜上，测距头由弹簧夹夹在望远镜的接合器上，锁紧后才能松手。最后接好电源及键盘连接线，量取仪器高。
2．安置测杆反光镜于另一固定点上，经对中整平后，用反光镜觇标上的瞄准器对准测距仪。
3．瞄准反光镜。瞄准时将经纬仪的十字丝中横丝对准水平觇标，竖丝瞄准竖直觇标。
4．距离测量。
（1）设置单位、棱镜、比例改正系数。单位有测量单位米或英尺，角度单位有360°或400g ；棱镜类型有圆形或矩形；比例改正系数从0 ~ 30，它是与距离成正比的各项改正。
（2）按ON键开机；按TEST键检验电源电压、反回信号强度，显示电压在1 ~ 9可正常测距，显示光强横条越多反回信号越强；按DIST开始测距，发出嘀哒、嘀哒声，约6秒钟后显示斜距。
（3）按V键显示270.0000，输入盘右竖直角；按RUN键执行平距、高差计算；按⊿ 键显示水平距离；按⊿ 键显示高差。
四、注意事项
1．测距头不得对准太阳测距，太阳光会烧毁测距头接收器。
2．测距仪电缆线插头有防脱锁，连接时必须红点对红点，拆线时必须抓住插头粗纹部位。

tengizxi

测设的基本工作

    测设工作是根据工程设计图纸上待建的建筑物、构筑物的轴线位置、尺寸及其高程，算出待建的建筑物、构筑物各特征点(或轴线交点)与控制点(或已建成建筑物特征点)之间的距离、角度、高差等测设数据，然后以地面控制点为根据，将待建的建、构筑物的特征点在实地桩定出来，以便施工。
    不论测设对象是建筑物还是构筑物，测设的基本工作是测设巳知的水平距离、水平角度和高程。
10—l水平距离、水平角和高程的测设
一、测设已知的水平距离
    在地面上丈量两点间的水平距离时，首先是用尺子量出两点问的距离，再进行必要的改正，以求得准确的实地水平距离。而测设已知的水平距离时，其程序恰恰相反，现将其作法叙述如下：
    1．一般方法
    测设已知距离时，线段起点和方向是已知的。若要求以一般精度进行测设，可在给定的方向，根据给定的距离值，从起点用钢尺丈量的一般方法，量得线段的另一端点。为了检核起见，应往返丈量测设的距离，往返丈量的较差，若在限差之内，取其平均值作为最后结果。
    2．精确方法
    当测没精度要求较高时，应按钢尺量距的精密方法进行测设，具体作业步骤如下：
    (1)将经纬仪安置在起点A上，并标定给定的直线方向，沿该方向概量并在地面上打下尺段桩和终点桩。桩顶刻十字标志；
    (2)用水准仪测定各相邻桩校顶之间的高差；
    (3)按精密丈量的方法先量出整尺段的距离，并加尺长改正、温度改正和高差改正，计算每尺段的长度及各尺段长度之和，得最后结果为D。
(4)用已知应测设的水平距离D减去D。得余长q，然后计算余长段应测设的距离q′。
      
    (5)根据地面上测设余长段，并在终点校上作出标志，即为所测设的终点B。如终点超过了原打的终点校时，应另打终点桩。
    3．用红外测距仪测设水平距离
    安置红外测距仪于A点，瞄准已知方向。沿此方向移动反光棱镜位置，使仪器显示值略大于测设的距离D，定出C’点。在C’点安置反光棱镜，测出反光棱镜的竖直
角以及斜距 (加气象改正)。计算水平距离，求出D’与应测设的水平距离D之差。根据差值的符号在实地用小钢尺沿已知方向改正C’至C点，并用木桩标定其点位。为了检核，应将反光棱镜安置于C点再实测AC的距离，若不符合应再次进行改正，直到测设的距离符合限差为止。
    如果用具有跟踪功能的测距仪或电子速测仪测设水平距离，则更为方便，它能自动进
行气象改正及格倾斜跟离归算成平距并直接显示。测设时，将仪器安置在么点，瞄准已知
方向，测出气象要素气温及气压，并输入仪器，此时按功能键盘上的测量水平距离和自动跟
踪键(或钮)，一人手持反光棱镜杆(杆上圆水准气泡居中，以保持反光棱镜秆径直)立在C点附近。只要观测者指挥手持棱镜者沿已知方向线前后移动棱镜，观测者即能在速测仪显示屏上测得瞬时水平距离。当显示值等于待测设的已知水平距离值，即可定出C点。
二、测设已知水平角
    测设己知水平角是根据水平角的已知数据和一个已知方向，把该角的另一个方向测设在地面上。测设方法如下：
    1．一般方法
    当测设水平角的精度要求不高时，可用盘左、盘右取中数的方法，设地面上已有OA方向线，从OA右测设已知水平角度值。为此，将经纬仪安置在O点，用盘左瞄准A点，读取度盘数值；松开水平制动螺旋，旋转照准部，使度盘读数增加多角值，在此视线方向上定出C‘点。为了消除仪器误差和提高测设精度，用盘右重复上述步骤，再测设一次，得C”点，取C’和C“的中点C，则OC就是要测设的β角。此法又称盘左盘右分中法。
    2．精确方法
    测设水平角的精度要求较高时，可采用作垂线改正的方法，以提高测设的精度。在O点安置经纬仪，先用一般方法测设β角，在地面上定出C点；再用测回法测几个测回，较精确地测得角AOC为A，再测出OC的距离。即可按下式计算出垂直改正值CC。
三、测设已知高程
    测设由设计所给定的高程是根据施工现场已有的水准点引测的。它与水准测量不同之处在于：不是测定两固定点之间的高差，而是根据一个已知高程的水准点，测设设计所给定点的高程。在建筑设计和施工的过程中，为了计算方便，一般把建筑物的室内地坪用±0.000标高表示，基础、门窗等的标高都是以土0．000为依据，相对于±0.000测设的。
    假设在设计图纸上查得建筑物的室内地坪高程为Hd＝8．500m，而附近有一个水准点只高程为8．350m，现要求把建筑物的室内地坪标高测设到木桩上。在B和水准点A之间安置水准仪，先在水准点上立尺，若尺上读数为1．050m，则视线高程8．350十1．050＝9.400m。根据视线高程和室内地坪高程即可算出盘点尺上的应有读数为9．400—8．500＝0．900m然后在B点立尺，使尺根紧贴木桩一侧上下移动，直至水准仪水平视线在尺上的读数为0．900m时，紧靠尺底在木桩上划一道红线，此线就是室内地坪±0.000标高的位置。
    当要测定楼目的标高或安装厂房内的吊车轨道时，只用水准尺已无法测定点位的高程，就必须采用高程传递法，即用钢尺将地面水准点的高程(或室内地坪±0.000)传递到楼层地坪上或吊车梁上所设的临时水准点，然后再根据临时水准点测设所求各点的高程。
10—2点的平面位置的测设
    测设点的平面位置的方法主要有下列几种，可根据施工控制网的形式，控制点的分布情况、地形情况、现场条件及待建建筑物的测设精度要求等进行选择。
一、直角坐标法
    当建筑物附近已有彼此垂直的主轴线时，可采用此法。
    其方法计算简单，施测方便、精度较高，是应用较广泛的一种方法。
二、极坐标法
    极坐标法是根据水平角和距离测设点的平面位置。适用于测设距离较短，且便于量距的情况。
三、角度交会法
    此法又称方向线交会法。当待测设点远离控制点且不便量距对，采用此法较为适宜。
    由于测设误差，若三条方向线不交于一点时，会出现一个很小的三角形，称为误差三角形。当误差三角形边长在允许范围内时，可取误差三角形的重心作为点位。
四、距离交会法
    距离交会法是根据两段已知距离交会出点的平面位置。如建筑场地平坦，量距方便，且控制点离测设点又不超过—整尺的长度时，用此法比较适宜。在施工中细部位置测设常用此法。
10—3已知坡度直线的测设
测设指定的坡度线，在道路建筑、敷设上、下水管道及排水沟等工程上应用较广泛。
根据已定坡度和AB两点间的水平距离计算出B点的高程，再用测设已知高程的方法，把B点的高程测设出来。在坡度线中间的各点即可用经纬仪的倾斜视线进行标定。若坡度不大也可用水准仪。
10—4圆曲线测设
    道路工程勘测的主要工作包括踏勘选线、中线测量、曲线测设和纵横断面测量等，本节仅介绍圆曲线测设，。
    另外，现代办公楼、旅馆、饭店、医院、交通建筑物等建筑平面图形常被设计成圆弧形。有的整个建筑为圆弧形，有的建筑物是由一组或数组圆弧曲线与其他平面图形组合而成，也需测没圆曲线。圆曲线的测设通常分两步进行。先测设曲线上起控制作用的主点(曲线起点、曲线中点和曲线终点)；依据主点再测设曲线上每隔一定距离的加密细部点，用以详细标定因曲线的形状和位置。
本章小结
    1．施工测量和测图工作一样，必须遵循“从整体到局部”的测量原则。而施工放样与地形图的测绘恰恰相反，它是把图纸上设计建筑物的平面和高程位置标定到地面上的工作，即把设计图上已确定的点位之间的相互关系标定到地面上的问题。所以施工放样是：测量工作的基本方法具体应用到工程建设的施工阶段。
    2．放样的基本工作是在地面上标定已给定的长度、角度和高程。在地面上标定己知长度时，结合地形情况、实际尺长及丈量时的温度等等，要进行尺长、温度、倾斜改正，在地面上测设水平角时，一般采用盘左、盘右测设取其平均位置；设计高程放样的方法，主要采用水准测量的方法，根据已知点的高程和放样点的设计高程，利用水准仪在已知点尺上的读数求放样点的水准尺上的读数。
    3．测设点的平面位置可用直角坐标法、极坐标法，角度交会法和距离交会法。究竞选用哪种方法，视户体情况而定。无论采用哪种方法都必须先根据设计图纸上的控制点坐标和待放样点的坐标，算出放样数据，再到实地放样。

tengizxi

地形图的应用

    大比例尺地形图是建筑工程规划设计和施工中的重要地形资料。特别是在规划设计阶段，不仅要以地形图为底图，进行总平面的布设，而且还要根据需要，在地形图上进行一定的量算工作，以便因地制宜地进行合理的规划和设计。
9—1地形图的识读
    为了正确地应用地形图，首先要能看懂地形图。地形图是用各种规定的符号和注记表示地物、地貌及其它有关资料。通过对这些符号和注记的识读，可使地形图成为展现在人们面前的实地立体模型，以判断其相互关系和自然形态这就是地形图识读的主要目的。
一、图外注记识读
    首先了解测图的年月和测绘单位，以判定地形图的新旧；然后了解图的比例尺、坐标系统、高程系统和基本等高距以及图幅范围和接图表。
二、地物识读
三、地貌识读
     在识读地形图时，还应注意地面上的地物和地貌不是—成不变的。由于城乡建设事业的迅速发展，地面上的地物、地貌也随之发生变化，因此，在应用地形图进行规划以及解决工程设计和施工中的各种问题时，除了细致地识读地形图外，还需进行实地勘察，以便对建设用地作全面正确地了解。
9—2地形图应用的基本内容
一、求图上某点的坐标和高程
    1．确定点的坐标
    欲确定图上多点的坐标，首先根据固廓坐标注记和点多的图上位置，绘出坐标方格，再按比例尺量取长度。但是，由于图纸会产生伸缩，使方格边长往往不等于理论长度。为了使求得的坐标值精确，可采用乘伸缩系数进行计算。
    2．确定点的高程
    在地形图上的任一点，可以根据等高线及高程标记确定其高程。如果所求点不在等高线上，则作—条大致垂直于相邻等高线的线段，量取其线段的长度，按比例内插求得。在图上求某点的高程时，通常可以根据相邻两等高线的高程目估确定。因此，其高程精度低于等高线本身的精度。规范中规定，在平坦地区，等高线的高程中误差不应超过l／3等高距，丘陵地区，不应超过1／2等高距；山区，不应超过一个等高距。由此可见，如果等高距为1m，则平坦地区等高线本身的高程误差允许到0．3m、丘陵地区为0．5m，山区可达1m。所以，用目估确定点的高程是允许的。
二、确定图上直线的长度、坐标方位角及坡度
    1．确定图上直线的长度
    (1)直接量测
    用卡规在图上直接卡出线段长度，再与图示比例尺比量，即可得其水平距离。也可以用毫米尺量取图上长度并按比例尺换算为水平距离，但后者受图纸伸缩的影响。
    (2)根据两点的坐标计算水平距离
    当距离较长时，为了消除图纸变形的影响以提高精度，可用两点的坐标计算距离。
    2．求某直线的坐标方位角
    (1)图解法  
    如图9—3，求宜线BC的坐标方位角时，可先过B、C两点精确地作平行于坐标格网纵线的直线，然后用量角器量测BC的坐标方位角。同一直线的正、反坐标方位角之差应为
180。
    (2)解析法
先求出B、C两点的坐标，然后再按下式计算BC的坐标方位角，当直线较长时，解析法可取得较好的结果。
        
    3．确定直线的坡度
设地面两点间的水平距离为D，高差为h,而高差与水平距离之比称为坡度，以i表示，常以百分率或千分率表示。如果两点问的距离较长，中间通过疏密不等的等高线，则上式所求地面坡度为两点间的平均坡度。
        
9—3图形面积的量算
    在规划设计中，常需要在地形固上量算一定轮廓范围内的面积。下面介绍几种常用方法
一、透明方格纸法
    要计算曲线内的面积，先将毫米透明方格纸覆盖在图形上，数出图形内完整的方格数和不完整的方格数，则面积可按下式计算
二、平行线法
    将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上，使两条平行线与图形边缘相切，则相邻两平行线间截割的图形面积可近似视为梯形。梯形的高为平行线间距A，图形截割各平行线的长度，则各梯形面积分别为：
三、解析法
    如果图形为任意多边形，且各顶点的坐标已在图上量出或已在实地测定，可利用各点
坐标以解析法计算面积。
四、求积仅法
    求积仅是一种专门供图上量算面积的仪器，其优点是操作简便、速度快、适用于任意
曲线图形的面积量算，且能保证一定的精度。
    1．电子求积仪
    电子求积仪是采用集成电路制造的一种新型求积仪。性能优越，可靠性好，操作简便。
9—4按一定方向绘制纵断面图
    在各种线路工程设计中，为了进行填挖方量的概算，以及合理地确定线路的纵坡，都
需要了解沿线路方向的地面起伏情况，为此，常需利用地形图绘制沿指定方向的纵断面
图。
    欲沿MN方向绘制断面图，可在绘图纸或方格纸上绘制MN水平线，过M射点作MN的垂线作为高程轴线。然后在地形图上用卡规自M点分别卡出M点至各点的距离，并分别在图上自M点沿MN方向截出相应的点。再在地形图上读取各点的高程，按高程轴线向上画出相应的垂线。最后，用光滑的曲线将各高程线顶点连接起来，即得MN方向的断面图。
    断面过山脊、山顶或山谷处的高程变化点的高程，可用比例内插法求得。绘制断面图时，高程比例尺比水平比例尺大10至20倍是为了使地面的起伏变化更加明显。如，水平比例尺是1：2000，高程比例尺为1：200。
9—5在地形图上按限制的坡度选定最短线路
在道路、管线、渠道等工程设计时，都要求线路在不超过某一限制坡度的条件下，选择一条最短路线或等坡度线。
      
    设从公路上的A点到高地B点要选择一条公路线，要求其坡度不大于5％(限制坡度)。设计用的地形图比例尺为1：2000，等高距为1m。为了满足限制坡度的要求，根据计算出该路线经过相邻等高线之间的最小水平距离D于是，以A点为圆心，以D为半径画弧交等高线于点1，再以点1为圆心，以D为半径画弧，交等高线于点2，依此类推，直到B点附`近为止。然后连接A、l、2……B，便在图上得到符合限制坡度的路线。这只是A到B的路线之一，为了便于选线比较，还需另选一条路线，同时考虑其它因素·，如少占农田，建筑费用最少，避开塌方或崩裂地带等，以便确定路线的最佳方案。
    如遇等高线之间的平距大于1cm，以1cm为半径的圆弧将不会与等高线相交。这说明坡度小于限制坡度。在这种情况下，路线方向可按最短距离绘出。
9—6在地形图上确定汇水面积
    修筑道路时有时要跨越河流或山谷，这时就必须建桥梁或涵洞；兴修水库必须筑坝拦水。而桥梁、涵洞孔径的大小，水坝的设计位置与坝高，水库的蓄水量等，都要根据汇集于这个地区的水流量来确定。汇集水流量的面积称为汇农面积。
    由于雨水是沿山脊线(分水线)向两侧山坡分流，所以汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。—条公路经过山谷，拟在m处架桥或修涵洞，其孔径大小应根据流经该处的流水量决定，而流水量又与山谷的汇水面积有关。量测该面积的大小，再结合气象水文资料，便可进一步确定流经公路M处的水量，从而对桥梁或涵洞的孔径设计提供依据。
    确定汇水面积的边界线时，应注意以下几点：
    1．边界线(除公路段外)应与山脊线—致，且与等高线垂直；
    2．边界线是经过一系列的山脊线、山头和鞍部的曲线，并与河谷的指定断面(公路或
水坝的中心线)闭合。
9—7地形图在平整土地中的应用
    在各种工程建设中，除对建筑物要作合理的平面布置外，往往还要对原地貌作必要的改造，以便适于布置各类建筑物，排除地面水以及满足交通运输和敷设地下管线等。这种地貌改造称之为平整土地。
    在平整土地工作中，常需预算土、石方的工程量，即利用地形图进行填挖土(石)方量的概算。其方法有多种，其中方格法(或设计等高线法)是应用最广泛的一种。下面分两种情况介绍该方法。
一、要求平整成水平面
    假设要求将原地貌按挖填土方量平衡的原则改造成平面，其步骤如下：
    1．在地形图图上绘方格网
    在地形图上拟建场地内绘制方格网。方格网的大小取决于地形复杂程度，地形图比例尺大小，以及土方概算的精度要求。例如在设计阶段采用1：5百的地形图时，根据地形复杂情况，一般边长为10m或20m。方格网绘制完后，根据地形图上的等高线，用内插法求出每一方格顶点的地面高程，并注记在相应方格顶点的右上方。
    2．计算设计高程
先将每一方格顶点的高程加起来除以4，得到各方格的平均高程，再把每个方格的平均高程相加除以方格总数，就得到设计高程H。
         
    3．计算挖、填高度
根据设计高程和方格顶点的高程，可以计算出每一方格顶点的挖、填高度，即：
挖、填高度 = 地面高程一设计高程  
将图中各方格顶点的挖、填高度写于相应方格顶点的左上方。正号为挖深，负号为填高
    4．计算挖、填土方量
    挖、旗土方量可按角点、边点、拐点和中点分别按下式列表计算。设每一方格面积为400m2，计算的设计高程是25．2m，每一方格的挖深或填高数据已分别计算出，并已注记在相应方格顶点的左上方。于是，可分别计算出挖方量和填方量。从计算结果可以看出，挖方量和填方量是相等的，满足“挖、填平衡”的要求。
二、要求按设计够高线整理成倾斜面
将原地形改造成莱一坡度的倾斜面，一般可根据旗、挖平衡的原则，绝出设计倾斜面的等高线。但是有时要求所设计的倾斜面必须包含不能改动的某些高程点(称为设计斜面的控制高程点)，例如，已有道路的中线高程点；永久性或大型建筑物的外墙地坪高程等。
    1．确定设计等高线的平距
    2．确定设计等高线的方向
    3．插绘设计倾斜面的等高线
    4．计算挖、填土方量
与前一方法相同，首先在图上绘方格网，并确定各方格顶点的挖深和填高量。不同之处是各方格顶点的设计高程是根据设计等高线内插求得的，并注记在方格顶点的右下方。其填高和挖深量仍记在各顶点的左上方。挖方量和填方量的计算和前一方法相同。
    本章小结
    1．每项工程建设离不开地形图，所以识图必须熟悉下列一些问题：地形图的分幅、编号与图廓；地形图的坐标系；高程系统；地形图的比例尺和方位；地形图图式；等高线等。
    2．对用图人员来说，只有掌握评定地形图精度的方法，才能正确地选用合乎要求的地形图。选择地形图既要考虑点位和高程的精度，又要顾及设计的对象等因素。
    3．地形图应用的基本内容为：在图上确定设计点位的坐标、边长和方位角；欲求图上任何一点的高程；求图上菜直线的坡度；按限制坡度在图上选定最短路线；。’在地形图上按已知方向绘制断面。
    4，地形图在工程规划设计中的应用为：排、灌工程规划；在地形图上计算汇水面积及计算水库库容；在图上确定坝坡脚线；平整场地等．

tengizxi

工业与民用建筑中的施工测量

      施工测量概述
一、施工测量的目的和内容
    施工测量的目的是把设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程，按设计要求以一定的精度测没在地面上，作为施工的依据。并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序间的施工。
    施工测量贯穿于整个施工过程中。从场地乎整、建筑物定位、基础施工，到建筑物构件的安装等，都需要进行施工测量，才能使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。有些工程竣工后，为了便于维修和扩建，还必需2R6出竣工图。有些高大或特殊的建筑物建成后，还要定期进行变形观测，以便积累资料，掌握变形的规律，为今后建筑物的设计、维护和使用提供资料。
二、施工测量的特点
    测绘地形图是将地面上的地物、地貌测绘在图纸上，而施工放样则和它相反，是将设计图纸上的建筑物、构筑物按其设计位置测设到相应的地面上。
    测设精度的要求取决于建筑物或构筑物的大小、材料、用途和施工方法等因素。一般高层建筑物的测设精度应高于低层建筑物，钢结构厂房的测设精度应高于钢筋混凝土结构厂房，装配式建筑物的测设精度应高于非装配式建筑物。
    施工测量工作与工程质量及施工进度有着密切的联系。测量人员必须了解设计的内容、性质及其对测量工作的精度要求，熟悉图纸上的尺寸和高程数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。
    另外，施工现场工种多，交叉作业频繁，并有大量土、石方填挖，地面变动很大，又有动力机械的震动，因此各种测量标志必须埋没稳固且在不易破坏的位置。还应做到妥善保护，经常检查，如有破坏，应及时恢复。
三、施工测量的原则
    施工现场上有各种建筑物、构筑物，且分布较广，往往又不是同时开工兴建。为了保证各个建筑物、构筑物在平面和高程位置都符合设计要求，互相连成统一的整体，施工测量和测绘地形图一样，也要遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的位置。
    施工测量的检核工作也很重要，必须采用各种不同的方法加强外业和内业的检核工作。
四、准备工作
    在施工测量之前，应建立健全的测量组织和检查制度。并核对设计图纸，检查总尺寸和分尺寸是否一致%A

tengizxi

工业与民用建筑中的施工测量

11—1  施工测量概述
一、施工测量的目的和内容
    施工测量的目的是把设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程，按设计要求以一定的精度测没在地面上，作为施工的依据。并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序间的施工。
    施工测量贯穿于整个施工过程中。从场地乎整、建筑物定位、基础施工，到建筑物构件的安装等，都需要进行施工测量，才能使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。有些工程竣工后，为了便于维修和扩建，还必需2R6出竣工图。有些高大或特殊的建筑物建成后，还要定期进行变形观测，以便积累资料，掌握变形的规律，为今后建筑物的设计、维护和使用提供资料。
二、施工测量的特点
    测绘地形图是将地面上的地物、地貌测绘在图纸上，而施工放样则和它相反，是将设计图纸上的建筑物、构筑物按其设计位置测设到相应的地面上。
    测设精度的要求取决于建筑物或构筑物的大小、材料、用途和施工方法等因素。一般高层建筑物的测设精度应高于低层建筑物，钢结构厂房的测设精度应高于钢筋混凝土结构厂房，装配式建筑物的测设精度应高于非装配式建筑物。
    施工测量工作与工程质量及施工进度有着密切的联系。测量人员必须了解设计的内容、性质及其对测量工作的精度要求，熟悉图纸上的尺寸和高程数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。
    另外，施工现场工种多，交叉作业频繁，并有大量土、石方填挖，地面变动很大，又有动力机械的震动，因此各种测量标志必须埋没稳固且在不易破坏的位置。还应做到妥善保护，经常检查，如有破坏，应及时恢复。
三、施工测量的原则
    施工现场上有各种建筑物、构筑物，且分布较广，往往又不是同时开工兴建。为了保证各个建筑物、构筑物在平面和高程位置都符合设计要求，互相连成统一的整体，施工测量和测绘地形图一样，也要遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的位置。
    施工测量的检核工作也很重要，必须采用各种不同的方法加强外业和内业的检核工作。
四、准备工作
    在施工测量之前，应建立健全的测量组织和检查制度。并核对设计图纸，检查总尺寸和分尺寸是否一致，总平面图和大样详图尺寸是否一致，不符之处要向设计单位提出，进行修正。然后对施工现场进行实地踏勘，根据实际情况编制测设详图，计算测设数据。对施工测量所使用的仪器，工具应进行检验、校正，否则不能使用。工作中必须注意人身和仪器的安全，特别是在高空和危险地区进行测量时，必须采取防护措施。
11—2建筑场地上的施工控制测量
    在勘测时期已建立有控制网，但是由于它是为测因而建立的，末考虑施工的要求，控制点的分布、密度和精度，都难以满足施工测量的要求。另外，由于平整场地控制点大多被破坏。因此，在施工之前，建筑场地上要重新建立专门的施工控制网。
    在大中型建筑施工场地上，施工控制网多用正方形或矩形格网组成，称为建筑方格网(或矩形网)。在面积不大又不十分复杂的建筑场地上，常布置一条或几条基线，作为施工测量的平面控制，称为建筑基线。下面分别简单地介绍这两种控制形式。
一、建筑方格网
    1．建筑方格网的坐标系统
    在设计和施工部门，为了工作上的方便，常采用一种独立坐标系统，称为施工坐标系或建筑坐标系。施工坐标系的纵轴通常用A表示，横轴用B表示，施工坐标也用A、B坐标。
    施工坐标系的A轴和B轴，应与厂区主要建筑物或主要道路、管线方向平行。坐标原点设在总平面图的西南角，使所有建筑物和构筑物的设计坐标均为正值。施工坐标系与国家测量坐标系之间的关系，可用施工坐标系原点的测量系坐标来确定。在进行施工测量时，上述数据由勘测设计单位给出。
    2．建筑方格网的布没
    (1)建筑方格网的布置和主轴线的选择
    建筑方格网的布置，应根据建筑设计总平面团上各建筑物、构筑物、道路及各种管线的布设情况，结合现场的地形情况拟定。布置时应先选定建筑方格网的主轴线，然后再布置方格网。方格网的形式可布置成正方形或矩形。当场区面积较大时，常分两级。首级可采用“十”字形、“口”字形或“田”字形，然后再加密方格网。当场区面积不大时，尽量布置成全面方格网。
    布网时，方格网的主轴线应布设在厂区的中部，并与主要建筑物的基本轴线平行。方格网的折角应严格成90。。方格网的边长一般为100一200m；矩形方格网的边长视建筑物的大小和分布而定，为了便于使用，边长尽可能为50m或它的整倍数。方格网的边应保证通视且便于测距和测角，点依标石应能长期保存。
    (2)确定主点的施工坐标
    建筑方格网的主轴线，它是建筑方格网扩展的基础。当场区很大时，主轴线很长，一般只测设其中的一段，主轴线的定位点，称主点。主点的施工坐标一般由设计单位给出，也可在总平面图上用图解法求得一点的施工坐标后，再按主轴线的长度推算其它主点的施工坐标。
    (3)求算主点的测量坐标
当施工坐标系与国家测量坐标系不一致时在施工方格网测设之前，应把主点的施工坐标换算为测量坐标，以便求算测设数据。
     
     
二、建筑基线
    建筑基线的布置也是根据建筑物的分布，场地的地形和原有控制点的状况而选定的。建筑基线应靠近主要建筑物，并与其轴线平行，以便采用直角坐标法进行测设，通常可布置几种形式。为了便于检查建筑基线点有无变动，基线点数不应少于三个。
三、测设工作的高程控制
    在建筑场地上，水准点的密度应尽可能满足安置一次仪器即可测设出所需的高程点。而测绘地形图时敷设的水准点往往是不够的，因此，还需增设一些水准点。在—般情况下，建筑方格网点也可兼作高程控制点。只要在方格网点桩面上中心点旁边设置一个突出的半球状标志即可。
    在一般情况下，采用四等水准测量方法测定各水准点的高程，而对连续生产的车间或下水管道等，则需采用三等水准测量的方法测定各水准点的高程。
11—3民用建筑施工中的测量工作
    民用建筑指的是住宅、办公楼、食堂、俱乐部、医院和学校等建筑物。施工测量的任务是按照设计的要求，把建筑物的位置测设到地面上，并配合施工以保证工程质量。
一、测设前的准备工作
    1．熟悉图纸。设计图纸是施工测量的依据，在测设前，应熟悉建筑物的设计图纸，了解施工的建筑物与相邻地物的相互关系，以及建筑物的尺寸和施工的要求等。测设时必须具备下列图纸资料。
    总平面图是施工测设的总体依据，建筑物就是根据总平面图上所