工程测量第三章

工程测量学习笔记1 水准测量第三章水准测量※内容概述: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。

水准测量所用仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。

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，水准仪构成主要有望远镜、水准器及基座三部分。

水准测量包括路线的选择、实施、检核及内业计算等。

※教学目的:了解水准测量的原理，熟练掌握水准仪及施测步骤。

并通过实习能够进行简单的水准测量。

※内容详述:地面点的位置是用平面坐标和高程来确定的。

测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。

高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量三类。

§3.1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，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。

图3-1水准测量原理如图所示，欲测定A、B两点间的高差h，可在A、B两点上分别竖立带有刻划的水准尺，并在A、B两点之间安置一台能提供一条水平视线的水准仪。

根据水准仪的水平视线，设后视A尺读数为a，前视B尺读数为b，则A、B两点高hAB=a-b如果水准测量是由A到B进行的，如图中的箭头所示，由于A点为已知高程点，故A点尺上读数a称为后视读数;B点为欲求高程的点，则B点尺上读数b为前视读数。

高差等于后视读数减去前视读数。

高差的符号有正有负。

当高差为正值时，表示前视点B高于后视点A;当高差为负时，表示前视点B低于后视点A。

所以计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。

有了高差，就可根据A点高程求得B点高程，即:高差法:高程测量的实质就是测量高差。

另外还可通过仪器的视线高Hi计算B点的高程，即:视线高法:HB=(HA+a)-b§3.2水准仪器及其使用水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。

如图:图3-2水准仪图3-3DS3微倾式水准仪一、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。

第三章角度测量习题作业答案一、填空题1.角度是测量的基本元素，包括水平角和竖直角_ 。

2.从空间一点出发的两个方向在水平面上投影所夹的角度称为水平角，某一方向与其在同一垂直面内的水平线所夹的角度称为竖直角，竖直角为正时，称为仰角，为负时称为俯角。

3.经纬仪进行测量前的安置工作包括对中和____整平_____两个主要步骤。

4.水平角观测中对中的目的在于使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。

5.水平角观测中整平的目的在于使仪器竖轴在铅直位置，而水平度盘在水平位置。

6.经纬仪用测回法进行水平角观测时，某一方向上盘左读数和盘右读数的理论关系是相差180°。

7.经纬仪测回法测量垂直角时盘左盘右读数的理论关系是和为360°。

8.经纬仪满足三轴相互垂直条件时，望远镜围绕横轴旋转，视准轴扫出的面应该是垂直面。

9.经纬仪主要由照准部、__水平度盘____和基座三部分构成。

10.照准部制动与微动螺旋的作用是控制望远镜在水平面内的转动；望远镜制动与微动螺旋的作用是控制望远镜在竖直面内的转动。

二、简答题1.简述角度观测时，用盘左盘右进行观测可以消除哪些误差？答：视准轴误差横轴误差照准部偏心差竖盘指标差2.经纬仪上有几对制动、微动螺旋？它们各起什么作用？如何正确使用它？答：两对：照准部制动，微动螺旋望远镜制动，微动螺旋它们的作用是分别使照准部及望远镜固定或作微小转动。

正确使用的方法是要使照准部和望远镜作大的旋转时，要松开相应的制动螺旋，要使它作微小旋转时，固定相应的制动螺旋、并旋转相应的微动螺旋。

3.如何找出竖盘读数与竖直角间的计算关系？答：置于盘左，将望远镜上仰，看竖盘读数大于还是小于90度，若小于90度，则竖直角为90-L，盘右为R-270度，反之若大于90度，则竖直角为L-90度，盘右为270-R4.结合水平角和垂直角测量原理说明对测量仪器的要求和相应部件的名称。

答：作为测角仪器——经纬仪，它须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。

影响？
经纬仪主要部件及轴系应满足下述几何条件，即：照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴(LL⊥VV)；
十字丝纵丝应垂直于横轴；视准轴应垂直于横轴(CC⊥HH)；横轴应垂直于仪器竖轴(HH⊥VV)；竖
盘指标差应为零；光学对中器的视准轴应与仪器竖轴重合。
盘左盘右观测取平均值；精确对中和整平。
7．经纬仪测回法测水平角，可以削减哪些误差的影响？
离零点的格数的一半。
9．试述全园测回法的方法步骤？观测时测站限差有哪些？
方向观测法应首先选择一起始方向作为零方向。
如图所示，设 A 方向为零方向。要求零方向应选择距
离适中、通视良好、呈像清晰稳定、俯仰角和折光影
响较小的方向。
将经纬仪安置于 O 站，对中整平后按下列步骤进
行观测：
（１）盘左位置，瞄准起始方向 A，转动度盘变换
为“归零差”，其目的是为了检查水平度盘在观测过程中是否发生变动。“归零差”不能超过允许限 值（J2 级经纬仪为 12″，J6 级经纬仪为 18″）。
以上操作称为上半测回观测。 （４）盘右位置，按逆时针方向旋转照准部，依次瞄准 A、D、C、B、A 目标，分别读取水平 度盘读数，记入记录表中，并算出盘右的“归零差”，称为下半测回。上、下两个半测回合称为一测 回。 (５)限差，当在同一测站上观测几个测回时，为了减少度盘分划误差的影响，每测回起始方向的 水平度盘读数值应配置在(180°/n+60′/n)的倍数(n 为测回数)。在同一测回中各方向 2c 误差(也就是 盘左、盘右两次照准误差)的差值，即 2c 互差不能超过限差要求(J2 级经纬仪为 18″)。表 3-2 中的数 据是用 J6 级经纬仪观测的，故对 2c 互差不作要求。同一方向各测回归零方向值之差，即测回差，也 不能超过限值要求（J2 级经纬仪为 12″，J6 级经纬仪为 24″）。 10．测水平角时对中的目的是什么？整平的目的是什么？用光学对中器对中、整平的操作方法如何？ 对中的目的是使仪器的中心与测站的标志中心位于同一铅垂线上。 整平的目的是使仪器的竖轴铅垂，水平度盘水平。 采用光学对中器进行对中，应与整平仪器结合进行，其操作步骤如下： （１）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架头大致水平。使光学对中器大致位 于测站上，将三脚架踩牢。 （２）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上的圆圈，拉或推动目镜使测站点影像清晰。 （３）旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。 （４）伸缩三脚架腿，使圆水准气泡居中。 （５）用脚螺旋精确整平管水准管转动照准部 90゜，水准管气泡均居中。 （６）如果光学对中器分划圈不在测站点上，应松开连接螺旋，在架头上平移仪器，使分划圈 对准测站点。 （７）重新再整平仪器，依此反复进行直至仪器整平后，光学对中器分划圈对准测站点为止。 11．什么叫竖直角？用经纬仪测竖直角的步骤如何？ 在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角。 在测站上安置仪器，用下述方法测定竖直角： １．盘左位置：瞄准目标后，用十字丝横丝卡准目标的固定位置，旋转竖盘指标水准管微动螺 旋，使水准管气泡居中或使气泡影像符合，读取竖盘读数 L，并记入竖直角观测记录表中。用竖角 计算公式，计算出盘左时的竖直角，上述观测称为上半测回观测。 ２．盘右位置：仍照准原目标，调节竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中，读取竖盘 读数值 R，并记入记录表中。用所推导好的竖角计算公式，计算出盘右时的竖角，称为下半测回观 测。 上、下半测回合称一测回。 12．根据水平角观测原理，经纬仪应满足哪些条件？如何检验这些条件是否满足？怎样进行校正？ 其检验校正的次序是否可以变动？为什么？ 根据水平角和竖直角观测的原理，经纬仪的设计制造有严格的要求。如：经纬仪旋转轴应铅垂， 水平度盘应水平，望远镜纵向旋转时应划过一铅垂面等。它有四条主要轴线，分别是： 水准管轴（LL）：通过水准管内壁圆弧中点的切线； 竖轴（VV）：经纬仪在水平面内的旋转轴； 视准轴（CC）：望远镜物镜中心与十字丝中心的连线； 横轴（HH）：望远镜的旋转轴（又称水平轴）。 经纬仪应满足的主要条件列于下表：

第三章角度测量一、填空题1.经纬仪的安置工作包括_对中_____、__整平__。

2.竖直角就是在同一竖直面内,某一方向与水平线之间夹角。

3.竖盘指标差有正负号，一般规定当指标偏移方向与竖盘标注方向一致时，其符号为正。

、4.经纬仪的主要几何轴线有水准管轴，望远镜视准轴，横轴，_竖轴。

5.经纬仪安置过程中,整平的目的是使竖轴铅垂，水平读盘水平,对中的目的是使仪器铅垂球顶点与地面目标点点位于同一铅垂线上。

6.当经纬仪的竖轴位于铅垂线位置时,照准部的水准管气泡应在任何位置都_处于水准管正中间。

7.整平经纬仪时,先将水准管与一对脚螺旋连线_平行__,转动两脚螺旋使气泡居中,再转动照准部__90°__,调节另一脚螺旋使气泡居中。

8.经纬仪各轴线间应满足下列几何关系__水准管垂直于竖轴____ ,_十字竖丝垂直于横轴 ,_视准轴垂直于横轴_ ,_横轴垂直竖轴于，_光学对点器光学垂线与竖轴重合__。

9.目前的光学经纬仪多采用___竖盘指标自动归零补偿器________来取代指标水准管的功能。

10.经纬仪由__照准部____、__基座____、__度盘及读数装置_____三部分组成。

11.经纬仪是测定角度的仪器,它既能观测__水平_角,又可以观测_竖直_角。

12.水平角是经纬仪置测站点后,所照准两目标的视线,在_水平面上的投影的夹角。

13.竖直角有正、负之分,仰角为_正____,俯角为__负___。

14.竖直角为照准目标的视线与该视线所在竖面上的__水平面___之夹角。

15.经纬仪在检、校中，视准轴应垂直于横轴的检验有两种方法。

它们分别为__中点盘左盘右测量法___和_标尺法_____。

16.用测回法观测水平角,可以消除仪器误差中的_水平度盘刻画不均匀_、视准轴不平行与横轴___、_横轴不平行与竖轴_。

17.水平角观测有测回法和方向观测法两种方法。

18.竖盘的注记形式分为顺时针和逆时针两大类。

二、单项选择题1.当经纬仪的望远镜上下转动时，竖直度盘（A）。