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(共126张PPT)
项目三 平面控制测量
操作经纬仪
1
测量水平角和竖直角
2
检验和校正经纬仪
3
钢尺量距
4
水平角和水平距离放样
5
实施导线测量
6
建立施工平面控制网
7
认识全站仪
8
水平角：空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。
a
o
b

A
O
B
0
b
a
任务1 操作经纬仪
测角仪器：经纬仪
按物理特性：机械型、光学机械型和智能型
按测角精度：DJ1、DJ2、DJ6
一、DJ6 光学经纬仪的构造
1.照准部(alidade)
2.水平度盘(horizontal circle)
3.基座(tribrach)
照准部(alidade)
（1）光学对点器：仪器对中
（2）望远镜：望远镜是用作精确瞄准目标的。它和水平轴连接在一起，可以绕水平轴在竖直面内上下任意转动
（3）水准器
照准部上有一个水准管和一个圆水准器。圆水准器用作粗略整平，水准管用作精确整平仪器。
照准部的下部有一个能插在轴座内的竖轴，整个照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。
（4）读数显微镜
（5）竖直度盘
度盘
水平度盘：不旋（水平度盘位置变换手轮）
（或复测扳钮）
竖直度盘(竖盘) ：随望远镜而旋转
0°
90°
180°
270°
0
90
180
270
基座
三个脚螺旋用于整平仪器（粗平）；
基座连接螺旋 —— 连接仪器与三脚架 ；
轴座固定螺丝（轴座连接螺旋 ）—— 切勿松动
二、 DJ6 级光学经纬仪度盘读数装置及读数方法
（1）分微尺测微器及其读数方法
0
1
73
（2）单平行玻璃测微器及其读数方法
三、仪器的使用
安置经纬仪，照准目标，读数，记录
1.垂球(plumb bob)法
（1）脚架头上移动仪器进行对中。
（2）旋转脚螺旋进行整平。
（3）反复（1）、（2）两步。
B
（一） 经纬仪的安置 内容及要求： 对中 (centering) 3mm 整平(leveling) 1格
B
C
A

2.光学对中器法
（1）大致水平大致对中
眼睛看着对中器，拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。
（2）伸缩脚架粗平
根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。
（3）脚螺旋精平——左手大拇指法则
气泡居中，1、2等高
1
2
3
气泡居中，3与1、2等高
1
2
3
1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。
2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2 。
3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3 。
气泡居中，1、2等高
1
2
3
气泡居中，3与1、2等高
1
2
3
(4) 架头上移动仪器，精确对中
(5) 脚螺旋精平
(6) 反复（4）、（5）两步。
（二）经纬仪的瞄准
步骤：粗瞄—制动—调焦—微动精瞄。
注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。
测站点：仪器所在点
照准点：远方目标点
（三）读数
两个基本概念：
盘左
盘右
盘左观测
盘右观测
竖直度盘
竖直度盘
实训任务1:操作经纬仪
任务内容：操作经纬仪
小组号 场地号
任务要求：
1．认清经纬仪的各个组成部件。
2．练习操作经纬仪，学会经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法。 工具：
DJ6 型经纬仪 1 台；标杆1 对、三脚架一个；记录板 1 块。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借、还和仪器的安全管理等事务。
技术要求：
1．仪器整平误差应小于水准管分划一格，对中误差应小于3毫米；
2．度盘读数及算得角值中的分、秒必须记录两位数字，不得省去其中的“0”。
一、观测水平角——测回法
1.适用：2个方向的单角（∠AOB）
2.步骤：
（1）盘左瞄准左边A，配度盘至0001 ，读取a1。
（2）顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。
则上半测回角值:β1= b1-a1
1
测站
A
B
O
a1
b1
任务2 测量水平角和竖直角
（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。
（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。
则下半测回角值:β2= b2-a2
（5）计算角值
若：β1-β2≤±40"（图根级）
则有：
β = （β1+β2）/2
2
测站
A
B
O
a2
b2
3.测回法记录格式
254 24 06
180 05 00
74 19 06
右
A
B
O
左
A
B
00 04 18
74 23 42
74 19 24
74 19 15
A
B
O

测站
竖盘
位置
目标
水平度盘读数

半测回
角值

一测回
角值

示 意 图
测回法小结:
度盘配置方法:
若观测N个测回，各测回间按180°/N的差值来配置度盘。
二、观测竖直角
将倾斜距离换算为水平距离
在三角高程测量中进行三角高差的计算
1.竖直角测量原理
垂直角：就是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为0°-±90°。视线在水平线之上，竖直角为“正”，称仰角；视线在水平线之下，竖直角为“负”，称俯角。竖直角测量与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。
铅垂线
天顶
水平线
A
C
B
0°
90 °
180°
270°
2.垂直度盘（竖盘）的构造
竖直度盘(竖盘)
指标水准管
指标水准管微动螺旋
竖盘固定在望远镜旋转轴(横轴)的一端，随望远镜一起在竖直面内转动。
特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。
竖盘的注记形式：顺时针与逆时针两种。
（1）顺时针注记
180°
270°
0°
90°
盘左
指标线
270°
90°
0°
180°
盘右
指标线
（2）逆时针注记
0°
270°
180°
90°
盘左
指标线
270°
90°
180°
0°
盘右
指标线
3.竖直角(vertical angle)的计算公式
（1）顺时针注记
α左=90°-L
α右=R-270°
故一测回竖直角 α=（α左+α右）/2
（2）逆时针注记
问题： α左= ？ α右=？
有:α左= L -90° α右=270°- R
一测回竖直角: α=（α左+α右）/2
4.竖盘指标差
当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向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。
180°
270°
0°
90°
盘左
（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。
一般规范规定，指标差变动范围，J6≤25"、J2≤15 "。
计算公式
（1）指标差:
对于顺时针注记的：
正确的竖直角α=(90°+x) -L=α左+x
α=R-(270°+x)=α右-x
5. 垂直角观测
安置经纬仪，（量取仪器高）
正镜瞄准目标（十字丝中丝精确地切于目标顶端）
转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水
准管气泡居中，读盘左读数L
倒镜瞄准目标相同位置，读盘右读数R
计算
三、水平角测量误差
（一）仪器误差
1.照准部偏心误差
产生情况：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合
规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大
消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可消除
2.度盘刻划误差
产生情况：度盘制造时产生
消除与减弱措施：变换度盘位置
3.视准误差(c)
产生情况：视准轴不垂直于水平轴时产生的误差
规律：随垂直角增大而增大
消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除
4.横轴误差
产生情况：横轴不水平
规律：随垂直角增大而增大，对两等高目标观测时误差为0
消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除
5.纵轴误差
产生情况：纵轴不铅垂
规律：随垂直角增大而增大，与横轴所处的方向有关
消除与减弱措施：注意水准管的精度与精确整平
注意：不能用盘左盘右取均值可以消除
（二）观测误差
1.仪器对中误差
产生情况：仪器中心与测站点不在同一铅垂线上
规律：偏心越大、边越大，误差越大
消除与减弱措施：精确对中
2.目标偏心误差
产生情况：所安置的目标中心偏离地面标志中心
规律：与偏心距与正比，与边长成反比，垂直于视线方向的目标偏心误差最大
消除与减弱措施：目标铅垂，尽量瞄准目标底部
3.照准误差
产生原因：未精确瞄准目标的几何中心
消除与减弱措施：选择较好的观测环境
4.读数误差
产生原因：估读导致
5.视差和十字丝不清晰的影响
视差：目标成像不在十字丝板上引起的误差
消除措施：观测时认真调焦
（三）外界条件的影响
实训任务2:观测水平角和竖直角
任务内容：观测水平角和竖直角
小组号 场地号
任务要求：
1．每组完成一个闭合三角形路线水平角的观测，且每个内角观测两个测回。
2．每位同学完成1 个竖直角的观测。 工具：
DJ6 型经纬仪 1 台；标杆1 对、三脚架一个；记录板 1 块。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借、归还和仪器的安全管理等事务。
技术要求：
1．上、下半测回的角值差不应大于±40″，各测回间互差不应大于±24″；
2．指标差的变动范围不超过25〞。
光学经纬仪应满足的几何条件
经纬仪各轴线之间应满足三轴相互垂直条件：
① 水平度盘的水准管轴(LL)应垂直于竖轴(VV)；
② 视准轴(CC)应垂直于横轴(HH)；
③ 横轴(HH)应垂直于竖轴(VV)。
'
任务3 经纬仪的检验与校正
由于仪器在出厂时，已严格保正水平度盘与竖轴的垂直，故当竖轴处于铅垂位置时，水平度盘即处于水平状态。竖轴的铅垂位置是利用照准部水准管气泡居中，即水准管轴水平来实现的。满足了LL⊥VV，就能使竖轴铅垂，水平度盘处于水平位置。
CC⊥HH和HH⊥VV在于保证得到竖直的视准平面。CC⊥HH时，视准面为一平面，否则，视准面成了两个对顶的锥面；HH⊥VV时，视准平面就成为竖直的平面，否则就成为一倾斜的平面。
J6级光学经纬仪除了其主要几何轴线满足上述要求外，为了便于在观测水平角时用竖丝去瞄准目标，还要求十字丝竖丝垂直于横轴。另外，在作垂直角观测时，为了计算上的方便，应使竖盘指标差接近于零。
一、水准管轴应垂直于竖轴的检验
将经纬仪按常规方法整平，然后使照准部水准管平行于一对脚螺旋的连线，调节这两个脚螺旋，使水准管气泡严格居中；再将仪器旋转180°，观察气泡位置。若气泡仍居中，则表明满足这项要求，否则应校正
当气泡不居中时，转动脚螺旋，使气泡退回偏离中心的一半，然后用校正针拨动位于水准管一端的校正螺丝，使气泡居中。
这项检验校正需反复进行，直至水准管气泡偏离零点不超过半格为止。
二、十字丝竖丝垂直于横轴的检验
整平仪器，用十字丝竖丝最上端精确对准远处一明显目标点，固定水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，徐徐转动望远镜微动螺旋，若目标点始终不离开竖丝，说明此条件满足；否则应校正
与水准仪横丝垂直于竖轴的校正方法类似。不过此处是校正竖丝的位置
三、视准轴应垂直于横轴的检验
（1）整平仪器，使望远镜大致水平，盘左位置瞄准一目标，读得水平度盘读数M1；
（2）倒转望远镜，以盘右位置瞄准原目标，读得水平度盘读数M2，若M1=M2±180°，则表示视准轴垂直于横轴。当M1-（M2±180°）的绝对值大于1′，则应予以校正。
四、横轴应垂直于竖轴的检验
在距墙壁10m~20m处安置经纬仪。
（1）盘左位置先用望远镜瞄准墙壁高处一明显目标点A，固定照准部，将望远镜往下放平，在墙上标出点a1。
（2）盘右位置先用望远镜瞄准A点，固定照准部。再放平望远镜，依十字丝交点标出a2，若 a2点与 a1不重合，则说明横轴不垂直于竖轴，不能满足该项关系。若 a1 与 a2能重合，则表明该关系满足。横轴不垂直于竖轴的误差i称为横轴误差。
五、竖盘指标差应为零的检验
安置经纬仪并瞄准经纬仪一明显目标，用前述竖直角观测的方法测量其竖直角一测回，算出指标差i。对于J6级光学经纬仪，当计算出来的i的绝对值大于1′时，则需进行校正。
实训任务3:检验经纬仪
任务内容：检验经纬仪
小组号 场地号
任务要求：
1．检验光学经纬仪。 工具：
DJ6 型经纬仪 1 台；标杆1 对、三脚架一个；记录板 1 块。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借、还和仪器的安全管理等事务。
一、量距工具
有：钢尺(steel tape)、标杆(measuring bar)、垂球(plumb bob)、测钎(measuring rod)、温度计(thermometer)、弹簧秤(spring balance)。
任务4 钢尺量距
二、钢尺量距
最基本的要求——平、准、直。
按精度分：一般量距和精密量距
一般量距步骤如下：
1．定线(line alignment)
按精度分：目估法和经纬仪法。
目估法定线示意图
2．丈量
（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数，相减。
（2）在山区，可用平量法、斜量法。
平量法
斜量法
A
B
测钎







DAB=n + n为整尺段数
为余长
3．内业成果整理
（1）丈量精度用“相对误差”来衡量：
要求：
一般量距：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山区）。
（2）AB距离：
实训任务4:钢尺量距
任务内容：钢尺量距
小组号 场地号
任务要求：
1．用钢尺丈量地面上已知两点A、B的水平距离。 工具：
钢尺 1 把；标杆两根；测钎 4 个；记录板 1 个。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借、还和仪器的安全管理等事务。
技术要求：
往返量距的相对误差不大于1/3000。
测设方法分类：
一般方法（直接法）
精确方法（归化法）
归化法定义——为提高精度，先用直接法放样一个点，作为过渡点，接着测量过渡点与已知点之间的关系（边长、角度、高差等），把测算值与设计值比较得差数，最后从过渡点出发，修正这一差数，把点归化到更精确的位置上去。这种比较精确的放样方法叫归化法。
任务5 水平角和水平距离放样
一、水平距离测设
1.直接法
从起点A直接用钢尺或测距仪在给定方向上，丈量待放样的水平距离，得B点。
2.归化法
用直接法测设出B点——精密丈量其距离——根据差值，实地改正。
DAB
A
B
测距仪
反光棱镜
二、水平角的测设
1.正倒镜分中法——较精确的直接法。

测站O
后视A
待定点
P
P
P
P （盘左）
P （盘右）
P（盘左盘右平均）
2.归化法
例：已知OP’=100.00米，设计值 =40 ，
设测得 ’=39 59 20 ，计算
修正值PP’。
解： = - ’=40
PP’=100tan0 0 40
=0.0194m
≈19mm
得：点位修正值为19mm(向外)
待定点
P’
测站O
后视A
’


P
直接法放样出角值——实测角值和距离
——计算归化值——距离修正。
D
实训任务5:测设水平距离和水平角
任务内容：测设水平距离和水平角
小组号 场地号
任务要求：
1．测设一段水平距离和一个水平角。 工具：
光学经纬仪1 台；标杆 1 对；三脚架一个；钢尺一把；记录板 1 块。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借领、归还和仪器的安全管理等事务。
技术要求：
角度测设的限差不大于，距离测设的相对误差不大于1／3000。
任务6 实施导线测量
一、控制测量概述(control survey)
1.目的与作用
为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网(horizontal control network)和高程控制网(vertical control network)。
控制误差的积累。
作为进行各种细部测量的基准
2.有关名词
小地区（小区域）(block, region) ：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。
控制点(control point) ：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。
控制网(control network)：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。
控制测量(control survey)：为建立控制网所进行的测量工作。
3.控制测量分类
按内容分：
平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y。
高程控制测量：测定各高程控制点的高程H。
按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级
按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量
按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量
4.国家控制网
平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网(triangulation network)组成。
高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网(leveling network)组成。
国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。
图形1：国家一、二等平面控制网布置形式
一等三角网
二等三角网
5.小区域（15km2以内）控制测量
小区域平面控制：
国家城市控制点——首级控制——图根控制。
小区域高程控制：
国家或城市水准点——三、四等水准——图根点高程。
1.坐标方位角(grid bearing)的推算
注意：若计算出的方位角>360°，则减去360°；
若为负值，则加上360°。
或：
二、知识准备
简称：方向角
标准方向 方位角名称 测定方法
真北方向(真子午线方向) 真方位角A 天文或陀螺仪测定
磁北方向(磁子午线方向) 磁方位角Am 罗盘仪测定
坐标纵轴(轴子午线方向) 坐标方位角 坐标反算而得
标准方向
O
P
P
O
真北
A
磁北
Am
坐标纵轴

δ
γ
例题:方位角的推算
1
2
3
4
5
95°
130°
65°
128°
122°
12
30°
1
2
3
4
5
已知：α12=300，各观测角β如图，求各边坐标方位角α23、α34、α45、α51。
解： α23= α12-β2+1800=800
α34= α23-β3+1800=1950
α45=2470
α51=3050
α 12=300（检查）
2.坐标正算公式
由A、B两点边长DAB和坐标方位角αAB，计算坐标增量。见图有：
DAB
AB
A
B
x
y
0
XAB
YAB
其中，ΔXAB=XB-XA
ΔYAB=YB-YA
XAB =DAB cos AB
YAB =DAB sin AB
3.坐标反算公式
由A、B两点坐标来计算αAB、DAB
DAB
AB
A
B
x
y
0
XAB
YAB
αAB的具体计算方法如下：
（1）计算：
AB
AB
AB
AB
AB
AB
x
y
tg
y
x
D
D
D
=
D
+
D
=
a
2
2
（2）计算：
（3）根据ΔXAB、ΔYAB的正负号判断αAB所在的象限。
三、导 线 (traverse) 测量外业工作
1.定义及分类
（1）导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点）(traverse point)连成直线而构成的折线图形。
（2）适用范围：主要用于带状地区 (如：公路、铁路和水利) 、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量。
2.导线布设形式
（1）闭合导线(closed traverse)
多用于面积较宽阔的独立地区。
（2）附合导线(connecting traverse)
多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。
（3）支导线(open traverse)
支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。
还有导线网，其多用于测区情况较复杂地区。
图形：导线的布设形式
附合导线
闭合导线
支导线
单结点导线（导线网）
3.导线的外业
（1）踏勘选点及建立标志
（2）测水平角——转折角(左角、右角)、连接角
（3）量水平边长
闭合导线外业:
已知数据：XA,YA；X1,Y1。点1、2、3、4、5、6为新建导线点。
观测数据：连接角 ；
导线转折角 1, 2…… 6
导线各边长D12，……，D61。
闭合导线图
D12
D23
D34
D45
A
1
2
3
4
5
AB
(XA,YA)

1
2
3
4
6
5
6
D56
D61
附合导线外业:
已知数据： AB,XB,YB； CD,XC,YC。点1、2、3、4为新建导线点。
观测数据：连接角 B 、 C ；
导线转折角 1, 2, 3 , 4 ；
导线各边长DB1，D12，……，D4C。
DB1
D12
D23
D34
D4C
A
B
1
2
3
4
C
D
AB
CD
(XB,YB)
(XC,YC)
B
C
1
2
3
4
附合导线图
——计算各导线点的坐标
1.几个基本公式
（1）坐标方位角(grid bearing)的推算
注意：若计算出的方位角>360°，则减去360°；
若为负值，则加上360°。
或：
四、导 线 (traverse) 测量内业工作
（2）坐标正算公式
由A、B两点边长DAB和坐标方位角αAB，计算坐标增量。见图有：
XB=XA +ΔXAB
YB=YA + ΔYAB
XAB =DAB cos AB
YAB =DAB sin AB
DAB
AB
A
B
x
y
0
XAB
YAB
2.闭合导线平差计算步骤
（1）绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。
（2）角度闭合差(angle closing error)的计算与调整。
115.10
100.09
108.32
94.38
67.85
A
1
2
3
4
XA=536.27m
YA=328.74m
A1
48 43 18
A
1
2
3
4
112 22 24
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
计算角度闭合差：
= 测- 理
= 测-(n-2) 180°
计算限差：
若在限差内，则平均分配原则，计算改正数：
计算改正后新的角值：
115.10
100.09
108.32
94.38
67.85
A
1
2
3
4
XA=536.27m
YA=328.74m
A1
48 43 18
A
1
2
3
4
112 22 24
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
（3）按新的角值，推算各边坐标方位角。
（4）按坐标正算公式，计算各边坐标增量。
（5）坐标增量闭合差(closing error in coordination increment)计算与调整
115.10
100.09
108.32
94.38
67.85
A
1
2
3
4
XA=536.27m
YA=328.74m
A1
48 43 18
A
1
2
3
4
112 22 24
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
计算坐标增量闭合差：
导线全长相对闭合差(relative length closing error of traverse):
导线全长闭合差:
115.10
100.09
108.32
94.38
67.85
A
1
2
3
4
XA=536.27m
YA=328.74m
A1
48 43 18
A
1
2
3
4
112 22 24
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
分配坐标增量闭合差：
若K<1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。
115.10
100.09
108.32
94.38
67.85
A
1
2
3
4
XA=536.27m
YA=328.74m
A1
48 43 18
A
1
2
3
4
112 22 24
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
（6)坐标计算
根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。
115.10
100.09
108.32
94.38
67.85
A
1
2
3
4
XA=536.27m
YA=328.74m
A1
48 43 18
A
1
2
3
4
112 22 24
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
K = = <

D
1
4000
1
2000
例题：闭合导线坐标计算表
点号
转折角
(右)

改正后
转折角

方向角


边 长
D
(米)
坐 标
增量(米)
X Y
改 正 后
增量(米)
X Y
坐标(米)
X Y
点号
A
1
2
3
4
A
1
97 03 00
105 17 06
101 46 24
123 30 06
112 22 24
+12
+12
+12
+12
+12
48 43 18
131 40 06
206 22 48
284 36 12
341 05 54
48 43 18
485.47
+0.09
-0.08
x = +0.09
y = 0.08
= x + y =0.120


539 59 00

理=540 00 00
= 测 理= 60
容= 60 5 = 134
540 00 00
97 03 12
105 17 18
101 46 36
123 30 18
112 22 36
115.10
100.09
108.32
94.38
67.58
+75.93
-66.54
-97.04
+23.80
+63.94
+86.50
+74.77
-48.13
-91.33
-21.89
-2
-2
-2
-2
-1
+2
+2
+2
+1
+1
612.18
545.62
448.56
472.34
415.26
490.05
441.94
350.62
1
2
3
4
A
536.27
536.27
328.74
328.74
A
+75.91
-66.56
-97.06
+23.78
+63.93
+86.52
+74.79
-48.11
-91.32
-21.88
0 0
3.附合导线平差计算
说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点:
(1)角度闭合差的分配与调整
满足精度要求，若观测角为左角，则将fα反符号平均分配到各观测角上；若观测角为右角，则将fα同符号平均分配到各观测角上。
计算方位角闭合差：
方法1：
方法2(*)：
（1）计算角度闭合差：
(2)坐标增量闭合差的计算
满足精度要求，将fβ反符号平均分配到各观测角上。
右角：
左角：
其中，
的计算公式如下：
实训任务6:实施导线测量
任务内容：实施导线测量
小组号 场地号
任务要求：
1．进行闭合导线的布设。
2．完成闭合导线的外业观测工作。
3．完成导线点的坐标计算。 工具：
光学经纬仪 1 台；测钎 2 个；钢尺 1 把；记录板 1 个。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借、还和仪器的安全管理等事务。
技术要求：
施工控制网分类：
为施工场地建立施工专用控制网，分平面控制网和高程控制网。
任务7 建立施工控制网
建筑施工测量的原则：
先在施工建筑场地建立统一的平面高程控制网，再在此基础上，测设出各个建筑物。
一、施工平面控制网的建立
1.施工平面控制网的布设形式:
（1）建筑基线——地势平坦的小型建筑场地
（2）建筑方格网——地势平坦、建筑物分布较规则的场地。
（3）导线或三角网——建筑物分布不规则的场地。
2.建筑基线的布设形式及要求
（1）布设形式有：
“一”字形、“L”形、 “T”形、“十”字形。
（2）要求：主轴线方向应与主要建筑物的轴线平行，主轴点不应少于3个。
3.建筑基线的测设方法
(1)根据建筑红线、已有建筑物、道路中心线测设。
建筑红线，由拨
地单位标定于现场
1
2
3
A
B
C
d1
d1
d2
d2
由点1、2、3点平行推移得A、B、C。
调整A、B、C使B为直角，AB、BC为整数。
一般精度要求：
ABC=90 24 （ 5"、 10" ）
AB、BC相对误差 1/10000
(2)根据测量控制点测设
1）坐标转换
XOY——测量坐标系
AO B——建筑坐标系
设：AO B系的原点O 在XOY中坐标为（XO YO），A轴在测量坐标系中的坐标方位角为 。
B
A
O

YO
XO
AP
BP
XP
YP
Y
X
O
P
Y
X
O
O

YO
XO
XP
YP
B
A
AP
BP
则有：
XP=X0+APcos -BPsin
YP=Y0+APsin +BPcos
P


实训任务7:建筑基线的调整
任务内容：建筑基线的调整
小组号 场地号
任务要求：
1．调整好一个有 5 个轴线点的“十”字形建筑基线。 工具：
DJ6 型经纬仪 1 台；标杆 2 根；钢尺 1 把；记录板 1 个。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借领、归还和仪器的安全管理等事务。
一、全站仪(total station)的发展
optical theodolite—electronic theodolite
Steel tape ——— EDM
任务8 认识全站仪
全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储等单元组成的三维坐标测量系统，能自动显示测量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于仪器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，通常称之为全站型电子速测仪（Electronic Total Station）或简称全站仪。
二、全站仪（total station）构造简介
徕卡TPS700系列卓越中文全站仪
拓普康GTS 332W 全站仪
索佳10系列全站仪
尼康DTM801 系列全站仪
宾得全站仪PTS V2
南方NTS 202 205全站仪
全站仪由以下两大部分组成：
l）采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测距系统、还有自动补偿设备等。
2）微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。
显 示 器
键 盘
只读存储器
随机存储器
输入/输出
I/O单元
微
处
理
器
水平角测量单元
垂直角测量单元
距离测量单元
自动补偿单元
光电测量系统
微处理器及软件
全站仪的组成
全站仪的特点
〈1〉仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。
〈2〉快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器具有专门的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和垂直度盘的方向值。电子“气泡”有图示显示并能使仪器始终保持精密置平。
〈3〉适应性强：全站仪是为适应恶劣环境操作所制造的仪器。它们经受过全面的测试以便适应各种作业条件，例如，雨天、潮湿、冲撞、尘土和高温等，因此，它们能在最苛刻的环境下完成作业任务。
〈4〉全站仪设有双向倾斜补偿器,可以自动对水平和竖直方向进行修正,以消除竖轴倾斜误差的影响。还可进行地球曲率改正、折光误差以及温度、气压改正。
〈5〉控制面板具有人机对话功能。控制面板由键盘和主,副显示窗组成。除照准以外的各种测量功能和参数均可通过键盘来实现,仪器的两侧均有控制面板,操作十分方便。
〈6〉具有双向通讯功能,可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机,也可接受电子手簿和外部计算机的指令和数据。
全站仪功能菜单
全站仪系统启动
SETUP
设置
RECORD
记录数据
PROG
应用程序
XFER
文件传输
EDIT
编辑文件
JOB
创建作业
打开作业
删除作业
SYSOPTN
系统设置
JOB OPTN
作业设置
SCALE
比例因子
EMP/PRES
温度/气压
测量程序
放样程序
对边测量
悬高测量
面积计算
自由设站
交会定点
导线测量
坐标反算
导线平差
……
SEND
下载文件
RECEIVE
上装文件
PRINT
打印文件
至串行口
至并行口
至数据卡
PORT
设置通讯参数
RAW
编辑观测值
POINTS
编辑坐标数据
PTLIB
编辑控制点
CODE
编码编辑
……
OCC PT测站点输入
后方交会
测站高程测定
BKS PT输入后视点
BSOBS记录后视观测角
FS OBS记录后视观测值
SS OBS点到线测量
……
X-SECT记录断面测量
操作键
按键 名称 功能
ANG 角度测量键 进入角度测量模式
距离测量键 进入距离测量模式
坐标测量键 进入坐标测量模式
S.O 坐标放样键 进入坐标放样模式
MENU 菜单键 进入菜单模式
ESC 退出键 返回上一级状态或返回测量模式
POWER 电源开关键 电源开关
F1、F2、F3、F4 软键（功能键） 对应于显示的软键信息
0、1…..9 数字字母键盘 输入字母、数字等
显示符号
显示符号 内容
V% 垂直角
HR 水平角（右角）
HL 水平角（左角）
HD 水平距离
VD 高差
SD 斜距
N 北向坐标
E 东向坐标
Z 高程
* EDM（电子测距）正在进行
m 以米为单位
PSM 棱镜常数
PPM 大气改正数书
三、全站仪的功能介绍
1.角度测量(angle observation)
（1）功能：
测水平角（horizontal angle）
竖直角(vertical angle)
（2）方法：与经纬仪相同。
若要测出水平角∠AOB，则：
a
o
b

A
O
B
当精度要求不高时——只需半测回：
瞄准A点——置零（0SET）——瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。
a
o
b

A
O
B
当精度要求高时：——可用测回法
步骤同用经纬仪操作，配置度盘时，可以用“置盘”（H SET）
a
o
b

A
O
B
2.距离测量(distance measuring)
PSM、PPM设置——测距、坐标、放样前。
1)棱镜常数（PSM）的设置。一般：
PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产棱镜）
2)大气改正数（PPM）（乘常数）设置。
输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值。
（1）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪 镜点至棱镜镜点间高差及斜距）
（2）方法： 照准棱镜点，按MEAS。
全站仪(total station)
反光棱镜(reflector)
S=cΔt/2
3.坐标测量(coordinate measuring)
（1）功能：
测出目标点的(X,Y,H)
（2）原理
1)平面坐标（X，Y）测量原理
2）高程（Z）测量原理
（3）方法
后视点
测站点
待测量点
1) 输入测站X，Y，H，仪器高i，棱镜高t。
2) 瞄准后视点，将水平度盘读数设置为测站至后视点的坐标方位角。
3) 瞄准目标棱镜点，按MEAS（测量）键。
4.点位放样 (Layout)
（1）功能：
根据设计的待放样点P及已知点的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度。
X
Y
后视点
测站点
待放样点P
（2）原理
1）先在待放样点的大致位置立棱镜对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标。
X
Y
后视点
测站点
待放样
点P位置
当前棱
镜位置
2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值。距离差值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和横向差值ΔY。
X
Y
后视点
测站点
当前棱
镜位置
待放样点P
dD
dHR
3）根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY，
逐渐找到放样点的位置。
X
Y
后视点
测站点
当前棱
镜位置
待放样点P
dD
dHR
dHR=0000’00”
dHD=0 m
5.程序测量
（1）数据采集
（2）坐标放样
（3）对边测量、悬高测量、面积测量、导线测量、后方交会等。
（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。
实训任务8:认识全站仪
任务内容：认识全站仪
小组号 场地号
任务要求：
1．练习全站仪的基本操作。 工具：
全站仪1台；棱镜1台；三脚架一个；记录板 1 块。 组织：
全班按每小组4~6人分组进行，每小组推选一名组长和一名副组长；
组长总体负责本组人员的任务分工，要求组内各成员能相互配合，协调工作；
副组长负责仪器的借、还和仪器的安全管理等事务。

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