测量学基础.

RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司测量学基础RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司测量学的分科1、大地测量学研究地球形状、大小、地球重力场以及建立国家大地控制网的理论、技术和方法的科学。大地测量学可分为几何大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学（也称为空间大地测量学）2、普通测量学研究地球表面较小区域内测量与制图的理论、技术和方法的科学。在测绘过程中不考虑地球曲率的影响，用平面代替地球曲面，根据需要建立小区域的控制网，测绘大比例尺地形图及一般工程的施工测量。3、工程测量学研究各类专业工程在规划、设计、施工和动工过程中所涉及的测量理论、技术和方法的科学。根据专业不同，工程测量学分为土木工程测量、铁道工程测量、矿山工程测量等。4、摄影测量学研究利用摄影和遥感技术，获取被摄物体的住处进行分析、处理以确定物体的形状、大小和空间位置，并判定其属性的科学。5、海洋测量学：研究地球表面水体（江、湖及海洋）、港口、航道及水下地貌等。6、地图制图学：研究地图的编制和应用。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司地球与地球椭球大地水准面：假设海水面处于静止平衡状态下，将其延伸到大陆下面，构成一个遍及全球的闭合曲面，这个曲面就是大地水准面。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司地球与地球椭球大地测量学中所研究的地球形状就是大地水准面的形状。理由是：大地水准面与占地球面积71％的平均海水面重合，与地球自然表面非常接近；大地水准面具有水准面特性，处处与铅垂线正交，而测量仪器是用水准器整平，用垂球对中的，所以，大地水准面是测量作业的基准面；海水面是实际存在的，与世界上沿海国家都发生联系，通过验潮取平均值就可获得平均海水面的位置。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司参考椭球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称参考椭球面。从严格意义上讲，测绘工作时取参考椭球面为测量的基准面，但在实际工作中仍取得是大地水准面作为测量的基准面。地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。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。257.298:1aba扁率：mbma6356863:6378245:短半轴长半轴椭球参数：圆球参数：mbaR6371)2(31半径：RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司大地坐标系大地坐标系表示地面点在旋转椭球面上的位置。1、1954年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球（a=6378245m，扁率=1：298.3），大地原点在前苏联，引测到北京一点的坐标。2、1980年国家坐标系大地原点在陕西泾阳县永乐镇，选用IUGG-75地球椭球。3、WGS-84坐标系WGS-84坐标系是世界大地坐标系，其坐标原点原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。采用WGS-84椭球（a=6378137m，扁率=1：298.257223563）所有的GPS卫星定位系统得到的地面点位置都是WGS-84坐标系，以B，L，H经纬度表示。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司4、2000国家大地坐标系经国务院批准，根据《中华人民共和国测绘法》，我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系（简称“2000坐标系”）。2000坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。2000坐标系采用的地球椭球参数如下：长半轴a＝6378137m扁率f＝1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω＝7.292115×10-5rads-1大地坐标系RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司空间直角坐标系空间直角坐标系以（xyz）表示，长度单位mx原点在地球椭球的中心o，x轴通过首子午面与赤道的交点，z轴与地球旋转轴重合，y轴垂直于平面，构成右手坐标系。O000,LBPxzyXYZLBPKQRTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司高斯平面直角坐标系以中央了午线为坐标纵轴x，以赤道的投影为坐标横轴y，两轴的交点作为坐标原点。由于旋转椭球面是一个不可直接展开的曲面，因此当把曲面上的图形变换到平面上时，图形的变形是不可避免的。有6度、3度、1.5度三种分带方式。分带角度越小，变形越小RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司高斯平面直角坐标系在坐标系内，规定X轴向北为正，Y轴向东为正构成左手坐标系。在坐标系内，规定X轴向北为正，Y轴向东为正。我国位于北半球，X坐标为正，Y坐标有正有负，为避免出现负值，将每带的坐标原点向西移500km，则每点的横坐标值均为正值。为了根据横坐标值能够确定某点在哪一个6度带内，则在横坐标的整数位的第7、8位冠以带的编号。2123456.123m，最高位的2表示带号。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司地面点的高程高程（绝对高程、海拔）-----地面点到大地水准面的铅垂距离。假定（相对）高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。高差-----两点间的高程之差。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司用水平面代替水准面的限度在半径为10km的范围内，进行距离测量时，可以用水平面代替水准面，而不必考虑地球曲率对距离的影响。距离D/km距离误差ΔD/mm相对误差ΔD/D1081:1220000201281:2000005010261:4900010082121:12000RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司用水平面代替水准面的限度在半径为10km的范围内，以水平面代替水闪面的角度误差可忽略不记。面积P/km210100100010000角度误差”0.020.171.6916.91距离D/m10501002005001000高程误差mm0.00.20.83.119.678.5高程测量中，即使距离很短也应考虑地球曲率对高程的影响。RTS/OTS600、610系列全站仪使用培训之苏州一光仪器有限公司测量工作基本概念和内容测量工作的原则：1、由整体到局部，由高级到低级，先控制后细部；2、步步检核；测量工作的内容：控制测量地形图测绘施工测量基本观测（角度，距离，高差）苏州一光仪器有限公司有关仪器的测量工作平面控制测量高程控制测量地形测量线路测量施工测量变形测量苏州一光仪器有限公司基本测量工作水准测量角度测量距离测量与直线定向坐标测量坐标放样直线放样苏州一光仪器有限公司水准仪、经纬仪和全站仪的用途水准仪，用于标高测量、高程传递测量水准仪故名思意就是用来测水准的,主要也是最基本的功能就是测两点之间的高差(高程差)经纬仪，用于点位测量，用于工程定位经纬仪主要功能是用来测角度的,分水平角及垂直角!在没有全站仪之前它还用来立点放样!(用皮尺或测距仪测距)全站仪，全站式电子速测仪，工程定位全站仪的其实简单点来说就是水准仪及经纬仪,测距仪+测量软件的综合点,它的出现可以说是大大提高了测量人员的工作效率!它的功能除了经纬仪及水准仪(不能完全代替水准仪,水准仪测标高的精度是别的任何仪器不可以取代的)的功能外还有数据采集及工程放样!苏州一光仪器有限公司水准测量理论苏州一光仪器有限公司水准测量原理：水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。HB=HA+(a-b)苏州一光仪器有限公司bahABA、B两点间高差hAB为：ABabhAB前进方向A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。高差等于后视读数减去前视读数。苏州一光仪器有限公司高差法ABabhAB前进方向大地水准面HAHBHB如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为：ABABhHH=HA+(a-b)计算未知点高程苏州一光仪器有限公司水准测量示意图苏州一光仪器有限公司已知坡度线的测设在道路建设、敷设上下水管道及排水沟等工程时，常要测设指定的坡度线。已知坡度线的测设是根据设计坡度和坡度端点的设计高程，用水准测量的方法将坡度线上各点的设计高程标定在地面上。A、B为坡度线的两端点，其水平距离为D，设A点的高程为HA，要沿AB方向测设一条坡度为iAB的坡度线。测设方法如下：（1）根据A点的高程、坡度iAB和A、B两点间的水平距离D，计算出B点的设计高程。HB=HA-δ×D（2）按测设已知高程的方法，在B点处将设计高程HB测设于B桩顶上，此时，AB直线即构成坡度为iAB的坡度线。（3）将水准仪安置在A点上，使基座上的一个脚螺旋在AB方向线上，其余两个脚螺旋的连线与AB方向垂直。量取仪器高度i，用望远镜瞄准B点的水准尺，转动在AB方向上的脚螺旋或微倾螺旋，使十字丝中丝对准B点水准尺上等于仪器高i的读数，此时，仪器的视线与设计坡度线平行。（4）在AB方向线上测设中间点，分别在1、2、3…处打下木桩，使各木桩上水准尺的读数均为仪器高i，这样各桩顶的连线就是欲测设的坡度线。如果设计坡度较大，超出水准仪脚螺旋所能调节的范围，则可用经纬仪测设，其测设方法相同。苏州一光仪器有限公司场地找平b尺面读数=HA+a尺面读数-设计高HB苏州一光仪器有限公司水准测量的应用高程控制沉降观测坡度放样场地找平苏州一光仪器有限公司水准测量需要的器材仪器：水准仪、三角架工具：水准尺、（尺垫）记录：水准记录簿（电子水准仪可存储数据）苏州一光仪器有限公司水准控制测量时的注意事项1、保证前后标尺的视距基本相等，最后的累计视距差应接近0，可消除仪器的I角误差。2、一测段内架设偶数站可消除因尺子底部磨损引起的0长度误差。3、尺子的前后倾斜会引起较大的不易发现的误差。苏州一光仪器有限公司自动安平水准仪使用方法自动安平水准仪的基本操作程序为：安置仪器粗略整平瞄准水准尺精确整平和读数（自动安平水准仪不需要精确整平）苏州一光仪器有限公司安置仪器（1）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头大致水平。（2）从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。苏州一光仪器有限公司粗略整平通过调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。具体操作步骤如下。（1）如图2-10所示，用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋1和2，使气泡沿着1、2连线方向由a移至b。苏州一光仪器有限公司瞄准水准尺（1）目镜调焦松开制动螺旋，将望远镜转向明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。（2）初步瞄准通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。（3）物镜调焦转动物镜对光螺旋，使水准尺的成像清晰。（4）精确瞄准转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。苏州一光仪器有限公司消除视差消除视差眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动，这种现象叫视差。产生视差的原因是水准尺的尺像与十字丝平面不重合，如下左图。视差的存在将影响读数的正确性，应予消除。消除视差的方法是仔细地转动物镜对光