合肥工业大学：《测量学》课程教学资源（教案讲义）测量学课程电子教案（共十一章）.doc_大学文库

二、课程内容与知识点 1.地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。地球形状和大小。水准面的特性。参考椭球面。 2.确定点位的概念。点的平面位置和高程位置。 3.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。天文坐标（λ，φ），大地坐标（L，B），空间直角坐标（X，Y，Z），高斯平面直角坐标（x，y），独立平面直角坐标（x，y）。高斯投影中计算带号的公式： ( ) ( ) 取整数部分取整数部分 = −  + = = + = 1 30' / 3 1 / 6 1 P P n N   计算中央子午线的公式： 6 = 6N − 3 3 = 3n 4.地面点的高程。 1985 年国家黄海高程基准。高程与高差的关系： ' ' hAB = HB − HA = HB −HA 。 5.用水平面代替水准面的限度。对距离的影响： 2 2 3R D D D   对水平角的影响：   0.6" 对高差的影响： h D / 2R 2  = 6.测量工作的基本概念。测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检核。测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。三、习题与思考题 1.何谓大地水准面？我国的大地水准面是怎样定义的？它在测量工作中起何作用？ 2.参考椭球和地球总椭球有何区别？ 3.测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？ 4.北京某点的大地经度为 116º20′，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？ 5.什么叫绝对高程？什么叫相对高程？两点间的高差如何计算？ 6.什么是测量中的基准线与基准面？在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？什么是测量计算与制图的基准线与基准面？ 7.测量工作的基本原则是什么？那些是基本工作？四、考核目标与要求识记：大地水准面，1985 年国家高程基准，绝对高程与相对高程。定位参照系及定位元素。经度，纬度，直角坐标。测量工作的基本原则。测量工作的基

本内容,测绘地形图及施工测量的概念。领会:参照系的形成,大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。高斯投影的概念,高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处,测量工作原则。简单应用:高斯一克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系,高程与高差的确定第3章水准测量一、学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识,做好水准测量实施前的技术准备,通过水准测量的实验,达到独立操作水准仪,完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力学习要求 1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。 2.清楚水准仪的构造,及其主要轴线的关系 3.掌握水准仪的操作要领,能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算, 及水准测量路线的成果计算 4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。 5.清楚水准仪的检验与校正方法 6.了解引起水准测量误差的因素,及相应的消除、削弱这些误差的方法。二、课程内容与知识点 1.水准测量原理。高差法:前视与后视;仪高法:视线高。转点的概念 hB=a-b HB=H,+hB H,=H+a HB=H-b 公式 h=a,-bhB=∑h=∑a-∑b 2.水准仪及其使用 DS3微倾式水准仪的构造,内对光望远镜成像原理,望远镜放大率。水准管零点,水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件水准管轴平行于望远镜视准轴,圆水准器轴平行于仪器竖轴,十字丝中横丝垂直于仪器竖轴,。水准仪操作步骤:立尺,置架,粗平,照准,精平,读数,记录,搬站视差及其消除方法。水准尺:塔尺,单面尺,双面尺及尺常数。尺垫 3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。 4.水准测量实施水准点:永久性水准点。临时性水准点

本内容，测绘地形图及施工测量的概念。领会：参照系的形成，大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。高斯投影的概念，高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处，测量工作原则。简单应用：高斯—克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系，高程与高差的确定。第 3 章水准测量一、学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。学习要求 1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。 2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。 3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算，及水准测量路线的成果计算。 4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。 5.清楚水准仪的检验与校正方法 6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。二、课程内容与知识点 1.水准测量原理。高差法：前视与后视；仪高法：视线高。转点的概念。公式： = − =  =  − = − = + = + = − h a b h h a b h a b H H h H H a H H b i i i AB AB B A AB i A B i 2.水准仪及其使用 DS3 微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。水准管零点，水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。视差及其消除方法。水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。尺垫。 3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。 4.水准测量实施水准点：永久性水准点。临时性水准点

水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。水准网，水准结点。普通水准测量的一般要求，施测程序。公式： a −b =h = HB − HA 测站检核方法：双仪高法，双尺面法。公式： ( ) ( 100mm)/ 2 ' ' ' " " " ' " 6mm ' " / 2 = −  = − = − −  = + h h黑 h红 h a b h a b h h h h h 水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。 5.DS3 水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。 6.水准测量误差仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。观测误差：水准管气泡居中的误差，估读水准尺的误差 mV，水准尺倾斜的误差b。公式：  D   = 2 " 0.15 "   D v mv =   " 60"           = " " 2 '  b  b 外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响 f，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。公式： R D f 2 = 0.43 四、习题与思考题 1.设 A 为后视点，B 为前视点，A 点的高程是 20.123m.当后视读数为 1.456m, 前视读数为 1.579m,问 A、B 两点的高差是多少?B、A 两点的高差又是多少？绘图说明 B 点比 A 点高还是低?B 点的高程是多少? 2.何为视准轴?何为视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差? 3.水准仪上圆水准器与管水准器的作用有何不同?，何为水准器分划值？ 4.转点在水准测量中起到什么作用？ 5.水准仪有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？什么是主条件？为什么？ 6.水准测量时要求选择一定的路线进行施测，其目的何在？ 7.水准测量时，前、后视距相等可消除那些误差？ 8.试述水准测量中的计算校核方法。 9.水准测量中的测站检核有那几种？如何进行？ 10.数字水准仪主要有那些特点？

符合水准器与微倾螺旋运动之间的关系。自动安平原理,补偿器的光学特性,平行玻璃板测微器读数原理。圆水准器、管水准器、十字丝中横丝,等三项检校和方法。仪器误差、观测误差、外界条件对观测成果的影响:水准尺尺长误差,水准尺分划误差,水准尺零点差,气泡居中误差,水准尺倾斜的误差,地球曲率的影响,大气折光的影响,仪器升沉的影响,尺垫下沉的影响简单应用:置架、粗平、照准、精平、读数、记录、扶尺、搬站等的操作要领,运用双仪高法和双面尺法作测站检核。水准测量误差的消除和削弱的相应对策;自动安平水准仪的使用。综合应用:选点,定标志,闭合或附和水准路线的布设,普通水准测量的实施,水准测量成果的计算第4章角度测量、学习目的与要求学习目的认识经纬仪的组成部分及其用途,清楚角度测量原理,掌握测角方法。通过实验,达到独立操作经纬仪,完成水平角、竖直角的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。学习要求 1.理解水平角及竖直角测角原理 2.认识清楚光学及电子经纬仪的构造及相应的读数系统。 3.清楚经纬仪的主要轴线及其之间的关系。 4.掌握经纬仪的操作要领。 5.学会用测回法测水平角,竖直角,计算竖盘指标差。 6.了解测角误差的来源、性质及消除、削弱误差的对策。二、课程内容与知识点 1.角度测量原理水平角的定义,水平角的测量原理。竖直角的定义,仰角,俯角。竖直角的测量原理。公式:水平角B=b-a0<B<360 2.经纬仪及角度测量 DJ6级光学经纬仪的构造:照准部,水平度盘,基座。视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。满足条件:水准管轴垂直于仪器竖轴,望远镜视准轴垂直于横轴,横轴垂直于仪器竖轴;圆水准器轴平行于仪器竖轴,十字丝竖丝垂直于仪器横轴。分微尺测微装置,度盘格值,复测机构,读数方法。光学经纬仪使用操作步骤:对中,整平,瞄准(消除视差),读数,记录水平角观测(测回法):安置仪器,盘左观测、盘右观测,方向读数。半测回角值。公式:B=b-a左B右=b-a右△B=|B左-B6|≤40B=(B左+B6)

符合水准器与微倾螺旋运动之间的关系。自动安平原理，补偿器的光学特性，平行玻璃板测微器读数原理。圆水准器、管水准器、十字丝中横丝，等三项检校和方法。仪器误差、观测误差、外界条件对观测成果的影响；水准尺尺长误差，水准尺分划误差，水准尺零点差，气泡居中误差，水准尺倾斜的误差，地球曲率的影响，大气折光的影响，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响。简单应用：置架、粗平、照准、精平、读数、记录、扶尺、搬站等的操作要领，运用双仪高法和双面尺法作测站检核。水准测量误差的消除和削弱的相应对策；自动安平水准仪的使用。综合应用：选点，定标志，闭合或附和水准路线的布设，普通水准测量的实施，水准测量成果的计算。第 4 章角度测量一、学习目的与要求学习目的认识经纬仪的组成部分及其用途，清楚角度测量原理，掌握测角方法。通过实验，达到独立操作经纬仪，完成水平角、竖直角的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。学习要求 1.理解水平角及竖直角测角原理 2.认识清楚光学及电子经纬仪的构造及相应的读数系统。 3.清楚经纬仪的主要轴线及其之间的关系。 4.掌握经纬仪的操作要领。 5.学会用测回法测水平角，竖直角，计算竖盘指标差。 6.了解测角误差的来源、性质及消除、削弱误差的对策。二、课程内容与知识点 1.角度测量原理水平角的定义，水平角的测量原理。竖直角的定义，仰角，俯角。竖直角的测量原理。公式：水平角 = b – a 0<  <   2.经纬仪及角度测量 DJ6 级光学经纬仪的构造：照准部，水平度盘，基座。视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴垂直于仪器竖轴，望远镜视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴；圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝竖丝垂直于仪器横轴。分微尺测微装置，度盘格值，复测机构，读数方法。光学经纬仪使用操作步骤：对中，整平，瞄准（消除视差），读数，记录。水平角观测（测回法）：安置仪器，盘左观测、盘右观测，方向读数。半测回角值。公式：  左 = 左 − 左  右 = 右 − 右  =  左 −  右   = ( 左 +  右 ) 2 1 b a b a 40

方向观测法：技术要求。竖直角观测：竖盘部分：竖盘，竖盘指标，竖盘指标水准管，竖盘指标水准管微倾螺旋。盘左、盘右读数规律。竖直角计算公式：左 =  −L (或 左 = L −   ) 右 = R−  ( 或右 =   − R )  <| | 竖盘指标差： = ( + − )   = ( 左 + 右 ) 2 1 360 15' 2 1 x L R x 3.经纬仪的检验与校正经纬仪应满足的条件。照准部水准管轴的检验校正。望远镜十字丝纵丝的检验校正。望远镜视准轴的检验校正。照准部横轴的检验校正。竖盘指标差的检验校正。光学对中器的检验校正。 4.电子经纬仪与光学经纬仪的区别读数系统：编码度盘，光栅度盘，格区式度盘。 5.水平角测量误差仪器误差：仪器校正后的残余误差。照准部偏心差、度盘刻划误差。观测误差：对中误差。标杆倾斜误差，照准误差，读数误差。外界条件影响。三、习题与思考题 1.分别说明水准仪和经纬仪的安置步骤，并指出它们的区别。 2.什么是水平角？经纬仪为何能测水平角？ 3.什么是竖直角？观测水平角和竖直角有哪些相同点和不同点？ 4.对中、整平的目的是什么？如何进行？若用光学对中器应如何对中？ 5.计算表中水平角观测数据。测站竖盘位置目标水平盘读数 º ′ ″ 半测回角值 º ′ ″ 一测回角值 º ′ ″ 各测回平均角值 º ′ ″ I 测回 O 左 A 0º36′24″ B 108º12′36″ 右 A 180º37′00″ B 288º12′54″ II 测回 O 左 A 90º10′00″ B 197º45′42″ 右 A 270º09′48″ B 17º46′06″ 6.经纬仪上的复测板手和度盘位置变换手论的作用是什么？若将水平度盘起始读数设定为 0º00′00″，应如何操作？ 7.简述测回法观测水平角的操作步骤？ 8.水平角方向观测中的 2c 是何含义？为何要计算 2c，并检核其互差。 9.计算表中方向观测阿水平角观测成果

测站测回数目标水平度盘读数 2c =左-（右 ±180º） ″ 平均读数 =[左+（右± 180º）]/2 归零后方向值 º ′ ″ 各测回归零方向值的平均值 º ′ ″ 各测回方向间的水平角 º ′ ″ 盘左读数 º ′ ″ 盘右读数 º ′ ″ O 1 A 0 02 36 180 02 36 B 70 23 36 250 23 42 C D A 228 19 24 254 17 54 0 02 30 28 19 30 74 17 54 180 02 36 2 A 90 03 12 270 03 12 B 160 24 06 340 23 54 C D A 318 20 00 344 18 30 90 03 18 138 19 54 164 18 24 270 03 12 10.何谓竖盘指标差？如何计算、检核和校正竖盘指标差？ 11.整理表中竖角观测记录。测站目标竖盘位置竖盘读数 º ′ ″ 竖直角 º ′ ″ 指标差 ″ 平均竖直角备注 O M 左 75º30′04″ 顺时针注记右 284º30′17″ N 左 101º17′23″ 右 258º42′50″ 12.经纬仪上有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？为什么？ 13.角度观测为什么要用盘左、盘右观测？能否消除因竖轴倾斜引起的水平角测量误差？ 14.望远镜视准轴应垂直于横轴的目的是什么？如何检验？ 15.经纬仪横轴为何要垂直与仪器竖轴？如何检验？ 16.试述经纬仪竖盘指标自动归零的原理。 17.电子经纬仪主要特点有哪些？它与光学经纬仪的根本区别是什么？ 18.电子经纬仪的测角系统主要有哪几种？其中关键的技术有哪些？ 19.简述动态电子测角系统中，为何有粗测和精测之分？四、考核目标与要求识记：水平角，竖直角，度盘分划值，视准轴，横轴，仪器竖轴，照准部水准管轴，竖盘指标差等概念。垂球对中、光学对中器对中及整平的目的及方法。测回法测量水平角，竖直角观测方法。经纬仪轴线应满足的关系。领会:角度测量原理，竖角计算公式的推导规律，盘左、盘右观测的意义。电子经纬仪与光学经纬仪的区别。经纬仪检验方法及校正原理方法。仪器误差，观测误差，外界条件等对观测成果的影响。简单应用：在测站上对中，整平、照准、读数、记录的操作要领，运用