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测量学复习.doc

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上传者: SHENmr 2011-12-16 评分1 评论0 下载156 收藏0 阅读量748 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《测量学复习doc》,可适用于高等教育领域,主题内容包含测量学复习HL测量学大地水准面:由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。是大地测量的基准之一重力等位面物体沿着该面运动时重力不做功大地水准符等。

测量学复习HL测量学大地水准面:由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。是大地测量的基准之一重力等位面物体沿着该面运动时重力不做功大地水准面所包围的形体称为大地体大地水准面是海拔高程系统的起算面旋转椭球面和旋转椭球体:代替大地水准面的非常接近大地水准面而且能用数学模型表达的曲面。旋转椭球面所包围的数学形体称作旋转椭球体。参考椭球面和参考椭球体:各国根据本国的实际情况采用与大地非常接近的自己的椭球体。在地面上选择一点P令P的铅垂线和椭球面上相应P点的法线重合并使P点的椭球面与大地水准面相切。P点称为大地原点旋转后的椭球面称作参考椭球面包围的形体称作参考椭球体。大地水准面和铅垂线是测量外业(野外测量)所依据的基准面和基准线参考椭球面和法线是测量内业计算所依据的基准面和基准线。我国的水准高程从青岛水准原点起算。测量工作的三要素:高程测量、水平角测量和距离测量水平角:测站点到两目标的方向线构成的空间角在水平方面的投影为水平角测量方法:测绘法和全圆测绘法(P)高度角(竖直角):竖直角是同一竖直面内目标方向与一特定方向之间的夹角目标方向与水平方向的夹角称为高度角竖盘指标差:当指标水管气泡居中时指标线所指的度数不一定是的倍数度数通常会比的倍数大或者小一个微小的角值这个角值称为竖盘指标差。i采用盘左盘右观测取平均值可自动消除指标差的影响。ii采用多个测回测量可以提高测量精度。测量方法:(P)指标差计算:(P)水平距离:地面上两点之间的水平距离绝对高程:地面上一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。简称海拔或高程。相对高程:地面上任意一点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。也叫假定高程。测量工作的基本原则:由整体到局部由控制到碎步步步检核无论是地形测量还是施工测量都必须遵循此项原则。地图的三要素:数学要素(P):保证地图具有可测量性的基础包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点地理要素(P):按属性可以分为自然地理要素和社会经济要素辅助要素(P):地图图廓上以及以外有助于读图、用图说明地图的编制状况以及方便用图的辅助内容。坐标方位角:从某一点的指北方向算起依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。方位角的计算是以坐标纵线为基本方向线的称为坐标方位角也称方向方位角。导线测量(P):依次测定各导线边的长度和各转折角根据起算数据推算各边的坐标方位角进而求出各导线点的坐标。导线测量是建立国家基本平面控制测量的方法之一。视距测量:使用带有视距丝的仪器间接地同时测定地面上两点间距离和高差的方法。碎部测量:遵循“从整体到局部先控制后碎步”的程序根据邻近控制点来确定碎步点(地貌点和地物点)对于控制点的关系。地物测量:测量目的是为获得地面物体水平投影的位置地形测量:测量目的既要获得地面物体的水平投影位置又要获得其高程。GPS:(NavigationSatelliteTimingandRangingGlobalPositionSystem),授时与测距导航系统全球定位系统。是随着现代科学技术的发展而建立起来的新一代卫星导航和精密定位系统。系统由空间星座、地面控制和用户接收机三部分组成。视准轴:是十字丝分划中心与物镜光心的连线磁偏角:由于地磁的南北极与地球的南北极不重合通过地面上某一点的真子午线方向与磁子午线方向也不重合两者之间存在的夹角称为磁偏角。子午线收敛角:由于坐标纵线方向为该投影带中央子午线方向因而通过地面某点的真子午线方向与其常常也不重合夹角称为子午线收敛角。点之记:(P)直线定向:确定一条直线的方向与基本方向的关系(方向是相对的)基本方向:真子午线磁子午线坐标方位角。水准测量:利用水准仪和水准尺根据视线水平在水准尺上度数的原理推算地面两点高差来测定高程的方法。适用于平坦地区。以大地原点为基础在地球表面选取一系列的控制点借助于水准仪测定控制点到大地水准面的垂直距离一般构成网状称为水准网。水准测量所经过的路线称为水准路线。水准测量测定的点位称为水准点。经纬仪照准部:由望远镜、横轴、竖轴、竖直度盘、照准部水准管和度数显微镜等部分组成是基座和水平读盘上能转动部分的总称。地理坐标:地面点的位置用经度和纬度表示。天文地理坐标:地面点在大地水准面上的位置大地地理坐标:地面点在参考椭球面上的位置平面直角坐标:又称为独立坐标系。当测图范围比较小时将该区域的球面视为水平面将地面点直接沿铅垂线方向投影到水平面上。以相互垂直的纵横轴建立平面直角坐标系。纵轴为X北为正横轴为Y向东为负。采用独立坐标时为避免坐标出现负值通常取该区域边缘的西南点作为坐标原点并设法使X轴的正方向近似于实际的北方向。高斯克里格坐标:概念:(P)投影的性质:)中央子午线NOS投影为一条直线且长度没有发生变形其余的子午线凹向对称于中央子午线且较球面上对应的子午线略长。距离中央子午线越远长度变形越大。)赤道也投影为一条直线其余纬线凸向对称于赤道。)中央子午线和赤道投影后为相互垂直的直线其它经纬线投影后也保持相互垂直的性质。水平面代替水准面的限度: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km。当测区范围在km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。(推导:P)水平角?测量学研究的对象和任务?研究对象:地球整体及其表面和未曾空间的各种自然和人造物体的有关信息。研究内容:对与地理空间有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用。测量学既要研究测定地面点的集合位置、地球形状、地球重力场以及地球表面自然形态和人工设施的几何形态又要结合社会和自然信息的地理分布研究绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图和专题地图的理论和技术。水准测量原理:(P-P)高差hAB=ab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(方向性)。两水准点之间的转点起着高程传递的作用。将仪器安放在前后视距相等的位置可以消除地球曲率与大气折光(球汽差)对高差的影响。水准仪的使用:(P-P)水准测量路线布设:附和水准路线、闭合水准路线、支水准路线。(P)单一的水准路线必须进行往返测量还应限制其路线的总长不超过Km等外水准路线中闭合水准路线和附合水准路线一般采用单程观测支水准路线采用往返观测或者单程双次观测。水准测量的计算:(P-P)闭合水准路线闭合差:附合水准路线闭合差:支水准路线闭合差:闭合差调整方法:闭合差反号按测站数或距离成比例分配到各段高差观测值中。例题(P-P)测站检核:)变更仪器高法:在测站测出两点高差后重新调整仪器再测一次两次测得的高差绝对值应小于mm)双面尺法红黑两面尺相差一个常数在同一测间读出黑红两面的读数以此检查红黑面读数之差是否在允许范围之内。计算检核:当高差闭合差在允许闭合或(L为路线长度单位km。n为测站数)范围之内时可进行后续计算否则需检查内业计算有无错误若无则须分析外业测量可能产生较大误差的测段并重新进行野外测量。水准仪的检查与校正:水准仪各轴线应满足的条件:)圆水准轴平行于仪器的竖轴即LLVV。(检验校正方法P-P))十字丝的横丝垂直于竖轴(检验校正方法P-P)。)水准管轴平行于视准轴即HHCC。(检验校正方法P-Pi角的检校)。i角的检校:检验方法:在较平坦的地面上选择m左右的两点AB作为固定点用木桩或尺垫标志。检验时首先将水准仪安置在A,B中点处在符合水准气泡居中的情况下分别读取AB水准尺上的a和b计算AB高:然后保持AB点标尺不动将仪器移至B点附近整个仪器分别对远尺A和近尺B读数a和b求得第二次高差:若则无i角误差若,存在i角误差当差值大于mm时需要校正校正方法:仪器仍在B点计算出远尺的正确读数转动微顷螺旋使远尺上的计数为,此时视线水平但气泡不居中。用校正针拨动水准管上下两个校正螺丝使气泡重新居中。水准测量的误差:(P-P)仪器误差:观测前认真按要求检校水准仪检视水准尺水准尺计数误差:认真读数与操作水准仪与尺垫下沉误差:选择坚实地面安置水准仪和尺垫踩实三角架和尺垫观测国求迅速减少安置时间。整平误差:读数前注意整平仪器后视读完转向前视时得用微倾螺旋将符合水准气泡再次居中同时避免阳光直射水准管。其它见书上……数字水准仪测量系统(P-P)数字水准测量仪的分划用条纺编码代替厘米间隔的米制长度分划行测探针将水准尺上的条码图象用电信号传送给信息处理机。信息处理后即可。求得水平视线的水准尺读数和视距值。(相关法几何法相位法)与光学水准仪相比它具有:速度快精度高自动记录存储实现测量内外业一体化。水平角和竖直角测量原理(P-P)光学经纬仪的构造及读数原理:(P-P)构造:照准部、水平度盘、基座DJ读数设备:分微尺测微器、单平行玻璃板测微器DJ读数设备:双平板玻璃光学测微器、双光楔光学测微器经纬仪整置经纬仪对中:对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。操作方法:利用光学对点器进行对中将架腿至于测站点上调节适当的高度安上仪器旋紧中心连接螺旋。从光学对点器目镜观察测站点看其是否位于对点器里的小圆圈中如果偏离较远可以平移三脚架使测站店位于小圆圈中如果偏离很近可稍旋松连接螺旋在架头上移动仪器使其精确对中然后旋紧中心连接螺旋。经纬仪整平:整平的目的是使仪器的数轴处于铅垂位置使水平刻度盘处于水平。包括粗略整平和精确整平。粗平方法:保持架腿位置不变稍微旋松架腿上的螺丝使架腿伸长或者缩短同时观察圆水准气泡每次伸缩架腿都应当使气泡逐渐趋向中间最后使气泡位于圆水准器的小圆圈内。精平方法:采用“左手大拇指法”一般要求水准管气泡偏离中心的误差不超过一格。经纬仪的检查和校正照准部管水准轴应垂直于垂直轴(竖轴)即LLVV(P-P)。十字丝的竖丝应垂直于水平轴(横轴)(P)。视准轴应垂直于水平轴即CCHH(P-P)。水平轴垂直于竖直轴即HHVV(P-P)角度测量误差来源及注意事项(P-P)对中误差整平误差:不能通过观测方法消除多测回时在一个测回结束时应检查气泡是否居中必要时重新整平。避免阳光直射水准管。目标偏心误差照准误差读数误差电子经纬仪测角原理:编码度盘、光栅度盘(P-P)卷尺丈量丈量工具:钢尺、皮尺、测绳(P-P)直线定线:在地面上标定出位于同一直线上的若干点。根据精度不同分为目视定线和经纬仪定线。钢尺检定:(P-P)例题。视距测量视线水平水平距离和高差的公式在A点安置经纬仪在B点树立视距尺p为上下视距丝之间的间隔f为物镜的焦距δ为物镜到仪器中心的距离d为物镜焦点到视距尺的距离。因Fmg与FMG相似从而可得:由图中可知令则A、B两点间的水平距离为:。式中K为视距乘常数q为视距加常数。为了简化公式在仪器的设计中使q=而使K值为即测距时只要用视距丝读取视距尺间隔n乘以常数,即得待测距离:当视线水平时十字丝中横丝在尺上的计数为l设经纬仪横轴中心至地面标志A的距离称为仪器高i则测站点A至立尺点B的高差h为:视线倾斜水平距离和高差的公式设想将尺之以中丝在尺上的交点为中心转动一个很小的α角使尺于视线相互垂直这时上下视距截尺于M’N’两点得视距间隔为n’。则求得斜距S为:那么M'N'与MN即n'与n有关系由于角很小一般仅有',所以可将MM'C和NN'C看成直角。在直角三角形MM'C和NN'C中:则:将斜距化为水平距离在OCQ中,得到倾斜时A、B间的水平距离为:求视距测量高差时:,而:视线倾斜时的高差公式为:光电测距(P-P)光电测距的测距精度高速度快测程大同时不受地形的影响。地面点标定与直线定向坐标方位角的推算(P-P)控制测量概述控制测量网:在测区范围内选择具有控制作用的若干点构成不同的几何图形通过测量角度、边长或高差以求得各点的坐标或者高程。构成控制网的点为控制点。控制网分为:平面控制网和高程控制网。平面控制网根据测量目标和测区情况分为三角网和导线网。三角网可分为测角网、侧边网、边角网导线网分为:符合导线、闭合导线、支导线。平面控制网采用“年国家大地坐标系”高程控制网采用“年国家高程基准”。控制测量过程:控制网设计、编写工作大纲、踏勘选点、埋石、外业观测、数据处理、技术总结。导线测量导线测量是依次测定各导线边的长度和各转折角根据起算数据推算各边的坐标方位角从而求出各导线点的坐标。闭合导线符合导线、支导线重点掌握导线外业测量过程与内业计算的主要步骤(包括每一步骤的主要计算方法)。(P-P)导线测量是折线形式导线测量的外业工作包括:选点、标定、绘制点之记、测边与测角。图控制点(导线点)应注意的问题)导线点应有足够的密度分布较均匀便于控制整个测区)相邻边长度相差不宜过大)相邻点间通视良好地势比较平坦便于测角和量距)导线点应该选在视野开阔便于测绘碎步点的地方。)点应选在不易被行人车马触动土质坚实便于安置仪器的地方外业工作结束之后应全面检查记录手簿并检查角度闭合差及全长闭合差是否在限差允许范围之内若符合要求则进行误差调整(即平差)。导线测量近似平差:即首先调整角度闭合差根据改正后的转折角计算各边的坐标方位角然后根据各边坐标方位角与边长计算各边的坐标增量根据改正后的坐标增量和已知坐标推算各导线点的坐标。交会法测量(P-P)测角交会法(图形概念):前方交会、侧方交会、后方交会、单三角形与自由测站的原理与计算方法三、四等水准测量(P-P)四等水准测量高程控制测量的基本知识和方法。与图根水准测量比较整个线路测量完后计算水准路线的闭合差。按与水准路线的距离成正比进行调整要注意高差改正数的总和等于闭合差而符号相反最后根据已知点的高程加上改正后的高差依次计算各水准点的高程。(了解)三角高程测量(PP)当地面起伏较大时可采用三角高程测量的方法传递高程。它是根据两点间水平距离与测定的竖直角来计算高差的对于边长超过m时应加两差改正数(即地球曲率与大气折光影响)为提高观测高差的精度宜采用对向观测图解地形测量原理地形图是将测区地表的地形形态按照的一定的投影方式投影至投影面(参考椭球体)上再投影至成图平面上经过综合取舍及按比例缩小后用规定的符号和一定的表示方法描述成的正形投影图。地形的表示方法(P-P)常规地形测图方法(P-P)测定碎部点点位的基本方法:极坐标法、方向交会法、距离交会法、方向距离交会法、直角坐标法(重中之重)经纬仪测图法(具体操作步骤必须掌握(重中之重):文字表述)重点掌握经纬仪地形测图的方法。经纬仪测绘法的实质是按极坐标定点进行测图观测时先将经纬仪安置在测站上绘图板安置于测站旁用经纬仪测定碎部点的方向与已知方向之间的夹角、测站点至碎部点的距离和碎部点的高程然后根据测定数据用量角器和比例尺把碎部点的位置展绘于图纸上并在点的右侧注明其高程再对照实地描绘地形。重点掌握经纬仪地行测图的方法。以建筑物为例详细说明测绘地形碎部点的基本过程。具体操作步骤包括在测站点上安置仪器、置水平度盘读数为′″并后视另一控制点实现定向、在碎部点上进行立尺、瞄准碎部点读数(包括视距间隔、中丝读数、竖盘读数和水平角)、计算测站点到碎部点的水平距离和碎部点高程、展绘碎部点。以建筑物为例首先进行安置仪器、定向在测站点上安置仪器、置水平度盘读数为′″并后视另一控制点实现定向然后在碎部点上进行立尺依次瞄准建筑物的碎部点进行观测读数与计算用经纬仪瞄准碎部点读数(包括视距间隔、中丝读数、竖盘读数和水平角)、计算测站点到碎部点的水平距离和碎部点高程第三进行碎部点展绘通过水平角确定方向通过水平距离在该方向上确定碎部点位置在旁边标注高程最后连接各碎部点即完成了建筑物的测绘。常规地形测图方法:光电测距仪测图法、平板仪测图法、小平板仪与经纬仪联合测图法测图过程的注意事项地形图的描绘测设的工作概论数字测图原理及其优点(P-P)数字测图作业模式(P-P)大比例尺地面数字测图的基本作业过程资料准备:收集高级控制点成果资料按照代码以及三维坐标输入电子手簿或磁卡。控制测量:对于大测区使用GPS或者导线网进行三等或者四等控制测量然后布设二级导线网对于小区则直接布设二级导线网。测图准备:绘制较详细的草图划分作业区。野外碎步点采集:用“测算法”采集碎步点坐标用电子手簿记录碎步点。数据传输数据处理图形编辑内业绘图检查验收碎部点坐标测算(P-P)重点掌握:卫星测量基础理论(P-P)伪距法(P)、载波相位法的原理(P)GPS控制网的布设方法及处理(P-P)GPS数据处理(P-P)GPS坐标转换等

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