工程測量測量學(xué)高差土木工程

工程測量測量學(xué)高差土木工程第1頁/共56頁問題1鋼尺丈量的儀器與工具及步驟﹑精度問題2視距測量的儀器與工具及步驟﹑精度問題3電磁波測距的儀器與工具及步驟﹑精度第2頁/共56頁

4.1鋼尺量距一、鋼尺量距儀器與工具及精度儀器:鋼尺工具:測釬花桿垂球等精度:至少1/3000第3頁/共56頁1)鋼尺——長度20m，30m，50m。分刻線尺和端點尺兩種皮尺測繩鋼卷尺端點尺刻線尺第4頁/共56頁2)工具

測釬花桿第5頁/共56頁

二、鋼尺量距的步驟：

1直線定線

2分段往返丈量

3計算相對誤差K計算

(K計算

≤K

容)4計算量距結(jié)果(取往返丈量的平均值)第6頁/共56頁直線定線1.兩點間目估定線2.兩點間互不通視定線第7頁/共56頁(1)直線定線標(biāo)定兩點為一直線的工作方法:1)目測定線2)經(jīng)緯儀定線DAB目測定線第8頁/共56頁ABDAB經(jīng)緯儀定線:如果量距要求的精度較高,可在其端點A安置經(jīng)緯儀定線.第9頁/共56頁(2)分段往返丈量

1)平坦地面的距離丈量(l=30或50)

先量整尺段長，最后量余長303030q第10頁/共56頁2)傾斜地面的距離丈量

①平量法——吊垂球線投影。②斜量法——量斜距，測高差或豎角化算為平距。

D=Scosα=√S2－h(huán)2第11頁/共56頁(3)計算相對誤差K計算，比較K計算

≤K

容例如

DAB=162.73m，DBA=162.78m，相對誤差K=|162.73－162.78|/162.755=1/3255K<K

容=1/3000第12頁/共56頁(4)計算量距結(jié)果

取往﹑返丈量的平均值

D

=(

D往+

D返)

÷2例如

DAB=162.73m，DBA=162.78m，計算相對誤差K=1/3255，容許相對誤差K

容=1/3000

則：K<K

容

DAB=（DAB＋DBA）÷2

=（162.73＋

162.78）÷2

=162.755

=162.76（m）第13頁/共56頁三、量距誤差

1尺長誤差鋼尺實際丈量時長度與鋼尺上標(biāo)稱名義長度不一致的誤差。

2溫度誤差丈量時溫度變化使得鋼尺的長度也隨之發(fā)生變化。

3丈量誤差丈量誤差：直線定線誤差、尺段端點所插測釬位置誤差、拉力誤差、鋼尺傾斜誤差等。第14頁/共56頁第15頁/共56頁4.2視距測量

視距測量

利用經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡中視距絲在視距尺（即水準(zhǔn)尺）上進行讀數(shù)，據(jù)幾何光學(xué)和三角學(xué)原理，測定儀器至目標(biāo)水平距離和高差的方法一﹑視距測量的儀器與工具及精度

1﹑儀器:水準(zhǔn)儀

或經(jīng)緯儀

2﹑工具:視距尺（即水準(zhǔn)尺）

3﹑精度:相對誤差為１/200~1/300

第16頁/共56頁1視線水平時

2視線傾斜時

第17頁/共56頁

二、視距測量的方法

1、在測站安置經(jīng)緯儀對中整平量儀器高使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中

2、瞄準(zhǔn)立尺點上的水準(zhǔn)尺讀取上、中、下絲的讀數(shù)讀取豎盤讀數(shù)

3、計算測站到立尺點的水平距離和高差，利用測站高程，求得立尺點的高程。

第18頁/共56頁

三﹑視距測量誤差

影響視距測量精度的原因有：測站對中、整平、瞄準(zhǔn)誤差，視距絲讀數(shù)誤差，豎直角觀測誤差，視距尺傾斜誤差，大氣垂直折光誤差等。由于視距測量精度不高，因此上述誤差不作定量分析第19頁/共56頁4.3電磁波測距測定電磁波在待測距離上往返傳播的時間t，利用已知的電磁波傳播速度c

即可獲取待測距離值

D

：

第20頁/共56頁

一、電磁波測距儀器與工具及精度1

儀器：電磁波測距儀

（1）專用型，如圖，只用于測距。

（2）半站型，如圖，完成測角量距工作。

（3）全站型，測目標(biāo)點三維坐標(biāo)完成數(shù)據(jù)處理2

工具：反射鏡（又稱棱鏡）

3

精度：達到±（2mm+2×Dppm）（注：ppm為百萬分之一）第21頁/共56頁利用調(diào)制波波長測距B測距儀反光棱鏡DAB電磁波測距電磁波測距圖A第22頁/共56頁

二、電磁波測距的方法

1、在測站安置測距儀或全站儀并對中整平

2、安置反射鏡和覘牌并對中整平瞄準(zhǔn)目標(biāo)點上的反射鏡（棱鏡）和覘牌

觀測斜距和豎直角

3、計算測站到反射鏡的水平距離

第23頁/共56頁ND3000紅外測距儀簡介

自帶望遠(yuǎn)鏡，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸、發(fā)射光軸、接收光軸同軸。第24頁/共56頁日本拓普康測距儀TOPCONGTS全站儀第25頁/共56頁Leica全站儀第26頁/共56頁第27頁/共56頁第28頁/共56頁第29頁/共56頁Wild新T2+DI1000相位式紅外測距儀第30頁/共56頁WildT2000+DI5WildT1600+DI1000第31頁/共56頁第32頁/共56頁喜利得手持激光測距儀德國喜利得(HILTI)手持激光測距儀PD30用于建筑施工與房產(chǎn)測量中的距離、面積、體積測量。第33頁/共56頁大屏幕顯示讀數(shù)容易測量起始點選擇前端/后部PD30手持激光測距儀功能:管水準(zhǔn)器提高水平測量精確度鍵盤(體積,面積,

距離,加,減)全版顯示,容易理解橡膠保護提高對機身的保護,更堅固背景燈黑暗中可讀數(shù)

測量延長片從角落起測量

充電接口可用充電電池開/關(guān)鍵開機顯示最后4個測量值/測量功能第34頁/共56頁已知：地面三個點位，A點坐標(biāo)（300米、400米、350米）A點起算方位角α=45o，試求B點、C點坐標(biāo)。ABCβαXYHabcODABDBC通過測量觀測得到：DAB=100米、AB與BC線段夾角β=120o，DBC=120米XAYAHADBC=120米大地水準(zhǔn)面第35頁/共56頁

測定并確定地面直線與標(biāo)準(zhǔn)方向水平夾角的工作直線定向方法:選定一個標(biāo)準(zhǔn)方向，然后測量或推算出某直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間水平夾角。

問題1標(biāo)準(zhǔn)方向的概念問題2直線與標(biāo)準(zhǔn)方向間水平夾角的稱謂問題3如何測量或推算此水平夾角直線定向第36頁/共56頁方位角定義

方位角分類：

真方位角(A)

磁方位角(Am)

坐標(biāo)方位角()從標(biāo)準(zhǔn)方向北端起，順時針方向量到某直線的水平夾角，為該直線方位角

方位角取值范圍0°－360°第37頁/共56頁三、坐標(biāo)方位角的推算

1、正、反坐標(biāo)方位角概念直線AB坐標(biāo)方位角用AB

或BA

AB為正坐標(biāo)方位角，BA為反坐標(biāo)方位角

正、反坐標(biāo)方位角關(guān)系為

第38頁/共56頁2、推算公式已知坐標(biāo)推算起始方位角

求直線AB坐標(biāo)方位角AB

收集已知A（ＸA、ＹA）

B（ＸB、ＹB）

用下式得坐標(biāo)方位角ABXYABCAB已知方位角通常是通過已知坐標(biāo)推算,如：AB第39頁/共56頁已知邊坐標(biāo)方位角未知邊坐標(biāo)方位角通過測定各相鄰邊間水平角β

，推算各未知邊坐標(biāo)方位角12為已知方位角，4534、推算23、注意：觀測的水平角β

按前進方向有：β左角、β右角之分1234512233445β2β3β4左左左ＸＹ第40頁/共56頁已知邊的坐標(biāo)方位角推算出其它各邊的坐標(biāo)方位角圖已知12，觀測線路前進方向的左角分別是β2左、β3左、β4左，右角分別是β2右、β3右、β4右，則23、34、45等的坐標(biāo)方位角計算如下：第41頁/共56頁已知：12、β2左；

推求23。則：23=12+180°+β2左

-360°=12-180°+β2左12123423Β2左23第42頁/共56頁已知：12、β2右；

推求23。則：23=12+180°-β2右12123423Β2右23第43頁/共56頁左角：

右角：

第44頁/共56頁方位角的推算

左角公式：右角公式：方位角的范圍：當(dāng)

時，應(yīng)減去第45頁/共56頁已知12，觀測線路前進方向水平角β1、β2、β3、β4，請計算23、34、41或23、34、45

、56123456第46頁/共56頁2312B1已知：AB=76?

20?

，B=185?

42?

，1=211?

08?

，2=150?

45?

求：B1、12、2312ABAB12B解：

B1=AB+180?

+B

=76?

20?

+180?

+185?

42?=82?

02?12=B1+180?

+1=82?

02?

+180?

+211?

08?

=113?

10?23=12+180?

+2=113?

10?

+180?

+150?

45?

=83?

55?方位角推算公式：

方位角的推算

第47頁/共56頁已知：地面三個點位，A點坐標(biāo)（300米、400米、350米）A點起算方位角α=45o，試求B點、C點坐標(biāo)。ABCβαXYHabcODABDBC通過測量觀測得到：DAB=100米、AB與BC線段夾角β=120o，DBC=120米XAYAHADBC=120米大地水準(zhǔn)面第48頁/共56頁已知：地面三個點位，A點坐標(biāo)（300米、400米、350米）A點起算方位角α=45o，試求B點、C點坐標(biāo)。ABCXYHabcOhABhBC通過測量觀測得到：hAB=－1.8米、hBC=＋

0.65米HAHBHC第49頁/共56頁通過三個測量工作得到三個測量基本要素

1、高程測量

高差

（h）

2、角度測量

水平角

（β）

3、距離測量

水平距離（Ｄ）根據(jù)已知條件（ＸＡ、ＹＡ、HＡ、αＡB

）和測量觀測數(shù)據(jù)（hβＤ）

利用公式推算未知點坐標(biāo)（ＸB

、ＹB

、HB

）ＸB＝ＸＡ＋Ｄ測

cosα（β測）ＹB＝ＹＡ＋Ｄ測

sinα（

β測

）

HB＝

H