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'《测绘学基础》知识要点与习题答案Crriculumarchitecture&answerstoexerciseofFundamentalsofGeomatics总学时数：测绘64；地信、规划48　实验学时：12，计4次学分：6/4课程性质：专业基础课先修课程：高等数学，专业概论，概率统计学教学语言：双语教学考核方式：考试实习：3周计3学分平时成绩:20％(实验报告、提问、测验、课堂讨论及作业)1.课程内容测绘学基础是测绘科学与技术学科的平台基础课。该分支学科领域研究的主要内容是小区域控制测量、地形图测绘与基本测绘环节的工程与技术，即：应用各类测绘仪器进行各种空间地理数据的采集包括点位坐标与直线方位测定与测设、地形图数字化测绘等外业工作和运用测量误差与平差理论进行数据处理计算、计算机地图成图等内业工作。授课内容主要包括地球椭球与坐标系、地图分幅、空间点位平面坐标与高程及直线方位测定与测设、误差理论与直接平差、大比例尺地形图数字成图等基本理论与方法。2.课程特色测绘学基础为测绘学科主干课程，为学生进一步学习以“3S”为代表的大地测量学、摄影测量学、工程测量学等专业理论与技术奠定基础。同时，该课程本身也是测绘学的一门分支学科──地形测量学（TopographicalSurveying）。该门课程具有理论、工程和技术并重、实践性强等特点，其教学水平和教学质量是衡量测绘学科教育水准的关键要素，实施多样化课堂教学，注重培养学生动手能力和创新能力，以达到国家级精品课的要求为建设目标。3.课程体系平面控制测量（导线测量为主）高程控制测量（几何水准和光电三角高程测量为主）角度测量（经纬仪、全站仪原理与使用）距离测量（视距、钢尺、测距仪原理与使用）高程测量（水准仪原理与使用、三角高程）地形图数字化测绘与计算机成图地形图应用测绘基本理论与测、绘、算基本功小区域控制测量（点位和方位的确定方法）测量误差基本理论与应用施工测量（测绘基本技术）地球几何要素与地图基本知识第一章绪论Chapter1Introductory内容：⑴了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域；⑵测绘学的任务与作用。重点：大地测量学与地形测量学的研究领域和工作内容。难点：无。§1-1测绘学的定义DEFINITIONOFGEOMATICS研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图-38- 即：研究地球与空间有关数据（地理信息）的采集、量测、处理和应用的一门科学。§1-2测绘学的分支学科BRANCHESOFGEOMATICS☆大地测量学（Geodesy/GeodeticSurveying)：主要研究整个地球的形状、大小和地球重力场及其变化，通过建立区域和全球三维控制网及利用卫星测量、甚长基线干涉测量等方法测定地球各种动态的理论和技术。☆地形测量学（TopographicSurveying）：测量小区域内的地球表面形状时，将其作为平面而不考虑地球曲率的影响而进行的测量工作。☆摄影测量学与遥感(Photogrammetry&RemoteSensing)：不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物的形状、大小和空间位置，揭示其几何、物理特性和相互联系及其变化规律的科学技术。☆工程测量学（EngineeringSurveying)：研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的测量工作及建立相应信息系统的理论与技术的学科。☆海洋测绘学(HydrographicSurveying)：研究有关海洋几何要素、海面地形等自然和社会分布及编制海图的理论与技术的学科。☆地图制图学(Cartography/Cartology)：研究地图的信息传输、投影原理、制图概况和地图设计、编制、及建立地图数据库的理论与技术的学科。☆地理信息系统（GeographicalInformationSystem）：在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。§1-3测绘学发展沿革HISTORY&DEVELOPMENTOFGEOMATICS与测绘学有密切关系的学科领域：地球物理学、地质学、天文学、地理学、海洋学、空间科学、环境科学、计算机科学、信息科学和其它工程学科。测绘学──偏重于研究地球表层和物体的空间特性和变化。第二章测绘学基本知识Chapter2BasicConceptsofSurveying内容：⑴了解地球的形状、大小与点位的确定方法；⑵掌握直线定向和空间点位的测算原理与方法；⑶了解地球表面曲率对测绘成果的影响情况；⑷熟悉常用坐标系统、高斯地图投影方法、地图分幅方法；⑸掌握大比例尺地形图测绘的基本原理；⑹了解控制测量与地形测量的一般原理与技术方法。重点：⑴直线定向和空间点位的测算原理与方法；⑵常用坐标系统、高斯投影、地图分幅方法；⑶大比例尺地形图的测绘原理。难点：⑴地球自然表面、大地水准面和椭球体面之间的关系；⑵测绘上地面点位置表示方法与数学的区别；⑶常用的坐标系统及表示方法、所依据的基准；⑷高斯投影的基本方法与分度带概念。§2-1地球的几何要素THEEARTH,GEOIDANDELLIPSOID1.地球的形状（ShapeoftheEarth）1.1地球的自然表面（PhysicalSurfaceoftheearth）陆地29％，最高─珠穆朗玛峰(MountQomolangma/MountEverest)8844.43m（2005年10月)；海洋71％，最低─马里亚纳海沟(MarianaTrench)-11022m。1.2大地水准面（Geoid）与处于流体静平衡状态的海洋面（平均海水面）重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等位面。★大地水准面(Geoid)──测量工作外业的基准面；★铅垂线(Plumbline)──测量工作外业的基准线。★大地体(Geoid)──大地水准面包围的地球形体。1.3参考椭球体面（ReferenceEllipsoidalSurface）★参考椭球体(ReferenceEllipsoid)──大小与大地体很接近的旋转椭球，作为地球的参考形状和大小。★参考椭球体面(ReferenceEllipsoidalSurface)──测量工作内业的基准面；★过椭球面法线(Normalline)──测量工作内业的基准线。2.地球的大小（SizeoftheEarth）★扁率（Flattening）：；a─长半轴（semi-majoraxis）；b─短半轴（semi-minoraxis）。★平均半径(Averageradius)：，或。-38- 3.参考椭球体定位（PositioningofReferenceEllipsoids）★大地原点(GeodeticDatum)：在大地水准面与参考椭球体面非常接近的地球表面处选择一点P，设想椭球体与大地体相切，切点P’在P点的铅垂线上，这时P’点的法线与该点对大地水准面的铅垂线重合，并使椭球的短轴与地球自转轴平行。这个过程叫参考椭球体定位，P点称为大地原点。★国家大地原点：1980年国家大地测量参考系的原点──位于陕西省泾阳县永乐镇。§2-2确定地面点位的方法POSITIONINGOFPOINTSONGROUND1概念(Concepts)⑴球面/平面──坐标(Coordinates)；⑵竖直面──高程/标高（Elevation/Height)。方法：大地水准面─→坐标投影(projection)；铅垂线─→竖直距离(verticaldistance)。2点的高程/标高（Height/Elevationofapoint）2.1定义(Definitions)①绝对高程（absoluteelevation）：地面点到大地水准面的铅垂距离，亦称海拔（altitude）。②假定高程(assumedelevation)：地面点到某一假定水准面的铅垂距离，亦称相对高程（relativeelevation）。2.2我国大地水准面(GeoidsinChina)①“1985年高程基准”（NationalElevationDatum1985）：青岛黄海平均海水面──H黄＝0m，青岛观象山水准原点──H0＝72.260m，（1953～1979年验潮资料，1987年启用）。②“1956年黄海高程系”(HuanghaiElevationReference1956)：H0=72.289m，（1950～1956年资料）。国家高程控制网是确定地貌地物海拔高程的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为416619．1公里。2.3高差(DifferenceinElevation):两点之间高程的差值。3点在投影面上的坐标(Coordinatesystems)3.1地理坐标(GeographicalCoordinates)地轴（EarthAxis）：NS──地球自转轴；南极、北极（South/NorthPole）：N，S；子午面（MeridionalPlane）：过地轴的平面；起始（首、本初）子午面（Initial/First～）：格林威治子午面（Greenwich～）；赤道面（EquatorPlane）：过球心与地轴正交的平面：经线（子午线、子午圈）（Meridian）：子午面与椭球面的交线；首(本初）子午线（Initial/FirstMeridian):通过Greenwich天文台；纬线（纬圈、平行圈）（Parallel）：与地轴正交并平行赤道面在椭球面的截线。⑴天文坐标（AstronomicCoordinates）──大地水准面上：①天文经度（～Longitude）λ：两子午面间的二面角(即两地间时角差）；②天文纬度（～Latitude）φ：过地面点铅垂线与赤道面的交角。⑵大地坐标（GeodeticCoordinates）──椭球面上：①大地经度（GeodeticLongitude)B：两子午面间的二面角；②大地纬度（GeodeticLatitude）L：过某点法线与赤道面的交角。★1954年北京坐标系（BeijingCoordinateSystem1954）：以1942年前苏联西部普尔科夫为原点联测的北京原点坐标系，采用克拉索夫斯基椭球元素。★1980年国家大地坐标系（NationalGeodeticReference1980）：西安泾阳县永乐镇大地原点的坐标系，采用1975年国际椭球元素（第三个推荐值）a＝6378140m；b＝6356755m；f＝1/298.257国家平面控制网是确定地貌地物平面位置的坐标体系，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共154348个，构成1954北京坐标系统、1980西安坐标系两套系统。3.2高斯平面坐标系(GaussHorizontalRectangularCoordinateSystem)采用高斯投影（等角横轴切椭圆柱投影）（Gauss－KlvgerProjection），地球椭球面与平面间的分带正形投影的坐标系统。⑴6°带（适合1/2.5万～1/5万地形图）：从首子午线起，每6°一带。各带中央子午线经度：L6＝6°N－3°。其中：N──投影带号。全球N＝1～60。我国72°～136°，即第13～23带，即11个6°带。阜新6°带中央子午线L6＝6°×21－3°＝123°。▲坐标（Coordinates）：-38- ★自然值：──用于内业计算；★通用值：X通＝X自；Y通＝Y自＋500km（X轴西移）＋带号。──用于资料管理。⑵3°带(减少投影带边缘的长度变形）:从东经1°30′起，每3°一带。（适合＞1/2.5万地形图），各带中央子午线经度：L3＝3n°。3.3独立平面直角坐标系（IndependentHorizontalRectangularCoordinates)测区小，曲面→平面。§2-3直角坐标系RECTANGULARCOORDINATES1坐标推算(Computationforrectangularcoordinates)已知：点1的坐标X1，Y1，点1和2间的平距S12与方位角；求：点2坐标X2，Y2。2直线定向(OrientationofDirections)2.1基准方向(ReferenceDirections)★真子午线（真北）方向（Truenorth）：过地球某点的真子午线的切线方向。★磁子午线（磁北）方向（Magneticnorth）：磁针自由静止时其轴线方向。★坐标纵轴（坐标北）方向（Gridnorth）：高斯平面坐标系x轴方向。2.2基准方向间的关系(Relationshipsamongreferencedirections)★磁偏角δ：过某点的磁子午线方向与过该点真子午线方向的夹角。（东偏＋，西偏－）。★子午线收敛角γ：各子午线与该带中央子午线的夹角。（东＋，西－）γ＝△LsinB。2.3方位角（Azimuths）──直线的方向⑴定义：从基准方向北端顺时针到某直线的角度。★真方位角A真──以真北为基准方向；★磁方位角A磁──以磁北为基准方向；★坐标方位角──以坐标北为基准方向。⑵换算关系：。2.4象限角（Bearings）⑴定义：某直线与基准方向间的锐角。以R表示。⑵方位角与象限角间换算关系：直线方向根据象限角R求方位角A根据方位角A求象限角R第一象限第二象限第三象限第四象限A=RA=180o-RA=180o+RA=360o-RR=AR=180o-AR=A-180oR=360o-A2.5正反方位角(Positiveandreverseazimuths)⑴正方位角：X轴方向与某直线前进方向间的坐标方位角。⑵反方位角：X轴方向与某直线后退方向间的坐标方位角。。3地面点坐标测算原理(PrincipleofCoordinatesComputation)☆直接测算──天文测量、GPS测量等；☆间接测算──常规（大地、普通）测量。3.1坐标正算(Positivecalculationforcoordinates)；；…………。3.2坐标反算(Reversecalculationforcoordinates)-38- 象限角：；平距：3.3象限的判定（Determinantforquadrants）§2-4地图的基本知识INTRODUCTIONTOMAPS1地图定义(Definitionformaps)①传统定义(Conventionaldefinition)：地图是根据特定的数学法则，将地球或星球上的自然和社会经济现象通过制图综合，并以符号和注记缩绘到平面上的图像。②现代定义(Contemporarydefinition)：地图是遵循一定的数学法则，将客体（地球及其它星球）上的地理信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，一传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化。2地图基本特性（Characteristicsofmaps）①数学法则(Mathematiclaw)；②地图概括/制图综合)(Mapgeneralization)；③符号系统(Symbolicsystem)；④地理信息载体(Geographicalinformationcarrier)。3地图内容(Contentsofmaps)3.1数学要素(MathematicElement)⑴坐标网（CoordinateGrid)；⑵大地控制点(GeodeticControlPoint)；⑶比例尺（Scale）；⑷定向指标线（OrientationIndexLine)；……3.2地理要素（图形要素）(GeographicElements)反映制图对象相对地理位置及与地理环境间联系的要素。——地图的基本内容。⑴自然地理要素(PhysicalElements)；⑵社会经济地理要素(CulturalElements）。3.3辅助要素(AuxiliaryElements)①图名（SheetName）；②图号（SheetNumber）；③图例（Legend）；④接图表（SheetIndex）；⑤图廓（MapMargins）；⑥分度带（BorderDivision）；⑦量图用表（CartometricGraphs）；⑧附图（AttachedCharts）；⑨编图资料（MappingDocuments）；⑩成图说明（MappingDescription）；……。3.4补充资料(SupplementDocuments)⑴补充地图(SupplementMaps)；⑵表格(Diagrams)。4地图分类(Mapclassification)4.1按内容分类(bymapcontents)⑴普通地图(Generalmaps)①平面图（Planimetricmap）；②地形图（Topographicmap)；③地理图（Geographicmap)或一览图（Chorographicmap)。⑵专题地图(Thematicmaps)①自然地图(Physicalmaps)；②社会经济地图(Culturalmaps)；③工程技术地图(Engineeringmaps)。4.2按比例尺分类(bymapscales)（见表4-1）大比例尺中比例尺小比例尺普通地图≥1/1万＜1/1万，而≥1/100万＜1/100万地形图≥1/5千＜1/5千，而≥1/5万≤1/5万-38- 表4-1地图按比例尺分类5地图成图法(Methodsofmapmaking)5.1实测成图法(Mapmakingonsite)：实地测绘而制作地图。5.2编绘成图法(Compilationmethod）：根据已有地图和编图资料在室内编制新图。5.3机助成图法(Computer-aidedmethod)：依据图数转换原理，以计算机为中心设备的现代成图法。5.4遥感资料成图法(Remote-sensingmethod)：以航空像片为原始资料进行分析和量测绘成地形图。6地图比例尺(MapScales)6.1比例尺(Scales)：地图上线段长/实地线段在椭球面上水平投影长（1/M)。6.2表示形式(Expressedforms)⑴数字比例尺(Numericalscale)；⑵图解比例尺(Barscale)含①直线比例尺(linearscale)：②微分（斜分）比例尺(differentialscale)；⑶复式比例尺（Diagonalscale）。6.3地图比例尺系列（Seriesofmapscales)八种常用：1/5千；1/1万；1/2.5万；1/5万；1/10万；1/25万；1/50万；1/100万。6.4比例尺精度（Scaleprecision）依据：人眼辨别误差δ=0.1mm的实际距离，要求地面实际误差Δ≤200mm时：∵1/M=δ/Δ；∴M=Δ/δ＝200/0.1=2000；则比例尺1/M=1/2000。7地图的分幅和编号(Sheeting&Numberingofmaps)7.1分幅形式(Sheetingforms)⑴梯形分幅(trapezoidsheets)：按经纬线划分；⑵矩形分幅(rectanglesheets)：按纵横坐标划分;⑶圆形分幅(circlesheets)：两极；⑷椭圆分幅(ellipsesheets)：少用。7.2梯形分幅编号(Numberingoftrapezoidsheets)──1909年国际统一规定编号（见表4-2）。7.3矩形分幅编号（Numberingofrectanglesheets）⑴一般编号法(Generalnumbering)：≥1/2千图：编号为图幅西南角坐标值(km)。其中：1/2千和1/1千图：编号值取一位小数（如：22.0-10.0和21.5-11.5）；地图比例尺图幅大小图幅包含关系图幅编号示例经度差纬度差-38- 1/100万1/50万1/25万1/10万1/5万1/2.5万1/1万1/50001/20006°3°1°30′30′15′7′30″3′45″1′52.5″37.5″4°2°1°20′10′5′2′30″1′15″25″1/100万图幅包含4幅1/100万图幅包含16幅1/100万图幅包含144幅1/10万图幅包含4幅1/5万图幅包含4幅1/10万图幅包含64幅1/1万图幅包含4幅1/5000图幅包含9幅J-50J-50-AJ-50-[1]J-50-1J-50-144-AJ-50-144-A-2J-50-144-(62)J-50-144-(62)-bJ-50-1440-(62)-b-81/5百图：编号值取二位小数（如：21.00-11.25）。⑵流水编号法(Sequentnumbering)：自左到右，从上到下，用阿拉伯数字和罗马数字顺序编排（如：20-Ⅱ）。表4-2地图梯形分幅编号8地物的地图表示法(Mappresentationforfeatures)8.1基本概念（GeneralConcepts）⑴地图符号（Symbols）；⑵地图注记（Letterpress）；⑶地图图式（Symbolization）。8.2地图符号的种类(Classificationofcartographicsymbols)⑴按地理事物分布特征：①点状符号(Dotsymbols)；②线状符号(Linearsymbols)：③面状符号(Areasymbol)。⑵按地图比例尺：①依比例尺符号（真形、轮廓图形）(Symbolsbyproportionalpoint)；②半依比例尺符号（形状符号）(Partialproportionalsymbol)；③不依比例尺符号(Pointsymbol)。9地貌的地图表示法(Mappresentationforrelief/terrain)9.1地貌的基本形态（Essentialconfigurationsofrelief）⑴平地(flat)：δ＜2°；⑵丘陵地(hillyterrain)：2°≤δ＜6°；⑶山地(mountainousterrain)：6°≤δ＜25，当δ＞25°──高山地(highmountain)。9.2地貌特征线（地性线）(Terrainstructurelines)⑴山脊线/分水线（ridgeline）⑵山谷线/集水线（valleyline）。9.3等高线（Contours）⑴等高线特性（characteristics）：①同条等高线上各点高程相等；②等高线不能中断；③任一条等高线不能分岔，不同高程等高线一般不能相交或合并；④等高线与地性线正交，接近山谷线时凸向高处，接近山脊线时凸向低处；⑤等高线不能横穿河流，接近河岸线时折向上游，与河岸正交；⑥等高线越密集，地面坡度越陡，反之越缓。⑵等高距(intervals)⑶等高线种类(classificationofcontours)①基本等高线/首曲线(standard/mediatecontour)；②半距等高线/间曲线(supplementary/half-intervalcontour)；③辅助等高线/助曲线(extracontour)；④加粗等高线/计曲线(index/thickenedcontour)。9.4示坡线(depressionlines)区别山头与盆地而在等高线上沿斜坡下降方向绘的短线。习题答案2-2Fillintheblanksbelowwiththecorrectanswer:-38- ⑴semi-majoraxisorsemi-minoraxis,(a-b)/a.⑵Truenorth,MagneticnorthandGridnorth.⑶246.9mm.⑷125.8m.⑸95°10′.⑹referenceellipsoidalsurface,normalline.⑺geoid,plumbline.⑻irregular,variations.⑼equipotentialgravitational,perpendicular.⑽123°.⑿39.⒀cartographicsymbols.⒁1:1000.⒂geodeticdatum.2-4Calculatefollowingquestions:⑴22ndin6°zone,44thin3°zone.⑵233°26′09″.⑶40°35′44″,905.579m.⑷2188.714m,5000.427m.第三章水准测量Chapter3Leveling内容：⑴了解高程测量的常用方法；⑵掌握几何水准测量的基本原理与基本技术；⑶熟练掌握水准仪的使用方法与水准测量外业施测技术；⑷熟悉水准测量的误差来源与应对措施；⑸我国高程基准与水准网布设概况。重点：⑴微差水准测量的基本原理与内业计算；⑵水准仪使用方法与普通水准测量外业施测方法。难点：水准仪的检验与校正。§3-1基本知识GENERALBACKGROUND1我国高程基准(VerticalDatuminChina)1985年国家高程基准（NationalVerticalDatum1985），青岛观象山水准原点(levelingorigin):H0＝72.260m。国家高程控制网分为一、二、三、四等网。目前共有水准点(BenchMark)成果114041个，水准路线长度为416619．1公里。2几何水准测量原理（Basicprinciplesofleveling）用水准仪(Level)和水准尺(Levelingrod)测定地面上两点间高差(deferenceinelevation)的方法。即：，（a＞b则hAB为＋，反之为－）。3仪器高法(methodbyinstrumentheight)适用于建筑施工测量。§3-2地球曲率和大气折光CURVATUREANDREFRACTION1地球曲率影响(EffectfromtheEarth’curvature)偏差，K——距离（km）。2大气折光影响(EffectfromtheAtmosphericRefraction)偏差，K——距离（km）。3两项共同影响（Effectofboth），K——距离（km）。§3-3高程测量类型LEVELINGMETHODS①几何水准测量(DirectLeveling)；②三角高程测量(TrigonometricLeveling)；③气压高程测量(BarometricLeveling)；④流体静力高程测量(HydrostaticLeveling)；⑤GPS高程测量(GPSVerticalSurveying)。.§3-4几何水准测量的仪具EQUIPMENTSFORDERECTLEVELING1水准仪按精度分级(Levelclassificationbyprecisions)每千米水准测量往返测量高差中数的中误差（单位：mm）。①DS05：一、二等水准测量；②DS1：三、四等水准测量；③DS3：工程水准测量；④DS10：一般水准测量。2水准仪结构(Configurationoflevel)2.1三角架（Tripod）：中心螺旋（centralscrew）连接水准仪和三角架；2.2基座（tribrach）；脚螺旋（footscrew）用于圆水准器粗略整平。2.3照准部（alidade)：⑴望远镜(telescope)：①瞄准器（collimator）用于粗略瞄准；②物镜（objectivelens)；③目镜（eyepiece）；④十字丝板（reticle）：竖丝(verticalhair)──对准目标；横丝(horizontalhair)──尺上读数；视距丝(stadiahairs)──视距测量。⑤物镜对光螺旋(focusingscrew)调整使目标清晰；⑥目镜对光螺旋(focusingscrew)调整使十字丝清晰，消除视差。其中：望远镜放大率(magnifyingpower)为将实际视角扩大为影像视角的倍数；视差(parallax)-38- 为观测目标影像面未与十字丝板正确重合而产生的影像偏差。⑵水准器（Levelvials）：①管状水准器（leveltube）用于精确整平：气泡（bubble）；分划线（graduation）：间隔2mm；符合棱镜（coincidenceprism）反射气泡两端影像，来判断居中；水准管轴（levelingaxis）为通过水准管刻划中点与其圆弧的切线；气泡居中（bubblecentering）为气泡中心与刻划中点（零点）重合；水准管分划值（interval）：水准管相邻两分划间圆弧的圆心角，DS3级τ″＝20″/2mm。②圆水准器（circularlevel/bull’seyelevel）用于粗略整平：水准器零点:分划圆心；轴线：过水准器球面的法线；分划值：一般8′。⑶螺旋系统(Screws)：①制动螺旋（clampscrew）用于松开和固定仪器；②微动螺旋（tangentscrew）用于制动螺旋拧紧后，左右移动进行精确瞄准目标；③微倾螺旋（tiltingscrew）上下移动使气泡居中。⑷底盘（baseplate）：与基座连接。3水准尺(Levelingrods)黑红双面水准尺(dual-facesrodsofblackandred)：黑红差常数K，即红面起始注记值，一般为4787、4687、4587、4487mm等。4尺垫(Footplates)⑴平垫（levelshoe）：用于普通水准测量；⑵尺桩（levelspike）：用于高等水准测量。§3-5水准测量内外业FIELDANDOFFICEWORKFORLEVELING1水准仪操作步骤(Operatingprocedureforlevels)1.1仪器安置(Instrumentsetting-up)；架设三脚架，调整脚架高度使架头基本水平。1.2粗略整平(Roughlyleveling)；转动脚螺旋使用圆水准器气泡居中。1.3瞄准目标(Sightingtarget)；旋转望远镜，用制动与微动螺旋瞄准，转动对光螺旋使影像清晰。1.4精确整平(Preciselyleveling)；转动微倾螺旋使符合水准器气泡精确居中。1.5读数记录(Reading&Recording)：观测员估读至mm并报数，记录仪复报无误后正确记录。2.仪器高法(methodbyinstrumentheight)仪器视线高程：，其它各点高程：。──该法可以应用在建筑测量中，测定任意点的高程。3.微差水准测量(DifferentialLeveling)从起始点起，在包括转点的各点之间依次连续设站至终点，测定各点间高差；全部高差的代数和即为起、终点间的高差：3.1转点(Turningpoint）：当待测得两点间相距过远或高差过大时，中间加设传递高程的过渡点。3.2普通水准测量方法（MeansofPrimaryLeveling）⑴单面尺法(bysingleface)；⑵两次仪器高法(bydoublesetups)；⑶双面尺法（bydual-faces）：观测顺序──后前前后/黑黑红红，限差规定：①黑面读数＋K－红面读数＜±4mm；②黑面高差－红面高差＜±6mm。3.3普通水准测量成果整理(OfficeWorkforPrimaryLeveling)⑴高差闭合差计算（Misclosurecomputationforthedifferenceinelevation)①闭合路线(closedroute）：，。②附合路线(connectingroute）：。③往返水准支线(forwardandbackwardspur/openroute）：。④水准网（levelnet）：简易平差。⑵图根水准测量规定(Allowablemisclosureforprimaryleveling)：平原地区：，L──水准路线长度，单位：km。②丘陵地区：，n──水准路线上测站总数。3.4闭合差调整与各点高程计算(Adjustmentforelevations）-38- ⑴原则(principle)：闭合差按路线长度或测站数以反符号成比例分配到各段高差中。⑵步骤(procedure)：①点号、已知和观测数据填入表格；②求高差闭合差和允许闭合差；③调整闭合差：，；④改正后高差检核：；⑤各点最后高程计算：。§3-6水准仪的检验校正LEVELTESTINGANDADJUSTING1水准仪应具备的几何关系(Geometryofalevel)⑴水准管轴(level-tubeaxis)∥视准轴(collimationline)：水准管气泡居中时，视准轴应水平；⑵圆水准轴(circularlevelaxis)∥仪器竖轴(instrumentverticalaxis)：圆水准器气泡居中时，仪器竖轴应铅垂；⑶横丝(horizontalcrosshair)⊥仪器竖轴(instrumentverticalaxis)：竖轴铅垂时，横丝应水平。2检较方法(TestingandAdjusting)2.1圆水准轴∥仪器竖轴①旋转脚螺旋使气泡居中；②仪器转180°，若气泡偏离，则校正。③转动脚螺旋调整偏离值的1/2；④用改针调整圆水准器校正螺丝，使气泡居中；⑤反复几次，直至气泡在任何位置都居中为止。2.2横丝⊥竖轴①整平后以横丝一端瞄准墙上一点；②拧紧制动螺旋，转动微动螺旋；③若该点偏离横丝，则校正。④取下目镜处金属护盖，旋松十字丝环的4个固定螺丝；⑤微微转动十字丝环，使横丝水平；⑥反复调整直至满足要求；⑦拧紧固定螺丝，旋上护盖。2.3水准管轴∥视准轴（i角检验）i角：水准管轴与视准轴在竖直面上投影的夹角。交叉误差：水准管轴与视准轴在水平面上投影的夹角。①见上图，在平坦地面上丈量直线AJ2=41.2m，再在直线上量取AB=20.6m，得点B；在A，B两点各设一个木桩。②在A、B间的中点J1安置水准仪，仪器精密整平后在A、B立尺并各读数4次，取各4次读数的中数为-38- a’1和b’1。由于AJ1=BJ1，所以AB两点间正确高差为③将仪器搬到J2点设站，在各读数4次如上表所示，此时4次读数的中数为a’2、b’2，则其高差为如果，则说明该条件满足，否则说明有i角存在。假设A、B水准尺上的正确读数为a2、b2.甴图可知，因为所以则（其中，以毫米计）§3-7水准测量的误差SOURCESOFERRORINLEVELING1仪器误差(Instrumentalerrors)──i角残余误差（residualerror）为主。⑴对一测站高差的影响:允许前后视之差10m，则当i角残余误差为20″时，人眼的估读误差：1/10的刻划，即1cm的1/10，即为1mm；结论：保持前后视距之差＜10m。⑵对微差水准测量高差的影响：前后视距差累计值＜50m时，结论：前后视距差累计值＜50m。2观测误差(Personalerrors)2.1水准管气泡居中误差(level-tubecenteringerror)：人眼对气泡分划的估读：0.15τ，，S──仪器至尺的距离。符合水准管精度高一倍，影响为：。结论：气泡要严密符合2.2瞄准误差(sightingerror)：人眼分辨率为60″，望远镜V倍放大率即可提高V倍，瞄准误差为60″/V，则当V＝28倍，S＝100m时，其读数误差为：。结论：视距不能过长。2.3尺的读数误差(readingerror)：估读精度的因素──厘米分划影像的宽度与十字丝粗细。十字丝宽度放大后在人眼的明视距离上为0.1mm；当望远镜V为28倍，视距＜70m，尺的厘米分划间隔影像＞1mm时，则可估读到1mm。当视距100m时，估读误差为1.4mm。结论：视距不能过长。2.4水准尺倾斜误差(stafftilterror)：当尺倾斜时，其读数a′＞正确读数a。在倾角为γ时，其读数误差：，。结论：尺倾斜误差与读数值和倾角成正比，所以读最小的数为准。3.外界因素的影响(Naturalerrors)3.1仪器的沉降误差(errorduetoinstrumentsettlement)：“后前前后”观测顺序来减弱。3.2标尺的沉降误差(errorduetolevelingrodsettlement)：往返观测来减弱。-38- 3.3地球曲率的影响(errorduetotheEarth’scurvature)：限制视距差总和来减弱。3.4大气折光的影响(errorduetoatmosphererefraction)：视线须高出地面0.3m来减弱。3.5强光直射的影响(errorduetostronglight)：撑伞遮光来减弱。习题答案3-2Answerthefollowingquestions:⑹77.5mm;⑺14mm;⑼11.3km.3-3Fillintheblanksinthefollowingquestions:⑴centerofthelevelvial;⑵zeropoint;⑶1293,B;⑷closed-loop,connected,open/spur,network;⑸axisoflevel-tube.3-4Choosetheuniqueandcorrectanswerfromeachquestionbelow:⑴C;⑵C;⑶B;⑷B;⑸C;⑹B;⑺A;⑻B.3-5Completethefollowingcomputations:⑴112.9km,159.6km,319.2km,437.1km;⑵Distance(m)1050100300500(c+r)(mm)0.00.20.76.116.9⑶15.8km;⑷272.2m;⑸0.7mm×tan,16.9mm×tan,151.9mm×tan,──theverticalangle;Tab.3-4ComputationofdifferentiallevelingStationPointDistance(m)Backsight(mm)Foresight(mm)Differenceinelevation(m)Elevation(m)Remarks＋－1BM36761764+116776.361TP18008972TP1621879+0944A65093578.4723A701126-0639TP27217654TP2811612+901B79071178.734⑻57.586m,59.832m,54.257m;⑼117.059m,119.277m,115.068m.第四章角度测量Chapter4AnglesMeasurement内容：⑴掌握角度测量的基本原理与方法；⑵熟练掌握经纬仪的使用方法与水平角、竖直角外业的观测方法；⑶熟悉角度测量的误差来源及其消除或减弱的措施。重点：⑴角度测量的基本原理；⑵测回法与全圆方向法的水平角观测要领；⑶竖直角观测方法。难点：光学经纬仪的检验与校正。§4-1基本知识GENARALBACKGROUND1水平角(horizontalangle)相交两条直线的夹角在水平面上的投影，即过两相交直线的铅垂面间的二面角：2垂直角（verticalangle）在一个铅垂面上照准方向线与水平线间夹角。①仰角(elevation)：照准方向在水平线以上；②俯角(depression)：照准方向在水平线以下。§4-2光学经纬仪OPTICALTHEODOLITES1按精度指标系列分类(Classificationbyprecision)DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60等。其中：D－大地测量；J－经纬仪；07－野外一测回方向观测中误差。2J6经纬仪主要部件(PrimarycomponentsofJ6opticaltheodolites)2.1基座(tribrach)：使仪器与脚架连接。①脚螺旋（footscrews）：支撑仪器，仪器整平；-38- ②圆水准器（circularlevel）：仪器整平；③竖轴轴套（axlesleeveofspindle/outerspindle）：连接中心螺旋（centeringscrew）。2.2平度盘（horizontalcircle）：测量水平角的光学玻璃圆盘。①水平度盘（horizontalcircle）：全圆量角器；②水平轴套（axlesleeveofthecircle）：连接度盘；③手轮（handwheel）：变换度盘初始读数位置；④水平制动螺旋（clampingscrew）：固定水平度盘；⑤水平微动螺旋（micrometerscrew）：精确照准目标。2.3照准部(alidade)①支架（standards）：支撑望远镜；②望远镜（telescope）：瞄准目标；③横轴/水平轴（horizontalaxis）：望远镜纵转轴；④竖直度盘（verticalcircle）：与望远镜相连，观测垂直角用；⑤旋转轴/竖轴（innerspindle）：照准部转动轴；⑥竖盘制动螺旋（clampingscrew）：固定竖盘；⑦竖盘微动螺旋（micrometerscrew）：精确瞄准目标；⑧读数显微镜(readingmicroscope)：读取水平角或垂直角值读数。附反光镜(mirro)：反射光线；⑨竖盘指标水准管（indexlevelofverticalcircle）：使竖盘指标处于正确位置；⑩竖盘指标水准管微动螺旋（micrometerscrew）：使竖盘水准管气泡居中。2.4对中设备(centeringdevices)①中心螺旋(centralscrew）：上有挂钩（hook）：悬挂垂球；②垂球(plumbbob）：对准地面目标点位中心；③光学对中器/光学垂球(opticalplummet)：直接瞄准地面目标点位中心。3度盘读数设备及读数方法(Readingdevicesandmethods)①带（分划）尺显微镜(scalemicroscope)；②单平行玻璃板(singleparallel-sidebloc)。§4-3水平角观测MEASUREMENTOFHORIZONTALANGLES1经纬仪安置(Settingupatheodolite)1.1对中（centering）：对中误差＜3mm。光学对中器对中（withopticalplummet）时，①测站上安放脚架，使其高度适当，架头大致水平，目估大致对中；②瞄准测点的标志进行对光，使影像清晰；③转动两个脚螺旋，瞄准地面目标中心；④调整脚架高度，使圆水准气泡居中；⑤转动脚螺旋，使水准管气泡精确居中；⑥略松一下中心螺旋，在基座上平移仪器进行精确对中。1.2整平（leveling）：圆水准器粗平，再用水准管精平，任意位置上水准管气泡都居中。2竖立与照准目标(Erectingandsightingthetarget)①照准方法基本同水准仪；②特点：用十字丝交点瞄准目标下部。3水平角观测方法(MethodsforHorizontalAngleObservation)3.1观测镜位(Observingfaces)①先盘左/正镜（faceleft/directposition）：竖盘在望远镜左侧；②后盘右/倒镜（faceright/reversedposition）：竖盘在望远镜右侧。3.2观测方法（Observingmethods）⑴测回法（Positionobservationmethod）：只观测两个方向间的单角。①上半测回角值（盘左）：β上＝b左－a左；②下半测回角值（盘右）：β下＝b右－a右；③β上－β下≯40″时，则计算一测回均值：。⑵全圆方向法(All-rounddirectionmethod)：用于一个测站需要观测3个及其以上方向。①盘左瞄准零方向（起始方向），再顺时针依次瞄准各方向并读数；-38- ②归零（再瞄准零方向读数），归零差（与起始读数之差）≯24″，此为上半测回；③纵转望远镜，反时针依次瞄准各点读数，为下半测回；④盘右每次读数后计算2C值(两倍照准差)：2C＝盘左读数－（盘右读数±180°)≯40″；⑤计算各方向读数均值＝(盘左读数＋盘右读数±180°)/2；⑥零方向得2个平均值再取均值，用括号标明；⑦将零方向化成0°00′00″，其它各方向也按零方向减少的值来减去，成为归零后方向值；⑧各测回的同一方向值互差≯24″；⑨相邻方向值之差，即为各水平角值。如果气泡偏离中央＞2格时，需重新整平和观测；⑩n个测回间度盘变换时，起始方向读数＝180°/n。§4-4竖直角观测MEASUREMENTOFVERTICALANGLES1竖直角测量用途(Purposesofverticalangle)1.1斜距化算为平距（Slopedistancetohorizontal）S＝S′×cosδ1.2测定两点间高差（Determinationfordifferenceinelevation）h＝S′×sinδ1.3三角高程测量（Trigonometricleveling）2竖盘刻划注记（Graduationonverticalcircle）①顺时针注记（clockwisegraduation）：较多；②逆时针注记（counterclockwisegraduation）。3竖直角计算(Computationforverticalangles)3.1公式(Formula)：，，。3.2竖盘指标差（indexerror）：指标偏离正确位置，视线水平时的读数产生的偏移值。，J6指标差≯25″。3.3检核(Check)：。§4-5经纬仪的检较THEODOLITETESTINGANDADJUSTING1经纬仪应满足的几何条件(GeometricRelationshipforTheodolite)⑴照准部水准管轴⊥竖轴；⑵视准轴⊥横轴；⑶横轴⊥竖轴；⑷竖丝⊥横轴；⑸竖盘指标差＝0；⑹光学对中器视准轴与竖轴重合。2照准部水准管轴⊥竖轴的检较(Axisoflevel-tubeperpendiculartoverticalaxis)2.1不垂直原因(Why)：水准管两端支柱不等高，精平后竖轴偏离铅垂方向，导致竖轴误差。2.2检验(Testing)：①粗平后，使水准管∥两个脚螺旋连线；②调整该对脚螺旋使气泡居中；③转动照准部180°，若气泡偏离＞1格应校正。2.3校正(Adjusting)：①用改针拨动水准管校正螺丝，使气泡退回一半偏离量；②再用脚螺旋使气泡居中；③反复校正直至任意方向气泡偏离≯半格。2.4残差(Residualerror)：正倒镜取均值不能消除或减弱，倾角大时要注意整平。3竖丝⊥横轴的检较(Verticalhairperpendiculartohorizontalaxis)3.1检验(Testing)：①仪器精平，用竖丝上（或下）端瞄准墙上一点P；②制动照准部和望远镜，转动望远镜垂直微动螺旋；③若P点不在竖丝上一点，则需校正。3.2校正(Adjusting)：调整十字丝板螺丝。4视准轴⊥横轴的检较(Sightinglineperpendiculartohorizontalaxis)4.1不垂直原因(Why)：望远镜纵转面不是平面而是圆锥面，导致视准轴误差C。4.2检验(Testing)：-38- ①平地相距100m选两点A、B，其中点O设站；②A点立标志，B点横放一垂直OB的小尺与仪器大致等高；③盘左瞄准A，纵转望远镜后读得B尺上B1点；④盘右同样操作得B2点的读数；⑤若B1与B2点不重合，则需校正。4.3校正(Adjusting)：调整十字丝板螺丝。4.4残差(Residualerror)：正倒镜取均值来消除或减弱。5横轴⊥竖轴的检较(Horizontalaxisperpendiculartoverticalaxis)5.1不垂直原因(Why)：横轴支架不等高，望远镜纵转面不是铅垂面，导致横轴误差。5.2检验(Testing)：①距墙20～50m安置经纬仪，盘左以仰角＞30°瞄准墙上一点P；②制动后望远镜水平时，再在墙上定出一点P1；③盘右再瞄准P点，望远镜水平时定出一点P2；④若P1与P2不重合，则两轴不垂直，横轴倾斜一个角度i。5.3校正(Adjusting)：①定出p1、p2的中点M；②盘右瞄准M，然后仰起望远镜，视线必然与p点不重合，而在附近的p′点；③由检修人员进行校正。5.4残差(Residualerror)：正倒镜取均值来消除或减弱。6竖盘指标差检较(Indexofverticalcircle)6.1检验(Testing)：。6.2.校正(Adjusting)：①盘右正确读数：R－x；②盘右照准目标，转动竖盘水准管微动螺旋使读数为R－x；③用改针拨动指标水准管螺旋使气泡居中；④反复几次，至x≯±25″（J6）。7光学对中器的检较(Opticalplummet)7.1检验(Testing)：①安置仪器粗平，地面放一块画有“＋”的硬纸板，移动纸板，进行对中；②仪器转动180°，若圆圈中心偏离＋字中心，则需校正。7.2校正(Adjusting)：反复调整对中器目镜后的三个校正螺丝，直至圆圈中心与示误三角形的中心严格重合为止。8水平角观测误差来源(Errorsourcesofhorizontalangle)8.1仪器误差(Instrumentalerror)主要是三轴误差：⑴视准轴误差/视轴差(collimationerror)；⑵横轴误差/横轴差(errorofhorizontalaxis)；⑶竖直倾斜误差/竖轴差(erroroftheverticalaxis)。8.2人的误差/人差(Humanerror)⑴仪器对中与目标偏心误差(Centering&eccentricerrors)：①仪器对中误差(Instrumentalcenteringerror)；②目标偏心误差(Targeteccentricerrors)。⑵观测误差(Observationerror)；①瞄准误差(sightingerror)；②读数误差(Readingerror)。8.3外界条件误差(Naturalerror)地面、气温、日照、风力、折光等。习题答案4-2Fillintheblanksinbelowquestions:⑴plumb;⑵coincidedwiththeplumbline;⑶left;⑷tocheckifhorizontalcirclechanging;⑸horizontalaxis;⑹;⑺observationinbothfaces,i.e.faceleftandfaceright;⑻computingtheaveragedvalueofbothfaces.4-4Completethefollowingcomputationintherecordingtabulations:⑴Station.TargetReadingMeanofhalfpositionMeanofoneposition°′″Faceleft°′″Faceright°′″Faceleft°′″Faceright°′″OA016001801542872036872026872031B8736362673608⑵Station.TargetsReadings2C″(L+R±180°)/2″Meanofclosingthehorizon-38- °′″FaceleftFaceright°′″°′″OA001241800118+06(24)2100000B3323542132342+1248332224C7959122595918-0615795851D13648543164842+12481364724A001301800124+0627Horizonmisclosure:⑶StationTargetFaceReadingontheverticalcircle°′″Verticalangleofhalf-position°′″Indexerror″Verticalangleofoneposition°′″OAL974118-74118+2.5-74116R2621847-74113BL871618+24342+8+24350R2724358+24358第五章距离测量Chapter5DistanceMeasurement内容： ⑴熟悉测距的工具与直线定向方法；⑵熟练掌握钢尺检定、钢尺测距的外业施测技术与内业成果的处理工作；⑶掌握普通视距测量的原理与方法；⑷了解全站仪的功能与使用方法。重点：⑴钢尺检定方法与钢尺精密测距方法；⑵普通视距测量的原理与方法。难点：⑴钢尺检定的内业成果处理方法；⑶全站仪的功能与操作。§5-1测距方法METHODSOFDISTANCEDETERMINATION1步测(pacing)：30m距离时，相对精度应为1/50~1/100。2里程计(Odometer)：相对精度应为1/200。3视距(Tachometry/stadia)：相对精度应为1/500。4测距尺(SubtenseBar)：J1经纬仪150m内相对精度应为1/3000。5钢尺测距(taping)：包括各种钢尺(steeltapes)和皮尺(clothtape)，相对精度高低不同。6EDM光电测距(ElectronicDistanceMeasurement)：精度可达±1ppm(PartPerMillion)。§5-2钢尺测距DISTANCEMEASUREMENTBYSTEELTAPING1钢尺普通测距(厘米级）(Ordinarysteeltapingincm-level)1.1平坦地面(onflatground)⑴测距：后尺员(reartapeman)与前尺员(headtapeman)用测钎计数，往、返测。⑵检核：往返测互差≯1/3000(平坦区)或≯1/1000(山区)。1.2倾斜地面(unevenground)⑴平量法(byhorizontal)：沿地面丈量；⑵斜量法(byslope)：①直接丈量斜长，测出高差，化算平距；②经纬仪定线，测出倾角，化算平距。2钢尺精密测距(毫米级)(AccurateSteelTapinginmm-level)2.1测距(Measurement)⑴5人一组（拉尺2人，读数2人，记录测温兼指挥1人），前后读尺员同时读数至0.5mm；⑵每尺段移动尺位丈量3次，3次长度互差＜2～3mm，取均值，超限重测；⑶每尺段测温1次至0.50C；⑷逐尺段丈量至终点，然后返测，相对误差K＜1/3000。⑸桩顶间高差采用水准测量方法，每尺段往返测的高差互差＜±10mm。2.2成果整理(Resultadjustment)⑴尺长改正：其中：S′─分段丈量的斜距；Δl─整尺段的尺长改正数；l─钢尺名义长度。⑵温度改正：其中：α＝0.000125，钢尺膨胀系数；-38- t─丈量时钢尺温度；t0─钢尺比长温度（标准温度）。⑶倾斜改正：；一般直接将斜距换算为平距：。§5-3钢尺检定与钢尺测距误差TAPESVERIFYING&TAPINGERRORS1尺长方程式(Equationoftapelength)钢尺在一定拉力下，长度随温度变化的函数式。其中：lt──实际尺长；l──名义尺长；Δl＝l－lt，即尺长改正数；α＝0.0000125，钢尺膨胀系数；to＝20°C，标准温度2钢尺检定方法(Tapeveriyingmethods)2.1直接比长法(Comparingwithastandardtape)：将标准钢尺和被检定钢尺并排放在平坦地面上，尺的末端对齐，都施以标准拉力，在零分划处读出两尺差数，计算出被检定钢尺的尺长方程式。2.2野外基线法(Comparingwithafieldbaseline)①基线场：平整的地面上相距120或150m的两点埋设固定标志，用精密测距方法测得其精确长度为标准长度，专供钢尺比长的检定场。②程序：用弹簧秤施以标准拉力（50m尺15kg），逐段丈量，用尖笔划线，计3个测回（3次往返），每测回测记1次温度。3钢尺测距误差(Errorsofsteeltaping)3.1尺长误差(errorofsteellength)：钢尺的名义长度与实际长度不符而产生的量距误差。减消方法：新尺、使用时间过长的旧尺或尺长方程式不确定的钢尺，一律进行检定。3.2温度误差(erroroftemperature)：测距温度与标准温度不一致而产生的长度误差。减消方法：使用点式温度计，或认真测记温度，尽力测出钢尺温度。3.3尺倾斜误差(errorofsteelslope)：钢尺实际倾斜而认为是水平状态测距而产生的长度误差。减消方法：倾斜改正与换算。3.4.定线误差(errorofaligning)：分段丈量时没有正确在直线方向上，而实际丈量为折线长而产生的测距误差。减消方法：类似倾斜误差：普通测距时，目估定线（50m距离的偏距＜0.75m即可）；精密测距时，经纬仪定线。3.5拉力误差(erroroftension)：丈量时没有施以标准拉力而产生的测距误差。减消方法：根据虎克定律，拉力误差：3.6尺垂曲误差(errorofsteelcatenary)：钢尺悬空丈量时，之间下垂而产生的量距误差。减消方法：所量长度明显大于实际长度，应在尺的中间托尺。3.7丈量误差(errorofmeasuring)：包括插测钎误差、钢尺端点对准误差、余长读数不准及前后司尺员配合不佳而引起的测距误差。减消方法：提高技术，认真谨慎。§5-4视距测量原理与方法PRINCIPLES&METHODOFSTADIARANGING1视距测量概念(Conceptaboutstadiameasurement)1.1视距测量：根据几何光学原理简捷测定两点间距离的方法。1.2精密视距测量(Precisestadiaranging)：使用专门视距仪进行的视距测量，精度达1/2000以上。1.3普通视距测量(Primarystadiaranging)：使用水准仪、经纬仪进行的视距测量，精度为1/200～1/300。2视距测量原理（Principleofstadiaranging）2.1视准轴水平时（Sightinglinehorizontal）:2.2视准轴倾斜时(Sightinglineslope)：-38- §5-5光电测距ELECTRONICDISTANCEMEASUREMENTS1基本原理(fundamentals)，其中：λ为波长；n是整波波数；p是余长。2分类(Classification)2.1按载波(bycarrierwaves)⑴光波(light-wave)；⑵微波(microwave)；⑶红外光电(infraredwave)；⑷激光(laser)；⑸……。2.2按测程(byranges)⑴短程：＜5km；⑵中程：5～15km；⑶远程：＞15km。2.3按精度(1km测距中误差）(byprecisions)⑴Ⅰ级：≤±5mm；⑵Ⅱ级：±5mm～±10mm；⑶Ⅲ级：±10mm～±20mm。§5-6全站仪TOTALSTATIONS1全站仪简介(briefinstruction)全站型电子速测仪(totalstationopticalelectronictacheometrictheodolite)简称全站仪(totalstation)，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。1.1系统构成(systemconfiguration)──四大光电系统⑴水平角测量系统；⑵竖直角测量系统；⑶水平补偿系统；⑷测距系统。1.2工作原理(principle)通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。1.3分类(classifications)⑴按测程：①短程(＜3km)；②中程(3—15km)；③远程(＞15km)。⑵按精度：①Ⅰ级(5mm)；②Ⅱ级(5mm—10mm)；③Ⅲ级(＞10mm)。⑶按载波：①采用微波段的电磁波为载波称为微波测距仪；②采用光波为裁波称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源；③采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。2基本操作方法(Generaloperation)2.1水平角测量(horizontalanglemeasurement)⑴按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。⑵设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″。⑶照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。2.2距离测量(distancemeasurement)⑴设置棱镜常数(settingprismconstant)：测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。⑵设置大气改正值或气温、气压值(settingdataofatmosphericcorrectionorairtemperatureandpressure)：15℃和760mmHg是标准值，此时大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。⑶量仪器高、棱镜高并输入全站仪。⑷距离观测：照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。⑸测距模式：距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。①精测模式：最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；②跟踪模式：跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示1cm，每次测距时间约0.3S；③粗测模式：测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。2.3坐标测量(coordinatesmeasurement)⑴设定测站点的三维坐标。-38- ⑵设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。⑶设置棱镜常数。⑷设置大气改正值或气温、气压值。⑸量仪器高、棱镜高并输入全站仪。⑹照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。3尼康(Nikon)DTM-352/332系列使用简介3.1仪器参数(Instrumentalparameters)⑴望远镜：①镜头长：158mm.；②放大率：33×；③物镜直径：45mm.；④成像：正像；⑤视场角：1020‘；⑥分辨率：2.5’’；⑦焦距：1.3m~∞。⑵角度观测：①读数系统：光电增量编码；度盘直径：88mm；②精度：2’’/5’’。⑶测距范围：①正常：可见度20km；单棱镜：2000m；三棱镜：2600m；②良好：可见度40km，单棱镜：2300m；三棱镜：3000m。⑷精度：①MSR模式：±(2+2ppm)或±(3+2ppm)；②TRK模式：±(3+3ppm)。⑸温度范围：-400C~+500C；气压范围：533~1332hpa。⑹水准器灵敏度：①水准管：30’’/2mm；②圆水准器：10‘/2mm。⑺重量：①主机：4.9kg；②电池：0.4kg；③充电器：0.45kg；④箱子：2.4kg。3.2仪器结构(configuration)3.3显示屏(displayscreen)(见图)3.4英文缩略语(Englishabbreviations)ANG：测角；ARC弧；AZ方位角；BM水准点；BMS水准测量；BUBBLE气泡；BS后视；CC计算坐标；CO说明记录；COD(CD)代码；Cogo：坐标几何计算；COORD坐标；CP控制点；C&R地球曲率与大气折光改正；DAT数据；DEG度；DSP显示；ENT输入；HA水平角；HD平距；HOT热键；HT目标高；HI仪器高；ITEM项；JOB项目；LIST列表；MENU菜单；MODE模式；MSR测量键；O/S：偏心；PWR电源；RAW原始数据；REC记录；STACK堆栈；PT点；PRG程序；RDM遥测距离；RE后交点；STN测站；RBM遥测高程；SD斜距；S-O放样；S-Pln：倾斜平面；SS碎部点；ST站点；TGT目标点；VA：垂直角；VD垂距；USR：用户键；V-Pln：垂直平面。-38- 3.5仪器安置(instrumentsetting-up)对中、整平、瞄准同经纬仪。3.6测前准备(preparation)⑴输入点名/点号：最多16字符。省略时上个点号+1；最后一位字母时显示相同点名；光标在PT栏时可指定一个点或输入坐标：⑵⑶⑷①输入已有点：立即显示其坐标并声响提示，进入下一屏幕；②输入新点：显示NEZ等，在CD栏按[ENT]可将该点存入当前项目；③无PT按[ENT]：无需记录该点只按[ENT]而不输入点名；④用“*”作点名输入：显示一系列点的列表，可用↑，↓和[ENT]选择；⑤按[MSR]观测中输入一个点：按[MSR1][MSR2]开始测量。改变目标高时按[HT]。测量之后按[ENT]进入记录屏，输入PT/CD后按[ENT]；⑥[LIST]输入点名/点号。当回到PT屏时，所选点名已被输入并显示，此时可在点名上加数字或字母。⑦光标在PT栏时，按[STACK]选点名后按[ENT]。返回PT屏时，显示所选点名+1.输入点名/点号。⑵输入代码：CD栏总以上次输入值为默认值。可在记录点的屏或基本屏[BMS]中按[COD]改变代码。①直接输入：按[MODE]改变输入模式为字符[A]或数字[1]。②堆栈：按[STACK]显示输入的代码列表，选择所需代码按[ENT]则复制到CD栏。⑶数据/项目列表显示：在（菜单/4：数据）中“查看/编辑”和[菜单/1：项目]中，均可用点的[列表]功能。⑷项目（Jobs)：记录数据时，须新建或打开一个项目：①在菜单中按1进项目管理，再按[创建]。②输入项目名，按[Sett]检查设置。3.7开始作业(Operation)⑴开机：按[PWR]，显示气温和气压，上下摇动望远镜后显示盘左水平角。此时可查看用户信息，[菜单]-[3设置]-[9其它]。⑵测距：①照准棱镜，信号提示；②开始观测按[MSR1]或[MSR2]，要改变HT等按[HOT]；③按[MSR1]或[MSR2]进入设置屏。-38- ⑶显示：①按[DSP]可切换多个屏；②按[DSP]1秒可配置项目：HA/AZ/HL/V%/SD/VD/HD/Z/none等；③头字符：“：”为已倾斜改正；“#”为倾斜设为“关”；“-”为已海平面或比例尺改正。⑷模式：输入PT/CD时，在该栏按[MODE]在[1]与[A]间切换。⑸代码：基本屏上按[COD]，可用[LIST]或[STACK]输入代码。⑹热键：任意屏上按[HOT]可输入目标高、气温气压和目标集。⑺整平：当仪器超出倾斜范围且补偿器已打开则自动显示气泡；在观测屏时，按[BUBBLE]可调出该指示。⑻关机：按[PWR]再按[ENT]。[RESET]为复位重启；[SLEEP]为休眠；[ESC]取消关机返回原屏幕。3.8应用(Applications)⑴测角：按[ANG]显示角度屏，可选择1~5功能后按[ENT]执行：[1]置零；[2]输入角度；[3]复测；[4]：盘左盘右测角；[5]将水平角保持为当前值。⑵设站：按[STN]进入建站屏，可选择1~5功能后按[ENT]执行：[1]已知点建站，输入点名/点号；[2]多点后方交会；[3]快速建站；[4]输入高程；[5]后视水平角检查，照准后视点并按[Reset]或[ENT]可上次建站HA值；[6]基准XYZ，可输入新值。⑶数据记录：①观测屏上记录时PT默认值为PT+1；②数据输出时，显示COM按[ENT]则从COM口输出一行数据而不存入项目中，格式为ExtComm=NIKON或设置：“菜单”→[3.设置]→[5.通讯]。⑷用户键：按[USR]可选功能有：输入HT、BS检查、选择目标、输入气温气压、坐标几何（COGO）、O/S、PRG、输入注记等。⑸数据键：按[DAT]可快速查看当前项中数据。⑹菜单键：按[MENU]可选项目、计算、设置、数据、通讯、1秒键、校准、时间等功能。其中，1秒键可对[MSR]、[DSP]、[S/O]和[DAT]等键设置。习题答案5-2Fillintheblanksbelowwiththecorrectanswer:⑴projectedhorizontal;⑵relative,;⑶temperature,tension;⑷standardtape,fieldbaseline;⑸+20°C,150N/15kgforce.5-3Calculatefollowingequations:⑴MN.SegmentHorizontaldistance(m)Mean(m)RelativeerrorForwardBackwardAB127.780127.737127.75851/2971MN358.234358.189358.21151/7960⑵.⑶.⑷65.655m.⑸77.343m,113.785m.第六章测量误差基本知识Chapter6TheoryofErrorsinObservations内容：⑴了解测量误差的来源与分类；⑵掌握随机误差的特性与评定角度的常见指标；⑶熟练掌握与运用误差传播定律；⑷熟练掌握等精度的直接平差方法；⑸熟练掌握与运用非等精度观测中权的确定与权倒数传播律及直接平差方法。重点：⑴误差传播定律的应用；⑵；⑶权的实质与确定方法；⑷权倒数传播定律；⑸非等精度直接平差方法。难点：⑴非等精度的直接平差方法；⑵误差传播定律的应用；⑶权倒数传播定律。§6-1测量误差概述INTRODUCTIONTOSURVEYERRORS1测量误差（ObservationErrors）⑴测量误差(observationerror)：同一观测量之间，或者观测值与其理论值之间的差异。⑵真误差(trueerror)：某项观测值与其真值之差，即：Δ＝L－X。2测量误差来源(SourcesofObservationErrors)⑴仪器误差(instrumentalerror)：测量仪器由于其精密度和检较程度限制而存在的误差。⑵人差(personalerror)：观测者由于感觉器官的鉴别能力局限性而存在的误差。⑶外界误差(naturalerror)：观测中受到外界自然环境影响而存在的误差。3误差种类(ErrorClassification)-38- ⑴系统误差(systematicerror)：在同样观测条件下进行一系列观测，如果出现的误差在数值上、符号上具有规律性地变化，或保持不变。⑵偶然/随机误差(accident/randomerror)：在同一观测条件下的观测值序列中，各观测值的误差在数值上、符号上具有不确定性，但又服从一定统计规律。⑶注意：错误(blander)/粗差(grosserror)：是由于观测者操作不正确、疏忽大意或过分疲劳而产生的不符值，是可以避免的，不是误差。4最或然值(mostprobablevalue)：通过在平差计算求出的最接近真值的值。⑴在等精度观测中，即为算术平均值：；⑵在非等精度观测中，即为加权平均值或广义算术平均值：：5残差/改正数(residuals/corrections)：。§6-2偶然误差的特性CHARACTERISTICSOFRANDOMERRORS1偶然误差特性(CharacteristicsofRandomErrors)⑴在一定条件下的有限次的观测中，其绝对值不超过一定限值─→有界性；⑵绝对值小的误差出现的频率大，反之则小─→规律性；⑶绝对值相等的正、负误差出现的频率大致相等─→对称性；⑷当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值趋于0，即：。─→抵消性2偶然误差的数理统计概念（StatisticalConceptofRandomError）⑴正态分布的密度函数(densityfunctionfornormaldistributionNormaldistribution)：。⑵方差(variance)：。⑶标准差(standarddeviation)：。§6-3评定精度的指标MEASURESOFPRECISION1中误差m(MeanSquareError)⑴按有限次观测的偶然误差求出的标准差即为中误差：⑵白塞尔公式（Bessel’sFormula）：2平均误差θ（averagederror）在一定观测条件下，一组独立偶然误差的绝对值的算术平均值即为平均误差：3或然误差ρ(probableerror)将一列偶然误差按绝对值大小排列，取居中一个作为或然误差ρ。当误差个数为偶数时，取中间两个误差的算术平均值。4相对误差(relativeerror)中误差绝对值与相应观测值之比，分子为1的分式K：（距离精度中适用）-38- 5容许误差Δ(allowableerror)有限观测次数中取2倍或3倍中误差作为偶然误差绝对值的极限值：§6-4误差传播定律LAWOFERRORPROPAGATION1定义(definition)阐述观测值中误差与观测值函数中误差之间关系的定律。2基本公式(Basicformula)一般函数式，则函数Z的中误差：即：3几种典型函数的中误差(themensquareerrorsofsometypicalfunctions)⑴和差函数(errorofasum)：Z=a+b+c+...n⑵等精度观测的和差函数(errorofaseries)：⑶乘积函数(errorinaproduct)：⑷算术平均值(errorofthemean)：§6-5等精度直接平差DIRECTADJUSTMENTOFEQUAL-PRECISIONOBSERVATIONS1多余观测(abundantobservations)⑴多余观测数：。⑵目的：①成果检核；②求解最或然值。2测量平差(surveyadjustmentofobservation)在多余观测条件下，对包含偶然误差的观测值进行的数据处理工作。⑴任务：①求解最或然值；②精度评定。⑵类型：①一个观测量的直接平差；②多个观测量的间接平差；③多个观测量的条件平差。3等精度观测(observationswiththesameprecision)⑴算术平均值原理：设某观测量真值X，等精度观测n次，各观测值为L1，L2，…，Ln，真误差为Δ1，Δ2，…，Δn，则，Δi＝Li－X，其最或然值（算术平均值）：。⑵精度评定(Estimationofprecisions)：①观测值中误差：白塞尔公式(Bessel’sFormula)：。②算术平均值中误差：。4最小二乘法(Methodofleastsquares)⑴定义：在满足[VV]=min的条件下，解算观测量最或然值的方法。-38- ⑵改正数(corrections)：某观测量算术中数与其观测值之差，即：Vi＝x－Li。§6-6非等精度的直接平差DIRECTADJUSTMENTFORUNEQUALPRECISIONOBSERVATIONS1权(weight)⑴定义：非等精度观测值在计算未知量的最或然值时所占的比重：⑵作用：①显示观测值Li在算术平均值x中所占的比重；②反映同一量或不同量的若干观测值或其函数之间的精度高低：2非等精度观测的加权平均值(Weightedarithmeticmean)。3单位权(unitweight)⑴等于1的权即为单位权；⑵权为1的观测值为单位权观测值，其中误差即为单位权中误差：中，当Pi=1为单位权时，，则μ为单位权中误差。4权的确定(determinationofweights)⑴丈量距离的权(weightofdistancemeasurement)：⑵水准测量的权(weightofleveling)：①平坦区：；②丘陵区：⑶角度观测的权（weightofangularobservation）：。5观测值函数的权(Weightsofobservationfunction)函数，则：，其中：。6精度评定(Estimationofprecisions)⑴加权平均值的权((Weightofweightedaveragevalue)：。⑵加权平均值的中误差(Meansquareerrorofweightedaveragevalue)：。⑶单位权中误差(Meansquareerrorofunitweight)：。⑷各观测值的中误差(Meansquareerrorsofmeasurements)：。§6-7测量误差知识的应用APPLICATIONSOFERRORTHEORY1距离测量的精度(PrecisionofDistanceMeasurement)1.1钢尺量距(withsteeltapes)用长度l钢尺等精度丈量n个尺段，每尺段丈量中误差为ml，则：-38- 1.2光电测距(EDM)测距中误差（标称精度nominalprecision）：，其中：a─固定误差(mm)；b─比例误差(mm/km）；D─距离（km）。则：∴城市一级导线边长300m，Ⅱ级测距仪，单程测回允许互差为15mm。2水准测量的精度(Precisionofleveling)2.1一次尺读数的中误差(Meansquareerrorofasinglereadingfromrod)⑴仪器置平中误差：取最大误差Δτ的1/2为中误差，则：。⑵瞄准中误差：。⑶估读分划中误差：估读误差为分划值的1/4,即：10mm/4＝2.5mm，则其中误差：。⑷三项综合中误差：。2.2一测站高差的精度(Precisionofthedifferenceinelevationwithonesetup)⑴一次测定两点间高差的中误差：。⑵一测站变动仪器高法中误差：。⑶一测站双面尺法中误差：。①黑红读数限差：规定：黑红读数之差限差为±4mm。。②黑红高差之差的限差：规定：黑红高差之差限差为±6mm。。2.3单程水准测量高差中误差(Meansquareerrorofthedifferenceinelevationofasinglerun)在平坦区：每千米测站数相近，以每千米高差测量误差为单位权中误差，即：2.4往返测量高差中误差(Meansquareerrorofthedifferenceinelevationoftworuns)这里，μ′是每千米单程中误差，令每千米往返测测高差中数中误差为μ，则：-38- 2.5附和水准路线闭合差限差(Toleranceofthemisclosureforconnectinglevelingroute)规定：3水平角观测精度(PrecisionofAngleObservation)3.1一测回方向中误差（meansquareerrorofdirectionalobservationinoneset）①望远镜瞄准误差：②读数误差：③半测回方向中误差：3.2测角中误差(meansquareerrorofangularobservation)⑴误差理论计算：，⑵标称精度：J6经纬仪m方标＝±6″，则测角中误差：⑶资料统计：mβ＝±13.0″。3.3水平角观测的限差(Tolerancesforhorizontalangularobservation)⑴半测回归零差(Meridianmisclosureofhalfposition)：。《城市测量规范》规定：半测回归零差≯±24″。⑵三角形闭合差(Misclosureoftriangularobservation)：《规范》规定：图根锁三角形闭合差≯±60″。⑶由三角形闭合差求测角中误差(Meansquareerrorofanglesbasedontriangularmisclosures)：-38- ①等精度观测n个三角形内角，三角形闭合差的中误差：②各角测角中误差（菲列罗公式Fetrelo"sformula）：习题答案6-2Fillintheblanksbelowwiththecorrectanswer.⑴instruments,observer,environment;⑵±9mm,±22mm,±50mm;⑶±7mm;⑷±4.5mm,±10mm;⑸±4.6mm,±2.1mm,100;⑹±35mm;⑺±8.5″,±12″,±24″;⑻±8.5″,±17″;⑼±12″,±24″.6-3Choosetheuniquecorrectanswerineachquestionbelow.⑴B;⑵B;⑶B;⑷C;⑸C;⑹C;⑺C.6-4Calculatethefollowingequations.⑴±20.0″,±11.6″;⑵60m,±12mm,±6mm;⑶94.248m,±3.142mm;⑷74°39′40″±6″;⑸500m2,±0.142m2;⑹228.44m,±5mm;⑺±35″,±16″,±16″,±16″;⑻;⑼47.452m,±25mm,±10mm;⑽+1.360m,±3.9mm,±1.3mm;⑾,4/3;±18″;±12″,±16″;⑿6.5;⒀1.5,3,2,6.5;⒁17.112m,±9.5mm.第七章小区域控制测量Chapter7ControlSurveysoverMinorAreas内容：⑴了解控制测量的概念；⑵熟练掌握导线测量的外业数据采集与内业数据处理的技术过程；⑶掌握导线粗差的探测方法；⑷掌握等边直伸形导线角度的估算方法；⑸了解交会测量、三角测量等其它平面控制测量原理与方法；⑹了解高程控制测量的基本原理与方法。重点：⑴导线测量的外业数据采集与内业数据处理的技术过程；⑵导线粗差的探测方法；⑶等边直伸形导线角度的估算方法。难点：闭合导线、附合导线的内业计算。§7-1控制测量概述INTRODUCTIONTOCONTROLSURVEY1控制网的作用(Purposesofcontrolnetworks)(1)地形测量(topographicsurveying)；(2)施工测量(constructionsurveying)；(3)变形观测(deformationsurveys)；(4)现存控制网的加密(densificationofexistingcontrolnetworks)。2平面控制测量(PlaneControlSurvey)2.1平面控制测量方法(MethodsofPlaneControlSurvey)(1)导线测量(traversing)；(2)三角测量(triangulation)；(3)三边测量(trilateration)；(4)边角同测(combinationoftriangulationandtrilateration)；(5)GPS卫星测量(satelliteGPSfixing)；(6)惯性定位(inertialpositionfixing)；(7)交会测量(intersection)。2.2国家控制网(nationwidecontrolnetworks) 全国天文大地网共包括含一、二等三角点、导线点和少量三等导线点，拉普拉斯点和长度起始边，由此组成了全国范围的大地参考框架。2.3加密平面控制网(densificationnetworksofplanecontrol)三、四等控制点组成。由于四等点距为2~6km，地形测量、工程测量等仍需继续加密低等级控制点（一级、二级小三角；一级、二级、三级导线；图根三角或导线等）。3高程控制测量(VerticalControlSurvey)3.1国家水准网(nationwidelevelingnetworks)国家第二期一等水准网高程起算点为青岛水准原点，高程系统为“1985国家高程系统”，总长度近10万公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网。3.2加密高程控制网(densificationnetworksofverticalcontrol))城市高程控制网分为二、三、四、等外和图根水准；工程测量工程控制分为二、三、四、五等和图根水准；必要时采用三角高程控制测量。4小区域控制测量(ControlSurveyoversmallAreas)-38- 在工程建设地区、城市等小范围内施测的四等以下的平面与高程测量。§7-2导线测量外业FIELDWORKINTRAVERSING1导线类型(TypesofTraverse)1.1按布设方式(bylaying-outpatterns)：①附和导线(connectedtraverse)：布设在两个已知控制点之间的导线。②闭合导线(closed-looptraverse)：起讫于同一已知控制点而形成环形的导线。③支导线(spurtraverse)：从一个已知控制点始，而终点为未知点的导线。④导线网(traversenet)：由若干已知点开始的几条导线连接而形成的导线。1.2按边长测定方法(bysidesdeterminingmethods)：①经纬仪钢尺导线(theodolitetraversing)：经纬仪测角，钢尺量边的导线。②视距导线(stadiatraversing)：经纬仪测角并用视距方法测定边长的导线。③光电测距导线(EDMtraversing)：经纬仪测角，光电测距仪测定边长的导线。④全站仪导线(total-stationtraverse)：全站仪同时测角又测距的导线。2野外踏勘选点(Reconnaissance)2.1导线布设(traverselaying-out)⑴通视，适合测角量边；⑵土质坚实，易于设站；⑶视野开阔，便于测绘；⑷边长相近，避免相邻边长悬殊；⑸点数适当，密度均匀。2.2标志埋设(monumentation)⑴临时标志(temporarymark)：一般情况；⑵永久标石(permanentmonument)：高级点少，或作为首级控制点。⑶点之记(descriptionofstation)：统一编号。3图根导线量边(Sidesmeasurementformappingcontrolpoints)⑴使用检定过钢尺；⑵不进行尺长、温度和倾斜三项改正的情况：①尺长改正数≤尺长1/1万；②与标准温差＜±10°C；③尺面倾斜≤1.5%；⑶支导线：往返测量,较差＜1/3000;⑷光电测距量边时，要观测竖角。4测角(Anglemeasurement)⑴一般观测左角，但是闭合导线要观测内角；⑵只有两个方向时，用测回法；≥3个方向时方向法；⑶边长短时，注意对中；⑷测前对仪具认真检验；⑸尽量采用三联架法；⑹夜间作业要有照明设备；⑺认真检查手薄；⑻N条导线时测角中误差计算公式：§7-3导线测量内业(OFFICEWORKINTRAVERSING)1支导线(OpenTraverses)⑴反算起始坐标方位角：RMA＝tan-1(YM－YA)/(XM－XA)；RMA→αMA。⑵推算各边坐标方位角：α后＝α前＋β±180°。⑶正算各点间坐标增量：ΔXi＝Si×cosαi；ΔYi＝Si×sinαi。⑷推算各点坐标：Xi＝Xi-1＋ΔXi；Yi＝Yi-1＋ΔYi。2仅一个连接角的附和导线(Connectedtraversewithonejointangle)▲与支导线区别：增加了坐标闭合差，即终点坐标的计算值与已知值的差值。⑴~⑷同支导线；⑸计算坐标闭合差：⑹计算导线全长闭合差：。⑺计算导线相对闭合差：。⑻坐标增量改正数计算：当时，则进行闭合差分配：-38- 。⑼最后坐标计算：。⑽检核：计算的终点最后坐标值与已知坐标值一致。3有两个连接角的附和导线(Connectedtraversewithtwojointangle)▲与仅一个连接角附和导线的区别：增加了方位角闭合差，即终边坐标方位角的推算值与已知值的差值。⑴~⑷同支导线；⑸推算方位角闭合差：。⑹方位角改正数计算：当时，则进行闭合差分配：。⑺计算各边最终方位角值：。⑻以下同仅一个连接角附和导线计算步骤的⑸~⑽。4未测连接角的附和导线(Connectedtraversewithnojointangle)▲与以上导线区别：无起始方位角。⑴对第一边假定一个方位角，依次推算各边假定方位角；⑵按支导线方法推算各点假定坐标值；⑶推算导线旋转角：。⑷计算各边实际方位角：。⑸按实际方位角再重复计算一次最后坐标。5闭合导线(Closed-looptraverses)▲与以上导线区别：是附和导线的一种特例，即认为起始点是附和导线2个已知点的重合；但是至少要观测一个连接角。⑴同支导线的⑴；⑵计算导线起始边方位角：，其中：为连接角。⑶推算方位角闭合差，即多边形内/外角和的不符值：；当为内角时，；当为外角时，。⑷以下同有2个连接角附和导线计算步骤⑵~⑻。6坐标方位角闭合差限差(Allowableerrorofazimuthmisclosure)：7单结点导线网近似平差(Approximateadjustmentoftraversenetwithonenode)⑴坐标方位角单独平差计算；⑵根据平差后的方位角计算X和Y坐标；⑶计算各点坐标；⑷以结边方位角为已知值，分为三条附和导线计算：。8导线测量错误检查(CheckforMistakesinTraversing)8.1检查依据(Checkingbasis)：导线全长闭合差与相对闭合差。8.2角度错误检查(checkingforangularmistake)⑴图解法(diagrammatizingmethod)：角度闭合差较大时。①按实测角度和边长画大比例尺图，定出fS；②作fS的垂直平分线；③该线通过点即为测角有错误的点；④再以反方向画图，找出重合或接近的点位验证。⑵计算法(computingmethod)：①从导线两端分别计算各点坐标；②坐标值相近的点即为测角有错误的点。8.3边长错误检查(checkingforsidemistake)：fβ较小，而K超限。①计算αfS；②与fS方向相同的边长量长，相反则量短。-38- 8.4实地检查(Checkingonsite)：错误较多，内业无法判断时。⑴使用低精度仪器检测，如用视距法、皮尺检查量边错误，用半测回测角检查测角错误；⑵在导线中加测连接角和连接边，形成闭合几何图形。§7-4三角测量TRIANGULATION1常用类型(Generalpatterns)⑴单三角形(Singletriangle)：仅一个三角形。⑵线型锁(Lineartriangulationchain)：已知点间设若干互相连接的三角形。⑶中点多边形(Polygonwithacentral-point)：互相连接的三角形环绕一点的闭合多边形。⑷大地四边形(Quadrilateralwithdiagonals)：具有对角线的四边形。2测量程序(Surveyprocedures)⑴踏勘与设计(Reconnaissanceandplanning)；⑵角度观测(Determinationofangles)；⑶基线测量(Basemeasurement)；⑷内业计算(Computation)。§7-5交会法测量INTERSECTION1基本概念(BasicConcepts)⑴解析测量(analyticalsurvey)：根据已知数据和观测值，通过计算求解待定点坐标。⑵图解测量(diagramsurvey)：将已知数据和观测值展绘在图纸上，通过画图方法求解待定点坐标。⑶测角交会(Intersectionbyanglesobservation)：仅用测水平角方法求解待定点坐标。⑷测边交会(Intersectionbydistancesdetermination)：仅用测距方法求解待定点坐标。2交会形式(Patternsofintersection)：①前方交会(Forwardintersection)；②侧方交会(Sideintersection)；③后方交会(resection)；④单三角形(Singletriangle)⑤旁点交会(Transitingintersection)；⑹双点后方交会(resectionwithtwopoints)。习题答案7-2Fillintheblanksbelowwiththecorrectanswer.⑴oneknowndirectionandendingatanotherknownpointand/oroneknowndirection;⑵endingatthesameknownpointanddirection;⑶oneknowndirectionbutendingataunknownpoint;⑷usuallyusedinaclosedgeometricfigure;⑸rotationcenter.7-4Calculatethefollowingequations.⑴⑵⑶第八章大比例尺地形测量Chapter8TopographicalMappingwithlarge-scales内容：⑴了解地形图的种类及其表示内容；⑵熟练掌握地形图坐标格网的绘制与点的展绘方法；⑶掌握地形图图解测绘原理与方法；⑷掌握地物与地貌的地图表示法与测绘方法；⑸了解各种大比例尺地形图成图方法；⑹熟练掌握数字化测图技术。重点：⑴地形图坐标格网的绘制与点的展绘方法；⑵地形图图解测绘原理与方法；⑶地物与地貌的地图表示法与测绘方法；⑷数字化测图技术。难点：等高线的勾划技巧。§8-1地图成图简介INTRODUCTIONTOMAPMAKING1基本概念(Generalconcepts)⑴地形(topography)：地表的形态特征，包括地貌、自然地物和人文/人工地物。⑵自然地物(naturalfeatures)：河流、湖泊、树木等地表上自然存在的物体。⑶人工地物(artificial/culturalfeatures)：公路、桥梁、堤坝、码头、建筑物等人造物体。⑷地貌(relief)：地球表面呈现的几何形态和山丘、山谷、平原等自然地物。⑸地形图(topographicalmaps)：以较大比例尺表示地表部分区域的地貌、地物、水文、植被等的一种普通地图。⑹地形测量(topographicsurvey)：为获得各种地物和地貌的平面与高程点位而进行绘制地形图数据的测量工作。⑺平面图(planimetricmaps/plans)：仅表示人工和自然地物平面位置的地图。-38- ⑻地貌图(hypsometricmaps)：使用等高线、晕滃线、晕渲、着色等方法表示地貌的地图。2地形测量的基本程序(MethodsforTopographicalSurveying)⑴在测区已有的高级控制点基础上加密各级控制网点；⑵在各级控制点基础上加密图根控制点；⑶利用各级控制点（包括图根控制点）作为测站进行测图；⑷当各种控制点数目不足时，增补测站点测图；⑸拼图、检查、验收；⑹清绘、整饰后连同技术总结移交。3地形测量技术计划(TechnicalProjectforTopographicalSurvey)3.1定义(Definition)即技术设计，是根据生产任务书，依据有关部门颁布的测量规范和细则及用图单位的要求，制定经济合理的技术方案、作业方法、工作进程等全部计划。3.2编制阶段(Designingstages)⑴调查阶段(Investigationstage)①搜集资料：测区已有成果；成图资料；原成果施测年代、单位、作业依据与总结等。②测区踏勘：测区行政情况；测区自然情况；测区人文情况；测区测量控制点情况。⑵技术设计阶段(Projectingstage)①作业方法；②预期精度；③组织机构；④内业安排。⑶编写阶段(compilationstage)①任务概述：名称、来源、测区范围、位置、面积、测图比例尺、等高距、开工与完工日期等；测区地理特征、居民地、交通、气候、作业区困难类别等；对已有测量成果的分析与利用方案；⑷作业依据的规范、图式、坐标系、高程系统、技术指标等。②设计方案：平面控制布设与加密方案、点的密度、标石情况、仪器型号、施测方与平差方法、限差、预期精度指标等；高程控制布设与加密方案、路线、点的密度、标石情况、仪器与施测方法、平差方法、限差、与其精度等；地形图的分幅与编号、测绘方法与要求、测区主要交通线、水系、行政中心、重要居民地位置略图等。③设计图表：设计图包括平面控制网图；高程控制网图；地形图分幅编号图；测区略图；表格包括工作量综合表；施测进度表；仪具器材表。§8-2地物的测绘FEATURESDRAWINGONMAPS1图根点的测量方法(Measurementofmappingcontrolpoints)⑴优先考虑光电测距导线和光电测距三角高程；⑵其它导线、线形锁、中点多边形、交会法、GPS定位作图根控制，水准测量作图根高程；⑶一步测量法：使用全站仪导线，测定一个图根点后立即进行测图，直至联测到另一个高级点。①坐标闭合差分配：按点间距成比例分配到各图根点，不必改动测图内容；②导线总长符合规定；③图根点加密不能超过2次附和。2图根点的密度(Densityofmappingcontrolpoints)2.1平坦开阔地区图根点的密度(Densityofmappingpointsinopenarea)测图比例尺1：5001：10001：20001：5000图根点密度（点/km2）150501552.2一般地区视距法测碎部点规定(Lengthsofdetailusingstadiamethod)3测站点的增补-38- (Supplementtostationpoints)3.1图解法测图(graphingmapping)①图解交会点法；②视距支点法：长度＜相应比例尺最大视距的2/3；往返距离互差＜长度的1/150；竖角J6经纬仪一测回；高程往返互差＜等高距的1/5（平地）和1/3（山地）。3.2光电测距仪或全站仪测图(EDM/Total-stationsmapping)解析法：按3～4条边的支导线增补。4地形图符号与注记(SymbolsandLetteringsofTopographicMap)4.1表示原则(representationrules)⑴依比例尺地物按水平投影几何形状描绘；⑵面状地物按其边界形状描绘；⑶不依比例尺地物按点位以符号描绘。4.2地形图图式(Specificationsforcartographicsymbols)⑴地物符号(Cartographicalsymbols)⑵符号的定位(symbolposition)⑶符号尺寸(sizesofsymbols)：以mm为单位；按图式规格绘画；⑷方向与配置(direction&arrangementofsymbols)：按《图式》要求。4.3地形图上注记(LetterpressonTopographicMap)⑴作用：①说明地物具体名称、种类、性质、数量等特征；②补充符号的不足。⑵分类：①名称注记：城、乡、河、山、路、站等；②质量注记：地物种类、特征等；③数量注记：高程、河宽、树平均高、数字等；④说明注记：图名、图号、区划、比例尺等。⑶要素：①字体：制图字体＝汉字＋数字；②字级：字的大小；③字隔：字的间距，视地物面积而定；接近字隔：<0.5mm；普通字隔：1～3mm；隔离字隔：字级×（1～5）；④字向：字头所朝的方向，除公路、等高线、河流注记外，一般朝北；⑤字列：同一注记的排列方式，有水平、垂直、雁行与屈曲4种；⑥字位：与相应地物的安放位置，一般相距0.2mm～1个字宽；⑦字色：注记颜色，ex：水系－蓝色、林地－绿色；未污染区－蓝色；污染区－红色；重污染区－紫色、棕色。⑷注记要求：①简明正确：地名录中标准地名；词组和单字；正规简化字；②主次分明：分级有差别；③位置适当：与相应地物适应，不掩盖其它重要地物。5测图前的准备工作(PreparationforMapping)5.1图纸(drawingpapers)：⑴传统：纸质图纸。⑵现代：毛面）聚酯薄膜(polyesterfilm)。5.2图板(mapboard)：500mm×500mm，600mm×600mm，500mm×600mm等。5.3坐标方格网的绘制(Plottingofcoordinategrid)⑴展绘仪具：一般使用坐标尺、杠规等。⑵坐标格网展绘方法。5.4图根点展绘(Plottingofpoints)⑴展点仪具：一般使用三棱缩尺。⑵刺点：针孔＜0.1mm。6测图方法(Mappingmethods)⑴大平板仪测图(MappingwithPlane-table)；⑵经纬仪与分度规极坐标展点测图(Polarcoordinateplottingwiththeodolite&protractor)；⑶小平板仪与钢尺和水准仪联合测图(SmallPlane-tableMappingAssociatedwithSteelTape&Level)；⑷光电测距仪直角坐标展点测图(RectangularCoordinatePlottingwithEDM)；⑸小平板仪配合经纬仪测图(SmallPlane-tableMappingAssociatedwiththeodolite)；⑹航空摄影测图(Photogrammetricmapping)；⑺全站仪数字测图(Digitalmappingwithtotal-stations)；⑻GPS数字测图(DigitalmappingwithGPS)等。7图解测图测量(GraphicMapping)7.1图解测图法原理(Principlesofgraphicmapping)使用平板仪直接测定地面点的平面位置和高程，方向用图解法，距离用图解法或视距法，又称为平板仪测量。7.2平板仪及其附件(Plane-table&itsAttachments)⑴平板(测图板)(drawingboard)；⑵基座与三角架(tribrach&tripod)；⑶照准仪(alidade)；⑷平板仪附件-38- (attachments)：①对点器(plumbbob)；②方罗盘(compass)；③独立水准器(independentlevel)。7.3平板仪的安置(SettingofaPlane-table)⑴初步安置：目估对中，大致使平板水平；⑵精确安置：①对中；②整平；③定向。§8-3测图外业工作FIELDWORKOFMAPPING1碎部点的测定方法(MethodsofDetailsDetermination)1.1图解极坐标法(Graphicpolarmethod)⑴M点安置平板仪，瞄准N点定向；⑵照准仪平行尺紧靠图上m点，照准各立尺的特征点(碎部点)，视距法测出各平距和高程；⑶在图上用卡规和铅笔标出各点点位，并注高程；⑷图上连接各有关点的轮廓，即得相应地物或地形图形；⑸测图中，注意检查图板定向情况。1.2解析极坐标法(Analyticpolarmethod)⑴M点安置经纬仪，直接测出某已知方向与各碎部点间的水平角及到各点的平距；⑵各点高程用三角高程法测定，或用水准仪测定；⑶当使用全站仪测图时，可以同时测角、测距、测高程，数据自动存储到电子手薄中；⑷内业将记录的数据传输到电脑，在测图软件支持下一体化成图，即数字化测图。1.3方向交会法(Methodofdirectionintersecting)⑴前方交会法(Forwardintersection)；⑵侧方交会法(Sideintersection)。1.4距离交会法(Methodofdistanceintersection)──用皮尺在通视困难的隐蔽区或建筑群测定碎部点。1.5直角坐标法(Methodofrectangularcoordinate)1.6方向距离交会法(Intersectionmethodofdirection&distance)通视，但是不能直接量距时应用：⑴从测站测定各点方向；⑵从图上已测得的碎部点测定各点距离。2碎部点高程的测定(Determiningelevationsofdetailpoints)2.1水准仪法(byusinglevel)：由已知点测出仪器高Ho，然后测定各碎部点高程，即：Hi＝Ho－v。2.2三角高程法(byusingtrigonometricleveling)：Hi＝Ho＋h＋i－v。§8-4大比例尺测图方法MAPPINGMETHODSINLARGE-SCALES1大平板仪测图(Mappingbyusingplane-table)──图解极坐标法⑴设站，选二个长边定向，短边检查；⑵量取仪器高，然后逐个碎部点瞄准，进行视距、中丝和竖角读数；⑶便利高法计算各点高程，可在尺的中丝读数处系一红线绳，则不必中丝读数；⑷将各碎部点刺在图板上，并注高程；⑸按实际情况描绘地物和地貌的轮廓线；⑹每个图根点附近测完再移站。2经纬仪与分度规极坐标展点测图(Polarmappingbyusingtheodoliteandprotractor)──观测员者用经纬仪在测站观测已知方向与碎部点间水平角、视距、高程，绘图员在旁用分度规在图板上展绘。⑴观测员A点设站，瞄准B点作0°00′00″，量仪器高；⑵测绘员附近支板，图上绘出ab方向线，将分度规用测针钉在a点上；⑶观测员用经纬仪依次瞄准个碎部点水准尺读水平角、视距和中丝读数；⑷测绘员以测针为轴，使分度规在ab线上对准水平角读数，按平距靠紧直尺刺点并注高程；⑸当水平角＞180°时，使用分度规内侧刻度。3小平板仪与钢尺和水准仪联合测图(SmallPlane-tableMappingwithSteelTape&Level)──适合平坦区1/500比例尺。⑴测站安置小平板仪，用照准仪瞄准碎部点方向；⑵钢尺测距，水准仪测高程。4光电测距仪直角坐标展点测图(RectangularCoordinatePlottingwithEDM)⑴测站安置测距仪观测碎部点方向、距离、高程；-38- ⑵使用计算器计算碎部点坐标；⑶绘图员使用展点器展绘各点坐标进行绘图。5数字测图(Digitalmapping)§8-5测定地形碎部点的方法LOCATINGTOPOGRAPHICDETAILS1建筑物设施的测绘(Buildings&utilitiesplotting)⑴外轮廓：以墙基角为准；⑵内结构：按表示法进行概括；⑶散列居民地和独立房屋：分别测绘。2地貌的测绘(ReliefPlotting)──使用等高线与特殊地貌符号表示2.1地貌特征点的选择(Selectionforlandformfeatures)地性线（山脊线、山谷线）的拐点、变坡点、山顶点、鞍部中点、山脚线转折点、山脊分岔点、谷口点等，即为立尺点。2.2测绘地貌时立尺方法(methodofstaffpositioninginreliefplotting)⑴沿等高线(alongthecontours)；⑵沿方向变换线(alongtheterrainline)2.3等高线绘制步骤(Procedureofcontoursplotting)⑴连地性线(linkingofterrainline)；⑵确定等高线点(determiningthepointsincontours)；⑶等高线勾绘(contourdrawing)2.4插绘等高线注意事项(Notices)⑴两点间成直线方可内插；⑵尽力现场勾绘等高线，至少勾出计曲线。3图廓边测图(MarginsPlotting)──接图边要求⑴图边、图角处解析图根点数目足够，从解析图根点直接测定碎部点；⑵相邻图幅最好有公共解析图根点；⑶图幅各边均测出图外5mm；⑷图外建筑物尽力测至其转折点；⑸图外线状地物测出其延伸方向。4细部点坐标的测定(DeterminationofDetails’Coordinates)4.1细部点(detailpoint)：建筑物和设施几何关系中需要测定其坐标和高程的主要角、中心、起、终、转、交叉等点。4.2测定方法(methodsofdetermination)⑴角度：普通经纬仪半测回；⑵距离：钢尺；⑶高程：水准仪或经纬仪准直。5地形图清绘与图外整饰(FairDrawing&MarginalDecorationofTheMaps)──地形图在交付验收及复印之前，将图上的各类符号和注记按图式规定进行的规范化工作。⑴用橡皮擦除图上不必要的铅笔痕迹（线条、符号、字）。⑵等高线光滑拟合，加粗计曲线。⑶用规范字体注记：①高程注记点分布5～15/dm2；②地物注记要适宜并明显；③计曲线高程注记一般在中部排成一列，字头朝向山坡方向，尽力朝北。⑷铅笔绘的图要重绘方格网，并检查精度。⑸整饰图廓及图廓外各要素（图名、图号、比例尺、坐标系统、高程系统、测图单位、测绘者、测图日期等）。6地形图修测(RevisionofTopographicalmaps)6.1修测内容(ContentsofRevision)⑴地物(features)：①删除已不存在的地物符号；②增加新建的建筑物符号；③改变已变化的地物属性；④改写已变化的注记；⑵地貌(relief)：①删除已不存在的等高线；②修改新增地物处的等高线。6.2修测要求(Requirementsofrevision)⑴原图的图廓线、格网长度的误差＜±0.3mm；⑵实地检核图内各级控制点及可作为测站点的地物数量合可靠性；⑶当控制点数量不足时，要补测足够的图根点；-38- ⑷修测的方法与精度要与原图一致；⑸当利用原图主要地物修测时，对修测的地物精度限差可比原来放宽4倍。6.3修测方法(Meansofrevision)⑴尽力使用原图的图根点作为测站点：①经纬仪法；②平板仪法；③白纸转绘法等。⑵困难时采用主要地物点作为测站点：①距离交会法；②垂线法。7地形测量的结束工作(FinalWorkofTopographicalSurvey)7.1检查与验收(Checking&Acceptance)⑴检查验收项目(Items)：①控制点的密度、分布、位置、测定方法及边长、角度、互差、闭合差、记录手薄、计算方法、采用的起算数据等；②测站点、高程注记点的密度、位置、测定方法、精度等；③地图要素、地图概括、地图表示法、图面配置、符号运用等；④新增地物和已变化地貌的补测情况；⑤注记的位置、数量和类型等；⑥图廓线、坐标线、经纬度及图外整饰情况；⑦接图边情况；⑧图历表填写情况；⑨资料与记载的一致性。⑵检查验收方法(Means)：班组自检→上级单位检查→验收；其中：室内检查(officechecking)项目如上；室外检查(fieldchecking)：①巡视检查：实地核对地物地貌、概括取舍、地形特征、符号运用、注记等情况；②仪器检查：使用仪器设站，每幅图至少5站，检测量为原测图工作量的10％。方法：★散点法：检测某些特征点与原图比较；★方向法：瞄准各突出地物点检查其方向与图上相应方向比较；★剖面法：沿测站检测某方向线上各特征点的平面位置和高程来比较。⑶检查验收的质量评定(qualityevaluation)：验收按“优”、“良”、“合格”三个品级。其中：控制测量（20％）；地形图数学精度（35％）；地形图内容（45％）。7.2技术总结和提交资料(TechnicalSummary&DataSubmitting)⑴技术总结(technicalsummary)：包括概述；已有成果利用情况；首级及加密控制测量；图根控制测量；碎部测量；技术结论。⑵提交资料(datasubmitting)：①控制测量(controlsurvey)：控制点委托保管书及点之记；仪具的检验资料；外业手薄和计算资料；控制点成果表；坐标格网、分幅编号、控制点略图等综合图。②地形图(topographicalmap)：地形原图；图历表；野外接图边；③综合资料(integrateddata)：设计书；技术总结；检查报告。§8-6全站仪数字测图DIGITALMAPPINGWITHTOTALSTATIONS1测图原理(Principleofmapmaking)      全站仪数字化测图的原理同经纬仪测绘法，属于极坐标法测量碎部点。⑴在一图根控制点上安置仪器，测量碎部点方向与零方向(后视方向)之间的水平角和测站点至碎部点的距离及竖直角，并将观测数据存入存储器。⑵外业工作结束后，通过输出设备与计算机交互通讯，使测量数据直接传入计算机，进行计算、编辑和绘图。2测图模式(Modesofmapmaking)── 地面数字测图方法，即内外业一体化数字测图方法。2.1草图配合内存模式(Memorycombinedsketchmode)⑴在野外利用全站仪或电子手簿/记忆卡按一定的编码方式采集并记录外业数据；⑵在现场手工勾绘地物属性关系草图；⑶返回室内后，下载记录数据传输到计算机内；⑷将外业观测的碎部点坐标读入数字化测图软件系统直接展点；⑸根据现场绘制的地物属性关系草图在显示屏幕上连线成图，经编辑和注记后成图。2.2电子平板模式(Electronicsplatemode)⑴在野外用安装了数字化测图软件的笔记本电脑或掌上电脑直接与全站仪相连；⑵现场测点，电脑实时展绘所测点位；⑶作业员根据实地情况，现场直接连线、编辑和加注记成图。3全站仪野外数据采集步骤(Datacollectionusingtotal-stationsinfieldwork)3.1数据采集准备(Preparationfordatacollecting)⑴设站(Instrumentsetup)在控制点上安置全站仪，检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高，然后开机，-38- 转动望远镜，使全站仪进入观测状态，再按[MENU]键，进入主菜单。⑵已知数据设置(Kowndatainput)输入测站点数据（测站点坐标、仪器高等）及后视点数据（后视点坐标或定向角度、目标高等），照准后视点，选择“测量”，即完成测站设置。测站点数据设定：①利用内存中的坐标数据来决定；②直接由键盘输入。后视点数据可按如下三种方法设定：①利用内存中的坐标数据决定；②直接键入后视点坐标；③直接键入定向角。⑶参数设置(Parametersinput)进行数据采集之前，应进行有关参数设置，如选择精测模式、单次测距、记录数据前要确认测量结果。⑷检查内存空间(Memorycapacitycheck)野外数据采集之前，应检查全站仪的内存空间的大小，删除无用的文件。如全部文件无用，可将内存初始化。3.2数据采集操作步骤(StepsofdatacollectionforTopcon211D)⑴创建文件(Creatingfiles)在全站仪[Menu]中，选择“数据采集”[DATACOLLECT]进入“选择一个文件”，输入一个便于记忆的文件名后确定，即完成文件创建工作，此时仪器将自动生成两个同名文件，一个用来保存采集到的测量数据，一个用来保存采集到的坐标数据。⑵输入控制点坐标(Inputcoordinatesofcontrolpoints)输入点号PT#，一般从1开始（也可以是字符串点名）。依次输入N(X)、E(Y)、Z(H)坐标数据。输入完坐标后，进入下一个点的输入,默认时点号PT#自动加1。⑶输入测站点数据(Inputstationdata)在数据采集菜单下，选择F1[OCC．PT#INPUT]，分别输入测站点的点号[PT#]或坐标[N，E，Z]、测站编码[ID]、仪器高[INSHT]。⑷输入后视点数据(Inputdataofbacksightpoint)在数据采集菜单下，按F2[BACKSIGHT]键进入后视点（定向点）数据设置状态。按F4[BS]键即可输入定向点坐标或定向角。⑸定向(Orientation)当测站点数据和后视点数据输入完成后，按F3[MEAS]键，再照准后视点，选择一种测量模式，如按F2[SD]键，进入斜距测量；按F3[NEZ]键，进入坐标测量。3.4测量碎部点坐标(Determinationofdetailcoordinates)⑴仪器定向后，即进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、编码、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜；⑵按“坐标”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中；⑶同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。再输入编码、镜高，瞄准第2个碎部点上的反光镜，按“坐标”键，仪器又测量出第2个棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面的坐标文件中；⑷按此方法，可以测量并保存其后所测碎部点的三维坐标。4数据内业处理步骤(Procedureofdataprocessingforofficework)4.1下载碎部点坐标(Downloadofdetailcoordinates)⑴完成外业数据采集后，使用通讯电缆将全站仪与计算机的COM口连接好，启动通讯软件，设置好与全站仪一致的通讯参数后，执行下拉菜单“通讯/下传数据”命令；⑵在全站仪上的内存管理菜单中，选择“数据传输”选项，并根据提示顺序选择“发送数据”、“坐标数据”和选择文件，然后在全站仪上选择确认发送；⑶再在通讯软件上的提示对话框上单击“确定”，即可将采集到的碎部点坐标数据发送到通讯软件的文本区。4.2文件格式转换(Conversionforfileformat)⑴将保存的数据文件转换为成图软件（如CASS）格式的坐标文件格式；⑵执行下拉菜单“数据/读全站仪数据”命令，在“全站仪内存数据转换”对话框中的“全站仪内存文件”文本框中，输入需要转换的数据文件名和路径，在“CASS坐标文件”文本框中输入转换后保存的数据文件名和路径；⑶这两个数据文件名和路径均可以单击“选择文件”，在弹出的标准文件对话框中输入；⑷单击“转换”，即完成数据文件格式转换。4.3展绘碎部点与成图输出(Detailsdrawingandmapplotting)-38- ⑴执行下拉菜单“绘图处理/定显示区”确定绘图区域；⑵执行下拉菜单“绘图处理/展野外测点点位”，即在绘图区得到展绘好的碎部点点位，结合野外绘制的草图绘制地物；⑶再执行下拉菜单“绘图处理/展高程点”；⑷经过对所测地形图进行屏幕显示，在人机交互方式下进行绘图处理、图形编辑、修改、整饰，形成数字地图的图形文件；⑸最后通过自动绘图机仪绘制地形图。5数据编码(Dataconding)5.1概念(concept)野外数据采集，仅测定碎部点的位置并不能满足计算机自动成图的需要，必须将所测地物点的连接关系和地物类别（或地物属性）等绘图信息记录下来，并按一定的编码格式记录数据。例如：小路。5.2编码标准(condingstandard)按照GB/Tl4804-93《1/500、1/1000、1/2000地形图要素分类与代码》进行，地形信息的编码由4部分组成：大类码、小类码、一级代码、二级代码，分别用1位十进制数字顺序排列。⑴大类码：测量控制点，又分平面控制点、高程控制点、GPS点和其他控制点四个小类码，编码分别为1l、12、13和14。⑵小类码：分为若干一级代码，⑶一级代码：如小三角点是第3个一级代码，⑷二级代码：5秒小三角点是第1个二级代码，则小三角点的编码是113，5秒小三角点的编码是1132。5.3记录方法(mannerofrecording)野外观测，除要记录测站参数、距离、水平角和竖直角等观测量外，还要记录地物点连接关系信息编码。如例图中小路，连接点是与观测点相连接的点号，连接线型是测点与连接点之间的连线形式，有直线、曲线、圆弧和独立点四种形式，分别用l、2、3和空为代码，小路的编码为443，点号同时也代表测量碎部点的顺序，表中略去了观测值。5.4自由编码(freecoding)目前测图软件一般制定自己的编码规则，编码一般由地物代码和连接关系的简单符号组成。如代码F0、F1、F2……，分别表示特种房、普通房、简单房等（F为“房”的拼音首字母），H1、H2…表示第一条河流、第二条河流的点位……。第九章地形图应用Chapter9ApplicationsofTopographicMap内容：掌握地形图应用的基本内容与在各种工程建设中的具体应用。重点：⑴用测绘学原理和基本方法解决工程建设中测绘问题的思路和具体方法。⑵常见的地形图应用的技术。难点：无。-38- §9-1地形图的一般应用GENERALAPPLICATIONSONTHEMAP1求解点的高程(Determiningtheelevationofapoint)──采用比例内插法2求解点的坐标(Determiningthecoordinatesofapoint)3求解两点间距离(Determiningthehorizontaldistanceofaline)4求解两点间坐标方位角(Determiningthegridazimuthofaline)⑴使用量角器量取；⑵先求出两点坐标，再反算坐标方位角:。§9-2地形图上面积量测AREASMEASUREMENTONTHEMAPS1图解法(Graphingmethod)⑴几何图形法(methodofgeometricgraph)：分成多个简单几何图形计算。⑵网格法(methodofgrid)：。2求积仪法(methodofplanimeter)⑴极点在图形内：P＝C(V2－V1+q)。其中：C──乘常数；V1、V2──测轮始、终读数；q──加常数。⑵极点在图形外：P＝C(V2－V1)。⑶求积仪常数测定：C=P/n。n=[(V2-V1)+(V2’-V1’)]/2。q=(V2-V1)-(V2’-V1’)。没有极点，而是动极轴作直线运动。3解析法(methodofanalysis)⑴计算公式(formulaofcomputation)：。⑵检核公式(formulaofcheck)：。4面积测定的精度(Precisionofareameasurement)4.1解析法的面积量测精度(precisionofareabyanalysis)不低于1/1000。4.2图解法的面积量测精度(precisionofareabygraphing)⑴几何图形法（经验公式）：。⑵格网法：。⑶求积仪法：。§9-3地形图在工程中应用APPLICATIONOFMAPSINCONSRUCTION1绘制地形断面图(SectionDrawingofTerrain)2量测汇水面积(DeterminationofConvergingArea)3最短路径选择(SelectionofShortestPath)：两条等高线间最短距离：。4土地平整(LandLeveling)⑴按指定高程平整：①确定填挖交界线；②绘方格网；③求出各顶点高程；④计算各顶点填或挖高度＝地面高程－设计高程；⑤计算各方格填或挖的土方量。-38- ⑵按平均高程平整：①绘方格网；②求出各顶点高程；③计算平均高程；④确定填挖交界线；⑤计算填或挖高度；⑥计算填挖土方量。⑶按设计等高线整理为斜面：①确定设计等高线的平距；②确定等高线的方向；③插绘设计倾斜面的等高线；④确定填、挖边界线。-38-'