1、测绘行业特有工种职业技能培训 工程测量 朱丽影 吉林省测绘行业特有工种职业技能鉴定站 工程测量的内容 按其服务的对象来讲： 工业与民用建筑测量 铁路、公路测量 桥梁测量 隧道及地下工程测量 水利工程测量 输电线路与输油管道测量 城市建设测量 主 要 课 程 安 排 第一篇 控制测量 精密经纬仪的结构、检验和校正 电磁波测距仪的使用及观测成果的改正计算 精密水准仪与三、四等水准测量 平面控制测量与三角高程测量 第二篇 工程测量 施工放样的基本作业方法 线性工程测量作业方法 工业与民用建筑测量方法 水利工程测量与地下工程测量方法 工程建筑物变形观测方法 第一篇 控制测量 什么是控制测量？ 为了工程
2、建设的需要，在一定区域内布设一系列的控制点，求得控制点的平面位置和高程的测量工作，称为控制测量。 控制测量一般采用的仪器有精密光学经纬仪、电磁波测距仪、精密水准仪等专业测量仪器。 第一章 J2级经纬仪 经纬仪是用来测量水平角和垂直角的仪器 正确地确定水平面、铅垂线和垂直照准面 经纬仪的基本结构必须能构成这些基本面和线，并使之保持正确的几何关系。 一、 J2级经纬仪的基本结构 1、基本结构 仪器的垂直轴代表过测站的铅垂线，并作为仪器的旋转轴。 水平度盘与过测站的水平面平行，用以量度水平角。 望远镜用以构成视准线，以便精确照准目标。 水准器用以指示垂直轴与测站铅垂线的一致性。 水平轴作为望远镜俯仰
3、旋转轴，以便照准不同高度的目标。 垂直度盘平行于测站的垂直照准面，用以量度垂直角。 垂直度盘指标器在水平轴的一端，用来表示读数指标水平或垂直。 为了精确读取度盘读数，仪器上装有测微器，用于读取水平度盘和垂直度盘不足一格之值。 仪器上部可以围绕垂直轴旋转的部分（望远镜、水平轴、支架）合称为照准部；下部的水平度盘、脚螺旋、垂直轴套等合称为基座。 2、主要部件的相互关系 垂直轴与照准部的水准器轴垂直。当水准气泡居中时，垂直轴与铅垂线一致。 垂直轴与水平度盘正交，且通过其中心。当垂直轴垂直时，水平度盘与过测站的水平面平行，在该面上度量的角度才是正确的水平角。 水平轴与垂直轴正交，视准轴应与水平轴正交。
4、当垂直轴垂直而望远镜俯仰时，视准轴所形成的面才是垂直照准面。 水平轴与垂直度盘正交，且通过其中心。当垂直轴垂直、水平度盘水平时，垂直度盘就平行于过测站的相应垂直照准面，在它上面量取的角度才是正确的垂直角。 当指标水准气泡居中时，垂直度盘的读数指标必须水平或垂直。 3、水平度盘与测微器 经纬仪的水平度盘和测微器 是用以量度水平角的重要部件 3.1、水平度盘 光学经纬仪的水平度盘是用玻璃制成的，在水平度盘圆周边上等间隔地刻有分划线，全周刻 360， 每度一标记，按顺时针方向增值，每度间隔内再等间隔刻有若干个小分划。 J2经纬仪在每度间隔有 3个分格，每格 20。 由于水平度盘的周长有限，度盘的分格
5、很小，借助显微镜只能估读到 1/10格，精确测角时，需要安置显微镜测微器以精确量取不足一格之值。 3.2、光学测微器及测微原理 （ 1）度盘成像光路 反射式度盘 ：度盘分划面上镀一层银，光线射到度盘分划面上，照亮分划后又被反射回来；威特经纬仪 透射式度盘 ：光线能透过度盘；蔡司 010经纬仪 不同点 照明方式 成像面 测微器 反射式 度盘 光线在长棱镜的下部分为两束射入度盘对径的两端照亮度盘分划线后又由长棱镜的上部各经两次反射同时进入物镜成像于一个平面上又上下分开 双菱形棱镜的两个上斜面上 由光路中的两块平行玻璃板组成测微器 透射式 度盘 光线射入后经棱镜透过度盘的左端再由透镜组将度盘左端分划
6、成像于度盘右端分划面上保持原由分划宽度只是将像旋转 180 直角棱角的垂直面上 在物镜与成像面之间放置了两对光楔来构成测微器 （ 2）测微器的基本结构和测微原理 1、双平行玻璃板式测微器 结构： 主要由两块平行玻璃板、测微盘及其他部件构成。 原理： 对于双平行玻璃板测微器，当将两块平行玻璃板相对转动时（即一 顺时针，另一逆时针转动），度盘对径两端分划也就相对移动。如果将刻有分划的测微盘与转动平行玻璃板的机构联在一起，而且转动平行玻璃板使度盘分划线像相对移动一格时，测微盘正好从零分划转动到最后一个分划。这样，测微器就起到了量取不足一格值的作用。 2、光楔式测微器 结构： 主要由光楔和测微尺组成
7、原理： 将两组光楔分别安置在度盘对径分划的光路中，一块为固定光楔，一块为活动光楔。沿直线移动活动光楔，便可使度盘对径两端的分划光线作相向或相背移动。把活动光楔与测微尺固定在一起，装在一齿条上，用测微螺旋上的齿轮带动它，转动测微螺旋时，活动光楔与测微尺一起运动，度盘对径分划光线相对移动一格，测微尺相应从零分划移至末端的最后一个分划，这样测微尺就可量出度盘上不足一格的值来。 3.3、读数方法 通过测微器使度盘对径分划线作相向移动并作精确重合，测微盘量取对径分划像的相对移动量，这种读数方法叫重合读数法。步骤如下： 1、从读数窗中了解度盘和测微盘的刻度与注记 ,确定度盘的最小格值。 度盘对径最小分格值
8、 G=1/2 度盘上 1的总格数 测微盘的格值 T=度盘对径最小分格值 G/测微盘总格数 2、转动测微螺旋，使度盘正倒像分划线精确重合。读取靠近度盘指标左侧正像分划线的度数 N。 3、取正像分划线 N到其右侧对径流 180的倒像分划之间的分格数 n。 4、取测微盘上的读数 c， c等与测微盘零分划线与测微器格数指标间的总格数乘测微盘格值 T。 可得读数公式： M = N + n G + c 4、垂直度盘及垂直角计算 4.1、垂直角 垂直角是照准目标的视准线与相应的水平视线之间的夹角。 4.2、垂直度盘 垂直度盘固定在水平轴一端，水平轴的几何中心线与垂直度盘正交，且通过其中心。垂直度盘随望远镜的
9、俯仰而转动。 4.3、垂直角计算 左 =90 - L + i 右 =R - 270 - i =（ R - L - 180 ） / 2 指标差 i是由于仪器结构不正确而引起的，即由于指标水准器轴与指标线不平行引起的。 i = （ L+R） /2 二、经纬仪的检验与校正 1、照准部水准器轴与垂直轴正交的检校 使经纬仪的垂直轴与测站铅垂线一致，是获得垂直照准面和水平切面，从而测得水平角和垂直角的基本前提条件。 仪器整平及照准部水准器轴与垂直轴正交的检查 B C A 2、指标差的检验和校正 检校步骤如下： 1、盘左盘右精确照准目标，并使指标水准器影像精吻合，得到盘左盘右读数 L、 R。 2、将 L、
10、R代如指标差公式 i=（ L+R） /2 3、用公式 L0=L-i（ R0=R-i）求出正确读数 4、在盘左或盘右位置，再精确照准目标，将测微盘对准正确读数的分秒值，然后用指标水准器调整螺旋使正确读数的度盘分划像精密重合。此时，指标线被校至正确位置，但水准气泡偏离了。用指标水准器改正螺旋，使气泡影像吻合。 3、光学对点器的检校 在控制点上进行水平角观测时 ,必须使仪器中心与标志中心一致。使用光学对点器进行仪器对中时，必须使光学对点器的视准轴与仪器垂直轴重合。 投影法： 光学对点器安装在仪器的照准部上（蔡司 010） 垂球调校： 光学对点器安装在仪器的基座上（威特 T2） A 投影法 调垂球法
11、4、视准轴误差的检验 仪器的视准轴与水平轴不正交所产生的误差为视准轴误差。 L-R=2C 规范中规定 2C绝对值对于 J2型仪器应小于 30 选择一个垂直角接近于零的目标，盘左盘右 测出 2C值，按 R0=R+C（ L0=L-C）算出正确读 数。用测微盘对准零数，用水平微动螺旋使 度盘上下分划重合且读数为 R0、 L0，此时望远镜的十字丝中心偏离目标影像。再用十字丝网校正螺旋使十字丝照准目标。 H H1 O Z Z1 C 5、水平轴倾斜误差的检验 仪器的水平轴与垂直轴不正交产生的误差。 垂直轴在铅垂位置，水平轴与垂直轴不正交而倾斜了一个角度 i，这个 i角称为水平轴倾斜误差。 水平轴倾斜误差在
12、现行规范中规定采用高低点法测定。 在水平方向线的上下各设置一个照准目标，水平线上为高点，下为低点，高低点应大致在同一铅垂方向上，两目标的垂直角的绝对值应不小于 3且大致相等，其差值不得超过 30。 观测高点和低点间的水平角 6测回 各测回角度值互差 J2不得超过 8 2C高低点分别比较 J2不得超过 10 高低点垂直角、指标差的互差不得超过 10 6、光学测微器行差的测定 行差是测微盘上的理论分格数 n0与实际分格数 n之差。 = ( n0 n ) 0 度盘的正、倒像分格宽度不同，各自的行差也不一样。 正 = ( n0 n正 ) 0 倒 = ( n0 n倒 ) 0 通常取正、倒分划像行差中数作
13、为仪器的行差，即 = (正 + 倒 )/2 G + 180 + A G - 180 + A 180 + A A - G A + G A G - 180 + A 180 + A A A - G G - 180 + A 180 + A A - G A （ a） （ b） （ c） 本 章 小 结 掌握 J2型经纬仪的基本结构、测微器原理、读数方法； 掌握垂直度盘的结构、垂直角和指标差的计算方法； 掌握指标差的检验和校正； 掌握照准部水准器的检验校正； 掌握视准轴误差的检验校正； 掌握水平轴误差的检验； 掌握光学测微器行差的检验和改正方法； 第二章 电磁波测距 一、仪器加常数的测定 1、仪器加常数
14、加常数是由于仪器电子中心与其机械中心不重合而产生的。有时，反光镜的反光中心与其机械中心也不重合，也同样产生加常数。 2、加常数的测定方法 六段解析法是一种不需要预先知道测线精确长度而采用电磁波测距仪本身的测量成果，通过平差计算求定加常数的方法。 D + K = ( d1 + K ) + ( d2 + K ) + + ( dn + K ) = + nk D K = n - 1 D d1 d2 d3 dn-1 dn 为提高测距精度，须增加多余观测，故采用全组合观测法，共需观测 21段距离。 点号： 0 1 2 3 4 5 6 若以六个独立的距离改正数 V01， V02， V03， V04，V05，
15、 V06，以及加常数 K作为未知数 ,此时就 14个多余观测值 ,通过平差计算就可以求出六段距离的平差值和加常数 K。 实际生产中的一种简单测定加常数的方法： 在一平坦地段选择 3点架设 3个脚架，使其在一条直线上，先将仪器架设在中间脚架上，两端安置反光镜，测定中间点到两端点的距离；然后，将仪器架设在一端，测定该点至另一端点的距离。在不考虑乘常数影响的情况下，中间点到两端点的距离之和与两端点间的距离的差即为加常数。 二、观测成果的改正计算 改正计算大体上可分三类 : 一类是由仪器本身所引起的改正 ,如仪器加常数改正、置平改正、频率改正和周期误差改正。 二类是因大气折射误差引起的改正，如气象改正
16、和波道弯曲改正。 三类是属于归算方面的改正，如归心改正、倾斜改正和化算到椭球体面上的改正。 1、加、乘常数的改正 由于仪器使用一段时间以后，仪器内部发生变化以及在运输、操作过程中受震动和空气污染等，使仪器其加常数也有变化。 按仪器检定部门提供的数据进行改正。 2、频率改正 f - f0 Df= D f0 当测距的精度要求较高时，测距仪应在仪器检定部门做主频检定，按此式进行改正。 3、周期误差改正 先求出所测距离不是一个整测尺段的尾数。根据此尾数查表或周期误差改正图。 当测距的精度要求较高时，应利用仪器检定部门提供的检定数据对测距仪进行此项改正。 4、气象改正 基本公式： D=- n*D=-(ng-ng0)*D0 D0为测线距离的观测值； ng0为仪器制造时采用的基准折射率； ng为测距时大气条件下的折射率。 实用公式根据不同仪器而有所差别，一般可在仪器说明书中找到。
