测绘仪器基本原理.pptx

测量工作的实质是确定地面点的空间位置。测量工作的实质是确定地面点的空间位置。大地水准面大地水准面XYABABBAAB标准方向标准方向水准仪水准仪作用：作用：利用仪器提供水平视线利用仪器提供水平视线。1.水准仪的分类：水准仪的分类：按精度分：按精度分：DS05、DS1、DS3、DS10共共4级。级。按按构构造造分分：微微倾倾式式水水准准仪仪、自自动动安安平平水水准准仪仪和和电子水准仪。电子水准仪。注注：字字母母D和和S分分别别为为“大大地地测测量量”和和“水水准准仪仪”汉汉语语拼拼音音的的第第一一个个字字母母，其其下下标标代代表表仪仪器器的的测测量量精精度度，表表示示仪仪器器每每公公里里往往返返测测量量平平均均高高差差中中误误差。差。自动安平水准仪自动安平水准仪电子水准仪电子水准仪微倾水准仪微倾水准仪水水准准仪仪分分类类2.微倾式水准仪构造：微倾式水准仪构造：望远镜望远镜、水准器水准器、基座基座共共3部分。部分。3.水准尺与尺垫：水准尺与尺垫：水准测量时还需配套的工具有水准测量时还需配套的工具有水准尺水准尺和和尺垫尺垫。望远镜水准器基座微微倾式水准仪的构造倾式水准仪的构造1.望远镜望远镜（1）组成：物镜、目镜）组成：物镜、目镜、十、十字丝分划板、物镜字丝分划板、物镜对光螺旋、目镜对光螺旋对光螺旋、目镜对光螺旋 （2）作用）作用:瞄准目标，提供水平视线瞄准目标，提供水平视线 CC视准轴视准轴CC：物镜光心与十字物镜光心与十字丝交点的连线。丝交点的连线。微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造1.望远镜望远镜2.水准器水准器（1）管水准器：用于仪器）管水准器：用于仪器精平精平（2）圆水准器：用于仪器）圆水准器：用于仪器粗平粗平水准尺与尺垫水准尺与尺垫 使使用用时时水水准准尺尺安安放放在在尺尺垫垫的的半半球球突突出出顶顶上上水准测量的原理：利用仪器提供的水平视线，水准测量的原理：利用仪器提供的水平视线，在两根直立的尺子上获取读数，来求得该两在两根直立的尺子上获取读数，来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。立尺点间的高差，然后推算高程。h h h hAB AB AB AB=a a-b H-b H-b H-b HB B B B=H H H HA A A A+h h h hAB AB AB AB h hABAB有正负之分，有正负之分，h hABAB为正为正,说明说明B B点比点比A A点高，反之说明点高，反之说明B B点比点比A A点低。点低。A AB B平均海水面平均海水面b水平视线水平视线H HA AH HB B=?=?h hABABa后视点后视点后视点后视点前视点前视点前视点前视点后后后后 尺尺尺尺前前前前 尺尺尺尺后视读数后视读数后视读数后视读数前视读数前视读数前视读数前视读数测量前进方向测量前进方向实用工程测量123234实用工程测量已知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程。已知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程。计算测点高程公式为：计算测点高程公式为：HB=HA+hAB 此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（例如路线工程测量）。（例如路线工程测量）。经纬仪经纬仪作用：测量角度（水平角和垂直角）。作用：测量角度（水平角和垂直角）。一、水平角测量原理一、水平角测量原理水平角：从一点出发的两条方向线所构成的水平角：从一点出发的两条方向线所构成的空间角水平面上的投影。空间角水平面上的投影。=b-a（0。360。）。）。也可看成是包含也可看成是包含 OA、OB视线视线 的的 两个铅垂面之间两个铅垂面之间 的两面角。的两面角。0ca水平度盘 水平面aob A OB二、竖直角测量原理二、竖直角测量原理垂直角垂直角空间方向线与水平空间方向线与水平面夹面夹角，简称竖角，角，简称竖角，又称垂直角。又称垂直角。=0。90。仰仰角为正，角为正，俯俯角为角为负。负。天顶铅垂线水平线ACB090 180270分分类类按其精度等级划分按其精度等级划分:DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经纬仪）；（精密光学经纬仪）；DJ6（普通光学经纬仪（普通光学经纬仪)下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。一般工程测量最常用一般工程测量最常用:DJ6级光学经纬级光学经纬仪仪光光学经纬仪学经纬仪经纬仪一般由经纬仪一般由基座基座、水平度盘水平度盘、照准部照准部三部分三部分组成。组成。基座水平度盘照准部DJ6级光学经纬级光学经纬仪仪1照准部照准部照准部是基座上方能够转动的部分的照准部是基座上方能够转动的部分的总称。主要由总称。主要由望远镜望远镜、竖直度盘竖直度盘、水准器水准器以及以及读数设备读数设备等组成。等组成。2.水平度盘水平度盘水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划从盘，分划从0至至360，按顺时针注记，按顺时针注记，每格每格1或或30，用以测量水平角。用以测量水平角。0 90 180 270 090180270vDJ6DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪 一、经纬仪的安置经纬仪的安置包括经纬仪的安置包括对中对中和和整平整平两项工作。两项工作。1.垂球对中和整平（1）对中:使仪器的中心（竖轴）与测站点位于同一铅垂线上。粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测站中心12cm内；精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精确对中测站标志中心，旋紧 中心螺丝。（2）整平:使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。二、水平角观测方法测回法步骤：(1)安置仪器于测站O点，对中、整平(2)上半测回：盘左，LA,LB (3)下半测回：盘右，RB,RA 上半测回和下半测回构成一测回。(4)若左-右40，认为观测合格。此时可取测回法观测记录手薄测站盘位目标水平度盘读数半测回角值一测回角值备注O左A0 01 1257 17 3657 17 42B57 18 48右A180 01 0657 17 48B237 18 54 经纬仪的轴线竖轴VV 横轴HH 望远镜视准轴CC 照准部水准管轴LLLLHHCCVVL L 经纬仪轴线应满足的条件轴线间应满足的条件(l)水准管轴垂直于竖轴 LLVV(2)十字竖丝垂直于横轴 竖丝HH(3)视准轴垂直于横轴 CCHH(4)横轴垂直于竖轴 HHVV(5)竖盘指标差应为零(6)光学对点器的视准轴应与竖轴重合。LLHHCCVVL L 全站仪全站仪全站型电子速测仪简称全站仪，它由全站型电子速测仪简称全站仪，它由光电测光电测距仪距仪、电子经纬仪电子经纬仪和和数据处理系统数据处理系统组成。组成。全站仪的外形和电子经纬仪相类似，不同全站仪的外形和电子经纬仪相类似，不同的是多了一个可供进行各项操作的键盘。的是多了一个可供进行各项操作的键盘。全全站仪的使用站仪的使用一、测量前的准备一、测量前的准备仪仪器参数的设置器参数的设置(1)气象改正气象改正:在测量中，可以直接将温度、气压在测量中，可以直接将温度、气压输入到仪器中，让仪器进行自动改正。输入到仪器中，让仪器进行自动改正。(2)加常数加常数(3)补偿器及轴系误差改正功能应处于补偿器及轴系误差改正功能应处于“开开”的的状态状态二二.基本测量基本测量1角度测量角度测量用水平制动钮和微动螺旋精确照准后视点；用水平制动钮和微动螺旋精确照准后视点；在测量度模式将后视点方向设置成零；在测量度模式将后视点方向设置成零；精确照准前视点；精确照准前视点；所显的值，即为两点间的夹角。所显的值，即为两点间的夹角。2距离测量距离测量（2）距离类型选择和距离测量）距离类型选择和距离测量在测量模式下按测距模式转换键选取距离类在测量模式下按测距模式转换键选取距离类型：斜距；平距。型：斜距；平距。按测距键，开始距离测量。按测距键，开始距离测量。距离测量完成时仪器发出一短声响，并将测距离测量完成时仪器发出一短声响，并将测得距离值显示，在多次测距求取平均值测量得距离值显示，在多次测距求取平均值测量时，仪器在完成所指定测距次数后显示出距时，仪器在完成所指定测距次数后显示出距离的平均值。离的平均值。3坐标测量坐标测量（1）三维坐标测量原理）三维坐标测量原理3坐标测坐标测量量（3）坐标测量的步骤）坐标测量的步骤 将将全站仪安置在已知点全站仪安置在已知点B，棱镜设置在待定，棱镜设置在待定点点1，输入，输入B点已知坐标及仪器高和棱镜高后，点已知坐标及仪器高和棱镜高后，先后视已知先后视已知点点A 并输入并输入A点坐标，然后瞄准点坐标，然后瞄准1点处棱镜并进行点处棱镜并进行观测观测，仪器即可显示待定，仪器即可显示待定1的的三维坐标。三维坐标。三三.高级测量高级测量1后方交会测量后方交会测量全站仪安置在某一待定全站仪安置在某一待定点上，通过对两个以上点上，通过对两个以上的已知点处的棱镜进行的已知点处的棱镜进行观测，并输入各已知点观测，并输入各已知点三维坐标及仪器高和棱三维坐标及仪器高和棱镜高后，全站仪即可镜高后，全站仪即可显示待定点的三维坐标。显示待定点的三维坐标。2放样测量放样测量将要测设的角度和边长将要测设的角度和边长（或坐标值）输入全站（或坐标值）输入全站仪，在放样过程中仪器仪，在放样过程中仪器显示角度和边长的实测值显示角度和边长的实测值与放样值之差，根据显示的偏离值及符号与放样值之差，根据显示的偏离值及符号调整棱镜位置，直至偏离值为零，此时棱镜调整棱镜位置，直至偏离值为零，此时棱镜所处位置即为要测设的点位。有的电子全站所处位置即为要测设的点位。有的电子全站仪还可通过图形显示出棱镜上下左右前仪还可通过图形显示出棱镜上下左右前后的移动方向。后的移动方向。3对边测量对边测量如图，分别瞄准两个目标如图，分别瞄准两个目标点处的棱镜并观测后，点处的棱镜并观测后，仪器即可显示出两个仪器即可显示出两个棱镜之间的平距棱镜之间的平距(HD)、斜距斜距(S)、高差、高差(V)和和坡度（坡度（%）。）。SHD%4悬高测量悬高测量要测量某些不能设置反射棱镜的要测量某些不能设置反射棱镜的目标（高压电线、桥梁桁架）目标（高压电线、桥梁桁架）的高度时，可在目标正的高度时，可在目标正上方或正下方处安置棱上方或正下方处安置棱镜，输入棱镜高镜，输入棱镜高h1，瞄，瞄准棱镜并观测后，再瞄准棱镜并观测后，再瞄准目标，仪器即可显示目标的高度准目标，仪器即可显示目标的高度HHh1h2自自动全站仪与超站仪动全站仪与超站仪自动全站仪是一种能自动识辨、照准和跟踪自动全站仪是一种能自动识辨、照准和跟踪目标的一种全站仪，又称为目标的一种全站仪，又称为测量机测量机器人器人。超站仪是超站仪是全站仪（全站仪（TPS）与与GNSS完美结合，完美结合，它是集成它是集成GPS接收机的高性能全站仪。无需接收机的高性能全站仪。无需控制点、长导线和后方交会操作，只需安装控制点、长导线和后方交会操作，只需安装超站仪，并使用超站仪，并使用GNSS确定该点的准确位置，确定该点的准确位置，然后就可以使用全站仪进行测量、放样。然后就可以使用全站仪进行测量、放样。