小结及全站仪测量测量教学教材

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1、小结及全站仪测量测量 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望测设测设:图纸图纸 地面地面测定测定:地面地面 图纸图纸 二、测量工作分类（任务）二、测量工作分类（任务）主要是研究如何确定地面点的位置主要是研究如何确定地面点的位置，内容包括两大部分：测定测定是指利用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图。测设测设是指把图纸上规划好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来。角度测量角度测量 水平角测量与竖直角测量水平角测

2、量与竖直角测量 测角的仪器为经纬仪测角的仪器为经纬仪 距距 离离 测测 量量点平面位置的测定点平面位置的测定一、极坐标法一、极坐标法（1）观测）观测BA与与BP的水平夹角的水平夹角（2）测量）测量P点到点到B点的水平距离点的水平距离DBP（3）利用坐标反算公式，计算）利用坐标反算公式，计算BA 边的坐标方位角边的坐标方位角 BA（4）推算）推算BP边的坐标方位角边的坐标方位角 BP BP=BA+-360（5）利用坐标正算公式，即可算）利用坐标正算公式，即可算得得P点的坐标（点的坐标（XP，YP）二、角度角会法二、角度角会法（1）在）在A点安置经纬仪，观测点安置经纬仪，观测AP与与AB之间的水平

3、夹角之间的水平夹角；（2）在）在B点安置经纬仪，观测点安置经纬仪，观测BP与与BA之间的水平夹角之间的水平夹角 ；（3）利用坐标反算公式，计算）利用坐标反算公式，计算AB和和BA的坐标方位角的坐标方位角 AB、BA，以，以及及AB的边长的边长DAB；（4）推算）推算AP和和BP的坐标方位角的坐标方位角AP、BP；（5）利用正弦定理，计算）利用正弦定理，计算AP和和BP的边长的边长（6）利用坐标正算公式，即可算得）利用坐标正算公式，即可算得P点点的坐标（的坐标（XP，YP）。）。（7）由）由A、B两点算得的两组坐标，相互检核；符合要求后，取其两点算得的两组坐标，相互检核；符合要求后，取其平均值作

4、为最终果。平均值作为最终果。三、距离交会法三、距离交会法（1）测量）测量AP、BP的水平距离的水平距离DAP、DBP；（2）利用坐标反算公式，计算利用坐标反算公式，计算AB和和BA的坐标方位角的坐标方位角 AB、BA，以及，以及AB的边长的边长DAB；（3）利用余弦定理，计算）利用余弦定理，计算 A、B（4）推算）推算AP和和BP的坐标方位角的坐标方位角AP、BP；（5）利用坐标正算公式，即可算得）利用坐标正算公式，即可算得P点的坐标（点的坐标（XP，YP）。）。（6）由）由A、B两点算得的两组坐标，相互检核；符合要求后，取其平两点算得的两组坐标，相互检核；符合要求后，取其平均值作为最终果。均

5、值作为最终果。高高 程程 测测 量量水水 准准 测测 量量三角高程测量三角高程测量 三角高程测量分为三角高程测量分为经纬仪经纬仪三角高程测量和三角高程测量和电磁波测距（电磁波测距（EDM）三角高程测量。三角高程测量。顾及地球曲率和大气折光影响时，三角高程测量的严密公式为顾及地球曲率和大气折光影响时，三角高程测量的严密公式为 通常，令通常，令f=f1-f2，并称之为，并称之为“两差两差改正数改正数”，因此，最终的公，因此，最终的公式可写成式可写成地球曲率和大气折光地球曲率和大气折光对三角高程测量的影响对三角高程测量的影响两差改正数两差改正数f，按下式计算，按下式计算 式中，式中，k为大气折光系数

6、（为大气折光系数（0.080.14）；）；D为为A、B两点间的水平距离；两点间的水平距离；S为为A、B两点两点间的斜距；间的斜距；R为为地球平均曲率半径（地球平均曲率半径（6371km）。）。两差改正数两差改正数 f（k=0.14，R=6371km）D(km(km)0.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91.01.0f(mm)(mm)0.70.72.72.76.16.110.810.816.916.924.324.333.133.143.243.254.754.767.567.5 可见，地球曲率和大气折光对三角高程测量的影响，

7、将随着两可见，地球曲率和大气折光对三角高程测量的影响，将随着两点间距离的增大而迅速增大；且恒为正值。点间距离的增大而迅速增大；且恒为正值。（1）在精度要求不高的近距离测量中，可以忽略地球曲率和大）在精度要求不高的近距离测量中，可以忽略地球曲率和大气折光对三角高程测量的影响，可直接采用公式气折光对三角高程测量的影响，可直接采用公式 （2）当精度要求较高或距离较远时，必须顾及地球曲率和大气）当精度要求较高或距离较远时，必须顾及地球曲率和大气折光对三角高程测量的影响，应采用公式折光对三角高程测量的影响，应采用公式角角 度度 测测 量量距距 离离 测测 量量（1）距离测量的显示方式有两种）距离测量的显

8、示方式有两种VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m测量测量|模式模式|S/A|P1 HR:157 33 58HD:120.530mVD:35.980m测量测量|模式模式|S/A|P1斜距测量显示方式斜距测量显示方式高差高差/平距测量方式平距测量方式对边测量对边测量悬高测量悬高测量面积测量面积测量后方交会后方交会 根据后方交会测量原理，原则上在根据后方交会测量原理，原则上在1个观测站有个观测站有3个独立的距离观测量个独立的距离观测量（3颗卫星），便可解算观测站的颗卫星），便可解算观测站的3维坐标。维坐标。然而，测量时卫星钟与接收机钟难以保持严格同步，所观测的测站与然

9、而，测量时卫星钟与接收机钟难以保持严格同步，所观测的测站与卫星之间的距离必将含有钟差的影响（伪距）。由于卫星钟差是已知的，而卫星之间的距离必将含有钟差的影响（伪距）。由于卫星钟差是已知的，而接收机钟差却是未知的，这就需要同时求解接收机钟差却是未知的，这就需要同时求解4个未知数。因此要测定一点的个未知数。因此要测定一点的空间位置，至少需要同时观测到空间位置，至少需要同时观测到4颗卫星。颗卫星。全球卫星导航定位系统的组成 由于由于GALILEO还正在建设之中未投入使用，而还正在建设之中未投入使用，而 GLONASS 存在卫星缺失，因此人们通常所说的全球卫星导航定位系统，一存在卫星缺失，因此人们通常

10、所说的全球卫星导航定位系统，一般皆指般皆指美国的美国的GPS。GPS具有具有全球性、全天候、连续的三维定位、导航、测速和全球性、全天候、连续的三维定位、导航、测速和授时能力授时能力，广泛应用于航空航天、海陆空三军导航、地球物理、，广泛应用于航空航天、海陆空三军导航、地球物理、测绘、交通管理以及城镇建设等各个领域，并已渗透到人们的日测绘、交通管理以及城镇建设等各个领域，并已渗透到人们的日常工作、学习和生活之中。常工作、学习和生活之中。中国北斗卫星导航定位系统中国北斗卫星导航定位系统 2000-10-312000-10-31发射北斗发射北斗发射北斗发射北斗-1-1号导航试验卫星号导航试验卫星号导航

11、试验卫星号导航试验卫星2000-12-252000-12-25发射北斗发射北斗发射北斗发射北斗-2-2号导航试验卫星号导航试验卫星号导航试验卫星号导航试验卫星 目前的目前的目前的目前的“北斗卫星导航定位系统北斗卫星导航定位系统北斗卫星导航定位系统北斗卫星导航定位系统”才仅仅是一个才仅仅是一个才仅仅是一个才仅仅是一个区域性区域性区域性区域性的卫的卫的卫的卫星导航定位系统。今后，我们的最终目标星导航定位系统。今后，我们的最终目标星导航定位系统。今后，我们的最终目标星导航定位系统。今后，我们的最终目标将逐步把它建成全将逐步把它建成全将逐步把它建成全将逐步把它建成全球性的卫星导航定位系统。球性的卫星导

12、航定位系统。球性的卫星导航定位系统。球性的卫星导航定位系统。本讲的主要内容本讲的主要内容1 1、简要回顾一下前面学习的知识，并加以小结和、简要回顾一下前面学习的知识，并加以小结和延伸（教材前四章）；延伸（教材前四章）；2 2、介绍一种最为先进的地面测量仪器之一、介绍一种最为先进的地面测量仪器之一 全全站型电子速测仪及其使用（教材第七章）；站型电子速测仪及其使用（教材第七章）；3 3、介绍一种最为先进的空间测量技术之一、介绍一种最为先进的空间测量技术之一 卫卫星定位测量的基本原理、组成和特点（教材第星定位测量的基本原理、组成和特点（教材第八章）。八章）。实验六 全站仪的认识与使用v目的：1 1、

13、了解全站仪的基本构造、主要部件的名称及作用；、了解全站仪的基本构造、主要部件的名称及作用；2 2、练习全站仪的使用方法，并掌握其基本操作要领。、练习全站仪的使用方法，并掌握其基本操作要领。v要求：1 1、将全站仪和反射棱镜分别架设在指定地点，小组所有成员一、将全站仪和反射棱镜分别架设在指定地点，小组所有成员一起，对照仪器及其使用说明书，弄清其主要组成部分、各部件起，对照仪器及其使用说明书，弄清其主要组成部分、各部件的名称和功能；然后填写实验报告中的相应内容。的名称和功能；然后填写实验报告中的相应内容。2 2、小组所有成员一起，对照仪器及其使用说明书，弄清全、小组所有成员一起，对照仪器及其使用说明书，弄清全站仪的主要性能和基本操作方法；然后填写实验报告中的相应内容。站仪的主要性能和基本操作方法；然后填写实验报告中的相应内容。3 3、小组成员轮流依次练习全站仪的使用，掌握其基本操作要领；、小组成员轮流依次练习全站仪的使用，掌握其基本操作要领；并完成实验报告中的相应内容。并完成实验报告中的相应内容。4 4、本次实验结束时，实验报告要与所借领的仪器工具一同上交。、本次实验结束时，实验报告要与所借领的仪器工具一同上交。