四级(中级)测量员考前必看.ppt
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1、2023/3/2中级测量员中级测量员考前辅导考前辅导2023/3/21.理论考试:笔试;2.操作考试:方向观测法观测4个方向的水平角;测量员考试内容测量员考试内容2023/3/2基本知识部分:基本知识部分:一、测量工作两大任务:一、测量工作两大任务:测定测定和 测设测设 测量工作的实质:确定地面点的位置。确定地面点的位置。二、表示地面点位的坐标系二、表示地面点位的坐标系 地球自然表面-近似成地球椭球 大地体-参考椭球体1.地理坐标系:大地坐标系:大地坐标系:(以参考椭球面为基准面)经度、纬度、椭球高经度、纬度、椭球高天文坐标系天文坐标系:(以大地水准面为基准面)经度、纬度、高程经度、纬度、高程
2、理论考试基本知识理论考试基本知识2023/3/22.高斯直角坐标系:高斯直角坐标系:(X,Y,H)椭球投影分带椭球投影分带:保角投影,投影后角度不变,只有中央子午线和赤道投影后距离不变,其他子午线距离将变长。统一统一6带:带:带号N与中央子午线经度L0的关系L0=6N3统一统一3带:带:带号N与中央子午线经度L0的关系我国大陆所处的经度范围是东经我国大陆所处的经度范围是东经7327东经东经13509统一统一6带投影带号范围为带投影带号范围为1323。统一统一3带投影带号范围为带投影带号范围为2445。:测量基本知识测量基本知识2023/3/2高斯投影直角坐标系中:高斯投影直角坐标系中:为为保保
3、证证y坐坐标标恒恒为为正正,我我国国统统一一规规定定将将每每带带的的坐坐标标原原点点向向西西移移500km,即给每个点的,即给每个点的y坐标值加坐标值加500km为为确定投影带的位置确定投影带的位置,还在,还在y坐标前冠以带号;坐标前冠以带号;测量基本知识测量基本知识3.独立直角坐标系独立直角坐标系:(X,Y,H););注意:注意:测量坐标系与数学坐标系的差异测量坐标系与数学坐标系的差异 1)x轴与轴与y轴互换了位置轴互换了位置 2)象限按顺时针方向编号,以保象限按顺时针方向编号,以保证各类三角函数计算可直接在高斯证各类三角函数计算可直接在高斯平面直角坐标系中进行平面直角坐标系中进行。2023
4、/3/2我国使用的坐标系统我国使用的坐标系统4CGCS20002000国家大地坐标系63781371:298.257222101参考椭球面与大地水准面相切的点称大地原点大地原点,该该点的铅垂线与法线重合。点的铅垂线与法线重合。1980西安坐标系我国的大地原点:西安坐标系我国的大地原点:陕西省泾阳县永陕西省泾阳县永乐镇。乐镇。2023/3/24.高程的定义高程的定义绝绝对对高高程程(海海拔拔):地地面面点点沿沿铅铅垂垂线线到到大大地地水水准准面面的的距离。如距离。如HA、HB。高程系是一维坐标系,起算面是高程系是一维坐标系,起算面是大地水准面。大地水准面。相对高程:相对高程:地面点沿铅垂线到地面
5、点沿铅垂线到任意水准面铅任意水准面铅垂距离垂距离高差:高差:两点之间的高程之差。两点之间的高程之差。-高差具有方向性,正、负可相应理解为上、下坡。高差具有方向性,正、负可相应理解为上、下坡。-注意下标不可写错或漏写。注意下标不可写错或漏写。-高差与起算面无关。高差与起算面无关。测量基本知识测量基本知识2023/3/2国家高程系统国家高程系统(1)1956年黄海高程系年黄海高程系:青岛观象山上高程青岛观象山上高程水准原点的高程为水准原点的高程为72.289m,(2)1985国家高程基准国家高程基准青岛观象山上高程青岛观象山上高程水准原点的水准原点的高程为高程为72.260m,目前我国的国家高程系
6、统:目前我国的国家高程系统:1985国家高程基准,国家高程基准,简称简称85高程基准高程基准。2023/3/2测量的基本工作:测量的基本工作:测距离、测角度、测高差。测距离、测角度、测高差。测量工作三要素测量工作三要素:水平角(方向)、距离、高程。:水平角(方向)、距离、高程。测量工作基本原则:测量工作基本原则:布局上布局上从整体到局部从整体到局部;精度上;精度上从高级到低级;从高级到低级;程序上程序上先控制后碎部先控制后碎部;工作中;工作中步步检核;步步检核;目目的的:保保证证测测量量成成果果的的精精度度,避避免免误误差差积积累累以以及及测测量成果的正确性。量成果的正确性。1.测量基本工作和
7、基本原则测量基本工作和基本原则2023/3/2 一、一、水准测量原理水准测量原理 水准测量的原理就是借助于水准仪提供的水平视线,水准测量的原理就是借助于水准仪提供的水平视线,配合水准标尺来测定地面上两点间的高差,从而求定地配合水准标尺来测定地面上两点间的高差,从而求定地面点的高程。面点的高程。水准测量水准测量A后视点后视点 a后视读数后视读数B前视点前视点 b前视读数前视读数2023/3/2二、相关概念:二、相关概念:视准轴:视差:视差产生的原因:消除视差的方法:水准器轴:水准器分化值:水准测量水准测量2023/3/2水准测量水准测量微倾式水准仪应满足的几何条件:微倾式水准仪应满足的几何条件:
8、三、微倾式水准仪的主要轴线及关系:三、微倾式水准仪的主要轴线及关系:2023/3/2最主要的轴线关系最主要的轴线关系:长水准管轴平行于视准轴。i角误差是如何产生的:长水准管轴不平行于视准轴。如何消除消除i角误差,如何消弱消弱i角误差;前后视距相等可以消除,尽量是前后视距接近可以消弱。2023/3/2四、水准测量成果计算水准测量水准测量2023/3/2水准测量产生误差的原因:水准测量的误差来源水准测量的误差来源仪器误差、观测误差、外界环境的影响。仪器误差、观测误差、外界环境的影响。仪器误差:仪器误差:i角误差前角误差前-采用采用后视距相等后视距相等 尺底磨损尺底磨损-采用采用段内偶数站段内偶数站
9、观观测测误误差差:管管水水准准气气泡泡居居中中误误差差、估估读读数数误误差差、水准尺倾斜、视差外业环境影响:外业环境影响:水准尺下沉水准尺下沉-采用采用后后-前前-前前-后后观测观测仪器下沉仪器下沉-采用采用往返往返观测观测 地球曲率和大气折光影响地球曲率和大气折光影响-采用前后视距相等前后视距相等水准测量水准测量2023/3/2角度测量的概念角度测量的概念角度类型水平角与竖直角。角度测量:水平角测量测量地面点连线的水平夹角竖直角测量视线方向与水平面的竖直角仪器经纬仪,全站仪。角度测量的作用:水平角测量求算点的平面位置,竖直角测量测定高差或将倾斜距离化算为水平距离。角度测量角度测量2023/3
10、/2水平角概念水平角概念:地面一点与两个目标点的连线在水平面投影的夹角,也成为两面角。水平角的范围 0-360竖直角的概念:竖直面内,视线与水平线的夹角,用表示。v视线在水平线上方为仰角,0;v视线在水平线下方为俯角,实际长度。4)定线误差定线误差v使所量距离为一组折线,丈量结果偏大。钢尺量距的误差分析钢尺量距的误差分析 2023/3/2v光光电电测测距距:是是测测量量光光波波在在待待测测距距离离上上往往、返返传传播播一一次次所所需需的的时间时间t2D。测距仪测距误差可表示为:测距仪测距误差可表示为:式中,式中,A固定误差;固定误差;B比例误差系数。比例误差系数。如:某测距仪出厂时的标称精度:
11、如:某测距仪出厂时的标称精度:(5510-6D)mm,简,简称称“5+5”光电波测距光电波测距(1 1)按测距精度分类)按测距精度分类:1 1)级:测距中误差级:测距中误差 2 2)级:级:测距中误差:测距中误差:3 3)级:测距中误差:级:测距中误差:2023/3/2 直线定向直线定向:确定地面一条直线与标准北方向的水平夹角。标准北方向分类标准北方向分类三北方向三北方向1)真北方向真北方向 真北方向真子午线在P点切线北方向。v测量方法天文测量,陀螺经纬仪。v子午线收敛角-2)磁子午线方向磁子午线方向 v磁北方向P点,磁针自由静止时北端所指方向。v测量方法罗盘仪。v磁偏角-3)坐标北方向坐标北
12、方向v在高斯平面直角坐标系中,过P点平行x轴的北方向。直直 线线 定定 向向2023/3/2 方位角的定义:方位角的定义:从标准北方向起,顺时针量到直线1-2的水平夹角。v方位角的取值范围0360。v由于有3种标准方向,所以直线有三种方位角:真北方位角A12 磁北方位角Am12 坐标方位角12v坐标方位角的正、反关系:坐标方位角的正、反关系:如果称21为正坐标方位角,则12为反坐标方位角。且有 即方位角方位角2023/3/2v已已知知直直线线AB的的坐坐标标方方位位角角AB,在在B点点观观测测了了转转折折角角,则则直直线线BC的坐标方位角为:的坐标方位角为:方位角的推算方位角的推算2023/3
13、/2 象限角也可以用于直线定向象限角也可以用于直线定向 从从X轴的一端顺时针或逆时针转至某直线的锐角称为象轴的一端顺时针或逆时针转至某直线的锐角称为象限角,用限角,用R表示。表示。象限角象限角象限角的范围:象限角的范围:090度。度。2023/3/2 象限角与方位角之间的关系象限角与方位角之间的关系:象限关系 象限关系I=RII=180-RIII=180+RIV=360-R2023/3/2 1.1.坐标正算坐标正算-已知两点间的边长和坐标方位角,求坐标增量,已知两点间的边长和坐标方位角,求坐标增量,进而求另一点的坐标,称为进而求另一点的坐标,称为坐标正算坐标正算。坐标正算公式为坐标正算公式为:
14、2.2.坐坐标标反反算算-已已知知两两点点间间的的坐坐标标(增增量量),求求边边长长和和坐坐标标方方位位角角,称为称为坐标反算坐标反算。坐标反算公式为坐标反算公式为 坐标正反算坐标正反算第一象限第一象限第二、三象限第二、三象限第四象限第四象限2023/3/2 1、仪器误差、仪器误差 如:经纬仪的视准轴误差如:经纬仪的视准轴误差 、指标差、指标差 ;水准仪的视准轴不严格平行于水准管轴;水准仪的视准轴不严格平行于水准管轴;钢尺的尺长误差钢尺的尺长误差 等。等。2、观测误差、观测误差 如:照准误差、估读误差、对中整平误差、插测钎误差等。如:照准误差、估读误差、对中整平误差、插测钎误差等。3、外界环境
15、、外界环境 如:风力、温度、气压、松软的土地、大气折光和地球曲率等。如:风力、温度、气压、松软的土地、大气折光和地球曲率等。v我们把以上三个方面合称为我们把以上三个方面合称为观测条件。观测条件。观测条件好观测条件好-误差小、精度高误差小、精度高 观测条件差观测条件差-误差大、精度低误差大、精度低 观测条件相同观测条件相同-误差相同,称为误差相同,称为等精度观测。等精度观测。观测条件不同观测条件不同-误差不同,称为误差不同,称为不等精度观测。不等精度观测。测量误差产生误差的原因测量误差产生误差的原因2023/3/2测量误差按性质可分为:测量误差按性质可分为:系统误差系统误差和偶然误差偶然误差两类
16、。v1.系统误差系统误差 在相同的观测条件下,对某一未知量进行一系列观测,若误在相同的观测条件下,对某一未知量进行一系列观测,若误差的大小与符号保持不变,或按一定的规律变化差的大小与符号保持不变,或按一定的规律变化-系统误差系统误差。(1)水水准准仪仪的的视视准准轴轴CC不不平平行行于于水水准准管管轴轴LL,与与视视线线长长度度成成正正比且符号不变;比且符号不变;(2)钢钢尺尺量量距距,名名义义长长为为30m、实实际际长长为为30.005m的的钢钢尺尺量量距距,系统误差对成果系统误差对成果具有累积性、影响显著具有累积性、影响显著。v采取某种采取某种消除措施消除措施或或对观测值对观测值施加改正数
17、施加改正数,就可以很好地消除就可以很好地消除或大大地削弱系统误差的影响。或大大地削弱系统误差的影响。测量误差的分类测量误差的分类2023/3/2 2 偶然误差:偶然误差:在相同的观测条件下,对某一未知量进行一在相同的观测条件下,对某一未知量进行一系列观测,若误差的大小与符号没有明显的规律性,即表面上系列观测,若误差的大小与符号没有明显的规律性,即表面上看,符号与大小呈偶然性看,符号与大小呈偶然性-偶然误差偶然误差。v四等水准测量:在四等水准测量:在cm分划的水准尺上估读分划的水准尺上估读mm位;位;估读的数估读的数有时偏大,有时偏小有时偏大,有时偏小;v经纬仪测水平角:大气折光使望远镜中目标成
18、像不稳定,经纬仪测水平角:大气折光使望远镜中目标成像不稳定,引起瞄准目标引起瞄准目标有时偏左、有时偏右有时偏左、有时偏右。v增加增加多余观测多余观测可削弱,但不能可削弱,但不能消除消除偶然误差的影响。偶然误差的影响。对同一个量:有多余观测,可以取平均值来削弱其影响。对同一个量:有多余观测,可以取平均值来削弱其影响。测量误差的分类测量误差的分类2023/3/2测量误差测量误差v观测错误(粗差):观测错误(粗差):是由于观测者粗心大意造成,是由于观测者粗心大意造成,不属于误差范畴,可以避免;不属于误差范畴,可以避免;v系统误差:系统误差:采取措施或加改正数可被消除或削弱采取措施或加改正数可被消除或
19、削弱到可忽略程度;到可忽略程度;v偶然误差:偶然误差:不可避免。不可避免。v误差理论只讨论:偶然误差占主导地位的情形。误差理论只讨论:偶然误差占主导地位的情形。2023/3/2 有限有限性性-偶然误差有界。偶然误差有界。一定观测条件、有限次观测中,一定观测条件、有限次观测中,偶然误差的绝对值不超过一定限值;偶然误差的绝对值不超过一定限值;集中性集中性-绝对值较小误差比绝对值较大的误差绝对值较小误差比绝对值较大的误差 出现的概率大,出现的概率大,对称性对称性-绝对值相等的正、负误差绝对值相等的正、负误差 出现的概率大致相等;出现的概率大致相等;抵偿性抵偿性-观测次数观测次数n,偶然误差算术平均值
20、趋近于,偶然误差算术平均值趋近于0偶然误差的特性(5.5)2023/3/21.中误差:中误差:我国法定的精度指标我国法定的精度指标2.相对误差和相对中误差相对误差和相对中误差 专门为专门为距离测量距离测量定义的精度指标定义的精度指标2 2、容许误差:、容许误差:3.3.极限误差极限误差 工程中常用工程中常用2 2倍倍中误差作为限差中误差作为限差 评定精度的指标评定精度的指标2023/3/2测量误差传播定律测量误差传播定律1.倍数函数倍数函数:2.和差函数:和差函数:3.线性函数:线性函数:4.一般函数:一般函数:2023/3/2控制测量控制测量 控制测量概念控制测量概念v控制测量控制测量分为分
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