【正文】 即 0??h 如果高差之和不等于零，則其差值即 h? 就是閉合水準(zhǔn)路線的高程閉合差。即 起終 HHh ??? 如果它們不能相等，其差值稱為 高程閉合差 ，用 hf 表示。 2. 雙面尺法 利用雙面水準(zhǔn)尺分別由黑面和紅面讀數(shù)得出的高差，扣除一對水準(zhǔn)尺的常數(shù)差后，兩個高差之差小于 5mm 時可認為合格，否則應(yīng)進行檢查或重測。檢查測量過程中的差錯，要采用下面將要敘述的方法。 表 2－ 2 水難測量手簿 (二 ) 測點 后視讀數(shù) 前視讀數(shù) 高 差 高程 備注 ＋ － A ?AH Z1 Z2 Z3 Z4 B Σ 計算檢核 ????? ba ???h ??? AB HH 在每一測段結(jié)束后或手簿上每一頁之末，必須進行計算檢核。因為測量的目的是求 B 點的高程，所以各轉(zhuǎn)點的高程不需計算。后視讀數(shù)減前視讀數(shù)得 A、 Z1 兩點的高差 + 記入高差欄內(nèi)。如此繼續(xù)進行直到待求高程點 B。把讀數(shù)記入手簿，并計算出這兩點間的高差。首先在已知高程的起始點 A 上豎立水準(zhǔn)尺，在測量前進方向離起點不超過 200m 處設(shè)立第一個轉(zhuǎn)點 Z1，必要時可放置尺墊，并豎立水準(zhǔn)尺。這種形式的水準(zhǔn)路線由于不能對測量成果自行檢核，因此必須進行往測和返測，或用兩組儀器進行并測 (圖 2－ 22c)。這種形式的水準(zhǔn)路線，可使測量成果得到可靠的檢核 (圖 2－ 22a)。 167。讀數(shù)前可輕按此按鈕，以檢查補償器是否處于正常工作狀態(tài)，也可以消除補償器有輕微的貼靠現(xiàn)象。首先也是用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，完成儀器的粗略整平。由于 反射面 22cc? 相對于原來位置變動了α角，所以水平光線經(jīng) 22cc? 反射后將變動 2α角，即 ?? 2?? 。阻尼器的作用是使三棱鏡的擺動能迅速的穩(wěn)定。三棱鏡 3 實際上只起到反射鏡的作用。由圖 2－ 19 可得： vsf ????? (2－ 9) 所以只要保持 v? 為常數(shù)，水平方向上的像點就能通過十字絲交點，同樣起到自動安平的作。如果在望遠鏡內(nèi)安裝一補償器 P，并使補償器軸線 PZ 能相對于原視線反方向擺動一β角，從而使十字絲交點從 Z 移到 Z 0。當(dāng)儀器有微小的傾斜變化時，補償器能隨時調(diào)整，始終給出正確的水平視線讀數(shù)。 二、自動安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用 自動安平水準(zhǔn)儀是一種不用水準(zhǔn)管而能自動獲得水平視線的水準(zhǔn)儀 (圖 2－ 17)。不可省略，如 、 、 等。所以望遠鏡每次變動方向后，也就是在每次讀數(shù)前，都需要用微傾螺旋重新使氣泡符合。消除視差的方法是一面稍旋轉(zhuǎn)調(diào)焦螺旋一面仔細觀察，直到不再出現(xiàn)尺像和十字絲有相對移動為止，即尺像與十字絲在同一平面上 (圖 2－ 16c)。 照準(zhǔn)目標(biāo)時必須要消除 視差 。然后利用望遠鏡上的準(zhǔn)星從外部瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，再旋轉(zhuǎn)調(diào)焦螺旋使尺像清晰，也就是使尺像落到十字絲平面上。如仍有 偏差可重復(fù)進行。然后把水準(zhǔn)儀用中心連接螺旋連接到三腳架上，取水準(zhǔn)儀時必須握住儀器的堅固部位，并確認已牢固地連結(jié)在三腳架上之后才可放手。通過零點的球面法線是圓水準(zhǔn)器的軸，當(dāng)圓水準(zhǔn)器的氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器的軸位于鉛垂位置。當(dāng)氣泡居中時，兩端氣泡的像就能符合。但水準(zhǔn)管的置平精度還與水準(zhǔn)管的研磨質(zhì)量、液體的性質(zhì)和氣泡的長度有關(guān)。當(dāng)氣泡的中心點與零點重合時，稱氣泡居中，氣泡居中時水準(zhǔn)管軸位于水平位置。水準(zhǔn)器分為管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種： (1) 管水準(zhǔn)器 又稱 水準(zhǔn)管 ，是一個封閉的玻璃管，管的內(nèi)壁在縱向磨成圓弧形，其半徑可自 至 100m。 從以上可以看出，望遠鏡的各項性能是相互制約的。這個范圍是一個圓錐體，所以視場角用圓錐體的頂角來表示。即放大率為： dDffv ??? 目物?? (2－ 6) (2)分辨率 是望遠鏡能分辨出兩個相鄰物點的能力，用光線通過物鏡后的最小視角來表示。為了使離儀器不同距離的目標(biāo)能成像于十字絲分劃板平面上，望遠鏡內(nèi)還必須安裝一個調(diào)焦透鏡 (圖 2－ 9)。十字絲交點和物鏡光心的連線稱為 視準(zhǔn)軸 ，也就是視線。物鏡的作用是使物體在物鏡的另一側(cè)構(gòu)成一個倒立的實像，目鏡的作用是使這一實像在同一側(cè)形成一個 放大的虛像 (圖 2－ 8)。旋轉(zhuǎn)微傾螺旋可使望遠鏡連同管水準(zhǔn)器作俯仰微量的傾斜，從而可使視線精確整平。望遠鏡和管水準(zhǔn)器與儀器的豎軸聯(lián)結(jié)成一體，豎軸插入基座的軸套內(nèi)，可使望遠鏡和管水準(zhǔn)器在基座上繞豎軸旋轉(zhuǎn)。 水準(zhǔn)器 用 于指示儀器或視線是否處于水平位置。 尺墊是用于轉(zhuǎn)點上的一種工具，用鋼板或鑄鐵制成 (圖 2－ 6)。為了便于倒像望遠鏡讀數(shù)，注的數(shù)字常倒寫。其中 DS05和 DS1 用于精密水準(zhǔn)測量， DS3 用于一般水準(zhǔn)測量， DS20則用于簡易水準(zhǔn)測量。此外，尚有一種新型水準(zhǔn)儀 —— 電子水準(zhǔn)儀，它配合條紋編碼尺，利用數(shù)字化圖像處理的方法，可自動顯示高程和距離，使水準(zhǔn)測量實現(xiàn)了自動化。圖中 IP 、 IIP 、?等點稱 中間點 ，中間點上只有一個前視讀數(shù)， 也稱中視讀數(shù)。 當(dāng)水準(zhǔn)測量的目的不是僅僅為了獲得兩點的高差，而是要求得一系列點的高程，例如測量沿線的地面起伏情況，水準(zhǔn)測量可按圖 2－ 4 進行。 圖 2－ 3 中置儀器的點Ⅰ、Ⅱ、?稱為 測站 。此外，高差的正負號又與測量進行的方向有關(guān)，例如圖 2－ 2 中測量由 A 向 B 進行，高差用 ABh 表示，其值為正；反之由 B 向 A 進行，則高差用 BAh 表示，其值為負。當(dāng)視線水平時，在 A、 B 兩個點的標(biāo)尺上分別讀得讀數(shù) a 和 b，則 A、 B 兩點的高差等于兩個標(biāo)尺讀數(shù)之差。臨時性的水準(zhǔn)點則可用更簡便的方法來設(shè)立，例如用刻鑿在巖石上的或用油漆標(biāo)記在建筑物上的簡易標(biāo)志。就是先在測區(qū)內(nèi)設(shè)立一些高程控制點，并精確測出它們的高程，然后根據(jù)這些高程控制點測量附近其他點的高程。從 1989 年起，國家規(guī)定采用青島驗潮站 1952～ 1979年的觀測資料，計算得出的平均海水面作為新的高程基準(zhǔn)面，稱為“ 1985國家高程基準(zhǔn)”。解放后我國采用青島驗潮站 1950～ 1956 年觀測結(jié)果求得的黃海平均海水面作為高程基準(zhǔn)面。三角高程測量一般精度較低，只是在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。 進行高程測量的主要方法有 水準(zhǔn)測量 和 三角高程測量 。 (6) 平均海水面 ____________（是，不是）參考橢球面。 (2) 不論處于何種位置的靜止液體表面 ____________（并不都是，都稱為）水準(zhǔn)面。 (8) 實際測量工作中依據(jù)的基準(zhǔn)線是 ________________線。 (4) 珠穆郎瑪峰的高程是 ，此值是指該峰至 ____________處的 ________長度。測量工作不能一開始就測量碎部點，而是先在測區(qū)內(nèi)統(tǒng)一選擇一些起控制作用的點，將它們的平面位置和高程精確地測量計算出來，這些點被稱作 控制點 ，由控制點構(gòu)成的幾何圖形稱作 控制網(wǎng) ，然后再根據(jù)這些控制點分別測量各自周圍的碎部點，進而繪制成圖，如圖 113 所示的多邊形 ABCDEF 就是該測區(qū)的控制網(wǎng)。地形圖就是將地面點正射投影到水平面上后再按一定的比例尺縮繪至圖紙上而成的。 1－ 5 測量工作概述 測量工作的基本任務(wù)是要確定地面點的幾何位置。如圖 18 中的 H?A、 H?B分別為地面上A、 B 兩點的假定高程。新的國家高程基準(zhǔn)面是根據(jù)青島驗潮站 1952~1979 年間的驗潮資料計算確定的，依此基準(zhǔn)面建立的高程系統(tǒng)稱為“ 1985 國家高程基準(zhǔn)”。 四、高程 在一般的測量工作中都以大地水準(zhǔn)面作為高程起算的基準(zhǔn)面。 地心 大地坐標(biāo)系 ：橢球體中心與地球質(zhì)心重合，橢球短軸與地球自轉(zhuǎn)軸相合，大地經(jīng)度 L 為過地面點的橢球子午面與格林尼治平子午面的夾角，大地緯度 B 為過地面點的法線與橢球赤道面的夾角，大地高 H 為地面點沿法線至橢球面的距離。 圖 19 高斯平面直角坐標(biāo) 三、地心坐標(biāo)系 衛(wèi)星大地測量是利用空中衛(wèi)星的位置來確定地面點的位置。如圖 19 所示。投影帶，即 24— 45 帶。 圖 1－ 7 投影分帶 圖 1－ 8 6176。帶中央 子午線重合，每帶的中央子午線經(jīng)度可用下式計算： ??? nL 33 （ 13） 式中 n? 為 3176。投影帶是在 6176。帶的帶號。 6176。 (a) (b) 圖 1－ 6 高斯投影概念 高斯投影沒有角度變形，但有長度變形和面積變形， 離中央子午線越遠，變形就越大，為了對變形加以控制，測量中采用限制投影區(qū)域的辦法，即將投影區(qū)域限制在中央子午線兩側(cè)一定的范圍，這就是所謂的分帶投影，如圖 17 所示。其余的經(jīng)線投影為凹向中央子午線的對稱曲線，長度較球面上的相 應(yīng)經(jīng)線略長。目前我國采用的是高斯投影，高斯投影是由 德國數(shù)學(xué)家、測量學(xué)家高斯提出的一種橫軸等角切橢圓柱投影，該投影解決了將橢球面轉(zhuǎn)換為平面的問題。測區(qū)內(nèi)任一地面點用坐標(biāo)（ x， y）來表示，它們與本地區(qū)統(tǒng)一坐標(biāo)系沒有必然的聯(lián)系而為獨立的平面直角坐標(biāo)系。測量工作中所用的平面直角坐標(biāo)與數(shù)學(xué)上的直角坐標(biāo)基本相同，只是測量工作以 x 軸為縱軸，一般表示南北方向，以 y 軸為橫軸一般表示東西方向，象限為順時針編號，直線的方向都是從縱軸北端按順時針方向度量的，如圖 15 所示。我國 1954 年北京坐標(biāo)系和 1980 年國家大地坐標(biāo)系就是分別依據(jù)兩個不同的橢球建立的大地坐標(biāo)系。過 P 點的大地子午面與起始大地子午面所夾的兩面角就稱為 P 點的 大地經(jīng)度 。 天文坐標(biāo)（ ?， ? ）是用天文測量的方法實測得到的。赤道面與地球表面的交線稱為 赤道 。 過點 P 的天文子午面與起始子午面所夾的兩面角就稱為 P 點的 天文經(jīng)度 。如圖 13 所示，將大地體看作地球， NS 即為地球的自轉(zhuǎn)軸， N 為北極， S為南極， O 為地球體中心。 一、地理坐標(biāo) 當(dāng)研究和測定整個地球的形狀或進行大區(qū)域的測繪工作時，可用地理坐標(biāo)來確定地面點的位置。 167。參考橢球體面只具有幾何意義而無物理意義，它是嚴(yán)格意義上的測量計算基準(zhǔn)面。因此人們進一步設(shè)想，用一個與大地體非常接近的又能用數(shù)學(xué)式表述的規(guī)則球體即旋轉(zhuǎn)橢球體來代表地球的形狀。 圖 1－ 1 地球自然表面 圖 1－ 2 旋轉(zhuǎn)橢球體 水準(zhǔn)面的特性是處處與鉛垂線相垂直。靜止的海水面稱作 水準(zhǔn)面 。 1969 年 7 月 20 日，美國登月宇宙飛船 “阿波 羅 ”11 號的宇航員登上月球的時候，就看到了帶藍色的渾圓的地球，有如在地球上觀月亮一樣。到 20世紀(jì) 50 年代末期，人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，通過衛(wèi)星觀測發(fā)現(xiàn)，南北兩個半球是不對稱的。 但是，人類對地球的認識并未就此結(jié)束。之后，阿拉伯也于 9 世紀(jì)進行了富有成果的弧度測量。 從公元 6 世紀(jì)開始，西方在宗教桎梏之下，人們不但不繼續(xù)沿著認識物質(zhì)世界的道路邁步前進，反而倒退了。 直到公元前 3 世紀(jì)，亞歷山大學(xué)者埃拉托色尼首創(chuàng)子午圈弧度測量法，實際測量緯度差來估測地圓半徑，最早證實了 “地圓說 ”。西方的古人按照自己所居住的陸地為大海所包圍，就認為“地如盤狀，浮于無垠海洋之上”。 在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，人類對自己 居住的地球面貌已愈來愈清楚明白。一方面，隨著人類文明的進展，對工程測量學(xué)的要求愈來愈高，服務(wù)范圍不斷擴大；另一方面，現(xiàn)代科技新成就，為工程測量學(xué)提供了新的工具和手段，從而推動了工程測量學(xué)的不斷發(fā)展。 178。 178。在變形觀測數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識的信息系統(tǒng)，并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運行期間的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治和環(huán)境保護的各種問題。 信息共享和傳播的網(wǎng)絡(luò)化是在數(shù)字化基礎(chǔ)上進一步錦上添花，包括在局域網(wǎng)和國際互連網(wǎng)上實現(xiàn)。用測量機器人還可實現(xiàn)了無人觀測即測量過程的自動化。 測量內(nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化系指測量內(nèi)業(yè)和外業(yè)工作已無明確的界限，過去只能 在內(nèi)業(yè)完成的事現(xiàn)在在外業(yè)可以很方便地完成。整個工程的測量工作集中反 映了工程測量的最新技術(shù)。精密測量不僅是施工的質(zhì)量保證，為整治工程病害提供可靠的資料，同時也能對整治效果作出精確評價。由于在建造過程中發(fā)現(xiàn)地基地質(zhì)構(gòu)造不良，出現(xiàn)不均勻沉陷，使塔身產(chǎn)生變形。結(jié)合露天煤礦的數(shù)字 地面模型，可計算出采煤量，經(jīng)對比試驗，其精度高達 4%。為了實時動態(tài)地得到挖煤機的采煤量，在其上安置了三臺 GPS 接收機，與參考站進行無線電實時數(shù)據(jù)傳輸和差分動態(tài)定位，挖煤機上兩點間距離的精度可達177。所作的各種精密測量，均考慮了重力和潮汐的影響。 ，磁件的精密定位精度僅幾個微米，并能以納米級的精度確定直線度。 國外的大型特種精密工程更不勝枚舉。 9mm。 武漢長江二橋全橋的貫通精度（跨距和墩中心偏差）達毫米級。 。 北京正負電子對撞機的精密控制網(wǎng)，點位精度達177。如對滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計算機智能仿真系統(tǒng)，擬進行研究的三峽庫區(qū)滑坡泥石流預(yù)報的 3S 工程等，都涉及到精密工程測量。舉世矚目的三峽水利樞扭工程，小浪底、二灘和溪洛渡等水利樞扭工程；長達 30 多公里的杭州灣大橋和東海大橋工程；已竣工的秦嶺隧道（ km），山西省引