测量的基本原理(3)
水准测量的基本原理及测量方法
水准测量的基本原理及测量方法内容：理解水准测量的基本原理；掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。
重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。
难点：水准仪的检验与校正。
§2.1 高程测量（Height Measurement ）的概念测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。
高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为：（1）水准测量(leveling)（2）三角高程测量(trigonometric leveling)（3）气压高程测量(air pressure leveling)（4）GPS 测量(GPS leveling)§2.2 水准测量原理一、基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。
a ——后视读数A ——后视点b ——前视读数 B ——前视点1、A 、 B 两点间高差：2、测得两点间高差后，若已知 A 点高程，则可得B点的高程：。
3、视线高程：4、转点TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。
二、连续水准测量如图所示，在实际水准测量中， A 、 B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。
此时有必要沿 A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。
根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到 A 、B 两点间的高差值，有：h 1 = a 1 － b 1h 2 = a 2 － b 2……则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b结论：A 、 B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。
全站仪技术的基本原理
全站仪技术的基本原理全站仪（Total Station）是一种高精度的测量仪器，广泛应用于工程测量、土地测量、建筑监测等领域。
它集合了电子距离测量仪（EDM）、角度测量仪和数据处理仪的功能，能够同时测量距离、水平角度和垂直角度，并利用内部计算机将测量数据实时处理和存储。
全站仪的基本原理可以分为以下几个方面：1.电子距离测量（EDM）原理：全站仪通过发射和接收红外线或激光脉冲来测量目标物体与仪器之间的距离。
它利用物体表面的反射特性，通过测量发射信号和接收信号的时间差来计算距离。
全站仪中的EDM装置使用了高频率的激光脉冲，能够以极高的精度实时测量距离。
2.角度测量原理：全站仪通过内置的测角器来测量目标物体相对于仪器的水平角度和垂直角度。
它使用的是角度编码器或位移传感器来测量仪器的转动角度，并将其转换成电信号进行处理。
全站仪还会自动进行角度差分和测向校正，以提高测量准确度。
3.数据处理原理：全站仪利用内部的计算机对测量数据进行实时处理和存储。
它可以根据测量模式和测量要求自动生成数据报告、计算坐标和测量误差等结果。
全站仪还可以与计算机或外部设备进行数据传输和交互，实现数据共享和进一步处理。
综合上述几个原理，全站仪的测量过程可以简单描述为以下几个步骤：1.设置目标：通过视觉对准目标物体，在全站仪的望远镜上观察目标，确保目标正对测量仪器。
2.进行测角：测量仪器会自动进行水平角度和垂直角度的测量，获取目标物体相对于仪器的角度数据。
3.进行距离测量：通过调节激光或红外线的发射和接收装置，测量仪器与目标物体之间的距离。
4.数据处理和存储：全站仪内部的计算机会实时处理测量数据，将角度、距离和其他相关数据进行计算和存储。
5.数据输出和传输：通过内置的数据端口，全站仪可以将测量数据输出到计算机或其他外部设备，实现数据共享和进一步处理。
总体来说，全站仪利用电子距离测量、角度测量和数据处理等原理，实现了高精度、多功能的测量能力。
测量工作基本原理
测量工作基本原理
测量工作的基本原理是通过采集和分析数据来获取有关物理量或特定属性的信息。
测量过程中需要遵循以下基本原理：
1. 准确性：测量结果应该尽可能接近被测量对象的真实值，避免误差的引入。
要提高测量的准确性，需要选择合适的测量仪器和方法，并进行校准和调整。
2. 精确性：测量结果应具有一定的稳定性和可重复性，以保证结果的精确性。
测量时应注意消除随机误差的影响，对重复测量结果进行统计分析。
3. 可追溯性：测量结果应该可以追溯到国际或国家标准，以验证结果的可靠性。
在实际测量中，可以通过建立标准样品和使用已知标准进行校准来确保结果的可追溯性。
4. 不确定度：测量结果通常会存在一定的不确定度，即结果的误差范围。
在测量时需要对不确定度进行评估和控制，以提供合理的测量结果和结论。
5. 常用测量方法：测量工作中常用的方法包括直接测量、间接测量、电气测量、光学测量、力学测量等。
根据被测量对象和要求选择合适的测量方法。
总之，测量工作的基本原理是通过准确、精确的测量方法获取可靠的测量结果，提供科学依据和技术支持。
两点测量原理
两点测量原理
两点测量原理是通过测量两点之间的相对空间位置来定位第三点的尺寸。
在测量过程中，两点之间的长度被视为公共边，然后通过线段测量第三点的尺寸，得出另外两边的长度，形成一个三角形。
这种测量方法可以应用于平面弧形、多边形、旋转楼梯等各种平面及立体结构，并且具有精度高、相互独立的特点。
具体来说，在平面测量中，可以标注字母号表示平面各点，然后在需要测量的平面内定好两点作为公共边，测量第三点与这两点的尺寸，形成三角形。
这种方法可以更准确地确定点的位置和尺寸，尤其适用于多边形、异形等复杂形状的测量。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
03第三章角度测量
能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计
制造的测角仪器。
二、竖直角测量原理
• 1、竖直角的概念 • 观测目标的方向（视线）与同一竖直
面内的水平线之间的夹角，称为该方 向线的竖直角，又称垂直角、倾角。 通常用δ表示。其角值范围为0˚～ ±90˚。 • 仰角:其角值为正；俯角:其角值为负。
•
盘左时，δ=90º-L
•
盘右时，δ=R-270º
• 5、记录与计算
竖直角记录计算表
测 站
目 标
竖盘 位置
竖盘读数 °′″
半测回垂直角 °′″
指标 差
″
一测回垂直角 °′″
备注
12 3
4
5
6
7
8
OA OB
左 95 22 00 －5 22 00
－36 －5 22 36
右
264 36 48
－5 23 12
返回
经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具有测钎、 标杆和觇牌等。
返回
A
O B 返回
A
o o o
B
返回
三、竖直角观测
• 1、瞄准
B
+α –α
图3-16 垂直角测量瞄准
O A
图3-11 垂直角测量原理
竖直角观测
• 2、指标水准管气泡居中
• （现在的仪器都有竖盘自动归零装置）
• 3、读数L、R
• 4、竖直角计算公式
2.水平角测量原理
• 如图3-1所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一 个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上； 通过OA和OB各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘 上截取的读数分别为a和b，则水平角β的角值为：
测量工作的原理是
测量工作的原理是
测量工作的原理是通过使用各种仪器、设备和方法来获取准确和可靠的数据，以了解特定物理量或属性的数值。
测量的基本原理包括以下几个方面：
1. 标准化：测量工作通常依赖于国际标准和单位，例如米、秒、千克等，以确保国际一致性和比较性。
2. 观测原理：测量通常通过观察、记录和分析物理现象或实验结果来获得数据。
这可以包括直接观测、记录仪器上的读数或者计算得出的数据。
3. 精确性和准确性：测量结果应该具有很高的精确性和准确性，即测量值应该与真实值尽可能接近，并且重复测量应该产生相似的结果。
4. 校准和调整：仪器和设备需要经过校准，以确保其读数和性能的准确性。
校准可以通过与已知标准或者参考值进行比较来完成。
5. 不确定度评估：每次测量都存在一定的误差和不确定性。
测量工作需要对这些不确定性进行评估和记录，以确保结果的可靠性和可比性。
综上所述，测量工作的原理是通过标准化、观测原理、精确性
和准确性要求、校准和调整以及不确定度评估等方法来获得准确和可靠的数据。
三等水准测量的基本原理
三等水准测量的基本原理
三等水准测量是一种较为简单、快速的水准测量方法，其基本原理如下：
1. 前后假设：三等水准测量中，假设起点高程为一个已知的标准高程（如国家基准点或前一水准测量的终点高程），然后依次测定各测站的高程，最后假设终点高程是前一站的已测得高程。
2. 高差测量：利用水准测量仪器，在测站之间测量高差。
一般采用三角测量法，即在不同位置上仰视或俯视测定目标点的位置，通过角度变化计算得出高差。
3. 仪器校正：在测量之前，需要对水准仪进行校正。
校正包括水平准线调整、对测量仪器进行检查等，以确保仪器的精度和准确度。
4. 误差修正：根据仪器误差以及其他影响因素，对测量结果进行修正。
修正的方法包括仪器常数、替代基准点、反演等。
5. 高程计算：通过对测量结果进行处理和计算，得到各个测站的高程。
计算方法包括平差计算、平均差计算等。
6. 结果校核：对测量结果进行校核，确保高程计算的准确性。
校核的方法主要是反演计算，通过将终点高程回代到起点进行检验。
总之，三等水准测量的基本原理是通过测量高差，利用仪器校正和误差修正等方法，计算出测站的高程，采用前后假设的方式进行高程的校核，从而实现对地面高程的测量。
全站仪测量基本原理
全站仪测量基本原理
全站仪测量基本原理包括三个方面：角度测量、距离测量和坐标计算。
角度测量：全站仪通过使用一对精确的水平仪来确定水平，然后使用垂直悬臂式测角仪来测量垂直角。
利用水平仪和垂直角度，测量仪可以确定任意方向上的水平角。
测量数据通过传感器和高精度编码器转化为数字信号并存储。
距离测量：全站仪使用电磁波（通常为红外线）通过发射一个瞬时脉冲并接收反射回来的信号来测量距离。
测量仪中的电子设备用于测量脉冲发射和接收之间的时间差，进而计算出距离。
坐标计算：全站仪可以通过测量不同方向的角度和距离来确定待测点相对于参考点的坐标。
通过使用三角函数和三角测量原理，可以将角度和距离转化为坐标值。
这些计算可以在测量仪内部的电脑进行，也可以在外部计算机上进行。
总结起来，全站仪测量基本原理是利用角度测量、距离测量和坐标计算来确定待测点的位置坐标。
这些原理的应用保证了测量数据的准确性和可靠性，使得全站仪成为现代测量领域中不可或缺的工具。
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测量任务要求 需求分析 拟定测量方案
现有仪器设备
选用测量仪器 （测试硬件平台）
设
计
阶
完成仪器互连
段
组建测量系统
决定测量技术 （测试软件平台）
拟定测量步骤
电子测量原理
设置仪器工作参 数
实
施
执行测量操 作
阶
段
测试数据处
理
测量结果显 示
结束
第13页
1.1.3 测量的基本要素（续）
电子测量原理
3.被测对象——信息
➢ 广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息 的感知和信息识别两个环节。
第9页
1.1.3 测量的基本要素
1.测量的基本要素
电子测量原理
被 测 对 象
信 息
显 示
测 试 仪 器 系 统
测 量 人 员
感 知 和 识 别
被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和 测量环境
第10页
1.1.3 测量的基本要素（续）
第15页
1.1.3 测量的基本要素（续）
电子测量原理
环境对测量的影响
A. 环境对被测对象的影响：某些被测对象客体（如器件、 电路或系统）的性能特性对环境变化较为敏感或非常敏感， 因此，原则上测量应在被测对象的正常或额定工作条件下 进行。
讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共性问 题。
分别从信息获取的广义概念和量值比较的狭义概 念上，阐述测量的基本原理；
从实现测量原理的变换、比较、处理和显示等环 节中，阐述电子测量的基本技术。
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1.1 测量的基本概念
电子测量原理
1.1.1 测量的意义
➢ 日常生活中处处离不开测量。
➢ 科学的进步和发展离不开测量， 离开测量就不会有真正的科学。
第五部分数域测量，介绍数字系统的基本测量原理和方 法，包括数字信号的产生、逻辑分析、可测性设计及数 字系统测试的典型实例。
第六部分测量系统集成，阐述组建测量系统的硬件平台、 软件平台、总线标准、通信技术等。
第2页
第1章 测量的基本原理
电子测量原理
本章阐述测量学科的丰富内涵。
介绍测量、计量的基本概念，即它们的意义、内 容、特点及应用。
✓ A.直接比较 B.间接比较；C.需要测量仪器。 ➢ ④测量标准：同类已知单位。 ➢ ⑤测量结果：最终能表示给测量主体（人）。
第7页
电子测量原理
1.1.2 测量的定义（续）
被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘上 的刻度是事先与标准量进行比较的结果。
(a) 天平直接比较
被测物体的重量等于标 准砝码的重量
设计阶段
* 选择测试仪器，组建测试系统。 * 制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序） • 实施阶段 * 对仪器和系统实施测试操作（发控制命令），按照逻辑
和时序完成测量过程，取得测量数据; * 分析测量误差并显示测量出结果。
第12页
1.1.3 测量的基本要素（续）
开始
被测对象
论 证 阶 段
（b）弹簧称间接比较 图1－1 测量的比较原理
第8页
1.1.2 测量的定义（续）
电子测量原理
2.广义测量的定义
➢ 广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量， 而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测 量。
➢ 例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地 震源测定、卫星定位等。
➢ 而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信 息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对 象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。
电子测量原理
被测 对象
对象 属性
被测信息
激励信号
影响
原理 方法
选择 仪器
决定 方法
仪器 系统
影 响
测量 环境
测量策 略、算法
参数命令 数据状态
影响
测量 人员
图 1-3 测 量 的 基 本 要 素
第11页
1.1.3 测量的基本要素（续）
电子测量原理
2.测量过程——基本要素之间的互动关系
• 论证阶段: 测量的主体（测量人员）根据测试任务的要求、被测对 象的特点、属性，及现有仪器设备状况，拟定合理的 测试方案。
没有望远镜就没有 天文学，没有显微 镜就没有细胞学， 没有指南针就没有
航海事业
✓
第4页
1.1.1 测量的意义（续）
电子测量原理
➢ 生产发展离不开测量
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长 度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候， 出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。
现代化的工业生产中，处处离不开测量 例如，一个大型钢铁厂需要约2万个测量点。
➢ 在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开 测量
例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中 受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、 机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。
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1.1.2 测量的定义
电子测量原理
1.狭义测量的定义
➢ 测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 ➢ 在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地
➢ 广义的测量是信息的获取，信息反映了事物的运动的状态 及其变化方式。
4.测量仪器系统——量具和仪器
➢ 测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等。
5.测量的主体——测量人员
➢ 手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成 ➢ 自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测量
策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。
电子测量原理
《电子测量原理》
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课程简介
电子测量原理
第一部分测量总论及误差理论，介绍测量的基本概念、 技术方法及系统组成，误差理论和数据处理等。
第二部分基本电参量测量，包括频率、电压、阻抗等。
第三部分时域测量，以示波器为背景介绍时域信号波形 的采集、显示及应用技术。
第四部分频域测量，重点讨论频域中的信号频谱和网络 性能的测量，介绍测量激励信号源的基本工作原理。
与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结 果。
测量结果＝测量数值.测量单位，即： x{x}x0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1.1.2 测量的基本概念（续）
电子测量原理
测量的内涵
➢ ①测量对象：被测客体中的相应的量值信息； ✓ 测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；
➢ ②测量过程: 通过实验去认识对象的过程。 ➢ ③测量方法：比较；
6.测试技术
➢ 测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。
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1.1.3 测量的基本要素（续）
电子测量原理
7.测量环境
测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空间 的一切物理和化学条件的总和。
测量环境包括温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化学气 雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源阻抗、负 载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及其变化。