1. 攝影測(cè)量?jī)?nèi)定向的作用

原理：

經(jīng)緯儀是望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械部分，使望遠(yuǎn)鏡能指向不同方向。經(jīng)緯儀具有兩條互相垂直的轉(zhuǎn)軸，以調(diào)校望遠(yuǎn)鏡的方位角及水平高度。此類架臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，主要配合地面望遠(yuǎn)鏡（大地測(cè)量、觀鳥等用途）使用，若用來(lái)觀察天體，由于天體的日周運(yùn)動(dòng)方向通常不與地平線垂直或平行，因此需要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩軸并隨時(shí)間變換轉(zhuǎn)速才能追蹤天體，不過(guò)視場(chǎng)中其它天體會(huì)相對(duì)于目標(biāo)天體旋轉(zhuǎn)，除非加上抵消視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，否則不適合用于長(zhǎng)時(shí)間曝光的天文攝影。

經(jīng)緯儀包括基座、度盤（水平度盤和豎直度盤）和照準(zhǔn)部三個(gè)部分。基座用來(lái)支撐整個(gè)儀器。水平度盤用來(lái)測(cè)量水平角。照準(zhǔn)部上有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)管以及讀數(shù)裝置等等。

經(jīng)緯儀是測(cè)量工作中的主要測(cè)角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤、豎直度盤、水準(zhǔn)器、基座等組成。測(cè)量時(shí)，將經(jīng)緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器將儀器中心對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站點(diǎn)上，用水準(zhǔn)器將儀器定平，用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)，用水平度盤和豎直度盤測(cè)定水平角和豎直角。按精度分為精密經(jīng)緯儀和普通經(jīng)緯儀；按讀數(shù)設(shè)備可分為光學(xué)經(jīng)緯儀和游標(biāo)經(jīng)緯儀；按軸系構(gòu)造分為復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外，有可自動(dòng)按編碼穿孔記錄度盤讀數(shù)的編碼度盤經(jīng)緯儀；可連續(xù)自動(dòng)瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤經(jīng)緯儀；利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測(cè)定地面點(diǎn)方位的陀螺經(jīng)緯儀和激光經(jīng)緯儀；具有經(jīng)緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測(cè)的全能經(jīng)緯儀；將攝影機(jī)與經(jīng)緯儀結(jié)合一起供地面攝影測(cè)量用的攝影經(jīng)緯儀等。

2. 攝影測(cè)量相對(duì)定向的目的是為了消除

礦井定向概括說(shuō)來(lái)可分為兩大類:一類是從幾何原理出發(fā)的幾何定向;另一類則是以物理特性為基礎(chǔ)的物理定向。

幾何定向分為：

(1)通過(guò)乎酮或斜井的幾何定向;

(2)通過(guò)一個(gè)立井的幾何定向(一井定向)，

(3)通過(guò)兩個(gè)立井的幾何定向(兩井定向)。

物理定向可分為：

(1)用精密磁性儀器定向;

(2)用投向儀定向;

(3)用陀螺經(jīng)緯儀定向。

通過(guò)平酮或斜井的幾何定向，只需通過(guò)斜井或平嗣敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線，對(duì)地面和井下進(jìn)行連測(cè)即可。用精密磁性儀器和投向儀定向，因其定向精度與操作使用的方便程度等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如陀螺經(jīng)緯儀定向，所以這里不再詳細(xì)討論。

《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定的聯(lián)系測(cè)量的主要精度要求見(jiàn)表3-1。

《煤礦測(cè)量規(guī)程》中幾何定向的限差，是根據(jù)目前各礦的實(shí)際定向精度制定的。根據(jù)一些局礦的統(tǒng)計(jì)資料，求得兩次獨(dú)立定向平均值的中誤差Ma0和兩次獨(dú)立定向值的允許互差△a列于表3-2。

陀螺經(jīng)緯儀精度級(jí)別是按實(shí)際達(dá)到的一測(cè)回測(cè)量陀螺方位角的中誤差確定的，分為+15"和士25"兩級(jí)，并依此規(guī)定陀螺經(jīng)緯儀定向的各項(xiàng)限差?！耙淮瓮勇萁?jīng)緯儀定向”系指按照陀螺經(jīng)緯儀一次定向程序所求得的并下定向邊的坐標(biāo)方位角的全過(guò)程。獨(dú)立進(jìn)行兩次陀螺經(jīng)緯儀定向測(cè)量的目的是:增加陀螺經(jīng)緯儀定向的可靠性;提高井下定向邊的陀螺定向精度，以便在井下導(dǎo)線中加測(cè)陀螺定向邊而構(gòu)成方向附合導(dǎo)線時(shí)，陀螺定向邊的精度相對(duì)導(dǎo)線測(cè)角精度而言。能起到控制作用。

3. 攝影測(cè)量學(xué)內(nèi)定向

相對(duì)定向元素(elements of relative orientation)是指確定攝影瞬間相鄰兩航片間（兩張像片）相對(duì)位置和姿態(tài)的參數(shù)，相對(duì)定向元素共有5個(gè)。根據(jù)相對(duì)定向時(shí)所選坐標(biāo)系的不同，常采用兩種系統(tǒng)：連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向元素(保持一張像片不動(dòng)，通過(guò)平移和旋轉(zhuǎn)另一張像片來(lái)確定兩張像片間相對(duì)位置的參數(shù))；單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向元素(同時(shí)旋轉(zhuǎn)兩張像片以確定它們間相對(duì)位置的參數(shù))。

相對(duì)定向元素

確定一個(gè)像對(duì)的兩種像片相對(duì)位置關(guān)系所需要的元素叫做相對(duì)定向元素。它是描述立體像對(duì)中兩張像片的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系的元素。一個(gè)像對(duì)的相對(duì)定向元素共有5個(gè)，這5個(gè)相對(duì)定向元素隨著所選取的像空間輔助坐標(biāo)系的不同，通常有兩種不同的表達(dá)形式。

連續(xù)像對(duì)的相對(duì)定向元素

欲恢復(fù)一個(gè)像對(duì)兩張像片之間的相關(guān)位置，可以以像對(duì)的左片為基準(zhǔn)，只通過(guò)確定右片相對(duì)于左片的5個(gè)元素(by，bz，αx，ω，k)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于這種相對(duì)定向元素能連續(xù)地恢復(fù)相鄰或一條航線上所有投影光束之間的相對(duì)方位，故這種相對(duì)定向元素被稱為連續(xù)像對(duì)的相對(duì)定向元素。其中，by、bz為攝影基線在像空間輔助坐標(biāo)系中Y、Z坐標(biāo)軸上的投影，稱為攝影基線的兩個(gè)分量；αx為右像片主光軸S2O2在X2Z2坐標(biāo)面上的投影與Z2軸的夾角；ω為右像片主光軸S2O2與X2Z2坐標(biāo)面之間的夾角；k為Y2軸在右像片平面上的投影與右像片像平面坐標(biāo)系y2軸之間的夾角。

單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素

欲恢復(fù)一個(gè)像對(duì)兩張像片的相關(guān)位置，還可以選擇攝影基線B為像空間輔助坐標(biāo)系的X軸，通過(guò)確定左、右片的5個(gè)元素(αx1，k1，ω2，αx2，k2)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于采用這種相對(duì)定向元素來(lái)確定一個(gè)像對(duì)的兩種像片相對(duì)位置時(shí)，左、右光束需要分別移動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)，這種相對(duì)定向元素考慮建起一個(gè)像對(duì)的立體幾何模型(即稱單模型或獨(dú)立模型)，而不顧及相鄰模型間的連續(xù)性，故這種相對(duì)定向元素稱為單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素。其中，ω2為左、右兩像片主核面之間的夾角，由左核面起算，逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)；αx1、αx2為左、右主核面上左、右主光軸與攝影基線垂線之間的夾角，由垂線起算，順時(shí)針為正，逆時(shí)針為輔；k1、k2為左、右主核線與左、右像平面坐標(biāo)系x軸間的夾角，由主核線起算，逆時(shí)針至x軸正方向?yàn)檎?/p>

目的：為測(cè)繪地形圖提供定向控制點(diǎn)和像片定向參數(shù)?測(cè)定大范圍內(nèi)界址點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)測(cè)定大范圍內(nèi)界址點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)?單元模型中大量地面點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算單元模型中大量地面點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算?解析近景攝影測(cè)量和非地形攝影測(cè)解析近景攝影測(cè)量和非地形攝影測(cè)量

意義：不觸及被量測(cè)目標(biāo)即可測(cè)定其位置和幾不觸及被量測(cè)目標(biāo)即可測(cè)定其位置和幾何形狀?可快速地在大范圍內(nèi)同時(shí)進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)定可快速地在大范圍內(nèi)同時(shí)進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)定，以節(jié)省野外測(cè)量工作量，以節(jié)省野外測(cè)量工作量?不受通視條件限制不受通視條件限制?攝影測(cè)量平差時(shí)，區(qū)域內(nèi)部精度均勻，攝影測(cè)量平差時(shí)，區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制

4. 航空攝影測(cè)量相對(duì)定向

常用的建筑測(cè)量?jī)x器主要有：測(cè)距儀、測(cè)量?jī)x、經(jīng)緯儀、平板儀、水準(zhǔn)儀、激光測(cè)量?jī)x、速測(cè)儀、投影儀、陀螺經(jīng)緯儀、測(cè)圖儀、攝影儀等。

1、測(cè)距儀

應(yīng)用電磁波運(yùn)載測(cè)距信號(hào)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的儀器。測(cè)程在5～20公里的稱為中程測(cè)距儀,測(cè)程在5公里之內(nèi)的為短程測(cè)距儀。精度一般為5mm+5ppm，具有小型、輕便、精度高等特點(diǎn)。生產(chǎn)的雙色精密光電測(cè)距儀精度已達(dá)0.1mm+0.1ppm電磁波測(cè)距儀已廣泛用于控制、地形和施工放樣等測(cè)量中，成倍的提高了外業(yè)工作效率和量距精度。

2、量測(cè)儀

攝影測(cè)量中用于測(cè)定立體像對(duì)上同名點(diǎn)的像片平面直角坐標(biāo)和坐標(biāo)差(視差)的儀器。由觀測(cè)系統(tǒng)，導(dǎo)軌系統(tǒng)，像片盤，量測(cè)系統(tǒng)和照明設(shè)備等部分組成。有的儀器有自動(dòng)坐標(biāo)記錄裝置，還可直接獲得計(jì)算機(jī)使用的穿孔紙帶，或配有自動(dòng)拍攝所量測(cè)像點(diǎn)影像的裝置。主要用于解析空中三角測(cè)量和地面立體攝影測(cè)量加密像控點(diǎn)。

3、經(jīng)緯儀

測(cè)量水平角和豎直角的儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤與垂直度盤和基座等部件組成。按讀數(shù)設(shè)備分為游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀和電子(自動(dòng)顯示)經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀廣泛用于控制、地形和施工放樣等測(cè)量。中國(guó)經(jīng)緯儀系列有:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60六個(gè)型號(hào)在經(jīng)緯儀上附有專用配件時(shí),可組成：激光經(jīng)緯儀、坡面經(jīng)緯儀等。此外，還有專用的陀螺經(jīng)緯儀、礦山經(jīng)緯儀、攝影經(jīng)緯儀等。

4、平板儀

地面人工測(cè)繪大比例尺地形圖的主要儀器。由照準(zhǔn)儀、平板和支架等部件組成。在照準(zhǔn)儀上附加電磁波測(cè)距裝置，可使技術(shù)人員工作時(shí)更為方便迅速。

5、水準(zhǔn)儀

利用連通管測(cè)定兩點(diǎn)間微小高差的儀器。主要是由測(cè)深儀和控制器組成的觀測(cè)系統(tǒng)。前者用微型電機(jī)作為動(dòng)力，以測(cè)針自動(dòng)跟蹤水位進(jìn)行觀測(cè)，后者由電子設(shè)備部件經(jīng)過(guò)測(cè)深儀與沉降點(diǎn)有線連接后，指揮任一沉降點(diǎn)進(jìn)行工作，并由數(shù)碼管顯示逐點(diǎn)的觀測(cè)值。在良好條件下，觀測(cè)精度可達(dá)0.05mm左右。儀器主要用于精密測(cè)定建筑物沉降，建筑物安裝及地震預(yù)報(bào)中的傾斜觀測(cè)。測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間高差的儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器(或補(bǔ)償器)和基座等部件組成。

按構(gòu)造分：定鏡水準(zhǔn)儀、轉(zhuǎn)鏡水準(zhǔn)儀、微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀廣泛用于控制、地形和施工放樣等測(cè)量工作。中國(guó)水準(zhǔn)儀的系列標(biāo)準(zhǔn)有：DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等型號(hào)。在水準(zhǔn)儀上附有專用配件時(shí),可組成激光水準(zhǔn)儀。

6、激光測(cè)量

裝有激光發(fā)射器的各種測(cè)量?jī)x器。這類儀器較多，其共同點(diǎn)是將一個(gè)氦氖激光器與望遠(yuǎn)鏡連接,把激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒,并使其與視準(zhǔn)軸重合。利用激光束方向性好、發(fā)射角小、亮度高、紅色可見(jiàn)等優(yōu)點(diǎn)，形成一條鮮明的準(zhǔn)直線，做為定向定位的依據(jù)。在大型建筑施工，溝渠、隧道開挖，大型機(jī)器安裝，以及變形觀測(cè)等工程測(cè)量中應(yīng)用甚廣。

7、速測(cè)儀

由電子經(jīng)緯儀、電磁波測(cè)距儀、微型計(jì)算機(jī)、程序模塊、存儲(chǔ)器和自動(dòng)記錄裝置組成，快速進(jìn)行測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算、記錄等多功能的電子測(cè)量?jī)x器電子速測(cè)儀適用于工程測(cè)量和大比例尺地形測(cè)量。并能為建立數(shù)字地面模型提供解析數(shù)據(jù)，使地面測(cè)量趨于自動(dòng)化，還可對(duì)活動(dòng)目標(biāo)做跟蹤測(cè)量，例如對(duì)于港口工程中的船舶進(jìn)出港口的航跡觀測(cè)。

8、投影儀

將具有傾斜和地面起伏的中心投影像片變換成正射影像圖的攝影測(cè)量專用儀器。正射影像圖具有成圖快速、信息豐富、直觀易識(shí)等技術(shù)特點(diǎn)，正射投影儀一般分光學(xué)投影和電子投影兩類，可以聯(lián)機(jī)或脫機(jī)作業(yè),制作正射影像圖

9、陀螺經(jīng)緯儀

將陀螺儀和經(jīng)緯儀組合在一起，用以測(cè)定真方位角的儀器。在地球上南北緯度75°范圍內(nèi)均可使用。陀螺高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于受地球自轉(zhuǎn)影響，其軸向子午面兩側(cè)往復(fù)擺動(dòng)。通過(guò)觀測(cè)，可定出真北方向。陀螺經(jīng)緯儀主要用于礦山和隧道地下導(dǎo)線測(cè)量的定向工作。有的陀螺經(jīng)緯儀用微處理機(jī)進(jìn)行控制，自動(dòng)顯示測(cè)量成果，具有較高的測(cè)量精度。激光陀螺經(jīng)緯儀則具有精度較高、穩(wěn)定和成本低的特點(diǎn)。

10、測(cè)圖儀

航空攝影測(cè)量全能法測(cè)圖儀器的統(tǒng)稱。是攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)成圖的主要儀器。其結(jié)構(gòu)原理是以攝影過(guò)程的幾何反轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)。由投影系統(tǒng)、量測(cè)系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)和繪圖系統(tǒng)組成。儀器按投影方式分為光學(xué)投影、機(jī)械投影和光學(xué)機(jī)械投影三種，按使用范圍分，有專為地面立體攝影經(jīng)緯儀配套的儀器，也有既可供航測(cè)成圖又可供地面攝影成圖的全能儀器;有的限于測(cè)圖，有的還能用于空中三角測(cè)量。

發(fā)展的趨勢(shì)是主機(jī)結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單，但增加各種外圍設(shè)備，如自動(dòng)坐標(biāo)記錄裝置，正射投影裝置、數(shù)控繪圖桌等,以擴(kuò)大使用范圍,提高工作效率。另外,解析測(cè)圖儀也可歸于全能法測(cè)圖儀器,它由帶有反饋系統(tǒng)的高精度立體坐標(biāo)量測(cè)儀、電子計(jì)算機(jī)、數(shù)控繪圖桌、控制臺(tái)及相應(yīng)的軟件組成。新型解析測(cè)圖儀可以聯(lián)機(jī)或脫機(jī)測(cè)圖，其人機(jī)對(duì)話的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、信息庫(kù)、圖解系統(tǒng)用于地籍測(cè)量和空中三角測(cè)量，可獲取數(shù)字地面模型、斷面圖、進(jìn)行地面攝影測(cè)量以及修測(cè)更新地圖等。

11、攝影儀

由攝影機(jī)和經(jīng)緯儀組裝而成的供地面攝影測(cè)量野外作業(yè)用的主要儀器。攝影機(jī)上有物鏡、暗箱、承片框、檢影器。在承片框上裝有精密的框標(biāo)。

5. 攝影測(cè)量絕對(duì)定向元素

內(nèi)方位元素是描述攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù),包括三個(gè)參數(shù),即攝影中心S到像片的垂距(主距) f 及像主點(diǎn),即f,x0,y0 .在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x0,y0 . 外定向就是要確定相機(jī)在攝影瞬間的位置和姿態(tài)即外方位元素（Xo,Yo,Zo,ω,φ,κ）.其中Xo,Yo,Zo代表攝影中心在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo),ω,φ,κ描述攝影光束空間姿態(tài)的三個(gè)角元素.

6. 簡(jiǎn)述攝影測(cè)量中的三個(gè)定向

．單點(diǎn)定向

　　此方法只適用造斜點(diǎn)較淺的情況，通常井深小于1000米。因?yàn)樵煨秉c(diǎn)較深時(shí)，反扭角很難控制，且定向時(shí)間較長(zhǎng)。施工過(guò)程如下：

　　（l）下入定向造斜鉆具至造斜點(diǎn)位置（注意：井下馬達(dá)必須按廠家要求進(jìn)行地面試驗(yàn)）。

　?。?）單點(diǎn)測(cè)斜，測(cè)量造斜位置的井斜角，方位角，彎接頭工具面；

　?。?）在測(cè)斜照相的同時(shí)，對(duì)方鉆桿和鉆桿進(jìn)行打印，并把井口鉆桿的印痕投到轉(zhuǎn)盤面的外緣上，作為基準(zhǔn)點(diǎn)；

　?。?）調(diào)整工具面（調(diào)整后的工具面是：設(shè)計(jì)方位角十反扭角）。鎖住轉(zhuǎn)盤、開泵鉆進(jìn)；

　?。?）定向鉆進(jìn)。每鉆進(jìn)2～4個(gè)單根進(jìn)行一次單點(diǎn)測(cè)斜，根據(jù)測(cè)量的井斜角和方位角及時(shí)修正反扭矩的誤差，并調(diào)整工具面；

　?。?）當(dāng)井斜角達(dá)到8～10度和方位合適時(shí)，起鉆換增斜鉆具，用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)。在單點(diǎn)定向作業(yè)中要注意：

　?、僭诖_定了反扭角和鉆壓后，要嚴(yán)格控制鉆壓的變化范圍，通常在預(yù)定鉆壓±19.6千牛（2噸）內(nèi)變化；

　?、诿看谓訂胃鶗r(shí)，鉆桿可能會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)，注意轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿的打印位置至預(yù)定位置；

　?、廴绻{(diào)整工具面的角度較大（＞90度），調(diào)整后應(yīng)活動(dòng)鉆具2～3次（停泵狀態(tài)），以便鉆桿扭矩迅速傳遞。

7. 攝影測(cè)量影像定向的目的

全站儀角度定后視測(cè)量和坐標(biāo)定后視測(cè)量是一個(gè)概念哦，后視方位角是根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)推算出來(lái)的，區(qū)別是一個(gè)是計(jì)算器算，一個(gè)是儀器算。

后視的目的是定向，只有定向正確了，以后測(cè)出的坐標(biāo)才是正確的。即確定從儀器到定向點(diǎn)間的直線，位于坐標(biāo)系里的方位角，定好后所有測(cè)出的坐標(biāo)都會(huì)在該坐標(biāo)系里。

8. 對(duì)攝影測(cè)量定位的基本原理和主要應(yīng)用進(jìn)行闡述

坐標(biāo)測(cè)量是一種用于測(cè)量零件或部件的幾何尺寸、形狀和相互位置的測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量空間任意的點(diǎn)、線、面以及相互位置，獲得被測(cè)量幾何型面上各測(cè)點(diǎn)的幾何坐標(biāo)尺寸，再由這些點(diǎn)的坐標(biāo)值經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求出被測(cè)零部件的幾何尺寸和形狀位置誤差。