工程测量技术课件之水准测量

浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》第第22章章水准测量水准测量2.12.1水准测量的原理水准测量的原理2.22.2水准测量仪器及工具水准测量仪器及工具2.32.3水准仪的使用水准仪的使用2.42.4水准测量外业水准测量外业2.52.5水准测量校核水准测量校核2.62.6水准测量内业计算水准测量内业计算2.72.7水准测量检验与校正水准测量检验与校正2.82.8水准测量误差的分析水准测量误差的分析2.92.9几种新式水准仪简介几种新式水准仪简介考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》高差是确定地面点位的三要素之一，一般是通过测量高差进而求得点的高程。水准测量是精密测量地面点高程最主要的方法。本章重点介绍水准测量的原理、水准仪的基本构造和使用、水准测量外业和内业以及水准仪的检验与校正等内容。1.水准测量2.三角高程测量3.物理高程测量4.GPS高程测量高程测量可分为：考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.1水准测量的原理利用仪器提供的水平视线，在两根直立的尺子上获取读利用仪器提供的水平视线，在两根直立的尺子上获取读数，来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。数，来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。hhABAB==aa--bHbHBB==HHAA++hhABABhhABAB有正负之分，有正负之分，hhABAB为正为正,,说明说明BB点比点比AA点高，反之说明点高，反之说明BB点比点比AA点低。点低。AABB平均海水面平均海水面b水平视线水平视线HHAAHHBB=?=?hhABABa后视点后视点前视点前视点后后尺尺前前尺尺后视读数后视读数前视读数前视读数测量前进方向考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》高差法巳知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程的方法叫高差法高差法。高差法的计算测点高程公式为：HB=HA+hAB此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（例如路线工程测量）。11223344A112233BABBAⅠⅡⅢⅣA考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》仪高法在实际工作中，如要求安置一次仪器测出若干个前视点待定高程（例如平整土地测量），此时可采用仪高法仪高法，即通过水准仪的视线高程Hi计算待定点B的高程HB。当安置仪器后，读已知后视点读数a，从图中可看出水准仪的视线高程Hi为Hi=HA+aA12HAiHabb12HH12大地水准面待定点高程=仪器视线高程Hi-前视读数b则待定点1的高程H1=Hi-b1待定点2的高程H2=Hi-b2考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.2水准测量的仪器与工具1.1.水准仪的分类水准仪的分类按精度分：S05、S1、S3、S10共4级。按构造分：按构造分：微倾式水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪。3.水准尺与尺垫水准尺与尺垫水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。2.2.微倾式水准仪微倾式水准仪构造构造望远镜、水准器、托板、基座共4部分。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》自动安平水准仪数字水准仪微倾水准仪水准仪分类激光水准仪考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆S3级水准仪像片☆望远镜水准器托板基座考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》望远镜由物镜、目镜、对光凹透镜、十字丝组成下图为望远镜成像光路图视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》水准器圆水准器（粗平用）圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直。水准管（精平用）管水准器用来指示视准轴是否水平｛管水准器圆水准器考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》水准管零点：水准管零点：水准管圆弧上分划的对称中心。水准管轴：水准管轴：通过水准管零点所作水准管圆弧的纵切线，称为水准管轴，用LL表示。水准管式中：τ----2mm所对的圆心角，单位秒（˝）ρ˝=206265R----水准管圆弧半径，单位毫米（mm）2R水准管分划值：水准管分划值：2mm弧长所对的圆心角τ称为水准管分划值。即考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》圆水准器零点：分划圈中心圆水准轴：即通过水准器零点所作球面的法线。用L´L´表示。当气泡居中时，圆水准器轴竖直，此时仪器竖轴处于竖直位置。DS3型水准仪圆水准器分划值为8´/2mm，分划值大，故精度低，只能用于粗平。L′L′圆水准器考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆水准尺与尺垫☆NO.1塔尺使用时水准尺安放在尺垫的半球突出顶上双面水准尺考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.3水准仪的使用1.测站安置(1)安置仪器(2)粗略整平（粗平）2.瞄准水准尺目镜对光，使十字丝清晰物镜对光，使目标清晰，并消除视差消除视差3.精平与读数精平读数考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆用圆水准器进行粗平☆左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。两手相对转动通过水准器零点与1、2两脚螺旋连线的垂线上考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》粗平的另一种操作法123ab脚螺旋圆水准器左手右手第1次操作第2次操作脚螺旋脚螺旋第1步：先旋转脚螺旋①，使气泡a向刻划圆圈移动，实际移到b处第2步：再用两手转脚螺旋②、③，使气泡居中。反复操作使气泡完全居中。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆视差现象☆a'十字丝分划板aaa视差产生的原理考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆消除视差的步骤：2341、调目镜螺旋使十字丝清晰；2、反复调对光螺旋使目标的像与十字丝平面重合，眼睛上下观察两者没有错动现象为止。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）用微倾螺旋精确调平视线微倾螺旋考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆水准尺读数1☆123234考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》☆水准尺读数2☆考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》水准仪使用步骤及注意事项水准仪使用步骤及注意事项1.测站安置安置仪器:用中心螺旋把仪器与三脚架相连粗略整平（粗平）：用脚螺旋2.瞄准水准尺目镜对光，使十字丝清晰物镜对光，使目标清晰，并消除视差消除视差3.精平：使用微倾螺旋，使水准管气泡居中4.读数：用十字丝横丝在尺上读数，从小到大读考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.4水准测量外业1.水准点测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称水准点，用BM（BenchMark）表示。分永久性与临时性2种。永久水准点临时水准点考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》通常待定点离水准点较远或高差很大，就需要连续多次安置仪器才能测定两点高差，例如下图：第1站：hA1=a1-b1第2站：h12=a2-b2第3站：h23=a3-b3……………………….第n站：hnB=an-bn----------------------------∑h=hAB=∑a-∑b已知HA，则HB=HA+∑h2.水准测量外业（复合水准测量）测站：安置仪器的位置称为测站转点：两站之间的立尺点，仅起高程传递作用，称为转点。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》ABHA已知HB未知大地水准面TP1a1b1TP2a2b2测站测点水准尺读数后尺(a)前尺(b)高差(m)高程(m)1A1852TP10658+1.19421672TP21360+0.312☆水准测量外业动画☆考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》ABHA已知HB未知大地水准面TP1a1b1TP2a2b2a3b3a4b4TP31360测站测点水准尺读数后尺(a)前尺(b)高差(m)高程(m)1A1852TP10658+1.19421672TP2+0.31231029TP31472-0.44341754B1396+0.35871.63273.053考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》转点转点11BMABMAPP已知临时水准点已知临时水准点BMABMA点高程点高程HHAA=50.000m,=50.000m,求求PP点的高程。点的高程。往测往测水准测量实习外业与内业水准测量实习外业与内业由临时水准点BMA，测未知点P，往测两站，返测两站。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》转点转点11BMABMAPP往测往测考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》转点转点22BMABMAPP返测返测考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》转点转点AABB已知临时水准点已知临时水准点BMABMA高程高程HHAA=50.000m,=50.000m,求求PP点的高程。点的高程。返测返测☆水准测量记录表水准测量记录表.doc.doc☆外业结束，每人在室内独立进行内业计算考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.2.测站检核：测站检核：(1)(1)变动仪器高法：变动仪器高法：在同一测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行校核，即第一次测得高差之后，改变仪器高度重新安置，再测一次。两次测量高差之差不大于8mm（对等外水准测量）。2.5水准测量的检核方法1.1.计算检核：计算检核：一测站观测1次时：abh-=邋BAHHh-=å一测站观测2次时：2abh-=邋å考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》黑面求得高差黑面求得高差==红面求得高差红面求得高差±±0.1m0.1m(后视尺为4.687，取“+”号，后视尺为4.787，取“-”号)红黑双面求得高差不得超过容许值，四等水准不得超过5mm，等外水准可放宽至8mm。在同一测站，仪器高度不变，黑面测得高差与红面测得高差应相等。配对的双面水准尺，红面起点不是0，一根是4.687m，另一根是4.787m，所以求得高差还须±±0.1m0.1m，才是地面的实际高差。即(2)双面尺法：考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》红黑双面水准尺4.7874.687NO.1NO.2一对双面水准尺，红面起点一根为4.687m，另一根为4.787m。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》从一水准点BMA出发，沿各待定高程点逐站进行水准测量，最后附合到另一水准点BMB上。iBAhHH=-å()hiBAfhHH=--å1240hhfnfL容容==山地平地若等号两边不相等，则附合水准路线的高差闭合差fh为限差为：(1)(1)附合水准路线附合水准路线附合水准路线的检核条件为2.2.成果检核：成果检核：①附合水准路线②闭合水准路线③支水准路线式中：L为路线的总长度（公里为单位）。n为路线上总测站数，闭合差容许值的单位为毫米