水准测量

LOGO3水准测量滁州学院国土信息工程系主讲：王延霞CompanyLogo水准测量原理微倾水准仪及水准尺常规水准仪的使用激光水准仪及数字水准仪水准路线测量水准测量误差分析水准仪的检验与校正第3章水准测量CompanyLogo3.1水准测量原理复习高程、高差概念，并理解水准测量原理（如图示）ABabhAB前进方向大地水准面HA（已知）HB（待定）水平视线CompanyLogo结论：水准测量原理是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。CompanyLogo二、计算待定点高程的方法1.高差法ABabhAB前进方向大地水准面HA（已知）HB（待定）水平视线bahABA、B两点间高差hAB为：高差=后视读数-前视读数待定点B高程HB为：ABABhHHCompanyLogoABab前进方向大地水准面HA（已知）HB（待定）水平视线Hi2.视线高法水准仪的水平视线高程Hi:待定B点高程HB:bHHiBaHHAiCompanyLogo三、转点与测站在实际工作中常常会碰到以下等情况：BAab原因:两点地势起伏较大CompanyLogoABba原因:两点相距较远视距长150mCompanyLogo解决方法:在两点间设转点,安置多次仪器,进行连续观测。如图示不难看出：111bah各测站所得高差：222bah……nnnbahbabababahhnnAB)()()(2211hHHABCompanyLogo转点：传递高程的临时立尺点。如图中、等2TP1TP测站：安置仪器的地方。CompanyLogo水准仪系列型号DS05DS1DS3DS10每千米往返测高差中数偶然中误差≤0.5mm≤1mm≤3mm≤10mm主要用途国家一等水准测量及地震监测国家二等水准测量及其他精密水准测量国家三、四等水准测量及一般工程水准测量一般工程水准测量3.2水准仪分级及主要用途CompanyLogo观测者的眼睛作上、下（或左、右）移动，若发觉目标像与十字丝之间有相对移动，这种现象称为“视差”。消除视差方法反复交替调节十字丝调焦螺旋和物镜对光螺旋，直到十字丝和尺像稳定、读数不变为止。3.2.1望远镜CompanyLogo水准器分管水准器和圆水准器，其作用是用来判断视准轴是否水平和仪器竖轴是否竖直的装置。（1）管水准器2mm2mm(b)(a)LLτ″水准管分划值τ水准管上两相邻分划线间的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角。分划值越小，水准管的灵敏度越高。（2）圆水准器当气泡居中时，圆水准轴就处于铅垂位置。可使水准仪的纵轴大致处于铅垂位置。由于圆水准器分划值较大，精度较低，主要用来粗略整平仪器。3.2.2水准器CompanyLogo3.2.3基座基座由轴座、脚螺旋和连接板组成。仪器上部通过竖轴插入轴座内，由基座承托。3.2.4水准尺及尺垫(1)水准尺水准尺分类：按尺型分有，直尺、折尺和塔尺。按尺面分有，单面尺和双面尺。(2)尺垫尺垫一般用铸铁制成，其形式有三角形或圆形等，用以放置水准尺，尺垫的作用是标志立尺点和支承水准尺，以防水准尺下沉。CompanyLogo3.3水准仪的使用方法水准仪的使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准、读数等操作步骤。（1）安置水准仪（2）粗略整平仪器粗略整平是利用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，仪器竖轴大致竖直，视线粗略水平。(气泡移动的方向与左手大拇指移动方向一致)。132132ab(a)(b)左右（3）瞄准水准（注意消除视差）（4）精平（5）读数读完读数应回头看一下符合气泡是否仍居中，如居中读数有效，否则读数无效，需重读。如图，读数为1.842m。CompanyLogo3.4激光水准仪与自动水准仪CompanyLogo2、德国蔡司ZeissDiNi12数字水准仪(美国天宝Trimble)1、瑞士徕卡LeicaDNA中文数字水准仪数字水准仪CompanyLogo3.5水准路线测量A水准路线的布设B水准测量外业施测CompanyLogo水准点及其选择1我们将用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。2水准测量必须要有已知水准点（即其高程已知的点，用BM表示，如BM0、BM1等）3水准点选择：结合测区内水准点的分布情况、被测点的分布以及地形地势情况、所采取的路线形式选择。4水准点类型：永久性和临时性5水准点制成：依永久性及临时性水准点而制做。水准测量相关概念CompanyLogo国家等级永久性水准点CompanyLogo国家等级永久性水准点CompanyLogo建筑工地上的永久性水准点CompanyLogo临时性水准点CompanyLogo相邻两水准点间的路线称为测段。在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。BMABMBh1h2h3h4123CompanyLogo3.5.1水准路线的布设附合水准路线闭合水准路线支水准路线水准网结点水准路线CompanyLogoBMABMBh1h2h3h4CDE（a）附合水准路线的布设方法从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1、2、3进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BMB所构成的水准路线，称为附合水准路线。CompanyLogo（b）闭合水准路线的布设方法从已知高程的水准点BMA出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BMA的环形路线，称为闭合水准路线。BMAh1h2h3h4h51234CompanyLogo（c）支水准路线的布设方法从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。BMA1hfhbCompanyLogo3.5.2水准测量外业施测普通水准测量：将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，水准仪置于施测路线附近合适的位置，在施测路线的前进方向上取仪器到后视大致相等的距离放置尺垫，在尺垫上竖立水准尺作为前视，分别读取后视和前视读数，测定两点高差。第一站结束后，记录员招呼后尺员向前转移，并将仪器迁至第二站，此时第一站的前视点成为第二站的后视点，重复至全部路线完成。CompanyLogoABabhAB前进方向大地水准面HAHBHBCompanyLogoAHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1ⅠTP4TP3h1ⅡTP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5ⅢⅣⅤCompanyLogo普通水准测量记手簿CompanyLogo补充：水准内业水准路线高差闭合差计算闭合水准路线：附合水准路线：支水准路线水准路线高差闭合差容许值的计算水准路线高差闭合差随水准测量的等级不同而不同，与或成正比。高差闭合差的分配将高差闭合差按测站数或距离成正比反号分配，求得各测段观测高差的改正数，加到相应的观测高差中。或高程计算用改正后的高差，从已知水准点开始，逐点推算各点高程，直至终点。终点的推算高程应与已知高程相等。CompanyLogo3.6水准测量误差分析•仪器误差•观测误差•外界条件误差CompanyLogo3.7水准仪的检验与校正水准仪的主要轴线及其应满足的条件根据水准测量原理，水准仪必须提供一条水平视线，才能正确地测出两点间高差。为此，水准仪应满足的几何条件是：1）圆水准器轴L′L′应平行于仪器的竖轴VV；2）十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴；3）水准管轴LL平行于视准轴CC。LLL`L`VVCCCompanyLogo水准测量原理常规水准仪使用水准路线外业水准路线内业第三章小结主要轴线及其应满足的条件CompanyLogo补充：实习目的要求：掌握水准测量观测程序和具体实测方法。掌握内业计算方法。LOGO