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测绘与地理科学学院数字测图原理与方法第三章水准测量Chapter3Leveling数字测图原理与方法测绘与地理科学学院数字测图原理与方法定义：测量地面上固定点高程的工作。高程测量方法：①几何水准测量(DirectLeveling)；②三角高程测量(TrigonometricLeveling)；③气压高程测量(BarometricLeveling)；④流体静力高程测量(HydrostaticLeveling)；⑤GPS高程测量(GPSVerticalSurveying)。高程测量测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、原理：用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法，由已知点推算未知点的高程。2、仪具：水准仪（Level）──提供一条水平视线，水准尺（Levelingrod）──尺面有刻划进行读数。（竖直安置）一、水准测量基本概念测绘与地理科学学院数字测图原理与方法HB=HA+hABhAB3、步骤：①两点立尺，两点间安置水准仪，整平；②瞄准A尺，得后视读数a；③再瞄准B尺，得前视读数b；④计算：高差hAB＝a－b。（ab则hAB为＋，ab反之为－）一、水准测量基本概念测绘与地理科学学院数字测图原理与方法4、仪器高法①读A点后视读数a，计算视线高程：Hi＝HA＋a②读B点前视读数b，计算B点高程：HB＝Hi－bHi一、水准测量基本概念测绘与地理科学学院数字测图原理与方法A1234aHHAiiAiiBibaHbHHab1b2b3b4视线高程：未知点高程：③仪器高法的应用：建筑测量中，测定任意点的高程一、水准测量基本概念测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、转点（turningpoint）当待测得两点间相距过远或高差过大时，中间加设传递高程的过渡点。二、连续水准测量测绘与地理科学学院数字测图原理与方法2、高差计算方法从起始点起，在包括转点的各点之间依次连续设站至终点，测定各点间高差；全部高差的代数和即为起、终点间的高差。n1iin1iiin1iin1iiABba)b(ahhABABhHH二、连续水准测量测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、水准仪按精度分级每千米水准测量往返测量高差中数的中误差（单位：mm）。2、级别①DS05──一、二等水准测量；②DS1──一、二等水准测量；③DS3──三、四等水准测量及工程水准测量；④DS10──一般水准测量。一、水准仪的分级测绘与地理科学学院数字测图原理与方法2、水准路线（Levelingroute/line）定义(definition)：水准测量经过的路线。形式(classification)①闭合路线（closed～）：起、终点为同一个已知点；②附合路线（connecting～）：起、终点各为一个已知点；③水准支线（spur～）：起点为一个已知点，终点不是已知点；④水准网（levelnet）：若干条水准路线构成的网状路线。一、水准点和水准路线测绘与地理科学学院数字测图原理与方法DS3微倾水准仪测绘与地理科学学院数字测图原理与方法自动安平水准仪测绘与地理科学学院数字测图原理与方法激光水准仪数字水准仪激光水准仪及数字水准仪测绘与地理科学学院数字测图原理与方法水准尺测绘与地理科学学院数字测图原理与方法水准点标志测绘与地理科学学院数字测图原理与方法水准点标志水准标石埋设城市墙角水准点标志埋设临时水准点埋设测绘与地理科学学院数字测图原理与方法点之记测绘与地理科学学院数字测图原理与方法望远镜基座符合水准器圆水准器目镜调焦螺旋水平制动螺旋水平微动螺旋物镜调焦螺旋微倾螺旋脚螺旋二、DS3水准仪结构测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、望远镜（Telescope）物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板、瞄准器（准星）、调焦螺旋。2、水准器（Level）圆水准器（Bull’seyeLevel）管水准器（TubularLevel）3、螺旋系统（ScrewSystem）制动螺旋、微动螺旋和微倾螺旋4、基座（Tribrach）轴座、脚螺旋、底板和三角压板二、DS3水准仪结构测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、水准尺──木质或玻璃钢，长2m～5m折尺：长5m塔尺：可伸缩，长2m、3m和5m。直尺：长3m基本刻划──10mm①单面分划尺：②双面分划尺：等外水准测量三、四等水准测量三、水准尺和尺垫测绘与地理科学学院数字测图原理与方法2、双面水准尺全长3米。黑红两面刻划，最小分划为1厘米。黑面从0毫米起刻划，红面从4687（或4787）毫米开始刻划。三、水准尺和尺垫测绘与地理科学学院数字测图原理与方法3、使用双面水准尺注意事项标尺必须成对使用，4687和4787毫米；标尺零点朝下，在望远镜视场为正像；标尺上装有圆水准器，能将标尺竖直；正确使用尺垫。三、水准尺和尺垫测绘与地理科学学院数字测图原理与方法4、尺垫（footplate）──作为转点立尺用平垫（levelshoe）：用于普通水准测量尺桩（levelspike）：用于高等水准测量尺桩尺垫三、水准尺和尺垫测绘与地理科学学院数字测图原理与方法仪器使用1)调整三角架腿高度，架头与眼睛等高；2)拧紧蝶型螺旋并张开架腿，使架头尽量水平；3)用脚将脚架尖踩入地下；4)安放水准仪，旋紧中心螺旋。测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1)两手相对方向旋转两个脚螺旋，使圆水准器气泡居中（左手拇指移动方向即是气泡移动的方向）；2)再转动第三个脚螺旋，使气泡居中；粗略整平测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1)举起一臂，示意司尺员在目标上立尺；2)松开制动螺旋，用望远镜对准水准尺；3)拧紧制动螺旋，调整对光螺旋使影像清晰；4)如有视差，则调整目镜螺旋，使十字丝清晰；5)转动微动螺旋，使竖丝靠近水准尺一侧。瞄准目标测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1)转动微倾螺旋，同时眼睛在气泡观察窗观察气泡移动；2)反复缓慢转动微倾螺旋，直到气泡影像两端精确符合为止。精确整平测绘与地理科学学院数字测图原理与方法读数由小到大方向读满四位0859测绘与地理科学学院数字测图原理与方法二、水准测量记录测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、水准点（BenchMark）定义：通过水准测量测定的高程控制点。1985年高程基准(ElevationReference1985)：青岛观象山水准原点。标志类型永久性：混凝土制作，地下或墙上；临时性：岩石、木桩等。点之记水准点的编号和位置的关系图。一、水准点埋设测绘与地理科学学院数字测图原理与方法1、单面尺法(普通水准测量)1)测站程序①已知点作为后视，路线上选适当距离处设转点为前视，分别立尺；②前后视的中点处设站，安置仪器，粗平；③瞄准后视尺，精平后进行中丝读数a；④再瞄准前视尺，精平后进行中丝读数b；⑤记录员记录并计算前后视的高差h=a-b；⑥检核无误后，移至下一站。2)记录、计算与检核二、水准测量施测方法测绘与地理科学学院数字测图原理与方法2、双面尺法(国家三、四等水准测量)1)测站程序①立尺；②设站→粗平；③瞄准后视尺黑面，精平后下、上、中丝读数；④再瞄准前视尺黑面，精平后下、上、中丝读数；⑤记录→计算高差；⑥前视尺转为红面，中丝读数；⑦再瞄准后视尺红面，中丝读数；⑧记录→计算高差；二、水准测量施测方法观测顺序──后前前后/黑黑红红测绘与地理科学学院数字测图原理与方法2)记录(P68)、计算与检核(P66)高差部分：黑面读数＋4687/4787－红面读数＜±4mm；(3mm：四等)黑面高差－红面高差＜±6mm。(5mm：四等)视距部分前后视距差＜5m前后视距累计差＜10m二、水准测量施测方法测绘与地理科学学院数字测图原理与方法15710739138461711197036305515239+0833+0932+1+0.8325-1037.437.6-0.2-0.2-0.07452121219617471821193466212008679637.437.5-0074-01750-1+1-0.3-0.1前后视距100m前后视距差5m黑红高差之差6mm黑＋4787－红黑红面读数差4mm后黑-前黑-前红-后红前后视距累计差10m1mm视距—0.1m平距测绘与地理科学学院数字测图原理与方法水准测量手簿123bah测绘与地理科学学院数字测图原理与方法(四)实验内容与要求：1、认识DS3微倾式水准仪，了解各操作部件的名称和作用，并熟悉使用方法。2、水准仪的使用。水准仪在一个测站上的操作顺序为：安置仪器———粗略整平（即粗平）———瞄准水准尺———精确置平———读数。3、双面尺法一测站的记录与检核工作。实验1测绘与地理科学学院数字测图原理与方法实验1序号名称单位数量序号名称单位数量1S3水准仪（附脚架）台套163H铅笔支123米水准直尺对17小刀把13普通尺垫个24双面尺法等外水准测量手簿本1指导老师5(五)实验工具（每小组）：地点：测绘楼416张向阳老师测绘与地理科学学院数字测图原理与方法(六)注意事项：观测员在观测中，不允许离开仪器，确保仪器安全。水准仪安放到三脚架上必须立即将中心连接螺旋旋紧，严防仪器从脚架上掉下摔坏。在读数前，注意消除视差；必须使符合水准器气泡居中（微倾式水准仪水准管气泡两端影像符合）。同一测站，只能用脚螺旋整平圆水准器气泡居中一次（该测站返工重测应重新整平圆水准器）。正确使用尺垫，尺垫只能放在转点处，已知水准点和待测点上不得放置尺垫。仪器未搬迁时，前、后视点上尺垫均不能移动。仪器搬迁了，后视司尺员才能携尺和尺垫前进，但前视点上尺垫仍不得移动。实验1测绘与地理科学学院数字测图原理与方法本章学习重点：1、水准测量原理。2、双面尺法工作流程。3、水准测量误差及解决方法。4、水准仪的检验校正。总结