水准仪使用教程ppt课件

水准仪使用教程§2.1水准测量原理§2.2DS3水准仪和水准测量的工具§2.3水准仪的操作步骤§2.4普通水准测量方法§2.5水准测量的内业计算§2.6水准仪的检验与校正§2.7水准测量的误差及注意事项§2.8其他水准仪简介1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：2利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。如图：hAB=a–bHB=HA+hAB大地水准面HibHBHAhAB前进方向高差法Hi=HA+aHB=Hi-b视线高法AB当ab时，hAB为正，B高于A；当ab时，hAB为负，B低于A。a水准测量原理3高差法：利用高差计算高程。（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）视线高法：利用视线高计算高程。（安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）水准测量所使用的仪器、工具：水准仪水准尺尺垫返回4一、水准仪1、按水准仪的等级分DS05、DS1、DS3、DS10、DS20D—大地测量仪器；S—水准仪数字—表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（mm）。2、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。水准仪的作用是提供一条水平视线；工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器标称精度为±3mm/km。DS3水准仪和水准测量工具5自动安平水准仪数字水准仪水准仪分类激光水准仪微倾水准仪6目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋2、DS3型水准仪的主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。构造微倾螺旋7（1）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为25~30倍。视准轴：物镜中心与十字丝交点的连线。8（2）水准器水准器的作用：整平仪器，使视准轴处于水平位置。①圆水准器作用：粗略整平结构：如图所示精度：一般为8＇~10＇/2mm（气泡中心偏离零点2mm所对的圆心角）9②管水准器作用：精确整平结构：如图所示精度：一般τ=20″/2mm水准管的分划值τ：气泡中心偏离零点2mm所对的圆心角。公式：分析：R越大，τ越小，灵敏度越高。DS3:R=20.6265米τ=20″R210（3）基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成轴座脚螺旋连接板11二、水准尺和尺垫1、水准尺塔尺：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。2、尺垫仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水准尺下沉。返回塔尺12双面水准尺的两面均有刻划，一面为黑白分划，称为“黑面尺”（也称主尺）；另一面为红白分划，称为“红面尺”。通常用两根尺组成一对进行水准测量。两根尺的黑面尺尺底尺均从零开始，而红面尺尺底，一根从固定数值4.687m开始，另一根从固定数值4.787m开始，此数值称为零点差（或红黑面常数差）。水平视线在同一根水准尺上的黑面与红面的读数之差称为尺底的零点差，可作为水准测量时读数的检核。13一、操作步骤1、安置仪器高度适中、架头大致水平，固定仪器。2、粗略整平目的：使圆水准气泡居中，视准轴粗略水平。方法(如图所示)：水准仪的操作步骤14☆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153、瞄准水准尺目的：使目标和十字丝成像清晰。方法：①初步瞄准（用准星对准目标）②目镜调焦（使十字丝清晰）③物镜调焦（使目标成像清晰）④精确瞄准（使纵丝对准目标）注意：瞄准时应消除视差。视差：当目镜、物镜对光不够精细时，目标的影像不在十字丝平面上，以致两者不能同时被看清。消除方法：仔细进行目镜、物镜调焦。164、精确整平目的：使水准管气泡居中，视准轴精确水平。方法：调节微倾螺旋，使气泡影像符合。175、读数用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向读数，读取米、分米、厘米、毫米（估读数）四位数字。如图的读数1245，即1.245m。注意：读数前必须精平，精平后立即读数。12111318二、一个测站的水准测量工作ABab1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上；2、粗略整平；3、瞄准A尺，精平、读数a，记录1.568m；4、瞄准B尺，精平、读数b，记录1.471m；5、计算：hAB=a–b=1.568-1.471=0.115m即B点比A点高0.115m。hBA=–hAB=–0.115m，即A点比B点低0.115m。19三、概念1、测站：测量仪器所安置的地点。2、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。3、后视：水准路线的后视方向。4、前视：水准路线的前视方向。5、视线高程：后视高程+后视读数。6、视距：水准仪至标尺的水平距离。7、水准点：水准测量的固定标志。8、水准点高程：指标志点顶面的高程。9、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。水准点返回20A、B两点高差计算的一般公式：hAB==nihi1当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到起终两点间的高差。B如图：A、B两水准点之间，设3个临时性的转点。h1=a1-b1h2=a2-b2h3=a3-b3h4=a4-b4hAB=h1+h2+h3+h4ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4Aniiiba1）（n—为测站数普通水准测量21例：注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。ATP1TP2TP32.142B1.2580.9281.2351.6641.4311.6722.074ⅠⅡⅣⅢHA=123.446mHB大地水准面前进方向22测站点号水准尺读数后视（a）前视（b）高差（m）高程（m）备注ⅣⅢⅡⅠATP1TP1TP2TP2TP3TP3B2.1421.258+0.8840.9281.235-0.3071.6641.431+0.2331.6722.074-0.402计算检核Σ6.4065.998测站点号水准尺读数后视（a）前视（b）高差（m）高程（m）备注∑a－∑b＝0.4080.4080.408123.446123.854普通水准测量手簿已知124.330124.023124.25623一、测站检核目的：保证前后视读数的正确。方法：变动仪器高法、双面尺法1、变动仪器高法在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两次测出高差；等外水准测量其差值|Δh|≤6mm，取其平均值作为最后结果。2、双面尺法采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。24二、计算检核目的：检核计算高差和高程计算是否正确。检核条件：如上表所示：ABHHhbamba408.0)998.5406.6（mh408.0mHHAB408.0446.123854.123等式条件成立，说明计算正确。25三、成果检核水准测量时，一般将已知水准点和待测水准点组成一条水准路线；在水准测量的施测过程中，测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差是否超限；计算检核只能发现每页计算是否有误；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。261、水准路线的布设形式附合水准路线（见图1）闭合水准路线（见图2）支水准路线（见图3）BMABMB1234图1123图3BMA1234图2BMA272、检核的主要内容闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；用fh表示，即fh=∑h测-∑h理限差：《规范》规定的的高差闭合差的允许值；用fh允表示。等外水准测量要求：平地：fh允≤±40（mm）L—水准路线的长度，单位km。山地：fh允≤±12（mm）n—水准路线的测站数。要求：fh≤fh允Ln283、不同形式水准路线fh的计算附和水准路线：∑h测=h1+h2+h3+······+hn∑h理=H终–H始fh=∑h测-∑h理=∑h测-（H终–H始）•闭合水准路线：∑h测=h1+h2+h3+······+hn∑h理=0fh=∑h测-∑h理=∑h测•支水准路线：∑h测=∑h往+∑h返∑h理=0fh=∑h测-∑h理=∑h往+∑h返返回29一、附合水准路线的内业计算如图为一附合水准路线：A、B为已知水准点，HA=65.376m，HB=68.623m点1、2、3为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图：kmLnh0.18575.1111kmLnh2.112036.2222kmLnh4.114742.1333kmLnh2.216446.1444AB123前进方向水准测量的内业计算30备注测段点名距离km测站数实测高差m改正数m改正后的高差m高程m123456789Σ1234A123B1.08+1.5751.212+2.0361.414-1.7422.216+1.4465.850+3.315辅助计算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.420+3.24765.37666.93968.96167.20368.623mmfh68mmmmfh968.540允kmL8.5mmLfh12附合水准测量成果计算表已知已知311、计算闭合差：)(ABhHHhf)376.65623.68(315.3m068.02、检核：mmLfh40允mm968.540允hhff故其精度符合要求。323、计算改正数分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。ihillfv按距离：按测站数：ihinnfv以第1测段为例，测段改正数为：11llfvhm012.01)8.5068.0(检核：hfv334、计算改正后高差iiivhh改检核：ABiHHh改以第1测段为例，改正后的高差为：mvhh563.1012.0575.1111测改5、计算高程改iiihHH1如：mhHHA939.66563.1376.6511改检核：mHHBB623.66(（已知）算）否则说明高程计算有误。34二、闭合水准路线成果计算1、计算闭合差：2、检核：3、计算高差改正数：闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。测hfh允hhffihillfvihinnfv4、计算改正后高差：5、计算各测点高程：iiivhh改改iiihHH135三、支水准路线成果计算11、计算闭合差：返往hhfh2、检核：m021.0396.1375.1mmnfh48161212允，故精度符合要求。3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）mhA386.12)396.1375.1(14、计算高程H1=186.785-1.386=185.399m(HA=186.785m)允hhff返回AmhA357.11（往）mhA396.11（返）n=16站36小地区控制测量一般采用三四等水准测量和三角高程测量。一、三、四等水准测量用于国家高程控制网加密、建立小地区首级高程控制。布设形式：符合水准路线、结点网的形式；闭合水准路线形式；水准支线。37三、四等水准的主要技术要求等级水准仪型号视线长度m前后视距差m前后视距累积差m视线离地面最低高度m基本分划、辅助分划（黑红面）读数差mm基本分划、辅助分划（黑红面）高差之差mm等级水准仪型号水准尺线路长度km与已知点联测附合成环线观测次数每千米高差中误差mm往返较差、附合或环线闭合差平地mm山地mm三四五图根DS1DS3DS3DS10DS3因瓦双