测量学基础第二章 水准测量（1）.ppt

1、第二章 水准测量,第二章 水准测量,一.高程测量概述,2-1 高程测量概述,1.高程测量 测定地面点高程的工作（测高差定高程）,2.高程测量的方法 水准测量用水准仪进行高程测量的工作。 是高程测量的主要方法 使用仪器：水准仪 水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。,其它高程测量方法：三角高程测量,3.4.高程系统、等级,3.高程系统 我国国家高程系统：黄海高程系 1956年黄海高程系 (水准原点 H=72.289米） 我国国家高程基准： 1985年国家高程基准(水准原点 H=72.260米) 地方高程系统 上海：吴淞高程系,4. 水准测量的等级 （1）国家分一、二、三、四等、图根（按精度要求、

2、控制范围） （2）城市分二、三、四等、图根,二.水准测量原理,2-1 水准测量原理,高差=后视读数-前视读数：,1.水准测量原理, hAB 0，高差为正，前视点高； hAB 0，高差为负，前视点低。 高差必须带“+、 -”号； hAB的下标 次序必须与测量的前进方向一致。 例： 已知 hAB=+1.436 m 则 hBA=-1.436 m,水准仪的主要轴线： 望远镜视准轴（俗称视线），用于观察尺子，取读数 水准管轴，水准管是水平状态指示器。用于把其轴置平 仪器要求这两个轴平行。从而可以借助水准器把视线置平,2.连续安置水准仪的测量方法,2. 连续高程测量 两点间距离较长或高差较大时，在两点间设

3、若 干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。,测量仪器综述,特点： 精度高 能在野外条件下长期稳定使用 自动化程度高，操作方便 发展过程： 精密机械 光学+精密机械 微电子+光学+精密机械,一.水准测量的仪器与工具,2-3 水准测量的仪器及工具,一、水准尺、尺垫 直尺：双面(黑、红)水准尺， 尺常数4.687m、4.787m，用 于三等以下水准路线测量。,塔尺：可伸缩，伸足为3米、 5米，用于一般工程测量。 尺垫：转点立尺用。,2.水准仪,二、水准仪,精度系列： DS05 DS1 DS3 DS10 型号下标：毫米数，表示 1公里水准测量的中误差(由 仪器引起的) 。,构造： 一般构件 望远镜

4、与视差 水准器,S3 水准仪外型,望远镜与视差,望远镜与视差,测量望远镜及十字丝,视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。 物镜的作用：把目标成象（拉近）。 目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。 十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。 调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。 视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。物镜调焦可以消除视差。,测量望远镜,视差,视差： 望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。 现象：观测时，

5、改变眼睛与目镜的相对位置， 十字丝与目标的像有相对移动。,消除视差的步骤： 目镜调焦，使十字丝最清晰； 物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。,水准器,圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平,水准器,水准器分圆形和管形两种 管水准器是个玻璃容器，其纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。“气泡居中”即水准管轴水平。 圆水准器是个玻璃容器，上面有同心圆的刻划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心处的曲率半径就是圆水准器的轴。“气泡居中”即水准器的轴垂直。,水准管,圆水准器,轴,水准管的精度： 管子内壁光滑，液体与内壁的附着力小，则气泡对

6、倾斜反映的灵敏度高 曲率半径大，格值小则精度高 气泡长，两端清晰，读数误差小则精度高 格值是相邻分划线之间的弧所对的圆心角。设弧长为2毫米，曲率半径为R毫米，则格值 一般 秒,符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。 若直接用肉眼观察则 因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差 要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中 用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。,观察窗,二.水准仪使用,三、水准仪使用,操作程序与方法 安置粗平瞄准精平读数,左手大拇指法,“左手大拇指法”整平：气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致。,普通水准尺,水准尺的分划不是线划式而是区

7、格式的。区格的边缘是分划的位置，区格内的小数“估读”。 区格式分划便于从远处观察并读数。,读数,瞄准与读数,水准测量的瞄准与读数,a,2-4水准测量的方法及成果处理,一、水准点和水准线路 （一）水准点 埋设在永久、固定的地点 按等级不同，埋设的要求不同,2.水准路线,（二）水准路线,三种水准路线的布置形式,1.水准测量的方法,二、水准测量的方法,前进方向,水准测量记录表,水准测量的记录,水准测量记录表,（一）、两次仪器高法 已知HA，求HB,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f= 5mm,水准测量记录（两次仪器法）,（二）、双面尺法 已知HA，求HB,a1,

8、b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f= 5mm,水准测量记录（双面尺法）,3.水准测量的检核,三、水准测量的检核,两种方法： (1)两次仪器高法 h-h5mm (2)双面尺法 红黑面读数差3mm h黑-h红5mm),（一）测站检核,对每一站高差进行检核，保证每一站高差正确。,路线检核,（二）路纽检核 对整条路线的总高差进行检核,h允=40 L mm 或 h允=12 n mm (2-4-5)，(2-4-6),四.水准测量成果整理,五、水准测量成果整理,计算步骤： 高差闭合差的计算 路线闭合差检验 闭合差分配： 计算每公里（每站）高差改正数 计算测段高差改正数 计算改正后高差 计算各点高程,