水準儀與高程測量.ppt

,水準測量,水準測量原理 水準測量儀器與工具 水準測量的外業(yè)觀測 水準測量的內業(yè)計算 微傾水準儀的檢驗與校正,2.1水準測量原理：利用水準儀提供水平視線，讀取水準尺的讀數(shù)，測定兩點間的高差，由已知點高程推求未知點高程。如圖： hAB = a b HB = HA + hAB,當a b時，hAB 為正，B高于A ； 當a b時， hAB 為負，B低于A。,Hi= HA+ a HB= Hi-b,高差法：利用高差計算高程。 （安置一次儀器測定一個前視點高程時采用） 視線高法：利用視線高計算高程。 （安置一次儀器測定多個前視點高程時采用） 水準測量所使用的儀器、工具： 水準儀 水準尺 尺墊,2.2:水準測量儀器、工具及其使用,一、水準儀 （一)水準儀的等級 DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20 D大地測量儀器 S水準儀 數(shù)字 表示儀器的精度，即每公里往、返 測得高差中數(shù)的中誤差（mm）。 水準儀的作用是提供一條水平視線； 工程測量中常使用DS3型水準儀，該儀器 標稱精度為3mm/km。,（二）水準儀的結構,望遠鏡 水準器 基座,腳螺旋,水平制動螺旋,對光螺旋,微傾螺旋,準星,照門,水平微動螺旋,目鏡,物鏡,1、望遠鏡：用來瞄準遠處的水準尺進行讀數(shù)；,望遠鏡是用來精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的。 它主要由: 物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板組成。 物鏡、目鏡調焦的目的。,視準軸：物鏡中心 與十字絲交點的連線。,2、水準器 水準器的作用：整平儀器， 使視準軸處于水平位置。 圓水準器 作用：粗略整平,管水準器 作用：精確整平,基座的作用是支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接。 基座主要由軸座、腳螺旋、底板和三腳壓板構成。 轉動腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。,3、基座,二、水準尺和尺墊 1、水準尺 塔尺 ：可以伸縮，一般全長3m、5m， 用于等外水準測量。 雙面尺：不可伸縮，一般全長3m， 用于三、四等水準測量。,2、尺墊 僅在轉點處豎立水準尺時使用， 防止點位移動和水準尺下沉。,3、三腳架,三、水準儀的使用,操作程序：粗平瞄準精平讀數(shù) （一）粗平 調節(jié)腳螺旋，使圓水準氣泡居中。 1方法： 用兩手同時以相對方向分別轉動任意兩個腳螺旋，此時 氣泡移動的方向和左手大拇指旋轉方向相同，然后再轉 動第三個腳螺旋使氣泡居中，如圖所示。,圖形：粗平的操作方法示意圖,2規(guī)律： 氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。,（二） 瞄準,1方法：先用準星粗瞄，再用微動螺旋精瞄。 2視差： 概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標像有相對運動。 產生原因：目標像平面與十字絲平面不重合。 消除方法：反復交替調節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。,（三）精平,1、方法：調節(jié)微傾螺旋，使水準管氣泡成像拋物線符合。 2、說明：自動安平水準儀不需進行精平。,（四）讀數(shù),精平后，用十字絲的中絲在水準尺上讀數(shù)。 1方法：米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。 2規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故儀器若成倒像的，從上往下讀；若成正像，即從下往上讀。,2.3. 普通水準測量的外業(yè),一、水準路線的布設 (一)、水準點 通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點，一般用BM表示。有永久性和臨時性兩種。,(二)、水準路線,1閉合水準路線 由已知點BM1已知點BM1 2附合水準路線 由已知點BM1已知點BM2 3支水準路線 由已知點BM1某一待定水準點A。,二、一個測站的水準測量工作,A,B,a,b,1、安置儀器于AB之間， 立尺于A、B點上； 2、粗略整平； 3、瞄準A尺，精平、讀數(shù)a， 記錄1.468m； 4、瞄準B尺，精平、讀數(shù)b， 記錄1.371m；,5、計算：hAB = a b = 1.468-1.371=0.115m 即B點比A點高0.115m。 hBA = hAB= 0.115m，即 A點比B點低0.115m。,1、觀測要求,前進方向,（1）水準儀安置在離前、后視距離大致相等之處。 （2）為及時發(fā)現(xiàn)錯誤，通常采用“兩次儀器高法”或 “雙面尺法”。,圖形：水準測量實施與記錄對照圖,(二)、連續(xù)水準測量 當兩點相距較遠或高差較大時，需連續(xù)安置水準儀測定相鄰各點間的高差，最后取各個高差的代數(shù)和，可得到起終兩點間的高差。,B,如圖：A、B兩水準點之間，設3個臨時性的轉點。 h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 hAB= h1+h2+h3+h4,A、B兩點高差計算的一般公式：hAB= =,n為測站數(shù),例：,注意：為保證高程傳遞的準確性，在相鄰測站的觀測過程中，必須使轉點保持穩(wěn)定（高程不變）。,A,TP1,TP2,TP3,2.142,B,1.258,0.928,1.235,1.672,2.074,HA=123.446m,HB,大 地 水 準 面,前進方向,A TP1,TP1 TP2,TP2 TP3,TP3 B,2.142,1.258,+0.884,0.928,1.235,-0.307,1.664,1.431,+0.233,1.672,2.074,-0.402,計算 檢核,6.406 5.998,ab0.408,0.408,0.408,123.446,123.854,水 準 測 量 手 簿,已知,一、水準測量的精度要求 閉合差：觀測值與理論值的差值。 高差閉合差就是高差的觀測值與理論值之差； 用fh表示，即 fh=h測 - h理 限差規(guī)范規(guī)定的的高差閉合差的允許值； 用fh允表示。 等外水準測量要求： 平地： fh允40 （mm） L水準路線的長度，單位km。 山地： fh允12 （mm） n水準路線的測站數(shù)。,2.4、水準測量內業(yè)計算,二、水準測量的校核方法,（一）測站校核：變動儀器高法、雙面尺法 目的：為了及時發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤,(1)、變動儀器高法 在同一測站上變動儀器高（10cm），兩 次測出高差；等外水準測量其差值|h | 6mm， 取其平均值作為最后結果。 (2)、雙面尺法 采用黑紅面的水準尺，利用雙面的零點差檢核觀測質量。,（二）計算檢核 目的：檢核計算高差和高程計算是否正確。 檢核條件： 如上表所示：,等式條件成立，說明計算正確。,（三）、成果檢核,水準測量時，一般將已知水準點和待 測水準點組成一條水準路線； 在水準測量的施測過程中，測站檢核 只能檢核一個測站上是否存在錯誤或誤 差是否超限； 計算檢核只能發(fā)現(xiàn)每頁計算是否有誤； 對一條水準路線來講必須進行成果檢核。,三、符合水準路線的內業(yè)計算 如圖為一符合水準路線：,A、B為已知水準點，HA =65.376m ， HB =68.623m 點1、2、3 為待測水準點，各測段高差、測站數(shù)、 距離見下圖：,備注,1,2,3,4,A 1,2,3,B,1.0 8 +1.575,1.2 12 +2.036,1.4 14 -1.742,2.2 16 +1.446,5.8 50 +3.315,輔助計算,-0.012,-0.014,-0.016,-0.026,-0.068,+1.563,+2.022,-1.758,+1.420,+3.247,65.376,66.939,68.961,67.203,68.623,符合水準測量成果計算表,已知,已知,1、計算閉合差：,2、檢核：,故其精度符合要求。,3、計算改正數(shù) 分配原則：按與測段距離（或測站數(shù)）成正比，并反其符號改正到各相應的高差上，得改正后高差。,按距離：,按測站數(shù)：,以第1測段為例，測段改正數(shù)為：,檢核：,4、計算改正后高差,檢核：,以第1測段為例，改正后的高差為：,5、計算高程,如：,檢核：,否則說明高程計算有誤。,四、閉合水準路線成果計算 1、計算閉合差： 2、檢核： 3、計