水準(zhǔn)儀與高程測(cè)量.ppt

,水準(zhǔn)測(cè)量,水準(zhǔn)測(cè)量原理 水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器與工具 水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)觀測(cè) 水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 微傾水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正,2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理：利用水準(zhǔn)儀提供水平視線，讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù)，測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，由已知點(diǎn)高程推求未知點(diǎn)高程。如圖： hAB = a b HB = HA + hAB,當(dāng)a b時(shí)，hAB 為正，B高于A ； 當(dāng)a b時(shí)， hAB 為負(fù)，B低于A。,Hi= HA+ a HB= Hi-b,高差法：利用高差計(jì)算高程。 （安置一次儀器測(cè)定一個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用） 視線高法：利用視線高計(jì)算高程。 （安置一次儀器測(cè)定多個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用） 水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器、工具： 水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)尺 尺墊,2.2:水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器、工具及其使用,一、水準(zhǔn)儀 （一)水準(zhǔn)儀的等級(jí) DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20 D大地測(cè)量?jī)x器 S水準(zhǔn)儀 數(shù)字 表示儀器的精度，即每公里往、返 測(cè)得高差中數(shù)的中誤差（mm）。 水準(zhǔn)儀的作用是提供一條水平視線； 工程測(cè)量中常使用DS3型水準(zhǔn)儀，該儀器 標(biāo)稱精度為3mm/km。,（二）水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu),望遠(yuǎn)鏡 水準(zhǔn)器 基座,腳螺旋,水平制動(dòng)螺旋,對(duì)光螺旋,微傾螺旋,準(zhǔn)星,照門,水平微動(dòng)螺旋,目鏡,物鏡,1、望遠(yuǎn)鏡：用來(lái)瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處的水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)；,望遠(yuǎn)鏡是用來(lái)精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處目標(biāo)并對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)的。 它主要由: 物鏡、目鏡、對(duì)光透鏡和十字絲分劃板組成。 物鏡、目鏡調(diào)焦的目的。,視準(zhǔn)軸：物鏡中心 與十字絲交點(diǎn)的連線。,2、水準(zhǔn)器 水準(zhǔn)器的作用：整平儀器， 使視準(zhǔn)軸處于水平位置。 圓水準(zhǔn)器 作用：粗略整平,管水準(zhǔn)器 作用：精確整平,基座的作用是支承儀器的上部，并通過(guò)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(gòu)成。 轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，可使圓水準(zhǔn)氣泡居中。,3、基座,二、水準(zhǔn)尺和尺墊 1、水準(zhǔn)尺 塔尺 ：可以伸縮，一般全長(zhǎng)3m、5m， 用于等外水準(zhǔn)測(cè)量。 雙面尺：不可伸縮，一般全長(zhǎng)3m， 用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量。,2、尺墊 僅在轉(zhuǎn)點(diǎn)處豎立水準(zhǔn)尺時(shí)使用， 防止點(diǎn)位移動(dòng)和水準(zhǔn)尺下沉。,3、三腳架,三、水準(zhǔn)儀的使用,操作程序：粗平瞄準(zhǔn)精平讀數(shù) （一）粗平 調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。 1方法： 用兩手同時(shí)以相對(duì)方向分別轉(zhuǎn)動(dòng)任意兩個(gè)腳螺旋，此時(shí) 氣泡移動(dòng)的方向和左手大拇指旋轉(zhuǎn)方向相同，然后再轉(zhuǎn) 動(dòng)第三個(gè)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(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。,（二） 瞄準(zhǔn),1方法：先用準(zhǔn)星粗瞄，再用微動(dòng)螺旋精瞄。 2視差： 概念：眼睛在目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，十字絲與目標(biāo)像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。 消除方法：反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對(duì)光螺旋。,（三）精平,1、方法：調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡成像拋物線符合。 2、說(shuō)明：自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀不需進(jìn)行精平。,（四）讀數(shù),精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)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(zhǔn)測(cè)量的外業(yè),一、水準(zhǔn)路線的布設(shè) (一)、水準(zhǔn)點(diǎn) 通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量方法獲得其高程的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，一般用BM表示。有永久性和臨時(shí)性兩種。,(二)、水準(zhǔn)路線,1閉合水準(zhǔn)路線 由已知點(diǎn)BM1已知點(diǎn)BM1 2附合水準(zhǔn)路線 由已知點(diǎn)BM1已知點(diǎn)BM2 3支水準(zhǔn)路線 由已知點(diǎn)BM1某一待定水準(zhǔn)點(diǎn)A。,二、一個(gè)測(cè)站的水準(zhǔn)測(cè)量工作,A,B,a,b,1、安置儀器于AB之間， 立尺于A、B點(diǎn)上； 2、粗略整平； 3、瞄準(zhǔn)A尺，精平、讀數(shù)a， 記錄1.468m； 4、瞄準(zhǔn)B尺，精平、讀數(shù)b， 記錄1.371m；,5、計(jì)算：hAB = a b = 1.468-1.371=0.115m 即B點(diǎn)比A點(diǎn)高0.115m。 hBA = hAB= 0.115m，即 A點(diǎn)比B點(diǎn)低0.115m。,1、觀測(cè)要求,前進(jìn)方向,（1）水準(zhǔn)儀安置在離前、后視距離大致相等之處。 （2）為及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，通常采用“兩次儀器高法”或 “雙面尺法”。,圖形：水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)施與記錄對(duì)照?qǐng)D,(二)、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量 當(dāng)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大時(shí)，需連續(xù)安置水準(zhǔn)儀測(cè)定相鄰各點(diǎn)間的高差，最后取各個(gè)高差的代數(shù)和，可得到起終兩點(diǎn)間的高差。,B,如圖：A、B兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間，設(shè)3個(gè)臨時(shí)性的轉(zhuǎn)點(diǎn)。 h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 hAB= h1+h2+h3+h4,A、B兩點(diǎn)高差計(jì)算的一般公式：hAB= =,n為測(cè)站數(shù),例：,注意：為保證高程傳遞的準(zhǔn)確性，在相鄰測(cè)站的觀測(cè)過(guò)程中，必須使轉(zhuǎn)點(diǎn)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(zhǔn) 面,前進(jìn)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(jì)算 檢核,6.406 5.998,ab0.408,0.408,0.408,123.446,123.854,水 準(zhǔn) 測(cè) 量 手 簿,已知,一、水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求 閉合差：觀測(cè)值與理論值的差值。 高差閉合差就是高差的觀測(cè)值與理論值之差； 用fh表示，即 fh=h測(cè) - 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(zhǔn)測(cè)量要求： 平地： fh允40 （mm） L水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，單位km。 山地： fh允12 （mm） n水準(zhǔn)路線的測(cè)站數(shù)。,2.4、水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算,二、水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法,（一）測(cè)站校核：變動(dòng)儀器高法、雙面尺法 目的：為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤,(1)、變動(dòng)儀器高法 在同一測(cè)站上變動(dòng)儀器高（10cm），兩 次測(cè)出高差；等外水準(zhǔn)測(cè)量其差值|h | 6mm， 取其平均值作為最后結(jié)果。 (2)、雙面尺法 采用黑紅面的水準(zhǔn)尺，利用雙面的零點(diǎn)差檢核觀測(cè)質(zhì)量。,（二）計(jì)算檢核 目的：檢核計(jì)算高差和高程計(jì)算是否正確。 檢核條件： 如上表所示：,等式條件成立，說(shuō)明計(jì)算正確。,（三）、成果檢核,水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，一般將已知水準(zhǔn)點(diǎn)和待 測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)組成一條水準(zhǔn)路線； 在水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)過(guò)程中，測(cè)站檢核 只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤 差是否超限； 計(jì)算檢核只能發(fā)現(xiàn)每頁(yè)計(jì)算是否有誤； 對(duì)一條水準(zhǔn)路線來(lái)講必須進(jìn)行成果檢核。,三、符合水準(zhǔn)路線的內(nèi)業(yè)計(jì)算 如圖為一符合水準(zhǔn)路線：,A、B為已知水準(zhǔn)點(diǎn)，HA =65.376m ， HB =68.623m 點(diǎn)1、2、3 為待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)，各測(cè)段高差、測(cè)站數(shù)、 距離見(jiàn)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(jì)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(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算表,已知,已知,1、計(jì)算閉合差：,2、檢核：,故其精度符合要求。,3、計(jì)算改正數(shù) 分配原則：按與測(cè)段距離（或測(cè)站數(shù)）成正比，并反其符號(hào)改正到各相應(yīng)的高差上，得改正后高差。,按距離：,按測(cè)站數(shù)：,以第1測(cè)段為例，測(cè)段改正數(shù)為：,檢核：,4、計(jì)算改正后高差,檢核：,以第1測(cè)段為例，改正后的高差為：,5、計(jì)算高程,如：,檢核：,否則說(shuō)明高程計(jì)算有誤。,四、閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算 1、計(jì)算閉合差： 2、檢核： 3、計(jì)