高程測(cè)量--00

1、第二章第二章 高程測(cè)量高程測(cè)量 21 高程測(cè)量概述 v水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量是利用水平視線來(lái)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的高 差。由于水準(zhǔn)測(cè)量的精度較高，所以是高程 測(cè)量中最主要的方法。 v三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量是測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的水平距離或斜 距和豎直角(即傾斜角)，然后利用三角公式計(jì) 算出兩點(diǎn)間的高差。三角高程測(cè)量一般精度 較低，只是在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。 高程測(cè)量的任務(wù)是求出點(diǎn)的高程，即求出該點(diǎn)到某一 基準(zhǔn)面的垂直距離。為了建立一個(gè)全國(guó)統(tǒng)一的高程系 統(tǒng)，必須確定一個(gè)統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面高程基準(zhǔn)面，通常采用大地 水準(zhǔn)面即平均海水面作為高程基準(zhǔn)面。解放后我國(guó)采 用青島驗(yàn)潮站19501956年觀測(cè)結(jié)果求得的黃海平均 海水面

2、作為高程基準(zhǔn)面。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)面得出的高程 稱(chēng)為“1956黃海高程系黃海高程系”。為了確定高程基準(zhǔn)面的位 置，在青島建立了一個(gè)與驗(yàn)潮站相聯(lián)系的水準(zhǔn)原點(diǎn)， 并測(cè)得其高程為72.289m。水準(zhǔn)原點(diǎn)作為全國(guó)高程測(cè) 量的基準(zhǔn)點(diǎn)。從1989年起，國(guó)家規(guī)定采用青島驗(yàn)潮站 19521979年的觀測(cè)資料，計(jì)算得出的平均海水面作 為新的高程基準(zhǔn)面，稱(chēng)為“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)國(guó)家高程基準(zhǔn)”。根 據(jù)新的高程基準(zhǔn)面，得出青島水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為 72.260m。 高程控制點(diǎn)稱(chēng)水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn) BM(Bench Mark)。標(biāo)石水準(zhǔn) 點(diǎn)、墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)、簡(jiǎn)易標(biāo)志水 準(zhǔn)點(diǎn) 。 22 水準(zhǔn)測(cè)量的原理 水準(zhǔn)測(cè)量是利用水平視線來(lái)求得兩點(diǎn)的高

3、差。 水準(zhǔn)尺、水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)尺、水準(zhǔn)儀 讀數(shù)a稱(chēng)為“后視讀數(shù)”；讀數(shù)b稱(chēng)為“前視讀 數(shù)”。 點(diǎn)名(點(diǎn)號(hào))：由大寫(xiě)英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、漢 字、羅馬數(shù)字等組成。 高程高程：地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離， 當(dāng)該地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面之上時(shí)取正值，反之取負(fù)值。 高差具有方向性，記作 ，其值可正可負(fù)。 BABAABABAB hHbaHHHh 當(dāng)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差太大時(shí)，則可分段 連續(xù)進(jìn)行，從圖23中可得： 測(cè)站測(cè)站、轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)：轉(zhuǎn)點(diǎn)起傳遞高程的作用。 bahh bah bah bah AB nnn 222 111 23 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺 微傾式水準(zhǔn)儀 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 數(shù)字(電子)水準(zhǔn)儀 我國(guó)的水準(zhǔn)儀系列標(biāo)

4、準(zhǔn)分為： DS05、DS1、DS3和DS20 水準(zhǔn)尺： 尺墊： 一、微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用 (一) DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 在一般水準(zhǔn)測(cè)量中使用較廣的DS3型微傾 式水準(zhǔn)儀由下列三個(gè)主要部分組成： 望遠(yuǎn)鏡 它可以提供視線，并可讀出遠(yuǎn)處水 準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。 水準(zhǔn)器 用于指示儀器或視線是否處于水平 位置。 基座 用于置平儀器，它支承儀器的上部并 能使儀器的上部在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 1. 望遠(yuǎn)鏡 十字絲分劃板 視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸視線 十字絲分劃板 視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸視線 2. 水準(zhǔn)器 (1) 管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器 又稱(chēng)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管 (2) 圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器 圓水準(zhǔn)器的分劃值，是頂蓋 球面上2mm弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的圓心角值，

5、水準(zhǔn)儀上 圓水準(zhǔn)器的角值為8至15(R=0.460.86m)。 (二) DS3微傾式水準(zhǔn)儀的使用 1. 安置水準(zhǔn)儀 首先打開(kāi)三腳架，安置三腳架要求高度適當(dāng)、架 頭大致水平并牢固穩(wěn)妥，在山坡上應(yīng)使三腳架的兩腳 在坡下一腳在坡上。然后把水準(zhǔn)儀用中心連接螺旋連 接到三腳架上，取水準(zhǔn)儀時(shí)必須握住儀器的堅(jiān)固部位， 并確認(rèn)已牢固地連結(jié)在三腳架上之后才可放手。 2. 儀器的粗略整平 左手拇指法則，或右手食指法則： (1)先旋轉(zhuǎn)兩個(gè)腳螺旋，然后旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋； (2)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)腳螺旋時(shí)必須作相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn) 方向應(yīng)相反。 (3)氣泡移動(dòng)的方向始終和左手大拇指移動(dòng)的方向 一致。 3. 照準(zhǔn)目標(biāo) 準(zhǔn)星瞄準(zhǔn) 目鏡

6、調(diào)焦、物鏡調(diào)焦 使十字絲豎絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 視差視差：當(dāng)觀測(cè)時(shí)把眼睛稍作上下移動(dòng)，如 果尺像與十字絲有相對(duì)的移動(dòng)，即讀數(shù)有改變， 這一現(xiàn)象叫視差。其原因是尺像沒(méi)有落在十字 絲平面上。消除視差的方法是先調(diào)目鏡調(diào)調(diào)焦 螺旋使十字絲清晰，然后一面調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺 旋一面仔細(xì)觀察，直到不再出現(xiàn)尺像和十字絲 有相對(duì)移動(dòng)為止，即尺像與十字絲在同一平面 上。 4. 視線的精確整平 粗平 精平 每次讀數(shù)前都需要重新使氣泡符合 5. 讀數(shù) 用十字絲中間的橫絲讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù)。 從尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀 出毫米數(shù)，所以每個(gè)讀數(shù)必須有四位數(shù)。 二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用 (一) 自動(dòng)安平原理 1. 移

7、動(dòng)十字絲的方法 2. 移動(dòng)像點(diǎn)的方法 三、數(shù)字水準(zhǔn)儀 24 水準(zhǔn)測(cè)量的方法 一、水準(zhǔn)路線的形式 v附合水準(zhǔn)路線 v閉合水準(zhǔn)路線 v水準(zhǔn)支線 v水準(zhǔn)網(wǎng) 二、水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法 661. 0ba661. 0h661. 0 AB HH 測(cè)站測(cè)點(diǎn) 后視讀 數(shù) 前視讀 數(shù) 高差 高程備注 A Z1 2.0731.5260.54750.118 已知A點(diǎn)高 程=50.118 Z1 Z2 1.6241.4070.217 Z2 Z3 1.6781.3920.286 Z3 Z4 1.5951.4020.193 Z4 B 0.9211.5030.58250.779 7.8917.2301.2430.582 計(jì)算檢

8、核 50.118 A H 661. 0ba661. 0h661. 0 AB HH 測(cè)點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù) 高差 高程備注 A2.07350.118 Z11.6241.5260.547 Z21.6781.4070.217 Z31.5951.3920.286 Z40.9211.4020.193 B1.5030.58250.779 7.8917.2301.2430.582 計(jì)算檢核 三、水準(zhǔn)測(cè)量成果的檢核 (一) 測(cè)站檢核 1. 兩次儀器高法 2. 雙面尺法 (二) 水準(zhǔn)路線的檢核 1. 附合水準(zhǔn)路線 附合水準(zhǔn)路線的高程閉合差高程閉合差為： 高程閉合差的大小在一定程度上反映了測(cè)量成 果的質(zhì)量。 2.

9、閉合水準(zhǔn)路線 起終 HHhfh hfh 3. 水準(zhǔn)支線 理論上有： 一般水準(zhǔn)測(cè)量的容許高程閉合差為： 鐵路線路水準(zhǔn)測(cè)量的容許高程閉合差則為： 往往 hh 往往 hhfh mmnF mmLF h h 12 40 山地 平地 mmnF mmLF h h 8 30 山地 平地 四、閉合差的分配和高程的計(jì)算 當(dāng)實(shí)際的高程閉合差在容許值以?xún)?nèi)時(shí)，可 把閉合差分配到各測(cè)段的高差上。顯然，高程 測(cè)量的誤差是隨水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)的增 加而增加，所以分配的原則是把閉合差以相反把閉合差以相反 的符號(hào)根據(jù)各測(cè)段路線的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)按比例的符號(hào)根據(jù)各測(cè)段路線的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)按比例 分配到各測(cè)段的高差上分配到各測(cè)段的高差上。故各測(cè)段高差的改正 數(shù)為： 或 i h i L L f v i h i n n f v 25 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正 一、微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正 微傾式水準(zhǔn)儀的主要軸線見(jiàn)圖224，它 們之間應(yīng)滿(mǎn)足的幾何條件是： 1. 圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器的豎軸； 2. 十字絲的橫絲 應(yīng)垂直于儀器的豎軸； 3. 水準(zhǔn)管軸應(yīng) 平行于視準(zhǔn)軸。 (一) 圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正 (二) 十字絲橫絲的檢驗(yàn)和校正 (三) 水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正 26 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及其消減方法 一、儀器誤差 (一) 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行引起的誤差 (二) 調(diào)焦引起的誤差 (三) 水準(zhǔn)尺的誤差 二、觀測(cè)誤差 (一) 氣泡居中