第三講水準(zhǔn)測量原理及水準(zhǔn)儀ppt課件

1、第二章 水準(zhǔn)測量2.1 水準(zhǔn)測量原理2.2 DS3型水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)測量的工具2.3 DS3型水準(zhǔn)儀的使用2.4 水準(zhǔn)測量的施測與記錄2.5 水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)計算2.6 水準(zhǔn)儀的檢驗與校正2.7 水準(zhǔn)測量的誤差及注意事項2.8 其他水準(zhǔn)儀的簡介第二章 水準(zhǔn)測量2-1 高程測量概述一、高程原點二、高程測量方法三、水準(zhǔn)測量等級1.地面點的高程地面點的高程地面點的高程 相對高程相對高程假定高程假定高程( (多用于建筑施工多用于建筑施工) )絕對高程絕對高程 地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。2-1 高程測量概述高程測量概述1.1.高程測量高程測量 測定地面點高程的工作測定

2、地面點高程的工作2.2.高程測量的方法高程測量的方法水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量的工用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量的工作。作。是高程測量的主要方法是高程測量的主要方法使用儀器：水準(zhǔn)儀使用儀器：水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。線。其他高程測量方法：三角高程測量、其他高程測量方法：三角高程測量、GPSGPS測量測量3. 3. 水準(zhǔn)測量的等級水準(zhǔn)測量的等級 分一、二、三、四等按精度要求、控制范圍）分一、二、三、四等按精度要求、控制范圍）一等水準(zhǔn)測量:僅在國家等級中存在作為國家的高程控制,建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn);科學(xué)研究(地殼形變、地面沉降、精密測量）二等水準(zhǔn)

3、測量:作為大城市的高程控制；地面沉降；精密工程測量三、四等水準(zhǔn)測量三、四等水準(zhǔn)測量:作為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量作為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量圖根水準(zhǔn)普通水準(zhǔn)）圖根水準(zhǔn)普通水準(zhǔn)）原理：利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，測出兩地面點之間的高差。 水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法中間水準(zhǔn)測量中間水準(zhǔn)測量連續(xù)水準(zhǔn)測量連續(xù)水準(zhǔn)測量儀器高測量儀器高測量 水準(zhǔn)測量原理1、中間水準(zhǔn)測量hAB = a bhAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)HB=HA+hAB2 2、連續(xù)水準(zhǔn)測量 hAB=h1+h2+h3=h式中：h各段高差 的代數(shù)和B點高程： HB = HA + hABa1a2a3b3b2b1ABh2h1h3hA

4、B3 3、視線高儀器高丈量 水平視線的高程：水平視線的高程： Hi= HA+ aB點的高程：點的高程： HB= Hi-b3、視線高儀器高丈量視線高儀器高法：用視線高程計算未知點高程的方法。Aab11b22b33Hj = Hi - bj ( j=1、2、3、n) 例1：已知點A的高程為HA=52.623m，后視讀數(shù)a=1.571m，前視讀數(shù)b=0.685m，求B點高程。 前 進(jìn) 方 向圖 2.1大 地 水 準(zhǔn) 面HA+aHAAaHBhABbB根據(jù)高程測量原理： hAB = a b =1.5710.685 =0.886 mB點高程為： HB =HA+ hAB = 52.6230.886 = 53.

5、509 m例2： 已知A點高程HA=23.518m，要測出某水平場地待定點1、2、3的高程視線高程Hi=HA+a=23.5181.56325.081m各待定點高程分別為：H1Hib125.0810.95324.128mH2Hib225.0811.15223.929mH3Hib325.0811.32823.753m 在安置一次儀器需求出幾個點的高程時，視線高法比高差法方便，因而視線高法在地形測量和施工測量中被廣泛采用。例3 3、如果用水準(zhǔn)測量的方法測定B B點的高程，同一水平視線在A A點的水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)為2.186m2.186m，在B B點水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)為1.467m1.467m，A A點的高

6、程為220.200m220.200m，試問B B點的高程是多少？根據(jù)高程測量原理： hAB = a b =2.1861.467 =0.719 mB點高程為： HB =HA+ hAB = 220.2000.719 = 220.919 m例4已知A點的高程HA=489.454m，A點立尺讀數(shù)為1.446m，B點讀數(shù)為1.129m，C點讀數(shù)為2.331m，求此時儀器視線高程是多少？HB和Hc各為多少？視線高：Hi = HA + aHi = HA + a = 489.454 = 489.4541.4461.446 490.900m490.900mB B、C C兩點的高程分別為： HB HBHiHib

7、b 25.08125.0810.9530.95324.128m24.128mHCHCHiHiC C25.08125.0811.1521.15223.929m23.929m2.2 DS32.2 DS3型水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)測量的工具水準(zhǔn)測量所使用的儀器和工具主要有： 水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、水準(zhǔn)尺的尺墊我國按水準(zhǔn)儀的精度級別編訂的系列型號是： DS05、DS1、DS3、DS10 D大地測量儀器 S水準(zhǔn)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）。連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測量方法連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測量方法 兩點間距離較長或高差較大時，在兩點間設(shè)若兩點間距離較長或高差較大時，在兩點間設(shè)若 干轉(zhuǎn)點，分段

8、測量高差，取各分段高差的總和。干轉(zhuǎn)點，分段測量高差，取各分段高差的總和。hAB=h1+ h2+.+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+.+(an-bn) =a-b(2-2-7)(2-2-7)hAB一.水準(zhǔn)測量的儀器與工具 2-3 水準(zhǔn)尺和的水準(zhǔn)水準(zhǔn)尺和的水準(zhǔn)儀儀一一. .水準(zhǔn)尺、尺墊水準(zhǔn)尺、尺墊 直尺：雙面直尺：雙面( (黑、紅黑、紅) )水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)尺， 尺常數(shù)尺常數(shù)4.687m4.687m、4.787m4.787m，用，用 于三等以下水準(zhǔn)路線測量。于三等以下水準(zhǔn)路線測量。塔尺：可伸縮，伸足為塔尺：可伸縮，伸足為3 3米、米、 5 5米，用于一般工程測量。米，用于一般工程測量。尺墊：轉(zhuǎn)

9、點立尺用。尺墊：轉(zhuǎn)點立尺用。2.水準(zhǔn)儀二二. .水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀等級等級( (精度系列精度系列) )： DS05 DS1 DS3 DS05 DS1 DS3 DS10DS10 型號下標(biāo)：毫米數(shù)，型號下標(biāo)：毫米數(shù)，表示表示 1 1公里往、返測量的高公里往、返測量的高差平差平 均值的中誤差均值的中誤差( (由于儀由于儀器引器引 起的起的) ) 。構(gòu)造：構(gòu)造： 望遠(yuǎn)望遠(yuǎn)鏡鏡 水準(zhǔn)水準(zhǔn)器器 支架支架 基座基座S3 水準(zhǔn)儀外型一般的望遠(yuǎn)鏡只需望遠(yuǎn)，不需瞄準(zhǔn)。所以有物鏡，目鏡加調(diào)焦鏡即可。測量望遠(yuǎn)鏡要能瞄準(zhǔn)。所以要有十字絲。目標(biāo)的象與十字絲重合即瞄準(zhǔn)。水準(zhǔn)儀的主要軸線：望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸俗稱視線），用于觀察尺子，取讀

10、數(shù)水準(zhǔn)管軸，水準(zhǔn)管是水平狀態(tài)指示器。用于把其軸置平儀器要求這兩個軸平行。從而可以借助水準(zhǔn)器把視線置平望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差測量望遠(yuǎn)鏡及十字絲上絲下絲豎絲橫絲望遠(yuǎn)鏡的十字絲視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。物鏡的作用：把目標(biāo)成象拉近）。目鏡的作用：把十字絲和目標(biāo)象放大。十字絲固定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到目標(biāo)象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)象稱為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除

11、視差。測量望遠(yuǎn)鏡視差 視差： 望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。 景象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置， 十字絲與目標(biāo)的像有相對移動。消除視差的步驟：消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰； 物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器 靈敏度 8/2mm 用于儀器粗平 管水準(zhǔn)器 靈敏度20/2mm 用于儀器精平水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器分圓形和管形兩種管水準(zhǔn)器是個玻璃容器，其縱剖面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形?？虅澗€對稱中點處的切線就是水準(zhǔn)管軸?！皻馀菥又屑此疁?zhǔn)管軸水平。圓水準(zhǔn)器是個玻璃容器，上面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球形，同心

12、圓圓心處的曲率半徑就是圓水準(zhǔn)器的軸?！皻馀菥又屑此疁?zhǔn)器的軸垂直。 水準(zhǔn)管的精度：管子內(nèi)壁光滑，液體與內(nèi)壁的附著力小，則氣泡對傾斜反映的靈敏度高曲率半徑大，格值小則精度高氣泡長，兩端清晰，讀數(shù)誤差小則精度高格值是相鄰分劃線之間的弧所對的圓心角。設(shè)弧長為2毫米，曲率半徑為R毫米，則格值 普通 秒R210,20,30,60符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。若直接用肉眼觀察則因為玻璃有厚度，斜視時會產(chǎn)生視差要同時觀察氣泡的兩端才能判斷氣泡是否居中用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點。判別“氣泡居中的精度約可提高一倍。10)(521mm符合棱鏡系統(tǒng)的精度：為氣泡的格值肉眼觀察的精度：三、水準(zhǔn)

13、儀的使用1.安頓： 用連接螺旋把儀器固定在三腳架上2、粗平：使三腳架架頭大致水平;轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中3、瞄準(zhǔn)調(diào)節(jié)目鏡：照準(zhǔn)明亮的物體如白色的墻調(diào)節(jié)目鏡使之適合自己的視力十字絲最清晰）；粗瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動儀器，利用望遠(yuǎn)鏡外殼上的準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目標(biāo)； 精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動調(diào)焦螺旋使目標(biāo)象清晰，直至無“視差”。用微動螺旋 慢慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，直至精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)為止十字絲的縱絲靠近水準(zhǔn)尺）4、 精平 用微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中符合氣泡符合）5、讀數(shù) 用十字絲的橫絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)先讀毫米數(shù)，然后米，分米，厘米數(shù)。每次讀四位數(shù)，“0也 是必須記錄的數(shù)字。）水準(zhǔn)管的校正螺絲像片圓水準(zhǔn)器腳螺旋2.粗平粗平用連接螺旋把儀器

14、固定在三腳架上，固定兩個腳架，動第三個腳架，使三腳架架頭大致水平;轉(zhuǎn)動腳使螺旋圓水準(zhǔn)器的氣泡居中2、粗平（左手拇指法則）物鏡的作用：把目標(biāo)成象拉近）。目鏡的作用：把十字絲和目標(biāo)象放大。十字絲固定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到目標(biāo)象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)象稱為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除視差。3、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)管的校正螺絲像片目鏡缺口視差 視差： 望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。 景象：觀測

15、時，改變眼睛與目鏡的相對位置， 十字絲與目標(biāo)的像有相對移動。消除視差的步驟：消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰； 物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。若直接用肉眼觀察則因為玻璃有厚度，斜視時會產(chǎn)生視差要同時觀察氣泡的兩端才能判斷氣泡是否居中用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點。判別“氣泡居中的精度約可提高一倍。4、精平普通水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺的分劃不是線劃式而是區(qū)格式的。區(qū)格的邊緣是分劃的位置，區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀”。區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀察并讀數(shù)。5、讀數(shù)目鏡水準(zhǔn)管目鏡圓水準(zhǔn)器校正螺釘微

16、動螺旋制動螺旋對光螺旋物鏡準(zhǔn)星缺口水準(zhǔn)管圓水準(zhǔn)器三腳架腳螺旋2、DS3型水準(zhǔn)儀的主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。構(gòu)造微傾螺旋準(zhǔn)星準(zhǔn)星物鏡物鏡目鏡微動螺旋微動螺旋（3 3基座基座軸座：承托儀器上部軸座：承托儀器上部腳螺旋：調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中腳螺旋：調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中連接板：連接三腳架連接板：連接三腳架組成組成 軸座軸座腳螺旋腳螺旋連接板連接板二、水準(zhǔn)尺和尺墊1、水準(zhǔn)尺塔尺 ：可以伸縮，一般全長2m、5m，用于等外水準(zhǔn)測量。雙面尺：不可伸縮，一般全長3m，用于三、四等水準(zhǔn)測量。2 2、尺墊、尺墊 僅在轉(zhuǎn)點處豎立水準(zhǔn)尺時僅在轉(zhuǎn)點處豎立水

17、準(zhǔn)尺時使用，防止點位移動和水使用，防止點位移動和水準(zhǔn)尺下沉。準(zhǔn)尺下沉。 2.3 DS3 2.3 DS3型水準(zhǔn)儀的使用型水準(zhǔn)儀的使用一、安置儀器一、安置儀器 （1 1在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調(diào)整架腿長度，再擰緊固定螺旋，按需要的高度調(diào)整架腿長度，再擰緊固定螺旋，張開三腳架將架腿踩實，并使三腳架架頭大致水張開三腳架將架腿踩實，并使三腳架架頭大致水平。平。 （2 2從儀器箱中取從儀器箱中取出水準(zhǔn)儀，用連接螺旋將出水準(zhǔn)儀，用連接螺旋將水準(zhǔn)儀固定在三腳架架頭水準(zhǔn)儀固定在三腳架架頭上。上。二、粗略整平通過調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。 三、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺

18、 （1目鏡調(diào)焦 轉(zhuǎn)動目鏡對光螺旋，使十字絲成像清晰。 （2初步瞄準(zhǔn) 通過望遠(yuǎn)鏡筒上方的照門和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，旋緊制動螺旋。轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部使準(zhǔn)星、照門、目的尺共一線，然后制動望遠(yuǎn)鏡。水準(zhǔn)尺（3 3物鏡調(diào)焦物鏡調(diào)焦 轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，使水準(zhǔn)尺轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，使水準(zhǔn)尺的成像清晰。的成像清晰。（4精確瞄準(zhǔn) 轉(zhuǎn)動微動螺旋，使十字絲的豎絲瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺邊緣或中央。（5 5消除視差 視差的定義： 消除視差的方法是仔細(xì)地轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，消除視差的方法是仔細(xì)地轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，直至尺像與十字絲平面重合。直至尺像與十字絲平面重合。 四、精確整平四、精確整平 轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使氣泡兩端的影像嚴(yán)密吻合轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使氣泡兩

19、端的影像嚴(yán)密吻合, ,此此時水準(zhǔn)管氣泡居中，視線即為水平視線時水準(zhǔn)管氣泡居中，視線即為水平視線 轉(zhuǎn) 動 微傾 螺 旋使 符 合水 準(zhǔn) 管氣 泡 符合 ， 即成U形。五、讀數(shù)五、讀數(shù) 用十字絲橫絲在用十字絲橫絲在水準(zhǔn)尺上按從小到水準(zhǔn)尺上按從小到大的方向讀數(shù)，讀大的方向讀數(shù)，讀取米、分米、厘米、取米、分米、厘米、毫米估讀數(shù)四毫米估讀數(shù)四位數(shù)字。位數(shù)字。留意：讀數(shù)前必須精平，留意：讀數(shù)前必須精平，精平后立即讀數(shù)。精平后立即讀數(shù)。圖形：水準(zhǔn)儀讀數(shù)實例水準(zhǔn)儀讀數(shù)實例水準(zhǔn)儀讀數(shù)實例6.2526.2521.4771.4770.7250.725 bc a2.4 水準(zhǔn)測量的施測與記錄水準(zhǔn)測量的施測與記錄2.4.

20、1、水準(zhǔn)點、水準(zhǔn)點 用于水準(zhǔn)測量而設(shè)有固定標(biāo)志的高程基準(zhǔn)點，稱為水準(zhǔn)點，記為BM 。 水準(zhǔn)點有永久性水準(zhǔn)點和臨時性水準(zhǔn)點兩種。國家等級永久性水準(zhǔn)點國家等級永久性水準(zhǔn)點建筑工地上的永久性水準(zhǔn)點（2臨時性水準(zhǔn)點臨時性水準(zhǔn)點幾個基本概念：1、測站： 水準(zhǔn)儀及尺子所擺設(shè)的位置稱為測站，這種擺設(shè)測站所進(jìn)行的水準(zhǔn)測量工作，稱為測站觀測。 hAB是一次測站的高差觀測值。2、水準(zhǔn)路線： 連續(xù)若干測站水準(zhǔn)測量工作構(gòu)成的高差觀測路線，稱為水準(zhǔn)路線。3、視距： 水準(zhǔn)儀到立尺點的水平距離。2.4.2 水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式（1 1）附合水準(zhǔn)路線）附合水準(zhǔn)路線 從已知高程水準(zhǔn)點出發(fā)，沿待定高程的水從已知高

21、程水準(zhǔn)點出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點進(jìn)行測量，最后附合到另一已知高程準(zhǔn)點進(jìn)行測量，最后附合到另一已知高程水準(zhǔn)點的水準(zhǔn)路線，稱附合水準(zhǔn)路線。如水準(zhǔn)點的水準(zhǔn)路線，稱附合水準(zhǔn)路線。如圖圖2-202-20BMABMBh1h2h3h4123圖2-20 附 合水準(zhǔn)路線（2）、閉合水準(zhǔn)路線）、閉合水準(zhǔn)路線 從已知高程水準(zhǔn)點出發(fā)，沿各待定高程點從已知高程水準(zhǔn)點出發(fā)，沿各待定高程點進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后又回到原出發(fā)點的環(huán)進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后又回到原出發(fā)點的環(huán)形路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。形路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。2.4.2 水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式BMAh1h2h3h4h51234（3）、支水準(zhǔn)路線）、支水準(zhǔn)路線

22、 從已知高程水準(zhǔn)點出發(fā)，沿待定高程水準(zhǔn)從已知高程水準(zhǔn)點出發(fā)，沿待定高程水準(zhǔn)點進(jìn)行水準(zhǔn)測量，既不閉合又不附合的水點進(jìn)行水準(zhǔn)測量，既不閉合又不附合的水準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線要準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線要進(jìn)行往返測量進(jìn)行往返測量.2.4.2 水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式BMA123一、一個測站的水準(zhǔn)測量工作一、一個測站的水準(zhǔn)測量工作ABab1 1、安置儀器于、安置儀器于ABAB之間，之間， 立尺于立尺于A A、B B點上；點上；2 2、粗略整平；、粗略整平；3 3、瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn)A A尺，精平、讀數(shù)尺，精平、讀數(shù)a a，記錄記錄1.568m1.568m；4 4、瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn)B

23、B尺，精平、讀數(shù)尺，精平、讀數(shù)b b， 記錄記錄1.471m1.471m；2.4.3 水準(zhǔn)測量的方法水準(zhǔn)測量的方法2.4.3 水準(zhǔn)測量的方法水準(zhǔn)測量的方法一、一個測站的水準(zhǔn)測量工作一、一個測站的水準(zhǔn)測量工作5、計算：、計算： hAB = a b = 1.568-1.471 =0.115m 即即B點比點比A點高點高0.115m。 hBA = hAB= 0.115m，即，即 A點比點比B點低點低0.115m。ABab 當(dāng)已知高程的水準(zhǔn)點距欲測定高程點較遠(yuǎn)或當(dāng)已知高程的水準(zhǔn)點距欲測定高程點較遠(yuǎn)或高差較大時，不能安置一次儀器即可測得兩點高差較大時，不能安置一次儀器即可測得兩點間的高差。間的高差。 這時

24、需要在兩點間加設(shè)若干個立尺點，分段這時需要在兩點間加設(shè)若干個立尺點，分段設(shè)站，連續(xù)進(jìn)行觀測。設(shè)站，連續(xù)進(jìn)行觀測。提出問題：解決方法： 加設(shè)的這些立尺點并不需要測定其高程，它加設(shè)的這些立尺點并不需要測定其高程，它們只起傳遞高程的作用，故稱之為轉(zhuǎn)點，用們只起傳遞高程的作用，故稱之為轉(zhuǎn)點，用TPTPTurning PointTurning Point表示。表示。二、水準(zhǔn)測量實施方法二、水準(zhǔn)測量實施方法例：留意：為保證高程傳遞的準(zhǔn)確性，在相鄰測站的觀測過程中，必須使轉(zhuǎn)點保持穩(wěn)定高程不變）。ATP1TP2TP32.142B1.2580.9281.2351.6641.4311.6722.074HA=123

25、.446mHB大大 地地 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 面面前進(jìn)方向水準(zhǔn)測量記錄時“三要”1、要復(fù)誦：讀數(shù)記錄時，邊記邊復(fù)誦，避免聽錯記錯。2、要清楚：按規(guī)定的格式填寫，字跡清晰端正，點號要記清，前后尺讀數(shù)不得遺漏，不得顛倒。3、要原始記錄：在現(xiàn)場用2H或H鉛筆填寫在記錄簿中，不得謄抄，以免轉(zhuǎn)抄錯誤。寫錯的數(shù)字，應(yīng)在錯的數(shù)字處劃一橫線，將正確數(shù)字寫在上方，不得用橡皮擦改或直接在錯誤數(shù)據(jù)上進(jìn)行涂改。測測站站點號點號 水準(zhǔn)尺讀數(shù)水準(zhǔn)尺讀數(shù)后視后視a a） 前視前視b b）高差高差 （m m）高程高程m m）備備注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 TP3 B 2.142 1.258 0.928 1.235 1.6

26、64 1.431 1.672 2.074 計算計算檢核檢核 測測站站點號點號 水準(zhǔn)尺讀數(shù)水準(zhǔn)尺讀數(shù)后視后視a a） 前視前視b b）高差高差 （m m）高程高程m m）備備注注 ab 123.446 水 準(zhǔn) 測 量 手 簿知測測站站點號點號 水準(zhǔn)尺讀數(shù)水準(zhǔn)尺讀數(shù)后視后視a a） 前視前視b b）高差高差 （m m）高程高程m m）備備注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 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計算計算檢核檢核 6.406 5.998測測站站點號點號 水準(zhǔn)尺讀

27、數(shù)水準(zhǔn)尺讀數(shù)后視后視a a） 前視前視b b）高差高差 （m m）高程高程m m）備備注注 ab0.4080.408 0.408123.446123.854水 準(zhǔn) 測 量 手 簿知（一）、計算檢核（一）、計算檢核 目的：檢核計算高差和高程計算是否正確。目的：檢核計算高差和高程計算是否正確。 檢核條件：檢核條件： 如上表所示：如上表所示：ABHHhbamba408. 0)998. 5406. 6（mh408. 0mHHAB408. 0446.123854.123等式條件成立，說明計算正確。2.4.4 數(shù)據(jù)檢核數(shù)據(jù)檢核（二）、測站檢核（二）、測站檢核 1 1、雙面尺法、雙面尺法 目的：保證前后視讀

28、數(shù)的正確。目的：保證前后視讀數(shù)的正確。 采用黑紅面的水準(zhǔn)尺，利用雙面的零采用黑紅面的水準(zhǔn)尺，利用雙面的零點差檢核觀測質(zhì)量。點差檢核觀測質(zhì)量。 雙面尺法：是儀器高度保持不變，分別對尺子的黑面、紅面進(jìn)行觀測。觀測程序：后、后、前、前黑、紅、黑、紅）黑紅高差：相差 100 mmababhabhab1()2hhh 2、變動儀器高法 在同一測站上變動儀器高10cm左右），兩次測出高差；等外水準(zhǔn)測量其差值|h | 6mm，取其平均值作為最后結(jié)果。雙儀高法雙儀高法aba b1()2hhh（三）、成果檢核（三）、成果檢核 水準(zhǔn)測量時，一般將已知水準(zhǔn)點和待測水準(zhǔn)點組成一條水準(zhǔn)路線； 計算檢核只能發(fā)現(xiàn)每頁計算是否

29、有誤； 在水準(zhǔn)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； 對一條水準(zhǔn)路線來講必須進(jìn)行成果檢核。 2.5 2.5 水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)計算目地：根據(jù)水準(zhǔn)路線上已知水準(zhǔn)點的高程和 各測段高差，求出待定水準(zhǔn)點的高程。測站：水準(zhǔn)儀及尺子所擺設(shè)的位置稱為測站。水準(zhǔn)路線：連續(xù)若干測站水準(zhǔn)測量工作構(gòu)成 的高差觀測路線。視距：水準(zhǔn)儀到立尺點的水平距離。2.5.1 閉合水準(zhǔn)路線成果計算閉合水準(zhǔn)路線成果計算如圖如圖BMA為水準(zhǔn)點，為水準(zhǔn)點，高程為高程為42.372m，1、2、3點為待定高程點。將點為待定高程點。將有關(guān)數(shù)據(jù)個觀測數(shù)據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)個觀測數(shù)據(jù)填入表內(nèi)相應(yīng)欄目內(nèi)。填入表內(nèi)相應(yīng)欄目內(nèi)。B

30、MA123h1=1.274h2=-3.349h3=-2.482h4=4.6166站站10站站8站站12站站( (一) )計算高差閉合差閉合差：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=觀測值-理論值觀測值： h測 =h1+h2+hn理論值： h理=0 即 fh=h測 (二)高差閉合差的容許值 限差：規(guī)范規(guī)定的的高差閉合差的允許值；用fh允或fh容表示。 等外水準(zhǔn)測量要求： 平地： fh容40 （mm） L水準(zhǔn)路線的長度，單位km。 山地： fh容12 （mm） n水準(zhǔn)路線的測站數(shù)。 要求： fh fh容Ln（三高差閉合差的調(diào)整 （1改正數(shù)的計算

31、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(yīng)的 高差上，得改正后高差。ihillfv按距離：按距離：式中式中 l水準(zhǔn)路線總長度；水準(zhǔn)路線總長度； li第第i測段長度；測段長度； vi第第i測段的高差改正數(shù)測段的高差改正數(shù) 按測站數(shù)：按測站數(shù)：ihinnfvhfv檢核：檢核：式中式中 n水準(zhǔn)路線總測站數(shù)；水準(zhǔn)路線總測站數(shù)； ni第第i側(cè)段站數(shù)；側(cè)段站數(shù)； （2求改正后高差iiivhh改式中式中 hi改改改正后的高差；改正后的高差； hi原觀測高差；原觀測高差； Vi該高差的改正數(shù)。該高差的改正數(shù)。（四高程計算改iiihHH1檢核：檢核：HA算）算）=HA知）知） 圖為一條附合水

32、準(zhǔn)路線，由四段組成，起點A的高程為72.394m，終點B的高程為73.128m。各測段的高差和路線長度如圖所示，計算1、2、3 、 點的高程。2.5.1 附合水準(zhǔn)路線成果計算附合水準(zhǔn)路線成果計算BMABMB123h1=2.145h2=-2.986h3=3.432h4=-1.8010.7km1.1km0.9km1.6km( (一) )計算高差閉合差閉合差：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理觀測值： h測 =h1+h2+hn理論值： h理=H終-H起 即 fh=h測 -（H終-H起）(二)高差閉合差的容許值由已知條件，高差閉合

33、差可按如下公式來求： 平地： fh容40 （mm） L水準(zhǔn)路線的長度，單位km。 L（三高差閉合差的調(diào)整 （1改正數(shù)的計算 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(yīng)的 高差上，得改正后高差。ihillfv按距離：按距離：式中式中 l水準(zhǔn)路線總長度；水準(zhǔn)路線總長度； li第第i側(cè)段長度；側(cè)段長度； （四高程計算改iiihHH1檢核：檢核：HB算）算）=HB知）知）例1：附和水準(zhǔn)路線的內(nèi)業(yè)計算 如圖為一附和水準(zhǔn)路線：A A、B B為已知水準(zhǔn)點，為已知水準(zhǔn)點，HA =65.376m HA =65.376m ， HB =68.623m HB =68.623m點點1 1、2 2、3

34、 3 為待測水準(zhǔn)點，各測段高差、測站數(shù)、為待測水準(zhǔn)點，各測段高差、測站數(shù)、距離見下圖：距離見下圖： kmLnh0 . 18575. 1111kmLnh2 . 112036. 2222kmLnh4 . 114742. 1333kmLnh2 . 216446. 1444AB123前進(jìn)方向備注測段 點名 間隔 km測站數(shù)實測高差 m改正數(shù) m改正后的高差 m高程 m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +3.315輔助計算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.

35、563+2.022-1.758+1.42 +3.24765.37666.93968.96167.20368.623mmfh68mmmmfh968 . 540允符合水準(zhǔn)測量成果計算表知知2.5.3 支水準(zhǔn)路線成果計算支水準(zhǔn)路線成果計算BMAPhfhb 設(shè)某水準(zhǔn)路線已知點設(shè)某水準(zhǔn)路線已知點A的高程的高程HA=152.371m，從，從A點到點到P點的往測高差和返測高差分別為點的往測高差和返測高差分別為h往往=-2.216m、h返返=+2.238m，往返總測站數(shù)，往返總測站數(shù)n=9.（一求往、返高差閉合差（一求往、返高差閉合差返往hhfh（二高差閉合差的容許值（二高差閉合差的容許值fh容容12 （mm

36、） n水準(zhǔn)路線的測站數(shù)。水準(zhǔn)路線的測站數(shù)。 要求：要求： fh fh容容n（三求改正后高差取往、返測絕對值的平均值，其符號與往測相同）h =h往往-h返返2（四計算高程（四計算高程待定點待定點P的高程為：的高程為：HP=HA+h例例2：設(shè)某水準(zhǔn)路線已知點：設(shè)某水準(zhǔn)路線已知點A的高程的高程HA=186.785m，從，從A點到點到P點的往測點的往測高差和返測高差分別為高差和返測高差分別為h往往=-1.375m、 h返返=+1.396m，往返總測站數(shù)，往返總測站數(shù)n=16.求求P點的高程。點的高程。AmhA357. 11（往）mhA396. 11（返）n = 16站站P解：1、計算閉合差：返往hhf

37、h2、檢核：m021. 0396. 1375. 1mmnfh48161212允 ，故精度符合要求。3、計算高差mhA386. 12)396. 1375. 1 (14、計算高程Hp=186.785-1.386=185.399m允hhff 例例3.根據(jù)附合水準(zhǔn)路線表，計算各點高程根據(jù)附合水準(zhǔn)路線表，計算各點高程2.6 水準(zhǔn)儀的檢驗與校正 2.6.1 水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的幾何條件主要軸線：視準(zhǔn)軸CC 水準(zhǔn)管軸LL 儀器豎軸VV 圓水準(zhǔn)器軸 幾何關(guān)系： 圓水準(zhǔn)器軸/儀器豎軸 水準(zhǔn)管軸/視準(zhǔn)軸 十字絲橫絲 豎軸LL 二、水準(zhǔn)儀的檢驗和校正1、圓水準(zhǔn)器的檢驗和校正目的：使圓水準(zhǔn)器軸/儀器豎軸檢驗：用腳螺旋使圓水

38、準(zhǔn)器氣泡居中； 望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180度。 若氣泡仍居中，滿足要求； 若氣泡不居中，需進(jìn)行校正。校正：用腳螺旋調(diào)氣泡偏離 值的一半； 用圓水準(zhǔn)器的校正 螺旋再調(diào)一半。 圓水準(zhǔn)器的檢驗原理圓圓水水準(zhǔn)準(zhǔn)器器軸軸豎豎軸軸鉛鉛垂垂線線圓圓水水準(zhǔn)準(zhǔn)器器軸軸圓水準(zhǔn)器軸圓圓水水準(zhǔn)準(zhǔn)器器軸軸鉛鉛垂垂線線鉛鉛垂垂線線鉛鉛垂垂線線豎軸豎豎軸軸豎豎軸軸2 2、十字絲橫絲的檢校和校正、十字絲橫絲的檢校和校正 目的：使十字絲橫絲目的：使十字絲橫絲 豎軸豎軸 檢驗：檢驗： 精平儀器，十字絲橫絲左邊精平儀器，十字絲橫絲左邊 對準(zhǔn)墻上標(biāo)志點對準(zhǔn)墻上標(biāo)志點MM； 水平微動，水平微動，MM點在橫絲上移動，說明十字絲橫絲點在橫絲上移動，

39、說明十字絲橫絲位置正確；否則需要校正。位置正確；否則需要校正。 MMMM校正：校正： 松開十字絲的固定松開十字絲的固定螺旋；螺旋； 微微轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)微微轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)座，座， 至至p p點軌跡與橫絲重點軌跡與橫絲重合；合； 擰緊十字絲的固定擰緊十字絲的固定螺旋。螺旋。十字絲固定螺旋十字絲固定螺旋3、水準(zhǔn)管軸的檢驗與校正、水準(zhǔn)管軸的檢驗與校正 目的：使水準(zhǔn)管軸目的：使水準(zhǔn)管軸/視準(zhǔn)軸。視準(zhǔn)軸。 檢驗：檢驗： 在平坦地面選相距在平坦地面選相距80m左右左右A、B兩點，置水兩點，置水 準(zhǔn)儀于中點準(zhǔn)儀于中點C，用變動儀器高法兩次高差之，用變動儀器高法兩次高差之 差差3mm測定兩點之間測定兩點之間 的高差

40、的高差h0=a1-b1； i角角 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸之間的夾角；視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸之間的夾角； 前后視距相等可以消除。前后視距相等可以消除。ABiia1a1b1C儀器搬A點附近，測得高差 h = a2b2； 假設(shè) h=h0，則水準(zhǔn)管軸/視準(zhǔn)軸； 假設(shè) h不等于h0，則存在i角。 如圖：022hab應(yīng) ABDbbi應(yīng)22式中：DAB 為AB兩點之間的距離 206265 b2b2應(yīng)ABiiia1a1a2b1C2 對于DS3水準(zhǔn)儀，當(dāng) 時，則需校正。02 i3、校正 轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使 （此時視準(zhǔn)軸水平，水準(zhǔn)管氣泡不居中）。 調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管校正螺絲，使符合氣泡居中。應(yīng)22bb 誤差來源： 儀器誤差 + 觀測誤

41、差 + 外界條件的影響 一、儀器誤差 1、儀器校正后的殘余誤差主要是i角誤差。 （前后視距相等可消除） 2、水準(zhǔn)尺誤差 包括刻劃不準(zhǔn)、尺長變化、 尺身彎曲等誤差。（作業(yè)前必須檢驗，前后視 尺交替使用、測站數(shù)為偶數(shù)可減弱或消除）二、觀測誤差二、觀測誤差 1、視差仔細(xì)調(diào)焦可消除）、視差仔細(xì)調(diào)焦可消除） 2、讀數(shù)誤差減小視線長度、讀數(shù)、讀數(shù)誤差減小視線長度、讀數(shù)認(rèn)真果斷）認(rèn)真果斷） 3、水準(zhǔn)氣泡居中誤差符合后立即、水準(zhǔn)氣泡居中誤差符合后立即讀數(shù)）讀數(shù)） 4、水準(zhǔn)尺傾斜的影響認(rèn)真扶尺、水準(zhǔn)尺傾斜的影響認(rèn)真扶尺、氣泡居中）氣泡居中）三、外界條件的影響三、外界條件的影響 1、儀器下沉踩緊腳架、減少觀測時、儀器下沉踩緊腳架、減少觀測時間）間） 2、尺墊下沉尺墊踩實、往返測取中、尺墊下沉尺墊踩實、往返測取中數(shù)）數(shù)） 3、地球曲率和大氣折光前后視距相、地球曲率和大氣折光前后視