第二章 水準(zhǔn)測量

第二章水準(zhǔn)測量第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容第一節(jié)水準(zhǔn)測量的原理第二節(jié)水準(zhǔn)儀的構(gòu)造與使用第三節(jié)水準(zhǔn)測量的實(shí)施第四節(jié)水準(zhǔn)測量的成果整理第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日高程測量根據(jù)已知點(diǎn)高程，測定該點(diǎn)與未知點(diǎn)的高差，然后計(jì)算出未知點(diǎn)的高程的方法。第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日高程測量的方法分類

1、水準(zhǔn)測量2、三角高程測量3、氣壓高程測量4、GPS測量第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日高程測量的基準(zhǔn)：1956黃海高程基準(zhǔn)H0=72.289m1985國家高程基準(zhǔn)H0=72.260m注：在距離為10km的范圍內(nèi)進(jìn)行測量工作時(shí)，可以用水平面代替大地水準(zhǔn)面。第五頁，共六十一頁，2022年，8月28日

第一節(jié)

水準(zhǔn)測量的

原理

第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日

水準(zhǔn)測量的目的：通過測量地面上兩點(diǎn)之間的高差h，根據(jù)已知點(diǎn)的高程求算未知點(diǎn)的高程。

第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)測量原理基本原理：利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線”，測量兩點(diǎn)間高差，從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。

第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)儀必須具備兩個(gè)基本功能：一是能提供水平視線，二是能在標(biāo)尺上讀數(shù)。利用水準(zhǔn)儀給出的水平視線分別在A、B兩水準(zhǔn)尺上讀出讀數(shù)a和b，則A、B兩點(diǎn)間的高差為：hAB＝a－b

第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日如下圖所示，假設(shè)A為已知高程點(diǎn)（即HA為已知），欲求B點(diǎn)的高程HB

，需測量A、B兩點(diǎn)的高差hAB

。求得高差hAB之后，B點(diǎn)的高程為：HB

＝HA＋hAB

第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日兩點(diǎn)之間的高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。高差的符號(hào)有正有負(fù)。前后視距盡量相等地面越高，高程值越大，讀數(shù)越?。坏孛嬖降?，高程值越小，讀數(shù)越大。第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日計(jì)算未知點(diǎn)高程高差法

利用高差來計(jì)算高程的方法。（適用于安置一次儀器測定一個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用,比如，水準(zhǔn)路線的測量。）

HB

＝HA＋hAB

＝HA＋（a-b）

視線高法利用視線高來計(jì)算高程的方法。（適用于安置一次儀器測定多個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用）HA+a=HiHB=Hi–bHC

=Hi

–

cHD

=Hi

–

d第十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日大地水準(zhǔn)面(水平線)HAADHDadHi視線高法：

Hi

=HA+a

HB=Hi

–bHC

=Hi

–

cHD

=Hi

–

dBHBbCHCc第十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

例1：設(shè)已知點(diǎn)A高程為45.123m，B為待求點(diǎn)。后視讀數(shù)a=1.732m，前視讀數(shù)b=1.243m，請問A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)高，并求B點(diǎn)高程？例2:在同一測站內(nèi)，設(shè)已知點(diǎn)A高程為25.769m，B、C、D為待求點(diǎn)。后視讀數(shù)a=1.655m，前視讀數(shù)b=1.623m，c=2.298m，d=1.755m,求B、C、D三點(diǎn)的高程？第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日

第二節(jié)

水準(zhǔn)測量的儀器與工具

第十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)測量所用的儀器是水準(zhǔn)儀，配套工具有水準(zhǔn)尺、尺墊等。第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)儀第十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)測量的儀器為：水準(zhǔn)儀，工具有：水準(zhǔn)尺和尺墊。水準(zhǔn)儀按其精度分為DS05，DS1，DS3，DS10四個(gè)等級(jí)。下標(biāo)表示儀器的精度等級(jí)，數(shù)字越小，精度越高。第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

一、DS3型微傾水準(zhǔn)儀的構(gòu)造：水準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分構(gòu)成1、望遠(yuǎn)鏡作用：瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，并對水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)。第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日

第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日2、水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器分為管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器。作用：用來整平儀器和將視準(zhǔn)軸安放到水平位置。水準(zhǔn)器有圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器兩種。

第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日（1）圓水準(zhǔn)器：作用：圓水準(zhǔn)器氣泡居中是儀器粗略整平的標(biāo)志。（2）管水準(zhǔn)器：作用：符合水準(zhǔn)器氣泡居中是儀器精確整平的標(biāo)志。第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日

3、基座：作用：支撐儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架相連接。第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

二、水準(zhǔn)尺

和尺墊水準(zhǔn)尺有塔尺和雙面尺兩種。用優(yōu)質(zhì)的木材、鋁合金或玻璃鋼制成。第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日在水準(zhǔn)測量時(shí)，為了防止觀測過程中尺身下沉而影響準(zhǔn)確讀數(shù)，應(yīng)在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放一尺墊。第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日

三、水準(zhǔn)儀的使用

：微傾式水準(zhǔn)儀在一個(gè)測站上使用的基本操作程序：安置儀器粗略整平瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺精確整平讀數(shù)與記錄第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日1、安置儀器：把水準(zhǔn)儀安置在腳架上并擰緊連接螺旋。三點(diǎn)要求：（1）要雙手抱儀器（2）腳架高度要適中（3）架臺(tái)要大致水平第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日2、粗略整平：（1）概念：調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。注意：轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡任意位置圓氣泡都居中才算粗略整平。（2）方法：記住一句話，氣泡移動(dòng)方向始終與轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋的左手大拇指移動(dòng)方向一致。

第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

3、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺：（1）目鏡對光：轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。（2）初步瞄準(zhǔn)：松開制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，利用望遠(yuǎn)鏡上的準(zhǔn)星、照門瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后擰緊制動(dòng)螺旋。（3）物鏡對光：轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對光螺旋，使水準(zhǔn)尺成像清晰。（4）精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)尺影像處在視場中央。（5）消除視差：第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日視差：物鏡對光后，眼睛在目鏡端上下微微地移動(dòng)，若發(fā)現(xiàn)十字絲和水準(zhǔn)尺影像有相對移動(dòng)的現(xiàn)象，則稱為視差。產(chǎn)生原因：水準(zhǔn)尺沒用恰好成像于十字絲分劃板上。消除方法：反復(fù)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋，直至視差消除。第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日4、精確整平：調(diào)節(jié)微傾螺旋，是管水準(zhǔn)器氣泡居中，即豆芽瓣重合。第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日5、讀數(shù)：讀取中絲讀數(shù)。要求：直接讀出米、分米、厘米、估計(jì)到毫米。讀數(shù)無誤后及時(shí)記錄。第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日

第三節(jié)

水準(zhǔn)測量的實(shí)施

第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

一、水準(zhǔn)點(diǎn)：1、定義：用水準(zhǔn)測量的方法測定的高程控制點(diǎn)，用BM表示。2、種類：永久性、臨時(shí)性。第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

二、水準(zhǔn)路線：1、附合水準(zhǔn)路線2、閉合水準(zhǔn)路線3、支水準(zhǔn)路線第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD）定義：因兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)或高差較大，安置一次儀器無法測出兩點(diǎn)的高差，在兩點(diǎn)中間加的臨時(shí)立尺點(diǎn)。性質(zhì)：在水準(zhǔn)測量中既有前視讀數(shù)，又有后視讀數(shù)。作用：傳遞高程。第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日

三、水準(zhǔn)測量的檢核

：1、測站檢核（1）變動(dòng)儀器高法

（2）雙面尺法2、計(jì)算校核hAB=h=a-bhAB=HB-HA第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日

3、成果檢核：高差閉合差：fh=∑h測－∑h理限差：

山地fh容=±12√nmm

平原fh容=±40√LmmL——水準(zhǔn)路線長度（KM）n——整個(gè)水準(zhǔn)路線中所設(shè)的測站數(shù)要求：︳fh︳≤︳fh容︳。否則，分析原因，重新觀測

第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

第四節(jié)

水準(zhǔn)測量的成果整理

第四十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算（1）計(jì)算高差閉合差，檢查是否超限

fh=∑h測－∑h理閉合水準(zhǔn)路線：fh=∑h測附合水準(zhǔn)路線：fh=∑h測－（H終-

H始）支水準(zhǔn)路線：

fh=∑h往＋∑h返

fh容=±12√nmmfh容=±40√Lmm檢核：①如果|fh|≤|fh容|，進(jìn)行后續(xù)計(jì)算；②如果|fh|＞|fh容|，必須重測。第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日（2）分配高差閉合差將高差閉合差按測站數(shù)或距離成正比反符號(hào)平均分配到各觀測高差中。按路線長度分配

按測站數(shù)分配檢核：第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日（3）計(jì)算改正后的高差檢核：∑h′測i=∑h理i第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日（4）計(jì)算待定點(diǎn)高程檢核：HB(推算)=HB（已知）注：對于支水準(zhǔn)路線，如果高差閉合差符合精度要求，則取往、返高差絕對值的平均值，高差符號(hào)以往測為準(zhǔn)，作為改正后的高差即可。第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日例：支水準(zhǔn)路線的成果計(jì)算

在A、B間進(jìn)行往返水準(zhǔn)測量，已知HA=53.218m，∑h往=+0.165m，∑h返=－0.183m，A、B間路線長L=2km，求改正后B點(diǎn)的高程（按圖根水準(zhǔn)測量精度計(jì)算）。第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日故精度符合要求。改正后往測高差:或解：容許高差閉合差：第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日水準(zhǔn)儀安置要求：“前后視距盡量相等”HB=50.779第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日測點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注＋－A2.07350.118Z11.6241.5260.547Z21.6781.4070.217Z31.5951.3920.286Z40.9211.4020.193B1.5030.58250.779Σ7.8917.2301.2430.582計(jì)算檢核第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日【例2】閉合水準(zhǔn)路線的成果計(jì)算如圖為一條閉合水準(zhǔn)路線的觀測成果，試求：（1）高差閉合差fh；（2）若fh在誤差允許范圍內(nèi)時(shí)，試求出各點(diǎn)高程。

第五十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日BMABMB123HA=10.723mHB=11.730m+2.432m1.2km+1.987m1.0km-1.503m0.8km-1.866m1.0km附合水準(zhǔn)路線略圖練習(xí)1：根據(jù)已知條件求未知點(diǎn)1、2、3點(diǎn)的高程。第五十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日測段點(diǎn)名距離L（km）實(shí)測高差（m）改正數(shù)（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.43210.723

11-21.0+1.98722-30.8-1.50333-BMB

1.0-1.866BMB

11.730∑輔助計(jì)算第五十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日測段點(diǎn)名距離L（km）實(shí)測高差（m）改正數(shù)（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.43210.723

11-21.0+1.98722-30.8-1.50333-BMB

1.0-1.866BMB

11.730∑4.0+1.050輔助計(jì)算第五十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日測段點(diǎn)名距離L（km）實(shí)測高差（m）改正數(shù)（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.432-0.01310.723

11-21.0+1.987-0.01122-30.8-1.503-0.00833-BMB

1.0-1.866-0.