測量學第二章 水準測量

第1頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測量概述（1）高程的概念：地面上的點到大地水準面的垂直距離稱為絕對高程（簡稱高程，又稱海拔）。第2頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測量概述（2）測量高程的基本方法：水準測量的方法：利用視線水平的原理來測定兩點間的高差；適用于平坦地區(qū)。三角高程測量的方法：

利用測出距離和豎直角來計算兩點間高差的方法；適用于非平坦地區(qū)。第3頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測量概述（3）我國的高程系統(tǒng)我國采用黃海高程系：以青島港驗潮站的長期觀測資料推算出的黃海平均海面作為中國的水準基面，即零高程面。中國水準原點建立在青島驗潮站附近，并構成原點網(wǎng)。用精密水準測量測定水準原點相對于黃海平均海面的高差，即水準原點的高程，定為全國高程控制網(wǎng)的起算高程。第4頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月我國的水準原點第5頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測量概述1956黃海高程系：

采用青島驗潮站1950～1956年觀測結果求得的黃海平均海水面作為高程基準面。根據(jù)這個基準面得出的原點的高程為：

72.289m。1985國家高程基準：

從1989年起，國家規(guī)定采用青島驗潮站1952～1979年的觀測資料，計算得出的平均海水面作為新的高程基準面，根據(jù)這個基準面得出的原點的高程為：72.260m。第6頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測量概述國家水準網(wǎng)按精度分為一、二、三、四等

國家第二期一等水準網(wǎng)高程起算點為水準原點。高程系統(tǒng)為“1985國家高程系統(tǒng)”，共有292條線路、19931個水準點，總長度為93341公里，形成了覆蓋全國的高程基礎控制網(wǎng)（臺灣資料暫缺）。

水準原點第7頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.2水準測量的基本原理水準測量的原理是利用水準儀提供的水平視線，在豎立在兩點的水準尺上讀數(shù)以測定兩點之間的高差，從而由已知點的高程推算未知點的高程。第8頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.2水準測量的基本原理高差＝后視讀數(shù)－前視讀數(shù)后視前視的概念：規(guī)定沿水準路線前進的方向，前面的方向稱為前視，后面的方向稱為后視。大地水準面bHBHAhAB前進方向ABa演示第9頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.2水準測量的基本原理高程的計算：AB常用規(guī)則：一般用H表示高程，h表示高差。第10頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月單站水準測量：第11頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(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。ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4B轉點與測站第12頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準面曲率對水準測量的影響：第13頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.3DS3水準儀及配套設備簡介進行水準測量需要以下的設備：水準儀水準儀腳架水準尺和尺墊水準儀的使用第14頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀簡介水準儀按其精度可分為：DS05,DS1,DS3,DS10等幾種等級，“D”和“S”分別表示“大地”和“水準”，其下標數(shù)值的表示：每公里水準測量的誤差（以mm為單位），05表示每公里水準測量的誤差0.5mm，1表示每公里水準測量的誤差1mm，其中DS05,DS1稱為精密水準儀，其它稱為普通水準儀。第15頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介放大倍率32×有效孔徑42mm視場角1°26'乘常數(shù)100加常數(shù)0最短視距≤2M圓水準器角值8'/2mm管狀水準器角值22"/2mm度盤360°or360gon度盤分度值1°or1gon第16頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介目鏡水準管目鏡微動螺旋制動螺旋對光螺旋物鏡準星缺口水準管圓水準器三腳架腳螺旋主要由望遠鏡、水準器、基座三部分組成。微傾螺旋第17頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介(1)望遠鏡的構造及其成像原理－1望遠鏡的構造第18頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介望遠鏡的成像光路(1)望遠鏡的構造及其成像原理－2第19頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介(1)望遠鏡的構造及其成像原理－3視差的產(chǎn)生視差的消除方法：必須重新進行目鏡和物鏡調(diào)焦，知之消除視差。第20頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介（2）水準器及其靈敏度

水準管分為水準管和圓水準器兩種符合水準管水準管的構造第21頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介水準器及其靈敏度—圓水準器第22頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介水準器及其靈敏度—衡量水準器精度的指標：第23頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準儀簡介（3）基座第24頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀配套設備(A)腳架第25頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀配套設備水準尺和尺墊第26頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀的使用安置粗平瞄準精平讀數(shù)第27頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）安置:

打開三角架，并旋緊連接螺旋將水準儀牢固連接在腳架上。水準儀的使用第28頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀的使用（2）粗平

轉動腳螺旋，使圓水準氣泡居中，使儀器的縱軸大致鉛垂，為精確整平創(chuàng)造條件。演示第29頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀的使用（3）瞄準

把望遠鏡對準水準尺，并使水準尺的成像清晰。調(diào)目鏡，使“十字絲”的成像清晰；用制動螺旋粗略的瞄準水準尺，并粗略進行物鏡調(diào)焦，使水準尺出現(xiàn)在視場中；用微動螺旋精確瞄準目標，并消除視差。第30頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀的使用(4)精平

使水準管氣泡居中，從而使望遠鏡視準軸處于水平位置。第31頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀的使用（5）讀數(shù)

無論水準尺成倒像還是正像，讀數(shù)均由小往大讀，讀數(shù)讀4位數(shù)，讀到mm單位，按0***,1***的格式填入記錄手簿中，如0523，1485分別表示讀數(shù)為：0.523m,1.485m。第32頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準測量的方法及成果整理水準點

分為固定水準點和臨時水準點兩種。第33頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準測量的方法及成果整理水準路線

閉合水準路線；

附合水準路線；

支水準路線；

水準網(wǎng)。第34頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準測量的方法及成果整理水準測量的方法

兩次儀器高的方法：即每測站上用兩次不同的儀器高來測定兩點間的高差取平均值的方法。第35頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月單面尺普通水準測量記錄表格測站點號后視前視高差高程＋－1N10347-1.28446.215轉點16312轉點0306-2.318N2262442.6133N20833-0.683轉點15164轉點1528+1.027轉點05015轉點2368+1.674B069444.631第36頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月編號后下絲前下絲方向及尺號標尺讀數(shù)K＋黑－紅高差中數(shù)備考尺上絲尺上絲后距前距黑面紅面視距差d∑d115710739后A138461710A尺：K＝4787B尺：K＝468711970363前B05515239-137.437.6后－前+0833+0932+1+0.832-0.2-0.2221212196后B19346621017471821前A20086796-137.437.5后－前-0074-0175+1-0.074-0.1-0.3319142055后A17266513015391678前B18666554-137.437.7后－前-0140-0041+1-0.140-0.3-0.6設第一站后視點高程為50.000m,則第3站前視點的高程為50.618m

。雙面尺普通水準測量記錄表格第37頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準測量的方法及成果整理雙面尺法：

瞄準后視點—精平—讀數(shù)

瞄準前視點—精平—讀數(shù)

瞄準前視點—精平—讀數(shù)

瞄準后視點—精平—讀數(shù)注意：同一標尺紅黑面讀數(shù)相差4687或4787這樣一個常數(shù)，計算高差時以黑面尺為準。演示第38頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準測量的方法及成果整理水準測量的成果整理

水準測量的計算步驟：計算閉合差閉合差的分配計算高程值第39頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準測量的方法及成果整理水準測量的內(nèi)業(yè)計算（以附和路線為例）：第40頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月例：第41頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準測量誤差分析及其注意事項引起水準測量的誤差主要有：儀器誤差

水準儀軸系誤差，i角誤差置平誤差水準尺傾斜誤差水準儀下沉誤差

采用“后—前—前—后”的觀測順序外界環(huán)境的影響第42頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準測量誤差分析及其注意事項水準儀的儀器誤差：

水準儀的軸系必須滿足以下一些條件:

圓水準管軸平行于縱軸（L’//V）；

橫絲垂直于縱軸；

水準管軸平行于視準軸(L//C).三軸條件第43頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準測量誤差分析及其注意事項i角誤差消除方法：

1將儀器安置在標尺的中央；2將觀測成果用數(shù)學模型改正。ABiia1a1b1CΔΔ第44頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準測量誤差分析及其注意事項水準測量應特別注意的事項：

(1)觀測

觀測前儀器必須檢校；

水準儀至前后標尺的距離應大致相等。

(2)記錄

記員應回報，而且不能用橡皮修改，記錄員應檢查觀測無誤后再通知觀測員搬站。第45頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.6其它水準儀簡介自動安平水準儀第46頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.6其它水準儀簡介精密水準儀的特點望遠鏡放