第二章水準(zhǔn)測量

第二章水準(zhǔn)測量第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)水準(zhǔn)測量的原理水準(zhǔn)測量的實(shí)質(zhì)是測量地面上兩點(diǎn)之間的高差，其原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，讀取豎立于兩個(gè)點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，來測定兩點(diǎn)間的高差，再根據(jù)已知點(diǎn)高程計(jì)算待定點(diǎn)高程.第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖3-1所示由A點(diǎn)向B點(diǎn)進(jìn)行,則:A為后視點(diǎn)a為后視讀數(shù)B為前視點(diǎn)b為前視讀數(shù)高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)兩點(diǎn)間高差為:hAB=a-b第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

◎高差法

A、B兩點(diǎn)之間的高差：hAB=a－b

則B點(diǎn)的高程為：HB

=HA

+hAB

◎儀高法

儀器的視線高程為：Hi

=HA

+a

則B點(diǎn)的高程為：HB

=Hi

－b

儀高法主要用在架設(shè)一次儀器須測定多個(gè)未知點(diǎn)。高差法主要用在架設(shè)一次儀器須測定一個(gè)未知點(diǎn)。第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)水準(zhǔn)測量的儀器與工具水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)尺及尺墊水準(zhǔn)儀的安置與使用第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀：能夠?yàn)樗疁?zhǔn)測量提供一條水平視線的儀器水準(zhǔn)儀的分類：

按精度來分：DS05DS1DS3DS10按儀器構(gòu)造來分：微傾式，自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，激光水準(zhǔn)儀，電子水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀的組成：望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1、望遠(yuǎn)鏡作用：瞄準(zhǔn)目標(biāo)、讀取讀數(shù)包括：物鏡1、目鏡2、調(diào)焦透鏡3、十字絲分劃板4、物鏡對光螺旋5、目鏡對光螺旋6視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線。第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月◎圓水準(zhǔn)器

構(gòu)造：玻璃制成的球面裝置。零點(diǎn)：圓水準(zhǔn)器的球面頂點(diǎn)。圓水準(zhǔn)器軸：過零點(diǎn)的球面法線分劃值τ：一般為8′～10′作用：粗平儀器，一般用三個(gè)腳螺旋調(diào)節(jié)。2、水準(zhǔn)器第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月◎管水準(zhǔn)器水準(zhǔn)管：玻璃制成的圓弧管，內(nèi)有水準(zhǔn)氣泡。水準(zhǔn)管軸：水準(zhǔn)管零點(diǎn)的圓弧切線。零點(diǎn)：水準(zhǔn)管圓弧的中點(diǎn)。原理：當(dāng)氣泡位于零點(diǎn)時(shí)，水準(zhǔn)管軸水平。作用：精平儀器，用微傾螺旋調(diào)節(jié)。第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、水準(zhǔn)尺及尺墊★水準(zhǔn)尺種類：折尺、塔尺、直尺作用：讀數(shù)★尺墊作用：轉(zhuǎn)點(diǎn)處放水準(zhǔn)尺，起臨時(shí)傳遞高程。第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月雙面尺：一面為黑白相間稱“黑面尺”，另一面為紅白相間稱“紅面尺”。兩根尺的黑面都以尺底為零，而紅面的尺底分別為4.687m和4.787m，利用雙面尺讀數(shù)可對結(jié)果進(jìn)行檢核。雙面尺多用于三、四等及以下精度的水準(zhǔn)測量。第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月三、水準(zhǔn)儀的安置與使用1、水準(zhǔn)儀的安置選好測站，打開三腳架，將三腳架插入土中，在光滑地面使腳架不致打滑，并使架頭大致水平。利用連接螺旋使水準(zhǔn)僅與三腳架連接，然后旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水淮器的氣泡居中，其方法如圖2—9所示。第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2、瞄準(zhǔn)當(dāng)儀器粗略整平后，松開望遠(yuǎn)鏡的制動(dòng)螺旋，利用望遠(yuǎn)鏡筒上的準(zhǔn)星概略地瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，關(guān)緊制動(dòng)螺旋，然后轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)節(jié)螺旋，使十字絲呈像清晰，再轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋、使水準(zhǔn)尺的分劃呈像清晰，調(diào)焦工作完成。這時(shí)如發(fā)現(xiàn)十字絲縱絲偏離水準(zhǔn)尺，則可利用微動(dòng)螺旋使十字絲縱絲對難水準(zhǔn)尺中線。第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3、消除視差視差：當(dāng)眼睛在目鏡端上下微微移動(dòng)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)十字絲與尺像有相對運(yùn)動(dòng)，即讀數(shù)有改變，則表示有視差存在。產(chǎn)生視差的原因：目標(biāo)成像的平面和十字絲平面不重合，即尺像沒有落在十字絲平面上。消除方法：是重新仔細(xì)地進(jìn)行目鏡和物鏡對光。直到眼睛上下移動(dòng)，讀數(shù)不變?yōu)橹埂４藭r(shí)，從目鏡端見到十字絲與目標(biāo)的像都十分清晰。第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月4、讀數(shù)用十字絲的中絲在尺上讀數(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)。

從小往大讀。第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)水準(zhǔn)測量實(shí)施與檢核一、水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)：是用水準(zhǔn)測量的方法求得其高程的地面標(biāo)志點(diǎn)。分類：永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、水準(zhǔn)測量的實(shí)施Σh=h1+h2+···+hnHB=HA+Σh當(dāng)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差太大時(shí)，可在沿線加設(shè)若干作為臨時(shí)傳遞高程的點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)測量記錄手簿觀測日期天氣狀況儀器編號(hào)觀測者記錄者校核者第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月三、水準(zhǔn)測量的校核方法1、計(jì)算檢核

h1=a1-b1…………h(huán)n=an-bnΣh=h1+h2+···+hn同時(shí)Σh=Σa-Σb比較兩種結(jié)果？相等——高差計(jì)算正確。第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2、測站檢核

變儀高法：改變儀器的高度，測出兩次黑面高差，差值<6mm（等外水準(zhǔn)），取平均值。雙面尺法：用黑、紅面同時(shí)讀數(shù)，測出黑、紅面高差，差值<5mm（三四等水準(zhǔn)），取平均值。第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3、路線校核（1）閉合水準(zhǔn)路線從一已知的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，沿一條閉合的路線進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后又回到該起點(diǎn)，稱為閉合水準(zhǔn)路線。閉合水準(zhǔn)路線終點(diǎn)是起點(diǎn)，則閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合差理論值∑h理=0,則高差閉合差fh=∑h測第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月城市測量最大允許閉合差第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）附合水準(zhǔn)路線由一已知的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，又附合到另一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)的水準(zhǔn)路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。水準(zhǔn)點(diǎn)A、B的高程是已知的，所以這兩點(diǎn)之間理論高差值為∑h理=H終-H起=HB-HA，則高差閉合差：

fh=∑h測-∑h理

第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）支水準(zhǔn)路線既不附合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)，也不閉合到原水準(zhǔn)點(diǎn)的水準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線?！苃往,∑h返應(yīng)絕對值相同,符號(hào)相反。則高差閉合差fh=∑h往+∑h返第27頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)四等水準(zhǔn)測量一、觀測順序后視黑尺面——讀取上、中、下絲讀數(shù)前視黑尺面——讀取上、中、下絲讀數(shù)前視紅尺面——讀取中絲讀數(shù)后視紅尺面——讀取中絲讀數(shù)觀測順序簡稱為：后黑——前黑——前紅——后紅第28頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

復(fù)核：(1)(2)(6)(5)(3)(4)(9)(14)(10)(8)(7)(15)(16)(17)(18)(11)(12)(13)第29頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月◎每一站的計(jì)算與檢核

①視距計(jì)算與檢核（單位：m）后視距(15)={(1)-(2)}×100前視距(16)={(5)-(6)}×100前、后視距差(17)=|(15)-(16)|（≦±5m）前、后視視距累積差(18)=上站(18)+本站(17)（≦±10m）②水準(zhǔn)尺讀數(shù)檢核（單位：mm)同一水準(zhǔn)尺黑面與紅面讀數(shù)差的檢核前尺(9)=(3)+K1-(4)（≦±3mm）后尺(10)=(7)+K2-(8)（≦±3mm）第30頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月③高差計(jì)算與檢核（單位：m）黑面高差(11)={(3)-(7)}紅面高差(12)={(4)-(8)}紅黑面高差之差(13)=(11)-{(12)±0.1}或=(9)-(10)（≦±5mm）高差中數(shù)(18)={(11)+(12)±0.1}/2第31頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月四等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求一般用在國家高程控制網(wǎng)加密，也可作為小地區(qū)水準(zhǔn)網(wǎng)首級(jí)高程控制。等級(jí)視線高度（m）視距長度（m）前后視距差（m）前后視距累計(jì)差（m）基輔分劃讀數(shù)差（mm）基輔分劃所測高差之差（mm）路線閉合差（mm）四等＞0.2≤80≤3.0≤10.03.05.0±20第32頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.919-16.221+10.302+20.203第33頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算的實(shí)質(zhì)就是將閉合差進(jìn)行合理分配，使調(diào)整后的高差閉合差為零，并據(jù)此推算各未知點(diǎn)的高程。第34頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月高差閉合差分配分配的原則：將閉合差以相反的符號(hào)根據(jù)測站數(shù)或水準(zhǔn)路線的長度成比例分配到各測段的高差上。

各測段高差的改正數(shù)用公式表示為：式中：vi為分配給第i測段高差上的改正數(shù)；

Li和ni分別為第i測段路線的長度和測站數(shù)；∑L和∑n分別為水準(zhǔn)路線的總長度和總測站數(shù)。第35頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)水準(zhǔn)測量誤差分析一、儀器誤差◎儀器校正不完善誤差：

原因：i角誤差檢校后的殘余值方法：觀測時(shí)注意使前、后視距相等，可消除或減弱其影響?！蛘{(diào)焦誤差◎水準(zhǔn)尺誤差：

原因：水準(zhǔn)尺分劃不準(zhǔn)確、尺長變化、尺彎曲等方法：須檢驗(yàn)水準(zhǔn)尺上真長與名義長度，加尺長改正數(shù)。◎水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)差：一測段中安排偶數(shù)個(gè)測站予以消除。第37頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、觀測誤差◎整平誤差