第二章-水准测量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测量学,surveying,主讲教师：胡晓,第二章水准测量,山东农业大学,测量学,第一节 水准测量的原理,第二节 水准测量的仪器与工具,第三节 水准测量的方法与校核,第四节 水准测量的成果整理,引子：,基本观测元素：,高,差测量方法：,山东农业大学,测量学,第一节 水准测量的原理,距离：,D,角度：,，,高差：,h,水准测量水准仪 高,三角高程测量经纬仪、全站仪中,气压高程测量海拔仪低,GPS,高程测量,GPS,接收机 中,1.1,水准测量的原理,A,原理,：根据已知点高程，利用水准仪提供的,水平视线,，测量已知点和未知点间的高差，从而推算出未知点的高程测高差，算高程,B,高差测量,：以图为例,山东农业大学,测量学,后视点（尺、读数）,前视点（尺、读数）,高差,h=,后视读数,a-,前视读数,b,C,高程计算,：,2.,视线高法：,1.,高差法：,1.,h,AB,0,，,h,AB,=0,，,h,AB,0,，,A,，,B,哪点高？,2.h,AB,与,h,BA,的关系,2.,水准仪,水准仪：,建立水平视线的仪器,微倾水准仪、自动安平水准仪、数字水准仪,山东农业大学,测量学,第二节,水准测量的仪器与工具,DS,3,Zeiss Koni007,自动安平水准仪,电子水准仪图,电子水准仪图,条,码,尺,测量键,2.,水准仪,微倾水准仪按精度不同分为：,DS,05,DS,1,DS,3,DS,10,型号下标：毫米数，表示,1,公里往、返测量的高差平,均值的中误差,(,由于仪器引,起的,),。

构造,：,望远镜,水准器,基座,S3,水准仪外型,山东农业大学,测量学,第二节,水准测量的仪器与工具,D,S,3,水准仪,物镜,目镜,圆水准器,管水准器,水平制动螺旋,脚螺旋,准星,照门,校正螺丝,物镜调焦螺旋,脚螺旋,水平微动螺旋,目镜调焦螺旋,微倾螺旋,三脚架,D,S,3,水准仪,望远镜与视差,（,1,）望远镜,上丝,下丝,竖丝,横丝,望远镜的十字丝,山东农业大学,测量学,目的：望远镜主要是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的它主要由：物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成,视差：,视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动这种现象称为,视差,视差影响瞄准的精度即,望远镜内目标像与十字丝分划板未重合现象：,观测时，改变眼睛与目镜的相对位置，,十字丝与目标的像有相对移动消除视差的步骤：,目镜调焦，使十字丝最清晰；,物镜调焦，使目标像最清晰山东农业大学,测量学,（,2,）水准器,是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置水准器分管水准器和圆水准器两种,水准管,圆水准器,轴,山东农业大学,测量学,D,S,3,水准仪,圆水准器,管水准器,观察窗,山东农业大学,测量学,为了提高气泡居中精度，在水准管上方装有一组棱镜，将水准气泡两端的影像反射到目镜旁边的气泡观察窗中。

当气泡居中时，两个半泡影像就符合在一起，如图这种带有符合棱镜的水准器叫,符合水准器,水准器,基座的作用是支撑仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接,基座主要是有轴座、脚螺旋、底板和三脚压板组成转到脚螺旋，可使圆水准气泡居中,（三）基座,山东农业大学,测量学,1,）作用：用于读数,2,）分类：塔尺,(3-5m)(,木质、铝合金,),直尺,(3m)(,木质、铟钢,),3,）刻划：最小刻划为,0.5cm,1cm,山东农业大学,测量学,2.2,水准尺,山东农业大学,测量学,2.3,尺垫,防止尺子下沉，便于尺子转动,水准仪的使用,1,、,安置：,用连接螺旋把仪器固定在三脚架上,2,、,粗平：,使三脚架架头大致水平，转动脚螺旋使圆水准器的 气泡居中,3,、,瞄准：,通过望远镜看清楚并对准水准尺，以便正确读数4,、,精平：,用微倾螺旋使水准管气泡居中,（,符合气泡符合）,5,、,读数：,用十字丝的横丝在水准尺上读数（先读毫米数，然后米，分米，厘米数每次读四位数，“,0”,也是必须记录的数字山东农业大学,测量学,水准管的校正螺丝像片,1,、安置,安置就是将仪器安放在测站上以便观测首先打开三脚架，调节架脚长度使仪器高度和观测者颈部齐平，目估架头大致水平，取出仪器放在架头上，用连接螺旋将其与三脚架连紧，踩实脚架。

山东农业大学,测量学,水准管的校正螺丝像片,圆水准管,脚螺旋,2,、粗平,用连接螺旋把仪器固定在三脚架上，固定两个脚架，动第三个脚架，使三脚架架头大致水平，转动脚螺旋使圆水准器的气泡居中山东农业大学,测量学,粗平,:,左手拇指法则，即气泡移动方向始,终和左手大拇指移动方向一致山东农业大学,测量学,调节目镜：,照准明亮的物体（如白墙）调节目镜,使之适合自己的视力（,十字丝最清晰,）；,粗瞄准,：转动仪器，利用望远镜外壳上的准星瞄准目标；,物镜调焦：,转到调焦螺旋使水准尺的像清晰的落在十字丝分划板上；,消除视差：,反复的交替进行物镜和目镜调焦，直至视差消除为止精确瞄准,：,转动调焦,螺旋使目标象清晰，检查有无“视差”（消除视差）用微动螺旋 慢慢转动望远镜，直至精确瞄准目标为止（,十字丝的纵丝靠近水准尺,）,3,、瞄准,山东农业大学,测量学,使管水准气泡居中，从而使视准轴精确水平,调节微倾螺旋，使两个半泡影像做相对运动，直至符合，精平完成观察窗,4,、精平,山东农业大学,测量学,注意：每读数之前都需要进行精平,（普通水准尺）,读数应从小到大，一般先估读出毫米数，然后报出全部四位读数水准尺读数,0859,，记为,0.859m,。

注意,:,每次读数时，要保证水准仪严格水平5,、读数,山东农业大学,测量学,b,c,瞄准与读数,水准测量的瞄准与读数,a,d,b,a,0.725,6.252,1.533,山东农业大学,测量学,“,爱护仪器就象爱护自己的眼睛一样,”,“,抱着仪器就象抱着自己的孩子一样,”,山东农业大学,测量学,水准仪基本操作,高度、角度适中，架头大致水平，仪器安全连接,1,、安置,2,、粗平,1,）圆水准器,脚螺旋整平；,2,）技巧,3,、照准,1,）目镜调焦；,2,）粗略照准,；,3,）物镜调焦；,4,）精确照准,；,5,）消除视差,4,、精平,5,、读数,1,）管水准器；,2,）抛物线对齐；,3,）技巧,1,）先小后大，读,4,位；,2,）,读后检查气泡精平,水准测量注意事项,由于测量误差是不可避免的，我们无法完全消除其影响但是可采取一定的措施减弱其影响，以提高测量成果的精度同时应绝对避免在测量成果中存在错误，因此在进行水准测量时，应注意以下各点：,、观测前对所用仪器和工具，必须认真进行检验和校正在野外测量过程中，水准仪及水准尺应尽量安置在坚实的地面上三脚架和尺垫要踩实，以防仪器和尺子下沉前、后视距离应尽量相等，以消除视准轴不平行水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。

山东农业大学,测量学,、前、后视距离不宜太长，一般不要超过,100m,视线高度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响水准尺必须扶直不得倾斜使用过程中，要经常检查和清除尺底泥土塔尺衔接处要卡住，防止二、三节塔尺下滑读完数后应再次检查气泡是否仍然吻合，否则应重读记录员要复诵读数，以便核对记录要整洁、清楚端正如果有错，不能用橡皮擦去而应在改正处划一横，在旁边注上改正后的数字在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定性山东农业大学,测量学,水准测量分类：,等级水准测量：一、二、三、四等,普通水准测量（等外）,山东农业大学,测量学,第三节 水准测量的方法与校核,3.1,水准点与水准路线,1,、,水准点：,B,ench,M,ark,常用,BM,或,B.M.,表示,分为：永久性；临时性,三,2,、,水准路线（单一路线）分：,1,）,闭合,水准路线；,2,）,附合,水准路线；,3,）,支,水准路线山东农业大学,测量学,3.2,普通水准测量,1.,测量原理,：两点高差较大或两点距离较远时，多站观测（绘图）,山东农业大学,测量学,概念：,1),测点；,2,）转点；,3,）测站；,4,）测段；,5),路线,A,P,前进方向,h,AP,=,h,1,+,h,2,+,h,3,H,p,H,A,h,AP,h,1,h,2,h,3,h,AP,2.,观测程序,3,、记录计算,(,见教材,),A,：表格化，依规定表格填写；,B,：要求字迹清晰、工整、干净；,C,：边记边算、正确无误；,山东农业大学,测量学,4.,校核方法,【,为什么要校核？,】,（,1,）,测站校核,为了确保观测高差正确无误，须对各测站的观测高差进行检核，这种检核称为测站检核。

常用的检核方法有两次仪器高法和双面尺法两种：,1,）两次仪器高法,两次仪器高法是在同一测站上用两次不同的仪器高度，两次测定高差即测得第一次高差后，改变仪器高度约,10cm,以上，再次测定高差若两次测得的高差之差未超过,6mm,，则取其平均值作为该测站的观测高差否则需重测山东农业大学,测量学,两次仪器高法：,立尺，尺中间安置水准仪，粗平,照准后视尺，精平，读数,照准前视尺，精平，读数,计算高差,变动仪器高（升或降大于,10cm,）再观测,高差互差不大于,6mm,时，取平均值,双仪高法：在同一测站上变动仪器高测两次（,10cm,）,h,1,=a,1,-b,1,h,2,=a,2,-b,2,h=|h,1,-h,2,|6mm,h=(h,1,+h,2,)/2,山东农业大学,测量学,2,）双面尺法,双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差若两次测得高差之差未超过,6mm,，则取其平均值作为该测站的高差否则需要重测山东农业大学,测量学,双面尺法（黑面、红面）：,用双面尺，每尺均读黑、红面读数,立尺，尺中间安置水准仪，粗平,瞄准,后,视尺,黑,面，精平，读数,瞄准,前,视尺,黑,面，精平，读数,瞄准,前,视尺,红,面，精平，读数,瞄准,后,视尺,红,面，精平，读数,黑面：以零开始刻划,红面：一尺从,4687,开始刻划，另一尺从,4787,开始,红黑面计算高差理论上相差,0.1m,双面尺法：黑红尺（,4687/4787,）,H,黑,=a,黑,-b,黑,H,红,=a,红,-b,红,100,h=|h,黑,-h,红,|6mm,h=(h,黑,+h,红,)/2,山东农业大学,测量学,山东农业大学,测量学,（,2,）,路线校核,A,高差闭合差的计算,闭合路线：,附合路线：,支路线：,B,容许闭合差的计算,多用于平坦地区,多用于丘岭山区,其中，,L,为路线长度,(,以,km,记,),；,n,为测站数，支路线以单程计，,若测量结果小于限差，则合格。

实习遇到的问题,1,、水准尺黑面，,00,要位于地面上2,、搬站时，搬动仪器手要握在仪器,与三脚架的连接处3,、仪器不离人，水准尺不能随意放置4,、水准气泡是酒精和乙醚的混合液，,哪里偏高，气泡就在哪里5,、前后视距相等山东农业大学,测量学,5,、数据记录,山东农业大学,测量学,6,、后视变前视，水准尺位置不动,A,P,前进方向,h,1,h,2,h,3,h,AP,山东农业大学,测量学,计算步骤如下（以附合水准路线为例）：,计算实测高差之和,h,测与理论高差,h,理,H,终一,H,始,计算高差闭合差,计算容许闭合差,如果,f,h,=,f,h,容，则其精度符合要求，可做下一步计算计算高差改正数高差闭合差的调整方法和原则：按,与测站数或与距离成正比,的分配原则，改正数的符号与闭合差的符号相反每一测站的改正数为：各测段的改正数为,：,检核,v=-,f,h,第四节水准测量的成果整理,山东农业大学,测量学,计算改正后高差,h,改,各测段观测高差,h,i,分别加上相应的改正数后,v,i,，即得改正后高差：,h,1,改,=h。