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1、会计学1水利工程水利工程(shulgngchng)测量测量3第一页，共55页。现代现代(xindi)普通普通测量学测量学工工 程程 测测 量量第第3 3章章 水准测量水准测量主要内容：主要内容：水准测量原理、水准仪的构水准测量原理、水准仪的构造及使用、水准测量的施测方法、水造及使用、水准测量的施测方法、水准仪的检验与校正。准仪的检验与校正。主要目的：主要目的：掌握水准测量原理、水准仪掌握水准测量原理、水准仪的使用，掌握地面点位高程测量过程的使用，掌握地面点位高程测量过程(guchng)(guchng)，从而精确求出地面点高，从而精确求出地面点高程。程。第2页/共55页第二页，共55页。3.1
2、3.1 水准测量原理水准测量原理原理：利用原理：利用(lyng)(lyng)水准仪提供的一条水平视水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺来测定地面两点间的高差，线，借助水准尺来测定地面两点间的高差，从而由已知点的高程和测得的高差，求出待从而由已知点的高程和测得的高差，求出待定点的高程。定点的高程。1.高差法高差法:hAB=后视读数后视读数(dsh)前视读数前视读数(dsh)，即：，即：待定点待定点B点的高程：点的高程：2.仪高法仪高法(视线视线(shxin)高高法法):第第3章章 水准测量水准测量第3页/共55页第三页，共55页。3.2 3.2 3.2 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用水准仪
3、及其使用水准仪及其使用 水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具工具工具工具(gngj)(gngj)(gngj)(gngj)为水准尺和尺垫。为水准尺和尺垫。为水准尺和尺垫。为水准尺和尺垫。n n水准仪按其精度划分为四个等水准仪按其精度划分为四个等级：级：n n 精密水准仪精密水准仪DS05DS05、DS1DS1；普通水准仪普通水准仪DS3DS3、DS10DS10n n D D大地测量；大地测量；SS水准仪；水准仪；后面的数字代表仪器的测量精后面的数字代表仪器的测量精度（每公里往返
4、度（每公里往返(wngfn)(wngfn)测高测高差中数的中误差，即精度）。差中数的中误差，即精度）。n n水准仪按其构造可分为四种：水准仪按其构造可分为四种：n n 微倾式水准仪、自动安平水微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪和数字水准准仪、电子水准仪和数字水准仪仪n n目前，普通工程测量中最常用目前，普通工程测量中最常用的水准仪是：的水准仪是：n n DS3 DS3微倾式水准仪（或微倾式水准仪（或DS3DS3自自动安平水准仪）动安平水准仪）第第3章章 水准测量水准测量第4页/共55页第四页，共55页。n n一、一、一、一、DS3DS3DS3DS3微倾式水准仪及其使用微倾式水准仪及其使用
5、微倾式水准仪及其使用微倾式水准仪及其使用n n 作用：为测量高差提供一条水平视线作用：为测量高差提供一条水平视线作用：为测量高差提供一条水平视线作用：为测量高差提供一条水平视线n n 组成组成组成组成(z chn)(z chn)(z chn)(z chn)：望远镜、水准器、基座：望远镜、水准器、基座：望远镜、水准器、基座：望远镜、水准器、基座132765498101412131115161.1.微倾螺旋；微倾螺旋；2.2.分划板护罩；分划板护罩；3.3.目镜；目镜；4.4.物镜调焦螺旋；物镜调焦螺旋；5.5.制动螺旋；制动螺旋；6.6.微动螺旋；微动螺旋；7.7.底板；底板；8.8.三角压板三
6、角压板(y bn)(y bn)；9.9.脚螺旋；脚螺旋；10.10.弹簧帽；弹簧帽；11.11.望远镜；望远镜；12.12.物镜；物镜；13.13.管水准器；管水准器；14.14.圆水准器；圆水准器；15.15.连接小螺钉；连接小螺钉；16.16.轴座轴座 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第5页/共55页第五页，共55页。(1)(1)望远镜望远镜望远镜望远镜由物镜、目镜、调焦透镜由物镜、目镜、调焦透镜由物镜、目镜、调焦透镜由物镜、目镜、调焦透镜(tujng)(tujng)和十字丝分划板组成和十字丝分划板组成和十字丝分划板组成和十字丝分划板组成n nC CC Cn n视准轴视准
7、轴CCCC：物镜光心与十字丝交点的连线：物镜光心与十字丝交点的连线n n视准轴在测量时必须保持水平，也就是视准轴在测量时必须保持水平，也就是(jish)(jish)水平视线！水平视线！3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第6页/共55页第六页，共55页。（2）水准器）水准器 水准器分为圆水水准器分为圆水准器和管水准器两种。准器和管水准器两种。管水准器管水准器用来指用来指示视准轴是否示视准轴是否(sh fu)水平水平n n 0 0 点点点点 2mm2mm管水准器又称为长水准管水准器又称为长水准管管水准管分划值水准管分划值 ：是水：是水准管表面准管表面(biomin)2mm圆弧所圆弧
8、所对应的圆心角对应的圆心角水准管轴水准管轴LL：过水准管：过水准管零点所作圆弧面的纵切零点所作圆弧面的纵切线线 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第7页/共55页第七页，共55页。2mm圆水准器用来指示(zhsh)仪器竖轴是否竖直 圆水准器分划值 ：是圆水准器表面2mm圆弧所对应的圆心角 DS3水准仪水准器分划值 通常为：长水准管 圆水准器 圆水准器轴 ：过圆水准器零点(ln din)所作圆球面的法线 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第8页/共55页第八页，共55页。DS3水准水准(shuzhn)仪仪常采用符合水常采用符合水准准(shuzhn)管管系统系统目的
9、是提目的是提高水准高水准(shuzhn)管气管气泡居中的精度泡居中的精度 气泡气泡(qpo)符合符合尚未符合尚未符合(fh)微倾螺旋微倾螺旋 符合气泡符合，符合气泡符合，水准管轴与视线水平水准管轴与视线水平 3.2 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用第9页/共55页第九页，共55页。n n（3 3 3 3）基座）基座）基座）基座n n基座通过连接螺旋基座通过连接螺旋基座通过连接螺旋基座通过连接螺旋与三脚架相连与三脚架相连与三脚架相连与三脚架相连n n基座用于支承水准基座用于支承水准基座用于支承水准基座用于支承水准(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)仪上部，仪上部，
10、仪上部，仪上部，水准水准水准水准(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)仪仪仪仪旋转轴插入基座轴旋转轴插入基座轴旋转轴插入基座轴旋转轴插入基座轴套可自由旋转套可自由旋转套可自由旋转套可自由旋转n n基座上的三个脚螺基座上的三个脚螺基座上的三个脚螺基座上的三个脚螺旋用于调节圆水准旋用于调节圆水准旋用于调节圆水准旋用于调节圆水准(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)气泡气泡气泡气泡n n仪器竖轴仪器竖轴仪器竖轴仪器竖轴VVVVVVVV：就：就：就：就是水准是水准是水准是水准(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)(shuzhn)仪的旋转轴仪
11、的旋转轴仪的旋转轴仪的旋转轴望远镜望远镜水准器水准器基座(j zu)三脚架三脚架VV 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第10页/共55页第十页，共55页。水准仪的主要水准仪的主要水准仪的主要水准仪的主要(zh(zh yo)yo)构造特点构造特点构造特点构造特点n n水准仪的主要轴线：水准仪的主要轴线：水准仪的主要轴线：水准仪的主要轴线：n n 视准轴视准轴视准轴视准轴CCCCn n 水准管轴水准管轴水准管轴水准管轴LLLLn n 圆水准器轴圆水准器轴圆水准器轴圆水准器轴n n 仪器仪器仪器仪器(yq)(yq)竖轴竖轴竖轴竖轴VVVVn n必须满足的几何条件：必须满足的几何条件
12、：必须满足的几何条件：必须满足的几何条件：n n VVVVn n 十字丝横丝十字丝横丝十字丝横丝十字丝横丝 VV VVn n LL LL CC CC 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第11页/共55页第十一页，共55页。2.2.水准尺和尺垫水准尺和尺垫（1 1）水准尺有）水准尺有单面尺、双面尺、单面尺、双面尺、塔尺三种塔尺三种（2 2）标准水准）标准水准尺为一对尺为一对(y du)(y du)双面尺，双面尺，其中其中:A:A尺尺和和B B尺黑面尺黑面03m;A03m;A尺红面尺红面4.6877.687m,4.6877.687m,B B尺红面尺红面4.7877.787m4.78
13、77.787m。（3 3）尺垫半球）尺垫半球形顶部用来竖立形顶部用来竖立水准尺，并标志水准尺，并标志转点位置。转点位置。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第12页/共55页第十二页，共55页。3.水准仪的使用水准仪的使用为测定为测定A、B两点的高差，两点的高差，首先将水准仪安置在首先将水准仪安置在A、B两点之间，然后按以两点之间，然后按以下四个步骤进行下四个步骤进行(jnxng)操作：操作：n n（1 1）粗平（粗略整平）粗平（粗略整平）粗平（粗略整平）粗平（粗略整平）n n 目的是使仪器竖轴铅直目的是使仪器竖轴铅直目的是使仪器竖轴铅直目的是使仪器竖轴铅直n n 调节三个脚螺旋
14、使圆水准器气泡居中调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中(jzhng)(jzhng)，气泡移动的方向始终与左手大拇指，气泡移动的方向始终与左手大拇指，气泡移动的方向始终与左手大拇指，气泡移动的方向始终与左手大拇指的运动方向一致。的运动方向一致。的运动方向一致。的运动方向一致。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第13页/共55页第十三页，共55页。（2 2）瞄准（瞄准水准）瞄准（瞄准水准尺）尺）首先首先(shuxin)(shuxin)转转动目镜调焦螺旋使十字动目镜调焦螺旋使十字丝清晰，转动望远镜瞄丝清晰，转动望远镜瞄准水准
15、尺，再转动物镜准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。调焦螺旋使目标清晰。注意消除视差！注意消除视差！什么是视差？产生什么是视差？产生的原因？如何消除？的原因？如何消除？3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第14页/共55页第十四页，共55页。微倾螺旋微倾螺旋（3 3）精平（精确整平）精平（精确整平）在每次读数之前，在每次读数之前，都应注视符合水准气泡都应注视符合水准气泡观测窗，转动微倾螺旋观测窗，转动微倾螺旋使水准管气泡居中使水准管气泡居中(jzhng)(jzhng)，即符合水，即符合水准器的两端气泡影像对准器的两端气泡影像对齐，只有当气泡已经稳齐，只有当气泡已经稳定不动而又居
16、中定不动而又居中(jzhng)(jzhng)的时候，水的时候，水准管轴水平，视准轴亦准管轴水平，视准轴亦水平，即提供了一条水水平，即提供了一条水平视线。平视线。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第15页/共55页第十五页，共55页。（4 4）读数（精确整平）读数（精确整平）仪器精确整平后，仪器精确整平后，即可用十字丝横丝（即即可用十字丝横丝（即中丝）在水准尺上读数。中丝）在水准尺上读数。读数按由小到大的方读数按由小到大的方向向(fngxing)(fngxing)，读出，读出米、分米、厘米、并仔米、分米、厘米、并仔细估读毫米数。细估读毫米数。读数记录一般均不加读数记录一般均不加小
17、数点，读记四位数，小数点，读记四位数，以毫米为单位。以毫米为单位。n n黑面读数黑面读数黑面读数黑面读数(dsh)(dsh)a=1274a=1274（mmmm）n n红面读数红面读数红面读数红面读数(dsh)(dsh)n n b=5958 b=5958（mmmm）3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第16页/共55页第十六页，共55页。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第17页/共55页第十七页，共55页。精密精密(jngm)水准仪（水准仪（DS05、DS1）主要用于国）主要用于国家一、二等水准测量家一、二等水准测量(the first and second or
18、der leveling)和高精度的工程测量中；和高精度的工程测量中；例如建构筑物的沉降观测，大型桥梁工程的施工例如建构筑物的沉降观测，大型桥梁工程的施工测量和大型精密测量和大型精密(jngm)设备安装的水平基准测设备安装的水平基准测量等。量等。一、一、DS3DS3微倾式水准仪及其使用微倾式水准仪及其使用(shyng)(shyng)二、精密水准仪及其使用二、精密水准仪及其使用(shyng)(shyng)3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第第3章章 水准测量水准测量第18页/共55页第十八页，共55页。1)望望远远镜镜的的放放大大倍倍数数大大，分分辨辨率率高高，如如规规范范要要求
19、求DS1不小于不小于38倍，倍，DS05不小于不小于40倍；倍；2)管水准器分划值为管水准器分划值为10/2mm，精平精度高；，精平精度高；3)望远镜的物镜有效望远镜的物镜有效(yuxio)孔径大，亮度好；孔径大，亮度好；4)望望远远镜镜外外表表材材料料一一般般采采用用受受温温度度变变化化小小的的因因瓦瓦合金钢，以减小环境温度变化的影响；合金钢，以减小环境温度变化的影响；5)采用平板玻璃测微器读数，读数误差小；采用平板玻璃测微器读数，读数误差小；6)配备精密水准尺。配备精密水准尺。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)二、二、二、二、精密水准仪及其使用精密水准仪及其使用精密水准仪及
20、其使用精密水准仪及其使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)1.1.1.1.精密水准仪的构造特点精密水准仪的构造特点精密水准仪的构造特点精密水准仪的构造特点第19页/共55页第十九页，共55页。精精密密水水准准尺尺：是是在在木木质质尺尺身身的的凹凹槽槽内内，引引张张一一根根因因瓦瓦合合金金钢钢带带，其其中中零零点点端端固固定定在在尺尺身身上上，另另一一端端用用弹弹簧簧以以一一定定的的拉拉力力将将其其引引张张在在尺尺身身上上，以以使使因因瓦瓦合合金金钢钢带不受尺身伸缩变形的影响。带不受尺身伸缩变形的影响。长长度度(chngd)分分划划在在因因瓦瓦合合金金钢钢带带上上，数数字字
21、注注记记在在木木质质尺尺身身上上，精精密密水水准准尺尺的的分分划划值值分分为为基基辅辅分分划划（10mm）和和奇奇偶偶分划（分划（5mm）两种。）两种。基辅分划差为：基辅分划差为：3.01550 m二、二、二、二、精密水准仪及其使用精密水准仪及其使用精密水准仪及其使用精密水准仪及其使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)2.2.2.2.精密水准尺（因瓦水准尺）精密水准尺（因瓦水准尺）精密水准尺（因瓦水准尺）精密水准尺（因瓦水准尺）3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第20页/共55页第二十页，共55页。下下图图就就是是新新N3微微倾倾式式精精密密水水准准仪仪，
22、其其每每km往往返返测测高高差差中中数数的的中中误误差差为为0.3mm。为为了了提提高高读读数数(dsh)精精度度，精精密密水水准准仪仪上上设设有有平平行行玻玻璃板测微器。璃板测微器。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)二、二、二、二、精密精密精密精密(jngm)(jngm)(jngm)(jngm)水准仪及其使用水准仪及其使用水准仪及其使用水准仪及其使用3 3 3 3N3N3N3N3精密精密精密精密(jngm)(jngm)(jngm)(jngm)水准仪的使用水准仪的使用水准仪的使用水准仪的使用第21页/共55页第二十一页，共55页。N3N3N3N3精密水准仪读数精密水准仪读数精密
23、水准仪读数精密水准仪读数(dsh)(dsh)(dsh)(dsh)原理原理原理原理测微尺的读数测微尺的读数测微尺的读数测微尺的读数(dsh)(dsh)(dsh)(dsh)通过光路成像在测微尺读数通过光路成像在测微尺读数通过光路成像在测微尺读数通过光路成像在测微尺读数(dsh)(dsh)(dsh)(dsh)窗内。窗内。窗内。窗内。3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用(shyng)第22页/共55页第二十二页，共55页。旋转旋转N3的平行玻璃板可以产生的最大视线平移量为的平行玻璃板可以产生的最大视线平移量为10mm，它对应测微尺上的，它对应测微尺上的100个分格。个分格。测微尺上测微尺上1个分格等于
24、个分格等于0.1mm，如在测微尺上估读到，如在测微尺上估读到0.1分格，则可以估读到分格，则可以估读到0.01mm。实际读数实际读数(dsh)为：为：如下图的读数如下图的读数(dsh)为为148+0.655=148.655cm=1.48655m。N3N3精密精密精密精密(jngm)(jngm)水准仪测微尺的读数水准仪测微尺的读数水准仪测微尺的读数水准仪测微尺的读数第23页/共55页第二十三页，共55页。自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋(luxun)(luxun)，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器
25、的气泡居中后，借助一种气泡居中后，借助一种“补偿器补偿器”的特别装置，使视线的特别装置，使视线自动处于水平状态。自动处于水平状态。自动自动(zdng)安安平水准仪平水准仪 3.3 3.3 自动自动(zdng)(zdng)安平水准仪安平水准仪 第第3章章 水准测量水准测量第24页/共55页第二十四页，共55页。一、自动一、自动(zdng)安平水准仪的结构安平水准仪的结构 3.3 3.3 自动自动(zdng)(zdng)安平水准仪安平水准仪 第第3章章 水准测量水准测量第25页/共55页第二十五页，共55页。二、自动安平水准仪的补偿二、自动安平水准仪的补偿(bchng)(bchng)工工作原理作原
26、理 3.3 3.3 自动自动(zdng)(zdng)安平水准仪安平水准仪 第第3章章 水准测量水准测量第26页/共55页第二十六页，共55页。数字水准仪（数字水准仪（digital levelsdigital levels）是一种新型的智能化水）是一种新型的智能化水准仪，又称为电子水准仪。它最大的特点是用准仪，又称为电子水准仪。它最大的特点是用CCDCCD传感传感器代替眼睛对条码水准标尺读数，从而实现水准测量观器代替眼睛对条码水准标尺读数，从而实现水准测量观测自动化。测自动化。根据测量原理的不同，主要有：根据测量原理的不同，主要有：徕卡徕卡DNADNA系列采用相关法，蔡司（天宝）系列采用相关法
27、，蔡司（天宝）DiNiDiNi系列、系列、索佳索佳SDLSDL系列都使用几何法，拓普康系列都使用几何法，拓普康 DL DL系列采用相位法系列采用相位法和国产南方系列竖直水准仪等。和国产南方系列竖直水准仪等。目前数字水准仪高程目前数字水准仪高程(gochng)(gochng)测量的精度（每公测量的精度（每公里往返测高差中数的中误差）可达里往返测高差中数的中误差）可达0.3mm/km0.3mm/km，测距精，测距精度为度为测程为测程为1.5m1.5m100m100m，测量时间，测量时间3 3秒，补偿精度秒，补偿精度0.20.2，补偿工作范围补偿工作范围1515。3.4 3.4 数字数字(shz)(
28、shz)水准仪水准仪 第第3章章 水准测量水准测量第27页/共55页第二十七页，共55页。一、数字一、数字(shz)(shz)水准仪的构造水准仪的构造望远镜望远镜基座基座 脚螺旋脚螺旋自动安平补偿器自动安平补偿器 电子电子水准水准 仪仪调焦螺旋调焦螺旋制动、微动螺制动、微动螺旋旋调焦发送器：计算概略视距值；调焦发送器：计算概略视距值；补偿监视器：监测安平补偿器的工作状态补偿监视器：监测安平补偿器的工作状态分光镜分光镜 ：将物镜金进入的光分为可见光和红外光：将物镜金进入的光分为可见光和红外光行阵探测器：识别水准尺上的条码，进行读数行阵探测器：识别水准尺上的条码，进行读数（电子（电子(dinz)(
29、dinz)水准仪）水准仪）3.4 3.4 数字数字(shz)(shz)水准仪水准仪 第第3章章 水准测量水准测量第28页/共55页第二十八页，共55页。3.4 3.4 数字数字(shz)(shz)水准仪水准仪 第第3章章 水准测量水准测量二、数字二、数字(shz)(shz)水准仪的测量原理水准仪的测量原理第29页/共55页第二十九页，共55页。3.4 3.4 数字数字(shz)(shz)水准仪水准仪 第第3章章 水准测量水准测量三、数字三、数字(shz)(shz)水准仪的特点水准仪的特点 数字水准仪是光电、图像和计算机技术于一数字水准仪是光电、图像和计算机技术于一体的新型的水准仪，有如下特点：
30、体的新型的水准仪，有如下特点：1无需人工无需人工(rngng)读数，避免了人为误读数，避免了人为误差；差；2自动读数、显示、存储、传输，速度快，自动读数、显示、存储、传输，速度快，效率高；效率高；3使用多个条码计算视线高和视距，精度高，使用多个条码计算视线高和视距，精度高，数据可靠；数据可靠；4自动改正测量误差。自动改正测量误差。第30页/共55页第三十页，共55页。3.5 3.5 3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)n n一、水准测量的外业实施一、水准测量的外业实施一、水准测量的外业实施一、水准测量的外业实施n n1
31、.1.1.1.水准点水准点水准点水准点n n 事先埋设标志在地面上，用水准测量方法事先埋设标志在地面上，用水准测量方法事先埋设标志在地面上，用水准测量方法事先埋设标志在地面上，用水准测量方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)建立的高程控制点建立的高程控制点建立的高程控制点建立的高程控制点(Bench Mark),(Bench Mark),(Bench Mark),(Bench Mark),常以常以常以常以BMBMBMBM表示。表示。表示。表示。n n 水准点分为永久性和临时性两种，其顶部通常水准点分为永久性和临时性两种，其顶部通常水准点分为永久性和临时性两种，其顶部通常水准点分为
32、永久性和临时性两种，其顶部通常为凸起的半球面为凸起的半球面为凸起的半球面为凸起的半球面,用于放置水准尺。用于放置水准尺。用于放置水准尺。用于放置水准尺。第第3章章 水准测量水准测量第31页/共55页第三十一页，共55页。一、水准测量一、水准测量(cling)(cling)的外业实的外业实施施2.2.待定点高程的测待定点高程的测量量(cling)(cling)和计算和计算检核检核n n已知已知HA，求高程求高程HB，中间临时放置中间临时放置标尺标尺(bioch)的的过度点过度点1，2.称为转点称为转点,起起高程传递作用高程传递作用,常用常用TP表示，表示，实测时转点上实测时转点上应使用尺垫应使用
33、尺垫。3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法(fngf)(fngf)第32页/共55页第三十二页，共55页。每测站每测站(c zhn)高差：高差：各测站各测站(c zhn)高差之和：高差之和：待定点待定点B点高程：点高程：施测方法施测方法(fngf)（动画）（动画）一、水准测量一、水准测量(cling)(cling)的外业实施的外业实施2.2.待定点高程的测量待定点高程的测量(cling)(cling)和计算和计算检核检核 3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法第33页/共55页第三十三页，共55页。普通普通(ptng)水准测水准测量记录表量记录表0.7182.20950.5831.268
34、1.425ZD1ab=5.358 3.867=1.491h=2.209 0.718=1.491HB HA=51.491 50.000=1.491HB HA=h=a b (计算计算(j sun)无误无误)计算计算(j sun)检核检核3.8675.35851.4910.346B50.6181.5811.219ZD351.3360.6720.863ZD2HA=50.000m 50.0000.5830.7530.8731.851A前视前视+后后 视视备备 注注高高 程程（m）高高 差差标尺读数（标尺读数（m）测点测点0.718第34页/共55页第三十四页，共55页。n n为保证每一测站的高差正确，或
35、在误差允许为保证每一测站的高差正确，或在误差允许为保证每一测站的高差正确，或在误差允许为保证每一测站的高差正确，或在误差允许(y(y nxnx)范围之内，必须进行测站检核。范围之内，必须进行测站检核。范围之内，必须进行测站检核。范围之内，必须进行测站检核。n n测站检核有双仪高法和双面尺法测站检核有双仪高法和双面尺法测站检核有双仪高法和双面尺法测站检核有双仪高法和双面尺法n n（1 1）双面尺法：黑面读数高差：）双面尺法：黑面读数高差：）双面尺法：黑面读数高差：）双面尺法：黑面读数高差：n n 红面读数高差：红面读数高差：红面读数高差：红面读数高差：n n 红黑面高差之差：红黑面高差之差：红黑
36、面高差之差：红黑面高差之差：n n 最后高差中数：最后高差中数：最后高差中数：最后高差中数：n n（2 2）双仪高法：改变仪器高度）双仪高法：改变仪器高度）双仪高法：改变仪器高度）双仪高法：改变仪器高度10cm10cm以上，测出以上，测出以上，测出以上，测出两次高差，进行检核。两次高差，进行检核。两次高差，进行检核。两次高差，进行检核。3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法(fngf)(fngf)一、水准测量的外业实施一、水准测量的外业实施3.3.测站测站(c zhn)(c zhn)检核检核第35页/共55页第三十五页，共55页。双面尺法水准测量观测双面尺法水准测量观测(gunc)记录表记录
37、表第36页/共55页第三十六页，共55页。双仪高法水准测量观测(gunc)记录表第37页/共55页第三十七页，共55页。二、水准路线二、水准路线二、水准路线二、水准路线(lxin)(lxin)(lxin)(lxin)测量的成果检核测量的成果检核测量的成果检核测量的成果检核n n1.闭合水准路线闭合水准路线n n 从某已知点从某已知点BMA出发出发,经待定点经待定点1,2,3,4;再回到再回到A点。点。n n 高差高差(o ch)理理论值：论值：n n 高差高差(o ch)闭闭合差：合差：n n2.附合水准路线附合水准路线n n从已知点从已知点BMA出发出发到另一已知点到另一已知点B,n n 高
38、差高差(o ch)理理论值：论值：n n 高差高差(o ch)闭闭合差：合差：AB2h1h31 3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法(fngf)(fngf)OOOO第38页/共55页第三十八页，共55页。3.结点结点(ji din)水准网水准网 （1）独立水准网独立水准网 （2）单结点）单结点(ji din)附合水准网附合水准网4.支水准路线支水准路线从已知点从已知点BMA出发到待定点出发到待定点1 二、水准路线测量二、水准路线测量(cling)(cling)的成果检核的成果检核 3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法(fngf)(fngf)OOOOO第39页/共55页第三十九页，共55
39、页。三、水准测量的内业计三、水准测量的内业计算算 按一定的原则将计按一定的原则将计算出的水准线路高差闭算出的水准线路高差闭合合(b h)差进行分配，差进行分配，确保各测段（或各测站）确保各测段（或各测站）高差经改正后严格满足高差经改正后严格满足检核条件。检核条件。等外水准测量等外水准测量 高差闭合高差闭合(b h)差容许误差：差容许误差：山地：山地：平地：平地：国家四等水准国家四等水准测量测量 高差闭合差容高差闭合差容许许(rngx)误误差：差：山地：山地：平地：平地：3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法第40页/共55页第四十页，共55页。内业计算内业计算(j sun)(j sun)步骤
40、步骤h21）计算）计算(j sun)闭合差闭合差2）判断）判断(pndun)闭合差是否超限闭合差是否超限3）计算各测段观测高差的改正数）计算各测段观测高差的改正数5）计算各测段的改正后的高差）计算各测段的改正后的高差6）计算各点的高程值）计算各点的高程值4）检查闭合差是否分配完）检查闭合差是否分配完AB2附合水准路线附合水准路线h1h31 3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法第41页/共55页第四十一页，共55页。1.3例：附合例：附合(f h)水准测水准测量内业计算量内业计算第42页/共55页第四十二页，共55页。普通普通(ptng)水准测量记录水准测量记录计算表计算表-0.016-0.
41、014-0.119B56.9020964575415636348Bfh=h=0.016 m=16 mm检核检核(jin h)BMA55.35207725560BMAE55.2432024671208765566ED56.3322100688609325720DC57.0791387607613506035CHA=55.352m 55.35225127200BMA平均平均(pngjn)高差高差高差高差前视前视后后 视视备备 注注高高 程程（m）高高 差差标尺读数（标尺读数（m）测点测点7.23330.8697.24730.988+1.548+1.446+0.176+0.272-0.750-0.8
42、51-1.092-0.992+0.104+0.006 +3+1.547 +3+0.174 +3-0.750 +3-1.092 +4+0.105第43页/共55页第四十三页，共55页。3.6 3.6 水准仪水准仪的检验与校正的检验与校正(jiozhng)(jiozhng)（微倾式光学（微倾式光学水准仪）水准仪）n n一、圆水准器的检验(jinyn)与校正n n 检验(jinyn)目的是保证：n n 圆水准器轴仪器(yq)VV二、十字丝的检验与校正 检验目的是保证：检验目的是保证：十字丝横丝十字丝横丝 仪器仪器VV三、管水准器的检验与校正 检验目的是保证：检验目的是保证：视准轴视准轴CC 水准管轴
43、水准管轴LL（水准仪的主条件）（水准仪的主条件）第第3章章 水准测量水准测量第44页/共55页第四十四页，共55页。3.6 3.6 水准仪的检验水准仪的检验(jinyn)(jinyn)与校正与校正一、圆水准器的检验一、圆水准器的检验(jinyn)与校正与校正 第第3章章 水准测量水准测量第45页/共55页第四十五页，共55页。3.6 3.6 水准仪的检验水准仪的检验(jinyn)(jinyn)与校与校正正二、十字丝的检验二、十字丝的检验(jinyn)与与校正校正 第第3章章 水准测量水准测量第46页/共55页第四十六页，共55页。3.6 3.6 水准仪的检验水准仪的检验(jinyn)(jiny
44、n)与校正与校正三、管水准器的检验与校正三、管水准器的检验与校正(jiozhng)1首先在首先在A、B中点中点S1安置水准仪，两次测定安置水准仪，两次测定A、B间间高差小于高差小于3mm时，取其平均值得时，取其平均值得hAB。2将仪器移至将仪器移至S2点，当仪器点，当仪器CCLL时，时，A尺正确读数尺正确读数应为：应为：；当存在；当存在 i 角误差时，角误差时，A尺正确读数为尺正确读数为 第第3章章 水准测量水准测量第47页/共55页第四十七页，共55页。3.7 3.7 水准水准(shuzhn)(shuzhn)测量误差分析测量误差分析及注意事项及注意事项n n一、仪器误差一、仪器误差一、仪器误
45、差一、仪器误差n n 1.1.仪器校正后的残余仪器校正后的残余仪器校正后的残余仪器校正后的残余(cny)(cny)误差误差误差误差n n 2.2.水准尺误差水准尺误差水准尺误差水准尺误差(包含包含包含包含:刻划、变形和零点误差等）刻划、变形和零点误差等）刻划、变形和零点误差等）刻划、变形和零点误差等）二、观测(gunc)误差 1.读数误差;2.视差影响；3.水准管气泡居中误差；4水准尺倾斜误差。三、外界条件的影响 1.仪器下沉和尺垫下沉误差仪器下沉和尺垫下沉误差 2.地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响 3.温度的影响温度的影响 第第3章章 水准测量水准测量第48页/共55页第四十
46、八页，共55页。3.7 3.7 水准水准(shuzhn)(shuzhn)测量误差分析及注意测量误差分析及注意事项事项 第第3章章 水准测量水准测量地球曲率地球曲率(ql)(ql)和大气折光的影和大气折光的影响响 第49页/共55页第四十九页，共55页。地球曲率和大气地球曲率和大气(dq)(dq)折光的折光的影响影响 1）视线高出地面）视线高出地面0.3m，2）选择合适的天气（阴天、晚上、无风等）选择合适的天气（阴天、晚上、无风等）3）避开不利的环境（日出后、日落前半小时、中午、大）避开不利的环境（日出后、日落前半小时、中午、大风等）风等）4）最主要）最主要(zhyo)的是要求前后视距离应相等！
47、的是要求前后视距离应相等！在晴天在晴天(qn tin)，地面温度高，空，地面温度高，空气的密度较上面的气的密度较上面的稀，光线向上折射。稀，光线向上折射。3.7 3.7 水准测量误差分析及注意事项水准测量误差分析及注意事项 第第3章章 水准测量水准测量第50页/共55页第五十页，共55页。习题及思考题习题及思考题1高程测量有几种方法？高程测量有几种方法？2设设A为后视点，为后视点，B为前视点，为前视点，A点高程为点高程为20.123m。当后视读数为。当后视读数为1.456m，前视读数为前视读数为1.579m时，问时，问A、B两点高差是多少两点高差是多少?B、A两点的两点的高差又是多少高差又是多
48、少?计算出计算出B点高程并绘图说明。点高程并绘图说明。3何谓视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视何谓视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？差？4水准仪上的圆水准器和管水准器的作用有何不同水准仪上的圆水准器和管水准器的作用有何不同(b tn)？何谓水准器分划值？何谓水准器分划值？5水准仪有哪几条主要轴线水准仪有哪几条主要轴线?它们之间应满足什么它们之间应满足什么条件条件?何谓主条件何谓主条件?为什么为什么?6水准测量时，要求选择一定的路线进行施测，其水准测量时，要求选择一定的路线进行施测，其目的何在目的何在?转点的作用是什么转点的作用是什么?7.水准测量时，水准测量时，为什么要求前、后视距
49、离大致相等为什么要求前、后视距离大致相等?8试述水准测量的计算检核方法。试述水准测量的计算检核方法。第第3章章 水准测量水准测量第51页/共55页第五十一页，共55页。习题及思考题习题及思考题9水准测量测站检核有哪几种？如何进行？水准测量测站检核有哪几种？如何进行？10为什么使用水准仪时，仅需将圆水准器气泡居中为什么使用水准仪时，仅需将圆水准器气泡居中即可进行观测？即可进行观测？11简述自动安平水准仪的工作原理，测量时自动安简述自动安平水准仪的工作原理，测量时自动安平水准仪的视线是否水平？平水准仪的视线是否水平？12.简述数字水准仪的工作原理和读数方法。简述数字水准仪的工作原理和读数方法。13
50、数字水准仪与普通光学水准仪相比，主要有哪些数字水准仪与普通光学水准仪相比，主要有哪些(nxi)特点特点?14.自动安平水准仪与数字水准仪在结构上有哪些自动安平水准仪与数字水准仪在结构上有哪些(nxi)异同点？异同点？15何谓光学视准轴？电子何谓光学视准轴？电子i角角?16.将图将图3-40中的水准测量数据填入表中的水准测量数据填入表3-3中，中，A、B两两点为已知高程点，点为已知高程点，HA=23.456m，HB=25.080m，计算并调整高差闭合差，计算并调整高差闭合差，最后求出各点高程。最后求出各点高程。第第3章章 水准测量水准测量第52页/共55页第五十二页，共55页。第第3章章 水准测