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1、水准测量水准测量的原理：利用水准仪建立一条水平线，用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差，然后求算未知点高程。方法：在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。如图第1页/共69页第2页/共69页高程计算方法l高差法 HB=HA+hab=HA+(a-b)l仪高法Hi=HA+aHB=Hib第3页/共69页水准测量概念：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问题：1.hAB0,hAB=0,hAB0,A,B哪点高？2.hAB与hBA的关系第4页/共69页水准仪和水准尺水准仪的分类微倾水准仪：DS05，DS1，DS3，DS10自动安平水准仪
2、：DSZ3电子水准仪DNA03D、S分别为“大地测量”和“水准仪”汉语首字母，数字下标为仪器精度，表示每公里往返测高差精度。第5页/共69页水准仪构造由三大部分构成：（1）望远镜（2）水准器圆水准器管水准管（符合水准器）（3）基座图示第6页/共69页水准仪构造（1）望远镜：成象（放大的倒（正）象）视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。十字丝分划板（2）水准器：分划值越小，灵敏度越高。一般规定以圆弧2mm长度所对圆心角 表示水准器的分划值。S3型水准仪的长水准管分划值为202mm。圆水准器：粗平；圆水准轴；分化值=4管水准管：精平；水准管轴；分化值=20符合水准器：精平，提高观察精度（3）基座第7
3、页/共69页返回第8页/共69页第9页/共69页第10页/共69页第11页/共69页水准尺和尺垫多由木材、铝合金、玻璃钢制成塔尺规格：3M，5M，可抽拉，较低水准测量直尺、双面尺规格：3M，配有圆水准器，黑面底端起始为零，红面为常数K（4687、4787），用于三、四等以下测量第12页/共69页第13页/共69页尺垫用于转点便于尺子转动防止尺子下沉放置时应踩实第14页/共69页水准仪的使用水准仪使用步骤：l安置 l粗平 l照准l精平l读数 第15页/共69页水准仪的使用安置：要求高度适中，架头大致水平粗平：1）目的；2）方法；3）技巧照准：1）目镜调焦；2）粗略照准；3）物镜调焦；4）精确照准
4、；5）消除视差精平：1）目的；2）方法；3）技巧读数：1）方法 2）读后检查气泡精平。第16页/共69页第17页/共69页第18页/共69页1.538第19页/共69页水准测量方法水准测量分类：等级水准测量：一、二、三、四等普通水准测量（等外）水准点与水准路线水 准 点：Bench Mark,常用BM表示分为：永久性；临时性第20页/共69页水准测量方法水准路线施测：无法一次测得两点高差时，在两点间分段连续安置仪器，形成水准路线，依次推算高差和高程图示第21页/共69页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1.9011.108进行方向第22页/共69页AHACHChAC大地水准面D1
5、000mTP1h11.9011.108TP2进行方向第23页/共69页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1TP2进行方向h22.3120.450后视点前视点后视读数前视读数第24页/共69页AHACHCHAC大地水准面D1000mTP1TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558第25页/共69页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.
6、5332.4672.350h5第26页/共69页水准测量方法转点测站测段 HB=HA+h第27页/共69页第28页/共69页水准测量检核测站检核目的：保证观测数据的正确性方式：变动仪高法、双面尺法成果检核目的：检核误差方式：布设相应的水准路线第29页/共69页水准测量检核三种水准路线：（单一路线）1）闭合水准路线；2）附合水准路线；3）支水准路线；水准网：当几条附合水准路线或闭合水准路线连接在一起时，就形成了水准网。水准网可使检核成果的条件增多因而可提高成果的精度。图示第30页/共69页第31页/共69页高程闭合差1附合水准路线：已知点BM.A另一已知点BM.B2闭合水准路线：已知点BM.A已
7、知点BM.A 3支水准路线：已知点BM.A未知点B)(始终测理测HHhhhfh-=-=-=测理测hhhfh+=返往hhfh-=理测hhfh第32页/共69页高差闭合差的容许值等外水准或图根水准测量：（单位：mm）式中L为水准路线总长（千米为单位）；n为测站数四等水准测量（单位：mm）=适用于山区适用于平原区容容LLLLLLnfLfhh 6 20 第33页/共69页测量成果计算如图：h1+3.742mh2-2.184mh3+4.776mh4-5.773mn114L11.2kmn29L20.8kmn318L31.5kmn412L41.0kmBM.A123BM.B第34页/共69页填写观测数据和已知
8、数据点号点号测站数测站数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m备注备注BM.A14+3.742136.742(已知)19-2.184218+4.776312-5.773BM.B137.329(已知)辅助辅助计算计算第35页/共69页高差闭合差容许值计算点号点号测站数测站数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m备注备注BM.A14+3.742136.74219-2.184218+4.776312-5.773BM.B137.329(已知)53+0.561辅助辅助计算计算fh=h测-h理=0.561-(137.329-136.7
9、42)=0.561-0.587=-26mm n=53，第36页/共69页 调整高差闭合差原则和方法：原则和方法：按与测站数或测段长度成正比例的原则，将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上，得改正后高差。即式中 vi 第i测段的高差改正数（mm）；n、L水准路线总测站数与总长度；ni、Li第i测段的测站数与测段长度。第37页/共69页计算各测段高差改正数计算点号点号测站数测站数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m备注备注BM.A14+3.742+7136.742（已知）19-2.184+4218+4.776+9312-5.773+6BM.B137.329(
10、已知)53+0.561+26辅助辅助计算计算fh=-26mm，-fh/n=26/53=0.5mm，用用Vi=-fh=26mm检核检核第38页/共69页 计算各测段改正后高差 各各测测段段改改正正后后高高差差等等于于各各测测段段观观测测高高差差加上相应的改正数，即加上相应的改正数，即 式中式中 第第 i 段的改正后高差（段的改正后高差（m）。）。第39页/共69页各测段改正后高差点号点号测站数测站数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m备注备注BM.A14+3.742+7+3.749136.742（已知）19-2.184+4-2.180218+4.776+9+
11、4.785312-5.773+6-5.767BM.B137.329(已知)53+0.561+26+0.587辅助辅助计算计算 计算检核:第40页/共69页计算待定点高程 根根据据已已知知水水准准点点A A的的高高程程和和各各测测段段改改正正后后高高差差，即即可可依依次次推推算算出出各各待定点的高程，即待定点的高程，即检核:H:HB(推算推算)=H=HB Bh1+3.742mh2-2.184mh3+4.776mh4-5.773mn114L11.2kmn29L20.8kmn318L31.5kmn412L41.0kmBM.A123BM.B第41页/共69页推算出各待定点的高程点号点号测站数测站数实测
12、高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m备注备注BM.A14+3.742+7+3.749136.742（已知）1140.4919-2.184+4-2.1802138.31118+4.776+9+4.7853143.09612-5.773+6-5.767BM.B137.329(已知)53+0.561+26+0.587辅助辅助计算计算 检核:H:HB(推算推算)=H=HB B第42页/共69页闭合水准路线成果计算 闭合水准路线成果计算的步骤与附合水准路线相同。按计算闭合差,并调整闭合差,计算高程。=-=测理测hhhfh第43页/共69页h往往2.532mh返返2.52
13、0mBMA1支水准路线的计算H HA A为为45.276m45.276m，1 1点点为为待待定定点点，h h往往 和和h h返返 为为往往返返测测量量的的观观测测高高差差。往往、返返测测的的测测站站数数共共1616站站，计算计算1 1点的高程。点的高程。第44页/共69页1计算高差闭合2计算高差容许闭合差测站数：测站数：n=16/2=8(站站)因因|fh|fh容容|，故精确度符合要求。，故精确度符合要求。第45页/共69页 3计算改正后高差 取往测和返测的高差绝对值的平均值作为取往测和返测的高差绝对值的平均值作为A和和1两点间的高差，两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即其符号和往测高差符
14、号相同，即4计算待定点高程第46页/共69页水准计算步骤：填写观测数据（一）计算高差闭合差：fh（二）计算高差闭合差限差 （容许误差）fh容（三）高差闭合差的调整 1高差改正数的计算（符合和闭合水准路线）：ni测段测站数 检核计算的正确性2计算改正后的高差符合和闭合水准路线：支水准路线：（四）各点高程的计算第47页/共69页水准仪的检验与校正主要轴线1）视准轴CC；2）水准管轴LL；3）圆水准轴LL”4）仪器竖轴VV；5）十字丝横丝DD几何关系：1）CC/LL，2）VV/LL”，3）DDVV第48页/共69页检验与校正圆水准器的校正十字丝的校正管水准器的校正第49页/共69页检验与校正圆水准器
15、的检验与校正目的：检查是否满足 VV/LL方法：圆气泡居中，旋转180，检查是否偏离。校正：用脚螺旋返回偏离量的一半；校正一半。第50页/共69页检验与校正十字丝的检验与校正目的：DD VV方法：-整平仪器找一与仪器等高点，使该点沿横丝移动判断是否偏离横丝校正：转动十字丝分化板，使其处于正确位置。第51页/共69页检验与校正管水准器的检验与校正目的：CC/LL方法：A.选定相距60-80M，A、B两点；B.用双仪高法测定两点的高差hAB；C.仪器搬至A点3-5m处，测得高差hAB；D.比较两次的高差：h5mm校正：A.转动微动螺旋使横丝对准正确读数；B.提高或降低长水准管的一端使气泡居中。第5
16、2页/共69页测量误差及消减方法误差产生原因：1）仪器误差；2）观测误差；3）外界条件仪器误差1.仪器残存误差（i角），CC/LL（图示）消减方法：A：校核仪器，减少残差 B：采取前后视距尽可能相等2.水准尺误差表现为：弯曲变形；零点误差；刻划误差。消减方法：A：使用前进行鉴定；B：平时加强保护，注意放置方式；第53页/共69页测量误差及消减方法观测误差1.气泡居中误差：影响规律：与水准管分划值、视线长度成正比消减措施：A：限定视线长度；B：提高气泡居中精度。2.读数误差原因：与眼分辨率、视线长度、放大倍数有关。消减措施：A：选择放大倍数较大仪器；B：限制视距。3.视差调焦要仔细4.水准尺倾斜
17、误差消减措施：立尺要直第54页/共69页测量误差及消减方法外界条件1.仪器下沉:2.尺垫下沉:3.地球曲率消减措施：前后视距相等4大气折光选择观测时机5.温度变化:第55页/共69页水准测量水准仪要安置在前后视距相等的地方保证转点位置不转动要求每人观测一个测站用铅笔记录、计算，数字要工整，表格各项填全一个测站观测完成后，后视尺才可移动水准尺要立竖直第56页/共69页自动安平水准仪基本原理补偿器第57页/共69页第58页/共69页精密水准仪特点:DS05 DS1用途:国家一、二等水准测量，沉降，精密安装区别：加装测微器精密水准尺第59页/共69页第60页/共69页电子水准仪特点：DNA03原理：
18、自动读数、测距、存储，设置限差，后期自动处理数据。铟钢条码尺可做光学水准仪用，人眼读数，但精度低于仪器标称精度。第61页/共69页第62页/共69页第63页/共69页第64页/共69页章节回顾、试绘图说明水准测量原理。、计算待定点高程有哪两种方法？各在什么情况下应用？、简述望远镜的主要组成部件及其功能。、什么叫视准轴、长水准管轴、圆水准器轴？、什么叫长水准管分划值？圆水准器和长水准管的作用有何不同？、试述水准仪的使用操作步骤。、什么叫视差？它是怎样产生的？如何消除？、什么是精平？为什么微倾水准仪必须精平后才能读数？第65页/共69页章节回顾、试述单一水准测量路线的各种布设形式及其特点。、什么叫
19、转点？转点在水准测量中起什么作用？、简述水准测量中一个测站的观测程序。2、水准仪有哪些主要轴线？它们间应满足什么条件？其中什么是主要条件？3、已知A、B两点高程分别为24.185m和24.175m，AB长为100m现将仪器安置在A点附近，观测=1.865，b=1.855，问长水准管轴是否平行于视准轴？如果不平行，并说明如何校正。4、影响水准测量成果的因素有哪些？用前后视距相等的观测方法可消除哪些误差的影响？第66页/共69页实习一实习一 普通水准测量普通水准测量闭合水准路线测量闭合水准路线测量实验内容：闭水准路线测量，每组每人观测3个测站实验步骤：从指定水准点BM.A（HA=m）出发按普通水准测量的要求施测一条测站数为3的闭合水准路线，然后计算高差闭合差并分配，要求每人独立完成。若高差闭合差超限，则应返工重测。第67页/共69页测测站站测点测点后视读数后视读数前视读数前视读数实测高差实测高差/m/m高差改正数高差改正数/m改正后高差改正后高差/m高程高程/m/m备注备注+1BM.AHA=52.128TP12TP2Vi=计计算算检检核核ab=h=fh=n=Vi=fh/n=第68页/共69页感谢您的观看！第69页/共69页