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1、水准测量原理及方法A:后视点后视点,a:后视读数后视读数;B:前视点前视点,b:前视读数。前视读数。a计算高程得方法计算高程得方法:高差法高差法:hAB=a-b;HB=HA+hAB 视线高程法视线高程法 :HI=HA+a HB=HI-b2-1 水准测量原理水准测量原理HA平均海水面平均海水面水平视线水平视线hABHIHB?ABb前进方向前进方向利用仪器提供水平视线利用仪器提供水平视线,测测定地面上两点间得高差定地面上两点间得高差,推推算待测点得高程算待测点得高程水准仪按精度分精密水准仪 DS05 DS1普通水准仪 DS3 DS10 2-2 水准测量得仪器与工具水准测量得仪器与工具一、DS3型水
2、准仪得构造望远镜望远镜水准器水准器基基 座座目镜目镜物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋物镜物镜左右微左右微动螺旋动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋脚螺旋脚螺旋准星准星微倾螺旋微倾螺旋 视准轴视准轴(CC):十字丝交点与望远镜物十字丝交点与望远镜物镜光心得连线镜光心得连线 组成组成:由物镜、对光透镜由物镜、对光透镜 十字丝分划板十字丝分划板 与目镜等部分组成。与目镜等部分组成。十字丝作用十字丝作用:瞄准目标时得读数基准线。瞄准目标时得读数基准线。望远镜得作用望远镜得作用:瞄准远方得目标瞄准远方得目标2、望远镜、望远镜1、基、基 座座 性能指标性能指标:放大率放大率3、水 准 器L0L0二、水准尺与尺垫二、水准
3、尺与尺垫1、水准尺、水准尺直尺直尺折尺折尺塔尺塔尺尺底起始刻划尺底起始刻划:黑面黑面:0m红面红面:4、687m or 4、787m2、尺垫、尺垫:三角形、半圆形三角形、半圆形;铸铁制造铸铁制造 作用作用:标志转点位标志转点位,防止土质下沉防止土质下沉2-3 水准仪得使用2 2、转点、转点(TPTPi i/ZD/ZDi i):):传递高程得过渡点传递高程得过渡点 作用作用:传递高程传递高程 (无固定点位无固定点位,无须计算其高程无须计算其高程)1 1、水准点水准点(Bench Mark):Bench Mark):已知高程点已知高程点 作用作用:统一全国得高程系统统一全国得高程系统 满足各种测量
4、需要满足各种测量需要 引测其它点得高程引测其它点得高程 种类种类:永久性永久性 临时性临时性一、水准点、转点得概念一、水准点、转点得概念2-2-4 4 水准测量得外业水准测量得外业10大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问得大家有疑问得大家有疑问得大家有疑问得,可以询问与交流可以询问与交流可以询问与交流可以询问与交流二、水准测量得实施二、水准测量得实施 h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 h4=a4-b4 hAB=h=a-b HB=HA+hAB第第 1 站站:第第 2 站站:第第 3 站站:第第 4 站站:a1b1a2b2a3b3a4b41234ABTP1TP2TP3测站测站
5、测站测站测点测点测点测点后视后视后视后视读数读数读数读数前视前视前视前视读数读数读数读数高差高差高差高差(m)(m)高程高程高程高程(m)m)备注备注备注备注1 1A A146714670 0、3433432727、354354已知已知已知已知TP1TP1112411242 2TP1TP113851385-0-0、289289TP2TP2167416743 3TP2TP2186918690 0、926926TP3TP3094309434 4TP3TP3142514250 0、213213TP4TP4121212125 5TP4TP413671367-0-0、365365B B173217322
6、828、182182计算校核计算校核计算校核计算校核 7513 -6685 =0 7513 -6685 =0、828828(一一)测站校核测站校核、变仪器高法、变仪器高法 (两次成果之差两次成果之差5mm)、双面尺法、双面尺法三、水准测量得检核三、水准测量得检核(二二)计算校核计算校核、附合水准路线、附合水准路线 h=h测测-(H终终-H始始)fh允允、支水准路线、支水准路线 h=h往往+h返返fh允允AB123A12、闭合水准路线、闭合水准路线 高差闭合差高差闭合差:h=h测测fh允允h2A1234h1h3h4h5(三三)成果校核成果校核(路线校核路线校核)精度要求精度要求:fh允允=式中式
7、中:L-路线长度路线长度,以以km计。计。n-测站总数。测站总数。支支:L、n 以单程计。以单程计。2-2-5 5 水准测量得内业水准测量得内业闭合、附合水准路线闭合、附合水准路线第i待测点得高程:Hi=Hi-1+hi正平差高差平差高差平差高差平差高差闭合差、闭合差、闭合差、闭合差、计算点得计算点得计算点得计算点得高程高程高程高程支水准路线例题例题AB123点点号号测站测站数数h hi i 测(m)改正数改正数(m)(m)h hi i 正(m)高程高程(m)备注备注A A1212+2+2、785785-0-0、010010+2+2、77577556、345已知已知1 15959、1201201
8、818-4-4、369369-0-0、016016-4-4、3853852 25454、7357351313+1+1、980980-0-0、011011+1+1、9699693 35656、7047041111+2+2、345345-0-0、010010+2+2、335335B B59、039已知已知5454+2+2、741741-0-0、047047+2+2、694694 f fh h=2=2、741-(59741-(59、030-56030-56、345)=+0345)=+0、047m047m实验一、二实验一、二1、内容:水准仪得认识与使用 闭合水准路线测量2、要求:(1)每人独立观测完成
9、一条水准路线,设待测点12个,测站总数n4(2)3、仪器安排1台/4人;水准尺一付;尺垫一付;记录板一只实实验验室室排球场N 待测点待测点 已知点已知点HBMi=10m二、水准仪应满足得条件二、水准仪应满足得条件1、LLVV2、十字丝横丝十字丝横丝VV3、LLCC 主条件主条件2-8 微倾式水准仪得检验与校正微倾式水准仪得检验与校正一、水准仪得一般检查一、水准仪得一般检查三、检验与校正三、检验与校正1、LLVV得检校得检校方法与步骤方法与步骤方法与步骤方法与步骤:(1)检验检验:用脚螺旋整平仪器用脚螺旋整平仪器,转动转动仪器仪器180,若气泡居中若气泡居中,不需要校不需要校正正,否则否则,需要
10、校正。需要校正。(2)校正校正:用校针拨动圆水准管校用校针拨动圆水准管校正螺丝正螺丝,使气泡向中间移动偏离使气泡向中间移动偏离量得一半量得一半,再用脚螺旋整平仪器再用脚螺旋整平仪器,反复反复1、2、两步、两步,直到条件满足直到条件满足为止。为止。L LL LV VV VV VV VL LL L(1 1)原理原理原理原理:若条件满足若条件满足若条件满足若条件满足,精精精精平仪器后平仪器后平仪器后平仪器后,横丝扫过得面横丝扫过得面横丝扫过得面横丝扫过得面就是水平面。就是水平面。就是水平面。就是水平面。(2 2)检验检验检验检验:让横丝得一端对让横丝得一端对让横丝得一端对让横丝得一端对准固定点准固定
11、点准固定点准固定点A,A,微动视线微动视线微动视线微动视线,若若若若A A始终在横丝上移动始终在横丝上移动始终在横丝上移动始终在横丝上移动,则则则则条件成立条件成立条件成立条件成立,不需要校正不需要校正不需要校正不需要校正,否则否则否则否则,需要校正。需要校正。需要校正。需要校正。(3 3)校正校正校正校正方法与步骤方法与步骤方法与步骤方法与步骤:2、十字丝横丝十字丝横丝VV得检校得检校(a)(b)护盖护盖3 3、LLCCLLCC得检校得检校(5 5)校正校正校正校正转动微倾螺旋转动微倾螺旋转动微倾螺旋转动微倾螺旋使使使使A A尺读数尺读数尺读数尺读数为为为为:a a2 2正正正正=h h h
12、 hABABABAB正正正正+b b b b2 2 2 2用拨针拨动校正螺丝用拨针拨动校正螺丝用拨针拨动校正螺丝用拨针拨动校正螺丝,使使使使长水准管气泡居中长水准管气泡居中长水准管气泡居中长水准管气泡居中反复反复反复反复几次几次几次几次,直至条件满足为止。直至条件满足为止。直至条件满足为止。直至条件满足为止。abhAB(1 1 1 1)准备场地准备场地准备场地准备场地 在平坦地上标定在平坦地上标定在平坦地上标定在平坦地上标定A A A A、B,B,B,B,约为约为约为约为80808080m,Cm,Cm,Cm,C为为为为AB AB AB AB 得中点。得中点。得中点。得中点。(2 2 2 2)测
13、测测测h h h hABABABAB正正正正=a a1 1-b-b1 1(3 3)在在在在B B附近约附近约附近约附近约3 3mm处处处处,测得测得测得测得a a2 2,b,b2 2读读读读数数数数(4 4)计算计算计算计算a a2 2正正正正 ,a a2 2正正正正=h h h hABABABAB正正正正+b b b b2 2 2 2检查检查检查检查:a=|aa=|a2 2-a-a2 2正正正正|55mm,mm,不需校正不需校正不需校正不需校正,否则校正。否则校正。否则校正。否则校正。a2正正实验三实验三:1、内容、内容:水准仪得检校水准仪得检校2、要求、要求:按序检查仪器应满足得几何条件按
14、序检查仪器应满足得几何条件3、仪器安排、仪器安排:1台台/2人人;水准尺一付水准尺一付;尺垫一付尺垫一付;记录板一只记录板一只;皮尺一把皮尺一把2-9 水准测量误差分析水准测量误差分析一、误差来源一、误差来源:(1)仪器不够完善仪器不够完善(2)观测者感觉得限制观测者感觉得限制(3)外界条件得变化外界条件得变化二、误差分析二、误差分析1、仪器误差、仪器误差:1)校正残余误差校正残余误差 2)对光误差对光误差(对光透镜非线形运动对光透镜非线形运动对光透镜非线形运动对光透镜非线形运动)3)水准尺误差水准尺误差(零点不准零点不准零点不准零点不准)3、外界条件得影响、外界条件得影响(1)仪器垂直位移仪
15、器垂直位移 “后、前、前、后后、前、前、后”(2)尺垫垂直位移尺垫垂直位移 “往返观测取中数往返观测取中数”(3)温度影响温度影响 “撑伞遮阳撑伞遮阳”(4)地球曲率及大气折光影响地球曲率及大气折光影响AB水平视线1c12c2f1f2D后D前f1 f2D后D前地球曲率与大气折光影响习题习题:P29:1、2、5、6、9、10、11、12 2-7 2-7 自动安平水准仪、电子水准仪简介自动安平水准仪、电子水准仪简介一、自动安平水准仪一、自动安平水准仪(DSZ(DSZ3 3)补偿器补偿器管水准器、微倾螺旋管水准器、微倾螺旋,补补偿角偿角:8:81010二、电子二、电子(数字数字)水准仪水准仪 电子电
16、子(数字数字)水准仪就是集水准仪就是集电子、光学、图像处理、计电子、光学、图像处理、计算技术于一体得水准仪。算技术于一体得水准仪。1 1、望远镜、望远镜2 2、铟钢、铟钢RABRAB标尺标尺3 3、电子水准仪得主要特点、电子水准仪得主要特点:1 1)精度高精度高(电子读数电子读数00、4mm/km 4mm/km,人工读数人工读数11、0mm/km 0mm/km)2 2)自动化程度高自动化程度高3 3)较强得储存功能较强得储存功能4 4)菜单与按键操作功能丰富菜单与按键操作功能丰富6-5 三、四等水准测量三、四等水准测量一、高程控制网一、高程控制网 由国家测绘部门在全国范围统一建立由国家测绘部门
17、在全国范围统一建立得高程系统。得高程系统。()分为分为:1956黄海高程系黄海高程系 1985国家高程基准国家高程基准 关系关系:H85=H56-0、029m1985年国家高程基准1956年黄海高程系废黄河零点吴淞零点0、0289m0、1829m1、8228m江苏境内各新旧高程系统得关系沿地质构造稳定与沿地质构造稳定与坡度平缓得交通线坡度平缓得交通线布满全国布满全国,构成网状。构成网状。路线全长为路线全长为 93 00093 000多公里多公里,有有 100100个闭个闭合环合环,环长为环长为80080015001500公里公里 国家一等水准网国家一等水准网在一等水准网上在一等水准网上加密加密
18、,一般沿铁路、一般沿铁路、公路与河流布设公路与河流布设,环长为环长为300300700700公里公里,有有822822个闭个闭合环合环,全长为全长为 137 137 000000多公里多公里二等水准网二等水准网加密加密三等、四等水准网三等、四等水准网它就是确定地形海拔高程得坐标系它就是确定地形海拔高程得坐标系统统,按等级与精度分为一、二、三、按等级与精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用得四等网。目前提供使用得8585国家高国家高程系统共有水准点程系统共有水准点114041114041个个,水准路水准路线长度为线长度为416619416619、1 1公里。公里。(一一)三、四等水准测量技术要
19、求三、四等水准测量技术要求 项项 目目等等级级使使用用仪仪器器高差闭合差得限高差闭合差得限差差(mm)视线视线长度长度(m)视线高视线高度度前后前后视距视距离差离差(m)前后前后视距视距离累离累积差积差(m)黑红黑红面读面读数差数差(mm)黑红黑红面所面所测高测高差之差之差差(mm)附合、附合、闭合路闭合路线线往返测往返测 三三DS365三丝能三丝能读数读数2523 四四DS380三丝能三丝能读数读数31035注注:1、L为水准路线长度为水准路线长度,以以km计计 2、K为路线或测段长度为路线或测段长度,以以km计计表表6-11二、二、三四等水准测量三四等水准测量1、安置仪器、安置仪器2、先黑
20、、先黑:读后视尺黑面读后视尺黑面:下、上、中下、上、中(a黑黑)读前视尺黑面读前视尺黑面:下、上、中下、上、中(b黑黑)3、后红、后红:读前视尺红面读前视尺红面:中中(b红红)读后视尺红面读后视尺红面:中中(a红红)将上述读数分别对应填入记录手簿将上述读数分别对应填入记录手簿(二二)观测方法观测方法双面尺法双面尺法 观测顺序观测顺序:“先黑后红先黑后红”“后后前前后后前前”先黑后红先黑后红(三三)计算与校核计算与校核1、视距部分、视距部分:D后后=(下丝下丝-上丝上丝)100 65m、80m D前前=(下丝下丝-上丝上丝)100 65m、80m要求要求:D=|D后后-D前前|2m、3m D 5
21、m、10m2、高差部分、高差部分:要求要求:|K+黑黑-红红|2mm、3mm|h|=|h黑黑-(h红红0、100m)|3mm、5mm a-b=h a、b计算校核计算校核 fh测得调整同2-5测测站站点号点号 后后尺尺下下前前尺尺下下方方向向尺尺号号水准尺读数水准尺读数K+K+黑黑-红红mmmm高差高差中数中数(m)m)备备 注注上上上上黑面黑面mm红面红面mmD D后D D前D D D D1 1BMBM1 1ZD1142614260 0、774774后后1 1前前2 212111211599859980 0+0+0、62506250K1K14 4、787787K2K24 4、687687099
22、509950 0、3263260580586 6527352730 04343、1 14343、0 0+0+0、625625+0+0、7257250 0+0+0、1 1+0+0、1 12 2ZD1ZD21812181205700570后2前115541554624162410 0+1+1、2435243512961296005200520311031150975097+1+15151、6 65151、8 8+1+1、243243+1+1、144144-1-1-0、2-0、1 每每页页校校核核:169、5 169、6 29、291-24、935 =+2、17802:D末=-0、1m h黑+h红=+4、356:D总=339、1m实验四实验四1、内容、内容:四等水准测量四等水准测量2、要求、要求:路线形成闭合水准路线路线形成闭合水准路线,线路上设置线路上设置12个待测点个待测点,测站数测站数4每组完成每组完成2组有效数据成果组有效数据成果排球场N 待测点待测点 已知点已知点HBMi=10maABDiDtgavh6-6 三角高程测量三角高程测量 地面起伏较大地面起伏较大一、原理一、原理:如图如图,已知已知A点得高程点得高程:HA AB得距离为得距离为:D 求测求测:B点高程点高程HB 计算公式计算公式:h+v=Dtga+ih=Dtga+i-vHB=HA+hi