水准仪与高程测量.ppt
,水准测量,水准测量原理水准测量仪器与工具水准测量的外业观测水准测量的内业计算微倾水准仪的检验与校正,2.1水准测量原理：利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。如图：hAB=a b HB=HA+hAB,当a b时，hAB 为正，B高于A；当a b时，hAB 为负，B低于A。,Hi=HA+aHB=Hi-b,高差法：利用高差计算高程。（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）视线高法：利用视线高计算高程。（安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）水准测量所使用的仪器、工具：水准仪 水准尺 尺垫,2.2:水准测量仪器、工具及其使用,一、水准仪（一)水准仪的等级 DS05、DS1、DS3、DS10、DS20 D大地测量仪器 S水准仪 数字 表示仪器的精度，即每公里往、返 测得高差中数的中误差（mm）。水准仪的作用是提供一条水平视线；工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器 标称精度为3mm/km。,（二）水准仪的结构,望远镜水准器基座,脚螺旋,水平制动螺旋,对光螺旋,微倾螺旋,准星,照门,水平微动螺旋,目镜,物镜,1、望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；,望远镜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、对光透镜和十字丝分划板组成。物镜、目镜调焦的目的。,视准轴：物镜中心 与十字丝交点的连线。,2、水准器水准器的作用：整平仪器，使视准轴处于水平位置。圆水准器 作用：粗略整平,管水准器 作用：精确整平,基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。,3、基座,二、水准尺和尺垫1、水准尺塔尺：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。,2、尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水准尺下沉。,3、三脚架,三、水准仪的使用,操作程序：粗平瞄准精平读数（一）粗平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。1方法：用两手同时以相对方向分别转动任意两个脚螺旋，此时气泡移动的方向和左手大拇指旋转方向相同，然后再转动第三个脚螺旋使气泡居中，如图所示。,图形：粗平的操作方法示意图,2规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。,（二）瞄准,1方法：先用准星粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2视差：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。,（三）精平,1、方法：调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：自动安平水准仪不需进行精平。,（四）读数,精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。,2.3.普通水准测量的外业,一、水准路线的布设(一)、水准点 通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点，一般用BM表示。有永久性和临时性两种。,(二)、水准路线,1闭合水准路线 由已知点BM1已知点BM12附合水准路线 由已知点BM1已知点BM23支水准路线 由已知点BM1某一待定水准点A。,二、一个测站的水准测量工作,A,B,a,b,1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上；2、粗略整平；3、瞄准A尺，精平、读数a，记录1.468m；4、瞄准B尺，精平、读数b，记录1.371m；,5、计算：hAB=a b=1.468-1.371=0.115m 即B点比A点高0.115m。hBA=hAB=0.115m，即 A点比B点低0.115m。,1、观测要求,前进方向,（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2）为及时发现错误，通常采用“两次仪器高法”或“双面尺法”。,图形：水准测量实施与记录对照图,(二)、连续水准测量 当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到起终两点间的高差。,B,如图：A、B两水准点之间，设3个临时性的转点。h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 h4=a4-b4 hAB=h1+h2+h3+h4,A、B两点高差计算的一般公式：hAB=,n为测站数,例：,注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。,A,TP1,TP2,TP3,2.142,B,1.258,0.928,1.235,1.672,2.074,HA=123.446m,HB,大 地 水 准 面,前进方向,ATP1,TP1TP2,TP2TP3,TP3 B,2.142,1.258,+0.884,0.928,1.235,-0.307,1.664,1.431,+0.233,1.672,2.074,-0.402,计算检核,6.406 5.998,ab0.408,0.408,0.408,123.446,123.854,水 准 测 量 手 簿,已知,一、水准测量的精度要求闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；用fh表示，即 fh=h测-h理限差规范规定的的高差闭合差的允许值；用fh允表示。等外水准测量要求：平地：fh允40（mm）L水准路线的长度，单位km。山地：fh允12（mm）n水准路线的测站数。,2.4、水准测量内业计算,二、水准测量的校核方法,（一）测站校核：变动仪器高法、双面尺法目的：为了及时发现并纠正错误,(1)、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm），两次测出高差；等外水准测量其差值|h|6mm，取其平均值作为最后结果。(2)、双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。,（二）计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。检核条件：如上表所示：,等式条件成立，说明计算正确。,（三）、成果检核,水准测量时，一般将已知水准点和待 测水准点组成一条水准路线；在水准测量的施测过程中，测站检核 只能检核一个测站上是否存在错误或误 差是否超限；计算检核只能发现每页计算是否有误；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。,三、符合水准路线的内业计算 如图为一符合水准路线：,A、B为已知水准点，HA=65.376m，HB=68.623m点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图：,备注,1,2,3,4,A1,2,3,B,1.0 8+1.575,1.2 12+2.036,1.4 14-1.742,2.2 16+1.446,5.8 50+3.315,辅助计算,-0.012,-0.014,-0.016,-0.026,-0.068,+1.563,+2.022,-1.758,+1.420,+3.247,65.376,66.939,68.961,67.203,68.623,符合水准测量成果计算表,已知,已知,1、计算闭合差：,2、检核：,故其精度符合要求。,3、计算改正数 分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。,按距离：,按测站数：,以第1测段为例，测段改正数为：,检核：,4、计算改正后高差,检核：,以第1测段为例，改正后的高差为：,5、计算高程,如：,检核：,否则说明高程计算有误。,四、闭合水准路线成果计算 1、计算闭合差：2、检核：3、计算高差改正数：闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。,4、计算改正后高差：5、计算各测点高程：,五、支水准路线成果计算,1,1、计算闭合差：,2、检核：,，故精度符合要求。,3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）,4、计算高程,H1=186.785-1.386=185.399m,(HA=186.785m),
