《高程测量》课件.ppt
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1、第三章 高程测量,内容提要:3.1 水准测量原理与仪器操作3.2 S3级微倾式水准仪的构造与使用3.3 普通水准测量3.4 其他类型水准仪器3.5 三角高程测量,高程测量概念(Height Measurement)根据已知点高程,测定该点与未知点的高差,然后计算出未知点的高程的方法。,高程测量的方法分类,1、水准测量(leveling)2、三角高程测量(trigonometric leveling)3、气压高程测量(air pressure leveling)4、GPS测量。(GPS leveling),一.基本原理 利用水准仪提供的“水平视线”,测量两点间高差,从而由已知点高程推算出未知点高
2、程。,2.1 水准测量原理,A后视点 a后视读数B前视点 b前视读数,由水准测量的原理可知:水准测量的基本要求是:1、水准仪提供的视线必须水平;2、水准尺必须竖直。高差=后视读数-前视读数水准测量的方法包括:高差法:利用高差计算待定点高程;仪高法:利用仪器视线高计算待定点高程。,hAB=h1+h2+hn=(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn)=a-b,4.转点TP(turning point)的概念,若A、B 两点间布设一些过渡点(转点)1、2、3,将其分为n段,则用水准仪分别测得各段高差为h1,h2 hn,则有:,1、望远镜(telescope)物镜目镜十字丝(上、中、下丝)三个部分
3、组成。,3.2 S3级微倾式水准仪的构造与使用,(一)水准仪(level)构造,圆水准器(circular bubble):用于整平。水准管(bubble tube):用于精平。特性:气泡始终向高处移动。3、基座(tribrach),2、水准器(bubble),(二)水准尺(leveling staff)主要有单面尺、双面尺和塔尺。,1、尺面分划为1cm,每10cm处(E字形刻划的尖端)注有阿拉伯数字。2、双面尺的红面尺底刻划:一把为4687mm,另一把为4787mm。,(三)尺垫(staff plate)放在转点上,以防水准尺下沉。,三.水准仪的使用,操作程序:粗平瞄准精平读数(一)粗平 调
4、节脚螺旋,使圆水准气泡居中。1方法:对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、2方向中间转动脚螺旋3,使气泡居中。,水准仪的使用,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:先用准星器粗瞄,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:如图所示,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(compensator level),不需进行精平。,(四)读数,精平后,用十字丝的中丝在水准尺上
5、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。,图形:水准仪读数实例,4.水准仪读数实例,6.252,1.477,0.725,3.3 普通水准测量,一、水准点(Bench Mark)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。,水准点示意图,二、水准路线(leveling line),1闭合水准路线(closed leveling line)由已知点BM1已知点BM12附合水准路线(annexed leveling line)由已知点B
6、M1已知点BM23支水准路线(spur leveling line)由已知点BM1某一待定水准点A。,图形:水准路线布设形式,三、水准测量的实施(外业)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”。两次仪器高法:高差之差h-h5mm,图形:水准测量实施与记录对照图,四.水准测量成果整理步骤,(一)计算高差闭合差(closing error),公式:,故对于闭合水准路线,有:,对于附合水准路线,有:,(二)分配高差闭合差,1、计算高差闭合差的容许值(tolerance),对于普通水准测量:,式中,fh容高差闭合
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