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+ a HB= 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BM1 2附合水准路线 由已知点BM1已知点BM2 3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,A TP1,TP1 TP2,TP2 TP3,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,A 1,2,3,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