4 第三章水准测量-路线检核.ppt

1 制作 马福义 测量学 主讲 马福义 2 制作 马福义 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 2142 B 1258 0928 1235 1672 2074 HA 123 446m HB 大地水准面 前进方向 ATP1 TP1TP2 TP2TP3 TP3B 2142 1258 0 884 0928 1235 0 307 1664 1431 0 233 1672 2074 0 402 计算检核 64065998 a b 0408 0 408 0 408 123 446 123 854 水准测量手簿 已知 4 制作 马福义 一 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 水准测量的检核 5 制作 马福义 二 测站检核目的 保证前后视读数的正确 方法 变动仪器高法 双面尺法 1 变动仪器高法在同一测站上变动仪器高 10cm左右 两次测出高差 两次高差之差不超过6mm 取其平均值作为最后结果 奇进偶舍 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 黑 K 红 3mm且两次高差之差不超过5mm 平均高差 7 制作 马福义 2 3水准测量的实施及成果整理 四 水准测量的成果整理1 计算高差闭合差附合水准路线高差理论值 高差闭合差 闭合水准路线高差闭合差 支水准路线高差闭合差 8 制作 马福义 2 3水准测量的实施及成果整理 四 水准测量的成果整理1 计算高差闭合差2 高差闭合差容许误差式中 L为水准路线长度 以公里计 为测站数 等外水准测量山地 平地 国家四等水准测量山地 平地 9 制作 马福义 2 3水准测量的实施及成果整理 四 水准测量的成果整理1 计算高差闭合差2 高差闭合差容许误差3 判断闭合差是否超限 4 闭合差的调整闭合 附合水准路线 与测站数 或距离 成正比例反符号进行分配 5 高程的计算闭合 附合水准路线 支水准 10 制作 马福义 一 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 08 1 575 1 212 2 036 1 414 1 742 2 216 1 446 5 850 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 12 制作 马福义 1 计算闭合差 2 检核 故其精度符合要求 13 制作 马福义 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 14 制作 马福义 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 15 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 一 水准仪轴线及其应满足的几何条件1 四条轴线视准轴CC水准管轴LL圆水准轴L L 竖轴VV2 应满足的三个条件 1 L L VV 2 横丝 VV 3 LL CC 主要条件 16 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正1 圆水准轴平行于仪器竖轴的检验目的 使圆水准器轴平行于竖轴 即L L VV检验方法 1 安置水准仪后 转动脚螺旋使圆水准器气泡居中 2 将仪器绕竖轴旋转180 3 如果圆气泡仍旧居中 则表示该几何条件满足 不必校正 如果气泡不再居中 需要校正 17 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正1 圆水准轴平行于仪器竖轴的检验校正方法 1 调整三个校正螺丝 使气泡向居中的位置移动偏移量的一半 2 用脚螺旋整平 使圆水准器气泡居中 3 校正工作一般都难以一次完成 需反复进行 4 最后应注意拧紧固紧螺丝 18 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正1 圆水准轴平行于仪器竖轴的检验2 十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正目的 使十字丝横丝垂直于竖轴 检验方法 安置水准仪整平后 用十字丝交点瞄准某一明显的点状目标M 转动望远镜 观测M点是否始终沿着中丝移动 如果M点沿着横丝移动 则表示十字丝横丝与竖轴垂直 否则需要校正 19 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正2 十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正校正方法 旋下目镜端的十字丝环外罩 用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝 按中丝倾斜的反方向小心地转动十字丝环 直至中丝水平 再重复检验 最后固紧十字丝环的固定螺丝 旋上十字丝外罩 当此项误差不明显时 一般不进行校正 因为在作业中通常总是利用横丝的中央部分读数的 20 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正3 视准轴平行于水准管轴的检验与校正原理与方法 i角误差 水准管轴不平行于视准轴 它们在竖直面内投影之夹角 21 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正3 视准轴平行于水准管轴的检验与校正检验方法 1 在平坦地区选择相距约80m的A B两点 并在A B两点中间选择一点C 且使DAC DBC 2 将水准仪安置于C点处 分别在A B两点上竖立水准尺 读数为a1和b1 hAB a1 b1 a1 b1 3 将水准仪搬到靠近B点处 约距B点3m 整平仪器后 瞄准B点水准尺 读数为b2 则a2 b2 hAB 4 再瞄准A点水准尺 读数为a2 如果a2 a2 说明两轴平行 否则存在i角 其值为i a2 a2 DAB 206265 对于DS3水准仪来说 i角值大于20 时 则需校正 22 制作 马福义 2 4DS3型水准仪的检验与校正 二 检验与校正3 视准轴平行于水准管轴的检验与校正校正 1 转动微倾螺旋 使横丝瞄准读数a2 CC水平 2 校正水准管气泡居中 用拨针先拨松水准管一端 左边 或右边 的校正螺丝 再拨动上 下两个校正螺丝 使偏离的气泡重新居中 最后将校正螺丝旋紧 LL水平 LL CC 3 重复检验直至符合要求 水准管的校正螺丝 23 制作 马福义 2 5精密水准仪和水准尺 精密水准仪 DS05 DS1 主要用于国家一 二等水准测量 thefirstandsecondorderleveling 和高精度的工程测量中 例如建构筑物的沉降观测 大型桥梁工程的施工测量和大型精密设备安装的水平基准测量等 24 制作 马福义 2 5精密水准仪和水准尺 一 精密水准仪的特点1 望远镜的放大倍数大 分辨率高 如规范要求DS1不小于38倍 DS05不小于40倍 2 管水准器分划值为10 2mm 精平精度高 3 望远镜的物镜有效孔径大 亮度好 4 望远镜外表材料一般采用受温度变化小的因瓦合金钢 以减小环境温度变化的影响 5 采用平板玻璃测微器读数 读数误差小 6 十字丝横丝刻成楔形有利于精确夹准水准尺的分划 7 配备精密水准尺 25 制作 马福义 2 5精密水准仪和水准尺 二 精密水准尺 因瓦水准尺 1 精密水准尺 在木质尺身的凹槽内 引张一根因瓦合金钢带 其中零点端固定在尺身上 另一端用弹簧以一定的拉力将其引张在尺身上 以使因瓦合金钢带不受尺身伸缩变形的影响 2 长度分划在因瓦合金钢带上 数字注记在木质尺身上 精密水准尺的分划值分为基辅分划 10mm 和奇偶分划 5mm 两种 26 制作 马福义 2 5精密水准仪和水准尺 三 精密水准仪操作及其读数原理1 精密水准仪的操作方法与一般水准仪基本相同 不同之处是用光学测微器测出不足一个分格的数值 2 测微尺的读数原理 27 制作 马福义 2 5精密水准仪和水准尺 三 精密水准仪操作及其读数原理3 测微尺的读数 N3水准仪 旋转N3的平行玻璃板可以产生的最大视线平移量为10mm 它对应测微尺上的100个分格 测微尺上1个分格等于0 1mm 如在测微尺上估读到0 1分格 则可以估读到0 01mm 将标尺上的读数加上测微尺上的读数就等于标尺的实际读数 如下图的读数为148 0 655 148 655cm 1 48655m 28 制作 马福义 2 6自动安平水准仪 特点 自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋 只有一个圆水准器 安置仪器时 只要使圆水准器的气泡居中后 借助一种 补偿器 的特别装置 使视线自动处于水平状态 29 制作 马福义 2 6自动安平水准仪 三 自动安平水准仪的使用自动安平水准仪的操作方法和一般水准仪的操作方法一样 当自动安平水准仪经过圆水准器的粗平后 观测者在望远镜内观察警告指示窗是否全部呈绿色 若没有全部呈绿色 不能对水准尺读数 必须再调整圆水准器 直到警告指示窗全部呈绿色后 即视线在补偿器范围内 方可进行测量 30 制作 马福义 2 7电子水准仪 一 构造与工作原理1 组成 基座 水准器 望远镜及数据处理系统 2 工作原理 31 制作 马福义 2 7电子水准仪 二 条码水准尺条码水准尺是与电子水准仪配套的专用尺 由玻璃纤维塑料制成 或用铟钢制成尺面镶嵌在基尺上形成 尺面上刻有宽度不同的水平黑白相间的分划 条码 该条码相当于普通水准尺上的分划和注记 全长为2 4 05m 32 制作 马福义 2 7电子水准仪 三 技术操作方法电子水准仪用于测量时 其技术操作方法与自动安平水准仪类似 分为粗平 照准 读数三步 33 制作 马福义 2 8水准测量的误差及注意事项 一 水准测量误差来源水准测量误差包括仪器误差 观测误差和外界条件的影响三个方面 1 仪器误差 1 仪器校正后的残余误差 i角误差 处理方法 前 后视距离相等 2 水准尺误差 水准尺刻划不准确 尺长变化 弯曲等 处理方法 检验水准尺 对于零点差 还可用一水准测段中使测站为偶数的方法予以消除 34 制作 马福义 2 8水准测量的误差及注意事项 一 水准测量误差来源2 观测误差 1 水准管气泡居中误差 2 读数误差 3 视差影响 4 水准尺倾斜影响3 外界条件的影响 1 仪器下沉 采用 后 前 前 后 观测程序 减弱其影响 2 尺垫下沉 采用往返观测 取成果的中数 减弱其影响 3 地球曲率及大气折光影响 前 后视距离相等处理 4 温度影响 观测时应注意