第二章水准测量.ppt

四川大学公共管理学院,1,第一节水准测量的原理,水准测量的实质是测量地面上两点之间的高差，其原理是利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两个点上的水准尺上的读数，来测定两点间的高差，再根据已知点高程计算待定点高程.,四川大学公共管理学院,2,如图3-1所示由A点向B点进行,则:A为后视点a为后视读数B为前视点b为前视读数高差=后视读数-前视读数两点间高差为:hAB=a-b,四川大学公共管理学院,3,高差法A、B两点之间的高差：hAB=ab则B点的高程为：HB=HA+hAB,仪高法仪器的视线高程为：Hi=HA+a则B点的高程为：HB=Hib,仪高法主要用在架设一次仪器须测定多个未知点。,高差法主要用在架设一次仪器须测定一个未知点。,四川大学公共管理学院,4,第二节水准测量的仪器与工具,水准仪水准尺及尺垫水准仪的安置与使用,四川大学公共管理学院,5,一、水准仪,水准仪：能够为水准测量提供一条水平视线的仪器水准仪的分类：按精度来分：DS05DS1DS3DS10按仪器构造来分：微倾式，自动安平水准仪，激光水准仪，电子水准仪水准仪的组成：望远镜、水准器、基座,四川大学公共管理学院,6,四川大学公共管理学院,7,四川大学公共管理学院,8,1、望远镜,作用：瞄准目标、读取读数包括：物镜1、目镜2、调焦透镜3、十字丝分划板4、物镜对光螺旋5、目镜对光螺旋6,视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。,四川大学公共管理学院,9,圆水准器,构造：玻璃制成的球面装置。零点：圆水准器的球面顶点。圆水准器轴：过零点的球面法线分划值：一般为810,作用：粗平仪器，一般用三个脚螺旋调节。,2、水准器,四川大学公共管理学院,10,管水准器,水准管：玻璃制成的圆弧管，内有水准气泡。水准管轴：水准管零点的圆弧切线。零点：水准管圆弧的中点。原理：当气泡位于零点时，水准管轴水平。作用：精平仪器，用微倾螺旋调节。,四川大学公共管理学院,11,四川大学公共管理学院,12,二、水准尺及尺垫,水准尺种类：折尺、塔尺、直尺作用：读数,尺垫作用：转点处放水准尺，起临时传递高程。,四川大学公共管理学院,13,双面尺：一面为黑白相间称“黑面尺”，另一面为红白相间称“红面尺”。两根尺的黑面都以尺底为零，而红面的尺底分别为4.687m和4.787m，利用双面尺读数可对结果进行检核。双面尺多用于三、四等及以下精度的水准测量。,四川大学公共管理学院,14,三、水准仪的安置与使用,1、水准仪的安置选好测站，打开三脚架，将三脚架插入土中，在光滑地面使脚架不致打滑，并使架头大致水平。利用连接螺旋使水准仅与三脚架连接，然后旋转脚螺旋使圆水淮器的气泡居中，其方法如图29所示。,四川大学公共管理学院,15,2、瞄准,当仪器粗略整平后，松开望远镜的制动螺旋，利用望远镜筒上的准星概略地瞄准水准尺，关紧制动螺旋，然后转动目镜调节螺旋，使十字丝呈像清晰，再转动物镜调焦螺旋、使水准尺的分划呈像清晰，调焦工作完成。这时如发现十字丝纵丝偏离水准尺，则可利用微动螺旋使十字丝纵丝对难水准尺中线。,四川大学公共管理学院,16,3、消除视差,视差：当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与尺像有相对运动，即读数有改变，则表示有视差存在。产生视差的原因：目标成像的平面和十字丝平面不重合，即尺像没有落在十字丝平面上。消除方法：是重新仔细地进行目镜和物镜对光。直到眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。,四川大学公共管理学院,17,4、读数,用十字丝的中丝在尺上读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数。从小往大读。,四川大学公共管理学院,18,第三节水准测量实施与检核,一、水准点水准点：是用水准测量的方法求得其高程的地面标志点。分类：永久性水准点和临时性水准点,四川大学公共管理学院,19,二、水准测量的实施,h=h1+h2+hn,HB=HA+h,当两点相距较远或高差太大时，可在沿线加设若干作为临时传递高程的点，称为转点。,四川大学公共管理学院,20,水准测量记录手簿,观测日期天气状况仪器编号观测者记录者校核者,四川大学公共管理学院,21,三、水准测量的校核方法,1、计算检核h1=a1-b1hn=an-bnh=h1+h2+hn同时h=a-b比较两种结果？相等高差计算正确。,四川大学公共管理学院,22,2、测站检核变仪高法：改变仪器的高度，测出两次黑面高差，差值6mm（等外水准），取平均值。双面尺法：用黑、红面同时读数，测出黑、红面高差，差值5mm（三四等水准），取平均值。,四川大学公共管理学院,23,3、路线校核,（1）闭合水准路线从一已知的水准点开始，沿一条闭合的路线进行水准测量，最后又回到该起点，称为闭合水准路线。闭合水准路线终点是起点，则闭合水准路线的高差闭合差理论值h理=0,则高差闭合差fh=h测,四川大学公共管理学院,24,城市测量最大允许闭合差,四川大学公共管理学院,25,（2）附合水准路线由一已知的水准点开始，又附合到另一个已知水准点的水准路线，称为附合水准路线。水准点A、B的高程是已知的，所以这两点之间理论高差值为h理=H终-H起=HB-HA，则高差闭合差：fh=h测-h理,四川大学公共管理学院,26,（3）支水准路线既不附合到另一水准点，也不闭合到原水准点的水准路线，称为支水准路线。h往,h返应绝对值相同,符号相反。则高差闭合差fh=h往+h返,四川大学公共管理学院,27,第四节四等水准测量,一、观测顺序后视黑尺面读取上、中、下丝读数前视黑尺面读取上、中、下丝读数前视红尺面读取中丝读数后视红尺面读取中丝读数观测顺序简称为：后黑前黑前红后红,四川大学公共管理学院,28,复核：,(1),(2),(6),(5),(3),(4),(9),(14),(10),(8),(7),(15),(16),(17),(18),(11),(12),(13),四川大学公共管理学院,29,每一站的计算与检核,视距计算与检核（单位：m）后视距(15)=(1)-(2)100前视距(16)=(5)-(6)100前、后视距差(17)=|(15)-(16)|（5m）前、后视视距累积差(18)=上站(18)+本站(17)（10m）,水准尺读数检核（单位：mm)同一水准尺黑面与红面读数差的检核前尺(9)=(3)+K1-(4)（3mm）后尺(10)=(7)+K2-(8)（3mm）,四川大学公共管理学院,30,高差计算与检核（单位：m）黑面高差(11)=(3)-(7)红面高差(12)=(4)-(8)红黑面高差之差(13)=(11)-(12)0.1或=(9)-(10)（5mm）高差中数(18)=(11)+(12)0.1/2,四川大学公共管理学院,31,四等水准测量的技术要求,一般用在国家高程控制网加密，也可作为小地区水准网首级高程控制。,四川大学公共管理学院,32,5.919,-1,6.221,+1,0.302,+2,0.203,四川大学公共管理学院,33,第五节水准测量内业计算,水准测量内业计算的实质就是将闭合差进行合理分配，使调整后的高差闭合差为零，并据此推算各未知点的高程。,四川大学公共管理学院,34,高差闭合差分配,分配的原则：将闭合差以相反的符号根据测站数或水准路线的长度成比例分配到各测段的高差上。各测段高差的改正数用公式表示为：,式中：vi为分配给第i测段高差上的改正数；Li和ni分别为第i测段路线的长度和测站数；L和n分别为水准路线的总长度和总测站数。,四川大学公共管理学院,35,四川大学公共管理学院,36,第六节水准测量误差分析,一、仪器误差,仪器校正不完善误差：原因：i角误差检校后的残余值方法：观测时注意使前、后视距相等，可消除或减弱其影响。调焦误差水准尺误差：原因：水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等方法：须检验水准尺上真长与名义长度，加尺长改正数。水准尺的零点差：一测段中安排偶数个测站予以消除。,四川大学公共管理学院,37,二、观测误差,整平误差照准