建筑工程测量完整53841PPT课件

第四章海拔测量、水准测量原理水准测量仪器和工具倾斜式水准测量基本操作水准测量方法水准测量检测和校准测量误差源及其影响自动水准测量和激光扫描仪精密水准测量和电子水准测量概述、第一节水准测量原理、水准测量原理视线高度法及其应用转点和测量站、 4.1.1水平测量原理水平测量原理：利用水平仪提供的水平视线，读取站在两个点上的水平仪的读取值，通过计算求出地面上两个点之间的高度差，根据已知点的高度计算定点的高度。 求定点高程的步骤：计算1、a、b两点之间的级差： 2、根据a点高程计算b点高程：4.1.2视线高度法及其应用，视线高度： a点高程和后视读数等于水平仪的视线高度，简称视线高度，即。 视线高度法：利用视线高度计算保留等级b的标高的方法。 1、原理： 2、适用条件：特别适用于从一个后视点海拔同时测量多个前视点海拔的工作。 3、测量海拔的步骤：测量视线高度法海拔的步骤，一次设置水准测量多个前视点 点的海拔：1)将水准器设置在适当的位置，与后视点a相对应，读取线的读取值；2 )根据a点海拔计算视线高度；3 )以站在水准器上为基准，点的水准器，分别取读取值， 4 )计算点：，的海拔： 4.1.3旋转点和测量站、条件：在水准测量作业中，如果知道从水准点到保留水准点的距离远或高低差大的话，只设置一次仪表就无法测量两点间的高低差。 转点和气象站计算保留水平的海拔，4.1.3.1转点和气象站，以已知点a的海拔为基准，设定b点的海拔，必须在a和b两点之间连续设置多个气象站。 在进行观测的情况下，每次设置机器时都会观测2点间的台阶，将称为站点的传递海拔的假立尺寸点即1、2、n-1称为转换点(TP )。4.1.3.2求出保留等级标高，1 )，计算各站台阶差，计算a、b两点间的台阶差，计算保留等级b的标高，在、和第二节等级测定的仪器和工具，等级标尺垫，4.2.1等级， d和s分别是“大地测量”和“水平仪”的汉语拼音的第一个字母的字母后面的数字05、1、3、10是用这种水平仪进行水平测量时每千米的往返、返回段差数的偶然误差值，分别不超过0.5mm、1mm、3mm、10mm。 DS05、DS1为精密水准，主要用于国家一、二等精密水准的测量和精密工程的测量，DS3主要用于国家三、四等水准的测量和普通工程的测量，常用于建筑工程的测量是DS3型水准，简称S3型水准。4.2.1.1S3型微倾斜式水平，定义：中国产S3型微倾斜式水平，是调整水平微倾斜螺旋以管水平气泡为中心获得水平视线的仪器设备。 构成：望远镜的水准台，望远镜，定义：构成水平视线，瞄准目标读取水准尺的主要零件。 分类：根据目镜端观察的物体成像状况，望远镜可分为正像望远镜的反像望远镜(微表望远镜多采用内对光式反像望远镜)、反像望远镜、物镜、聚焦透镜、十字分割板、目镜等。 标准轴： 1，定义：将连接物镜的光心与十字线的交点的线称为望远镜的标准轴2，作用：标准轴是瞄准目标和读取值的依据。 成像原理、十字线分隔板、十字线分隔板：圆形平板玻璃，上面刻有相互正交的十字线的组成及其功能： 1、纵线(也称纵线)用于照亮水准尺寸的2、在横线(也称中线)中间读取的3、视距线：用与横线平行且等距离的上下2根细线测量距离实用技巧：调节目镜的聚焦螺杆，可使十字分割板的图像鲜明。反射望远镜的成像原理、成像原理：来自目标AB的光线通过物镜和聚焦透镜的作用，在镜筒内构成倒立的小实像AB，当使聚焦螺杆旋转时，聚焦透镜前后移动，通过十字线分隔板上清晰成像远近不同目标的目镜进行放大，则倒立.(2) .水平仪，定义：用于判断望远镜的视准轴是否水平以及仪表数是否垂直的装置。 分类： a、管水平仪b、圆水平仪。基座、构成：轴座、底板、三角压板、三脚螺旋。 作用： 1、支撑设备2 .连接设备和三脚架。 实用技巧：旋转三条腿的螺旋，可以以水平仪的气泡为中心。4.2.2水准尺，轮廓：水准尺是与水平仪合作进行水准测量的重要工具。 常用的优质木材、玻璃钢、金属材料，长度为25m。 种类：根据结构分为双面水准尺、折尺、塔尺3种。 三种水准尺的比较，4.2.3尺垫，概要：尺垫由生铁铸造，一般为三角形，中央有半球突出。 注意： 1、尺垫通常用于旋转点2、上下三个脚尖可以插入土壤3、使用时要稳定、坚固4、水准尺寸要站在半球的上部。第三节微倾斜式水平仪的基本操作步骤，设置水平仪，大致平整，照度和焦点对准，精确平整，读取。4.3.1水平仪设置步骤：1)，将水平仪挂在两个水平仪之间，首先松开三脚架的固定螺旋，用观测者的身高调节三脚架的高度，看到三脚架的上表面几乎水平，用脚踩住三脚架，使脚稳定，紧固固定螺旋。 2 )、三脚架安装后，从仪器箱中取出仪器，在中心拧紧螺钉，将水平仪固定在三脚架的头上，以免从三脚架的头上掉下来。4.3.2粗略平整，平整，步骤：1)松开水平制动螺杆，旋转仪表，将圆水平仪放置在两个脚螺杆之间，气泡中心偏离零位置时，双手同时相对(向内或向外)转动一个、两个脚螺杆(此时2 )、使气泡在1，2双螺线的平行方向中间移动3 )，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中，4.3.3照明对焦，操作步骤：1)，使望远镜对准明亮的背景，旋转目镜的焦点螺旋，清晰十字线的图像。 2 )转动望远镜，利用望远镜镜筒的缺口和星星的连接，大致瞄准水准尺，拧紧水平制动螺钉。 3 )，旋转物镜的聚焦螺杆，从望远镜内观察到水平尺寸的图像，旋转水平微动螺杆，将十字线的纵线稍微偏移到水平尺寸的中央，读取值如下图所示。 4 )、消除视差：视差会导致读取误差，因此必须在观察中消除视差。视差、定义：尺寸图像与十字分割板的平面不重叠时，眼睛接近目镜稍微上下移动，十字和目镜像相对移动的现象称为视差。 消除视差的方法：首先仔细调整目镜，使十字线的成像清晰，然后调整物镜，重复此步骤，确保眼睛上下移动时读取值不变。4.3.4精密平整，首先从望远镜侧观察管级气泡偏离零点的方向，右手慢慢均匀微倾斜，与水平仪的两半气泡吻合，此时的视线水平是可读取的。.4.3.5读取值，读取方法：1)，确认水准管气泡中间时，应立即读取十字线水准尺的读取值，如望远镜，使用的水准尺注释的数字反复写入，但望远镜可见的尺寸图像正立，水准尺注释从标尺底部增加用望远镜读取值应从上到下读取2 )，读取时，首先默认毫米数，按顺序报告米、厘米、厘米、毫米四位，如图4-14(b )所示，读取值为0.995，读取后气泡吻合在不能更正确地平行的情况下，重新读取3 )，黑面尺寸的读取完成后，将水平尺寸纵向旋转180度，立即读取红面尺寸的读取值，在两个读取值之差等于该尺寸的红面注记的零常数的情况下，说明读取值是正确的。第四节水准测量的方法1、水准测量等级2、水准线3、水准测量的方法4、水准测量记录和计算5、成果处理和计算、4.4.1水准测量等级、水准测量等级：我国国家水准测量可根据精度要求分为1、2、3、4等级。 一些概念： 1、精密水准测量： 1、2、3、4等水准测量称为精密水准测量。 2、某等级水平：用该等级水平测量的方法测量的高程点。 3、等外水平的测定：精度低于国家规定的一、二、三、四等水平的测定。4.4.2水准点、1、水准点的含义2、水准点的埋设要求3、标记的埋设类型4、点的符号、4.4.2.1水准点的含义：为了统一全国海拔系统，满足科研、各种比例尺测图和工程建设的需要，测绘部门在全国各地埋设了许多固定的测量标志，采用水准测量的方法测量了海拔。 这些标记被称为水准点，并且通常以BM(BenchMark )表示。4.4.2.2水准点埋设要求：1 )、国家水准点：按要求必须设置永久性固定标志2 )、等外水平：可在地面打桩、在硬岩或建筑物上设置固定标志或用红色油漆标记或编号。4.4.2.3标石的埋设类型：4种水准标石：岩盘水平标石、基本水平标石、普通水平标石、角水平标石。4.4.2.4点的记述：定义：水准点被埋设后，画一个说明要点的平面图，叫做点的记述。 图4-17示出了水准点BM1的描述的示例。4.4.3水准路线，含义：实施水准测量时通过的路线称为水准路线。 布局要求：水准路线应尽量沿道路、大街等平坦地面布局，保证测量精度。 水准线上的两个相邻水准点之间称为一个测量单元。 布局形式： 1、单水准线2、水准网、单水准线、4.4.4水准测量的方法、水准测量观测程序：一般采用连续水准测量的方法，测量并计算保留水准线的高程。 具体的作业步骤：水准测量的具体作业步骤：1 )，在自己知道海拔的水准标记上建立水准标记，作为后视标记。 2 )，在程序进行方向的适当位置上放置尺寸垫，在尺寸垫上竖立水平尺寸作为背面尺寸。 3 )将水平仪设置在到两水平仪的距离大致相等的地方，从仪表到水平仪的最大视距为150m以下。 以圆水平仪的气泡为中心。 4 )照明后视标尺消除视差后，用微小倾斜螺旋调节管级气泡，正确地以中心为中心，用中线读取后视的读取值，记录入手册，参照表4-1。 5 )，照明前视尺度后，以水准管的气泡为中心，用中线读取前视的读取值，记录入手册。 见表4-1。 6 )在将仪表向前进方向移动到第二站的情况下，第一站的前视尺寸不动，成为第二站的后视尺寸，第一站的后视尺寸移动到前面的适当位置，成为第二站的前视尺寸，按照与第一站相同的观测顺序进行第二站的测定。 7 )，按顺序沿水准线的行进方向观测、记录，记录到终点。然而，由于测量误差的影响，在测量级差的总和与其理论值之间存在差异，即，附属级线的级差关闭差异闭合差的计算：(2)阶梯闭合差闭合级别的线路，闭合级别的线路的阶梯闭合差：由于线路闭合在同一级别，所以阶梯差的总和的理论值应该为零，但是由于测量误差的存在，实测阶梯差的总和经常不为零，闭合级别的线路的封闭差的计算：(3)阶梯封闭差条水平线，支撑水平线的阶梯封闭差：与通过往复观测得到的往复阶梯的总和，理论上大小相等，符号相反，但由于测量误差的影响，两者之间产生差，这个差称为支撑水平线封闭差。 封闭差的计算：4.4.6.2封闭差容许值的计算，城市测量规范规定：1.在平坦地区，图根级别的测量路线的阶梯差封闭差的容许值为：2 .在山地，公里级别的测量站数超过16站的情况下，阶梯差封闭差容许值为： 注意：1)、附属水平的路线或封闭水平的路线长度不得超过8km，节点间水平的路线长度不得超过6km，支水平的路线长度不得超过4km)，在上述长度范围内，如果高低差封闭差不足容许值，则成果满足要求，否则不能判断原因.4.4.6.3阶梯封闭差调整、标高封闭差调整：阶梯封闭差在允许值范围内时，可调整封闭差。 附属水平路线和封闭水平路线的段差封闭差分配的原则是将封闭差与距离和站数成比例地修正为各段的观测段差。 阶梯差修正数的计算公式或者、阶梯差修正数的总和必须等于阶梯差封闭差的大小，并且符号可用以验证相反的(即，使用这个公式)计算上述修正数的准确性。4.4.6.4修正后的段差、1 )、封闭(或附属)水平线：在各段的段差观测值上加上相应的段差修正数，对于各段的修正后的高度差，即：2 )，支撑水平线：对于支撑水平线，其封闭差满足要求时，可以通过下式计算各测量段的平均段差： 4.4.6.5海拔的计算方法：1)对于附属或封闭水平线，有必要根据修正后的高低差，从起点海拔依次推测其他各点的平均高低差2 )，对于支撑水平线，有必要根据各测量单元的往复2次的高低差平均值，从起点海拔依次推测其他各点的海拔。 注意：对于附着或关闭级别路线，最后一个已知点的估计高程必须与该已知高程相同。 这会检查计算是否正确。 第五节水平仪的检查和校准，水平仪的四个主要轴线是：管水平仪轴(LL )、望远镜的视准轴(CC )、圆水平仪轴(l l )和仪器的垂直轴(VV )，水平仪应满足的几何条件1 .主要条件2 .次要条件2， 水平仪的检测和校准1 .圆水平仪的检测和校准2 .十字线的检测和校准3 .管水平仪轴的检测和校准4.5.1高水平仪应满足两个主要条件：1.水平仪管轴应与望远镜的视准轴平行，以便水平仪能够正常工作。 不满足条件时，水准管气泡为中心后，水准管轴水平，但基准轴不水平，不符合水准测量的基本原理。 2 .望远镜的参考轴位置不会因焦点调节而变动。 这个条件是为了满足最初的条件而提出的。如果望远镜对焦时视准轴的位置发生变动，则不能认为处于不同位置的许多视线与一定的水准管轴平行。 望远镜的焦点调节在水平方面的量是不可避免的，必须提出这个要求。4.5.2水平应满足的次要条件，水平应满足两个次要条件： 1、圆水平轴应与水平的垂直轴平行。 该条件的满足是迅速调整设备，提高作业速度，即圆水平仪的气泡处于中间时，装置的垂直轴几乎处于垂直状态，无论将装置旋转到何种程度，都容易使水平仪的气泡处于中间。 2、十字线的横线必须垂直于仪器纵轴。 满足该条件的是，在仪表的纵轴已经垂直的情况下，在读取水准尺上的读取值时，