测量专业课件第二章水准测量

1、第二章第二章 水准测量水准测量高程测量高程测量测量地面上各点高程的工作。测量地面上各点高程的工作。高程测量分类：高程测量分类： 1、水准测量、水准测量(leveling) ； 2、三角高程测量、三角高程测量(trigonometric leveling) ； 3、气压高程测量、气压高程测量(air pressure leveling) 。 4、GPS测量。测量。(GPS leveling) 21 水准测量原理水准测量原理 如图所示，欲测如图所示，欲测A、B两点间的高两点间的高差差hAB，可在可在A、B两点立水准尺，其两点立水准尺，其间安置水准仪。利间安置水准仪。利用水平视线在用水平视线在A、B

2、尺上分别读得数尺上分别读得数a、b，则则hABab大地水准面大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水平视线水水准准尺尺水水准准尺尺ab前进方向前进方向一、利用一条水一、利用一条水平视线测定二点平视线测定二点间的高差间的高差 21 水准测量原理水准测量原理二、利用已知点高程计算未知点高程二、利用已知点高程计算未知点高程若若A点的高程已知为点的高程已知为HA则则：HBHAhAB （高差法）高差法）或或 HBHAabHib (仪高法，仪高法，Hi为仪器高程）为仪器高程） 当安当安置一次仪置一次仪器要测出器要测出若干前视若干前视点的高程点的高程时，仪高时，仪高法比高差法比高差法方便。法

3、方便。22 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具仪器：仪器：水准仪水准仪(level) 。工具：工具：水准尺和尺垫。水准尺和尺垫。国产水准仪按其精度可国产水准仪按其精度可分：分：DS05、 DS1、DS3、DS10（数字越大，精数字越大，精度越低。）度越低。）一、一、DS3水准仪的构造水准仪的构造望远镜望远镜水准器水准器基座基座22 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具视准轴视准轴十字丝的交十字丝的交点与物镜光心的连线。点与物镜光心的连线。1、望远镜、望远镜(telescope) 由物镜、目镜、十字由物镜、目镜、十字丝分划板、对光透镜组丝分划板、对光透镜组成。成。2、水准器、水准器(b

4、ubble)圆水准器圆水准器(circular bubble) ：用用于粗平。于粗平。水准管水准管(bubble tube) ： 用于精用于精平。平。特性：气泡始终向高处移动。特性：气泡始终向高处移动。 1、管水准器：又称水准管、管水准器：又称水准管零点零点水管准上刻的间隔水管准上刻的间隔2m m分划线的中点。分划线的中点。水准管轴水准管轴 过零点的水准管过零点的水准管圆弧的切线。圆弧的切线。 气泡居中气泡居中水准管的所泡中水准管的所泡中点与水准管零点重合。点与水准管零点重合。水准管分划值水准管分划值水准管圆水准管圆弧弧2mm所对的圆心角。所对的圆心角。22 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器

5、和工具零点零点水准管分划值水准管分划值气泡居中气泡居中 ：圆水准器：圆水准器零点零点顶面圆分划圈顶面圆分划圈的中心。的中心。 圆水准器圆水准器轴轴 过零点过零点的球面法线。的球面法线。气泡居中气泡居中圆水准器圆水准器的气泡中点与的气泡中点与圆水准器圆水准器的的零点重合。零点重合。圆水准器圆水准器分划值分划值气气泡中心贪偏移零点泡中心贪偏移零点2mm，轴线所倾斜的角值。轴线所倾斜的角值。22 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具气泡气泡气泡气泡二、水准尺二、水准尺(leveling staff)3、基座、基座(tribrach) 由轴座、脚螺旋、底板由轴座、脚螺旋、底板和三角压板组成。和三角

6、压板组成。塔尺塔尺折尺折尺 双面尺双面尺1、种类：、种类：22 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具2、双面尺双面尺 两尺为一对，长度两尺为一对，长度2m或或3m，尺的两面均有分尺的两面均有分划，黑白相间的一面为划，黑白相间的一面为黑面黑面（基本分划），红（基本分划），红白相间的一面为白相间的一面为红面红面（辅助分划），红黑面（辅助分划），红黑面注记差为注记差为4687或或4787。三、尺垫三、尺垫(staff plate)22 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具23 水准仪的使用水准仪的使用操作程序：操作程序：粗平粗平瞄瞄准准调焦调焦精平与读精平与读数数一、安置水准仪一、安置水准仪

7、 脚架高度适中，架头大脚架高度适中，架头大致水平，架地牢，取出水致水平，架地牢，取出水准仪，用连接螺旋连接仪准仪，用连接螺旋连接仪器。器。二、粗略整平二、粗略整平旋转脚螺旋旋转脚螺旋使气泡居中。两手相对转使气泡居中。两手相对转动脚螺旋，气泡移动的方动脚螺旋，气泡移动的方向与左手大拇指移动方向向与左手大拇指移动方向相同。相同。c c312b b312 a a123水水 准准 仪仪 的的 使使 用用三、瞄准水准尺三、瞄准水准尺利用望远镜上的准星和照门瞄准水准尺后制动，利用望远镜上的准星和照门瞄准水准尺后制动，转动目镜对光螺旋，看清十字丝；转动物镜对光转动目镜对光螺旋，看清十字丝；转动物镜对光螺旋，

8、看清水准尺。螺旋，看清水准尺。转动微动螺旋，让竖丝对准水准尺。转动微动螺旋，让竖丝对准水准尺。注注：视差：视差水水 准准 仪仪 的的 使使 用用四、精平与读数四、精平与读数调微倾螺旋，使水准管气泡两端的影像吻合。调微倾螺旋，使水准管气泡两端的影像吻合。读数。共读数。共4位，毫米估读。位，毫米估读。 bc a24 水准测量的外业水准测量的外业一、水准点一、水准点水准点水准点为统一全国为统一全国的高程系统和满足种种的高程系统和满足种种测量的需要，测绘部门测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定在全国各地埋设并测定的高程点。简记为的高程点。简记为。分类：分类：永久性和临时性。永久性和临时性。24 水

9、准测量的外业水准测量的外业建筑工地上的水准点建筑工地上的水准点临时性临时性永久性永久性24 水准测量的外业水准测量的外业二、水准测量的实施二、水准测量的实施一站或多站（利用转点）一站或多站（利用转点）测定两点间的高差。测定两点间的高差。h hH HH Hb ba ah hA AB B BMABMB1.444 1.324TP2h h2 2=+0.120=+0.1201.8220.876TP3h h3 3=+0.946=+0.9461.8201.435TP4h h4 4=+0.385=+0.3851.4221.304h h5 5=+0.118=+0.1181.1341.677TP1h h1 1=-

10、0.543=-0.543前进方向 BMABMB1.444 1.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543图形：水准测量实施与记录对照图123BMA 1.134TP1 1.677 -0.543TP1 1.444 TP2 1.324 +0.120TP2 1.822 TP3 0.876 +0.94624 水准测量的外业水准测量的外业三、水准测量的检核三、水准测量的检核1、计算检核、计算检核b ba ah h2、测站检核：、测站检核：变动

11、仪高法：变动仪高法：变动仪高前后各测一次高差，变动仪高前后各测一次高差，两次测得的高差之差应小于限差。两次测得的高差之差应小于限差。双面尺法：双面尺法：仪高不变，而分别对水准尺的红、仪高不变，而分别对水准尺的红、黑面读数，由红、黑面读数求得的高差之差应黑面读数，由红、黑面读数求得的高差之差应小于限差。小于限差。24 水准测量的外业水准测量的外业2、成果检核：、成果检核： 计算闭合差计算闭合差f fh h ， f fh h应小于应小于限差。限差。f fh h 的计算方法：的计算方法：闭合水准路线：闭合水准路线： f fh hhh附合水准路线：附合水准路线： fh h （HBHA） 1 1BMBM

12、 2 2 3 3 4 41.1.闭合水准路线闭合水准路线2.2.附合水准路线附合水准路线BM1BM1BM2BM2 1 1 2 2 3 3水准测量的外业水准测量的外业支水准路线：支水准路线： fhh往往 h返返3.3.支水准路线支水准路线BMBM 1 1 2 225 水准测量的内业水准测量的内业水准测量的内业水准测量的内业检查记录手簿，确保无误后，检查记录手簿，确保无误后，再计算和调整高差闭合差，最后计算出高程的工再计算和调整高差闭合差，最后计算出高程的工作。作。一、高差闭合差的计算：一、高差闭合差的计算： fhh （闭合）闭合） fh h （HBHA） （附合）附合） fhh往往 h返返 （支

13、水准路线）（支水准路线）25 水准测量的内业水准测量的内业二、高差闭合差的调整：二、高差闭合差的调整： 1、 闭合差限差的计算（以等外水准为例）闭合差限差的计算（以等外水准为例） fh容容 mm（L以以km为单位，路线平为单位，路线平 坦时用此公式）坦时用此公式） fh容容 mm（N为测站数，路线起伏太为测站数，路线起伏太大时用此公式）大时用此公式） 2、 闭合差限差的调整：闭合差限差的调整： vi= fhL L4040N N1 12 2ilLhfivinNhfiv25 水准测量的内业水准测量的内业三、计算改正后的高差三、计算改正后的高差hihivi四、高程的计算四、高程的计算Hi Hi1 h

14、 i算例见书算例见书P2128 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正一、水准仪应满足的条件一、水准仪应满足的条件设圆水准器轴为设圆水准器轴为L LL L，竖轴竖轴为为V VV V，水准管轴水准管轴LLLL，主轴主轴CCCC，则应满足如下条件：则应满足如下条件： 1 1、 L LL L V VV V 2 2、十字丝的中丝十字丝的中丝 V VV V 3 3、 LLLL CCCC二、检验与校正二、检验与校正1 1、L LL L V VV V的检验校正的检验校正 检验检验：调脚螺旋让圆水：调脚螺旋让圆水准气泡居中，然后转动照准气泡居中，然后转动照CCLLVVLL准部准部180180。如气泡

15、居中，。如气泡居中，说明条件满足，否则说明条件满足，否则条件不满足。条件不满足。28 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正28 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正 校正校正：如条件不满足需校正。校正时调整校：如条件不满足需校正。校正时调整校正螺丝，使气泡回移一半。正螺丝，使气泡回移一半。28 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正2 2、十字丝的中丝十字丝的中丝 VVVV的检验校正的检验校正 检验检验：安置好仪器后，将横丝一端对准一点目：安置好仪器后，将横丝一端对准一点目标并制动。转动微动螺旋，如目标不离开横丝则标并制动。转动微动螺旋，如目标不离开横丝则条件

16、满足，否则条件不满足。条件满足，否则条件不满足。28 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正 校正校正：如条件不满足：如条件不满足需校正。校正时松开十需校正。校正时松开十字丝分划板座的固定螺字丝分划板座的固定螺丝，转动十字丝分划板丝，转动十字丝分划板座，使此条件满足。座，使此条件满足。 3 3、LLLLCCCC的检验校正的检验校正 检验检验：（：（1 1）选择相距）选择相距8080m m左右的左右的A A、B B两点，中两点，中间安置仪器，用双面尺法测出两点间的高差，设间安置仪器，用双面尺法测出两点间的高差，设为为h hAB AB 。28 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与

17、校正 （2 2）在距）在距B B点点3 3m m左右处安置仪器，在左右处安置仪器，在B B尺上读数尺上读数为为b b2 2 , ,则二轴平行时在则二轴平行时在A A尺上的尺上的应有读数为应有读数为：a a2 2 b b2 2h hABAB，读出读出A A尺上的读数尺上的读数a a2 2 , ,如果如果a a2 2 ,等于等于a a2 2，则条件满足，否则存在则条件满足，否则存在i i角。角。28 微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正i i( (a a2 2 a a2 2) ) 206265206265/D DABAB如果如果i i大于大于2020，则需较正。，则需较正。 校正校正：转动微倾螺旋，让读数为：转动微倾螺旋，让读数为a a2 2 ，此时视准，此时视准轴水平，但水准管气泡不居中，拨动水准管的校轴水平，但水准管气泡不居中，拨动水准管的校正螺丝，让气泡居中。正螺丝，让气泡