工程测量常用的技术和方法水准仪

1、精选精选ppt九冶建设有限公司九冶建设有限公司 2017年年8月月15日日工程测量常用技术和方法工程测量常用技术和方法精选精选ppt 在测区布设一批高程控制点，即水准点，用精确方法测定它们的高程，构成高程控制网。3 3种类别的高程种类别的高程 基准面基准面: : 基准线基准线 类别类别大地水准面大地水准面 铅垂线铅垂线 正高正高 似大地水准面似大地水准面 正常重力线（与正常椭球正常重力线（与正常椭球 法线重合法线重合 ）正常高）正常高 地球椭球面地球椭球面 法线法线. （地球椭球）（地球椭球） 大地高大地高基准点，即水准原点基准点，即水准原点: : 我国规定自1989年起一律采用“1985 国

2、家高程基准”.以这个基准测定的青岛水准原 点高程为72.260m。高程高程-是从一个点沿着该点的基准线到基准面的距离是从一个点沿着该点的基准线到基准面的距离。高程控制测量的任务高程控制测量的任务: :概概 述述精选精选ppt 国家高程控制网国家高程控制网 国家高程控制网是用方法建立的，所以又称国家水准网。国家水准网的布设也是采用从整体到局部，由高级到低级，分级布设逐级控制的原则。国家水准网分为一、二、三、四，4个级别。 工程建设中的高程控制网工程建设中的高程控制网 按照由按照由高级到低级高级到低级分级布设的原则分级布设的原则, ,高程控制网的等级分为二、高程控制网的等级分为二、三、四、五等水准

3、及图根水准。视测区的大小，各等级水准均三、四、五等水准及图根水准。视测区的大小，各等级水准均可作为测区的首级高程控制。首级网应可作为测区的首级高程控制。首级网应布设成环形路线布设成环形路线，加密，加密时宜时宜布设成附合路线或结点网布设成附合路线或结点网。独立的首级网，应以。独立的首级网，应以不低于首不低于首级网的精度与国家水准点联测级网的精度与国家水准点联测。水准点应有一定的密度，一般。水准点应有一定的密度，一般沿水准路线每沿水准路线每13km埋设一点，埋设后应绘制点之记。水准观埋设一点，埋设后应绘制点之记。水准观测须待埋设的水准点稳定后方可进行。测须待埋设的水准点稳定后方可进行。 概概 述述

4、精选精选ppt 概概 述述水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求 注：注： 结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度、不应大于表中规定的结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度、不应大于表中规定的0. .7倍；倍； L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；）；n为测站数。为测站数。 精选精选ppt三、四等水准测量三、四等水准测量 观观 测测 方方 法法 四等水准测量四等水准测量 视线长度不超过视线长度不超过100m。每一测站上，按下列顺序进行观测：每一测站上，按下列顺序进行观测： （1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数）后视水准尺的黑面，

5、读下丝、上丝和中丝读数. （2）后视水准尺的红面，读中丝读数）后视水准尺的红面，读中丝读数. （3）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. （4）前视水准尺的红面，读中丝读数。）前视水准尺的红面，读中丝读数。以上的观测顺序称为以上的观测顺序称为，在后视和前视读数时，在后视和前视读数时，均先读黑面再读红面，读黑面时读三丝读数，读红面时只读均先读黑面再读红面，读黑面时读三丝读数，读红面时只读中丝读数。中丝读数。 三等水准测量三等水准测量 视线长度不超过视线长度不超过75m。观测顺序应为观测顺序应为精选精选ppt 高差是确定地面点位的三要素之一，一般是通

6、高差是确定地面点位的三要素之一，一般是通过测量高差进而求得点的高程。过测量高差进而求得点的高程。 1. 1.水准测量水准测量 2.2.三角高程测量三角高程测量 3.3.物理高程测量物理高程测量 4.GPS4.GPS高程测量高程测量高程测量可分为：高程测量可分为： 高程测量高程测量 - - 测量地面点高程的工作测量地面点高程的工作 水准测量水准测量 - - 实质是测定两点之间的高差实质是测定两点之间的高差 水准测量是最基本水准测量是最基本, , 精度最高的一种高程方法。精度最高的一种高程方法。精选精选ppt8B BA A大大 地地 水水 准准 面面假假 定定 水水 准准 面面B B 相对高程相对

7、高程H HA AH HB B H HA AH H 绝对高程绝对高程h hABAB精选精选ppt910精选精选ppt精选精选ppt11精选精选ppt12 测量、计算两点之间高差的方法测量、计算两点之间高差的方法: : ( ( 后视读数后视读数 - - 前视读数前视读数 ) )b ba a测量前进方向测量前进方向精选精选ppt1314精选精选ppt精选精选ppt15精选精选ppt16 S S3 3级微倾水准仪像片级微倾水准仪像片 望远镜望远镜 水准器水准器托板托板 基座基座精选精选ppt精选精选ppt18水准仪水准仪 - - 提供一条水平视线提供一条水平视线精选精选ppt19望远镜望远镜视准轴：物

8、镜光心与十字丝交点的连线。视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。由物镜、目镜、十字丝组成由物镜、目镜、十字丝组成精选精选ppt20精选精选ppt2122精选精选ppt水准尺与尺垫水准尺与尺垫 塔尺塔尺使用时水准尺安放在尺垫的半球突出顶上使用时水准尺安放在尺垫的半球突出顶上双面水准尺双面水准尺4687468723精选精选ppt24精选精选ppt左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。两手相对转动两手相对转动25精选精选ppt2 23 34 426精选精选ppta a a aa a 27精选精选ppt23428精选精选ppta a a aa a 精选精选p

9、pt2930精选精选ppt水水准准尺尺读读数数1 123412331精选精选ppt322332精选精选ppt精选精选ppt3334精选精选ppt35精选精选ppt36精选精选ppt37精选精选ppt 若从一水准点出发，既没有符合到另一水准点，若从一水准点出发，既没有符合到另一水准点，也没有闭合到原来的水准点，就称其为支水准路线。也没有闭合到原来的水准点，就称其为支水准路线。 P P38精选精选ppt39精选精选ppt40精选精选ppt41精选精选ppt精选精选ppt42精选精选ppt4344精选精选pptL40fn12fhh容容45精选精选ppt 0ih46精选精选ppt容hhff 47精选精

10、选ppt精选精选ppt4849精选精选ppt精选精选ppt50每公里往返测量每公里往返测量中误差：中误差： 2.5 2.5补偿安平精度补偿安平精度 0.5 0.5 补偿工作范围：补偿工作范围： 14 14精选精选ppt51精选精选ppt52精选精选ppt53精选精选ppt54精选精选ppt55精选精选ppt56精选精选ppt57精选精选ppt58 CC / LL VV / LCC / LL VV / L1 1L L1 1 十字丝横丝十字丝横丝 VVVV竖轴竖轴长长水水准准管管轴轴视准轴视准轴圆水准器轴圆水准器轴（1 1）水准仪结构应该满足的几何条件：）水准仪结构应该满足的几何条件：精选精选pp

11、t591 1）圆水准轴平行仪器竖轴的检验）圆水准轴平行仪器竖轴的检验(1)(1)目的：目的：L L L LVVVV(2)(2)检验：把仪器安置好，并用脚螺旋将气泡居中，检验：把仪器安置好，并用脚螺旋将气泡居中，然后将仪器旋转然后将仪器旋转 180 180 ，看气泡是否居中，如果气，看气泡是否居中，如果气泡仍居中，则条件满足，否则，条件不满足。泡仍居中，则条件满足，否则，条件不满足。精选精选ppt60 将仪器整平后，用十字丝一端对准水平方向某一清晰目将仪器整平后，用十字丝一端对准水平方向某一清晰目标。用水平微动慢慢转动望远镜，当目标移动到十字丝交点标。用水平微动慢慢转动望远镜，当目标移动到十字丝

12、交点从一端移到另一端时，看目标是否始终在十字丝上。从一端移到另一端时，看目标是否始终在十字丝上。2 2）十字丝横丝垂直于仪器竖轴检验）十字丝横丝垂直于仪器竖轴检验 瞄准一点瞄准一点望远镜水平转动后现象望远镜水平转动后现象十字丝无误差清况十字丝无误差清况精选精选ppt61ABabxxhAB正正= a b =(a x) (b x)=abD后后 = D前前ii3 3）水准管轴平行于视准轴的检验）水准管轴平行于视准轴的检验(2)(2)检验：将仪器安置在某两固定点中间。测出它检验：将仪器安置在某两固定点中间。测出它们之间的正确高们之间的正确高 差。差。 (1) (1)目的：目的：LLCCLLCChAB正

13、正精选精选ppt62 将仪器放到某一立尺点（将仪器放到某一立尺点（A A）附近处，此时前后视距）附近处，此时前后视距不相等，在两尺上读数分别为不相等，在两尺上读数分别为a a 、b b ，A A、B B两点的高两点的高差差 h hAB AB 为为： h AB= a b 如果如果 h h ABAB h hABAB正正 说明视准轴说明视准轴/水准管轴，无水准管轴，无i i角误差如角误差如果果 h h ABAB h hABAB正正 说明存在说明存在i i角误差，其值为：角误差，其值为：dDhi式中：式中：h= h AB- h hABAB正正= = =206265ABab b正正Ddi精选精选ppt6

14、3精选精选ppt三角高程测量三角高程测量 根据两点间的水平距离或斜距离以及竖直角来求出两点间的高根据两点间的水平距离或斜距离以及竖直角来求出两点间的高差。差。三角高程测量又可分为经纬仪三角高程测量和光电测距三角三角高程测量又可分为经纬仪三角高程测量和光电测距三角高程测量。高程测量。 定定 义义优缺点优缺点 这种方法较之水准测量灵活方便，但精度较低，主要用于山区这种方法较之水准测量灵活方便，但精度较低，主要用于山区的高程控制和平面控制点的高程测定。的高程控制和平面控制点的高程测定。 用光电测距仪测得的斜距及竖直角来计算高差。其常常与光电用光电测距仪测得的斜距及竖直角来计算高差。其常常与光电测距导

15、线合并进行，形成所谓的测距导线合并进行，形成所谓的“三维导线三维导线”。经纬仪三角高程测量经纬仪三角高程测量光电测距三角高程测量光电测距三角高程测量 利用平面控制测量中，已知的边长和用经纬仪测得两点间的竖利用平面控制测量中，已知的边长和用经纬仪测得两点间的竖直角来求得高差。直角来求得高差。精选精选ppt65BABAABviLviDhsin tanABABhHH大地水准面大地水准面AHAiDHBaDhBABAAvtantan aL精选精选ppt66精选精选ppt67精选精选ppt68精选精选ppt69精选精选ppt70精选精选ppt71精选精选ppt72精选精选ppt73精选精选ppt三三 角角

16、 高高 程程 测测 量量三角高程测量原理三角高程测量原理 fiDhBAAABtan取取双向观测的平均值得：双向观测的平均值得： ABBABABAABABiiDDhhhtantan2121可见从理论上取双向观测平均值，可以消除地球曲率和大气折光的影响。可见从理论上取双向观测平均值，可以消除地球曲率和大气折光的影响。 精选精选ppt三三 角角 高高 程程 测测 量量三角高程控制网三角高程控制网 布设应在平面网的基础上，构成三角高程网或高程导线。采用布设应在平面网的基础上，构成三角高程网或高程导线。采用四等水准测量联测一定数量的水准点，作为高程起算数据。四等水准测量联测一定数量的水准点，作为高程起算

17、数据。三角高程网中任一点到最近高程起算点的边数，当平均边长为三角高程网中任一点到最近高程起算点的边数，当平均边长为1 1kmkm时，不超过时，不超过1010条，平均边长为条，平均边长为2 2kmkm时，不超过时，不超过4 4条。条。为减少垂直折光变化的影响，应避免在大风或雨后初睛时观测，为减少垂直折光变化的影响，应避免在大风或雨后初睛时观测，也不宜在日出后和日落前也不宜在日出后和日落前2 2h h内观测，内观测，在每条边上均应作对向观测在每条边上均应作对向观测。觇标高和仪器高用钢尺丈量两次，读至毫米，其较差对于四等觇标高和仪器高用钢尺丈量两次，读至毫米，其较差对于四等三角高程不应大于三角高程不

18、应大于2 2mmmm，对于五等三角高程不大于对于五等三角高程不大于4 4mmmm。精选精选ppt三三 角角 高高 程程 测测 量量光电测距三角高程测量光电测距三角高程测量 fiShBAAABsin 精选精选ppt三三 角角 高高 程程 测测 量量光电测距三角高程测量主要技术要求光电测距三角高程测量主要技术要求 注：注：D为光电测距边长度（为光电测距边长度（km） 精选精选ppt长度为长度为Li，各高差观测值的权为各高差观测值的权为pi，故故pi= ，首先根据首先根据A、B两点的高程及两点的高程及Z1、Z2两线路的观两线路的观测高程和，则可用求加权平均值方法计算出测高程和，则可用求加权平均值方法

19、计算出E点的局部加权平点的局部加权平均值均值:iLC 2122112, 1ppHpHpHEEE方方 法法 推推 导导精选精选ppt方方 法法 推推 导导而而 的权的权 。现在用一条虚拟。现在用一条虚拟 的路的路线来代替水准路线线来代替水准路线Z1和和Z2。由虚拟路线求出的由虚拟路线求出的E点高程为点高程为 ，故虚拟路线高差的权为故虚拟路线高差的权为 ，虚拟路线的长度则为，虚拟路线的长度则为 。这样右图的水准网可用左图的形状来代替。在左图中只有一个结这样右图的水准网可用左图的形状来代替。在左图中只有一个结点点F，所以可用求加权平均值方法来求出它的最或然值了。所以可用求加权平均值方法来求出它的最或

20、然值了。 2, 1EH212, 1ppp2,1Z2, 1EH2, 1p2, 12, 1pCL精选精选ppt实实 例例 演演 示示路路 线线观测高差观测高差（m）线路长度线路长度（km）水水 准准 点点高高 程程（m）Z1Z2Z3Z4Z5+9.279-9.262+1.108-12.169+5.3862520403025ABCD 34.26052.78047.77661.073 结点水准网观测数据和已知数据结点水准网观测数据和已知数据由由A、B经由经由Z1、Z2两条路线算出的两条路线算出的E点高程及其权分别为：点高程及其权分别为： 425100100 ,539.43279. 9260.361111

21、LphHHAE 520100L100p,518.43262.9780.52hHH222B2E 精选精选ppt实实 例例 演演 示示E点高程的局部加权平均值：点高程的局部加权平均值： mppHpHpHEEE527.4354018. 05039. 04500.432122112, 1虚拟路线高差的权为虚拟路线高差的权为:9212, 1ppp虚拟路线的长度为虚拟路线的长度为 :kmpCL11.1191002,12,12, 1Z首先分别由三条路线计算首先分别由三条路线计算F点的高程。由（点的高程。由（A、B）点经点经 及及Z5计计算算F点的高程及其权：点的高程及其权：mhHHEF913.48386. 5527.4352, 152, 1精选精选ppt实实 例例 演