同济大学测量学水准测量学习教案

1、会计学1同济大学同济大学(tn j d xu)测量学水准测量测量学水准测量第一页，共76页。一、高程及高程测量(cling)二、高程测量(cling)方法三、水准测量(cling)等级第2页/共76页第二页，共76页。一、地面一、地面(dmin)(dmin)点的高程点的高程 相对高程相对高程如标高(多用于建筑施工)绝对高程绝对高程 地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。第3页/共76页第三页，共76页。高程测量高程测量测定测定(cdng)(cdng)地面点高程的工作地面点高程的工作二、高程测量的方法二、高程测量的方法1 1、水准测量、水准测量用水准仪进行高程测量的

2、工用水准仪进行高程测量的工作。作。是高程测量的主要方法是高程测量的主要方法使用仪器：水准仪使用仪器：水准仪 水准仪的主要功能是能指出一条水准仪的主要功能是能指出一条(y tio)(y tio)水平视线。水平视线。2 2、其他高程、其他高程(gochng)(gochng)测量方法：三角高程测量方法：三角高程(gochng)(gochng)测量、测量、GPSGPS测量等测量等第4页/共76页第四页，共76页。我国国家高程系统(xtng)：黄海高程系我国国家高程基准： 1985年国家高程基准我国取青岛附近黄海平均海水面为大地水准面； 人为而定，相对稳定(我国1956年取前6年的平 均潮位(chowi

3、)作为大地水准面；1985年取1953年1979 年共26年观测的平均潮位(chowi)作为大地水准面)；水准原点建在青岛市内，作为我国的国家高程 基准。1956年高程基准的高程为72.289米， 1985年高程基准的高程为72.260米。上海地区高程系统：吴淞高程系上海地区高程系统：吴淞高程系三、高程系统与高程基准三、高程系统与高程基准H H吴吴=H=H黄黄-1-1.6008 6008 （19851985）第5页/共76页第五页，共76页。四、水准测量的等级四、水准测量的等级 分一、二、三、四等分一、二、三、四等(s dn)(s dn)（按精度要求、控制范围）（按精度要求、控制范围）一等水准

4、测量:仅在国家等级中存在作为国家的高程控制,建立统一的高程基准;科学研究(地壳形变(xngbin)、地面沉降、精密测量）二等水准测量水准测量: :作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量三、四等三、四等水准测量水准测量: :作为小地区的高程控制；普通工程测量作为小地区的高程控制；普通工程测量图根水准（普通水准）图根水准（普通水准）第6页/共76页第六页，共76页。bahAB第7页/共76页第七页，共76页。n仪器仪器(yq)要求要求这两个轴平行。这两个轴平行。从而可以借助从而可以借助水准器把视线水准器把视线置平置平第8页/共76页第八页，共76页

5、。水准测量原理水准测量原理(yunl)(yunl)bahAB)(bbbaaa)(bbaaba当Da=Db时，bbaa中间中间(zhngjin)法法abABhbah考虑(kol)水准面弯曲第9页/共76页第九页，共76页。连续连续(linx)(linx)安置水准仪的测量方法安置水准仪的测量方法 两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若 干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。hAB=h1+ h2+.+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+.+(an-bn) =a-bhAB第10页/共76页第十页，共76页。

6、2-3 水准水准(shuzhn)尺尺和的水准和的水准(shuzhn)仪仪一、水准尺、尺垫一、水准尺、尺垫直尺：双面直尺：双面( (黑、红黑、红) )水准尺，水准尺， 尺常数尺常数4.687m4.687m、4.787m4.787m，用，用 于三等以下水准路线于三等以下水准路线(lxin)(lxin)测量。测量。塔尺塔尺：可伸缩，伸足为3米、 5米，用于一般工程测量。尺垫尺垫：转点立尺用。第11页/共76页第十一页，共76页。二、水准仪二、水准仪等级等级( (精度系列精度系列) )： DS05 DS1 DS3 DS10 DS05 DS1 DS3 DS10 型号下标：毫米数，表型号下标：毫米数，表示

7、示 1 1公里往、返测量的高差公里往、返测量的高差平平 均值均值(jn zh)(jn zh)的中误差的中误差( (由于仪器引由于仪器引 起的起的) ) 。构造：构造： 望远望远镜镜 水准水准器器 支架支架(zhji(zhji) ) 基座基座S3 水准仪外型第12页/共76页第十二页，共76页。第13页/共76页第十三页，共76页。望远镜与视差望远镜与视差(shch)(shch)测量(cling)望远镜及十字丝上丝下丝竖丝横丝望远镜的十字丝第14页/共76页第十四页，共76页。标都能成象于十字(sh z)丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。n视差：如果目标象没有落在十字(sh z)丝面上，则当观测员

8、的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字(sh z)丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。物镜调焦可以消除视差。第15页/共76页第十五页，共76页。 视差： 望远镜内目标像与十字丝分划板未重合(chngh)。 现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置， 十字丝与目标的像有相对移动。消除视差消除视差(shch)(shch)的步骤：的步骤： 目镜调焦，使十字丝最清晰；目镜调焦，使十字丝最清晰； 物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差(shch)(shch)。第16页/共76页第十六页，共76页。（1 1）圆水准器）圆水准器 灵敏度灵敏度 8 8/2m

9、m /2mm 用于仪器用于仪器(yq)(yq)粗平粗平 （2 2）管水准器）管水准器 灵敏度灵敏度2020/2mm /2mm 用于仪器用于仪器(yq)(yq)精平精平水准器水准器第17页/共76页第十七页，共76页。圆的刻划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心(yunxn)处的曲率半径就是圆水准器的轴。“气泡居中”即水准器的轴垂直。第18页/共76页第十八页，共76页。R210,20,30,60第19页/共76页第十九页，共76页。10)(521mm符合棱镜系统的精度：为气泡的格值肉眼观察的精度：第20页/共76页第二十页，共76页。第21页/共76页第二十一页，共76页。圆水准管脚螺旋(lux

10、un)粗平粗平 用连接螺旋(luxun)把仪器固定在三脚架上，固定两个脚架，动第三个脚架，使三脚架架头大致水平;转动脚使螺旋(luxun)圆水准器的气泡居中第22页/共76页第二十二页，共76页。2、粗平（左手(zushu)拇指法则）第23页/共76页第二十三页，共76页。直至精确瞄准目标为止（十字丝的纵丝靠近水准尺）第24页/共76页第二十四页，共76页。目镜缺口(quku)第25页/共76页第二十五页，共76页。 视差： 望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。 现象：观测时，改变眼睛(yn jing)与目镜的相对位置， 十字丝与目标的像有相对移动。消除视差的步骤：消除视差的步骤： 目镜调焦，

11、使十字目镜调焦，使十字(sh z)(sh z)丝最清晰；丝最清晰； 物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。第26页/共76页第二十六页，共76页。4、精平第27页/共76页第二十七页，共76页。5、读数(dsh)第28页/共76页第二十八页，共76页。 bc水准测量的瞄准(mio zhn)与读数 a d b a0.7250.7256.2526.2521.5331.533第29页/共76页第二十九页，共76页。四、自动(zdng)安平水准仪（一）自动（一）自动(zdng)安平水准仪的特点安平水准仪的特点1、没有水准管和微倾螺旋；望远镜和支架连成一体2、测量时，只

12、需粗平第30页/共76页第三十页，共76页。（二）（二）自动安平水准仪基本原理第31页/共76页第三十一页，共76页。自动(zdng)安平补偿器结构第32页/共76页第三十二页，共76页。第33页/共76页第三十三页，共76页。Zeiss Koni007自动(zdng)安平水准仪第34页/共76页第三十四页，共76页。第35页/共76页第三十五页，共76页。第36页/共76页第三十六页，共76页。a1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2=f=5mm)(2121hhh第37页/共76页第三十七页，共76页。测站水准尺读数点号后尺前尺高差( h )平均高差 改正后高差高 程（H）

13、1A113410.0001011TP.11677-0.5431554-0.543-0.543TP.1 14441624TP.21324+0.12021508+0.116+0.118水准测量记录(jl)（两次仪器法）第38页/共76页第三十八页，共76页。a1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2=f=5mm第39页/共76页第三十九页，共76页。测站水准尺读数点号后视前视高差( h )平均高差 改正后高差高 程（H）1A112510.0005911TP.10876+0.2495661+0.250-0.250TP.113186103TP.21324+0.31225792+0.31

14、1+0.312水准测量记录(jl)（双面尺法）第40页/共76页第四十页，共76页。三、水准测量成果(chnggu)整理A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m(一）、高差闭合(b h)差计算理测hhfh理h0闭合(b h)水准HB HA=H终-H始附合水准无支水准支水准路线无闭合差，所以采用往、返测量返往hhfh第41页/共76页第四十一页，共76页。三、水准测量成果(chnggu)整理A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0

15、kmHA=45.286mHB=49.579m)(037. 0293. 4330. 4)()(293. 4286.45579.49mHHhfmHHhABhAB理)(10940mmLfh容(一）高差闭合(b h)差计算高差(o ch)闭合差的允许值Lfh40容L-以公里为单位第42页/共76页第四十二页，共76页。三、水准测量成果(chnggu)整理A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m)(10940)(037. 0293. 4330. 4)(mmLfmHHhfhABh容ioiholvVkm

16、mmLfv)/(54 . 737（二 ）高差闭合(b h)差的分配第43页/共76页第四十三页，共76页。水准测量成果(chnggu)整理点号 距 离（km ） 测得高差（ m ）改 正 值（ m ）改 正 后 高差（m） 高 程（ m ）BM.A45.2861.6+2.331-0.008+2.323BM.147.6092.1+2.813-0.011-2.802BM.250.4111.7-1.244-0.008-2.252BM.348.1592.0+1.430-0.010+1.420BM.B7.4+4.330-0.037+4.293 49.579)(037. 0293. 4330. 4)()(

17、293. 4286.45579.49mHHhfmHHhABhAB理)(10940mmLfh容第44页/共76页第四十四页，共76页。一、水准仪的主要轴线及满足(mnz)的条件第45页/共76页第四十五页，共76页。第46页/共76页第四十六页，共76页。LLVVLLCC(二二) 水准仪满足水准仪满足(mnz)的条件的条件第47页/共76页第四十七页，共76页。第48页/共76页第四十八页，共76页。L V第49页/共76页第四十九页，共76页。第50页/共76页第五十页，共76页。iiSitaniSShbaitan)(bah准222bah第51页/共76页第五十一页，共76页。hba 第52页

18、/共76页第五十二页，共76页。水准管的一端水准管的校正螺丝第53页/共76页第五十三页，共76页。（2）校正）校正方法方法1：校正水准管a.计算A尺水平视线读数： a2=b2+h b.转动微倾螺旋，使横丝瞄准读数 a2：CC水平 c. 校正水准管气泡居中：LL水平（LL / CC） d. 重复检验直至符合要求。第54页/共76页第五十四页，共76页。2134十字丝环校正螺丝十字丝环校正螺丝方法方法(fngf)2：校正十字丝：校正十字丝b.调整十字丝环上、下校正螺丝，使横丝对准(du zhn)读数 即 CC水平，从而LL / CC。a.保持水准管气泡居中即LL水平；卸下望远镜目镜罩2a第55页

19、/共76页第五十五页，共76页。望远镜目镜罩第56页/共76页第五十六页，共76页。2-6 精密(jngm)水准仪和电子水准仪一、精密水准仪和水准尺第57页/共76页第五十七页，共76页。（二）精密(jngm)水准仪读数：瞄准+平行玻璃板+测微分划尺第58页/共76页第五十八页，共76页。第59页/共76页第五十九页，共76页。WILD N3、精密、精密(jngm)水准尺水准尺WILD N3WILD N3精密精密自动自动(zdng)(zdng)安平水准仪安平水准仪精精密密水水准准尺尺第60页/共76页第六十页，共76页。读数读数(dsh)(dsh)：197150197150测微器测微器读数读数

20、(dsh)(dsh)窗窗水准器水准器视窗视窗楔型丝楔型丝第61页/共76页第六十一页，共76页。平行平行(pngxng)(pngxng)玻璃板测微装置玻璃板测微装置测微器结构测微器结构(jigu)(jigu)与测微原理与测微原理转动测微螺旋，改变平行玻璃板的倾斜角度，可使 视线作上、下平移，平移量在测微分划尺上读取。第62页/共76页第六十二页，共76页。二、二、 电子电子(dinz)水准仪水准仪也称“数字(shz)水准仪”具有自动安平功能。自动显示水平视线读数和视距。通过物镜获取水准尺图象，通过 仪器的处理系统，将图象信息转 换成数字显示。能与计算机实现数据通讯。基本避免了人为的观测误差（视差、水准器精平误差、瞄准误差、估读数误差。第63页/共76页第六十三页，共76页。电子电子(dinz)水准仪图水准仪图条条码码尺尺测量测量(cling)键键第64页/共76页第六十四页，共76页。要求竖丝要求竖丝位于条码位于条码带上带上电子电子(dinz)水准仪的瞄准水准仪的瞄准第65页/共76页第六十五页，共76页。第66页/共76页第六十六页，共76页。毫米则秒米，气泡格值当视线长半格气泡气泡5 . 22050)(222mSmmSm气泡m第67页/共7