水准测量原理及方法（专业应用）

1、高程测量的方法水准测量三角高程测量CHAPTER 2 水 准 测 量气压高程测量GPS高程测量1基础教育aA：后视点，a：后视读数；B：前视点，b：前视读数。a计算高程的方法：高差法 ：hAB =a-b ; HB=HA+hAB 视线高程法 ： HI= HA+a HB=HI -b2-1 水准测量原理HA平均海水面水平视线hABHIHB?ABb前进方向利用仪器提供水平视线，测定地面上两点间的高差，推算待测点的高程2基础教育a水准仪按精度分精密水准仪 DS05 DS1普通水准仪 DS3 DS10 2-2 水准测量的仪器和工具一、DS3型水准仪的构造望远镜水准器基 座3基础教育a目镜物镜调焦螺旋物镜左

2、右微动螺旋水平制动螺旋脚螺旋准星微倾螺旋4基础教育a 视准轴（CC）：十字丝交点与望远镜物镜光心的连线 组成：由物镜、对光透镜 十字丝分划板 和目镜等部分组成。 十字丝作用：瞄准目标时的读数基准线。 望远镜的作用: 瞄准远方的目标2、望远镜1、基 座 性能指标：放大率5基础教育a3、水 准 器L0L06基础教育a二、水准尺和尺垫1、水准尺直尺折尺塔尺尺底起始刻划：黑面：0m红面：4.687m or 4.787m2、尺垫：三角形、半圆形；铸铁制造 作用：标志转点位，防止土质下沉7基础教育a2-3 水准仪的使用8基础教育a2、转点（TPi /ZDi)：传递高程的过渡点 作用：传递高程 （无固定点位

3、，无须计算其高程）1、水准点（Bench Mark）：已知高程点 作用：统一全国的高程系统 满足各种测量需要 引测其它点的高程 种类：永久性 临时性一、水准点、转点的概念2-4 水准测量的外业9基础教育a二、水准测量的实施 h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 h4=a4-b4 hAB=h= a- b HB= HA+ hAB第 1 站：第 2 站：第 3 站：第 4 站：a1b1a2b2a3b3a4b41234ABTP1TP2TP310基础教育a测站测点后视读数前视读数高差(m)高程(m)备注1A14670.34327.354已知TP111242TP11385-0.289TP2

4、16743TP218690.926TP309434TP314250.213TP412125TP41367-0.365B173228.182计算校核 7513 - 6685 = 0.82811基础教育a（一）测站校核、变仪器高法 (两次成果之差5mm)、双面尺法三、水准测量的检核（二）计算校核12基础教育a、附合水准路线 h= h测-（H终-H始)fh允、支水准路线 h= h往+ h返fh允AB123A12、闭合水准路线 高差闭合差： h= h测fh允h2A1234h1h3h4h5（三）成果校核（路线校核）13基础教育a精度要求：fh允 =式中：L-路线长度，以km计。 n-测站总数。支：L、n

5、 以单程计。14基础教育a2-5 水准测量的内业闭合、附合水准路线第i待测点的高程：Hi=Hi-1+hi正平差高差闭合差、计算点的高程15基础教育a支水准路线16基础教育a例题AB123点号测站数hi 测（m)改正数(m)hi 正(m)高程(m)备注A12+2.785-0.010+2.77556.345已知159.12018-4.369-0.016-4.385254.73513+1.980-0.011+1.969356.70411+2.345-0.010+2.335B59.039已知54+2.741-0.047+2.694fh=2.741-(59.030-56.345)=+0.047m17基础

6、教育a实验一、二1、内容：水准仪的认识和使用 闭合水准路线测量2、要求：（1）每人独立观测完成一条水准路线， 设待测点12个，测站总数n4（2）3、仪器安排1台/4人；水准尺一付；尺垫一付；记录板一只实验室排球场N 待测点 已知点HBMi=10m18基础教育a二、水准仪应满足的条件1、LLVV2、十字丝横丝VV3、LLCC 主条件视准轴水准管轴支点微倾螺旋2-8 微倾式水准仪的检验与校正一、水准仪的一般检查19基础教育a三、检验与校正1、LLVV的检校方法和步骤：（1）检验：用脚螺旋整平仪器，转动仪器180，若气泡居中，不需要校正，否则，需要校正。（2）校正：用校针拨动圆水准管校正螺丝，使气泡

7、向中间移动偏离量的一半，再用脚螺旋整平仪器，反复1、2、两步，直到条件满足为止。LLVVVVLL20基础教育a（1）原理：若条件满足，精平仪器后，横丝扫过的面是水平面。（2）检验：让横丝的一端对准固定点A，微动视线，若A始终在横丝上移动，则条件成立，不需要校正，否则，需要校正。（3）校正方法和步骤：2、 十字丝横丝VV的检校(a)(b) 护盖21基础教育a3、LLCC的检校（5）校正转动微倾螺旋使A尺读数为: a2正= hAB正+b2用拨针拨动校正螺丝，使长水准管气泡居中反复几次，直至条件满足为止。abhAB（1）准备场地 在平坦地上标定A、B，约为80m，C为AB 的中点。（2）测hAB正=

8、 a1-b1（3）在B附近约3m处，测得a2 , b2读数（4）计算a2正 ，a2正= hAB正+b2检查：a=|a2-a2正|5mm， 不需校正，否则校正。a2正22基础教育a实验三：1、内容：水准仪的检校2、要求：按序检查仪器应满足的几何条件3、仪器安排：1台/2人；水准尺一付；尺垫一付；记录板一只；皮尺一把23基础教育a2-9 水准测量误差分析一、误差来源：（1）仪器不够完善（2）观测者感觉的限制（3）外界条件的变化二、误差分析1、仪器误差： 1）校正残余误差 2）对光误差（对光透镜非线形运动） 3）水准尺误差（零点不准）24基础教育a25基础教育a3、外界条件的影响（1）仪器垂直位移

9、“后、前、前、后”（2）尺垫垂直位移 “往返观测取中数”（3）温度影响 “撑伞遮阳”（4）地球曲率及大气折光影响26基础教育aAB水平视线1c12c2f1f2D后D前f1 f2D后D前地球曲率与大气折光影响27基础教育a习题：P29：1、2、5、6、9、 10、11、12 28基础教育a2-7 自动安平水准仪、电子水准仪简介一、自动安平水准仪（DSZ3）补偿器管水准器、微倾螺旋，补偿角：810二、电子（数字）水准仪 电子(数字)水准仪是集电子、光学、图像处理、计算技术于一体的水准仪。29基础教育a1、望远镜30基础教育a2、铟钢RAB标尺31基础教育a3、电子水准仪的主要特点：1）精度高（电子

10、读数0.4mm/km ，人工读数1.0mm/km ）2）自动化程度高3）较强的储存功能4）菜单和按键操作功能丰富32基础教育a6-5 三、四等水准测量一、高程控制网 由国家测绘部门在全国范围统一建立的高程系统。(）分为：1956黄海高程系 1985国家高程基准 关系：H85=H56-0.029m33基础教育a1985年国家高程基准1956年黄海高程系废黄河零点吴淞零点0.0289m0.1829m1.8228m江苏境内各新旧高程系统的关系34基础教育a沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。路线全长为 93 000多公里，有 100个闭合环，环长为8001500公里 国家一等水准网3

11、5基础教育a在一等水准网上加密，一般沿铁路、公路和河流布设，环长为300700公里， 有822个闭合环，全长为 137 000多公里二等水准网加密三等、四等水准网36基础教育a它是确定地形海拔高程的坐标系统，按等级和精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的85国家高程系统共有水准点114041个，水准路线长度为416619.1公里。 37基础教育a（一） 三、四等水准测量技术要求 项 目等级使用仪器高差闭合差的限差（mm)视线长度（m)视线高度前后视距离差（m)前后视距离累积差（m)黑红面读数差（mm)黑红面所测高差之差（mm)附合、闭合路线往返测 三DS365三丝能读数2523 四DS38

12、0三丝能读数31035注：1. L为水准路线长度，以km计 2. K为路线或测段长度，以km计表6-11二、 三四等水准测量38基础教育a1、安置仪器2、先黑： 读后视尺黑面：下、上、中（a黑） 读前视尺黑面：下、上、中（b黑）3、后红： 读前视尺红面：中（b红）读后视尺红面：中（a红） 将上述读数分别对应填入记录手簿（二）观测方法双面尺法 观测顺序：“先黑后红” “后后前前”先黑后红39基础教育a(三) 计算与校核1、视距部分： D后=（下丝-上丝）100 65m、80m D前=（下丝-上丝）100 65m、80m要求：D=|D后-D前| 2m 、3m D 5m 、10m2、高差部分：要求：

13、|K+黑-红| 2mm、3mm |h | = | h黑-（h红0.100m) | 3mm、5mm a-b= h a、b计算校核40基础教育a41基础教育a fh测的调整同2-542基础教育a测站点号后尺下前尺下方向尺号水准尺读数K+黑-红mm高差中数(m)备 注上上黑面m红面mD后D前DD1BM1ZD114260.774后1前2121159980+0.6250K14.787K24.68709950.32605865273043.143.0+0.625+0.7250+0.1+0.12ZD1ZD218120570后2前1155462410+1.24351296005203115097+151.651.8+1.243+1.144-1-0.2-0.1每页校核：169.5 169.6 29.291 - 24.935 = +2.17802：D末=-0.1m h黑+ h红=+4.356：D总=339.1m43基础教育a实验四1、内容： 四等水准测量2、要求：路线形成闭合水准路线，线路上设置12个待测点，测站数4每组完成2组有效数据成果排球场N 待测点 已知点HBMi=10m44基础教育aaABDiDtgavh6-6 三角高程测量 地面起伏较大一、原理： 如图，已知A点的高程：HA