测量学第二章 水准测量

1、第1页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.1高程测量概述（1）高程的概念：地面上的点到大地水准面的垂直距离称为绝对高程（简称高程，又称海拔）。第2页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.1高程测量概述（2） 测量高程的基本方法：水准测量的方法：利用视线水平的原理来测定两点间的高差；适用于平坦地区。三角高程测量的方法：利用测出距离和竖直角来计算两点间高差的方法；适用于非平坦地区。第3页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.1高程测量概述（3） 我国的高程系统我国采用黄海高程系：以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的

2、水准基面，即零高程面。中国水准原点建立在青岛验潮站附近，并构成原点网。用精密水准测量测定水准原点相对于黄海平均海面的高差，即水准原点的高程，定为全国高程控制网的起算高程。第4页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五我国的水准原点第5页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.1 高程测量概述1956黄海高程系： 采用青岛验潮站19501956年观测结果求得的黄海平均海水面作为高程基准面。根据这个基准面得出的原点的高程为： 72.289m。1985国家高程基准： 从1989年起，国家规定采用青岛验潮站19521979年的观测资料，计算得出的平均海水面作为新的高程基

3、准面，根据这个基准面得出的原点的高程为： 72.260m。第6页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.1 高程测量概述国家水准网按精度分为一、二、三、四等 国家第二期一等水准网高程起算点为水准原点。高程系统为“1985国家高程系统”，共有292条线路、19931个水准点，总长度为93341公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网（台湾资料暂缺）。水准原点第7页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.2 水准测量的基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，在竖立在两点的水准尺上读数以测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推算未知点的高程。第8页，共50页

4、，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.2 水准测量的基本原理高差后视读数前视读数后视前视的概念：规定沿水准路线前进的方向，前面的方向称为前视，后面的方向称为后视。大地水准面bHBHAhAB前进方向ABa演示第9页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.2 水准测量的基本原理高程的计算：AB常用规则：一般用H表示高程，h表示高差。第10页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五单站水准测量：第11页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五连续水准测量： 当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和

5、，可得到起终两点间的高差。ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4B转点与测站第12页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准面曲率对水准测量的影响：第13页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.3 DS3水准仪及配套设备简介进行水准测量需要以下的设备：水准仪水准仪脚架水准尺和尺垫水准仪的使用第14页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪简介水准仪按其精度可分为：DS05,DS1,DS3,DS10等几种等级，“D”和“S”分别表示“大地” 和“水准”，其下标数值的表示：每公里水准测量的误差（以mm为单位），05表示

6、每公里水准测量的误差0.5mm，1 表示每公里水准测量的误差1mm，其中DS05,DS1称为精密水准仪，其它称为普通水准仪。第15页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介放大倍率32有效孔径42mm视场角126乘常数100加常数0最短视距2M圆水准器角值8/2mm管状水准器角值22/2mm度盘360or 360gon度盘分度值1or 1gon第16页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介目镜水准管目镜微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。微倾螺旋第17页，共50页，20

7、22年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介(1)望远镜的构造及其成像原理1望远镜的构造第18页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介望远镜的成像光路(1) 望远镜的构造及其成像原理2第19页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介(1)望远镜的构造及其成像原理3视差的产生视差的消除方法：必须重新进行目镜和物镜调焦，知之消除视差。第20页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介（2）水准器及其灵敏度水准管分为水准管和圆水准器两种符合水准管水准管的构造第21页，共50页，2022年，5月20日，

8、1点48分，星期五DS3水准仪简介水准器及其灵敏度圆水准器第22页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介水准器及其灵敏度衡量水准器精度的指标：第23页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五DS3水准仪简介（3）基座第24页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪配套设备(A)脚架第25页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪配套设备水准尺和尺垫第26页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪的使用安置粗平瞄准精平读数第27页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五（1）安

9、置:打开三角架，并旋紧连接螺旋将水准仪牢固连接在脚架上。水准仪的使用第28页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪的使用（2）粗平转动脚螺旋，使圆水准气泡居中，使仪器的纵轴大致铅垂，为精确整平创造条件。演示第29页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪的使用（3）瞄准把望远镜对准水准尺，并使水准尺的成像清晰。调目镜，使“十字丝”的成像清晰；用制动螺旋粗略的瞄准水准尺，并粗略进行物镜调焦，使水准尺出现在视场中；用微动螺旋精确瞄准目标，并消除视差。第30页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪的使用(4)精平使水准管气泡居中，从而使

10、望远镜视准轴处于水平位置。第31页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五水准仪的使用（5）读数 无论水准尺成倒像还是正像，读数均由小往大读，读数读4位数，读到mm单位，按0*,1*的格式填入记录手簿中，如0523，1485分别表示读数为：0.523m,1.485m。第32页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.4水准测量的方法及成果整理水准点分为固定水准点和临时水准点两种。第33页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.4水准测量的方法及成果整理水准路线闭合水准路线；附合水准路线；支水准路线；水准网。第34页，共50页，2022年，5月20

11、日，1点48分，星期五2.4水准测量的方法及成果整理水准测量的方法两次仪器高的方法：即每测站上用两次不同的仪器高来测定两点间的高差取平均值的方法。第35页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五单面尺普通水准测量记录表格测 站点 号后 视前 视高 差高 程1N10347-1.28446.215转 点16312转 点0306-2.318N2262442.6133N20833-0.683转 点15164转 点1528+1.027转 点05015转 点2368+1.674B069444.631第36页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五编号后下丝前下丝方 向及尺 号标

12、尺读数K黑红高 差中 数备 考尺上丝尺上丝后 距前 距黑面红面视距差dd115710739后A138461710A尺：K4787B尺：K468711970363前B05515239-137.437.6后前+0833+0932+1+0.832-0.2-0.2221212196后B19346621017471821前A20086796-137.437.5后前-0074-0175+1-0.074-0.1-0.3319142055后A17266513015391678前B18666554-137.437.7后前-0140-0041+1-0.140-0.3-0.6设第一站后视点高程为50.000m,则第

13、3站前视点的高程为 50.618m 。双面尺普通水准测量记录表格第37页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.4水准测量的方法及成果整理双面尺法：瞄准后视点精平读数瞄准前视点精平读数瞄准前视点精平读数瞄准后视点精平读数注意：同一标尺红黑面读数相差4687或4787这样一个常数，计算高差时以黑面尺为准。演示第38页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.4水准测量的方法及成果整理水准测量的成果整理 水准测量的计算步骤：计算闭合差闭合差的分配计算高程值第39页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.4水准测量的方法及成果整理水准测量的内业计算

14、（以附和路线为例）：第40页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五例：第41页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.5水准测量误差分析及其注意事项引起水准测量的误差主要有：仪器误差水准仪轴系误差，i角误差置平误差水准尺倾斜误差水准仪下沉误差采用“后前前后”的观测顺序外界环境的影响第42页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.5水准测量误差分析及其注意事项水准仪的仪器误差：水准仪的轴系必须满足以下一些条件:圆水准管轴平行于纵轴（L/V）；横丝垂直于纵轴；水准管轴平行于视准轴(L/C).三轴条件第43页，共50页，2022年，5月20日，1点

15、48分，星期五2.5水准测量误差分析及其注意事项i角误差消除方法：1 将仪器安置在标尺的中央；2 将观测成果用数学模型改正。ABiia1a1b1C第44页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.5水准测量误差分析及其注意事项水准测量应特别注意的事项：(1)观测观测前仪器必须检校；水准仪至前后标尺的距离应大致相等。(2)记录记员应回报，而且不能用橡皮修改，记录员应检查观测无误后再通知观测员搬站。第45页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.6其它水准仪简介自动安平水准仪第46页，共50页，2022年，5月20日，1点48分，星期五2.6其它水准仪简介精密水准仪的特点望远镜放大倍数高标尺使用铟钢尺水准管的灵敏度高第47页，共