水准测量课件

是基本方法，精度高，当两点间高差较大或线路较长时，比较费时间。应用广泛。三角高程测量精度低，当两点间高差较大或线路较长时，速度快。气压高程测量精度低GPS卫星定位测量水准测量是本章学习的重点内容1水准测量

测量地面上各点高程工作，实质是两点之间高差的测量，1.1水准测量原理

有刻划的尺子——水准尺能提供水平视线的仪器——水准仪HB前进方向abhabHAHA+aAB

大地水准面1.2.1DS3水准仪的构造水准仪望远镜水准器基座1、微倾螺旋；2、物镜对光螺旋；3、制动螺旋；4、微动螺旋；5、目镜；6、物镜；7、圆水准器；8、管水准器

各部件名称：望远镜物镜管水准器圆水准器目镜基座脚螺旋符合气泡观察窗照门和准星物镜对光螺旋目镜对光螺旋微倾螺旋微动螺旋脚螺旋制动螺旋调焦透镜调焦螺旋物镜目镜十字丝分划板十字丝放大像5）分辨率——肉眼的分辨角为60″。6）视差——当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。视差产生的原因是目标成像的平面与十字丝平面不重合。它会影响读数及照准的准确性，必须消除。消除的方法是仔细地进行物镜、目镜对光，让物体和十字丝都达到最清晰，眼睛上下移动，读数不变为止。

2.水准器水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。＊管水准器精度高，易于观察用于给出水平视线指示视线是否水平，用微倾螺旋控制，使气泡半像符合。精度低，用于粗略整平仪器。指示竖轴是否垂直，用三个脚螺旋控制；圆水准气泡居中，则可。＊圆水准器水准管分划值τ2mmoτ反映水准管的灵敏度，DS3仪器级管水准器的分划值为：20″/2mm水准管分划值：水准管2㎜的弧长所对应的圆心角ττ″=

ρ″

R2其中ρ″=206265″管水准器圆水准器一般精度较低（8′~19′）故只用于仪器的概略整平，DS3水准仪的圆水准器的分划值一般为：（8′/2mm)。圆水准器

3.基座轴座脚螺旋底板三角压板基座的作用是支撑仪器的上部并与三脚架连接。基座1.2.2水准尺和尺垫常用的水准尺有塔尺和双面尺1、塔尺：有3米，5米两种。分划格宽1cm或0.5cm。可伸缩，携带方便，但接头处有误差，精度低。2、双面尺：有直尺；板尺和红黑尺。主要用于3、4等精度以下的水准测量。3、精密水准尺：主要用于高等精度水准测量。一）水准尺作用是进行水准测量时使用的标尺。要求：木材、不易变形且干燥，尺长稳定，刻划准确。1.3水准仪的技术操作安置水准仪粗略整平瞄准水准尺精平和读数安置水准仪粗略整平粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而视准轴粗略水平。（如下图）①○③○②○左右a①○②○③○b在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向一致。

瞄准水准尺1.转动目镜对光螺旋，调出十字丝，使十字丝清晰。2.粗略照准。松开制动螺旋，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。3.精确照准。转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。4.物镜对光。转动物镜对光螺旋使目标清晰，眼睛上下移动，观察有无视差，即十字丝与目标影像有相对运动。

读数的原则：从上往下，从小到大。读数过程中符合水准气泡必须居中。立尺的方法：其他应注意的事项：1.4水准测量的实施水准测量分外业和内业工作两大部分，外业主要是指现场的测量工作及部分校核工作，内业是指对外业的观测结果进行检查，计算的工作。下面我们介绍一下外业工作1.4.1水准点(BenchMark)为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点，这些点称为水准点。记为BM。或者说凡是用水准测量的方法测得的点的高程，就叫做水准点。水准点有永久性和临时性两种。永久性水准点需要长期保存，不能轻易破坏，所以其制造和埋没要结实稳固。临时性水准点不要求长期保存，所以其制造和埋没较简单，一般用木桩打入地下。上面钉以半球形铁钉。1.4.2水准测量的实施1.464TP1TP2TP3AHA=27.354HBB0.82mTP41.1241.3851.6741.8690.9431.4251.2121.3671.332大地水准面在前进方向一定距离处选定转点1，在A、1两点分别立水准尺。在距A点和1点大致等距离处Ⅰ处，安装水准仪。粗平后，后视A点处水准尺，精平后，读数a1记入表2-1观测点A的后视读数栏内。旋转望远镜，前视1点处水准尺，同法读数b1记入点1的前视读数栏内，a1-b1=h1记入高差栏内。点1的水准尺不动，将A点上的水准尺移到点2，如上仪器安装在1、2之间，观测，计算得a2、b2和h2依次测到B点。显然：ⅠⅡⅢⅣⅤhi=ai-bii=1、2、3、4……h∑h=∑a-∑b.则HB=HA+∑h=HA+(∑a-∑b)表1-1水准测量手簿

日期；

天气；

仪器；

观测；

地点；

记录；测站测点水准尺读数后视（a）+—高差(m)前视（b）高程(m)备注ⅠⅡⅢⅣⅤBMATP1TP1TP2TP2TP3TP3TP4TP4BMB1467112413851869142517321367094316740.3430.9260.2130.2890.36527.35428.182计算校核∑a=7.513-6.685+0.828∑b=6.685∑+1.482-0.654∑h=+0.828∑-0.65428.182-27.354+0.828②附合水准路线BMABMB③支水准路线闭合差：条件：成果检核合格说明一条水准路线的高程测量结果精度符合规范要求，可以进行内业计算。1.5水准测量的内业水准测量外业工作结束后，要检查手簿，再计算各点间的高差。经成果检核无误后，才能进行计算和调整高差闭和差，最后计算各点的高程。以上工作称为水准测量的内业。现在我们介绍一下内业工作附合水准路线内业计算示例AB1230.8km12个测站h1h218个测站1.3km18个测站h31.1km11个测站h40.7km如下图A、B为两水准点，h1～4为各测段高差，其内业计算均在表1-2上进行。测段编号11234∑23456789点名距离L(km)测站数实测高差（m）改正数（m）改正后的高差（m）高程(km)备注A56.345123B0.81.31.10.73.91218131154+2.785-4.369+1.980+2.345+2.74159.12054.73556.70459.039-0.010-0.016-0.011-0.010-0.047+2.694+2.335+1.969-4.385+2.775辅助计算fh=+47㎜n=54-fh/n=-0.87fh容=±12√54=±88㎜表1-2水准测量内业计算表1.5.1高差闭合差的容许值图根水准测量的高差闭合差容许值规定为：平地山地式中L——水准路线长度，以㎞计n——测站数1.5.2高差闭合差计算和调整1高差闭合差计算（1）附合水准路线（2）闭合水准路线=2.741-(59.039-56.345)=+0.047m（3）支水准路线1.5.3高差、高程的计算根据检核过的改正后高差，由起始点A开始，逐点推算出各点的高程，列入第8栏中。2、高差闭合差调整若∣fh∣≤∣fh容∣,其精度符合要求，方可以进行闭和差的调整。本例中，∣fh∣=47mm<∣fh容∣=88mm,其精度符合要求，可以进行闭和差的调整。测站数越多（或距离越长），其产生的误差也越大，故闭和差的调整按与测站数（或距离）成正比例反符号分配的原则进行。即改正后的高差之和应等于（HB-HA），否则说明高差计算有误。或式中分别为第i段的改正数、测站数和长度。改正数总和绝对值应等于闭合差绝对值，即否则说明改正数计算有误。最后算得B点高程应与已知的HB相等，否则说明高程计算有误。改正数计算取至mm位，按4舍6入5取舍+凑整原则进行。1.6自动安平水准仪和精密水准仪特点：1以自动安平补偿器代替符合水准器和微倾螺旋；2无制动螺旋。目镜及目镜对光螺旋物镜对光螺旋微动螺旋圆水准器特点：1无微倾螺旋；2无符合水准器；3无符合气泡观察窗；4无制动螺旋。特点：以自动安平补偿器代替符合水准器和微倾螺旋1.7微倾式水准仪的检验与校正1.7.1应满足的条件①圆水准器轴平行仪器竖轴；②十字丝横丝垂直仪器竖轴；③水准管轴平行视准轴；视准轴水准管轴仪器竖轴圆水准器轴竖轴圆水准器轴δδδδ各调一半①圆水准器轴平行仪器竖轴的检验与校正1.7.2

水准仪的检验与校正②十字丝横轴垂直仪器竖轴的检验与校正③水准管轴平行视准轴的检验与校正a1AhAB80miiBiABb1b2s1s21.8水准测量的误差分析误差的来源仪器误差观测误差外界条件

1、仪器校正后的残差，如i角误差。（前后视距相等的方法消除）2、水准尺误差，如尺刻划不准，尺长变化，弯曲等。（用检定尺后加改正数方法消除）

1.8.1仪器误差1.水准管气泡居中误差：其中D为水准仪到水准尺的距离为水准管分划值2.读数误差：其中V为望远镜的放大倍率60″为人眼的极限分辨能力3.视差影响：4.水准尺倾斜影响：(读数增大还是减小?)1.8.2