第2章水准测量-课件

第二章水准测量2-1高程测量概述一、高程原点二、高程测量方法三、水准测量等级1地面点的高程高程（绝对高程、海拔）-----地面点到大地水准面的铅垂距离。假定（相对）高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。高差-----两点间的高处之差。22-2水准测量原理要求：测量A，B两点间的高差h思路：在A，B上竖立标尺，用水准仪构筑一条水平视线该视线在两尺上截得读数a和b则B比A高出

h=a-b注：高差h有正有负3水准测量后视前视后视前视连续高程测量Hab=HA+h1+h2+----+hn=HA+h42-3水准的仪器及工具水准仪的主要轴线：望远镜视准轴（俗称视线），用于观察尺子，取读数水准管轴，水准管是水平状态指示器。用于把其轴置平仪器要求这两个轴平行。从而可以借助水准器把视线置平5测量仪器综述特点：精度高能在野外条件下长期稳定使用自动化程度高，操作方便发展过程：精密机械光学+精密机械微电子+光学+精密机械6视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。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。测量望远镜7水准器分圆形和管形两种管水准器是个玻璃容器，其纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。“气泡居中”即水准管轴水平。圆水准器是个玻璃容器，上面有同心圆的刻划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心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。水准管圆水准器轴8水准仪的使用1.粗平用连接螺旋把仪器固定在三脚架上，固定两个脚架，动第三个脚架，使圆水准器的气泡居中瞄准：转动仪器，利用望远镜外壳上的准星瞄准目标，转动调焦镜使目标象清晰，直至无“视差”。3精平用微倾螺旋使水准管气泡居中4读数用十字丝的横丝在水准尺上取“读数”（先取毫米数，然后取米，分米，厘米数。每次取四位数，“0”也是必须记录的数字。）9一、粗平（左手拇指法则）10视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。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。二、瞄准（测量望远镜）

11符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。若直接用肉眼观察则因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。观察窗三、精平12普通水准尺水准尺的分划不是线划式而是区格式的。区格的边缘是分划的位置，区格内的小数“估读”。区格式分划便于从远处观察并读数。四、读数132-4水准测量的方法及成果处理一、水准点和水准路线（一）、水准点埋设在永久、固定的地点14（二）、水准路线1、支水准路线2、闭合水准路线3、符合水准路线15二、水准测量方法（一）、两次仪器高法已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2f=±5mm16水准测量记录（两次仪器法）17二、水准测量方法（一）、双面尺法已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2f=±5mm18水准测量记录（双面尺法）19水准测量成果整理A123B+2.3311.6KM+2.8132.1KM-2.2441.7KM+1.4302.0KMHA=45.286MHB=49.579M20水准测量成果整理21三、四等水准测量测站技术要求22四等水准测量记录23二、水准仪满足的条件水准仪满足的条件）圆水准器轴不平行仪器纵轴L´L´∥VV）十字丝的横丝垂直于纵轴

）水准管轴与视准轴不平行LL∥CC24外界条件对水准测量的影响地球曲率的影响大气折光的影响大气抖动的影响温度对仪器的影响251，地球曲率的影响工作时水准仪的视准轴是水平直线，而大地水准面是曲面。由此，在读数中就有误差当S=100米时，对策：如果前视水准尺和后视水准尺到测站的距离相等，则在前视读数和后视读数中含有相同的。这样在高差中就没有这误差的影响了。因此，放测站时要争取“前后视相等”262，大气折光的影响接近地面的空气温度不均匀，所以空气的密度也不均匀。光线在密度不匀的介质中沿曲线传布。这称为“大气折光”。总体上说，白天近地面的空气温度高，密度低，弯曲的光线凹面向上；晚上近地面的空气温度低，密度高，弯曲的光线凹面向下。接近地面的温度梯度大大气折光的曲率大由于空气的温度不同时刻不同的地方一直处于变动之中。所以很难描述折光的规律。对策：避免用接近地面的视线工作尽量抬高视线用前后视等距的方法进行水准测量273，大气抖动的影响除了规律性的大气折光以外，还有不规律的部分：白天近地面的空气受热膨胀而上升，较冷的空气下降补充。因此，这里的空气处于频繁的运动之中，形成不规则的湍流。湍流会使视线抖动，从而增加读数误差。对策：夏天中午一般不做水准测量在沙地，水泥地……湍流强的地区，一般只在上午10点之前作水准测量。高精度的水准测量也只在上午10点之前进行。284，温度对仪器的影响温度会引起仪器的部件涨缩，从而可能引起视准轴的构件（物镜，十字丝和调焦镜）相对位置的变化，或者引起视准轴相对与水准管轴位置的变化。由于光学测量仪器是精密仪器，不大的位移量可能使轴线产生几秒偏差，从而使测量结果的误差增大。不均匀的温度对仪器的性能影响尤其大。例如从前方或后方日光照射水准管，就能使气泡“趋向太阳”---水准管轴的零位置改变了。对策：仪器制作时采取保护措施：如Zeiss004在望远镜筒外面还有一个保护筒。量筒之间静止的空气起隔热作用精密水准测量时必须撑伞精密水准仪从箱中拿出来后要静置半小时后再开始工作避免日光直接照射水准管29其他影响转点的唯一性问题：水准测量常需多次设站把高程传递到待定点。为此必须利用转点。在转点上水准尺有二次工作状态。必须保证转点状态不变