第二章 水准测量

第二章水准测量第1页，课件共61页，创作于2023年2月主要内容第一节水准测量的原理第二节水准仪的构造与使用第三节水准测量的实施第四节水准测量的成果整理第2页，课件共61页，创作于2023年2月高程测量根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方法。第3页，课件共61页，创作于2023年2月高程测量的方法分类

1、水准测量2、三角高程测量3、气压高程测量4、GPS测量第4页，课件共61页，创作于2023年2月高程测量的基准：1956黄海高程基准H0=72.289m1985国家高程基准H0=72.260m注：在距离为10km的范围内进行测量工作时，可以用水平面代替大地水准面。第5页，课件共61页，创作于2023年2月

第一节

水准测量的

原理

第6页，课件共61页，创作于2023年2月

水准测量的目的：通过测量地面上两点之间的高差h，根据已知点的高程求算未知点的高程。

第7页，课件共61页，创作于2023年2月水准测量原理基本原理：利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。

第8页，课件共61页，创作于2023年2月水准仪必须具备两个基本功能：一是能提供水平视线，二是能在标尺上读数。利用水准仪给出的水平视线分别在A、B两水准尺上读出读数a和b，则A、B两点间的高差为：hAB＝a－b

第9页，课件共61页，创作于2023年2月如下图所示，假设A为已知高程点（即HA为已知），欲求B点的高程HB

，需测量A、B两点的高差hAB

。求得高差hAB之后，B点的高程为：HB

＝HA＋hAB

第10页，课件共61页，创作于2023年2月两点之间的高差等于后视读数减去前视读数。高差的符号有正有负。前后视距尽量相等地面越高，高程值越大，读数越小；地面越低，高程值越小，读数越大。第11页，课件共61页，创作于2023年2月计算未知点高程高差法

利用高差来计算高程的方法。（适用于安置一次仪器测定一个前视点高程时采用,比如，水准路线的测量。）

HB

＝HA＋hAB

＝HA＋（a-b）

视线高法利用视线高来计算高程的方法。（适用于安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）HA+a=HiHB=Hi–bHC

=Hi

–

cHD

=Hi

–

d第12页，课件共61页，创作于2023年2月大地水准面(水平线)HAADHDadHi视线高法：

Hi

=HA+a

HB=Hi

–bHC

=Hi

–

cHD

=Hi

–

dBHBbCHCc第13页，课件共61页，创作于2023年2月

例1：设已知点A高程为45.123m，B为待求点。后视读数a=1.732m，前视读数b=1.243m，请问A、B两点哪点高，并求B点高程？例2:在同一测站内，设已知点A高程为25.769m，B、C、D为待求点。后视读数a=1.655m，前视读数b=1.623m，c=2.298m，d=1.755m,求B、C、D三点的高程？第14页，课件共61页，创作于2023年2月

第二节

水准测量的仪器与工具

第15页，课件共61页，创作于2023年2月水准测量所用的仪器是水准仪，配套工具有水准尺、尺垫等。第16页，课件共61页，创作于2023年2月水准仪第17页，课件共61页，创作于2023年2月水准测量的仪器为：水准仪，工具有：水准尺和尺垫。水准仪按其精度分为DS05，DS1，DS3，DS10四个等级。下标表示仪器的精度等级，数字越小，精度越高。第18页，课件共61页，创作于2023年2月

一、DS3型微倾水准仪的构造：水准仪由望远镜、水准器、基座三部分构成1、望远镜作用：瞄准水准尺，并对水准尺进行读数。第19页，课件共61页，创作于2023年2月

第20页，课件共61页，创作于2023年2月2、水准器水准器分为管水准器和圆水准器。作用：用来整平仪器和将视准轴安放到水平位置。水准器有圆水准器和管水准器两种。

第21页，课件共61页，创作于2023年2月（1）圆水准器：作用：圆水准器气泡居中是仪器粗略整平的标志。（2）管水准器：作用：符合水准器气泡居中是仪器精确整平的标志。第22页，课件共61页，创作于2023年2月

3、基座：作用：支撑仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架相连接。第23页，课件共61页，创作于2023年2月

二、水准尺

和尺垫水准尺有塔尺和双面尺两种。用优质的木材、铝合金或玻璃钢制成。第24页，课件共61页，创作于2023年2月在水准测量时，为了防止观测过程中尺身下沉而影响准确读数，应在转点处放一尺垫。第25页，课件共61页，创作于2023年2月

三、水准仪的使用

：微倾式水准仪在一个测站上使用的基本操作程序：安置仪器粗略整平瞄准水准尺精确整平读数与记录第26页，课件共61页，创作于2023年2月1、安置仪器：把水准仪安置在脚架上并拧紧连接螺旋。三点要求：（1）要双手抱仪器（2）脚架高度要适中（3）架台要大致水平第27页，课件共61页，创作于2023年2月2、粗略整平：（1）概念：调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中。注意：转动望远镜任意位置圆气泡都居中才算粗略整平。（2）方法：记住一句话，气泡移动方向始终与转动脚螺旋的左手大拇指移动方向一致。

第28页，课件共61页，创作于2023年2月

3、瞄准水准尺：（1）目镜对光：转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。（2）初步瞄准：松开制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜上的准星、照门瞄准水准尺，然后拧紧制动螺旋。（3）物镜对光：转动物镜对光螺旋，使水准尺成像清晰。（4）精确瞄准：转动微动螺旋，使水准尺影像处在视场中央。（5）消除视差：第29页，课件共61页，创作于2023年2月视差：物镜对光后，眼睛在目镜端上下微微地移动，若发现十字丝和水准尺影像有相对移动的现象，则称为视差。产生原因：水准尺没用恰好成像于十字丝分划板上。消除方法：反复调节目镜和物镜对光螺旋，直至视差消除。第30页，课件共61页，创作于2023年2月4、精确整平：调节微倾螺旋，是管水准器气泡居中，即豆芽瓣重合。第31页，课件共61页，创作于2023年2月5、读数：读取中丝读数。要求：直接读出米、分米、厘米、估计到毫米。读数无误后及时记录。第32页，课件共61页，创作于2023年2月

第三节

水准测量的实施

第33页，课件共61页，创作于2023年2月

一、水准点：1、定义：用水准测量的方法测定的高程控制点，用BM表示。2、种类：永久性、临时性。第34页，课件共61页，创作于2023年2月第35页，课件共61页，创作于2023年2月第36页，课件共61页，创作于2023年2月第37页，课件共61页，创作于2023年2月第38页，课件共61页，创作于2023年2月

二、水准路线：1、附合水准路线2、闭合水准路线3、支水准路线第39页，课件共61页，创作于2023年2月第40页，课件共61页，创作于2023年2月转点（ZD）定义：因两点的距离较远或高差较大，安置一次仪器无法测出两点的高差，在两点中间加的临时立尺点。性质：在水准测量中既有前视读数，又有后视读数。作用：传递高程。第41页，课件共61页，创作于2023年2月

三、水准测量的检核

：1、测站检核（1）变动仪器高法

（2）双面尺法2、计算校核hAB=

h=

a-

bhAB=HB-HA第42页，课件共61页，创作于2023年2月

3、成果检核：高差闭合差：fh=∑h测－∑h理限差：

山地fh容=±12√nmm

平原fh容=±40√LmmL——水准路线长度（KM）n——整个水准路线中所设的测站数要求：︳fh︳≤︳fh容︳。否则，分析原因，重新观测

第43页，课件共61页，创作于2023年2月

第四节

水准测量的成果整理

第44页，课件共61页，创作于2023年2月水准测量内业计算（1）计算高差闭合差，检查是否超限

fh=∑h测－∑h理闭合水准路线：fh=∑h测附合水准路线：fh=∑h测－（H终-

H始）支水准路线：

fh=∑h往＋∑h返

fh容=±12√nmmfh容=±40√Lmm检核：①如果|fh|≤|fh容|，进行后续计算；②如果|fh|＞|fh容|，必须重测。第45页，课件共61页，创作于2023年2月（2）分配高差闭合差将高差闭合差按测站数或距离成正比反符号平均分配到各观测高差中。按路线长度分配

按测站数分配检核：第46页，课件共61页，创作于2023年2月（3）计算改正后的高差检核：∑h′测i=∑h理i第47页，课件共61页，创作于2023年2月（4）计算待定点高程检核：HB(推算)=HB（已知）注：对于支水准路线，如果高差闭合差符合精度要求，则取往、返高差绝对值的平均值，高差符号以往测为准，作为改正后的高差即可。第48页，课件共61页，创作于2023年2月例：支水准路线的成果计算

在A、B间进行往返水准测量，已知HA=53.218m，∑h往=+0.165m，∑h返=－0.183m，A、B间路线长L=2km，求改正后B点的高程（按图根水准测量精度计算）。第49页，课件共61页，创作于2023年2月故精度符合要求。改正后往测高差:或解：容许高差闭合差：第50页，课件共61页，创作于2023年2月水准仪安置要求：“前后视距尽量相等”HB=50.779第51页，课件共61页，创作于2023年2月测点后视读数前视读数高差高程备注＋－A2.07350.118Z11.6241.5260.547Z21.6781.4070.217Z31.5951.3920.286Z40.9211.4020.193B1.5030.58250.779Σ7.8917.2301.2430.582计算检核第52页，课件共61页，创作于2023年2月【例2】闭合水准路线的成果计算如图为一条闭合水准路线的观测成果，试求：（1）高差闭合差fh；（2）若fh在误差允许范围内时，试求出各点高程。

第53页，课件共61页，创作于2023年2月BMABMB123HA=10.723mHB=11.730m+2.432m1.2km+1.987m1.0km-1.503m0.8km-1.866m1.0km附合水准路线略图练习1：根据已知条件求未知点1、2、3点的高程。第54页，课件共61页，创作于2023年2月测段点名距离L（km）实测高差（m）改正数（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.43210.723

11-21.0+1.98722-30.8-1.50333-BMB

1.0-1.866BMB

11.730∑辅助计算第55页，课件共61页，创作于2023年2月测段点名距离L（km）实测高差（m）改正数（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.43210.723

11-21.0+1.98722-30.8-1.50333-BMB

1.0-1.866BMB

11.730∑4.0+1.050辅助计算第56页，课件共61页，创作于2023年2月测段点名距离L（km）实测高差（m）改正数（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.432-0.01310.723

11-21.0+1.987-0.01122-30.8-1.503-0.00833-BMB

1.0-1.866-0