测量学第4章课件

第四章高程测量本章主要内容水准测量原理1三角高程测量5水准仪和水准尺2水准测量的内业计算4水准测量的作业过程31

1.水准测量原理水准测量的实施(一)水准测量基本原理水准测量原理是利用水准仪提供的水平视线，通过对竖立在地面前后两点上的水准尺分别读数，测定两点间的高差，从而由已知点的高程求出未知点的高程。

水准测量原理

HA

HB

ABabhAB2

hA1=a1-b1,h12=a2-b2,h23=a3-b3,h3B=a4-b4hAB=hA1+h12+h23+h3B=a-b1、2、3为转点，在测量过程中必须保持稳定不动水准测量原理(二)连续水准测量

3

已知：HA

=34.248m,a=2.145m,b=1.684m求：HB1.水准测量原理HB=HA+a-b=34.709m4

1.水准测量原理（三）水准测量的分类1.国家水准测量：其目的在于建立全国统一的高程控制网，以满足国家建设的需要。按照从整体到局部逐级控制的原则，在全国范围内布设了由高到低四个等级的高程控制网，每一等级由一系列的水准点组成水准路线控制网。2.工程水准测量：其目的在于满足局部地区的工程建设的需要。根据精度要求，工程水准一般分二、三、四等工程水准测量，有时也作一等精密水准测量。3.图根水准测量：其目的在于为测图控制点测定高程，水准测量的精度低于国家四等水准，故又称等外水准测量。5

2.水准仪和水准尺水准仪和水准尺是实施水准测量的主要仪器。水准仪和水准尺根据精度不同可分为精密型和普通型。常用字母和数字的组合来表示仪器的类型及等级，国产仪器数字越小精度越高，例如DS0.5比DS1精度高。按安平方式的不同，水准仪又可分微倾水准仪和自动安平水准仪。LeicaDNA03/10数字水准仪6

2.水准仪和水准尺（一）普通水准仪什么是水准仪？一、水准仪的构造和使用水准仪望远镜水准器基座7

普通光学水准仪8

2.水准仪和水准尺普通水准仪9

2.水准仪和水准尺（二）自动安平水准仪

自动安平水准仪一种只用圆水准器进行粗略整平，用自动安平补偿器代替管状水准器，而无需用微倾螺旋精确整平就能读取水平视线读数的水准测量仪器。优点：可简化操作手续，提高作业速度，以减少外界条件变化所引起的观测误差。自动安平水准仪10

2.水准仪和水准尺水准尺与尺垫(三)水准尺与尺垫水准尺黑面：刻度从0开始

红面：从4.687m或4.787m开始尺垫：生铁铸成11

2.水准仪和水准尺具体操作(四)水准仪的使用1.安置水准仪2.粗略整平(1)先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋；(2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转方向应相反。(3)气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致。12

2.水准仪和水准尺(四)水准仪的使用3.照准目标

准星瞄准、目镜调焦、物镜调焦、使十字丝竖丝照准水准尺4.视线的精确整平粗平→精平每次读数前都需要重新使水准管气泡居中5.读数分别用十字丝中丝,上丝和下丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数，所以每个读数必须有四位数。13

3.水准测量的野外作业（一）水准路线布设附合水准路线闭合水准路线水准网水准支线14

4.水准测量的野外作业（二）四等水准技术指标标准视线长度：100m视距差：3m黑红面读数差：3mm黑红面所测高差之差：5mm视距累积差：10m15

4.水准测量的野外作业（三）四等水准测量的观测步骤首先将水准仪安置于两点中间并精确整平，照准后尺，黑面，读下、上、中三丝读数照准前尺，黑面，读下、上、中三丝读数照准前尺，红面，读中丝读数照准后尺，红面，读中丝读数16

后-前-前-后黑-黑-红-红4.水准测量的野外作业17

4.水准测量的野外作业（四）测站上的计算与校核视距部分：视距差

:（17）=（15）-（16）≤3.0m视距累积差:(18)=本站的(17)+前站的(18)≤10.0m高差部分：黑红面读数差:（9）=（6）+K-（7）≤3.0mm（10）=（3）+K-（8）≤3.0mm黑红面所测高差之差:（13）=（11）-（12）±100=(10)-(9)≤5.0mm18

5.内业计算（一）水准测量的限差闭合差——观测值与理论值的不符值高差闭合差用fh表示四等水准测量的限差:±20(mm)(一般地区）S为距离，以公里为单位19

5.内业计算（二）计算步骤计算高差闭合差

fh=h理-h测；∑h理＝HB-HA；高差闭合差容许值：fh0

＝计算各测段改正数

逐点计算各点的高程20

如下图所示已知水准点A、B的高程分别为48.895m、45.835m，则fh＝0.009m5.内业计算附合水准计算实例22

6.三角高程测量（一）三角高程测量原理及公式

23

L（二）当A、B两点距离大于300m时，应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响，所加的改正数简称为两差改正：6.三角高程测量地球曲率改正的近似计算公式：大气折光改正的近似计算公式：两差改正：考虑两差改正后的高差公式：注：因为恒大于零，故可在两点间进行对向观测，即测定hAB和hBA，最后取其平均值，由于hAB和hBA反号，因此可以抵销。24

（三）三角高程测量的观测与计算步骤：1.安置仪器于测站上，量出仪器高，视距尺立于测点上，读出上、中、下三丝读数，读至mm；2.用经纬仪采用测回法观测竖直角，取平均值作为最后结果；3.采用对向观测，方法同前两步；4.计算高差及高程。6.三角高程测量25

三角高程测量高差计算表起算点AB待定点BC往返往返水平距离D(m)581.38581.38488.01488.01垂直角

+11

38

20

-11

23

55

+6

51

45

-6

34

30

仪器高i(m)1.441.491.491.50目标高L(m)-2.50-3.00-3.00-2.50两差改正f(m)+0.02+0.02+0.02+0.02高差(m)+118.71-118.70+57.24-57.23平均高差(m)+118.70+57.24表4－8.水准实习要求1.设站次数

偶数站，5或者6人一组的要求设站6次；3人一组的要求设站4次2.前后视距大致相等要求用脚步去丈量，保证前后视距大致相等3.转点

搬站过程中，转点不能移动，严防碰动尺垫3.读数(为倒像，下丝读数>上丝读数)分别用十字丝中丝,上丝和下丝读取水准尺的读数