第二章 水准测量.ppt

1、第二章 水准测量,2-1 水准测量原理,高程测量的基本方法：,水准测量 （最常用、最简单、精度最高） 三角高程测量 （精度适中，效率较高） GPS测量 （精度较低，效率最高）,一、水准测量原理：,a,b,Hi = HA+a=HB+b, HB-HA = a-b,得：hAB = a-b,hAB,一测站高差等于后视读数减去前视读数,a: 后视读数 b: 前视读数,高程基准面,二、一测站计算高程的方法,1、高差法：（适用于一个前视点） hAB = a - b HB = HA + hAB,2、视线高法：（适用于多个前视点） Hi= HA + a HB= Hi - b,三、多测站高程的计算,TP2,TP1

2、,第1站：H1= HA+h1,第2站：H2= H1+h2= HA+h1+h2= HA+hi,第3站：H3= H2+h3= HA+h1+h2 +h3 = HA+hi ,第n站：HB= Hn-1 +hn = HA+hi,TP3,1、一测段高差的计算,2、TP转点测量时应注意的问题,（2）测量时，转点可以任意选择，一旦选定则不能变动；,由此可得： hAB= HB - HA= hi 即：AB测段的高差hAB等于该测段上各站高差之和。,（1）为了保证转点的稳定性，一般采用尺垫。但已知点A和未知点B严禁采用尺垫。,3、测段高差的计算检核,由 hAB = hi = ( ai bi ) = ai - bi,得

3、：hi =ai - bi,即：测段各站高差之和等于各站后视读数之和减去各站前视读数之和。,2-2 水准测量的仪器与工具,二、水准仪的型号与等级：,以“DS”或“S”表示，其中DS表示大地水准仪， “ D ”为拼音“大地”的第一个字母， “ S ”为拼音“水准仪”的第一个字母，下标为等级，表示该型号水 准仪的测量精度。,例：DS3型水准仪，表示用该型号的水准仪测量时，每公里的高差测量误差为3mm.,三、微倾式水准仪的构成,大体上由望远镜、水准器、基座三部分构成,1、望远镜,由物镜、目镜、调焦镜和十字丝分划板四部分组成,物镜,目镜,调焦镜,十字丝分划板,要求：物镜成像面的位置应与十字丝分划板的位置

4、重合。,2、水准器,由圆水准器和管水准器组成，其作用是保证视线水平。,水准管零点,过零点的圆弧切线,称为水准管轴（P16）,3、基座： 起调整仪器以及联结仪器和三脚架的作用,脚螺旋,四、水准测量的工具,1、水准尺,2、尺垫,五、视准轴及其与水准管轴的关系,视准轴：望远镜物镜光心与十字丝分划板交点的连线（P15）,视准轴,视准轴与水准管轴的关系：两者相互平行（P27）,水准管轴,视差：眼睛在目镜端上、下移动时，望远镜的影象也随之上、下移动，这种现象称为视差。（P17）,消除视差的方法：先调目镜使十字丝变清楚，再调物镜使读数变清楚，直至消除视差,六、水准仪的使用 (实验一:水准仪认识),2-3 水

5、准测量方法,一、水准点,A,1,2,3,h1,h2,h3,h4,二、水准路线,1、闭合水准,检核条件：hi理 =0,2、附合水准路线,3、支线水准,检核条件：h理=HB-HA,检核条件 h返理=-h往理,三、外业测量 与记录 ( 注意计算检核 h = a- b ）,水准测量手簿,TP2,TP1,A,1647,1230,0.417,1,2,TP1,1931,0824,1.107,3,TP2,2345,0412,1.933,B,5923,2466,3.457,a- b=5.923-2.466= 3.457m,四、内业计算,水准测量中，理论上有以下关系式：,但实测中不可避免地存在误差甚至错误，实测值

6、与其理论值之间存在一定的差异，这种差异称为高差闭合差，用f h表示。,（1）统计总测站数 n = ni （或水准路线长度L =Li ），计算高差闭合差fh及其容许闭合差f容,内业计算的步骤（可按测站数n或水准路线长度L进行计算）,（4）计算各点的高程H： H前=H后+ hi （ 注意检核B点的高程。）,（2）计算一测站（或一公里）改正数v0及各测段改正数vi v0= - fh/n 或 v0= - fh /L vi= v0ni 或 vi = v0Li 检核： vi = - fh,（3）计算各测段改正后高差hi： hi = hi +vi,例：某图根水准测量的数据如下图所示，试计算各点的高程。,注意

7、水准测量的方向,56,+0.037,-7,-10,-12,-9,2.763,-1.846,0.643,-1.560,0,67.437,65.591,66.234,64.674,+1,-38,水准测量计算表,-37,2-4 三、四等水准测量,三、四等水准一般采用双面尺进行测量，观测顺序为： 后后前前 四等水准 后前前后 三等水准,2-5 水准仪的检验,一、水准仪应满足的几何条件 (P27) 1、水准管轴应平行于视准轴（关键条件） 2、圆水准器轴应平行仪器竖轴（P16） 3、十字丝中丝应垂直仪器竖轴,2-6 水准测量的误差及消减方法,一、仪器与工具的误差 如仪器的i角误差、尺面的弯曲误差、零点误差

8、等误差,视准轴,水准管轴,i,二、观测误差： 如气泡居中的判断误差、读数误差、立尺不直等误差,三、外界条件的影响： 如大气拆射误差和地球曲率误差、仪器下沉、天气的影响等等。,13,14,15,16,17,18,19,20,21,二、观测误差： 如气泡居中的判断误差、读数误差、立尺不直等误差,三、外界条件的影响： 如大气拆射误差和地球曲率误差、仪器下沉、天气的影响等等。,水准测量中，一般要求仪器至两测点的距离大致相等，主要是为了减弱： （1）仪器的i角误差 （2）地球曲率误差 （3）大气拆射误差,i 角,2-7 精密水准仪及电子水准仪,练习题,水准测量原理练习题,下列叙述中，正确的叙述有（ ）

9、A 一测站的高差为前视读数减去后视读数； B 一测站的高差为后视读数减去前视读数； C 测点越高，则其水准读数越大； D 测点越高，则其水准读数越小； E 一测站计算高程的方法有仪高法和视线高法；,BD,难度系数 B,下列关于一测站水准测量的叙述中，正确的叙述有（ ） A 当一测站有多个前视点时，一般采用高差法； B 当一测站有多个前视点时，一般采用仪高法； C 仪高法的计算步骤为先计算高差，后计算高程； D 仪高法的计算步骤为先计算视线高，后计算高程； E 高差法的计算步骤为先计算高差，后计算高程；,BDE,难度系数 B,当A、B两点之间需增加转点时，则（ ） A 转点应选择在两测点的对称中

10、心处，并应计算其高程； B 转点应选择在两测点的对称中心处，但可不计算其高程； C 转点的选择可以是任意的，但应计算其高程； D 转点应选择在土质较硬并便于观测的地方，不必计算其高程；,D,难度系数 B,检核公式hi= ai - bi，主要是检核水准测量过程中存在的（ ）,C,难度系数 C,A 读数错误 B 记录错误,C 计算错误 D 立尺错误,水准测量中，W、X、Y、Z四个测点在同一测站的水准读数分别为1.264、0.782、1.548、2.386，这四个测点按高低排列的顺序为（ ） A Y、X、W、Z B Y、Z 、W、X C X、W、Y、Z D W、X、Y、Z,C,难度系数 C,B,难度

11、系数 C,视准轴是指（ ） A 物镜光心与目镜光心的连线 B 物镜光心与十字丝交点的连线 C 目镜光心与调焦镜光心的连线 D 目镜光心与十字丝交点的连线,B,难度系数 C,C,难度系数 B,下列关于水准仪构造的描述中，正确的描述是（ ） A 水准仪由望远镜、管水准器、圆水准器组成； B 水准仪的中丝用于测高差，上下丝主要用于测距离； C 圆水准器的主要作用是使水准仪精确水平； D 管水准器的主要作用是使水准仪粗略水平；,B,难度系数 C,下列等级的水准仪中，精度最高的水准仪是（ ） A DS07 B DS1 C DS3 D DS10,A,难度系数 C,水准管轴是指（ ） A 通过水准管零点所作

12、的切线； B 通过水准管零点所作的法线； C 通过水准管刻划对称中心所作的切线； D 通过水准管刻划对称中心所作的法线； E 通过水准管顶点所作的法线；,A C,难度系数 C,仪器操作练习题,D,水准仪各轴线应满足一系列条件，其主要条件是（ ） A 园水准器轴应平行于水准仪的竖轴； B 十字丝横丝应垂直于水准仪的竖轴； C 十字丝竖丝应平行于水准仪的竖轴； D 水准管轴应平行于视准轴。,D,难度系数 B,下列关于水准仪构造的描述中，正确的描述是（ ） A 水准仪基座的作用是支承仪器和连接三脚架； B 普通水准尺的最小刻划一般为mm； C 圆水准器的作用主要是使水准仪粗略水平； D 管水准器的作用主要是使水准仪粗略水平； E 普通水准尺的最小刻划一般为cm；,A C E,难度系数 C,水准测量中,要求仪器至前、后视测尺的距离相等，这样做可以减弱或消除的误差有（ ）。 A 地球曲率对高差的影响 B 仪器下沉对高差的影响 C 大气折光对高差的影响 D 水准尺下沉对高差的影响 E 水准管轴与视准轴不平行对高差的影响,A C E,难度系数 B,A C,难度系数 B,水准测量时，包括哪些基本操作（不能重复） （ ） A 粗平 B 对