第2章 水准测量.ppt

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1、1第二章 水准测量 2 本章重点及目的要求本章重点本章重点3高程测量的概念高程测量的概念 高程测量就是根据一点的已知高程，测定该点高程测量就是根据一点的已知高程，测定该点与未知点的高差，从而计算未知点高程的方法。与未知点的高差，从而计算未知点高程的方法。水准测量水准测量;三角高程测量三角高程测量;气压高程测量（通过气压变化）气压高程测量（通过气压变化）;GPSGPS高程测量四种。高程测量四种。4 水准测量原理是利用一条水平视线和水准尺来测定地面水准测量原理是利用一条水平视线和水准尺来测定地面两点间的高差两点间的高差,由已知点高程推算未知点高程。由已知点高程推算未知点高程。如下图所示：如下图所示

2、：H Bh A B 水 准 测 量 原 理H AA平 均 海 平 面 B水 平 视 线5如图下所示：测定如图下所示：测定A A、B B两点之间的高差两点之间的高差 1 1、安置水准仪与、安置水准仪与A A、B B两点之间两点之间,在在A A、B B两点上各竖水两点上各竖水 准尺一根；准尺一根；2 2、当仪器视线水平、当仪器视线水平,分别读取分别读取a a尺读数尺读数,b b尺读数尺读数；图 2-1 水 准 测 量 原 理平 均 海 平 面 H AAH Bh A BB水 平 视 线6两点间高差计算：两点间高差计算：如下图所示，由如下图所示，由A A点向点向B B点进行测量点进行测量,规定规定:A

3、 A为后视点，为后视点，a a为后视读数；为后视读数；B B为前视点，为前视点，b b为前视读数。为前视读数。两点间高差为两点间高差为:高差高差=后视读数后视读数-前视读数前视读数 则则 h hABAB=a-b=a-b7 高差正负号区分 当当a ab b时时,高差为正值高差为正值,说明前视点高于后视点；说明前视点高于后视点；当当a ab b时时,高差为负值高差为负值,说明前视点低于后视点；说明前视点低于后视点；如果由如果由ABAB测高差测高差,则用则用h hABAB表示；表示；如果由如果由BABA测高差，则用测高差，则用h hBABA表示；表示；如果如果A A到到B B的高差为正，则的高差为正

4、，则B B 到到A A的高差为负，绝对的高差为负，绝对值相同，符号相反。值相同，符号相反。BABAHhH8 如下图所示如下图所示 传递高程的立尺点，称为转点 1 1）高差高差h h1 1=a=a1 1-b-b1 1 h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 h h3 3=a=a3 3-b-b3 3 则h hABAB=h=h1 1+h+h2 2+h+h3 3=(a=(a1-1-b b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+(a)+(a3-3-b b3 3)=a-b =a-b2 2）高程高程 ABABhHH92-2 2-2 水准测量仪器、工具及使用水准测量仪器、工具及使用水准测量仪器叫水准仪

5、,工具有工具有水准尺、尺垫一水准仪构造 1、水准仪简介 水准仪的作用水准仪的作用:为两点间高差测定提供一条水平视线。为两点间高差测定提供一条水平视线。仪器的类型仪器的类型:按精度分按精度分:DSDS0505 ；DS DS1 1 ；DSDS3 3 ；DSDS1010；DS DS2020 D D表示大地测量仪器，汉语拼音开头的第一个字母。表示大地测量仪器，汉语拼音开头的第一个字母。S S表示水准仪，汉语拼音开头的第一个字母。表示水准仪，汉语拼音开头的第一个字母。仪器的精度：以每公里往返测高差中数的中误差表示。仪器的精度：以每公里往返测高差中数的中误差表示。如如DSDS3 3每公里测高差其中误差可达

6、到每公里测高差其中误差可达到3 3mmmm的精度。的精度。102 2、水准仪构造、水准仪构造:水准仪由望远镜，水准器，和基座三个主要部分组成。水准仪由望远镜，水准器，和基座三个主要部分组成。1 1）望远镜）望远镜 望远镜的基本构造望远镜的基本构造 物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、物镜对光螺旋、目镜对光螺物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、物镜对光螺旋、目镜对光螺旋旋。11不同个角度的不同个角度的DSDS3 3水准仪实物照片：水准仪实物照片：12望远镜望远镜各部件的作用各部件的作用 物镜物镜 目镜目镜 调焦透镜调焦透镜 物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋 目镜调焦目镜调焦螺旋十字丝分划板螺旋十字丝分划

7、板13 十字丝分划板十字丝分划板 如下图所示如下图所示,中间一条叫中丝中间一条叫中丝(水平丝水平丝)用中丝在水准尺上用中丝在水准尺上读取读数读取读数 平行两个短丝为视距丝平行两个短丝为视距丝,用以测定仪器至标尺的距离用以测定仪器至标尺的距离,分别分别称上、下丝，中间一根为竖丝，竖丝用来精确照准目标称上、下丝，中间一根为竖丝，竖丝用来精确照准目标(平分平分水准尺水准尺)。14v望远镜放大倍数望远镜放大倍数 1 1、放大倍数放大倍数 是测量仪器上的一个重要指是测量仪器上的一个重要指标标,S S3 3水准仪放大倍数水准仪放大倍数30,30,S S1 1水准仪放大倍数水准仪放大倍数45,45,放大倍数

8、越放大倍数越大大,仪器精度越高。仪器精度越高。S S3 3 望远望远 200 200m m以内以内,S S1 1 望远望远1 1kmkm左左右右,S S05 05 1km1km以上。以上。2 2、视差及消除。（见下页图、视差及消除。（见下页图）V15目标的象十字丝oabcbcaooa目标的象目标的象十字丝(a)(b)(c)十字丝16 水准器 水准器用途和分类水准器用途和分类 圆水准器17 水准器 水准器结构原理水准器结构原理 水准器置中精度水准器置中精度分划值分划值:Rmm 2水准管分划值水准管分划值 DSDS3 3=20/2mm=20/2mm圆水准器圆水准器 DSDS3 3=8/2mm=8/

9、2mm管水准器圆水准器2mm气泡胶合面18 水准器（4 4）观察气泡方式：）观察气泡方式：窗中看）（两半影像符合在观察，带有符合棱镜的水准器带有反光镜的水准器直观水准器 3)3)基座基座 基座支撑仪器，有三个基座支撑仪器，有三个脚螺旋起到整平仪器用。脚螺旋起到整平仪器用。符合水准器气泡居中气泡不居中19水准尺及尺垫1 1、水准尺、水准尺 1 1）简介）简介 2 2）水准尺类型）水准尺类型 单面尺单面尺 双面尺双面尺 3 3）水准尺读数方法）水准尺读数方法2 2、尺垫、尺垫 尺 垫尺 桩00010203191847484950666500010203191848495051676620v水准尺读

10、数方法水准尺读数方法 以尺子的零端开始，在望远镜里从上往下（或者从下往以尺子的零端开始，在望远镜里从上往下（或者从下往上），从小到大读取水准尺上的读数。记录分别记为：上），从小到大读取水准尺上的读数。记录分别记为：倒像倒像正像正像21水准仪的使用 操作步骤操作步骤:1.1.水准仪粗平水准仪粗平 2.2.瞄准水准尺瞄准水准尺 3.3.水准仪精平（如右图所水准仪精平（如右图所示）示）4.4.读取水准尺上的读数读取水准尺上的读数 注意：读数前一定精平（即注意：读数前一定精平（即气泡居中）读数后检查气泡气泡居中）读数后检查气泡居中情况。居中情况。符合气泡符合气泡影像符合气泡影像22几个概念：几个概念：

11、用水准测量的方法测定的起一定控制作用的高程点用水准测量的方法测定的起一定控制作用的高程点,这些高程点称为水准点（这些高程点称为水准点（Bench MarkBench Mark），），记为记为BMBM，水准水准点是作为引测其它高程点的起始点。点是作为引测其它高程点的起始点。我国我国19851985国家高程基准：国家高程基准：米米:。23 闭合水准路线（见图闭合水准路线（见图a a)；附合水准路线附合水准路线(见图见图b b)；支水准路线支水准路线(见图见图c c)；水准网（见图水准网（见图d d）123123B MB M2B M112h1h2h3h4h1h2h3h4h1h2图 a图 b 图 cB

12、 M11BM123123BMBM121BM112h1h2h3h4h1h2h3h4h1h2图 a图 b 图 c图 dBM1BM2BM3BM123123BMBM121BM112h1h2h3h4h1h2h3h4h1h2图 a图 b 图 c24 1 1）测量水准路线各段之间的高差，并记录水）测量水准路线各段之间的高差，并记录水 准尺的读数。准尺的读数。2 2）计算各段高差）计算各段高差 3 3）检核各段高差计算正确否）检核各段高差计算正确否 (1)(1)计算检核计算检核 h hABAB=h=h1 1+h+h2 2+h+h3 3=(a=(a1-1-b b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+(a

13、)+(a3-3-b b3 3)=a-b =a-b (2)(2)测站检核测站检核 变动仪器方法（变动仪器方法（双仪高法双仪高法）双面尺法双面尺法 （双面尺法双面尺法 ）25AaBbAa=a-bhABBba=a-bhbAB-h=ABh6mmABh(普通水准测量）abhAB=a-bABAaBbab=a-bhABh=ABhABh-6mm(普通水准测量）AaBbAa=a-bhABBba=a-bhbAB-h=ABh6mmABh(普通水准测量）双仪高法双仪高法26普通水准测量记录（两仪高法）普通水准测量记录（两仪高法）测站测站点号点号水准尺读数水准尺读数高差高差h平均平均 高差高差高程高程H备注备注后视后视

14、前视前视 1BM.A113413.4281011TP11677-0.5431554-0.543-0.5432TP114441624TP21324+0.1201508+0.116+0.1183TP218221710TP30876+0.9460764+0.946+0.9464TP318201923TP40876+0.3850764+0.383+0.3845TP414221604BM.B1304+0.1181488+0.116+0.11714.45015.51413.470+2.044+1.022后后前前=+2.044(后后前前)/2=+1.02227AaBbAa=a-bhABBba=a-bhbAB

15、-h=ABh6mmABh(普通水准测量）AaBbAa=a-bhABBba=a-bhbAB-h=ABh6mmABh(普通水准测量）A=a-bhABBaba=a+kb=b+k21 双面尺法双面尺法28普通水准测量记录（双面尺法）普通水准测量记录（双面尺法）测测站站点点号号水准尺读数水准尺读数高高差差h平均高平均高差差改正改正后后高差高差高程高程H备注备注后视后视前视前视 1BM.A11253.688h往往=+0.5625911TP10876+0.249(+0.001)5561+0.350+0.2502TP113186103BM.B1006+0.312(+0.001)5892+0.211+0.312

16、+0.5644.2523BM.B09384.252h返返=-0.5675724TP31410-0.472(+0.001)6096-0.372-0.4724TP312346024BM.A1329-0.095(+0.002)6219-0.195-0.095-0.5643.68828.37728.389-0.012-0.006后后前前=-0.012(后后前前)/2=-0.00629v二、水准测量成果整理二、水准测量成果整理 (一一)计算高差闭合差计算高差闭合差 1.1.闭合水准路线闭合水准路线 闭合水准路线终点是起点，则闭合水准路线的高差闭闭合水准路线终点是起点，则闭合水准路线的高差闭合差理论值合差理论值h h理理=0,=0,则高差闭合差则高差闭合差f fh h=h=h测测.2.2.附和水准路线附和水准路线 水准点水准点A A、B B的高程是已知的，所以这两点之间理论高差值为的高程是已知的，所以这两点之间理论高差值为 h h理理=H H终终-H H起起=H HB B-H-HA A 则高差闭合差则高差闭合差 f fh h=h=h测测-h h理理 3.3.支水准路线支水准路线 h h往往,h h