第2章 高程測量(fdm)

1、第二章 高程測量,§2-1 高程測量概述§2-2 水準測量的原理§2-3 水準儀和水準尺§2-4 水準測量的方法§2-5 水準儀的檢驗和校正§2-6 水準測量的誤差及其消減方法§2-7 精密水準儀和精密水準尺,§2-1 高程測量概述,水準測量是利用水平視線來測量兩點間的高差。由于水準測量的精度較高，所以是高程測量中最主要的方法。 三角高程測量是

2、測量兩點間的水平距離或斜距和豎直角(即傾斜角)，然后利用三角公式計算出兩點間的高差。三角高程測量一般精度較低，只是在適當?shù)臈l件下才被采用。,高程測量的任務是求出點的高程，即求出該點到某一基準面的垂直距離。為了建立一個全國統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，必須確定一個統(tǒng)一的高程基準面，通常采用大地水準面即平均海水面作為高程基準面。我國采用青島驗潮站1950～1956年觀測結(jié)果求得的黃海平均海水面作為高程基準面。根據(jù)這個基準面得出的高程稱為“1956黃海高程

3、系”。為了確定高程基準面的位置，在青島建立了一個與驗潮站相聯(lián)系的水準原點，并測得其高程為72.289m。水準原點作為全國高程測量的基準點。從1989年起，國家規(guī)定采用青島驗潮站1952～1979年的觀測資料，計算得出的平均海水面作為新的高程基準面，稱為“1985國家高程基準”。根據(jù)新的高程基準面，得出青島水準原點的高程為72.260m。,高程控制點稱水準點——BM(Bench Mark)。標石水準點墻腳水準點簡易標志水準點,

4、67;2-2 水準測量的原理,水準測量是利用水平視線來求得兩點的高差。　　水準尺、水準儀　　讀數(shù)a稱為“后視讀數(shù)”；讀數(shù)b稱為“前視讀數(shù)”?！　↑c名(點號)：由大寫英文字母、阿拉伯數(shù)字、漢字、羅馬數(shù)字等組成?！　「叱蹋旱孛纥c沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，當該地面點在大地水準面之上時取正值，反之取負值?！　「卟罹哂蟹较蛐裕涀鱤，其值可正可負。,,當兩點相距較遠或高差太大時，則可分段連續(xù)進行，從圖2-3中可得：　　

5、轉(zhuǎn)點：轉(zhuǎn)點起傳遞高程的作用?！　y站、測段,,§2-3 水準儀和水準尺,微傾式水準儀　　自動安平水準儀　　數(shù)字(電子)水準儀　　我國的水準儀系列標準分為：DS05、DS1、DS3和DS20 　　水準尺：　　尺墊：,一、微傾式水準儀的構(gòu)造和使用　　(一) DS3微傾式水準儀的構(gòu)造　　在一般水準測量中使用較廣的DS3型微傾式水準儀由下列三個主要部分組成：　　望遠鏡 它可以提供視線，并可讀出遠處水準尺上的讀數(shù)。　

6、　水準器 用于指示儀器或視線是否處于水平位置?！　』∽?用于置平儀器，它支承儀器的上部并能使儀器的上部在水平方向轉(zhuǎn)動。,1. 望遠鏡 十字絲分劃板 視準軸——視線,十字絲分劃板 視準軸——視線2. 水準器　　(1) 管水準器　　　　又稱水準管,(2) 圓水準器 圓水準器的分劃值，是頂蓋球面上2mm弧長所對應的圓心角值，水準儀上圓水準器的角值為8′至15′(R=0.46～0.86m)。,(二) DS3微傾式水準儀的

7、使用　　1. 安置水準儀　　首先打開三腳架，安置三腳架要求高度適當、架頭大致水平并牢固穩(wěn)妥，在山坡上應使三腳架的兩腳在坡下一腳在坡上。然后把水準儀用中心連接螺旋連接到三腳架上，取水準儀時必須握住儀器的堅固部位，并確認已牢固地連結(jié)在三腳架上之后才可放手。　　2. 儀器的粗略整平　　左手拇指法則，或右手食指法則：　　(1)先旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋，然后旋轉(zhuǎn)第三個腳螺旋；　　(2)旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋時必須作相對地轉(zhuǎn)動，即旋轉(zhuǎn)方向應相反。　　

8、(3)氣泡移動的方向始終和左手大拇指移動的方向一致。,3. 照準目標　　準星瞄準　　目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦　　使十字絲豎絲照準水準尺,視差：當觀測時把眼睛稍作上下移動，如果尺像與十字絲有相對的移動，即讀數(shù)有改變，這一現(xiàn)象叫視差。其原因是尺像沒有落在十字絲平面上。消除視差的方法是先調(diào)目鏡調(diào)調(diào)焦螺旋使十字絲清晰，然后一邊調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋一邊仔細觀察，直到不再出現(xiàn)尺像和十字絲有相對移動為止，即尺像與十字絲在同一平面上。,4. 視線的精確整平

9、　　粗平 → 精平　　每次讀數(shù)前都需要重新使氣泡符合　　5. 讀數(shù)　　用十字絲中間的橫絲讀取水準尺的讀數(shù)。從尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，所以每個讀數(shù)必須有四位數(shù)。,,,讀數(shù)方法示例,,,二、自動安平水準儀的構(gòu)造和使用　　(一) 自動安平原理　　1. 移動十字絲的方法　　2. 移動像點的方法,三、數(shù)字水準儀,§2-4 水準測量的方法,一、水準路線的形式附合水準路線閉合水準路線

10、水準支線水準網(wǎng)測站、測段、路線,二、水準測量的施測方法,,,,,,,,,,,三、水準測量成果的檢核　　(一) 測站檢核　　1. 兩次儀器高法　　2. 雙面尺法　　(二) 水準路線的檢核　　1. 附合水準路線　　附合水準路線的高程閉合差為：高程閉合差的大小在一定程度上反映了測量成果的質(zhì)量?！　?. 閉合水準路線,,,3. 水準支線理論上有：　　一般水準測量的容許高程閉合差為：　　鐵路線路水準測量的容許

11、高程閉合差則為：,,,,,四、閉合差的分配和高程的計算　　當實際的高程閉合差在容許值以內(nèi)時，可把閉合差分配到各測段的高差上。顯然，高程測量的誤差是隨水準路線的長度或測站數(shù)的增加而增加，所以分配的原則是把閉合差以相反的符號根據(jù)各測段路線的長度或測站數(shù)按比例分配到各測段的高差上。故各測段高差的改正數(shù)為： 或,,,,,,,,,,§2-5 水準儀的檢驗和校正,一

12、、微傾式水準儀的檢驗和校正　　微傾式水準儀的主要軸線見圖2-24，它們之間應滿足的幾何條件是：　　1. 圓水準器軸應平行于儀器的豎軸；　　2. 十字絲的橫絲應垂直于儀器的豎軸；　　3. 水準管軸應平行于視準軸。,(一) 圓水準器的檢驗和校正,(二) 十字絲橫絲的檢驗和校正,(三) 水準管的檢驗和校正,§2-6 水準測量的誤差及其消減方法,一、儀器誤差　　(一) 視準軸與水準管軸不平行引起的誤差　　(二) 調(diào)焦引