水準測量 ppt課件

1、第二章水 準 測 量,2水準測量儀器構造及使用,3水準儀的使用,6影響水準測量的因素及注意事項,1水準測量的原理,4水準測量外業(yè)施測方法及記錄,5水準測量內業(yè)計算,水準測量是測出地面點高程的方法之一。其原理是：利用一臺能提供水平視線的水準儀，將其安置在兩點的中間位置上，按水平視線位置讀出豎立在兩點尺上讀讀數(shù)，直接測出兩立尺點之間的高差。方法有： 高差法 儀高法,1水準測量

2、的基本原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,,,,,,,,,,,,a=2.685m,,,,,b=1.523m,,,hAB,前進方向,,,,,大地水準面,HA=3.718m,HB,,HB,如圖， A點高程已知，欲求B點高程。為測出AB兩點之間的高差，可在AB兩點上分別豎立兩根標尺，前進方向為A到B，則A稱為后視點

3、，B稱為前視點。在兩點之間安置一架能提供水平視線的水準儀，使視線水平照準A點標尺讀數(shù)，設為ａ，再照準B點標尺讀數(shù)，設為ｂ，則AB兩點間的高差為 ： hAB =ａ-ｂ稱a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)。即 hAB=后視讀數(shù)一前視讀數(shù)。,HB=HA+ hAB 這種方法稱為高差法。,AB兩點間的高差為 ： hAB =ａ-ｂ,如

4、用文字描述為： 兩點間的高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)注意：高差值有正負。 ａ>ｂ，為正值，前視點高于后視點 ａ<ｂ，為負值，前視點低于后視點,1、求視線高程Hi=HA+ a 后視點的高程+后視讀數(shù)=視線高程2、求HB=Hi -ｂ 前視點的高程=視線高程-前視讀數(shù),已知：HA測出a,b求：ＨＢ,Hi 稱為儀器高或視線高。該法稱為視線高法。,上述兩種方法都是利用儀器

5、提供的一條水平視線，在后視點高程已知的情況下，解決待定前視點的高程問題。,能提供的一條水平視線的儀器 ——水準儀,2-2水準測量儀器構造及使用,水準測量儀器叫水準儀,工具有水準尺、尺墊。,水準儀簡介⑴ 水準儀的作用:為兩點間高差測定提供一條水平視線。,常用的水準儀 精密水準儀 DS05 、 DS1 普通水準儀 DS3 、DS10,按類型

6、分普通、精密、自動安平、數(shù)字水準儀等。,儀器的精度：每公里可達到±3mm的精度。,一 水準儀結構,1、望 遠 鏡,作用：瞄準目標并讀數(shù),1－物鏡　2－目鏡　3－十字絲分劃板　4－分劃板護罩　5－對光透鏡　6－物鏡對光螺旋　7－分劃板固定螺絲8－十字絲,十字絲分劃板,十字絲分劃板是用來準確瞄準目標用的，中間一根長橫絲稱為中絲，與之垂直的一根絲稱為豎絲，在中絲上下對稱的兩根與中絲平行的短橫絲稱為上、下絲（又稱觀距絲）

7、。在水準測量時，用中絲在水準尺上進行前、后視讀數(shù)，用以計算高差，用上、下絲在水準尺上讀數(shù)，用以計算水準儀至水準尺的距離（視距）。,用望遠鏡瞄準目標或在水準尺上讀數(shù)，均以十字絲的交點為準。物鏡光心與十字絲交點的連線構成望遠鏡的視準軸，可見觀測的視線即為視準軸的延長線。,2、水準器,是用以指示視線水平或豎軸是否豎直的裝置。,包括圓水準器和管水準器 作用：整平儀器 水準管上每2mm弧長所對的

8、圓心角稱為水準管分劃值，設以?表示，分劃值愈小，水準管的靈敏度也愈高。 一般S1、S3型水準儀的一般圓水準器的分劃值約為8′~ 10′。用于粗平。 水準管分劃值分別為10″/2mm及20″／2mm。 用于精平。,基 座,基座：作用支撐儀器三個腳螺旋作用：粗略整平儀器用。①水平制動（左右動）②水平微動③微傾螺旋（旋轉該螺旋使管水準器泡居中，此時儀器視線水平）。,二、水 準 尺,黑面起點0.00

9、0和0.000米紅面起點4.687和4.787米,,附件：　錘球和尺墊,三、水準儀的使用,安置：安置三腳架和水準儀粗平：使圓水準器氣泡居中瞄準：粗瞄和精瞄精平：使長水準管氣泡居中讀數(shù)：用中絲讀數(shù),安置：安置三腳架和水準儀,要點：松開三腳架架腿的固定螺旋，按調整架腿長度，再擰緊固定螺旋張開三腳架將架腿踩實，使架頭大致水平取出水準儀，記清所放位置，蓋好盒蓋，腳螺旋調至中間位置用連接螺旋將水準儀固定在架頭上,粗平：

10、使圓水準器氣泡居中,調節(jié)腳螺旋使圓水準器氣泡居中。 氣泡移動的方向與左手大拇指移動方向一致。 操作步驟：如圖所示，用兩手按箭頭所指的相對方向轉動腳螺旋1和2，使氣泡沿著1、2連線方向由a移至b。用左手按箭頭所指方向轉動腳螺旋3，使氣泡由b移至中心。,瞄準水準尺,目鏡調焦： 松開制動螺旋，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲成像清晰。初步瞄準：照門和準星瞄準水準尺，旋緊制動螺旋。物鏡調焦 轉動物鏡對

11、光螺旋，尺像清晰。精確瞄準：轉動微動螺旋，使十字絲的豎絲瞄準水準尺邊緣或中央。消除視差 視差：眼睛在目鏡端上下移動，有時可看見十字絲的中絲與水準尺影像之間相對移動的現(xiàn)象。 產生原因：水準尺的尺像與十字絲平面不重合。 消除方法：重新仔細地轉動目鏡和物鏡對光螺旋，直至尺像與十字絲平面重合。,,圖中1.5邊上的反E最下角帶個尖出來的那黑道為1.5 反E下邊的一個白道為0.01一個黑道為0.01（2個白的不到2個黑的）從上向下

12、讀正好0.038不到0.04。,讀數(shù),符合水準器氣泡居中后，應立即用十字絲中絲在水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)時應從小到大，從上到下讀取。直接讀取米、分米和厘米，并估讀出毫米，共四位數(shù)。讀數(shù)后再次檢查符合水準器氣泡是否居中。,,1.464m,1.464m,,精確整平簡稱精平。眼睛觀察水準氣泡觀察窗內的氣泡影像，用右手緩慢地轉動微傾螺旋，使氣泡兩端的影像嚴密吻合。微傾螺旋的轉動方向與左側半氣泡影像的移動方向一致。,精確整平,2-4水準測量外業(yè)施測方法

13、及記錄,一、水準測量的步驟分以下四步進行：1、選擇水準點2、布設水準路線3、水準路線的測量（外業(yè)）4、水準路線各點的高程計算（內業(yè)）,一、水準點與水準路線 水準點(Bench Mark)：用水準測量的方法測定的高程達到一定精度的高程控制點，簡記為BM。,水準路線布設形式,水準路線布設形式,4、水準網,3、水準路線的測量方法（外業(yè)）,有：兩次儀器高法： 雙面尺法：兩者的區(qū)別：一個是利用儀器升高和降低

14、的方法檢查讀數(shù)有錯誤否。另一個是用兩個不同顏色面的尺子，分別測兩個高差比較，尺底的起始刻劃差一個長數(shù)，來檢查讀數(shù)有錯誤否。目的保證觀測的精度。測站的概念：儀器安置的位置叫測站。,兩次儀器高法,兩次儀器高概念：儀器升降約10公分左右。兩次儀器高的測設方法：即在一個測站上變換儀器高兩次，用兩次不同的儀器水平視線測得兩次高差，如果兩次高差相等說明測的正確。下面看施測的過程和記錄及高差計算以及高差檢核計算。,,,BM.A,,TP1

15、,TP2,,,hAB=+1.022,,HB=?,TP3,TP4,R1,BM.B,兩次儀器高法水準測量,,,,,,,,觀測程序:后視尺黑面-前視尺黑面-前視尺紅面-后視尺紅面 即: 黑-黑-紅-紅.,4、水準測量成果整理,1、計算高差閉合差和允許閉合差 附合路線 fh= ∑h 測－（H終 － H始） 閉合路線 fh= ∑h 測 支水準路線 f

16、h= h 往+h 返閉合差允許值： ?h允=±40√L mm （平坦地區(qū)） ?h允=±10√n mm （丘陵地區(qū)）,,,4、計算各點的高程 H i+1=Hi+ hi’ i+1,2、滿足 ?h ? f h允計算高差改正數(shù),注： ? v與 ?h 大小相等，符號相反。,3.計算改正后高差(mm)改正后高差=每段實測高

17、差+每段高差改正數(shù)改正后高差總和應等于理論值(四)高程計算(m)水準路線的前點高程=后點高程-改正后高差,,,自動安平水準儀簡介,1、自動安平水準儀與一般水準儀的區(qū)別區(qū)別，粗平一樣，精平靠自動補嘗器來實現(xiàn)。2、安平原理及安平的精度同普通水準儀一樣3、基本構造同普通水準儀基本一樣4、使用方法同普通水準儀基本一樣,2-5 水準測量誤差注意事項,一、水準面曲率對水準測量的影響如教材4-3圖 所示：理論上前后尺和水準儀應

18、該在同一水準面，由于地面有起伏，前后尺和水準儀不在同一水準面所以水準面曲率對水準測量有一定的影響。hAB=a-b -△hAB△hAB=δa–δb通過公式可以看出前后距離相等可以消除水準面曲率對水準測量的影響。測量時注意前后視距。,二. 水準測量誤差 (一) 儀器誤差 (二) 觀測誤差 (三) 外界條件影響,三．注意事項,架儀器要注意前后視距大致相等尺墊只在轉點處使用讀數(shù)前要精平后視完畢轉向前視，一定要

19、重新精平再讀數(shù)，（切記不能動腳螺旋）視線要小于100米觀測時消除視差，儀器要安值在兩點中間，消除I角的影響。,,,4、領取儀器的地點：建工樓二樓227對面測繪工程實驗室。領取儀器時間1點30分，由薛樹強全面負責儀器領取，次序123456班（123456組），其他組在實驗室外等待，每組領取水準儀一臺，腳架一個，水準尺兩根，記錄本兩頁，鉛筆自備。所測數(shù)據(jù)不能用象皮檫，測量不允許涂改數(shù)據(jù)。測錯劃掉，從新測。5、每個組5-6人，組長全