测量学课件：第3章 水准测量（网院）.ppt

1、1第三章 水准测量13.1 3.1 水准测量原理水准测量原理3.2 3.2 水准仪水准仪及其使用及其使用3.3 3.3 自动安平水准仪自动安平水准仪3.4 3.4 数字水准仪数字水准仪3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法3.6 3.6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正3.7 3.7 水准测量误差分析及注水准测量误差分析及注意事项意事项DS3水准仪的使用及水准仪的使用及其他水准仪的简介其他水准仪的简介水准测量原理与水准水准测量原理与水准测量的仪器及工具测量的仪器及工具 知知 识识 点点 一一水准测量与误差分析水准测量与误差分析2第三章 水准测量2水准测量原理与水准测量水准测量原理与水准测

2、量的仪器及工具的仪器及工具一、水准测量的一、水准测量的原理原理基本原理基本原理连续水准测量原理连续水准测量原理几个概念几个概念二、水准测量的仪器及二、水准测量的仪器及工具工具DS3DS3水准仪的结构水准仪的结构水准仪的主要轴线水准仪的主要轴线水准尺与尺垫水准尺与尺垫3第三章 水准测量3 hAB = a b HB = HA + hABHi大地水准面bHAHBhAB高差法Hi= HA+ aHB= Hi-b视线高法AB当a b时，hAB 为正，B高于A；当a b时， hAB 为负，B低于A。a前进方向视线高视线高后视点后视点前视点前视点后视尺前视尺关键词：水平视线 水准尺 高差，已知点高程 未知点的

3、高程。 基本原理基本原理高差hAB具有方向性。测定测定借助借助推算推算4第三章 水准测量4例1：设已知HA为45.123m，B为待求点。后视读数a=1.732m，前视读数b=1.243m，请问A、B两点哪点高，并求B点高程？解：1、hAB = HB-HA =a-b=1.732-1.243=0.489 0 由此可知，B点高于A点。 2、HB= HA+ hAB=45.123+0.489=45.612m 例2 ：例1中,若a=1.243m， b=1.732m，结果又如何？解：则hAB =-0.489 0 B点低于A点。HB= 44.634m5第三章 水准测量5u 高差法高差法：利用高差计算高程。 （

4、安置一次仪器测定一个点高程时使用）u 视线高法视线高法：利用视线高计算高程。 （安置一次仪器测定多个点高程时使用）常用于线路测量和施工放样测量（如下图）6第三章 水准测量6A、B两点相距较远或高差较大时，需连续水准测量。中间设置转点（TP），转点上放置尺垫。h1=a1b1， h2=a2b2， ， hn=anbn。hAB= h1 h2 hn= hihAB=aibi 连续水准测量连续水准测量 结论：结论：A A 、B B 两点间两点间的高差等于后的高差等于后视读数之和减视读数之和减去前视读数之去前视读数之和和 7第三章 水准测量71 1）测站：）测站：2 2）后视：）后视：3 3）前视：）前视：4

5、 4）视距：）视距：5 5）视线高程：）视线高程：6 6）转点：）转点：7 7）水准点：）水准点：8 8）水准点高程：）水准点高程：9 9）水准路线：）水准路线：测量仪器所安置的地点。测量仪器所安置的地点。水准路线的后视方向。水准路线的后视方向。水准路线的前视方向。水准路线的前视方向。水准仪至标尺的水平距离。水准仪至标尺的水平距离。视线的高度视线的高度=后视高程后视高程+ +后视读数。后视读数。水准测量中起传递高程作用的中间点。水准测量中起传递高程作用的中间点。水准测量的固定标志点。水准测量的固定标志点。指标志点顶面的高程。指标志点顶面的高程。进行水准测量时所行走的路线。进行水准测量时所行走的

6、路线。 几个概念几个概念 8第三章 水准测量8小结小结1 1、水准测量原理：水准测量原理： h hABAB = H = HB B-H-HA A= a-b= a-b2 2、连续水准测量：连续水准测量： hAB=aibi H HB B = = H HA A+ +hAB3 3、几个概念、几个概念 H HB B=H=HA A+h+hABAB =H=HA A+ a-b+ a-b 9第三章 水准测量9 DS3 DS3水准仪的结构水准仪的结构按精度分：按精度分：DS05DS05、 DS1DS1、 DS3DS3、 DS10DS10拓普康拓普康北光北光DZS3-1按自动化程度分：微倾式、自动安平、电子水准仪按自

7、动化程度分：微倾式、自动安平、电子水准仪 作用：为高差测量提供一条水平视线作用：为高差测量提供一条水平视线仪器：水准仪，工具：水准尺和尺垫。仪器：水准仪，工具：水准尺和尺垫。10第三章 水准测量10望远镜望远镜水准器水准器基座基座 主要有望远镜、水准器及基座三部分。主要有望远镜、水准器及基座三部分。 脚螺旋脚螺旋管水准器管水准器目镜目镜管水准器观察窗口管水准器观察窗口三角压板三角压板圆水准器圆水准器调焦螺旋调焦螺旋微动螺旋微动螺旋物镜物镜准星准星三脚架三脚架制动螺旋制动螺旋照门照门微倾螺旋微倾螺旋底板底板12第三章 水准测量12 组成物镜、物镜调焦螺旋、调焦透镜、十字丝分划板、目镜、目镜调焦螺

8、旋等。 视准轴CC物镜中心与十字丝分划板中心的连线。 水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。u 望远镜望远镜 物镜物镜物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋调焦透镜调焦透镜目镜目镜目镜调焦螺旋目镜调焦螺旋十字丝分划板十字丝分划板瞄准远处的水准尺并读数；瞄准远处的水准尺并读数；13第三章 水准测量13 倒像望远镜成像原理DS3水准仪放大倍数V=2814第三章 水准测量14u 水准器：圆水准器、管水准器水准器：圆水准器、管水准器 水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置否竖直的装置。管水准器用来指示视准轴是否水平；管水准器用来指示视准

9、轴是否水平；圆水准器用来指示竖轴是否竖直。圆水准器用来指示竖轴是否竖直。15第三章 水准测量15圆水准器轴线LL圆水准器零点 圆水准器轴线圆水准器轴线LLLL：通：通过内圆弧零点的球面法线。过内圆弧零点的球面法线。 其分划值为：其分划值为：881010 气泡居中时，气泡居中时，L LL L铅垂，铅垂，即圆水准器轴即圆水准器轴LLLL竖轴竖轴VVVV 。只用于仪器的概略整。只用于仪器的概略整平。平。（1 1）圆水准器）圆水准器16第三章 水准测量16（2 2）管水准器）管水准器 水准管轴水准管轴：过零点作水过零点作水准管圆弧的切线。准管圆弧的切线。当气泡居中当气泡居中, , 水准管轴水水准管轴水

10、平，即平，即管水准器轴管水准器轴LLLL望望远镜视准轴远镜视准轴CCCC，用于仪器用于仪器的精确整平。的精确整平。其分划值为：其分划值为：2020”/2mm/2mm 17第三章 水准测量17微倾式水准仪微倾式水准仪 安装一组符合棱镜：提高管水准气泡的居中精度安装一组符合棱镜：提高管水准气泡的居中精度 旋转微倾螺旋旋转微倾螺旋管水准气泡居中管水准气泡居中水平视线水平视线 18第三章 水准测量1812319第三章 水准测量19u 基座基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成组成 轴座脚螺旋连接板20第三章 水准测量20 水准仪的主要轴线水准仪的主要轴线 水准

11、仪的主要轴线：水准仪的主要轴线： 视准轴视准轴CCCC 水准管轴水准管轴LLLL 圆水准器轴圆水准器轴L LL L 仪器竖轴仪器竖轴VVVV 必须满足的几何条件：必须满足的几何条件： LL CCLL CC（精平）（精平） L LL L VVVV（粗平）（粗平） 十字丝横丝十字丝横丝VVVV如何操作才能满足如何操作才能满足仪器的几何条件？仪器的几何条件？VVCCLLLL21第三章 水准测量21 分类：单面尺、双面尺和塔尺。分类：单面尺、双面尺和塔尺。 分划：分划：1cm1cm或或0.5cm0.5cm，每，每10cm10cm处注有数字。处注有数字。 单面尺单面尺/ /塔尺塔尺 用于等外水准测量用于

12、等外水准测量 双面尺双面尺(1(1对对): A): A、B B尺，尺，黑面黑面03m红面，红面，A：4.6877.687m, , B尺尺4.7877.787m。 用于三、四等水准。用于三、四等水准。 水准尺和尺垫水准尺和尺垫如何判断红面起点如何判断红面起点是是46874687还是还是47874787？尺垫：其半球形顶部用来竖立水准尺尺垫：其半球形顶部用来竖立水准尺 仅在仅在转点处转点处竖立水准尺时使用；竖立水准尺时使用； 防止防止点位移动点位移动和和水准尺下沉水准尺下沉。22第三章 水准测量22放尺垫放尺垫注意：在已知点和待求点上不能放尺垫注意：在已知点和待求点上不能放尺垫。23第三章 水准测

13、量23 小小 结结1 1、水准仪的结构：望远镜、水准器、基座水准仪的结构：望远镜、水准器、基座 望远镜的成像原理、视准轴、视差的概念望远镜的成像原理、视准轴、视差的概念 水准器的作用水准器的作用2 2、水准测量的工具：水准尺与尺垫水准测量的工具：水准尺与尺垫 24第三章 水准测量243.1 3.1 水准测量原理水准测量原理3.2 3.2 水准仪水准仪及其使用及其使用3.3 3.3 自动安平水准仪自动安平水准仪3.4 3.4 数字水准仪数字水准仪3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法3.6 3.6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正3.7 3.7 水准测量误差分析及注水准测量误差分析及注意事

14、项意事项DS3水准仪的使用及水准仪的使用及其他水准仪的简介其他水准仪的简介水准测量原理与水准水准测量原理与水准测量的仪器及工具测量的仪器及工具 知知 识识 点点 二二水准测量与误差分析水准测量与误差分析25第三章 水准测量25DS3水准仪的使用及其他水准仪的使用及其他水准仪的简介水准仪的简介一、水准仪的使用一、水准仪的使用二、其他水准仪的简介二、其他水准仪的简介精密水准仪精密水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪电子水准仪电子水准仪26第三章 水准测量261. 1. 安置仪器安置仪器 一、水准仪的使用一、水准仪的使用粗略整平粗略整平安置仪器安置仪器瞄准瞄准读数读数精平精平27第三章 水准测量272

15、 2. . 粗平粗平方法：方法：对向转动对向转动脚螺旋脚螺旋1 1、2 2，使气泡移至，使气泡移至1 1、2 2方向的方向的中间，转动脚螺旋中间，转动脚螺旋3 3，使气，使气泡居中。泡居中。 目的目的：使圆水准气泡居中。使圆水准气泡居中。规律：气泡移动方向与左手大规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。拇指运动的方向一致。 28第三章 水准测量283. 3. 瞄准瞄准视差视差：眼睛上下移动，标尺眼睛上下移动，标尺成像与十字丝像之间相对移成像与十字丝像之间相对移动的现象。动的现象。原因：原因：目标的成像平面没有与十字丝分划板重合目标的成像平面没有与十字丝分划板重合。消除方法：消除方法：旋转

16、目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰。旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰。（反复对光）。（反复对光）。方法方法：目镜调焦：十字丝目镜调焦：十字丝清晰清晰粗瞄目标：拧紧止动螺旋粗瞄目标：拧紧止动螺旋物镜调焦：物像物镜调焦：物像清晰清晰精瞄目标：调微动螺旋精瞄目标：调微动螺旋什么是视差？产生的原因？什么是视差？产生的原因？如何消除？如何消除？29第三章 水准测量29望远镜对准天空望远镜对准天空（或明亮背景）（或明亮背景）旋转目镜调焦螺旋，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。使十字丝分划板清晰。30第三章 水准测量30望远镜对准标尺，望

17、远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋，旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰。使标尺像清晰。31第三章 水准测量314. 4. 精平精平 读数读数之前之前旋转微倾螺旋旋转微倾螺旋使水准管气泡符合，此时视使水准管气泡符合，此时视线（即视准轴）精确水平。线（即视准轴）精确水平。若为自动安平水准仪，此步若为自动安平水准仪，此步骤省略。骤省略。注意：每次读数前必须使水准管符合注意：每次读数前必须使水准管符合 微倾螺旋微倾螺旋32第三章 水准测量32 十字丝横丝十字丝横丝（即中丝）在水准尺上读数。（即中丝）在水准尺上读数。 读数按读数按由小到大由小到大（倒像的水准仪，应（倒像的水准仪，应由上而下由上而下进行；正像的进

18、行；正像的仪器，则仪器，则由下而上由下而上读），先读），先估读估读mmmm，后，后m m、dmdm、cmcm。 读数记录读数记录四位数四位数，以以mmmm为单位为单位。 黑面读数黑面读数a=1274a=1274（mmmm） 红面读数红面读数 b=5958b=5958（mmmm）5. 5. 读数读数33第三章 水准测量3334第三章 水准测量34 精密水准仪（精密水准仪（DS05DS05、DS1DS1）主要用于国家一、二等水）主要用于国家一、二等水准测量和高精度的工程测量中；准测量和高精度的工程测量中； 例如建构筑物的沉降观测，大型桥梁工程的施工测量例如建构筑物的沉降观测，大型桥梁工程的施工测量

19、和大型精密设备安装的水平基准测量等。和大型精密设备安装的水平基准测量等。 精密水准仪精密水准仪主要是指精密、自动安平、数字水准仪主要是指精密、自动安平、数字水准仪二、其他水准仪的简介二、其他水准仪的简介35第三章 水准测量35DS1DS1型精密水准仪型精密水准仪目镜调焦螺旋目镜调焦螺旋测微器读数镜测微器读数镜 粗平水准管粗平水准管物镜物镜物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋测微螺旋测微螺旋微动螺旋微动螺旋微倾螺旋微倾螺旋基座基座脚螺旋脚螺旋底板底板照门照门准星准星u 精密水准仪精密水准仪36第三章 水准测量36（3 3）楔形十字丝：能较精确地瞄准水准尺的分划。）楔形十字丝：能较精确地瞄准水准尺的分划。提供

20、精确的水平视线和精确的读数。提供精确的水平视线和精确的读数。（1 1）水准器：较高灵敏度，分划值为）水准器：较高灵敏度，分划值为1010/2mm/2mm。（2 2）望远镜：光学性能良好，放大倍数（）望远镜：光学性能良好，放大倍数（3838），视场亮度较高。），视场亮度较高。（4 4）平板玻璃光学测微器装置：可直接读取）平板玻璃光学测微器装置：可直接读取0.1mm0.1mm或或0.05mm0.05mm，估读，估读到到0.01mm0.01mm。（5 5）视准轴与水准轴：其联系相对稳定，受温度变化影响小。）视准轴与水准轴：其联系相对稳定，受温度变化影响小。u 特点特点37第三章 水准测量37 铟钢带

21、水准尺铟钢带水准尺 基辅分划：基本分划的注记从零基辅分划：基本分划的注记从零开始，辅助分划的注记从某一常开始，辅助分划的注记从某一常数数K开始开始，K称为基辅差称为基辅差（K=3.01550m）。）。 u 精密水准尺精密水准尺刻度精确刻度精确38第三章 水准测量38 （1 1）精平后，转动）精平后，转动测微测微螺螺旋，楔形丝精确夹准某一整旋，楔形丝精确夹准某一整分划线。分划线。 （2 2）读数时，将整分划值）读数时，将整分划值和测微器中的读数合起来。和测微器中的读数合起来。如：如：14865.5mm14865.5mm。 u 读数方法读数方法39第三章 水准测量39 自动安平水准仪自动安平水准仪

22、无无管水准器和微倾螺旋，只管水准器和微倾螺旋，只有有一个圆水准一个圆水准器。安置仪器时，器。安置仪器时，只要使只要使圆水准器的气泡居中后，借助一种圆水准器的气泡居中后，借助一种“补偿器补偿器”的特别装置，使视线自动处于水平状态。的特别装置，使视线自动处于水平状态。 自动安平水准仪自动安平水准仪 视准轴自动安平； 提高水准测量精度； 减少操作步骤，提高工作效率。u 特点特点 40第三章 水准测量40u 视线自动安平的原理视线自动安平的原理 41第三章 水准测量41 安置仪器 粗平 瞄准（等待24秒） 读数自动安平水准仪在结构和自动安平水准仪在结构和操作上与微倾水准仪操作上与微倾水准仪有何不同？有

23、何不同？u 自动安平水准仪的使用自动安平水准仪的使用 数字水准仪数字水准仪望远镜望远镜基座基座脚螺旋脚螺旋自动安平补偿器自动安平补偿器 电子水电子水准仪准仪调焦螺旋调焦螺旋制动、微动螺旋制动、微动螺旋行阵探测器：行阵探测器：识别水准尺上的条码，进行读数识别水准尺上的条码，进行读数调焦发送器：调焦发送器：计算概略视距值；计算概略视距值；补偿监视器：补偿监视器：监测安平补偿器的工作状态监测安平补偿器的工作状态分光镜：分光镜：将由物镜计入的光分为可见光和红外光将由物镜计入的光分为可见光和红外光（电子水准仪）（电子水准仪）1. 1. 组成组成圆水准器圆水准器44第三章 水准测量44 操作简便操作简便:

24、 :自动安平、自动观测、记录、自动显示结果。自动安平、自动观测、记录、自动显示结果。 观测时间短：避免了人为观测误差，提高精度。观测时间短：避免了人为观测误差，提高精度。 能与计算机数据通讯：进行后处理，实现测量工作自动化能与计算机数据通讯：进行后处理，实现测量工作自动化和流水线作业，大大提高工作效率。和流水线作业，大大提高工作效率。 必须配备条形码标尺。必须配备条形码标尺。2. 2. 特点特点45第三章 水准测量45 观测时，只需在人工完成安置与粗平、瞄准目标观测时，只需在人工完成安置与粗平、瞄准目标（条形编码水准尺）后，按下（条形编码水准尺）后，按下测量键测量键（一般在侧面）（一般在侧面）

25、后约后约3 34 4秒既显示出测量结果。其测量结果自动显秒既显示出测量结果。其测量结果自动显示，并可贮存在电子水准仪内或通过电缆连接存入示，并可贮存在电子水准仪内或通过电缆连接存入机内记录器中。机内记录器中。3. 3. 电子水准仪的使用电子水准仪的使用46第三章 水准测量4647第三章 水准测量47 小小 结结1 1、水准仪的操组步骤：水准仪的操组步骤： 安置仪器安置仪器 整平整平 瞄准瞄准 精平精平 读数读数 (脚螺旋脚螺旋) (消除视差消除视差) (每次读数前每次读数前) (从小到大从小到大)2 2、介绍了精密水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪介绍了精密水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪的

26、特点、操作方法。的特点、操作方法。 48第三章 水准测量483.1 3.1 水准测量原理水准测量原理3.2 3.2 水准仪及其使用水准仪及其使用3.3 3.3 自动安平水准仪自动安平水准仪3.4 3.4 数字水准仪数字水准仪3.5 3.5 水准测量方法水准测量方法3.6 3.6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正3.7 3.7 水准测量误差分析及注水准测量误差分析及注意事项意事项DS3水准仪的使用及水准仪的使用及其他水准仪的简介其他水准仪的简介水准测量原理与水准水准测量原理与水准测量的仪器及工具测量的仪器及工具 知知 识识 点点 三三水准测量与误差分析水准测量与误差分析49第三章 水准测量4

27、9水准测量与误差分析水准测量与误差分析水准点和水准路线水准点和水准路线水准测量实施水准测量实施 （外业）（外业）成果数据处理（内业）成果数据处理（内业）水准测量的成果实例水准测量的成果实例 一、水准测量一、水准测量二、水准测量误差分析及注意事项二、水准测量误差分析及注意事项50第三章 水准测量50水准点请勿水准点请勿碰动！碰动！水准点和水准路线水准点和水准路线 水准测量等级：一、二、三、四等与图根水准；一、二水准测量等级：一、二、三、四等与图根水准；一、二等为精密水准测量，三四等为普通水准测量。等为精密水准测量，三四等为普通水准测量。 水准点分为永久性和临时性两种。水准点分为永久性和临时性两种

28、。 1. 1. 水准点水准点水准测量通常是从水准水准测量通常是从水准点引测其它点的高程点引测其它点的高程51第三章 水准测量51绘制点之记绘制点之记 现场找明显标志，画出示意图，并注明尺寸作为水准现场找明显标志，画出示意图，并注明尺寸作为水准点资料。便于以后寻找。点资料。便于以后寻找。(5).绘制点位图 电电杆杆房房屋屋道道路路控制点控制点 D5D512.36m12.36m D5D58.75m8.75m52第三章 水准测量522.水准路线水准路线1 1）闭合水准路线）闭合水准路线TBM1BM.ATBM2TBM3TBM43）支水准路线）支水准路线BM.ATBM1TBM22）附合水准路线）附合水准

29、路线TBM2TBM3BM.ABM.BTBM12. 2. 水准路线水准路线4 4）水准网）水准网BMA12345653第三章 水准测量53 设置转点（设置转点（TPTP）：转点上放置尺垫，传递高程。）：转点上放置尺垫，传递高程。 测站检核有双仪高法和双面尺法。测站检核有双仪高法和双面尺法。 h hABAB= hi=ai= hi=aibibi 中间法中间法: :视距一般视距一般100m100m，最大为，最大为150m150m； 同一测站同一测站, ,不同仪高测高差两次不同仪高测高差两次（仪高变化应（仪高变化应10cm)10cm) ，高，高差之差差之差容许值（图根水准容许值（图根水准:6mm:6mm

30、），取中数为该站观测结果。），取中数为该站观测结果。否则应重测。否则应重测。1. 1. 双仪器高法双仪器高法 水准测量实施（外业）水准测量实施（外业）54第三章 水准测量54例：注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，转点必须保持固定不变，否则重测。TP1TP2TP310111554144413241604148818220876ABHA=123.446mHB大大 地地 水水 准准 面面前进方向11341677 Why？尺垫尺垫ATP1 a 置仪器于A、TP1约中间处，立尺于A、TP1点上； 计算：h1 = ab = 1.134-1.677=-0.543m b后视尺后视尺前视尺前

31、视尺前进方向前进方向ab 瞄准TP1前视尺，精平、读数b，记录1677m； 仪器高度变化10cm，同法测得 a =1.011，b =1.554 h1=-0.543, h1= h1- h1=06mm 粗平；瞄准后视尺A，精平、读数a，记录1134； 搬站：同法依次测出，数据记录如下表 计算高差的平均值： h1 = -0.543m。注意：（注意：（1 1）起始点只有后视读数，结束点只有前视读数，中间点既有后视读数又）起始点只有后视读数，结束点只有前视读数，中间点既有后视读数又有前视读数。有前视读数。 （2 2） ，只表明计算无误，不表明观测和记录无误，只表明计算无误，不表明观测和记录无误。123.

32、446124.64657第三章 水准测量57分别读取后、前视尺黑面和红面各一次，两次高差，进行检核。分别读取后、前视尺黑面和红面各一次，两次高差，进行检核。黑面读数高差：黑面读数高差：红面读数高差：红面读数高差：红黑面高差之差：红黑面高差之差：最后高差中数：最后高差中数：等外水准的观测顺序简称为等外水准的观测顺序简称为“后后后后前前前前”或或“黑黑红红黑黑红红”。2)100(mmhhh红黑黑黑黑bah红红红bahmm65)100(，等外水准红黑mmmmhhh普通水准的观测顺序简称为普通水准的观测顺序简称为“后后前前前前后后”或或“黑黑黑黑红红红红”。2. 2. 双面尺法双面尺法 58第三章 水

33、准测量58标尺标尺A的的尺常熟为尺常熟为4787，标尺标尺B的的尺常熟为尺常熟为4687.59第三章 水准测量59u在水准测量的施测过程中，测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差是否超限；u 计算检核只能发现每页计算是否有误；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。 成果数据处理（内业成果数据处理（内业）60第三章 水准测量60u计算高差闭合差计算高差闭合差：即高差的观测值与理论值之差； 用fh表示，即 fh=h测 - h理1 1）附合水准路线检核）附合水准路线检核 2 2）闭合水准路线检核）闭合水准路线检核 3 3）支水准路线检核）支水准路线检核 单位为单位为mmmm。L水准路线的长度，k

34、m。n水准路线的测站数u要求要求： fh fhfh fh允允。否则，分析原因，重新观测。否则，分析原因，重新观测u限差：限差：1. 1. 成果检核的主要内容成果检核的主要内容LfLfnfnfhhhh40 20 12 6 容容容容平地山地等外水准四等水准61第三章 水准测量612. 2. 闭合差闭合差f fh h的计算的计算1） 附和水准路线：附和水准路线： h测测=h1+h2+h3+ + hn h理理=H终终 H始始 fh = h测测 - h理理= h测测-（H终终 H始始）2） 闭合水准路线：闭合水准路线： h测测= h1+h2+h3+ + hn h理理= 0 fh = h测测 - h理理=

35、 h测测3） 支水准路线支水准路线： h测测= h往往+ h返返 h理理= 0 fh = h测测 - h理理= h往往+ h返返 BMABMB123h1h2h3h4h1BMA123h2h3h3h2h162第三章 水准测量623. 3. 分配高差闭合差并检验闭合差是否分配完全分配高差闭合差并检验闭合差是否分配完全高差闭合差按每一测段的测高差闭合差按每一测段的测站数或路线长成比例分配。站数或路线长成比例分配。hiihiihfLLfnnVi 或)( 4332321211检核hHHhHHhHHhHHBA判断判断fh fhfh fh容？容？hi = hi+ Vihfv注意：凑整，分配完全注意：凑整，分配

36、完全4. 4. 计算各未知高程点的高程计算各未知高程点的高程63第三章 水准测量631、附合水准路线的内业计算、附合水准路线的内业计算 如图为一符合水准路线：A、B为已知水准点，HA =65.376m ， HB =68.623m，点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图： kmLnh0 . 18575. 1111kmLnh2 . 112036. 2222kmLnh4 . 114742. 1333kmLnh2 . 216446. 1444AB123前进方向 水准测量的成果实例水准测量的成果实例 64第三章 水准测量64备注备注测段测段 点名点名距离距离kmkm测站数测站数实测高

37、差实测高差m m改正数改正数m m改正后的高改正后的高差差 m m高程高程m m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +3.315辅助计算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.420 +3.247mmfh68)376.65623.68(315. 3mmmmfh968 . 540允kmL8 . 5mmLfh12附合水准测量成果计算表已知已知68.96167.20368.62366.93965.37665第三章 水准测量6

38、5 1）. 计算闭合差： 2）. 检核： 测hfh允hhff ihillfvihinnfv 4）. 计算改正后高差： 5）. 计算各测点高程：iiivhh改改iiihHH1u闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。3）. 计算高差改正数：2、闭合水准路线成果计算、闭合水准路线成果计算66第三章 水准测量663、支水准路线成果计算、支水准路线成果计算1）. 计算闭合差：返往hhfh2）. 检核：m021. 0396. 1375. 1mmnfh48161212允，故精度符合要求。3）. 计算高差（取平均值，其符号与往测相同）mhA386. 12)396.

39、 1375. 1 (14）. 计算高程H1=186.785-1.386=185.399m(HA=186.785m)允hhff 1AmhA357. 11（往）mhA396. 11（返）n = 16n = 16站站67第三章 水准测量67 仪器误差仪器误差 1. 1. 仪器校正后的残余误差仪器校正后的残余误差主要是主要是i i角误差。角误差。 （前后视距相等前后视距相等可消除）可消除） 2.2. 水准尺误差水准尺误差 包括刻划不准、尺长变化（或零点差）、包括刻划不准、尺长变化（或零点差）、 尺身弯尺身弯 曲等误差。（作业前必须检验，曲等误差。（作业前必须检验，前后视尺交替使用、测站数为偶数前后视尺

40、交替使用、测站数为偶数可减弱或消除）可减弱或消除）二二 水准测量的误差及消减方法水准测量的误差及消减方法DS3水准仪误差来源： 仪器误差 + 观测误差 + 外界条件的影响 68第三章 水准测量68 仪器残余误差主要表现为水准管轴与视准轴不平行（主要表现为水准管轴与视准轴不平行（i i角误差）角误差）abababABii当存在当存在i i角误差时，角误差时，)( )()(bababbaabahAB只有前后视距相等时，只有前后视距相等时，a=ba=b，i i角对高差的影响为零。角对高差的影响为零。中间法观测的目的：中间法观测的目的：消除水准管轴与视准轴不平行误差消除水准管轴与视准轴不平行误差消除地

41、球曲率对高差的影响消除地球曲率对高差的影响消除大气折光的影响消除大气折光的影响69第三章 水准测量69 观测误差观测误差 1. 1. 视差（视差（仔细调焦仔细调焦可消除）可消除） 2. 2. 读数误差（读数误差（减小视线长度、读数认真果断减小视线长度、读数认真果断） 3. 3. 水准气泡居中误差（严格水准气泡居中误差（严格符合后立即读数，操作中不用手扶仪器符合后立即读数，操作中不用手扶仪器） 4. 4. 水准尺倾斜的影响（水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中认真扶尺、气泡居中） 外界条件的影响外界条件的影响 1. 1. 仪器下沉（仪器下沉（踩紧脚架、减少观测时间踩紧脚架、减少观测时间） 2.

42、2. 尺垫下沉（尺垫下沉（尺垫踩实、往返测取中数尺垫踩实、往返测取中数） 3. 3. 地球曲率和大气折光（地球曲率和大气折光（前后视距相等前后视距相等可消除）可消除） 4. 4. 大气温度和风力（大气温度和风力（打伞遮阳、选择好的天气打伞遮阳、选择好的天气）水准尺倾斜时，水准尺倾斜时，标尺的读数怎标尺的读数怎样变化？样变化？70第三章 水准测量70 自动安平水准仪和数字水准仪的误差自动安平水准仪和数字水准仪的误差 圆水准器位置不正确误差圆水准器位置不正确误差 补偿器误差补偿器误差 如果不正确，则竖轴倾斜如果不正确，则竖轴倾斜, ,与补偿器共同形成水平面倾斜误差，与补偿器共同形成水平面倾斜误差，

43、是系统误差，影响精密水准，而对普通水准无影响。是系统误差，影响精密水准，而对普通水准无影响。 措施：校正。措施：校正。 主要是主要是补偿性能误差和补偿性能误差和补偿器的安置误差。出厂时补偿器的安置误差。出厂时0.20.2， 0.30.3。 措施：避磁场。措施：避磁场。71第三章 水准测量71 视准轴误差视准轴误差 分光学和电子分光学和电子i i角，受温度、磁场，望远镜调焦影响。数字角，受温度、磁场，望远镜调焦影响。数字水准仪一般是指温度水准仪一般是指温度2020、目标无穷远的话的、目标无穷远的话的i i角。角。 措施：中间距离法，仪器检校。措施：中间距离法，仪器检校。 十字丝分划板与十字丝分划

44、板与CCD传感器光敏面不一致的误差传感器光敏面不一致的误差 除十字丝分划板上十字丝外，光敏上的除十字丝分划板上十字丝外，光敏上的“十字丝十字丝”用于电子用于电子读数。二者位于望远镜系统的焦面上，且严格重合。读数。二者位于望远镜系统的焦面上，且严格重合。 措施：送厂家检校。措施：送厂家检校。72第三章 水准测量721. 1. 水准测量的实施水准测量的实施 为了确保观测质量，每一测站必须测站检核，方法有变仪为了确保观测质量，每一测站必须测站检核，方法有变仪高法和双面尺法。高法和双面尺法。2. 2. 数据处理数据处理 计算闭合差：计算闭合差：fhfh=h=h测测 - h- h理，理， fh fhfh fh允允 计算高差改正数：计算高差改正数：hiihiihfLLfnnVi 或 计算各未知高程点的高程计算各未知高程点的高程hi = hi+ Vi3. 3. 水准测量的误差分析及消减误差的方法水准测量的误差分析及消减误差的方法仪器误差、观测误差、外界条件的影响仪器误差、观测误差、外界条件的影响方法：中间法、偶数站观测等方法：中间法、偶数站观测等小 结小 结