水准测量仪器教学视频课件.pptx
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1、2.1 水准测量原理:水准测量原理: 利用水准仪提供水平利用水准仪提供水平视线,读取水准尺的读数,视线,读取水准尺的读数,测定两点间的高差,由已测定两点间的高差,由已知点高程推求未知点高程。知点高程推求未知点高程。如图:如图: h hABAB = a = a b b H HB B = H = HA A + h + hABAB大地水准面大地水准面HibHBHAhAB前进方向前进方向高差法高差法Hi= HA+ aHB= Hi-b视线高法视线高法AB当当a b时,时,hAB 为正,为正,B高于高于A ;当当a b时,时, hAB 为负,为负,B低于低于A。 高差法高差法:利用高差计算高程。:利用高差
2、计算高程。(安置一次仪器测定一个前视点高程时采用)(安置一次仪器测定一个前视点高程时采用) 视线高法:视线高法:利用视线高计算高程。利用视线高计算高程。(安置一次仪器测定多个前视点高程时采用)(安置一次仪器测定多个前视点高程时采用) 水准测量所使用的仪器、工具:水准测量所使用的仪器、工具: 水准仪水准仪 水准尺水准尺 尺垫尺垫返回2.2 DS3水准仪和水准测量的工具水准仪和水准测量的工具一、水准仪一、水准仪1 1、水准仪的等级、水准仪的等级 DSDS0505、DSDS1 1、DSDS3 3、DSDS1010、 DSDS2020 D D大地测量仪器大地测量仪器 S S水准仪水准仪 数字数字 表示
3、仪器的精度,即每公里往、返表示仪器的精度,即每公里往、返 测得高差中数的中误差(测得高差中数的中误差(mmmm)。)。水准仪的作用是提供一条水平视线;水准仪的作用是提供一条水平视线; 工程测量中常使用工程测量中常使用DSDS3 3型水准仪,该仪器型水准仪,该仪器 标称精度为标称精度为3 3mmmm/ /kmkm。目镜目镜水准管目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉圆水准器校正螺钉微动螺旋微动螺旋制动螺旋制动螺旋对光螺旋对光螺旋物镜物镜准星准星缺口缺口水准管水准管圆水准器圆水准器三脚架三脚架脚螺旋脚螺旋2 2、DSDS3 3型水准仪的型水准仪的构造构造主要由主要由望远镜望远镜、水准器水准器、基座基座三部
4、分组成。三部分组成。微倾螺旋微倾螺旋(1 1)望远镜:用来瞄准远处的水准尺进行读数;)望远镜:用来瞄准远处的水准尺进行读数; 由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、 调焦螺旋组成;放大率一般为调焦螺旋组成;放大率一般为2530倍。倍。视准轴视准轴:物镜中心与十字丝交点的连线:物镜中心与十字丝交点的连线CCCC。图图23 内调焦望远镜构造内调焦望远镜构造 内调焦望远镜成像原理内调焦望远镜成像原理成象原理:成象原理: 目标经过物镜及调焦透镜的作用,目标经过物镜及调焦透镜的作用,在十字丝附近成一倒立实像,由于目在十字丝附近成一倒立实像,由于目标离望远镜的远近不同
5、,转动调焦螺标离望远镜的远近不同,转动调焦螺旋令调焦透镜在镜筒内前后移动,可旋令调焦透镜在镜筒内前后移动,可使其实像恰好落在十字丝平面上,再使其实像恰好落在十字丝平面上,再通过目镜将倒立的实像和十字丝同时通过目镜将倒立的实像和十字丝同时放大,这时倒立的实像成为倒立而放放大,这时倒立的实像成为倒立而放大的虚像。大的虚像。十字丝分划板(分上、下、中丝,十字丝分划板(分上、下、中丝,用中丝读取后视读数用中丝读取后视读数a,前视读数前视读数b,上、下丝为视距丝)上、下丝为视距丝)(2 2)水准器)水准器水准器的作用:整平仪器,水准器的作用:整平仪器,使视准轴处于水平位置。使视准轴处于水平位置。圆水准器
6、圆水准器 作用:作用:粗略整平粗略整平 结构:如图所示结构:如图所示 精度:一般为精度:一般为 8 8 1010/2/2mmmm (气泡中心偏离零点(气泡中心偏离零点2 2mmmm 所对的圆心角)所对的圆心角)管水准器管水准器 作用:作用:精确整平精确整平 结构:如图所示结构:如图所示 精度:一般精度:一般= 20/2mm= 20/2mm 水准管的分划值水准管的分划值: 气泡中心偏离零点气泡中心偏离零点2mm2mm所对的圆心角。所对的圆心角。 公式:公式: 分析:分析: R R越大,越大,越小,灵敏度越高。越小,灵敏度越高。 DSDS3 3 : R=20.6265 : R=20.6265米米
7、=20=20 R2 符合管水准器符合管水准器 符合水准气泡工作原理符合水准气泡工作原理123(3 3)基座)基座轴座轴座:承托仪器上部:承托仪器上部脚螺旋脚螺旋:调节脚螺旋使圆水准器气泡居中:调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板连接板:连接三脚架:连接三脚架组成组成 轴座轴座脚螺旋脚螺旋连接板连接板二、水准尺和尺垫二、水准尺和尺垫1 1、水准尺、水准尺塔尺塔尺 :可以伸缩,一般全长:可以伸缩,一般全长3m3m、5m5m, 用于用于等外水准测量等外水准测量。双面尺双面尺:不可伸缩,一般全长:不可伸缩,一般全长3m3m, 用于用于三、四等水准测量三、四等水准测量。2 2、尺垫、尺垫 仅在仅在转点处转
8、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。返回2.3 水准仪的使用水准仪的使用一、操作步骤一、操作步骤1 1、安置仪器、安置仪器 高度适中、架头大致高度适中、架头大致水平,固定仪器。水平,固定仪器。 2 2、粗略整平、粗略整平 目的:目的: 使圆水准气泡居中,使圆水准气泡居中, 视准轴粗略水平。视准轴粗略水平。 方法方法(如图所示):如图所示):3 3、瞄准水准尺、瞄准水准尺 目的:使目标和十字丝成像清晰。目的:使目标和十字丝成像清晰。 方法:方法: 初步瞄准初步瞄准(用准星对准目标)(用准星对准目标) 目镜调焦目镜调焦(使十字丝清晰)(使十字
9、丝清晰) 物镜调焦物镜调焦(使目标成像清晰)(使目标成像清晰) 精确瞄准精确瞄准(使纵丝对准目标)(使纵丝对准目标)注意:瞄准时应消除视差。注意:瞄准时应消除视差。视差:当目镜、物镜对光不够精细时,目标的影像视差:当目镜、物镜对光不够精细时,目标的影像 不在十字丝平面上,以致两者不能同时被看清。不在十字丝平面上,以致两者不能同时被看清。消除方法:仔细进行目镜、物镜调焦。消除方法:仔细进行目镜、物镜调焦。4、精确整平、精确整平目的:使水准管气泡居中,目的:使水准管气泡居中, 视准轴精确水平。视准轴精确水平。方法:调节微倾螺旋,使方法:调节微倾螺旋,使 气泡影像符合。气泡影像符合。5、读数、读数
10、用十字丝横丝在水准用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向读尺上按从小到大的方向读数,读取米、分米、厘米、数,读取米、分米、厘米、毫米(估读数)四位数字。毫米(估读数)四位数字。如图的读数如图的读数 0.860m注意:注意:读数前必须精平,读数前必须精平, 精平后立即读数。精平后立即读数。二、一个测站的水准测量工作二、一个测站的水准测量工作ABab1 1、安置仪器于、安置仪器于ABAB之间,之间, 立尺于立尺于A A、B B点上;点上;2 2、粗略整平;、粗略整平;3 3、瞄准、瞄准A A尺,精平、读数尺,精平、读数a a, 记录记录1.568m1.568m;4 4、瞄准、瞄准B B尺,精平、读
11、数尺,精平、读数b b, 记录记录1.471m1.471m;5 5、计算:、计算:h hABAB = a = a b = 1.568-1.471=0.115m b = 1.568-1.471=0.115m 即即B B点比点比A A点高点高0.115m0.115m。 h hBA BA = h hABAB= = 0.115m 0.115m,即,即 A A点比点比B B点低点低0.115m0.115m。三、概念三、概念1 1、测站:测量仪器所安置的地点。、测站:测量仪器所安置的地点。2 2、水准路线:进行水准测量时所行走的路线。、水准路线:进行水准测量时所行走的路线。3 3、后视、后视a a:水准路
12、线的后视方向。:水准路线的后视方向。4 4、前视、前视b b:水准路线的前视方向。:水准路线的前视方向。5 5、视线高程:后视高程、视线高程:后视高程+ +后视读数。后视读数。6 6、视距:水准仪至标尺的水平距离。、视距:水准仪至标尺的水平距离。7 7、水准点水准点(BM)(BM):水准测量的固定标志。:水准测量的固定标志。8 8、水准点高程:指标志点顶面的高程。、水准点高程:指标志点顶面的高程。9 9、转点(、转点(TP) TP) :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。水准点返回nihi12.4 水准测量的施测方法水准测量的施测方法一、连续水准测量一、连续水
13、准测量 当两点相距较远或高差较大时,需连续安置水准仪测当两点相距较远或高差较大时,需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差,最后取各个高差的代数和,可得到定相邻各点间的高差,最后取各个高差的代数和,可得到起终两点间的高差。起终两点间的高差。B 如图:如图:A A、B B两水准点之间,设两水准点之间,设3 3个临时性的转点。个临时性的转点。 h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 h hABAB= h1+h2+h3+h4= h1+h2+h3+h4ATP1TP2TP3a1b1a2b2a
14、3b3a4b4b2b4AA、B B两点高差计算的一般公式:两点高差计算的一般公式:h hABAB= = =niiiba1)(n n为测站数为测站数例:例:注意:为保证高程传递的准确性,在相邻测站的观注意:为保证高程传递的准确性,在相邻测站的观测过程中,必须使转点保持稳定(高程不变)。测过程中,必须使转点保持稳定(高程不变)。ATP1TP2TP32.142B1.2580.9281.2351.6641.4311.6722.074HA=123.446mHB大大 地地 水水 准准 面面测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视(后视(a a) 前视(前视(b b)高差高差 (m m)高程高程(m m)
15、备备注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 TP3 B 2.142 1.258+0.884 0.928 1.235-0.307 1.664 1.431 +0.233 1.672 2.074 -0.402计算计算检核检核 6.406 5.998测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视(后视(a a) 前视(前视(b b)高差高差 (m m)高程高程(m m)备备注注 0.4080.408 0.408123.446123.854水水 准准 测测 量量 手手 簿簿(一)、测站检核(一)、测站检核 目的:保证前后视读数的正确。目的:保证前后视读数的正确。方法:方法:变动仪器高法、双面尺法变动仪器高法
16、、双面尺法1 1、变动仪器高法、变动仪器高法 在同一测站上在同一测站上变动仪器高(变动仪器高(10cm10cm左右),左右),两次测出高差;其差值两次测出高差;其差值| |h | | 6mm,取其平取其平均值作为最后结果。均值作为最后结果。 (一)、测站检核(一)、测站检核 目的:保证前后视读数的正确。目的:保证前后视读数的正确。方法:方法:变动仪器高法、双面尺法变动仪器高法、双面尺法2 2、双面尺法双面尺法 采用黑红面的水准尺,利用双面的采用黑红面的水准尺,利用双面的零零点差点差检核观测质量。检核观测质量。校核项目:校核项目:同一根水准尺黑、红面的读数之差小同一根水准尺黑、红面的读数之差小于
17、于4mm4mm。黑、红面分别算出的高差之差小于黑、红面分别算出的高差之差小于 6mm6mm。合格后,取其高差平均值为最。合格后,取其高差平均值为最后成果。后成果。(二)、计算检核(二)、计算检核 目的:检核计算高差和高程计算是否正确。目的:检核计算高差和高程计算是否正确。 检核条件:检核条件: 如上表所示:如上表所示:ABHHhbamba408. 0)998. 5406. 6(mh408. 0mHHAB408. 0446.123854.123等式条件成立,说明计算正确。等式条件成立,说明计算正确。二、成果检核二、成果检核 水准测量时,一般将已知水准点和待水准测量时,一般将已知水准点和待 测水准
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