《测量水准测量》课件2.ppt
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1、第二章 水准测量112/11/2022第二章第二章 水准测量水准测量n本章讲解内容:本章讲解内容:1掌握水准测量原理、水准仪和水准尺的使用。2了解水准仪的构造。3熟练掌握五等水准测量方法。4熟练掌握单一水准线路测量成果的计算5理解微倾式水准仪的检验和校正方法6掌握水准测量误差及其消减方法7了解精密水准仪和水准尺8了解自动安平水准仪和激光扫平仪第二章 水准测量212/11/2022第二章第二章 水准测量水准测量n重点讲授重点讲授p 水准测量的原理,水准测量的原理,p DS3DS3水准仪的构造及使用,水准仪的构造及使用,p 五等水准测量施测方法及成果计算,五等水准测量施测方法及成果计算,p 水准测
2、量误差及其消减方法。水准测量误差及其消减方法。第二章 水准测量312/11/2022水准测量是目前高程测量中最常用、精度最高的测量方法。高程测量:测量地面点高程的工作。高程测量的方法有:水准测量水准测量 三角高程测量GPS卫星测高 气压高程测量引引 言言第二章 水准测量412/11/20222.12.1水准测量的原理水准测量的原理计算高差:计算高差:高差法高差法h hABAB=a-b=a-b 则:则:H HB B=H=HA A+h+hABAB =H =HA A(a-b(a-b)仪高法仪高法视线高:Hi i=HA A+aHB B+b 则:H HB B=H=Hi i-b-b第二章 水准测量512/
3、11/2022水准测量原理示意图HiHAahABHBbHA+aHB+b大地水准面水平视线前进方向AB第二章 水准测量612/11/20222.12.1水准测量的原理水准测量的原理计算高差计算高差例题例题 已知:已知:H HA A=34.248m,a=2.145m,b=1.684m,求B点高程。解:解:1 1、高差法、高差法 h hABAB=a-b=0.461m=a-b=0.461m H HB B=H=HA A+h+hABAB =34.248+0.461=34.709m2 2、仪高法、仪高法 H Hi i=H=HA A+a+a34.248+2.14536.393m H HB B=H=Hi i-b
4、-b36.393-1.68434.709m12/11/2022第二章 水准测量72.2 2.2 水准仪和水准尺水准仪和水准尺1 1、DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造2 2、水准尺和尺垫、水准尺和尺垫3 3、水准仪的使用、水准仪的使用第二章 水准测量812/11/20222.2 2.2 水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪水准仪按精度分为DS05、DS1、DS3三种型号水准仪水准仪是能够提供水平视线的仪器,主要由基座、照准部(包括望远镜、水准器)构成。望远镜:瞄准目标并在水准尺上读数。十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连线,称为视准轴视准轴 水准器:圆水准器,管水准器本节主要介绍本节主要
5、介绍DS3DS3型微倾式水准仪型微倾式水准仪第二章 水准测量912/11/20222.2.1 DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造第二章 水准测量1012/11/2022第二章 水准测量1112/11/2022望远镜望远镜1物镜 2目镜3十字丝分划板4分划板护罩 5对光透镜6物镜对光螺旋7分划板固定螺丝 8十字丝C16543278C2.2.1 DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造第二章 水准测量1212/11/20222.2.1 DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造望远镜成像原理望远镜成像原理F目标AB视准轴放大的虚倒立小实像调焦凹透镜物镜调焦螺旋物镜十字丝目镜第二章 水准测量1312/11/
6、2022水准器水准器水准管上每2mm弧长所对的圆心角称为水准管分划值,设以表示,分划值愈小,水准管的灵敏度也愈高。LLO2mmL1L1LLASCBO2.2.1 DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造第二章 水准测量1412/11/2022 水准器水准器水准管分划值水准管分划值=2/R=2/R*R为地球半径,以mm为单位,=206265管水准器管水准器:一般S1、S3型水准仪的水准管分划值分别为10/2mm及202mm,用于精平。圆水准器圆水准器:一般圆水准器的分划值约为8 10,用于粗平。2.2.1 DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造第二章 水准测量1512/11/20222.2.1 DS3D
7、S3型水准仪构造型水准仪构造 水准器水准器符合水准器符合水准器:可提高水准管气泡居中精度和速度。转动微动螺旋,使气泡两端影像吻合,气泡居中。abab微倾螺旋微倾螺旋(a)(b)(c)气泡第二章 水准测量1612/11/20222.2.1 DS3DS3型水准仪构造型水准仪构造 基座基座基座主要由轴座、脚螺旋和连接版基座主要由轴座、脚螺旋和连接版构成。构成。第二章 水准测量1712/11/20222.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫水准尺水准尺按材料可分为:木质、铝合金、玻璃钢。按形式分为:按形式分为:塔尺、折尺、直尺。按刻划面分为:按刻划面分为:单面尺和双面尺。双面尺通常一面为黑色另一面为红色。
8、两根尺黑面的起始读数为零,红面的起始读数则分别为4.687m和4.787m。第二章 水准测量1812/11/20222.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫尺垫:尺垫:在转点处放置水准尺,使用时,将尺垫踏实,水准尺立于突起的半球顶部。第二章 水准测量1912/11/2022尺垫的使用第二章 水准测量2012/11/20222.2.3 水准仪的使用 水准仪使用的五步骤水准仪使用的五步骤 安置水准仪安置水准仪粗略整平粗略整平瞄准水准尺瞄准水准尺精确整平精确整平读数读数第二章 水准测量2112/11/20222.2.3 水准仪的使用安置水准仪安置水准仪 打开三脚架并使其高度适中,目估使架头大致水平,然后
9、将三脚架尖踩入土中,将水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上。第二章 水准测量2212/11/20222.2.3 水准仪的使用粗略整平粗略整平 用脚螺旋将圆水准器的气泡调整居中。左手拇指规则:左手拇指规则:“左手拇指旋转脚螺旋的运动方向,就是气泡移动的方向”123132左右(a)(b)第二章 水准测量2312/11/20222.2.3 水准仪的使用瞄准水准尺瞄准水准尺 1、目镜对光 2、瞄准水准尺,拧紧制动螺旋 3、精确瞄准 4、消除视差第二章 水准测量2412/11/20222.2.3 水准仪的使用瞄准水准尺瞄准水准尺(关于视差视差)视差视差:在物镜调焦后,眼睛在目镜前上下作少量移动,有时会出现十
10、字丝与目标有相对运动。产生原因产生原因:目标通过物镜所成的像没有与十字丝平面重合。第二章 水准测量2512/11/20222.2.3 水准仪的使用瞄准水准尺瞄准水准尺(关于视差视差)后果:后果:视差将影响观测结果的准确性,必须消除。消除视差方法消除视差方法:仔细反复进行目镜和物镜调焦。十字丝分划板水准尺像第二章 水准测量2612/11/20222.2.3 水准仪的使用精确整平(精平)精确整平(精平)调整微倾螺旋,使气泡两端的影像符合。第二章 水准测量2712/11/20222.2.3 水准仪的使用读数读数 利用中丝在尺上读数,估读至毫米。13141516图215结果为:1.464m估读位禁止改
11、正估读位禁止改正第二章 水准测量2812/11/20222.2.3 水准仪的使用读数读数 56792341.6220.9952.2901.04612/11/2022第二章 水准测量29第二章 水准测量2.32.3水准测量方法水准测量方法1 1、水准点、水准点2 2、水准测量实施、水准测量实施3 3、水准测量检核、水准测量检核第二章 水准测量3012/11/20222.3.12.3.1水准点水准点用水准测量方法测定的高程控制点。水准点的标定:钢制、砼制、道钉、木桩。墙面水准点第二章 水准测量3112/11/20222.3.22.3.2水准测量实施水准测量实施水准测量通常是从一个已知高程的水准点开
12、始,按照一定的水准路线,引测出所需各点的高程。两点距离较近时,设站一次进行测量 两点相距较远或高差较大时,在中间设立若干转点,A、B两点间的高差是各高差之和。第二章 水准测量3212/11/20222.3.22.3.2水准测量实施水准测量实施水准测量实施 h1=a1-b1 h2=a2-b2 hn=an-bn hAB=h=a-bB点高程为:HB=HA+hAB=HA+a-b转点:转点:作为传递高程的过渡点,称为转点。第二章 水准测量3312/11/2022例:水准测量方法水准测量方法ABIVVTP1TP2TP3TP41.8520.6711.5360.6151.6240.6120.7131.6341
13、.2142.812HA=29.053HB2.3.22.3.2水准测量实施水准测量实施第二章 水准测量3412/11/2022三项检核:595.0ba595.0hhh595.0ABHH水准测量记录手簿表水准测量记录手簿表日期日期 2003年年6月月12日日 仪器型号仪器型号 DS3 仪器编号仪器编号 32654班级班级 交交02 组别组别 4 观测者:观测者:XXX 记录者:记录者:XXX点号水准尺读数(m)高差h(m)高程H(m)备注后视(a)前视(b)+A A1.8521.8521.1811.18129.053(29.053(已知已知)TP1TP11.5361.5360.6710.67130
14、.23430.2340.9210.921TP2TP21.6241.6240.6150.61531.15531.1551.0121.012TP3TP30.7130.7130.6120.61232.16732.167-0.921-0.921TP4TP41.2141.2141.6341.63431.24631.246-1.598-1.598B B2.8122.81229.64829.6486.9396.9396.3446.3443.114-2.519第二章 水准测量3512/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核测站检核测站检核(1 1)变动仪高法)变动仪高法(2 2)双面尺法)
15、双面尺法(3 3)倒立尺法)倒立尺法成果检核成果检核 第二章 水准测量3612/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核测站检核测站检核(1 1)变动仪高法)变动仪高法 立尺,尺中间安置水准仪,粗平 照准后视尺,精平,读数 照准前视尺,粗平,读数 计算高差 变动仪器高(升或降大于10cm)再观测,高差互差不大于5mm时,取平均值 第二章 水准测量3712/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核测站检核测站检核(2 2)双面尺法(黑面、红面):)双面尺法(黑面、红面):用双面尺,每尺均读黑、红面读数 立尺,尺中间安置水准仪,粗平 瞄准后后视尺黑黑面,精平,读
16、数 瞄准前前视尺黑面,精平,读数 瞄准前前视尺红红面,精平,读数 瞄准后后视尺红红面,精平,读数 黑面黑面:以零开始刻划;红面红面:一尺从4687开始刻划,另一尺从4787开始。红黑面计算高差理论上相差0.1m。(3 3)倒立尺法)倒立尺法 第二章 水准测量3812/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核成果检核成果检核1、水准路线布设形式:(1)附合水准路线;(2)闭合水准路线;(3)支水准路线。2、各种水准路线形式见下页各图:第二章 水准测量3912/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核成果检核(成果检核(1 1)附合水准路线)附合水准路线第二章
17、水准测量4012/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核成果检核:成果检核:(2)(2)闭合水准路线闭合水准路线第二章 水准测量4112/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核成果检核:(成果检核:(3 3)支水准路线)支水准路线第二章 水准测量4212/11/2022左图为青岛观象山国家左图为青岛观象山国家水准原点。水准原点。右图为国家水准网示意图右图为国家水准网示意图引引 言言第二章 水准测量4312/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核n成果检核方法:成果检核方法:高差闭合差fh观测值-理论值h测-h理产生原因:测量中存在各种
18、误差。高差闭合差限差fh容用来衡量成果的精度。若|fh|fh容|,则成果符合精度要求,可进行高差闭合差的调整与高程计算;否则检查原因,返工重测。第二章 水准测量4412/11/20222.3.32.3.3水准测量检核水准测量检核成果检核方法:成果检核方法:单一水准路线的高差闭合差如下表:图根水准测量四等水准测量平地山地)(20mmLfh容)(40mmLfh容)(6mmnfh容)(12mmnfh容水准路线 支水准 附合水准 闭合水准fh返往hh)(始终测h测h水准测量高差闭合差容许值fh容见下表12/11/2022第二章 水准测量45第二章 水准测量2.4 水准测量成果计算1、高差闭合差计算高差
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