水准测量原理和方法课件.ppt
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- 水准测量 原理 方法 课件
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1、二零零八年八月水准测量第 三 讲本本 次次 授授 课课目的和要求目的和要求本次授课的重本次授课的重点与难点分析点与难点分析 水准测量方法水准测量方法 水准成果计算水准成果计算 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 水准测量误差分析水准测量误差分析 水准测量方法水准测量方法 水准仪满足的条件水准仪满足的条件水准测量3.43.4水准测量方法水准测量方法3.4.13.4.1水准点水准点 为了统一全国高程系统和满足科研、测图、国家建设的需要为了统一全国高程系统和满足科研、测图、国家建设的需要,测绘部门在全国各地埋设了许多固定的测量标志,并用水准,测绘部门在全国各地埋设了许多固定的测量标志,并用水准测量
2、的方法测定了它们的高程,这些标志称为测量的方法测定了它们的高程,这些标志称为水准点水准点(Bench Bench MarkMark),常用),常用BMBM表示。表示。水准点有水准点有:永久点永久点临时点临时点 水准测量3.4.2 3.4.2 水准测量的方法水准测量的方法 连续水准测量原因:连续水准测量原因:当高程待定点离开已知点较远或当高程待定点离开已知点较远或高差较大时,仅安置一次仪器进行一个测站的工作就不能高差较大时,仅安置一次仪器进行一个测站的工作就不能测出两点之间的高差。这时需要在两点间加设若干个临时测出两点之间的高差。这时需要在两点间加设若干个临时立尺点,分段连续多次安置仪器来求得两
3、点间的高差。这立尺点,分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作为传递高程用的,称为些临时加设的立尺点是作为传递高程用的,称为转点转点,一,一般用符号般用符号TPTP表示。表示。水准测量A AP P前进方向hAP=h1+h2+h3HpHAhAP连续水准测量模拟h1h2h3hAP水准测量 在第一测站上的观测程序为:在第一测站上的观测程序为:安置仪器,使圆水准器气泡居中;安置仪器,使圆水准器气泡居中;照准后视照准后视(A(A点点)尺,并转动微倾螺旋使水准管气泡精确居尺,并转动微倾螺旋使水准管气泡精确居中,用中丝读后视尺读数中,用中丝读后视尺读数a1=2.036a1=2.036
4、。记录员复诵后记入手簿。记录员复诵后记入手簿。照准前视(即转点照准前视(即转点TP1TP1)尺,精平,读前视尺读数)尺,精平,读前视尺读数b1=1.547b1=1.547。记录员复诵后记入手簿,并计算出。记录员复诵后记入手簿,并计算出A A点与转点点与转点TP1TP1之间的高差:之间的高差:h1h12.036-1.547=2.036-1.547=0.4890.489填入高差栏。填入高差栏。水准测量手薄见表水准测量手薄见表观测要求观测要求水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。(2 2)为及时发现错误,通常采用)为及时发现错误,通常采用“两次仪器高法两次仪
5、器高法”或或 “双面尺法双面尺法”。两次仪器高法:高差之差两次仪器高法:高差之差h h-h-h5mm5mm水准测量水准测量BMAB2.0361.118TP1H H1 1=+0.918=+0.9180.869 TP2h h1 1=-0.318=-0.3181.187 TP31.495H H1 1=+0.417=+0.4171.0781.256h h1 1=-0.575=-0.5751.831前进方向水准测量水准测量3.4.33.4.3水准测量注意事项水准测量注意事项 由于测量误差是不可避免的,我们无法完全消除其影响。但由于测量误差是不可避免的,我们无法完全消除其影响。但是可采取一定的措施减弱其影
6、响,以提高测量成果的精度。同是可采取一定的措施减弱其影响,以提高测量成果的精度。同时应绝对避免在测量成果中存在错误,因此在进行水准测量时,时应绝对避免在测量成果中存在错误,因此在进行水准测量时,应注意以下各点:应注意以下各点:、观测前对所用仪器和工具,必须认真进行检验和校正。、观测前对所用仪器和工具,必须认真进行检验和校正。、在野外测量过程中,水准仪及水准尺应尽量安置在坚、在野外测量过程中,水准仪及水准尺应尽量安置在坚实的地面上。三脚架和尺垫要踩实,以防仪器和尺子下沉。实的地面上。三脚架和尺垫要踩实,以防仪器和尺子下沉。、前、后视距离应尽量相等,以消除视准轴不平行水准、前、后视距离应尽量相等,
7、以消除视准轴不平行水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。水准测量 、前、后视距离不宜太长,一般不要超过、前、后视距离不宜太长,一般不要超过100m100m。视线高度应使上、。视线高度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。、水准尺必须扶直不得倾斜。使用过程中,要经常检查和清除尺底、水准尺必须扶直不得倾斜。使用过程中,要经常检查和清除尺底泥土。塔尺衔接处要卡住,防止二、三节塔尺下滑。泥土。塔尺衔接处要卡住,防止二、三节塔尺下滑。、读完数后应再次检查气泡是否仍然吻合,否则应重读。、读完数后应再
8、次检查气泡是否仍然吻合,否则应重读。、记录员要复诵读数,以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有、记录员要复诵读数,以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错,不能用橡皮擦去而应在改正处划一横,在旁边注上改正后的数字。错,不能用橡皮擦去而应在改正处划一横,在旁边注上改正后的数字。、在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定、在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定性。性。水准测量3.4.43.4.4水准测量的检核方法水准测量的检核方法 1 1测站检核测站检核 为了确保观测高差正确无误,须对各测站的观测高差进行检核,这种为了确保观测高差正确无误,须对各测站的观测高差进行
9、检核,这种检核称为测站检核。常用的检核方法有两次仪器高法和双面尺法两种:检核称为测站检核。常用的检核方法有两次仪器高法和双面尺法两种:两次仪器高法两次仪器高法 两次仪器高法是在同一测站上用两次不同的仪器高度,两次测定高差。两次仪器高法是在同一测站上用两次不同的仪器高度,两次测定高差。即测得第一次高差后,改变仪器高度约即测得第一次高差后,改变仪器高度约10cm10cm以上,再次测定高差。若两次以上,再次测定高差。若两次测得的高差之差未超过测得的高差之差未超过5mm5mm,则取其平均值作为该测站的观测高差。否则需,则取其平均值作为该测站的观测高差。否则需重测。重测。双面尺法双面尺法 双面尺法是在一
10、测站上,仪器高度不变,分别用双面水准尺的黑面和双面尺法是在一测站上,仪器高度不变,分别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过红面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过5mm5mm,则取其平均值作为该,则取其平均值作为该测站的高差。否则需要重测。测站的高差。否则需要重测。水准测量两次仪器高法:两次仪器高法:立尺,尺中间安置水准仪,粗平立尺,尺中间安置水准仪,粗平 照准后视尺,精平,读数照准后视尺,精平,读数 照准前视尺,精平,读数照准前视尺,精平,读数 计算高差计算高差 变动仪器高(升或降大于变动仪器高(升或降大于10cm10cm)再观测)再观测 高差互差不大于高差互差不
11、大于5mm5mm时,取平均值时,取平均值水准测量双面尺法(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,粗平立尺,尺中间安置水准仪,粗平 瞄准瞄准后后视尺视尺黑黑面,精平,读数面,精平,读数 瞄准瞄准前前视尺视尺黑黑面,精平,读数面,精平,读数 瞄准瞄准前前视尺视尺红红面,精平,读数面,精平,读数 瞄准瞄准后后视尺视尺红红面,精平,读数面,精平,读数黑面:以零开始刻划黑面:以零开始刻划红面:一尺从红面:一尺从46874687开始刻划,另一尺从开始刻划,另一尺从47874787开始开始红黑面计算高差理论上相差红黑面计算
12、高差理论上相差0.1m0.1m水准测量2.2.路线检核路线检核 虽然每一测站都进行了检核,但一条水准路线是否有错还是没有保证。虽然每一测站都进行了检核,但一条水准路线是否有错还是没有保证。例如,在前、后视某一转点时,水准尺未放在同一点上,利用该转点计算的例如,在前、后视某一转点时,水准尺未放在同一点上,利用该转点计算的相邻两站的高差虽然精度符合要求,但这一条水准路线却含有错误,因此必相邻两站的高差虽然精度符合要求,但这一条水准路线却含有错误,因此必须进行路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种:须进行路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种:附合水准路线附合水准路线 水准路线从已知水准点水准路
13、线从已知水准点BM1BM1(起始点)出发,沿着待定点进行水准测量,(起始点)出发,沿着待定点进行水准测量,最后测到已知水准点最后测到已知水准点BM2BM2(终点),这样的水准路线称为附合水准路线。(终点),这样的水准路线称为附合水准路线。h h理理H H终一终一H H始始 (4)(4)实测的高差与已知高差一般不可能完全相等,其差值称为高差闭合差实测的高差与已知高差一般不可能完全相等,其差值称为高差闭合差fh:fh:(5)(5)(起终测HHhfh水准测量 闭合水准路线闭合水准路线 由由BM5BM5出发,沿环线进行水准测量,最后回到原水准点出发,沿环线进行水准测量,最后回到原水准点BM5BM5上,
14、称为上,称为闭合水准路线。闭合水准路线。路线上各点之间高差的代数和应等于零,即:路线上各点之间高差的代数和应等于零,即:h h理理0 (6)0 (6)如不等于零,则高差闭合差为:如不等于零,则高差闭合差为:(7)(7)支水准路线支水准路线 由一水准点由一水准点BM8BM8出发,既不附合到其他水准点上,也不自行闭合,出发,既不附合到其他水准点上,也不自行闭合,称为支水准路线称为支水准路线支水准路线要进行往返观测,往测高差与返测高差观测值的代数和支水准路线要进行往返观测,往测高差与返测高差观测值的代数和hh往往+h+h返理论上应为零。如不等于零,则高差闭合差为:返理论上应为零。如不等于零,则高差闭
15、合差为:(8)(8)返往hhfh测hfh水准测量3.53.5水准测量的成果计算水准测量的成果计算3.5.1水准测量的精度要求水准测量的精度要求 建筑工程中对水准测量的精度要求,一般规定为:建筑工程中对水准测量的精度要求,一般规定为:平地平地 (mm)(2.12)(mm)(2.12)山地山地 (mm)(2.13)(mm)(2.13)式中式中f fh h容为高差闭合差的容许值;容为高差闭合差的容许值;L L为水准路线长度,以为水准路线长度,以kmkm为单位;为单位;n n为水准路线测站数。当地形起伏较大,每为水准路线测站数。当地形起伏较大,每1km1km水准路线超过水准路线超过1616个测站时个测
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