2-2009第2章水准测量1

1、 第二章第二章 水准测量水准测量 2.1 2.1 水准测量原理水准测量原理 2.2 2.2 水准测量仪器及工具水准测量仪器及工具 2.3 2.3 普通普通水准仪测量水准仪测量 2.4 2.4 水准测量水准测量成成果计算果计算 测定地面点高程的工作，称为高程测量。测定地面点高程的工作，称为高程测量。高程测量按高程测量按所使用的仪器所使用的仪器和和施测方法施测方法的不同，的不同，可以分为可以分为水准测量水准测量 三角高程测量三角高程测量 GPSGPS高程测量高程测量 气压高程测量气压高程测量大地水准面bHBHAhAB前进方向AB当a b时，hAB 为正，B高于A ；当a b时， hAB 为负，B低

2、于A。a2.1水准测量原理后视尺前视尺a为为后视读数后视读数，b为为前视读数前视读数。一、高差法水准测量原一、高差法水准测量原理理HA + a = HB +bHB- HA = a bhAB= a bHB = HA + hABb大地水准面HibHBHAhAB前进方向ABa后视尺前视尺HA + a = HB +bHB- HA = a bhAB= a bHB = HA + hAB原理：利用水准仪提供的一条水平视线，读取在后、前两根标尺上分别截得的读数，计算两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。 二、视线高法水准测量原理二、视线高法水准测量原理1、视线高的概念 aHHAI大地水准面HIbHBHAh

3、AB前进方向ABa后视尺HB= HI -b 高差法：利用高差计算高程。（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用） 视线高法：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） 水准测量所使用的仪器、工具： 水准仪 水准尺 尺垫一、水准仪1、水准仪的等级 DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20 D大地测量仪器 S水准仪 数字 表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（mm）。2.2 水准测量仪器及工具水准测量仪器及工具目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋2、DS3型水准仪的主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。构造

4、微倾螺旋（1 1）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数读数；视准轴：物镜中心 与十字丝交点的连线。（2）水准器）水准器 管水准器管水准器 （水准管水准管） 水准管的分划值水准管的分划值 ：水准管上一格水准管上一格(2mm)所对所对应的圆心角称为。应的圆心角称为。灵敏度：灵敏度：气泡在水准器中移动的灵敏程度。气泡在水准器中移动的灵敏程度。 R2R水准管圆弧半径，水准管圆弧半径，mm206265 DS3型水准管分划值为：型水准管分划值为：1020/2mm圆水准器圆水准器 符合水准器符合水准器（3）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

5、接三脚架组成 轴座脚螺旋连接板二、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。三、水准仪的使用三、水准仪的使用安置仪器安置仪器 高度适中、架头大致水平，固定仪器。高度适中、架头大致水平，固定仪器。 1 1、粗略整平、粗略整平 目的：目的： 方法：方法：2

6、 2、瞄准水准尺、瞄准水准尺方法：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：视差：当目镜、物镜对光不够精细时，目标的影像当目镜、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。3、精确整平、精确整平目的：目的：方法：方法：4、读数、读

7、数 注意：读数前必须精平， 精平后立即读数。 bc a2.3 普通水准测量普通水准测量1、水准点（、水准点（benchmark，缩写为，缩写为BM或或B.M） 一、水准测量的相关一、水准测量的相关 概念概念二、三等2.3 普通水准测量普通水准测量1、水准点（、水准点（benchmark，缩写为，缩写为BM或或B.M） 一、水准测量的相关一、水准测量的相关 概念概念、附合水准路线、附合水准路线 BMABMB12342、水准路线水准路线：进行水准测量时所经过的路线。：进行水准测量时所经过的路线。BMA1234. 闭合水准路线闭合水准路线 .支水准路线支水准路线123图3BMA3、测站测站：测量仪器

8、所安置的地点。：测量仪器所安置的地点。大地水准面HibHBHAhAB前进方向ABa后视尺前视尺6、一个测段：一个测段：在所布设的水准路线中，两个水准点在所布设的水准路线中，两个水准点之间的水准测量路线。之间的水准测量路线。7、视线高程视线高程：后视高程：后视高程+后视读数。后视读数。8、视距视距：水准仪至标尺的水平距离。：水准仪至标尺的水平距离。 9、转点转点：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。（一）、一个测站的水准测量工作（一）、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

9、整平；粗略整平；3 3、瞄准瞄准A A尺，精平、读尺，精平、读数数a a，记录；，记录；4 4、瞄准瞄准B B尺，精平、读尺，精平、读数数b b，记录，记录5、计算。计算。二、水准测量的外业实施二、水准测量的外业实施（二）、连续水准测量（二）、连续水准测量 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个临时性的转个临时性的转点。点。 h h1 1 =a =a1 1-b-b1 1 h h2 2 =a =a2 2-b-b2 2 h h3 3 =a =a3 3-b-b3 3 h h4 4 =a =a4 4-b-b4 4 h hABAB= h= h1 1+h+h2 2+h+h3

10、3+h+h4 4HB=HA+hhAB=h=a-bATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4A转点：水准测量中起传递高程作用的中间点。转点：水准测量中起传递高程作用的中间点。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，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 面面前进方向测测站站点号点号 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 ATP1TP1TP2TP2T

11、P3 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 ab0.4080.408 0.408123.446123.854水 准 测 量 手 簿已知三、水准测量检核三、水准测量检核（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。1 1、双仪器高法、双仪器高法 2、双面尺法、双面尺法 （

12、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。（三）、成果检核 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； 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。1、附合水准路线、附合水准路线 BMABMB1234起终HHh起终HHhfhBMA12342. 闭合水准路线闭合水准路

13、线 0 hhfh12图3BMA3、支水准路线、支水准路线 返往hh返往hhfh一般水准测量的容许高差闭合差为：一般水准测量的容许高差闭合差为：平地平地山地山地nfLfhh1240容容L水准路线的长度，单位水准路线的长度，单位km n水准路线的测站数水准路线的测站数检核的主要内容检核的主要内容 高差闭合差：高差的观测值与理论值之差； 用fh表示，即 fh=h测 - h理 要求：容hhffnfLfhh1240容容1hAB123前进方向HA=65.376mHB =68.623m2h3h4h)(始终测已测HHhhhfh1l2l3l4l一、附合水准路线的内业计算一、附合水准路线的内业计算 1、计算高差闭

14、合差及限差、计算高差闭合差及限差容hhff1h2.4 水准测量水准测量成成果计算果计算2、闭合差的调整、闭合差的调整hfNinihinNfh)(ihinNfhihinNfvihlLfihilLfv调整数值调整数值即高差改正数即高差改正数AB123前进方向1h)(11nl2h)(22nl3h)(33nl4h)(44nl21nnN21llL按距离：按测站数：3、计算检核、计算检核 hfviiivhh4、计算改正后的高差、计算改正后的高差5、计算检核、计算检核 始终理HHhhi6、计算未知点的高程、计算未知点的高程iiihHH1已推HH1h7、计算检核、计算检核AB123前进方向2h3h4h水准测量

15、成果整理实例水准测量成果整理实例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前进方向备注测段 点名 距离 km测站数实测高差 m改正数 m改正后的高差 m高程 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-

16、0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.420 +3.24765.37666.93968.96167.20368.623mmfh68mmmmfh968 . 540允mmLfh12附合水准测量成果计算表已知已知1、实测高差、实测高差247. 3376.65623.68理h2、理论高差、理论高差3、高差闭合差、高差闭合差4、容许值、容许值5、闭合差调整、闭合差调整6、计算检核、计算检核7、改正后的高差（实测高、改正后的高差（实测高差加改正数）差加改正数）8、计、计算检核算检核9、计算未知点的高程、计算未知点的高程（65.376+改正后高程改正后高程)10、计、计算检核算检核nhhhhhf21测已未已未hHH1234Ah1h2h3h3h5