水准仪的使用PPT课件

1、ABabhAB A、B两点间高差hAB为：hAB =a-b前进方向 A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。高差等于后视读数减去前视读数。第1页/共161页二、计算未知点高程二、计算未知点高程 1高差法ABabhAB前进方向大地水准面HAHBHB如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为：HB=HA+hAB第2页/共161页 2视线高法ABahAB前进方向大地水准面HAHBHBHi B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即 Hi=HA+a HB=Hi-bb C点高程也可以通过视线高程Hi来计算HC=Hi-bcCbcbb第3页/共161页上

2、述两种方法都是利用水准仪上述两种方法都是利用水准仪提供的一条水平视线，在后视提供的一条水平视线，在后视点高程已知的情况下，解决待点高程已知的情况下，解决待定前视点的高程问题。定前视点的高程问题。利用视线高法可以在已知一个后视主高程的情况下，较简便地测出数个前视点高程第4页/共161页水准测量的仪器与工具第5页/共161页 国产水准仪按其精度分，有国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及及DS10等几种型号。等几种型号。05、1、3和和10表示水准仪精度等级。表示水准仪精度等级。水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。第6页/共161页 DS3主要由望远镜、主要由望远镜、水准

3、器及基座三部分组水准器及基座三部分组成。成。一 、DS3微倾式水准仪的构造第7页/共161页第8页/共161页 1望远镜望远镜物镜目镜对光透镜 十字丝分划板 望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。第9页/共161页（1）十字丝分划板）十字丝分划板十字丝分划板十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。是为了瞄准目标和读数用的。上丝下丝中丝竖丝十字丝分划板第10页/共161页 （2）物镜和目镜）物镜和目镜 物镜和目镜多采用复合透镜组；物镜和目镜多采用复合透镜组； 目标目标经过物镜成像后形成一个倒经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像立而缩小的实像； 移动对光透镜，可使不同距离的目移动对光透

4、镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上；标均能清晰地成像在十字丝平面上； 再通过目镜的作用，便可再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目看清同时放大了的十字丝和目标影象标影象a ab b。第11页/共161页 （3）视准轴）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线，称十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴为视准轴CC。 视准轴的延长线即为视线。视准轴的延长线即为视线。 当视准轴水平时，用十字丝的中丝当视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数。在水准尺上截取读数。第12页/共161页2水准器水准器管水准器圆水准器第13页/共161页 （1）管水准器）管水准器 管水准器（亦称水

5、准管）用于精确整平仪器。管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。 水准管轴平行于视准轴。OLL第14页/共161页 水准管上水准管上2mm2mm圆弧所对的圆心角圆弧所对的圆心角，称，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20，记作20/2mm。第15页/共161页 为了提高水准管气泡居为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。中的精度，采用符合水准器。第16页/共161页 （2）圆水准器）圆水准器 气泡LL 过零点的球面法线LL，称为圆水准器

6、轴。 圆水准器轴LL平行于仪器竖轴VV。 气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值。第17页/共161页 3基座基座第18页/共161页二、水准尺和尺垫二、水准尺和尺垫 第19页/共161页 （1）塔尺塔尺第20页/共161页 两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，一根从4.687m开始，另一根从4.787m开始。在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常数4.687m或4.787m，这个常数称为尺常数，用K来表示。双面水准尺双面水准尺 尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白

7、相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。红面尺（也称辅尺）。 两面的刻划均为1cm，在分米处注有数字。第21页/共161页第22页/共161页第23页/共161页第24页/共161页2尺垫 尺垫是由生铁铸成。一般为三角形尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体，水准尺立尺垫上方有一突起的半球体，水准尺立于半球顶面。于半球顶面。 尺垫用于转点处。尺垫用于转点处。第25页/共161页第26页/共161页水准仪的使用第27页/共161页微倾式水准仪的基本操作程序为：一、安置仪器二、粗

8、略整平三、瞄准水准尺四、精确整平五、读数第28页/共161页一、安置仪器（1）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头大致水平。（2）从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。第29页/共161页 二、粗略整平 通过调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。具体操作步骤如下。 （1）如下图所示，用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋1和2，使气泡沿着1、2连线方向由a移至b （2）用左手按箭头所指方向转动脚螺旋3，使气泡由b移至中心。 整平时，气泡移动的方向与左手大拇指旋转脚螺旋时的移动方向一致，与右手大拇指旋转脚螺旋

9、时的移动方向相反。第30页/共161页图形：粗平的操作方法示意图 a a123b b312c c3122 2规律：规律： 气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。第31页/共161页第32页/共161页第33页/共161页 三、瞄准水准尺 （1 1）目镜调焦）目镜调焦 松开制动螺旋，将望远镜转向明亮的背景，转动目镜对光螺旋，松开制动螺旋，将望远镜转向明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。使十字丝成像清晰。 （2 2）初步瞄准）初步瞄准 通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。 （3 3）物镜调焦）物镜调焦 转动物镜对

10、光螺旋，使水准尺的成像清晰。转动物镜对光螺旋，使水准尺的成像清晰。 （4 4）精确瞄准）精确瞄准 转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。 （5 5）消除视差）消除视差第34页/共161页第35页/共161页第36页/共161页（二） 瞄准1 1方法：方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2 2视差：视差： 概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。 产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。 消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。反复交

11、替调节目镜和物镜对光螺旋。第37页/共161页图 形 ：水 准仪 读数 实例精确瞄准 bc a注意：竖丝的位置第38页/共161页四、精确整平精确整平简称精平。眼睛观察水准气泡观察窗内的气泡影像，用右手缓慢地转动微倾螺旋，使气泡两端的影像严密吻合。此时视线即为水平视线。微倾螺旋的转动方向与左侧半气泡影像的移动方向一致。 第39页/共161页（三）精平第40页/共161页 五、读数符合水准器气泡居中后，应立即用十字丝中丝在水准尺上读数。读数时应从小数向大数读，如果从望远镜中看到的水准尺影像是倒像，在尺上应从上到下读取。直接读取米、分米和厘米，并估读出毫米，共四位数。读数后再检查符合水准器气泡是否

12、居中，若不居中，应再次精平，重新读数。第41页/共161页图 形 ：水 准仪 读数 实例4. 4. 水准仪读数实例6.2526.2521.4771.4770.7250.725 bc a第42页/共161页五、读数 精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1 1方法：方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2 2规律：规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。 第43页/共161页第44页/共161页水准测量的外业施测方法与记录第45页/共161页一、水准点 我们将用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。 水准点记为BM (

13、Bench Mark)。 水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。第46页/共161页（一）永久性水准点国家等级永久性水准点建筑工地上的永久性水准点第47页/共161页国家等级永久性水准点第48页/共161页国家等级永久性水准点第49页/共161页建筑工地上的永久性水准点第50页/共161页（二）临时性水准点第51页/共161页BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH2356.437mH2458.392mH2553.168m水准点的“点之记录”第52页/共161页二、水准测量的施测方法 （一）简单水准测量的施测方法在一个测站上进行的水准测量第53页/共161页简单水准测量的施测方法A

14、BabhAB前进方向大地水准面HAHBHB第54页/共161页AHACHChAC大地水准面大地水准面D1000mBMABhAB12.500mDAB50m第55页/共161页 当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点间的高差。 这时需要在两点间加设若干个立尺点，这时需要在两点间加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。分段设站，连续进行观测。 提出问题： 解决方法： 加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它们只起传递高程的作用，故称之为转点，用TP（Turning Point）表示。第56页/共161页hAB=h1+ h2+ hn =(a a1 1-b-b1

15、1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+)+(a+(an n-b-bn n) = a-a- b b4.4.转点转点TP(turning point)TP(turning point)的概念的概念 若若A A、B B 两点间布设一些过渡点两点间布设一些过渡点（转点）（转点）1 1、2 2、3 3，将其分为，将其分为n n段，段，则用水准仪分别测得各段高差为则用水准仪分别测得各段高差为h h1 1， h h2 2 h hn n，则有：，则有：第57页/共161页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.

16、2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5第58页/共161页 相邻两水准点间的路线称为测段。（二）、路线水准测量的施测方法 在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。BMABMBh1h2h3h4123第59页/共161页1、水准路线布设形式主要有以下三种形式：1附合水准路线2闭合水准路线3支水准路线第60页/共161页BMABMBh1h2h3h4CDE （1）附合水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1、2、3进行水准测量，最后附合到另一已

17、知高程的水准点BMB所构成的水准路线，称为附合水准路线。第61页/共161页 （2）闭合水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BMA的环形路线，称为闭合水准 路线。BMAh1h2h3h4h51234第62页/共161页 （3）支水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。 BMA1hfhb第63页/共161页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.31

18、20.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h52、路线水准测量的施测方法第64页/共161页AHACHChAC大地水准面大地水准面D1000m 例 已知水准点BMA的高程 HA32.186m，现欲测定C点的高程HC，由于A、C两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。三、水准测量的记录第65页/共161页表2-1 水准测量手簿 日期：2003年5月14日天气：多云 仪器：DS3水准仪 地点：校内实训基地 观测：张鹏 记录：李翔

19、测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数第66页/共161页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1后视点前视点进行方向第67页/共161页测站 测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.79132.186TP11.223AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h1后视点后视读数前视读数前视点进行方向第68页/共161页2.测站检核 （1）变动仪器高法 在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（大于10cm），再测一次高差。两次所测

20、高差之差不超过容许值（例如等外水准测量容许值为5mm），则认为符合要求。取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。第69页/共161页 （2）双面尺法 仪器的高度不变，而分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测。这样可以利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如果不符值不超过规定的限差，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。 第70页/共161页测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h

21、1.9011.108进行方向第71页/共161页AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h11.9011.108TP2进行方向第72页/共161页测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.864TP20.450AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1TP2进行方向h22.3120.450后视点前视点后视读数前视读数第73页/共161页测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BM

22、A2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558第74页/共161页AHACHCHAC大地水准面D1000mTP1TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558第75页/共161页AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011

23、.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5第76页/共161页测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558TP22.077+1.211+1.2131.955TP30.866+1.2150.740TP32.413+1.512+1.5142.287TP40.901+1.5160.771TP4

24、0.418-1.932-1.9330.533BMC2.350-1.9342.467第77页/共161页hhACACAChHH m450. 3 AChm636.35 CH3.计算与计算检核 （1）计算 AC两点的高差等于各测站的高差总和，即则C点高程为：在本例题中：第78页/共161页 （2）计算检核 为了保证记录表中数据的正确，应对记录表中计算的高差和高程进行检核。 检查内容：检查内容：后视读数总和减前视读数总和高差总和C点高程与A点高程之差 以上这三个数字应相等。 否则，计算有错。第79页/共161页 1三、四等水准测量 三、四等水准测量，常作为小地区测绘大比例尺地形图和施工测量的高程基本控

25、制。第80页/共161页等级等级 路线长度路线长度/km 水准仪水准仪水准尺水准尺观观 测测 次次 数数 往返较差、附合往返较差、附合或环线闭合差或环线闭合差 与已知点联与已知点联测测符合或环线符合或环线平地平地/mm山地山地/mm三三50DS1因瓦因瓦往返各一往返各一次次 往一次往一次12 4DS3双面双面往返各一次往返各一次四四16DS3双面双面往返各一次往返各一次往一次往一次206LLnn注：L为水准路线长度（km）；n为测站数。三、四等水准测量的主要技术要求第81页/共161页等级等级路线路线长度长度/km水准仪水准仪水准尺水准尺视线视线长度长度/m观观 测测 次次 数数往返较差、附合

26、或往返较差、附合或环线闭合差环线闭合差与已知与已知点联测点联测符合或符合或环线环线平地平地/mm山地山地/mm等外等外5DS3单面单面100往返各往返各一次一次往一次往一次40 12Ln 2等外水准测量 等外水准测量又称为图根水准测量或普通水准测量，其主要用于测定图根点的高程及作工程水准测量之用。等外水准测量的主要技术要求 第82页/共161页五、三、五、三、 四等水准测量四等水准测量 1三、四等水准测量观测的技术要求 等级等级水准仪水准仪视线视线长度长度/m前后前后视距差视距差/m前后视距前后视距累积差累积差/m视线高度视线高度黑面、红黑面、红面面读数之差读数之差/mm黑面、红面黑面、红面所

27、测高差之差所测高差之差/mm三三DS110036三丝能读数三丝能读数1.01.5DS3752.03.0四四DS3100510三丝能读数三丝能读数3.05.0第83页/共161页 一个测站上的观测程序和记录 （1）瞄准后视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入表2-5中、位置； （2）瞄准前视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入表2-5中、位置； （3）瞄准前视红面尺，读中丝读数，记入表2-5中位置； （4）瞄准后视红面尺，读中丝读数，记入表2-5中位置。 一个测站上的这种观测程序简称一个测站上的这种观测程序简称“后后前前前前后后”或或“黑黑黑黑红红红红”。四等水准测量也可采用

28、。四等水准测量也可采用“后后后后前前前前”或或“黑黑红红黑黑红红”的观测程序。的观测程序。 第84页/共161页 3测站计算与检核 （1）视距部分 视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以100 。后视距离：100前视距离：100计算前、后视距差：计算前、后视距累积差：上站本站第85页/共161页水准测量的内业计算第86页/共161页二、水准路线(leveling line) 1 1闭合水准路线闭合水准路线(closed leveling line)(closed leveling line) 由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM1BM12 2附合水准路线附合水准路线(annexed lev

29、eling line)(annexed leveling line) 由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM2BM23 3支水准路线支水准路线(spur leveling line)(spur leveling line) 由已知点由已知点BM1BM1某一待定水准点某一待定水准点A A。 第87页/共161页图形：水准路线布设形式3.3.支水准路线支水准路线BMBM 1 1 2 2 1 1BMBM 2 2 3 3 4 41.1.闭合水准路线闭合水准路线2.2.附合水准路线附合水准路线BM1BM1BM2BM2 1 1 2 2 3 3第88页/共161页三、水准测量的实施（外业）三、水准测量

30、的实施（外业） 1 1、观测要求、观测要求 BMABMB1.4441.444 1.3241.324TP2h h2 2=+0.120=+0.1201.8221.8220.8760.876TP3h h3 3=+0.946=+0.9461.8201.8201.4351.435TP4h h4 4=+0.385=+0.3851.4221.4221.3041.304h h5 5=+0.118=+0.118前进方向1.1341.1341.6771.677TP1h h1 1=-0.543=-0.543两次仪器高法：高差之差h - h 5mm第89页/共161页 BMABMB1.444 1.324TP2h2=+

31、0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543图形：水准测量实施与记录对照图123BMA 1.134TP1 1.677 -0.543TP1 1.444 TP2 1.324 +0.120TP2 1.822 TP3 0.876 +0.946第90页/共161页 BMABMB1.444 1.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.13

32、41.677TP1h1=-0.543图形：水准测量实施与记录对照图123BMA 1.134TP1 1.677 -0.543TP1 1.444 TP2 1.324 +0.120TP2 1.822 TP3 0.876 +0.946第91页/共161页水准仪的安置及水准测量录像水准仪的安置及水准测量录像第92页/共161页 一、计算高差闭合差 1、附合水准路线各测段高差代数和应等于两个已知高程的水准点之间的高差，即: h理=H终-H始 各测段高差代数和与其理论值的差值，称为高差闭合差fh： fh=h测-（H终-H始） BMABMBh1h2h3h4123图2-17 附合水准路线第93页/共161页2、

33、闭合水准路线各测段高差代数和应等于零，即： h理 = 0如果不等于零，则高差闭合差为： fh = h测 BMAh1h2h3h4h51234图2-18 闭合水准路线第94页/共161页3、支水准路线往测高差与返测高差的代数和应等于零。如果不等于零，则高差闭合差为：fh = h往 + h返 （2-7）BMA1hfhb图2-19 支水准路线第95页/共161页各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则即认为观测结果不符合要求。第96页/共161页一、附合水准路线的计算 下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，A、B为已知高程的水准点，HA65.376m，HB68.623m，1、2、3

34、为待定高程的水准点。h11.575mh22.036mh31.742mh41.446mn18L11.0kmn212L21.2kmn314L31.4kmn416L42.2kmBMA123BMB4第97页/共161页点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789辅助计算 1填写观测数据和已知数据2第98页/共161页点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.

35、2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB辅助辅助计算计算第99页/共161页 2计算高差闭合差点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB5.8503.315辅助辅助计算计算mm68m068. 0m)376.65m623.68(m315. 3)( ABmhHHhW6第100页/共161页 根据附合水准路线的测站数及

36、路线长度求出每公里测站数，以便确定采用平地或山地高差闭合差容许值的计算公式。 在本例题中6 . 8km8 . 550 站站Ln站/km16站/km 故高差闭合差容许值采用平地公式计算。故高差闭合差容许值采用平地公式计算。 等外水准测量平地高差闭合差容许值Whp的计算公式为LWhp40 5第101页/共161页点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB5.850

37、3.315辅助辅助计算计算mm68m068. 0m)376.65m623.68(m315. 3)( ABmhHHhWmm96km8 . 54040 LWhphphWW成果合格9第102页/共161页 3调整高差闭合差 高差闭合差调整的原则和方法是： 按与测站数或测段长度成正比例的原则，将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上，得改正后高差。即ihinnWv ihiLLWv 式中 vi 第i测段的高差改正数（mm）； 、 水准路线总测站数与总长度； 、 第测段的测站数与测段长度。 n LiniL第103页/共161页在本例中，各测段改正数为：mm12km0 . 1km8 . 5mm6811 LL

38、Wvhmm14km2 . 1km8 . 5mm6822 LLWvhmm16km4 . 1km8 . 5mm6833 LLWvhmm26km2 . 2km8 . 5mm6844 LLWvh计算检核：hiWv 710第104页/共161页点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575 1265.376BMA111.2122.036 14221.4141.742 16332.2161.446 26BMB68.623BMB5.8503.31568辅助辅助计算计算mm68m068. 0

39、m)376.65m623.68(m315. 3)( ABmhHHhWmm96km8 . 54040 LWhphphWW成果合格将各测段高差改正数填入计算表第5栏内。912第105页/共161页 4计算各测段改正后高差 各测段改正后高差等于各测段观测高差加上相应的改正数，即iimivhh 式中 第 i 段的改正后高差（m）。ih第106页/共161页 本例题中，各测段改正后高差为：m563. 1m)012. 0(m575. 1111 vhhm022. 2m)014. 0(m036. 2222 vhhm758. 1m)016. 0(m742. 1333 vhhm420. 1m)026. 0(m44

40、6. 1444 vhh计算检核：ABiHHh 1013第107页/共161页点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575 121.56365.376BMA111.2122.036 142.022221.4141.742 161.758332.2161.446 261.420BMB68.623BMB5.8503.315683.427辅助辅助计算计算mm68m068. 0m)376.65m623.68(m315. 3)( ABmhHHhWmm96km8 . 54040 LWhp

41、hphWW成果合格将各测段改正后高差填入计算表第6栏内。12第108页/共161页 5计算待定点高程 根据已知水准点A的高程和各测段改正后高差，即可依次推算出各待定点的高程，即m939.66m563. 1m376.6511 hHHAm961.68m022. 2m939.66212 hHHm203.67m)758. 1(m961.68323 hHH)(43)(m623.68m420. 1m203.67已知已知推算推算BBHhHH 计算检核：最后推算出的B点高程应与已知的B点高程相等，以此作为计算检核。1315第109页/共161页点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数

42、/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575 121.56365.376BMA166.93911.2122.036 142.022268.96121.4141.742 161.758367.20332.2161.446 261.420BMB68.623BMB5.8503.315683.427辅助辅助计算计算mm68m068. 0m)376.65m623.68(m315. 3)( ABmhHHhWmm96km8 . 54040 LWhphphWW成果合格将推算出各待定点的高程填入计算表第7栏内。第110页/共161页小结： 1. 简单水准测

43、量与路线水准测量的区别； 2. 高差闭合差的概念； 3. 容许误差的概念； 4. 附合水准测量路线的平差计算第111页/共161页作业： P38 8题 补充题： 1、水准测量的校核方法有哪些？其作用分别是什么？ 2、水准测量的成果整理中，其闭合差如何计算？当闭合差不超过规定要求时，应如何进行分配？ 3、什么是高差闭合差？什么是容许误差？第112页/共161页二、闭合水准路线成果计算 闭合水准路线成果计算的步骤与附合水准路线相同。第113页/共161页hf2.532mhb2.520mBMA1三、支水准路线的计算 例 A为已知高程的水准点，其高程HA为45.276m，1点为待定高程的水准点，hf

44、和hb 为往返测量的观测高差。往、返测的测站数共16站，计算1点的高程。第114页/共161页bfhhhW 站站81621)(21 bfnnnmm3481212 nWhp 1计算高差闭合m)520. 2(m532. 2 mm12m012. 0 2计算高差容许闭合差测站数：因|Wh|Whp|，故精确度符合要求。第115页/共161页m526. 22m520. 2m532. 21 Ah11AAhHH 3计算改正后高差 取往测和返测的高差绝对值的平均值作为A和1两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即 4计算待定点高程m526. 2m276.45 m802.47 第116页/共161页四. .水准

45、测量成果整理步骤（一）计算高差闭合差(closing error) 理测hhfh公式：测理测hhhfh故对于闭合水准路线，有：)(始终测理测HHhhhfh对于附合水准路线，有：第117页/共161页（二）分配高差闭合差 适用于山区适用于平原区容容nfLfhh1240 。第118页/共161页2 2、分配原则、分配原则 （三）计算各待定点高程第119页/共161页小结：1. 闭合水准测量路线的平差计算步骤2. 往返水准测量路线的平差计算步骤第120页/共161页作业： P38 9题 补充题： 1、在A、B两点之间进行水准测量，得到满足精度要求的往、返测高差为=+0.005m，=-0.009m。已

46、知A点高程HA=417.462m，则.B点的高程为多少？第121页/共161页水准测量误差与注意事项第122页/共161页一、 测量误差的概念 测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为：系统误差和偶然系统误差和偶然误差。误差。一）系统误差(system error)1定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。第123页/共161页2特点：具有积累性，对测量结果的影响大，具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改

47、正或用一定的观测但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。方法加以消除。 例如：钢尺尺长误差、例如：钢尺尺长误差、 钢尺温度误差、水准仪视准轴误差、钢尺温度误差、水准仪视准轴误差、 经纬仪视准轴误差。经纬仪视准轴误差。第124页/共161页二）偶然误差 (accident error)1、定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。统计规律。第125页/共161页2、特点： （见图 ）（1 1）具有一定的范围。）

48、具有一定的范围。（2 2）绝对值小的误差出现概率大。）绝对值小的误差出现概率大。（3 3）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同，数学期限望等于零。即：）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同，数学期限望等于零。即： 此外，在测量工作中还要注意避免此外，在测量工作中还要注意避免粗差粗差(gross error)(gross error)（即：错误）的出现。（即：错误）的出现。 0limnn第126页/共161页图形：偶然误差分布频率直方图正态分布曲线四个特性：有界性，趋向性，对称性，抵偿性有界性，趋向性，对称性，抵偿性。 0limlim21nnnnn -21 -15 -9 -3 +3 +9 +15

49、 +21 -24 -18 -12 -6 0 +6 +12 +18 +24x= y误差分布频率直方图误差分布频率直方图第127页/共161页一、仪器误差一、仪器误差1、水准管轴与视准轴不平行误差水准管轴与视准轴不平行，虽然经过校正，仍然可存在少量的残余误差。这种误差的影响与距离成正比，只要观测时注意使前、后视距离相等，便可消除此项误差对测量结果的影响。2、水准尺误差由于水准尺刻划不准确、尺长变化、弯曲等原因，会影响水准测量的精度。因此，水准尺要经过检核才能使用。第128页/共161页二、观测误差1水准管气泡的居中误差水准管气泡的居中误差2 2估读水准尺的误差估读水准尺的误差3 3视差的影响误差视

50、差的影响误差4 4水准尺倾斜的影响误差水准尺倾斜的影响误差 第129页/共161页 1水准管气泡的居中误差 由于气泡居中存在误差，致使视线偏离水平位置，从而带来读数误差。为减小此误差的影响，每次读数时，都要使水准管气泡严格居中。 2估读水准尺的误差 水准尺估读毫米数的误差大小与望远镜的放大倍率以及视线长度有关。在测量作业中，应遵循不同等级的水准测量对望远镜放大倍率和最大视线长度的规定，以保证估读精度。第130页/共161页 3视差的影响误差 当存在视差时，由于十字丝平面与水准尺影像不重合，若眼睛的位置不同，便读出不同的读数，而产生读数误差。因此，观测时要仔细调焦，严格消除视差。 4水准尺倾斜的

51、影响误差 水准尺倾斜，将使尺上读数增大，从而带来误差。如水准尺倾斜330，在水准尺上1m处读数时，将产生2mm的误差。为了减少这种误差的影响，水准尺必须扶直。第131页/共161页 三、外界条件的影响误差1水准仪下沉误差由于水准仪下沉，使视线降低，而引起高差误差。如采用“后、前、前、后”的观测程序，可减弱其影响。2尺垫下沉误差如果在转点发生尺垫下沉，将使下一站的后视读数增加，也将引起高差的误差。采用往返观测的方法，取成果的中数，可减弱其影响。为了防止水准仪和尺垫下沉，测站和转点应选在土质实处，并踩实三脚架和尺垫，使其稳定。 第132页/共161页 3地球曲率及大气折光的影响 地球曲率和大气折光

52、的影响，可采用使前、后视距离相等的方法来消除。 4 4、温度的影响误差、温度的影响误差 温度的变化不仅会引起大气折光的变化，而且当烈日照射水准管时，由于水准管本身和管内液体温度的升高，气泡向着温度高的方向移动，从而影响了水准管轴的水平，产生了气泡居中误差。所以，测量中应随时注意为仪器打伞遮阳。第133页/共161页3地球曲率及大气折光的影响地球曲率及大气折光的影响大地水准面BAbababarfcHAHBRDc22 地球曲率对读数的影响地球曲率对读数的影响 大气折光对读数的影响大气折光对读数的影响 RDcr207. 071 地球曲率和大气折光的共同影响地球曲率和大气折光的共同影响 RDrcf24

53、3. 0 第134页/共161页二、注意事项由于视线不水平，水准尺未竖直，仪器转点下沉，估读不准确，外界条件干扰等因素对水准测量成果的影响。第135页/共161页在进行水准测量时，我们必须做到：保持前后视距大致相等；限制视线长度和高度；仪器脚架要踩稳，观测速度要快；估数要准确；检查塔尺相接处是否严密，消除尺底泥土；记录要原始，当场填清楚；数据反复核，书写要端正；操作按规程。第136页/共161页微倾式水准仪的检验与校正第137页/共161页普通水准仪的检验与校正 一、水准仪轴线应满足的几何关系 u 水准管轴水准管轴LLLL视准轴视准轴CCCCu 圆水准轴圆水准轴L LL L 竖轴竖轴VVVVu

54、 横丝要水平（即：横丝要水平（即：VVVV） CCLLVVLL第138页/共161页二.水准仪的检验与校正（一）圆水准器的检验与校正1、检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转180180，看气泡是否居中。看气泡是否居中。2、校正：用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半, , 再再用三个用三个“校正螺旋校正螺旋”，使气泡居中。，使气泡居中。 第139页/共161页（二）十字丝横丝的检验与校正 1、检验：整平后，用横丝的一端对准一固定点P，转动微动螺旋，看P点是否沿着横丝移动。 2、校正：旋下目镜处十字丝环外罩，转动左右2个“校正螺丝”。 第140页/共161页水准管轴平行于视准轴的检验与校正 1、检验方法 1）在C点处安置水准仪，用变动仪器高法，连续两次测出A、B两点的高差，若两次高差之差不超过3mm，则取两次高差的平均值hAB作为最