水准测量仪器教学视频ppt课件

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 DS32.2 DS3水准仪和水准测量的水准仪和水准测量的工具工具 2.3 2.3 水准仪的使用水准仪的使用 2.4 2.4 水准测量的施测方法水准测量的施测方法 2.5 2.5 水准测量的内业计算水准测量的内业计算 2.6 2.6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 2.7 2.7 水准测量的误差及注意水准测量的误差及注意事项事项 2.8 2.8 其他水准仪简介其他水准仪简介2.1 水准测量原水准测量原理：理： 利用水准仪提利用水准仪提供水平视线，读取供水平视线，读取水准尺的读数，测水准尺的读数，测定两点间的高

2、差，定两点间的高差，由已知点高程推求由已知点高程推求未知点高程。如图：未知点高程。如图： hAB = a b HB = HA + hAB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 规定的的高差闭合差的允许值；规定的的高差闭合差的允许值； 用用fhfh允表示。允表示。 等外水准测量要求：等外水准测量要求： 平地：平地： fhfh允允40 40 （mmmm） LL水准路线的长度，单位水准路线的长度，单位kmkm。 山地：山地： fhfh允允12 12 （mmm

3、m） nn水准路线的测站数。水准路线的测站数。要求：要求： fh fhfh fh允允 Ln3 3、不同形式水准路线、不同形式水准路线fhfh的计算的计算 附和水准路线：附和水准路线： hh测测=h1+h2+h3+ + hn =h1+h2+h3+ + hn hh理理=H=H终终 H H始始 fh = hfh = h测测 - h- h理理= h= h测测- -（H H终终 H H始）始） 闭合水准路线：闭合水准路线： hh测测= h1+h2+h3+ + = h1+h2+h3+ + hn hhn h理理= 0= 0 fh = h fh = h测测 - h- h理理= h= h测测 支水准路线：支水准

4、路线： hh测测= h= h往往+ h+ h返返 hh理理= 0= 0 fh = h fh = h测测 - h- h理理= h= h往往+ h+ h返返 前往2.5 水准测量的内业计算水准测量的内业计算一、符合水准路线的内业计算一、符合水准路线的内业计算 如图为一符合水准路线：如图为一符合水准路线：kmLnh0 . 18575. 1111kmLnh2 . 112036. 2222kmLnh4 . 114742. 1333kmLnh2 . 216446. 1444AB123A、B为已知水准点，为已知水准点，HA =65.376m ， HB =68.623m点点1、2、3 为待测水准点，各测段高差

5、、测站数、为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图：距离见下图： 前进方向备注备注测段测段 点名 间隔 km测站数测站数实测高差实测高差 m改正数改正数 m改正后改正后的高差的高差 m高程高程 m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +3.315辅助辅助计算计算-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 . 5

6、40允kmL8 . 5mmLfh12符合水准测量成果计算表符合水准测量成果计算表1 1、计算闭合差：、计算闭合差：)(ABhHHhf)376.65623.68(315. 3m068. 02、检核：、检核：mmLfh40允mm968 . 540允hhff 故其精度符合要求。故其精度符合要求。3、计算改正数、计算改正数 分配原则：按与测段距离或测站数成正比，并分配原则：按与测段距离或测站数成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。ihillfv按距离：按距离：按测站数：按测站数：ihinnfv以第以第1测段为例，测段改正数为：测段为例，测段改

7、正数为：11llfvhm012. 0)8 . 5068. 0(检核：检核：hfv4、计算改正后高差、计算改正后高差iiivhh改检核：检核：ABiHHh改以第以第1 1测段为例，改正后的高差为：测段为例，改正后的高差为：mvhh563. 1012. 0575. 1111测改5、计算高程、计算高程改iiihHH1如：如：mhHHA939.66563. 1376.6511改检核：检核：mHHBB623.66(（已知）算）否则说明高程计算有误。否则说明高程计算有误。二、闭合水准路线成果计算二、闭合水准路线成果计算 1、计算闭合差：、计算闭合差： 2、检核：、检核： 3、计算高差改正数：、计算高差改正

8、数： 闭合水准路线的计算与附合水准路线基闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。本相同。测hfh允hhff ihillfvihinnfv 4、计算改正后高差： 5、计算各测点高程：iiivhh改改iiihHH1三、支水准路线成果计算三、支水准路线成果计算A1mhA357. 11（往）mhA396. 11（返）1、计算闭合差：、计算闭合差：返往hhfh2、检核：、检核：m021. 0396. 1375. 1mmnfh48161212允，故精度符合要求。3 3、计算高差取往、返测绝对值的平均值，其、计算高差取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）符号与往测相同）mhA386. 12)396.

9、 1375. 1 (14、计算高程、计算高程H1=186.785-1.386=185.399m(HA=186.785m)允hhff 前往2.6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正一、水准仪的主要轴线及应满足的条件一、水准仪的主要轴线及应满足的条件 主要轴线：视准轴主要轴线：视准轴CC 水准管轴水准管轴LL 仪器竖轴仪器竖轴VV 圆水准器轴圆水准器轴 几何关系：几何关系： 圆水准器轴圆水准器轴/仪器竖轴仪器竖轴 水准管轴水准管轴/视准轴视准轴 十字丝横丝十字丝横丝 竖轴竖轴LL 二、水准仪的检验和校正二、水准仪的检验和校正1、圆水准器的检验和校正、圆水准器的检验和校正目的：使圆水准器轴目的：使

10、圆水准器轴/仪器竖轴仪器竖轴检验：检验： 用脚螺旋使圆水准器气泡居用脚螺旋使圆水准器气泡居中；中； 望远镜旋转望远镜旋转180度。度。 若气泡仍居中，满足要求；若气泡仍居中，满足要求； 若气泡不居中，需进行校正。若气泡不居中，需进行校正。 校正：校正： 用脚螺旋调气泡偏离用脚螺旋调气泡偏离 值的一半；值的一半； 用圆水准器的校正用圆水准器的校正 螺旋再调一半。螺旋再调一半。 2 2、十字丝横丝的检校和校正、十字丝横丝的检校和校正 目的：使十字丝横丝目的：使十字丝横丝 竖轴竖轴 检验：检验： 精平仪器，十字丝横丝左边精平仪器，十字丝横丝左边 对准墙上标志点对准墙上标志点p p； 水平微动，水平微

11、动，p p点在横丝上移动，点在横丝上移动， 说明十字丝横丝位置正确；说明十字丝横丝位置正确； 否则需要校正。否则需要校正。 校正：校正： 松开十字丝的固定螺旋；松开十字丝的固定螺旋； 微微转动十字丝环座，微微转动十字丝环座， 至至p p点轨迹与横丝重合；点轨迹与横丝重合； 拧紧十字丝的固定螺旋。拧紧十字丝的固定螺旋。P十字丝固定螺旋十字丝固定螺旋3、水准管轴的检验与校正、水准管轴的检验与校正 目的：使水准管轴目的：使水准管轴/视准轴。视准轴。 检验：检验： 在平坦地面选相距在平坦地面选相距80m左右左右A、B两点，置水两点，置水 准仪于中点准仪于中点C，用变动仪器高法两次高差之，用变动仪器高法

12、两次高差之 差差3mm测定两点之间测定两点之间 的高差的高差h0=a1-b1； i角 视准轴与水准管轴之间的夹角； 前后视距相等可以消除。ABiia1a1b1C仪器搬仪器搬A点附近，测得高差点附近，测得高差 h = a2b2； 假设假设 h=h0，则水准管轴，则水准管轴/视准轴；视准轴； 假设假设 h不等于不等于h0，则存在，则存在i角。角。 如图：如图：022hab应 ABDbbi应22式中：式中：DAB 为为AB两点之间的距离两点之间的距离 206265 b2b2应ABiiia1a1a2b1C2 对于DS3水准仪，当 时，则需校正。02 i3、校正、校正 转动微倾螺旋，使转动微倾螺旋，使

13、（此时视准轴水（此时视准轴水平，水准管气泡不居中）。平，水准管气泡不居中）。 调节水准管校正螺丝，使符合气泡居中。调节水准管校正螺丝，使符合气泡居中。前往应22bb 误差来源：误差来源： 仪器误差仪器误差 + + 观测误差观测误差 + + 外界条件的影响外界条件的影响 一、仪器误差一、仪器误差 1、仪器校正后的残余误差、仪器校正后的残余误差主要是主要是i角误差。角误差。 （前后视距相等可消除）（前后视距相等可消除） 2、水准尺误差、水准尺误差 包括刻划不准、尺包括刻划不准、尺长变化、长变化、 尺身弯曲等误差。（作业前必须检尺身弯曲等误差。（作业前必须检验，前后视验，前后视 尺交替使用、测站数为

14、偶数可减弱尺交替使用、测站数为偶数可减弱或消除）或消除）2.7 水准测量的误差及注意事项水准测量的误差及注意事项二、观测误差二、观测误差 1、视差仔细调焦可消除）、视差仔细调焦可消除） 2、读数误差减小视线长度、读数、读数误差减小视线长度、读数认真果断）认真果断） 3、水准器泡居中误差符合后立即、水准器泡居中误差符合后立即读数）读数） 4、水准尺倾斜的影响认真扶尺、水准尺倾斜的影响认真扶尺、气泡居中）气泡居中）三、外界条件的影响三、外界条件的影响 1、仪器下沉踩紧脚架、减少观测时、仪器下沉踩紧脚架、减少观测时间）间） 2、尺垫下沉尺垫踩实、往返测取中、尺垫下沉尺垫踩实、往返测取中数）数） 3、

15、地球曲率和大气折光前后视距相、地球曲率和大气折光前后视距相等可消除）等可消除） 4、大气温度和风力打伞遮阳、选择、大气温度和风力打伞遮阳、选择好的天气）好的天气）前往精密水准仪精密水准仪主要用于一、二等水准测量和精密工程测量。主要用于一、二等水准测量和精密工程测量。特点：特点：1、结构精密、性能稳定、丈量、结构精密、性能稳定、丈量 精度高；精度高；2、望远镜放大率不小于、望远镜放大率不小于40倍；倍；3、水准管分划值为、水准管分划值为10/2mm；4、采用光学测微器读数，可直、采用光学测微器读数，可直 接到接到0.1mm，估读到，估读到0.01mm；5、配专用精密水准尺；、配专用精密水准尺；操

16、作方法与操作方法与DS3水准仪基本相同。水准仪基本相同。2.8 其他水准仪简介其他水准仪简介 自动安平水准仪 自动安平水准仪利用自动安平补偿器代替 水准管，使视准轴水平。特点：特点：1、视准轴自动安平；、视准轴自动安平；2、提高水准测量精度；、提高水准测量精度；3、减少操作步骤，、减少操作步骤， 提高工作效率。提高工作效率。 激光水准仪 激光水准仪有水准仪、 激光器、电源等组成。特点：特点：1、视准轴为一束、视准轴为一束 红色可见光。红色可见光。2、广泛应用于水平、广泛应用于水平 场地的测设、场地的测设、 大型设备安装。大型设备安装。前往 内置激光器、电源 1.1.水准测量中为什么要求前后视距相等？水准测量中为什么要求前后视距相等？ 2 2S3S3型水准仪有哪几条主要轴线？它们之型水准仪有哪几条主要轴线？它们之间应满