二水准测量ppt课件

1、第二章第二章 水准丈量水准丈量n教学要求：教学要求：n1 1掌握水准丈量原理、水准仪的构造与掌握水准丈量原理、水准仪的构造与使用、水准丈量的施测、水准仪的检验和校使用、水准丈量的施测、水准仪的检验和校n 正、三四等水准丈量。正、三四等水准丈量。n2 2理解自动安平水准仪、精细水准仪和理解自动安平水准仪、精细水准仪和精细水准尺精细水准尺 第二章第二章 重难点重难点n重点：n水准丈量的原理n水准仪的使用n水准丈量的方法及成果整理n三四等水准丈量n难点：n三四等水准丈量 高程丈量概述高程丈量概述n高程丈量的方法：n 水准丈量n 三角高程丈量n 气压高程丈量。n高程系统n 采用“1985年国家高程基准

2、2-1 水准丈量原理水准丈量原理1、水准丈量的原理、水准丈量的原理n水准丈量的原理：水准丈量的原理：n 是利用水准仪是利用水准仪(level)(level)提供的水平视线提供的水平视线(horizontal sight)(horizontal sight)，读取竖立于两个点上的水，读取竖立于两个点上的水准尺准尺(leveling staff)(leveling staff)上的读数，来测定两点间上的读数，来测定两点间的高差，再根据知点高程计算未知点高程的高差，再根据知点高程计算未知点高程 2、根本概念、根本概念后视点 后视读数 前视点前视读数测站3、高程的计算方法、高程的计算方法 高差法高差法

3、 视线高法视线高法bahABABABHH hABABHHh aiAHH biHHB 2-2 水准仪和水准尺水准仪和水准尺n水准丈量所用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫 n水准仪按其精度可以分为等四个等级 ：n水准仪按其构造可以分为以下4类：n激光水准仪 电子水准仪 n自动安平水准仪 微倾式水准仪 一、水准仪的构造一、水准仪的构造n水准仪主要由三个部分组成：n 望远镜、水准器、 基座 1、望远镜、望远镜 望远镜主要由四大光学部件组成：物镜、调焦透镜、十字丝分划板、目镜，另外还包括一些调节螺旋。十字丝的交点与物镜光心的连线，称为视准轴 成像原理成像原理baC1AB1b234aC22、水准器、水准

4、器1管水准器管水准器轴 ：过零点做内圆弧的切线LL分划值：2mm弧长所对的圆心角 =2/R =20/2mm用微倾螺旋调节作用：精平仪器 2)圆水准器 圆水准器轴：过圆水准器零点的球面法线L0L0。分划值：一般为810 R愈大， 愈小，水准管的精度愈高 作用：粗平仪器 3、基座、基座n基座的作用是支承仪器的上部，用中心螺旋将基座连接到三脚架上 n主要作用：调节圆水准气泡二、水准尺和尺垫二、水准尺和尺垫n水准尺的品种n 直尺n 塔尺n 折尺 n 铟刚尺 n长度2-5m n尺垫n 尺垫是在转点处放置水准尺用的 三、水准仪的轴系及关系n轴系n视准轴CCn管水准器轴LLn圆水准器轴L0L0n竖轴VVn满

5、足的关系n圆水准器轴平行于仪器竖轴L0L0 VV n水准管轴应平行于视准轴LLCC n十字丝横丝应垂直与仪器竖轴 四、自动安平水准仪四、自动安平水准仪n自动安平水准仪：用补偿器替代水准器，自动安平水准仪：用补偿器替代水准器，能使仪器的视准轴，在能使仪器的视准轴，在1 12 2秒钟内自动、秒钟内自动、准确、可靠地安放在水平位置准确、可靠地安放在水平位置 。n满足条件：满足条件：f=s=zz0f=s=zz02-3 水准仪的使用水准仪的使用n微倾水准仪的使用n安顿仪器n粗平n瞄准n精平n读数n自动安平水准仪的使用n安顿仪器n粗平n瞄准n读数视差n视差呈现的现象：尺像晃动，读数不准。n产生视差的原因：

6、尺像没有准确落在十字丝面上。n消除视差的方法：重新调节目镜和物镜，进展认真对光。2-4 水准丈量的一般方法水准丈量的一般方法一、水准点BMBench Mark二、水准丈量的施行水准丈量的施行水准丈量的施行测站、测点、转点TPh1=a1-b1h2=a2-b2.hn=an-bnh=a-b 三、水准道路n水准道路：在水准点之间进展水准丈量所经过的道路，称为水准道路。n包括：附合水准道路、闭合水准道路和支水准道路。n 高差闭合差fhn定义：一条水准道路高差丈量值之和与高差理论值之和的差值 nfhh测h理n附合： fhh测H终H起n闭合： fhh测n支水准： fhh往h返n等外高差闭合差限差：(mm)L

7、40允fh)(n12mmfh允四、水准丈量的校核方法四、水准丈量的校核方法1、计算校核 ： h=a-b2、测站校核： 变仪器高法 双面尺法 3、成果检核：按三种道路形式| fh | fh允|成果合格| fh | fh允|成果不合格，返工重测五五 观测、记录、计算观测、记录、计算测站测站后视读数前视读数高差平均高差高程1A100.000B2BC3CD4DAabhh2-5水准丈量内业计算水准丈量内业计算 一、高差闭合差的计算 fhh测h理附合： fhh测H终H起闭合： fhh测支水准： fhh往h返等外高差闭合差限：(mm)L40允fh)(n12mmfh允二、高差闭合差的调整二、高差闭合差的调整

8、n 调整计算就是要将高差闭合差依照一定的规那么分配到各个测站所测得的高差中。n根本原那么：将高差闭合差按与测站数或道路长度成正比原那么反号分配到各段高差中去。nVifh/n*ni 合适山地nVifh/L*Li 合适平地n检核： fhV 三、计算改正后的各段高差 n改正后的高差n hi=hiVin检核：n hi=h理四、推算各未知点的高程四、推算各未知点的高程 nHi1Hi hin检核：n支水准道路：hh往 h 返/22-6 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 n水准仪满足的关系n圆水准器轴平行于仪器竖轴L0L0 VV n十字丝横丝应垂直与仪器竖轴 n水准管轴应平行于视准轴LLCC n一般检查

9、n 望远镜成像是否明晰，物镜和目镜的调焦螺旋是否灵敏，脚螺旋转动是否自如等。一、圆水准器的检校一、圆水准器的检校 n检验：圆水准气泡居中，旋转180，是否还居中？n校正：转动脚螺旋使气泡移回偏离的一半，然后拨动校正螺丝，使气泡居中或先用校正螺丝校正一半，再用脚螺旋整平 二、十字丝横丝的检校 n检验n校正三、水准管轴的检校三、水准管轴的检校 n在中点测：hAB=a1b1n在一端测：a应b2hABnia2 a应/S i20需要校正校正1 校正管水准器2 校正十字丝自动安平水准仪： 拨动十字丝环校正螺丝先松后紧让十字丝交点由a2 对准a应2-7水准丈量的误差分析水准丈量的误差分析 一 、仪器误差仪器

10、校正后的剩余i角误差： 原因： i角误差检校后的剩余值 方法：观测时注意使前、后视距相等水准尺误差： 水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等。 水准尺的零点差：一测段中采用偶数站到达方式予以消除 二 、观测误差 n 仪器整平误差仪器整平误差 ：m0.15 D/(2n 读数误差读数误差 ：m60/D/ n 仪器到标尺的间隔仪器到标尺的间隔 不超越米不超越米n 水准尺倾斜尤其注意前后倾斜水准尺倾斜尤其注意前后倾斜 n 视差的影响视差的影响 n 认真对光，消除视差认真对光，消除视差三、外界环境的影响 n 仪器和尺垫下沉:采用观测程序n 地球曲率影响： =D/(14R)n 前后视距相等来消除n 大气折光

11、影响： c= D/(2R) n 因而要求视线要高于地面0.3m以上，前后视距相等也可消减该影响 n 温度影响：观测时应注意撑伞遮阳 2-三、四等水准丈量三、四等水准丈量 n一三、四等水准丈量的技术要求等级路线长度（m）高差闭合差（mm）平地山地三等45124四等15206二三、四等水准丈量的操作和计算 1、测站观测程序 后黑前黑前红后红首先用步子量仪器到前后视距相等，安顿好仪器。 后视水准尺黑面，精平，读上、下、中丝读数，记入表中 (1)、(2)、(3)位置。 前视水准尺黑面，精平，读上、下、中丝读数，记入表 中(4)、(5)、(6)位置。 前视水准尺红面，精平后读中丝读数，记入表中(7)位置

12、。 后视水准尺红面，精平后读中丝读数，记入表中(8)位置 2 2、测站计算与检核、测站计算与检核 视距计算与检核注意单位为视距计算与检核注意单位为mm 后视距后视距(9)= (9)= 后后 下丝读数下丝读数(1)- (1)- 上丝读数上丝读数(2)(2)100100 前视距前视距(10)=(10)=前前 下丝读数下丝读数(4)- (4)- 上丝读数上丝读数(5)(5)100100 前、后视距差前、后视距差(11)= (11)= 后视距后视距(9)- (9)- 前视距前视距(10) (10) 要求：要求： 四等应四等应5m 5m ，三等应，三等应3m 3m 前、后视视距累积差前、后视视距累积差(

13、12)=(12)=上站上站(12)+(12)+本站本站 (11) (11) 要求：要求： 四等应四等应10m10m，三等应，三等应5m 5m 水准尺读数检核单位：水准尺读数检核单位：mm)mm)n 前尺黑、红面读数差(13)= 黑面中丝(6)+K1 红面中丝(7) n 要求：四等应3mm，三等应2 mm n 后尺黑、红面读数差(14)= 黑面中丝(3)+K2 红面中丝(8) n 要求：四等应3mm，三等应2 mm 高差计算与检核高差计算与检核n 黑面高差(15)=后视黑面中丝(3)- 前视黑面中丝(6)n 红面高差(16)=后视红面中丝(8)- 前视红面中丝(7)n 红黑面高差之差 (17)=

14、 黑面高差(15)-红面高差(16)0.1= (14) (13)n 要求:四等应5mm，三等应3 mm n高差中数 (18)= 黑面高差(15)+ 红面高差(16) 0.1/2 n测一站，算一站，算完美足限差要求后再搬站。 每页记录计算检核单位：m n 高差检核 n (3)- (6)= 15 n (8)- (7)= 16 n (15) (16)= 218 偶数站n =2(180.1 ) 奇数站 n视距检核n (9)- (10)= 末站 12 三三、四等水准的内业计算 n水准丈量成果处置是根据知点高程和水准道路的观测高差，求出待定点的高程值。 n四等附合或闭合水准道路高差闭合差的计算、调整方法与普通水准丈量一样。其高差闭合差的限差为： n 20 mmL为道路长，