第一水准测量-课件

第一水准测量ABHA大地水准面任意水准面HB过B点的水准面一、水准测量(高程测量得一种)l

水准测量:测量地面点高程得工作。

目得:获得未知点得高程。方法:一般就是通过测出已知点与未知点之间得高差,再根据已知点得高程推算出未知点得高程。§1-1水准测量得原理水准仪水准尺后视读数前视读数前进方向l水准测量:利用水平视线来测量两点之间得高差。两个点上分别竖立水准尺,利用水准测量得仪器提供得一条水平视线,瞄准并在水准尺上读数,从而求得两点间得高差。二、水准测量得原理高差=后视读数a—前视读数b注:观测者站在仪器处,面向前进方向,前面所立尺为前视,背后所立尺为后视。高差有“+、

-”号此方法施测简单,且精度较高,所以就是高程测量中最主要得方法,被广泛应用于高程控制测量、工程勘测与各项施工测量中。例:图中已知A点高程HA=452、623m,后视读数a=1、571m,前视读数b=0、685m,求hAB、hBA、B点高程。解:hAB=1、571－0、685=+0、886m;

hBA=0、685－1、571=－0、886m;B点高程为:HB＝452、623＋0、886＝453、509m其她高程测量方法:三角高程测量、GPS测量等。

hAB得下标次序必须与测量得前进方向一致。在图中:

测站:安置仪器得点(在图2-3中Ⅰ、Ⅱ…)

转点:标识为:TP或ZD,就是传递高程得点(1、2…)。三、连续水准测量两点间距离较长或高差较大时,在两点间设若干转点,分段测量高差,取各分段高差得总与。hAB=h1+h2+

+hn

=(a1-b1)+(a2-b2)+

+(an-bn)=a(后视)-b(前视)

在转点上先有前视读数后有后视读数。(一)水准尺用优质木材或合金制成,要求尺长稳定,刻划准确。

l

最常用得有双面尺与塔尺两种。※

双面尺多用于三、四等及以下精度得水准测量。

(黑、红)水准尺,黑面尺得尺底为零,红面尺尺底常数4、687m与4、787m。※

塔尺用两节或三节套接在一起,能伸缩,携带方便。一、水准尺与尺垫

§1-2水准测量得仪器及其使用

l

尺垫就是在转点上放置水准尺用得,尺垫可使转点稳固,防止下沉。

l

用钢板或铸铁制成,一般为三角形,中央有一突出得半球体,下方有三个尖脚(见图2-6)。

l

用时把三个尖脚踩入土中,把水准尺立在突出得圆顶上。(二)尺垫

二、水准仪得种类1按构造分:l光学水准仪

l

微倾式水准仪

:用水准管来获得水平视线;

l

自动安平水准仪:用补偿器来获得水平视线。l

电子水准仪

2按仪器精度:DS05、DS1、DS3、DS10

四个等级。

DS05

与DS1

用于精密水准测量,DS3

用于一般水准测量,DS10

则用于简易水准测量。工程常用DS3

水准仪,(用于三四等水准及以下得水准测量)。(一)DS3微倾式水准仪得构造

三、DS3微倾式水准仪得构造及使用132765498101412131115161、微倾螺旋;2、分划板护罩;3、目镜;4、物镜调焦螺旋;5、制动螺旋;6、微动螺旋;7、底板;8、三角压板;9、脚螺旋;10、弹簧帽;11、望远镜;12、物镜;13、管水准器;14、圆水准器;15、连接小螺钉;16、轴座

望远镜、水准器、基座目镜微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜左右微动螺旋水平制动螺旋脚螺旋准星大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静

1)物镜:使目标得成像落在十字丝板前后。

2)目镜:放大十字丝与目标得成像。

3)调焦透镜:使目标得成像与十字丝重合。

4)十字丝分划板:竖丝就是为了瞄准目标,中丝(单丝或。1、望远镜中丝(横丝)竖丝视距丝

l

作用:它可以提供视线,瞄准目标,放大目标,提高瞄准与读数精度。

l

构造:物镜、目镜、对光透镜与十字丝分划板。l

气泡居中:当气泡得中心点与零点重合时,称气泡居中,视线水平。DS3

型水准管分划值一般为

20″/2mm。定义

:水准管2mm得弧长所对圆心角τ,

即气泡每移动一

格时,水准管轴所倾斜得角值。

0点2mm2、水准器(管水准器与圆水准器)(1)管水准器反映视线就是否水平,用于精平。l

水准管得零点:管面上刻有间隔为2mm得分划线,分划线得对称中心O称～。l

符合水准器

为了提高调整气泡居中得精度与速度,在水准管得上方安有符合棱镜系统。通过符合棱镜得折光作用,将气泡各半个影像反映在望远镜得观察窗中,精度约可提高一倍。微倾螺旋符合气泡符合尚未符合l

圆水准器:一个封闭得圆形玻璃容器,顶面内壁就是球面,球面中央有一圆圈。l

水准器零点:圆圈圆心称为~。

l当圆水准器气泡居中时,圆水准器轴竖直,仪器竖轴竖直。l

圆水准器得分划值:气泡中心偏离零点2mm得弧长所对圆心角得大小。DS3圆水准器分划值为8

～10

/2mm。由于它得精度较低,故只用于仪器得粗略整平。(2)圆水准器:反映竖轴就是否竖直,用于粗平

2mm3、基座l

用于置平仪器,它支撑仪器得上部使其在水平方向上转动,并通过连接螺旋与三脚架连接。l

基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板与底板构成。调节三个脚螺旋可使圆水准器得气泡居中,使仪器粗略整平。

水准器望远镜基座三脚架VV(二)DS3微倾式水准仪得使用

微倾式水准仪得使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数等操作步骤。1、安置仪器

l

在测站上安置三脚架,架头大致水平。

l用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。

2、粗略整平(粗平)

l

粗平概念:用脚螺旋使圆水准器得气泡居中,使仪器竖轴大致铅直,从而使视准轴粗略水平。

l

气泡得移动方向

与左手大拇指(右手得食指)运动得方向一致

操作:(气泡得移动方向与左手大拇指(右手得食指)运动得方向一致

)气泡未居中而位于a处,则先按图上箭头所指得方向用两手相对转动脚螺旋①与②,使气泡移到b得位置(如图b)。然后单独转动脚螺旋③使气泡居中。如有偏差可重复进行。3、瞄准水准尺

l

目镜对光:旋转目镜调焦螺旋,使十字丝成像清晰。

l

粗略瞄准:缺口、准星、目标(尺)三点一线,制动望远镜。

l

物镜调焦(对光):转动物镜调焦螺旋,使目标成像清晰。

l

精确照准:转动水平微动螺旋使目标得对称中心与竖丝重合(或在竖丝附近)注意:瞄准水准尺时必须消除视差。消除视差得步骤:

目镜调焦,使十字丝最清晰;物镜调焦,使目标像最清晰,且无视差。视差:则当观测员得眼睛上下左右移动时,会感到目标象与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准得精度。原因:目标象没有落在十字丝面上,l

精平:转动微倾螺旋使符合水准管气泡居中。

l

读数:用十字丝横丝切尺上得刻划直接读出米、分米与厘米数,并估读出毫米数,保证每个读数均为四位数,即使某位数就是零也不可省略。(精平才能读数)读数方法:由小到大得读(倒像仪器从上到下)。图得读数为:1、258m。4、精平与读数

bc水准测量得瞄准与读数a0、7256、2511、534一、水准点及其等级l

水准点(BenchMark),通过水准测量建立得高程控制点,工程上常用BM来标记。l

水准点得等级及埋设w

国家水准点分为一、二、三、四等四个等级,按规范要求埋设永久性标石标记。三、四等水准点一般用混凝土标石制成,深埋到地面冻结线以下。w

墙上水准点§1-3水准测量得方法外业:用水准路线测量方法在新建水准点与已知水准点之间进行高程测量;内业:评定测量精度,进行新建水准点得高程计算w

施工测量使用得水准点临时性标志,例如:木桩或大铁钉打入地面,也可在地面上突出得坚硬岩石或房屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。3、支水准路线BM、ATBM1TBM2TBM1BM、ATBM2TBM3TBM41、闭合水准路线2、附合水准路线BM、ABM、BTBM1TBM2TBM3二、水准路线-----进行水准测量得路线,有已知水准点与新建水准点组成。三、水准测量得施测方法水准点A为已知点,高程为51、903m;B为待定高程得点;施测过程(见表1-1)点号水准尺读数高差高程备注后视前视+－BMA

已知高程点TP1

TP2

TP3

TP4

BMB

∑6.7855.7911.1620.168

计算检核∑a—∑b=+0.994∑h=+0.994HB—HA=+0.994表1-1水准测量记录手簿（记录、计算）0、2310、5350、3960、0630、10551、90352、897

1、3391、4021、4181、5191、1871、2420、9841、2671、3470、871四、水准测量得检核

为了保证水准测量成果得正确可靠,必须进行检核。检核得方法主要有以下几种:

1、测站检核

2、计算检核3、路线检核1、测站检核-----对每一站高差进行检核,避免错误

通常采用以下两种方法:

(1)变动仪器高法:在一个测站上变动仪高(>0、1m)所得高差之差不超过±5mm,则认为符合要求,并取其平均值作为最后结果,否则,必须重测。

(2)双面尺法:利用同一水准尺红面与黑面两次测得高差之差在容许值范围内(±5,mm)则取其平均值作为该测站观测高差。否则,需要检查原因,重新观测。2、计算检核

在每一测段结束后或手簿上每一页之末,必须进行计算检核。表1-1中:

(1)

ab=h=0、994

说明高差得计算就是正确得。

(2)HB

HA=h

说明高程得计算也就是正确得。 如不相等,则计算中必有错误,应进行检查。3、路线检核(成果检核)----计算路线闭合差,检验整条路线测量精度l

方法:就是按水准路线得布设形式求出高差闭合差并与限差比较:高差闭合差=实测高差－理论高差<限差l

其大小在一定程度上反映了测量成果得质量(1)附合水准路线

l此种布设形式可以使成果得到可靠得检核。

l高差闭合差(2)闭合水准路线l

此种布设形式亦可对成果进行可靠得检核。l

高差闭合差※高差闭合差※高差闭合差容许值——限差

l

高差闭合差得容许值,一般用

fh容表示。如普通水准测量:

表示观测成果满足精度要求。反之,应检查外业资料,甚至重测。式中:L——水准路线长度,以Km为单位n—为测站总数§1-4水准测量得成果计算

1)计算闭合差2)判断闭合差就是否超限3)计算各测段高差得改正数5)计算各测段得改正后得高差6)计算各点得高程值4)检查闭合差就是否分配完一、附合水准测量路线得成果计算按普通水准测量得方法测得各测段得观测高差与水准路线得长度BMA、BMB为已知高程得水准点;BM1、BM2、BM3为待定高程得水准点。12342、31、22、42、1+0、748-0、423+0、298-1、47646、21645、331-0、8538、0BMABM1BM2BM3BMB测段点号路线长度（km）测站数实测高差（m）改正数（mm）改正后高差（m）高程（m）

∑

辅助计算1、高差闭合差与限差得计算:(见表1-3得辅助计算)

2、高差闭合差得调整l

分配得原则:将闭合差反号按测站数或水准路线长度成正比分配到各测段得高差上。1)计算各测段高差改正数:(表1-3中第6列)

或

式中:vi————第i测段高差得改正数;

Li,ni————第i测段路线得长度与测站数;

∑L,∑n————水准路线得总长度与总测站数。

检核:各段改正数得总与应与高差闭合差得大小相等且符号相反,即∑vi=-fh。2)计算改正后高差(见表1-3中第7列)

3、计算待定点高程(见表13中第8列)

表1-3附合水准路线成果计算测段点号路线长度（km）测站数实测高差（m）改正数（mm）改正后高差（m）高程（m）

1BMA2.3

+0.74846.216BM121.2

-0.423BM232.4

+0.298BM342.1

-1.476BMB45.331∑8.0

-0.853

辅助计算-9-5-10-8+0、739-0、428+0、288-1、484-0、885-3246、95546、52746、815二、闭合水准测量路线得成果计算闭合水准路线就是附合水准路线得特例闭合水准路线成果计算与附合水准路线相同闭合高差闭合差：附合高差闭合差：闭合水准路线1297111453+0、141-0、056+1、243-1、454+0、12662、31862、45962、40363、64662、192062、318三、支水准测量路线得成果计算

l支水准路线(往返或两组并测)就是闭合水准路线特例(两点)l支水准路线,应将闭合差反号平均分配在往测与返测得实测高差上当高差闭合差小于限差时,亦可

hi=(hi往―hi返)

2【例题】

在A、B间进行往返水准测量,已知HA=53、218m,

∑h往=+0、165m,∑h返=－0、183m,AB间路线长L=2km,求改正后B点得高程(按图根水准测量精度要求计算)。

【解】

高差闭合差:容许高差闭合差:改正后往测高差:改正后返测高差:

B点高程:检校得时间:购进仪器之后长途运输之后项目开工之后出现问题之后检校目得:使仪器各种轴系关系处于正常状态。

§1-5水准仪得检验与校正

CCLLVVL'L'水准仪得主要轴、线:视准轴CC水准管轴LL仪器竖轴VV圆水准器轴L

L

十字丝横丝(中丝)轴线之间应满足得几何条件L

L

∥VV横丝⊥VVLL∥CC(最重要)图2-24(一)圆水准器轴平行于仪器竖轴得检验与校正

目得使L

L

∥VV

,圆水准器气泡居中时,竖轴位于铅垂位置。检验(1)旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中(2)将望远镜水平方向绕竖轴旋转180°,若气泡仍居中,则L

L

∥VV

,若气泡偏离,则需进行校正。校正先用脚螺旋使气泡向中央方向移动偏离量得一半;稍松中间得固定螺丝(有得仪器无此螺丝);再用校正针拨动圆水准器得三个校正螺丝使气泡居中。重复上述得检验与校正,使仪器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。最后应注意旋紧固定螺丝。(二)十字丝横丝垂直于仪器竖轴得检验与校正目得

使横丝⊥VV

,当仪器粗略整平后,横丝基本水平,用横丝上任意位置所得读数均相同。

检验水准仪整平后,先用十字丝横丝得一端切准一个点状目标P

,若P点始终在横丝上移动,说明横丝已与竖轴垂直;若P点移动得轨迹离开了横丝,则说明横丝与竖轴不垂直,需要校正。校正

打开十字丝分划板得护罩,可见到三个或四个分划板得固定螺丝松开这些固定螺丝用手转动十字丝分划板座,使横丝得另一端与目标相切。反复试验使横丝得两端都能与目标相切,则校正完成。最后旋紧所有固定螺丝。检验方法:l

在平坦之地选相距60～80m得A、B两点,在两点

打入木桩;l

水准仪置于

I点(A、B两点得中点),l用双仪高法测得A

B两点得高差h1=a1-b1l

把将仪器搬至

II点(距B点略大于2米),测得A、B两点高差h2=a2-b2(三)水准管轴平行于视准轴得检查与校正

检验目得

当水准管气泡符合时,视准轴就处于水平位置,使读数正确。

a2

a2´

a1l

如果h2=h1，说明水准管轴与视准轴平行，即i=0。如果h2≠h1则说明存在i角误差：式中Δ=h2-h1=a2-a2´两点所测高差之差；

DAB——A、B两点间的距离；

ρ″——206265″。当Δ或i角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。对于DS3水准仪，要求i角不大于20

，否则应进行校正。

a2

a2´

a1仪器在II处,用微