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1、第二章 水准测量,第二章 水准测量,2.1水准测量原理 2.2水准仪及其使用 2.3水准测量方法 2.4水准仪的检查和校正 2.5水准测量误差分析,水准测量的基本原理,hAB = ab HB= HA+ hAB,水 准 仪 与 水 准 尺,第二章 水准测量,2.1水准测量原理 2.2水准仪及其使用 2.3水准测量方法 2.4水准仪的检查和校正 2.5水准测量误差分析,水准仪：,为水准测量提供水平视线的仪器。 常用的水准仪 精密水准仪 DS05 、 DS1 普通水准仪 DS3 、DS10,一、水准仪结构,水准仪结构,1、望 远 镜,2、水准器,是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。,圆水准器,分
2、划值：830/2mm,长 水 准 管,长水准管的作用：精确整平,分划值：30/2mm,符合水准器,二、水 准 尺,黑面起点 0.000和0.000米 红面起点 4.687和4.787米,三、水准仪的使用,安置：安置三脚架和水准仪 粗平：使圆水准器气泡居中 瞄准：粗瞄和精瞄 精平：使长水准管气泡居中 读数：用中丝读数,水准仪的使用,安置：安置三脚架和水准仪,水准仪的使用,2、粗平：使圆水准器气泡居中,气泡移动方向与左手大拇指移动方向相同,水准仪的使用,3、照准：粗瞄、对光、精瞄和消除视差,水准仪的使用,4、精平：使长水准管气泡居中,水准仪的使用,5、读数：用中丝读数,1.272,0.712,四、
3、DSZ3型自动安平水准仪,f - 组合焦距 s - 补偿器到分 划板的距离 - 倾斜视线 - 水平视线偏转角 n - 补偿系数,即：,安置一“补偿器”实现自动安平的。,五、水准仪认识与实习（实验一）,实验目的 （1）了解DS3型水准仪的基本构造，认清主要部件的名称、性能和作用。 （2）练习水准仪的正确安置、照准和读数。 方法和步骤： （1）安置仪器 （2）认识仪器部件 （3）粗略整平 （4）水准仪操作 （5）观测练习,第二章 水准测量,2.1水准测量原理 2.2水准仪及其使用 2.3水准测量方法 2.4水准仪的检查和校正 2.5水准测量误差分析,连续中间水准测量,hAB= h =h1+h2 +
4、 =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab,HB=A + hAB,h hAB,水准测量校核及精度,1、测站校核： 在一个测站上观测两次高差，两次高差不符值应在允许范围内。 方法有变仪器高法和双面尺法。,水准路线布设形式,水准路线布设形式,1、闭合水准路线,h= h测,水准路线布设形式,2、附合水准路线,h= h测 -（H终-H始),水准路线布设形式,3、支水准路线,h= h往+ h返,水准路线布设形式,4、水准网,普通水准测量线路闭合差允许值：,h允=40L mm （平坦地区） L路线长度，km h允=10n mm（丘陵地区） n测站数,水准测量的外业实施,1,BM1,TP1,1.563
5、,0.986,+0.577,19.431,2,TP1,A,A,1.762,1.828,0.066,3.325,2.814,+0.511,+0.511,水准测量的外业实施,H BM1=19.431 H BM2 = 21.121,一、水准测量的内业计算步骤,1、计算高差闭合差和允许闭合差 附合路线 fh= h 测（H终 H始） 闭合路线 fh= h 测 支水准路线 fh= h 往+h 返 闭合差允许值： h允=40L mm （平坦地区） h允=10n mm （丘陵地区）,水准测量的内业计算步骤,3、计算改正后高差 hi i+1 = hi i+1 + i,4、计算各点的高程 H i+1=Hi+ hi
6、 i+1,2、满足 h f h允计算高差改正数,注： v与 h 大小相等，符号相反。,例1：水准测量的内业计算,0.004 0.008 0.008,0.515 2.799 1.624,19.431,19.946,22.745,21.121,BM1,A,B,BM2,244,0.511 2.791 1.632,10,1.670,0.020,1.690,fh=1.670(21.12119.431)=20(mm) fh允=31(mm),例：已知水准点IV1的高程H始 = 21.453 m，IV2点的高程H终 = 25.006m，求各点平差后高程。,例2：水准测量的内业计算,（1）高差闭合差的计算,f
7、h= h测 -（H终-H始） = 3.528 -（25.006 -21.453）= - 0.025 m,例2：,（3）计算各点改正后的高差,h1= h1 + 1 h2= h2 + 2 h3= h3 + 3 h4 = h4 + 4,（4）计算各点的高程,例2：,二、普通水准测量实习（实验二）,任务：已知：H BM1=19.431，分别测定A点的高程。,致用楼,外业注意几点：,架仪器要注意前后视距大致相等 尺垫只在转点处使用 读数前要精平 后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数，（切记不能动脚螺旋） 视线要小于100米,水准测量实习外业记录,1,2,A,3.325,2.814,+0.511,+0.
8、511,水准测量的内业计算,0.004 0.008 0.008,0.515 2.799 1.624,19.431,19.946,22.745,21.121,BM1,A,B,BM2,244,0.511 2.791 1.632,10,1.670,0.020,1.690,fh=1.670(21.12119.431)=20(mm) f h允=31(mm),第二章 水准测量,2.1水准测量原理 2.2水准仪及其使用 2.3水准测量方法 2.4水准仪的检查和校正 2.5水准测量误差分析,水准仪的几何轴线有：,圆水准轴 L0 L0 长水准管轴L L 视准轴 C C 竖轴 V V,水准仪的检验和校正,水准仪满
9、足的轴线条件 圆水准器轴仪器的竖轴，即L0L0 VV 。 水准管轴 视准轴，即LL CC 。 （主要条件） 十字丝横丝 竖轴VV 。,检校目的： 使仪器的各轴系满足应有的几何条件。,一、圆水准器的检校,检校目的： 当圆水准管气泡居中时，仪器的竖轴基本上 处于铅垂位置。 L0L0 VV ?,检验方法： 转动三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然后将望远镜旋转180，如果仍然居中，说明满足此条件。如果气泡偏离中央位置，则需校正。 校正方法： 转动脚螺旋，使气泡向中间移动偏离量的一半，然后用改正针校正气泡，使其居中。,检校原理,二、望远镜十字丝横丝的检校,检校目的： 当仪器的竖轴处于铅垂位置时，横丝应处
10、于水平位置。 横丝 竖轴VV ？,检验方法： 整平仪器，瞄准墙上的固定点，水平微动，固定点是否离开十字丝横丝。如果偏离十字丝横丝，则需校正。 校正方法： 拨正十字丝环。,三、长水准管的检校,检验方法： （1）在比较平坦的地面上，相距约4060m左右的地方打两个木桩或放两个尺垫作为固定点A和B。检验时先将水准仪安置在距两点等距离处，在符合气泡居中的情况下，分别读取A、B点上的水准尺的读数a1和b1，求得高差h1=a1-b1。（h1不含有该项误差的影响）,（2）将仪器搬至B点附近（相距约3米处），在符合气泡居中的情况下，对远尺A和近尺B，分别读得读数a2和b2，求得第二次高差h2=a2-b2。若h
11、2=h1，说明仪器的水准管平行于视准轴，无需校正。若h2h1，则水准管轴不平行于视准轴， h2与h1的差值大于3mm，需要校正。,检校目的：使长水准管轴平行于视准轴，提供水平视线。 LL CC ？,=206265,检验原理,D1,D2,h1,A,B,i,i,i,a,a1,a2,a2,b,b1,b2,x1,x2,=206265,检验原理,校正方法: 算出远尺的正确读数a2， a2=h1+b2。 转动微倾螺旋，令远尺A上读数恰为a2，此时视线已水平，而符合气泡不居中，用校正针拨动水准管上、下两校正螺丝，使气泡居中，这时水准管轴就平行于视准轴。,校正方法,松上紧下 松下紧上,第二章 水准测量,2.1水准测量原理 2.2水准仪及其使用 2.3水准测量方法 2.4水准仪的检查和校正 2.5水准测量误差分析,水准测量的误差来源及注意事项,1、仪器误差： i角误差 前后视距尽量相等 调焦误差 前后视距尽量相等 水准尺零点误差 每个测段安排 成偶数站,水准测量的误差来源及注意事项,2、观测误差： 整平误差 视线不要太长 照准误差 视线不要太长 估读误差 视线不要太长 水准尺倾斜误差 安置圆水准器,3、外界条件影响 仪器垂直位移 后前前后 尺垫垂直位移 往返观测 地球曲率 前后视距尽量相等 大气垂直折光 前后视距尽量相等,水准测量的误差来源及注意事项,
