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1、,内容回顾,水准测量原理 水准仪的结构：三部分 水准尺：直尺，双面注记， 红黑面差常数：4.687，4.787 DS3级微倾式水准仪的操作步骤： 安置粗平瞄准精平读数 自动安平式水准仪的操作步骤： 安置粗平瞄准读数,第五节 水准测量方法,一、水准测量外业 二、水准测量的检核 三、水准测量的内业计算,水准测量的等级,水准测量分为一等、二等、三等、四等四个等级，以一等精度最高。 上一等水准测量成果作为下一等水准测量的起算依据。 为满足测图以及一般工程测量的需要，还须进行测区的高程控制加密，采用普通水准测量方法，也称图根水准测量或等外水准测量(本章主要介绍)。,一、水准测量外业,选线（level l
2、ine） 埋设水准点（benchmark） 外业观测（observation）,1.水准路线:单一水准路线、水准网,附合水准路线,闭合水准路线,支水准路线,单一水准路线：,水准网,单节点附合网,多节点独立网,2.水准点,用水准测量方法建立的高程控制点 (Bench Mark) 。常以BM表示,其顶部通常为凸起的半球面, 用于放置水准尺。 永久性：国家、城市等级水准点 临时点：工程用水准点,点之记,3.观测步骤：一个测站上的观测程序,距离起点A大约100米处，选定转点TP1的位置 安置仪器于A、TP1中间，距离A、TP1等距离处 立水准尺于后视A点、前视TP1点上 观测后视尺、前视尺读数：粗平、
3、瞄准、精平、读数，(后视读数a1, 前视读数b1) 记录并计算高差,第一测站高差： h1=a1-b1,其余测站以此类推,h2=a2-b2 . hn=an-bn,各式相加得： h= a- b,未知点高程： HB=HA+ h,记录和计算基本格式,1.364,0.979,1.259,0.712,1.278,0.566,0.653,1.864,+0.385,+0.547,+0.712,-1.211,+0.433,54.206,54.639,4.554,4.121,二、水准测量的检核,计算检核：检查计算错误 h= a- b HB -HA = h 测站检核：检查观测误差和记录计算错误 双仪高法：变动仪高法
4、 双面尺法：红黑面尺法 线路成果检核：检查成果观测误差和记录计算错误 高差闭合差是否满足精度要求,2.测站检核两次仪器高法（双仪高法）,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,如果： f= h1-h2=6mm 那么： hAB= (h1+h2)/2,A,B,双仪高法图示,水准测量记录（两次仪器高法）,2.测站检核双面尺法,h1=a1-b1,h2=a2-b2,f= h1-（h20.100）6mm,hAB= (h1+h20.100)/2,如果：,那么：,两尺常数不一致时，考虑两尺常数差 0.100米。,水准测量记录（双面尺法）,测站,水准尺读数,点号,后视,前视,高差,( h )
5、,平均高,差,改正后,高差,高,程,（,H,）,1,A,1125,10.000,TP.1,1318,6,103,TP.2,1324,-0.006,2,6013,+0.090,-0.008,3.成果检核：线路高差闭合差的检核,由于受自然条件如温度、风力、大气折光等的影响，以及尺垫和仪器下沉引起的误差、尺子倾斜和估读的误差、仪器本身的误差等影响，成果精度必然降低。这些误差在一个测站上反映并不明显，但随着测站数的增多使误差累积，可能会超过规定的限差。也有可能会发生尺垫被移动，造成高程传递的错误。因此，用上述方法所测得的高程，虽经过测站检核和计算检核，也不能说明其高程精度符合要求。为此可以拟定某种路线
6、，获得一定的条件以检核成果的正确性。,闭合水准路线,实际上：,理论上：,令：,有：,闭合水准路线分析：,结论：闭合水准路线具有严密的检核条件。,附合水准路线,附合水准路线分析：,理论上：,实际上：,令：,有：,结论：附合水准路线具有严密的检核条件。,支水准路线,支线水准路线分析：,理论上：,实际上：,令：,有：,结论：支水准路线往返观测具有严密性。,支线水准路线不严密，必须作往返测！,小结-水准线路理论值,附合水准线路： h理论= HB - HA 闭合水准线路: h理论= HA - HA = 0 支水准线路: h理论 (往） = -h理论（返）,3,成果检核规范：线路高差闭合差,线路高差闭合差
7、：fh = h观测- h理论 fh容许 对于等外水准测量： fh容许=12n(mm) 山地 fh容许=40L(mm) 平原,高差闭合差的计算： 附合水准线路： fh =h观测-(HB - HA) 闭合水准线路: fh =h观测 支水准线路: fh =h观测(往） +h观测（返）,黑面 a-b= h黑=-0.014 红面 a-b= h红=-0.119 平均高差之和 h= (h黑+ h红+0.100)/2= -0.016,-0.016,-0.014 -0.119,7.247 30.988,7.233 30.869,计算 检核,55.352,E BMA,5,D E,4,C D,3,+0.174,+0
8、.176 +0.272,1387 6076,1563 6348,BC,2,成果检核： 高差闭合差 fh=h =-0.016m =-16 fh容,55.352,+1.547,+1.548 +1.446,0964 5754,2512 7200,BMAB,1,备注,高程/m,平均高差/m,高差/m,前视读数,后视读数,测点,测站,闭合水准线路,（对于等外水准测量）,三、水准测量的内业,目的：对测量误差进行处理（测量平差）得到未知水准点的高程的最可靠值（最或是值）。 测量误差水准路线高差闭合差 步骤： 检查外业成果 闭合差的计算与检核 高差闭合差的调整与检核 改正后高差的计算与检核 待定点高程的计算与
9、检核,水准测量的内业计算步骤,3.改正后高差的计算与检核：,或,fh =h观测- h理论 fh容许,1.高差闭合差的计算与检核：,2.高差闭合差的调整与检核：,4.待定点高程的计算与检核：,每测站或每公里高差改正数（v0)的计算,举例：附合水准路线测量,2.高差闭合差的计算与检核：在检核外业观测成果合格的条件下。,fh=hi-(HB-HA)=4.918-(62.906-58.012)=+0.024m,假设是山地等外水准测量，所以,所以，|fh| fh容|，野外测量成果符合精度要求,1.检核外业观测成果,本例总测站数为n=20,则每一测站的改正数为：,v0=- fh/ n=-24/20=-1.2
10、mm,各测段的改正数为：,vi=- (fh/ n).ni =v0.ni,如第一测段：v1=-1.27=-8mm,3.高差闭合差的调整与检核 因为在同一条水准路线上，可以认为观测条件是相同的，则各测站产生的误差的机会相等，故闭合差的调整可按与测站数成正比例的分配原则进行。但要注意改正数的符号与闭合差的符号相反。,检核： 改正数的总和应与闭合差的绝对值相等，符号相反。 v= =- fh 4.改正后的高差的计算与检核 各测段实测高差加改正数，便得到改正后的高差， 检核 改正后高差之和应与理论高差相等，否则说明计算有误。,5.待定点高程的计算 根据检核过的改正后的高差，由起始点A开始，逐点推算出各未知
11、点的高程。=58.012+4.355=62.367m 检核： 最后算得的B点高程应与已知的B点高程相等，否则说明计算有误。,附合水准测量内业计算表,1.高差闭合差的计算与检核,2.每公里改正数计算 每测段改正数的计算与检核,举例：附合水准测量内业计算：,计算无误,4.未知点高程计算与检核,3.改正后高差的计算与检核,计算无误,实验二 水准测量,二、计划与设备 1实验安排2 学时，实验小组由4 5人组成。 2实验设备每组为水准仪一台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块，自备伞1把。 3实验场地选定一条闭合水准路线，其长度以安置4 6个测站为宜，中间设待定点。 4从已知水准点A出发，水准测量至B、C
12、点，然后再测至A点（或另一个水准点）。根据已知点高程（或假定高程）及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。对闭合差进行调整，求出待定点B、C的高程。记录计算在记录纸上。,一、目的与要求 1掌握普通水准测量的观测、记录和检核的方法。 2掌握水准测量的闭合差调整及求出待定点高程。,三、方法与步骤 1背离已知点方向为前进方向，在A、B、C点间要设若干转点。第1站安置水准仪在A点与转点1（拼音缩写ZD1、英文缩写TP1）之间，前、后距离大约相等，其距离不超过100米。 2操作程序是后视A点上的水准尺，精平，用中丝读取后尺读数，记入实验报告中。前视转点1上的水准尺，并精平读数，记入
13、表中。然后立即计算该站的高差。 3迁至第2站，继续上述操作程序，直到最后回到A点（或另一个已知水准点）。 4根据已知点高程及各测站高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查高差闭合差是否超限，其限差公式为：,式中：n 测站数L 水准路线的长度，以km为单位。 5若高差闭合差在容许范围内，则对高差闭合差进行调整，计算各待定点的高程。,四、注意事项 1在每次读数之前，要消除视差，并使符合水准气泡严格居中。 2在已知点和待定点上不能放置尺垫，但转点必须用尺垫，在仪器迁站时，前视点的尺垫不能移动。 3.上交资料：实验数据、实验报告，以小组为单位装订成册上交。实验报告见测量实验与实习附录三,水准测量记录表,
14、待定点高程计算表,自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，借助一种“补偿器”的特别装置，使视线自动处于水平状态。,第三节 自动安平水准仪（automatic level）,一.自动安平水准仪特点,自动安平水准仪反面,自动安平水准仪正面,二.补偿器的种类,悬吊十字丝 调在焦镜筒至十字丝之间的光路中安置一个补偿器 在常规水准仪的物镜前安装单独的补偿附件,自动安平水准仪安平的工作原理,采用悬吊光学棱镜，借助重力的作用达到视线自动补偿的目的。,3-直角棱镜 4-屋脊棱镜 5-直角棱镜 8-阻尼器,自动安平水准仪的构造,原理说明：,角和角都是很小的角值. 如能满足fd即能达到补偿的目的。,
