《192.168.1.3-2016园林测量-02水准测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《192.168.1.3-2016园林测量-02水准测量（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第02章 “水准仪”及“水准测量” 学习要点2-1、高程测量概述2-2、水准测量原理2-3、水准尺和水准仪（微倾式水准仪与自动安平水准仪）2-4、水准测量的施测方法2-5、水准测量的内业计算,2-1 高程测量概述,高程原点我国采用黄海平均海水面作为全国高程系统的基准面，在青岛设立验潮站和“青岛水准原点”,其高程为 72.2604m这个高程基准面和水准原点称为： “1985国家高程基准”,青岛观象山水准原点,二.高程测量的方法水准测量 用水准仪进行高差测量,是高程测量的主要方法。 三角高程测量用经纬仪、测距仪或全站仪测定两点间的高差。GNSS高程测量用GNSS接收机，收取卫星信号，测定点的高程
2、。,高程（绝对高程、海拔）- 地面点到大地水准面的铅垂距离 假定高程（相对高程） - 地面点到假定水准面的铅垂距离 高差 - 两点间的高程之差(无论绝对高程或相对高程),三.地面点的高程,四.水准测量的等级 分一、二、三、四等（按精度要求或控制范围）,一等水准测量:作为国家的高程控制,建立统一的高程基准,科学研究(地壳形变、地面沉降、精密测量）（1500km闭合环） 二等水准测量:作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量 三、四等水准测量:作为小地区高程控制；普通工程测量；地形测量,2-2 水准测量原理,测量A、B 两点间的高差h，在A、B 上竖立水准尺，用水准仪构成一条水平视线，该视线在
3、两尺上取得读数 a 和 b 。则 A与 B 的高程之差：hAB = a b（高差 h 有正有负）如已知A点高程为 HA ，则B点的高程：HB= HA+ hAB,高差法,视线高法（P13） Hi = HA +a HB = Hi -b,高差法：利用高差计算高程。 （安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）视线高法：利用视线高计算高程。 （安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）水准测量所使用的仪器、工具：水准仪 水准尺 尺垫,2-3 水准尺和水准仪,水准仪 1、水准仪的等级DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20D 大地测量仪器S 水准仪数字 表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（
4、mm）。水准仪的作用是提供一条水平视线； 工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器标称精度为3mm/km。,S3 水准仪外型,水准仪构造(主要部分)：望远镜 水准器 基座,望远镜物镜,水准管,支架,微倾螺旋,基座,圆水准器,望远镜目镜,物镜调焦螺旋,气泡观察镜,制动螺旋,微动螺旋,瞄准缺口,准星,脚螺旋,管水准器校正螺丝,望远镜与视差,望远镜与视差,测量望远镜及十字丝,视准轴：物镜中心 与十字丝交点的连线。,望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为2530倍,视差,视差： 望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。现象：观测时，改变眼睛与目
5、镜的相对位置，十字丝与目标的像有相对移动。,消除视差的步骤：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。,（2）水准器 水准器的作用：整平仪器， 使视准轴处于水平位置。圆水准器作用：粗略整平结构：如图所示精度：一般为8 10/2mm（气泡中心偏离零点2mm所对的圆心角）,管水准器作用：精确整平结构：如图所示精度：一般= 20/2mm 水准管的分划值：气泡中心偏离零点2mm 所对的圆心角。公式： 分析： R越大，越小，灵敏度越高。DS3 : R=20.6265米 =20,二.水准尺和尺垫单面尺水准尺仅一面有分划双面尺(黑面,红面，尺常数 4.687m 或 4.787m ）用于三
6、等以下水准测量。,塔尺可伸缩，伸足为3米、5米，用于一般工程测量。尺垫在转点上立尺用。,尺垫 转点处立水准尺，用生铁铸成中间突起的三角形基座，防止立尺沉降和高程变动,二.水准仪使用,一、水准仪的操作步骤：安置仪器粗平瞄准精平读数,1、安置仪器高度适中、架头大致水平，固定仪器。2、粗略整平 目的： 使圆水准气泡居中，视准轴粗略水平。方法（如图所示）：,2-4 水准测量的施测方法,圆水准器,脚螺旋,3、瞄准水准尺目的：使目标和十字丝成像清晰。方法： 初步瞄准（用准星对准目标） 目镜调焦（使十字丝清晰） 物镜调焦（使目标成像清晰） 精确瞄准（使纵丝对准目标）,注意：瞄准时应消除视差。 视差：当目镜、
7、物镜对光不够精细时，目标的影像不在十字丝平面上，以致两者不能同时被看清。 消除方法：仔细进行目镜、物镜调焦。,4、精确整平（用微倾螺旋使水准管气泡符合）目的：使水准管气泡居中，视准轴精确水平。 方法：调节微倾螺旋，使气泡影像符合。,符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。,5、水准尺读数方法： 用十字丝的横丝在水准尺上读数：米,分米,厘米,毫米每次读四位数,首位 米数是“0” 也必须读数和记录，例如：0875表示是 0.875米，或 875毫米。,尺上读数 1575,瞄准与读数,对水准尺的瞄准与读数 （望远镜正像）,a,79,24,二、 自动安平水准仪,（一）自动安平水准仪的特点,没有水
8、准管和微倾螺旋，望远镜和支架连成一体； 2. 测量时，只需根据圆水准器粗平仪器，视线的精平由补偿器完成。,自动安平水准仪基本原理（利用重力的补偿器使视线精平）,补偿条件：,NAL232 自动安平水准仪,A,B,a,b,1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上； 2、粗略整平； 3、瞄准A尺，精平、读数a，记录1.568m； 4、瞄准B尺，精平、读数b，记录1.471m；,5、计算：hAB = a b = 1.568-1.471=0.115m即B点比A点高0.115m。hBA = hAB= 0.115m，即 A点比B点低0.115m。,二、一个测站的水准测量工作,三、概念 1、测站：测量仪器所安
9、置的地点。 2、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。 3、后视：水准路线的后视方向。 4、前视：水准路线的前视方向。 5、视线高程：后视高程+后视读数。 6、视距：水准仪至标尺的水平距离。 7、水准点：水准测量的固定标志。 8、水准点高程：指标志点顶面的高程。 9、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。,水准点,1.水准测量的方法,四.连续水准测量的方法,当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到起终两点间的高差。,B,如图：A、B两水准点之间，设3个临时性的转点。 h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =
10、a4-b4 hAB= h1+h2+h3+h4,A、B两点高差计算的一般公式：hAB= =,n为测站数,例：,注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。,A,TP1,TP2,TP3,2.142,B,1.258,0.928,1.235,1.672,2.074,HA=123.446m,HB,大 地 水 准 面,前进方向,A TP1,TP1 TP2,TP2 TP3,TP3B,2.142,1.258,+0.884,0.928,1.235,-0.307,1.664,1.431,+0.233,1.672,2.074,-0.402,计算 检核,6.406 5.998
11、,ab0.408,0.408,0.408,123.446,123.854,水 准 测 量 手 簿,已知,(一)、测站检核目的：保证前后视读数的正确。,方法：变动仪器高法、双面尺法,1、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两次测出高差；等外水准测量其差值|h | 6mm，取其平均值作为最后结果。 2、双面尺法采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。,（二）、计算检核目的：检核计算高差和高程计算是否正确。检核条件：如上表所示：,等式条件成立，说明计算正确。,二、成果检核,水准测量时，一般将已知水准点和待测水准点组成一条水准路线；在水准测量的施测过程中，测站检核只能检核一
12、个测站上是否存在错误或误差是否超限；计算检核只能发现每页计算是否有误；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。,2.水准路线,1.水准路线,三种水准路线的布置形式,2、检核的主要内容 闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；用fh表示，即 fh=h测 - h理限差：规范规定的的高差闭合差的允许值；用fh允表示。等外水准测量要求：平地： fh允40 （mm） L水准路线的长度，单位km。山地： fh允12 （mm）n水准路线的测站数。 要求： fh fh允 每一站（每KM）改正数：再同一条水准路线上，假设观测条件是相同的，可认为各站产生的误差机会是相同的，故闭合差的调整
13、按与测站数（或距离）成正比例反符号分配。,3、不同形式水准路线fh（闭合差）的计算附和水准路线：h测=h1+h2+h3+ + hn h理=H终 H始fh = h测 - h理= h测-（H终 H始）闭合水准路线：h测= h1+h2+h3+ + hn h理= 0fh = h测 - h理= h测支水准路线：h测= h往+ h返 h理= 0fh = h测 - h理= h往+ h返,一、符合水准路线的内业计算如图为一符合水准路线：,A、B为已知水准点，HA =65.376m ， HB =68.623m 点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、 距离见下图：,备注,1,2,3,4,A 1,2,3,
14、B,1.0 8 +1.575,1.2 12 +2.036,1.4 14 -1.742,2.2 16 +1.446,5.8 50 +3.315,辅助计算,-0.012,-0.014,-0.016,-0.026,-0.068,+1.563,+2.022,-1.758,+1.420,+3.247,65.376,66.939,68.961,67.203,68.623,附合水准测量成果计算表,已知,已知,1、计算闭合差：,2、检核：,故其精度符合要求。,3、计算改正数分配原则：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。,按距离：,按测站数：,以第1测段为例，测段改正数为：,检核：,4、计算改正后高差,检核：,以第1测段为例，改正后的高差为：,5、计算高程,如：,检核：,否则说明高程计算有误。,二、闭合水准路线成果计算1、计算闭合差：2、检核：3、计算高差改正数：闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。,4、计算改正后高差：5、计算各测点高程：,三、支水准路线成果计算,1,1、计算闭合差：,2、检核：,，故精度符合要求。,3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）,4、计算高程,H1=186.785-1.386=185.399m,(HA=186.785m),
