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1、,一、高程测量的方法 常见的高程测量的方法有： 1.水准测量; 2.三角高程测量; 3.GPS高程测量; 4.气压高程测量。,学习导入：高程测量概述,二、水准测量和三角高程测量的适用范围 水准测量一般适用于平坦地区； 三角高程测量适用于山区； 高精度的高程测量一般采用水准测量的方法进行。 （GPS高程测量将在以后的课程中学习）,学习导入：高程测量概述,三、国家高程基准 根据青岛验潮站从1950年至1976年的验潮资料，确定黄海的平均海水面作为高程零点，据此测定青岛原水准原点的高程为72.289m，这个高程零点和原点高程称为: “1956年国家高程基准” 根据青岛验潮站从1953年至1979年的
2、验潮资料，确定黄海的平均海水面作为高程零点，据此测定青岛原水准原点的高程为72.260m，这个高程零点和原点高程称为: “1985年国家高程基准”,学习导入：高程测量概述,水准测量,三角高程测量,子情境2,子情境1,水准测量原理,一、,水准仪和水准尺,二、,测绘学科在国民经济建设中的作用,三、,一、水准测量原理,hAB = 后视读数前视读数,HB=HA+hAB,是利用水准仪提供的水平视线，在竖立于两点的水准尺上读数，以测定两点间的高差，从而由已知点的高程推算未知点的高程。,水准测量 基本原理：,如下图，已知A点的高程为HA，只要能测出A点至B点的高程之差，则点的高程 HB 就可用下式计算求得：
3、,有时安置一次仪器须测算出较多点的高程，可先求出水准仪的视线高程，然后再分别计算各点高程，从图中可以看出： 视线高 Hi=HA+ a B点高程 HB=Hi- b,要测算地面上两点间的高差，所依据的就是一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成立。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。,一、水准测量原理,1.水准尺和尺垫 水准尺是与水准仪配合进行水准测量的工具。水准尺分为直尺、折尺和塔尺。 双面水准尺的分划，一面黑色面（主尺），尺底分划为零，另一面是红色面（辅助尺），尺底刻画为一常数：4687mm或4787mm。使用水准尺前一定要认清刻画特点。,尺垫是供支承水准尺和传递高程所用的
4、工具。,二、 水准仪与水准尺,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造 1）水准仪的等级 DS05, DS1, DS3, DS10, DS20.,大地,水准仪,每千米水准往返测量的高差中误差，以毫米计,精密水准仪,普通水准仪,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造 2）微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。,望远镜,水准器,基座,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造 2）微倾式水准仪的构造 为了能精确地提供水平视线，在仪器构造上安置了一个能使望远镜上下作微小运动的微倾螺旋，所以称微倾式水准仪 。,DS3水准仪,DS3水准仪,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造 3）
5、望远镜的构造及成像和瞄准原理,望远镜的构造,调焦透镜,调焦螺旋,目镜,物镜,视准轴,倒像望远镜成像原理,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造 3）望远镜的构造及成像和瞄准原理,放大倍数 V= DS3水准仪V=28,视差：标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差。 消除：望远镜对准天空(或明亮背景)。,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造,3）望远镜的构造及成像和瞄准原理,旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰 望远镜对准标尺 旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰,瞄准原理,二、 水准仪与水准尺,2.水准仪的构造,4）水准器,圆水准器,管水准器,三、水准仪的使用,水准仪的技术操作：,1.粗平,三、水准
6、仪的使用,就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡居中，目的是使仪器竖轴处于铅垂位置，视线概略水平。,1.粗平： 左手拇指规则：气泡移动的方向与左手拇指旋转脚螺旋的方向一致。,三、水准仪的使用,望远镜对准天空(或明亮背景) 旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。,三、水准仪的使用,2.照准,就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清目标和十字丝，并消除视差 。,望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋 使标尺像清晰,三、水准仪的使用,2.照准,三、水准仪的使用,3.精平,就是慢慢转动微倾螺旋，使符合水准气泡的影象符合。,管水准气泡偏离中点较大时，旋转微倾螺旋； 同时从仪器侧面观测管水准气泡的移动，使其大致居中； 再从
7、管水准器观察窗口查看符合情况。,三、水准仪的使用,3.精平,就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝在尺上读数 。,三、水准仪的使用,4.读数,四. 自动安平水准仪,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。,自动安平水准仪正面,视准轴水平时，水准尺上的正确读数a 圆水准器粗平，视准轴相对于水平面有微小倾斜角 无补偿器时水准尺上读数设a 物镜与目镜间补偿器使进入十字丝分划板光线偏转 正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝 读出视线水平时的正确读数a,四. 自动安平水准仪,1. 自动安平
8、水准仪的原理,四. 自动安平水准仪,2. 自动安平补偿器的结构,四. 自动安平水准仪,3. 自动安平水准仪的使用,自动安平水准仪的使用与一般水准仪不同之处为不需要“精平”这一项。,1.国家水准测量等级的划分,国家水准测量从高级至低级分为四个等级：,五. 水准测量的方法及内业计算,一等 水准测量,二等 水准测量,三等 水准测量,四等 水准测量,在国家水准测量的基础上，根据工程的不同需要还可布设等外水准测量和普通水准测量，不同的等级采用不同的水准仪和不同的方法的进行测量。,表 国家水准测量等级的划分,（1） 水准点 水准点是测区的高程控制点 一般缩写为“BM” 用“ ”符 号表示。,2.水准点和水
9、准路线,五. 水准测量的方法及内业计算,（2）水准路线 依据测区的情况，可布设成水准网和单一水准路线，单一水准路线有以下几种形式：,2.水准点和水准路线,五. 水准测量的方法及内业计算,（1）观测方法,a.将水准尺置于已知后视高程点A和前视转点ZD1中间的站。,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,b. 先瞄准后视尺，读取后视读数值a1，并记入五等水准测量记录表中。 再照准前视尺，读取前视读数值b1，并记入记录表中。至此完成了普通水准测量一个测站的观测任务。,c.将仪器搬迁到第站，把第站的后视尺移到第站的转点ZD2上，把原第站前视变成第站的后视。按(b)步骤测出第站的后、前视读
10、数值a2、b2，并记入记录表中。,d.重复上述步骤测至终点B为止。,（1）观测方法,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,普通水准测量记录表,0.718,2.209,50.583,1.268,1.425,ZD1,ab=5.358 3.867=1.491 h=2.209 0.718=1.491 HB HA=51.491 50.000=1.491 HB HA=h=a b (计算无误),计算检核,3.867,5.358,51.491,0.346,B,50.618,1.581,1.219,ZD3,51.336,0.672,0.863,ZD2,HA=50.000m,50.000,0.58
11、3 0.753 0.873,1.851,A,+,前视,后 视,备 注,高 程 （m）,高 差,标尺读数（m）,测点,0.718,（2）校核方法（3种）,a计算校核 即：h=a b HB HA 说明高差和各转点高程的计算是正确的。,b测站校核 即：变更仪器高法； 双面尺法。,c. 成果检核 （又称路线检核） 即：检核水准路线的高差闭合差fh是否超限。,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,校核方法：如果fhfh容，说明外业观测成果合格，否则须进行重测。,支水准路线： fhh往 h返,闭合水准路线： fh=h,附合水准路线： fh=h （H终 H始）,高差闭合差的计算公式：,（2）
12、校核方法（3种）,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,是以水准路线的测段站数或测段长度成正比，将闭合差反号分配到各测段上，并进行实测高差的改正计算。,就是当外业观测的高差闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差调整。,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,高差闭合差调整原则,（3）成果处理,成 果 处 理,a. 按测站数进行高差闭合差的调整，测段高差的改正数Vi为： Vi= ni 式中：n水准路线各测段的测站数总和。 ni某一测段的测站数。,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,（3）成果处理,b. 按测段长度进行高差闭合差调整，测段高差改正数
13、i为 Vi Li 式中：L水准路线各测段的总长度,单位为km; L某一测段的长度,单位为km。,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,（3）成果处理,（4）例题,按测站数调整高差闭合差和高程计算示例见下表。,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,题一：如图,备 注,+2.694, 0.047,+2.741,54,+2.335, 0.010,+2.345,11,4,+1.969, 0.011,+1.980,13,3, 4.385, 0.016, 4.369,18,2,36.345 39.120 34.745 36.704 39.039,+2.775, 0.010,
14、+2.785,12,BMA BM1 BM2 BM3 BMB,1,高程（m）,改正后的高差（m）,改正数 (m),实测高差 (m),测站数（个）,测点,测段编号,HB HA =2.694 fh=h (HB HA)=2.741 2.694=+0.047 n=54,题一：,如果把上图中的测站数改为测段长度（以公里为单位，见下表第3列），则按测段长度调整高差闭合差和高程计算示例见下表 。,题二：如图,（4）例题,3.普通水准测量施测,五. 水准测量的方法及内业计算,fh=h (HB HA)=2.741 2.694=+0.047 L=9.1 Vi= - Li,备 注,+2.694, 0.047,+2.7
15、41,9.1,+2.335, 0.010,+2.345,1.9,4,+1.968, 0.012,+1.980,2.3,3, 4.383, 0.014, 4.369,2.8,2,36.345 39.119 34.736 36.704 39.039,+2.774, 0.011,+2.785,2.1,BMA BM1 BM2 BM3 BMB,1,高程（m）,改正后的高差（m）,改正数 (m),实测高差 (m),测段长度（km）,测点,测段编号,题二：,4. 等外及四等水准测量,主要使用DS3水准仪进行观测，水准尺采用双面水准尺，观测前必须对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即K1=4687和K2=4787，成对使用水准尺。,五. 水准测量的方法及内业计算,等外、四等水准测量,等外、四等水准测量的技术要求,4. 等外及四等水准测量,五. 水准测量的方法及内业计算,后视黑面尺，读取上、下、中丝读数，即(1)、(2)、(3)；
