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1、第二章 水准测量,第二章 水准测量,2-1 高程测量概述,2-2 水准测量原理,2-3 水准测量的仪器和工具,2-4 水准测量的实施及成果整理,2-5 水准仪的检验与校正,2-6 自动安平水准仪,2-1 高程测量概述,1.高程测量：测量地面上各点高程的工作。,2.高程系统： 国家高程系统 1956年黄海高程系 (水准原点 H=72.289米） 1985年国家高程基准(水准原点 H=72.260米) 地方高程系统,3.水准测量：使用水准仪进行高程测量的工作。,2-2 水准测量原理,水准仪的主要功能：建立一条精密水平视线。,注意事项： hAB0，高差为正，后视点低、前视点高； hAB0，高差为负，
2、后视点高、前视点低 。 hAB的下标 次序必须与测量的前进方向一致。,一、水准测量原理,二、连续多测站水准测量,hAB=h=ab HB = HA hAB 转点：传递高程的立尺点。,返回,2-3 水准测量的仪器和工具,一.水准仪,1.水准仪的分类,按精度等级划分,DS0.5 DS1 DS3 DS10,符号含义： D代表大地测量，汉语拼音字头； S代表水准仪，汉语拼音字头； 0.5、1、3、10指仪器往返一公里高差平均值的中误差（毫米数）。,2.水准仪的构造（DS3微倾式水准仪）,基座：轴座 脚螺旋 连接板,视频播放,圆水准器,管水准器,二、水准尺和尺垫,水准尺： 塔 尺多用于等外水准测量，长度有
3、3m 5m两种，两节或三节套接在一起。 双面尺多用于三、四等水准测量，长度 3m，两根尺为一对，红面尺底常 数分别为 4.687m和4.787m。,尺 垫：在转点处放置水准尺用。,三、水准仪的操作程序与方法,安置水准仪,粗略整平,将水准仪安置在使前、后视线等长处 架头高度适中并大致水平 用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上,转动微倾螺旋使符合水准气泡平齐 以十字丝中横丝截取水准尺读数 按注字由小到大的方向依次读出m、dm、cm、mm 注意弄清水准尺的刻划注记特点(E,6与9正倒像),瞄准水准尺,照门准星（或瞄准器）粗瞄 水平微动精瞄 注意消除视差,精平与读数,安置时考虑前、后视等距； 粗平时熟练“
4、左手大拇指法”； 瞄准时注意消除视差； 在精平状态下(符合气泡符合时)读数。,操作要领：,2-4 水准测量的实施及成果整理,一.水准点 用水准测量方法建立的高程控制点。简记为BM（Bench Mark），以符号 表示。,国家水准点：分一、二、三、四共四个等级。 工程水准点：分永久性和临时性水准点。,水 准 点,二.水准路线,闭合水准路线：从一水准点出发，经过测定沿线各点高程，最后又返测回原水准点的环行路线。,附合水准路线：从一水准点出发，经过测定沿线各点高程，最后附合到另一水准点上去的路线。,支水准路线：从一水准点出发，经过测定沿线各点高程，再沿原路线返测回原水准点的路线。,三.水准测量的实施
5、,观测 记录 计算 检核,水 准 测 量 记 录 表 日期：2005-07-12 仪器：DS3 -852536 观测：王海亮 天气：多云 地点：太平公园 记录：迟红梅,1.851,1.425,0.863,1.219,1.268,0.672,1.581,0.346,5.358,3.867,ab 5.358 3.867 1.491m,0.583,0.753,-0.718,0.873,1.491,h1.491m,50.000,50.583,51.336,50.618,51.491,HB HA=51.491 50.000=1.491m,a b=h= HB HA（计算正确）,四.水准测量的成果整理,成果
6、精度检核,成果精度要求：等外水准测量高差闭合差的容许值为：,式中：L水准路线长度，以公里计； n测站数。,高差闭合差:水准路线的实测高差与理论高差的差值。,高差闭合差调整（测量平差）,调整原则：按与测站数（或测段长度）成正比，将闭合差反号分配到各段高差或各点高程上。,计算改正数：,计算改正后高差：,推算各点高程,水准测量成果计算表 闭合水准路线,水准测量成果计算表 附合水准路线,2-5 水准仪的检验与校正,为了保证水准测量的精度，在水准测量开始之前，必须对水准仪进行严格的检验与校正。,一.水准仪的几何轴线及其应满足的条件,1.四条轴线,LL/ VV：粗平 横丝VV：读数 LL / CC (主要
7、条件)：精平,2. 应满足的三个条件,对以上三个条件检验和校正,视 准 轴 CC 水准管轴 LL 圆水准轴 LL 竖 轴 VV,二.水准仪检验、校正的原理与方法,1.圆水准轴平行于仪器竖轴的检验校正,检校目的：满足条件LL/ VV。,检验方法：调节脚螺旋使原水准气泡居中，将仪器旋转180，若气泡仍居中，说明两轴平行，否则须校正。,校正方法：用校正针拨动圆水准器下面的三个校正螺丝，使气泡中点退回偏离距离的一半。反复检校，至检验合格为止。,图1,图2,图3,图4,校正原理：,2.十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验校正,检校目的：满足条件中横丝VV。,检验方法：将仪器精密置平，用中横丝一端照准一目标点，
8、旋紧制动螺旋，转动微动螺旋，若目标始终不离开横丝，说明条件满足，否则须校正。,校正方法：松开固定螺丝，转动分划板座，改正偏离量的一半，至检验合格为止。,3.视准轴平行于水准管轴的检验校正,检校目的：满足条件LL / CC 。,hAB =a1b1=a +b += a b,检验方法：,在距A、B等距离处安置仪器，用变更仪器高法两次测定A、B点间的正确高差。,将仪器至于近B尺约2-3m处，精平后读取B尺读数为 ，则远尺A水平视线读数应为：,转镜照准A点水准尺，精平后读数为 ，如果 与 相等，说明两轴平行；否则存在i角误差，其值为：,式中：,校正方法：,转动微倾螺旋，使中横丝对准A尺上的正确读数a2，
9、此时视准轴处于水平位置，但水准管轴已不水平，气泡偏离中心。,用校正针拨动水准管端部的上、下两个校正螺丝，松一个、紧一个，边松边紧，将该端升高或降低，使气泡的两个半像符合。反复检校，直至 i 20为止。,2-6 自动安平水准仪,一.自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别,以自动安平补偿器代替水准管，观测时，只需将圆水准器气泡居中，借助补偿器的作用，即可读取水平视线读数。,一.主要优点,操作简便、效率高；并可消除在观测中由于温度变化、风力影响、地面震动等微量变化对水准测量的影响，精度稳定可靠。,三.自动安平原理,应满足条件：,四.自动安平补偿器性能的检验校正,检校目的：当望远镜在补偿器补偿范围内作微量
10、倾斜时，补偿器是否能保持横丝读数不变，依然为水平视线读数。,检验方法：,将仪器安置在距水准尺约60m处，并使其中一个脚螺旋A位于视准轴投影面上。,转动脚螺旋使圆水准气泡居中，望远镜照准水准尺，读取读数为a。,转动脚螺旋A，使望远镜在补偿范围（10）内作微量倾斜，即圆水准气泡移至与刻划圈一端相切，读取读数为a1。,同样，再降低脚螺旋A，使圆水准气泡向另一端移动与刻划圈相切，读取读数为a2。,若三次读数不变均为a，说明补偿器性能正常；若三次读数不同，则补偿器须进行校正。,校正方法：略。,一、精密水准仪,主要用于一、二等水准测量和精密工程测量。,操作方法与DS3水准仪基本相同。,2-7 其他水准仪简
11、介,特点： 结构精密、性能稳定、测量精度高； 望远镜放大率不小于40倍； 水准管分划值为10“/2mm； 采用光学测微器读数，可直 接读到0.1mm，估读到0.01mm； 配备专用精密水准尺。,图片,二、激光水准仪,激光水准仪由水准仪、激光器、电源等组成。,特点： 视准轴为一束红色 可见光。,主要应用于水平 场地的测设、 大型设备安装。,三、电子水准仪,电子水准仪可被认为是自动安平水准仪、CCD相机、微处理器和条形码尺组合成的一个几何水准自动测量系统。,何谓视差：当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影象有相对运动，这种现象称为视差。,产生原因：目标成像平面和十字丝平面不重合。,消除方法：反复仔细进行物镜对光和目镜对光，直至眼 睛上下移动，读数不变为止。,视差危害：影响读数的正确性。,没有视差现象,有视差现象,返回,返回,
