实用工测2水准测量1.pptx

实用工程测量 高高差差是是确确定定地地面面点点位位的的三三要要素素之之一一，一一般般是通过测量高差进而求得点的高程。是通过测量高差进而求得点的高程。水水准准测测量量是是精精密密测测量量地地面面点点高高程程最最主主要要的的方方法法。本本章章重重点点介介绍绍水水准准测测量量的的原原理理、水水准准仪仪的的基基本本构构造造和和使使用用、水水准准测测量量外外业和内业以及水准仪的检验与校正等内容。业和内业以及水准仪的检验与校正等内容。1.水准测量水准测量 2.三角高程测量三角高程测量 3.物理高程测量物理高程测量 4.GPS高程测量高程测量高程测量可分为：高程测量可分为：实用工程测量2.1 2.1 水准测量的原理水准测量的原理 利利利利用用用用仪仪仪仪器器器器提提提提供供供供的的的的水水水水平平平平视视视视线线线线，在在在在两两两两根根根根直直直直立立立立的的的的尺尺尺尺子子子子上上上上获获获获取取取取读读读读数数数数，来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。h h h hAB AB AB AB=a a-b H-b H-b H-b HB B B B=H H H HA A A A+h h h hAB AB AB AB h h h hABABABAB有正负之分，有正负之分，有正负之分，有正负之分，h h h hABABABAB为正为正为正为正,说明说明说明说明B B B B点比点比点比点比A A A A点高，反之说明点高，反之说明点高，反之说明点高，反之说明B B B B点比点比点比点比A A A A点低。点低。点低。点低。A A A AB B B B平均海水面平均海水面平均海水面平均海水面b水平视线水平视线水平视线水平视线H H H HA A A AH H H HB B B B=?=?=?=?h h h hABABABABa后视点后视点后视点后视点前视点前视点前视点前视点后后后后 尺尺尺尺前前前前 尺尺尺尺后视读数后视读数后视读数后视读数前视读数前视读数前视读数前视读数测量前进方向测量前进方向实用工程测量高差法高差法 巳知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程的方巳知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程的方法叫法叫高差法高差法高差法高差法。高差法的计算测点高程公式为：高差法的计算测点高程公式为：H HB B=H=HA A+hABAB 此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（例如此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（例如路线工程测量）。路线工程测量）。实用工程测量仪高法仪高法 在实际工作中，如要求安置一次仪器测出若干在实际工作中，如要求安置一次仪器测出若干个前视点待定高程（例如平整土地测量），此时可个前视点待定高程（例如平整土地测量），此时可采用采用仪高法仪高法，即通过，即通过水准仪的视线高程水准仪的视线高程H Hi i计算待定计算待定点点B B的高程的高程H HB B。当安置仪器后，读已知后视点读数。当安置仪器后，读已知后视点读数a，从图中可看出从图中可看出水准仪的视线高程水准仪的视线高程H Hi i 为为 H Hi i=H=HA A+a 待定点高程待定点高程=仪器视线高程仪器视线高程H Hi i-前视读数前视读数b则待定点则待定点1 1的高程的高程 H H1 1=H=Hi i-b1 1待定点待定点2 2的高程的高程 H H2 2=H=Hi i-b2 2实用工程测量2.22.2 水准测量的仪器与工具水准测量的仪器与工具1.1.水准仪的分类水准仪的分类水准仪的分类水准仪的分类 按精度分：按精度分：S05、S1、S3、S10共共4级。级。按构造分：按构造分：按构造分：按构造分：微倾式水准仪、自动安平微倾式水准仪、自动安平 水准仪、水准仪、激光水准仪和数字水准仪。激光水准仪和数字水准仪。3.水准尺与尺垫水准尺与尺垫水准尺与尺垫水准尺与尺垫 水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。2.2.微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造 望远镜、水准器、托板、基座共望远镜、水准器、托板、基座共4部分。部分。实用工程测量自动安平水准仪自动安平水准仪数字水准仪数字水准仪微倾水准仪微倾水准仪水水准准仪仪分分类类激光水准仪激光水准仪实用工程测量 S S3 3级水准仪像片级水准仪像片望远镜望远镜 水准器水准器托板托板 基座基座实用工程测量望远镜望远镜由物镜、目镜、对光由物镜、目镜、对光凹透镜、十字丝组成凹透镜、十字丝组成下图为望远镜成像光路图下图为望远镜成像光路图视准轴：物镜光心与十字丝交点视准轴：物镜光心与十字丝交点 的连线。的连线。实用工程测量水准器水准器 圆水准器圆水准器（粗平用）（粗平用）水准管水准管（精平用）（精平用）管水准器用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示仪器竖管水准器用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直。轴是否竖直。管水准器管水准器圆水准器圆水准器实用工程测量水准管零点：水准管零点：水准管零点：水准管零点：水准管圆弧上分水准管圆弧上分划的对称中心。划的对称中心。水准管轴：水准管轴：水准管轴：水准管轴：通过水准管零点所通过水准管零点所作水准管圆弧的纵切线，称为作水准管圆弧的纵切线，称为水准管轴，用水准管轴，用LLLL表示。表示。水准管水准管 式中：式中：-2mm-2mm所对的圆心所对的圆心角，单位秒（角，单位秒（）=206265=206265 R-R-水准管圆弧半径，水准管圆弧半径，单位毫米（单位毫米（mmmm）水准管分划值：水准管分划值：水准管分划值：水准管分划值：2mm2mm弧长所对的圆弧长所对的圆心角心角称为水准管分划值。称为水准管分划值。即即实用工程测量圆水准器零点：分划圈中圆水准器零点：分划圈中心心圆水准轴：即通过水准器圆水准轴：即通过水准器零点所作球面的法线。零点所作球面的法线。用用LLLL表示。表示。当气泡居中时，圆水准当气泡居中时，圆水准器轴竖直，此时仪器竖器轴竖直，此时仪器竖轴处于竖直位置。轴处于竖直位置。DSDS3 3型水准仪圆水准器分型水准仪圆水准器分划值为划值为8/2mm8/2mm，分划值，分划值大，故精度低，只能用大，故精度低，只能用于粗平。于粗平。LL圆水准器圆水准器实用工程测量水准尺与尺垫水准尺与尺垫 双面水双面水准尺准尺塔尺塔尺使使用用时时水水准准尺尺安安放放在在尺尺垫垫的的半半球球突突出出顶顶上上实用工程测量 2.3 水准仪的使用水准仪的使用 1.测站安置测站安置 (1)安置仪器安置仪器 (2)(2)粗略整平（粗略整平（粗平粗平）2.瞄准水准尺瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并物镜对光，使目标清晰，并消除视差消除视差 3.精平与读数精平与读数 精平精平 读数读数实用工程测量用圆水准器进行粗用圆水准器进行粗平平左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。两手相对转动两手相对转动通过水准器零点与通过水准器零点与1、2两脚螺旋连线的垂线上两脚螺旋连线的垂线上实用工程测量粗平的另一种操作法粗平的另一种操作法第第1步：先旋转脚螺旋步：先旋转脚螺旋，使气泡，使气泡a 向刻划圆圈移动，实际移到向刻划圆圈移动，实际移到b处处 第第2步：再用两手转脚螺旋步：再用两手转脚螺旋、，使气泡居中。使气泡居中。反复操作使气泡完全居中。反复操作使气泡完全居中。实用工程测量视差现象视差现象a十字丝分划板十字丝分划板 aaa视差产生的原理视差产生的原理实用工程测量消除视差的步骤：消除视差的步骤：2341、调、调 目镜螺旋目镜螺旋 使十字丝清晰；使十字丝清晰；2、反复调、反复调 对光螺旋对光螺旋 使目标的像与十字丝使目标的像与十字丝平面重平面重 合，眼睛上下观察两者没有错动现合，眼睛上下观察两者没有错动现象为止。象为止。实用工程测量精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）用微倾螺旋精确调平视线用微倾螺旋精确调平视线微倾螺旋微倾螺旋实用工程测量水水准准尺尺读读数数1 1123234实用工程测量水水准准尺尺读读数数2 2实用工程测量水准仪使用步骤及注意事项水准仪使用步骤及注意事项 1.测站安置测站安置 安置仪器安置仪器:用中心螺旋把仪器与三脚架相连用中心螺旋把仪器与三脚架相连 粗略整平（粗平）：用脚螺旋粗略整平（粗平）：用脚螺旋 2.瞄准水准尺瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并物镜对光，使目标清晰，并消除视差消除视差消除视差消除视差 3.精平：使用微倾螺旋，使水准管气泡居中精平：使用微倾螺旋，使水准管气泡居中 4.读数：用十字丝横丝在尺上读数，从小到大读读数：用十字丝横丝在尺上读数，从小到大读实用工程测量2.4 水准测量外业水准测量外业 1.水准点水准点 测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称水测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称水准点，用准点，用BM（Bench Mark）表示。分永久性与）表示。分永久性与临时性临时性2种。种。永永久久水水准准点点临临时时水水准准点点实用工程测量 通常待定点离水准点较远或高差很大，就需要连续通常待定点离水准点较远或高差很大，就需要连续多次安置仪器才能测定两点高差，例如下图：多次安置仪器才能测定两点高差，例如下图：第第1站站：hA1 =a1-b1 第第2站站：h12 =a2-b2 第第3站站：h23 =a3-b3.第第n站站：hnB =an-bn -h=hAB=a-b已知已知HA，则，则 HB=HA+h2.水准测量外业水准测量外业（复合水准测量）（复合水准测量）测站：安置仪器的位置称为测站测站：安置仪器的位置称为测站转点：两站之间的立尺点，仅起转点：两站之间的立尺点，仅起高程传递作用，称为转点。高程传递作用，称为转点。实用工程测量ABHA 已知已知HB 未知未知大地水准面大地水准面TP1a1b1TP2a2b2测站测站测点测点水水 准准 尺尺 读读 数数后后 尺尺(a)前尺前尺(b)高差高差(m)高程高程(m)1A1852TP10658+1.19421672TP21360+0.312水准测量外业动画水准测量外业动画实用工程测量ABHA 已知已知HB 未知未知大地水准面大地水准面TP1a1b1TP2a2b2a3b3a4b4TP3测站测站测点测点水水 准准 尺尺 读读 数数后后 尺尺(a)前尺前尺(b)高差高差(m)高程高程(m)1A1852TP10658+1.19421672TP21360+0.31231029TP31472-0.44341754B1396+0.35871.63273.053实用工程测量转点转点转点转点1 1BMABMAP P已知临时水准点已知临时水准点已知临时水准点已知临时水准点BMABMABMABMA点高程点高程点高程点高程H HH HA A A A=50.000m,=50.000m,=50.000m,=50.000m,求求求求P P P P点的高程。点的高程。点的高程。点的高程。往测往测水准测量实习外业与内业水准测量实习外业与内业由临时水准点由临时水准点BMA，测未知点，测未知点P，往测两站，返测两站，往测两站，返测两站。实用工程测量转点转点转点转点1 1BMABMAP P往测往测