测量学第4章.ppt

第四章 高程测量,本章主要内容,水准测量原理,1,三角高程测量,5,水准仪和水准尺,2,水准测量的内业计算,4,水准测量的作业过程,3,1,1.,水准测量原理,水准测量的实施,(,一,),水准测量基本原理,水准测量原理是利用,水准仪,提供的水平视线，通过对竖立在地面,前后两点上的水准尺,分别读数，测定两点间的高差，从而由,已知点,的高程求出,未知点,的高程。,水准测量原理,H,A,H,B,A,B,a,b,h,AB,2,h,A1,=a,1,-b,1,h,12,=a,2,-b,2,h,23,=a,3,-b,3,h,3B,=a,4,-b,4,h,AB,=h,A1,+h,12,+h,23,+h,3B,=,a-b,1、2、3为转点，在测量过程中必须保持稳定不动,水准测量原理,(,二,),连续水准测量,3,已知,：,H,A,=34.248m,a=2.145m,b=1.684m 求,：,H,B,1.,水准测量原理,H,B,=H,A,+a-,b,=34.709m,4,1.,水准测量原理,（三）水准测量的分类,1.,国家水准测量,：,其目的在于建立全国统一的高程控制网，以满足国,家建设的需要。按照从整体到局部逐级控制的原则，在全国范围内,布设了由高到低四个等级的高程控制网，每一等级由一系列的水准,点组成水准路线控制网。,2.,工程水准测量,：,其目的在于满足局部地区的工程建设的需要。根据,精度要求，工程水准一般分二、三、四等工程水准测量，有时也作,一等精密水准测量。,3.,图根水准测量,：,其目的在于为测图控制点测定高程，水准测量的精,度低于国家四等水准，故又称等外水准测量。,5,2.,水准仪和水准尺,水准仪和水准尺是实施水准测量的主要仪器。,水准仪和水准尺根据精度不同可分为,精密型,和,普通型,。,常用字母和数字的组合来表示仪器的类型及等级，国产仪器数字越小精度越高，例如,DS0.5,比,DS1,精度高。,按安平方式的不同，水准仪又可分,微倾水准仪,和,自动安平水准仪,。,Leica DNA03/10,数字水准仪,6,2.,水准仪和水准尺,（一）普通水准仪,什么是水准仪？,一水准仪的构造和使用,水准仪,望远镜,水准器,基座,7,普通光学水准仪,8,2.,水准仪和水准尺,普通水准仪,9,2.,水准仪和水准尺,（二）自动安平水准仪,自动安平水准仪一种只用圆水准器进行粗略整平，用自动安平补偿器代替管状水准器，而无需用微倾螺旋精确整平就能读取水平视线读数的水准测量仪器。,优点：,可简化操作手续，提高作业速度，以减少外界条件变化所引起的观测误差。,自动安平水准仪,10,2.,水准仪和水准尺,水准尺与尺垫,(,三,),水准尺与尺垫,水准尺黑面：刻度从0开始,红面,：从,4.687m,或,4.787m,开始,尺垫：生铁铸成,11,2.,水准仪和水准尺,具体操作,(四)水准仪的使用,1.安置水准仪,2.粗略整平,(1)先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋；,(2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转方向应相反。,(3)气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致。,12,2.,水准仪和水准尺,(四)水准仪的使用,3.照准目标,准星瞄准、目镜调焦、物镜调焦、使十字丝竖丝 照准水准尺,4.视线的精确整平,粗平 精平,每次读数前都需要重新使水准管气泡居中,5.读数,分别用十字丝中丝,上丝和下丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数，所以每个读数必须有,四位数,。,13,3,.,水准测量的野外作业,（一）水准路线布设,附合水准路线,闭合水准路线,水准网,水准支线,14,4.,水准测量的野外作业,（二）四等水准技术指标,标准视线长度：,100m,视距差：,3m,黑红面读数差：,3mm,黑红面所测高差之差：,5mm,视距累积差：,10m,15,4.,水准测量的野外作业,（三）四等水准测量的观测步骤,首先将水准仪安置于两点中间并精确整平,，,照准,后,尺，,黑,面，读,下、上、中,三丝读数,照准,前,尺，,黑,面，读,下、上、中,三丝读数,照准,前,尺，,红,面，读,中,丝读数,照准,后,尺，,红,面，读,中,丝读数,16,后,-,前,-,前,-,后 黑,-,黑,-,红,-,红,4.,水准测量的野外作业,17,4.,水准测量的野外作业四）测站上的计算与校核,视距部分,：,视距差,:（17）=（15）-（16）3.0m,视距累积差,:,(18)=本站的(17)+前站的(18)10.0m,高差部分,：,黑红面读数差,:,（9）=（6）+K -（7）3.0mm,（10）=（3）+K -（8）3.0mm,黑红面所测高差之差,:,（13）=（11）-（12）100=(10)-(9)5.0mm,18,5.,内业计算,（一）水准测量的限差,闭合差,观测值与理论值的不符值,高差闭合差用,f,h,表示,四等水准测量的限差:,20 (mm),(一般地区）,S为距离，以公里为单位,19,5.,内业计算,（二）计算步骤,计算高差闭合差,f,hh,理,-h,测；,h,理,H,B,-,H,A,；,高差闭合差容许值：,f,h,0,计算各测段改正数,逐点计算各点的高程,20,如下图所示,已知水准点,A,、,B,的高程分别为,48.895m,、,45.835m,，则,f,h,0.009m,5.,内业计算,附合水准计算实例,22,6.,三角高程测量,（一）三角高程测量原理及公式,23,L,（二）当A、B两点距离大于300m时，应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响，所加的改正数简称为两差改正：,6.,三角高程测量,地球曲率改正的近似计算公式：,大气折光改正的近似计算公式：,两差改正：,考虑两差改正后的高差公式：,注：因为 恒大于零，故可在两点间进行对向观测，即测定,h,AB,和,h,BA,，最后取其平均值，由于,h,AB,和,h,BA,反号，因此 可以抵销。,24,（三）三角高程测量的观测与计算步骤：,1.安置仪器于测站上，量出仪器高，视距尺立于测点上，读出上、中、下三丝读数，读至,mm,；,2.用经纬仪采用测回法观测竖直角，取平均值作为最后结果；,3.采用对向观测，方法同前两步；,4.计算高差及高程。,6.,三角高程测量,25,三角高程测量高差计算表,起算点,A,B,待定点,B,C,往,返,往,返,水平距离,D(m),581.38,581.38,488.01,488.01,垂直角,+11,38,20,-11,23,55,+651,45,-6,34,30,仪器高,i(m),1.44,1.49,1.49,1.50,目标高,L(m),-2.50,-3.00,-3.00,-2.50,两差改正,f,(m),+0.02,+0.02,+0.02,+0.02,高差,(m),+118.71,-118.70,+57.24,-57.23,平均高差,(m),+118.70,+57.24,表,4,8,.,水准实习要求,1,.设站次数,偶数站，,5,或者,6,人一组的要求设站,6,次；,3,人一组的要求设站,4,次,2,.前后视距大致相等,要求用脚步去丈量，保证前后视距大致相等,3,.转点,搬站过程中，转点不能移动，严防碰动尺垫,3,.读数,(,为倒像，下丝读数,上丝读数,),分别用十字丝中丝,上丝和下丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数，所以每个读数必须有,四位数,。,4,.计算检核（,P47,页,-49,页）,前尺红黑面读数差：,（,9,）,=,（,6,）,+K-,（,7,）,=5mm,前尺红黑面读数差：,（,10,）,=,（,3,）,+K-,（,8,）,=5mm,5,.手簿,用铅笔填写，不得随意涂改,31,