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第三章 水准测量

第三章 水准测量. § 3.1 水准测量原理. 高程测量. 水准高程测量. 三角高程测量. GPS 高程测量. 液体静力水准测量. 气压高程测量. 一、原理 利用一条水平视线,并借助水准尺,来测定地面两点间的高差,这样就可由已知点高程推算出未知点高程。. 二、实质 确定地面两点间的高差 , 然后通过已知点的高程 , 求出未知点的高程。. 三、方法 1 、高差法: 2 、仪器高法 ( 视线高法 ) :. § 3.2 微倾水准仪及水准尺. 一、水准仪分类及其用途. 国家一等水准测量及地震监测. DS05. ≤0.5mm. 水准仪.

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第三章 水准测量

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Presentation Transcript


  1. 第三章 水准测量 §3.1 水准测量原理 高程测量 水准高程测量 三角高程测量 GPS高程测量 液体静力水准测量 气压高程测量

  2. 一、原理 利用一条水平视线,并借助水准尺,来测定地面两点间的高差,这样就可由已知点高程推算出未知点高程。 二、实质 确定地面两点间的高差,然后通过已知点的高程,求出未知点的高程。 三、方法 1、高差法: 2、仪器高法(视线高法):

  3. §3.2 微倾水准仪及水准尺 一、水准仪分类及其用途 国家一等水准测量及地震监测 DS05 ≤0.5mm 水准仪 精密水准仪 国家二等水准测量及其他精密水准测量 DS1 ≤1mm 国家三、四等水准测量及一般工程水准测量 DS3 ≤3mm 普通水准仪 DS10 ≤10mm 一般工程水准测量

  4. 二、水准仪部件及其用途

  5. A b' M b m C c o α α β n a N a' B f物 f目 1、望远镜 望远镜结构图 上丝 中丝 视距丝 竖丝 下丝 十字丝分划板 望远镜成像原理图

  6. 胶合面 气泡 气泡居中 2mm 气泡不居中 . O L' L (a) (b) 2、水准器 1)、圆水准器 作用:指示仪器竖轴是否竖直。 圆水准器轴:连接零点与球面球 心的直线 2)、管水准器 作用:指示视准轴是否水平。 管水准器轴:过零点与圆弧 纵向相切的切线。 3)、符合水准器 作用:提高水准管气泡的居中 精度。

  7. 3、基座 支撑仪器上部并连接脚架。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。 4、 水准尺 1)、 分类 材料:木质尺、铟钢尺; 构造样式:直尺、折叠尺、塔尺; 注记:双面尺、单面尺。

  8. 19 19 18 18 03 03 02 02 01 01 00 00 2)、 三四等水准测量区格式水准尺 特点:基本刻划1cm;黑红面注记;黑红面读数之差为4687/4787 mm;成对使用。 66 67 65 66 51 50 49 50 48 49 47 48

  9. 5、尺垫 在转点或松软地面处放置水准尺,以标定临时点的位置。它用生铁铸成,一般为三角形,中央有一突起的半球体,下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中,以防下沉,上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。

  10. § 3.3 常规水准仪的使用 安置水准仪 粗平 精平读数 瞄准

  11. 一、安置水准仪 打开三脚架并使高度适中,目估使架头大致水平,检查脚架腿是否安置稳固,脚架伸缩螺旋是否拧紧,然后打开仪器箱取出水准仪,置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。 二、粗平 借助圆水准器的气泡居中,使仪器竖轴大致铅垂,从而视准轴粗略水平。在整平的过程中,气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。

  12. 三、瞄准 1、目镜对光,即把望远镜对着明亮的背景,转动目镜对光螺旋,使十字丝清晰。再松开制动螺旋,转动望远镜,用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺,拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察;转动物镜对光螺旋进行对光,使目标清晰,再转动微动螺旋,使竖丝对准水准尺。 2、当眼睛在目镜端上下微微移动时,若发现十字丝与目标影像有相对运动,这种现象称为视差。 产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性,必须加以消除。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光,直到眼睛上下移动,读数不变为止。此时,从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。

  13. 三、精平读数 1、在读取水准标尺上数字之前,应利用微倾螺旋使管水准气泡居中,以保证视线精确水平(自动安平水准仪省去了这一步骤)。由于气泡运动的惯性作用,因此转动微倾螺旋的速度不宜过快,特别是在符合水准器的两端气泡影像将要对齐时更应注意。只有在气泡已经稳定且又居中的情况下才能起到精平仪器的目的。 2、在仪器精平后方可在水准尺上进行读数。为了保证读数的准确无误,并提高读数的速度,则可以首先看好尺上的大数,然后再将全部数据报出。普通水准测量只读四位数字,即米、分米、厘米及毫米,并以毫米为单位。

  14. § 3.4 激光水准仪及数字水准仪 一、激光水准仪

  15. 二、数字水准仪

  16. § 3.5 水准路线测量 一、基本概念 1、水准点(Bench Mark):用水准测量方法建立的高程控制点,记BM; 2、转点:水准测量过程中用于临时安置水准尺的地面点,用于传递高程。 二、水准路线测量形式 1、 附合水准路线:从某一高级水准点出发,并沿各待定高程点进行水准测量,最后附合到另一高级水准点而构成的水准路线。 2、闭合水准路线:从某一高级水准点出发,并沿各待定高程点进行水准测量,最后再闭合到原水准点上所组成的环形路线。 3、支水准路线:从某一高级水准点出发,并沿各待定高程点进行水准测量,但其路线既不附合又不闭合。

  17. Ⅱ1 (a) Ⅱ4 Ⅱ3 (b) (c) Ⅱ9 Ⅱ6 Ⅱ5 Ⅱ8 Ⅱ7 (d) (e) Ⅱ10 4、水准网:由多条单一水准路线相互连接构成的网状路线。

  18. bn an B hn b2 b1 a2 a1 h2 hAB A h1 过A点水准面 HB HA 国家高程基准面 三、水准路线测量方法 当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时,就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。为测A、B点高差,在AB线路上增加1、2、3、4等转点。首先在离已知水准点A适当距离处(一般不超过100m)选择转点1,安放尺垫,在A、1两点上分别竖立水准尺,在两点大致等距处安置水准仪,整平后瞄准后视点A,精平后读出后视读数为a1;再瞄准前视点1,精平后读出前视读数为b1,其高差计算如下,此为一个测站的观测,并记录观测数据填入水准测量手簿。第一测站结束后,可通知后尺向前移动,同时将仪器迁至第二测站。此时,第一测站的前视变为第二测站的后视。同第一测站一样进行第二测站的工作。依次沿水准路线逐站进行观测直至终点。

  19. 四、水准路线测量记录 1、三四等水准路线测量记录 测自 A 至 B 2001年8月2日 时刻 始 09 时 00 分 天气:晴 末 11 时 30 分 成像:清晰

  20. 2、等外水准路线测量记录 测自A至B 2006 年 5 月 16 日 观测 薛山成 记录 冯丽丽

  21. 五、三四等水准路线测量要求 1、读数顺序(后前前后或黑黑红红); ①照准后视标尺的黑面,读取视距丝和中丝读数; ②照准前视标尺的黑面,读取视距丝和中丝读数; ③照准前视标尺的红面,读取中丝读数; ④照准后视标尺的红面,读取中丝读数。 2、测段为偶数测站; 3、限差要求

  22. 六、检核 1、测站高差检核 2、测站视距检核 3、测段检核 4、路线检核

  23. 六、附合水准路线内业计算 1、高差闭合差计算 2、高差改正数计算 3、高差改正计算 4、高程计算 3 A h3 n3 D3 h1 n1 D1 h4 n4 D4 B h2 n2 D2 1 2 B

  24. § 3.6 水准测量误差分析 一、水准仪主要轴线及其关系 1、视准轴:物镜光心与十字丝分化板中心连线CC。 2、管水准轴:过零点与圆弧纵向相切的切线LL。 3、竖轴:仪器旋转轴VV。 4、圆水准器轴:连接零点与球面球心的直线L’L’。

  25. 二、误差分析

  26. § 3.7 水准仪的检验与校正 一、水准仪应满足的轴线条件

  27. 二、水准仪的检验与校正 • 1.圆水准器的检验与校正 • 原理:水准仪竖轴平行圆水准器轴。 • 检验:安置仪器后,用脚螺旋调节圆水准气泡居中。旋转照准部180°后,如气泡仍居中,则满足;否则需校正。 • 校正:用脚螺旋校正偏离长度的一半,再用圆水准器下面的三个校正螺丝校正另一半。反复检验与校正。

  28. 2.十字丝分划板的检验与校正 • 原理:水准仪竖轴垂直十字丝横丝。 • 检验:用十字丝横丝对准一个点状目标,水平制动螺旋制动后,用微动螺旋使十字丝横丝左右移动,若点偏离,则需校正。 • 校正:打开目镜端护盖,松固定螺丝后,旋转十字丝分划板到正确位置。反复检验与校正。

  29. 3. 水准管的检验与校正 • 原理:管水准轴平行视准轴。 • 检验:在比较平坦地方选定适当距离的两个点A、B,安置水准仪于A、B两点的中间,使前后视距相等,测量A、B两点间的正确高差h ,然后将水准仪安置于两点中的任一点附近,因前后视距不等,必将在测得的高差h '中含有i角的影响。若i>20”,则需校正。 • 校正:根据近尺读数和正确高差计算远尺正确读数,用微倾螺旋使远尺为正确读数后,此时水准管气泡偏离中心位置,调节水准管校正螺丝使气泡居中。

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