工程测量 水准测量.ppt

2.1 2.1 水准水准测测量原理量原理 2.2 2.2 水准水准测测量的量的仪仪器和工具器和工具 2.3 2.3 水准水准仪仪的使用的使用（实验实验）2.4 2.4 水准水准测测量的方法量的方法 2.5 2.5 水准水准测测量的量的计计算算 2.6 2.6 水准水准测测量的量的误误差及注意事差及注意事项项 第二章第二章 水准测量水准测量大地水准面HBHAhAB前进方向AB 注：注：水准测量的方向是由已知高程点开始向待测点方向行进。A为已知高程点，B为待测点，则A尺读数a称为后视读数，B尺读数b称为前视读数。ba2.12.1 水准测量原理高差法通过高差直接求高程的方法称为高差法。A、B两点间的高差:hAB=a-b，B点高程:HB=HA+hAB。适用于一测站上有一个后视读数和一个前视读数的测量工作。2.1.1求B点对A点的高程大地水准面HibHBHAhAB前进方向ABa2.12.1 水准测量原理仪高法（视线高程法）HB=（HA+a）-b=Hi-b，Hi=HA+a为视线高程。适用于一测站上有一个后视读数和多个前视读数的测量工作。2.1.2水准测量原理应用水准仪所提供的水平视线来测定两点间的高差或仪器的视线高程，根据已知点的高程和两点间的高差或视线高程，计算所求点的高程。返回 2.2 水准测量的仪器和工具仪器：水准仪工具：水准尺、尺垫2.2.1 水准仪的分类和构造 分类分类：v按精度分为4种类型 DS05 DS1 DS3 DS10a)D-大地测量；S-水准仪b)下标数字表示每千米往返高差中数的中误差分 别是0.5、1、3和10mmv按结构分为3种类型 微倾式水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋 DS3型水准仪的构造主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。微倾螺旋2.2.2 水准尺和尺垫1、水准尺塔尺：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。2、尺垫仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水准尺下沉。返回 2.3 水准仪的使用1)安置水准仪 选定测站-三脚架-调节高度和水平-固定脚架-安装仪器测站选择要点：视距、坚平2)粗略整平 调节脚螺旋使圆水准器气泡居中3)瞄准水准尺原则：先目后物，先粗后微，最后反复消除视差4)精确整平与读数转动微倾螺旋使水准管气泡两端影像符合 用横丝读取尺上数字注意：读数前必须精平，精平后立即读数。返回 2.4 水准测量方法2.4.1 水准点（BM-Bench Mark)用水准测量方法测定的高程控制点（固定标志）o 是引测高程的依据o 国家水准点按精度分为一、二、三、四等a.a.一个测站的水准测量工作一个测站的水准测量工作1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上；2、粗略整平；3、瞄准A尺，精平、读数a，记录1568；4、瞄准B尺，精平、读数b，记录1471；5、计算：hAB=a b=1.568-1.471=+0.115m 即B点比A点高0.115m。2.4.2 水准测量的步骤1)分段，设置转点（TP-Turning Point)作为临时立尺点2)选择测站，安置仪器，观测并记录数据填入记录簿 测站前后视距大致相等 一般先后视再前视3)计算b.连续水准测量连续水准测量例：注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。ATP1TP2TP32142B1258092812351664143116722074HA=123.446mHB大大 地地 水水 准准 面面前进方向测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注ATP1TP1TP2TP2TP3TP3B21421258+0.88409281235-0.30716641431+0.23316722074-0.402计算计算检核检核6.4065.998测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注ab+0.408+0.408+0.408123.446123.854水 准 测 量 手 簿已知（一）、计算检核目的：检核计算高差和高程计算是否正确。检核条件：如上表所示：等式条件成立，说明计算正确。2.4.3 2.4.3 水准测量检核水准测量检核（二）、测站检核 目的：保证前后视读数的正确。方法：变动仪器高法、双面尺法1、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两次测出高差；等外水准测量其差值|h|6mm，取其平均值作为最后结果。2、双面尺法采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。（三）、成果检核水准测量时，一般将已知水准点和待测水准点组成一条水准路线；在水准测量的施测过程中，测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差是否超限；计算检核只能发现每页计算是否有误；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。1、水准路线的布设形式 附合水准路线（见图1）闭合水准路线（见图2）支水准路线（见图3）BMABMB1234图1123图3BMA1234图2BMA闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；用fh表示，即 fh=h测-h理2、检核的主要内容限差：规范规定的的高差闭合差的允许值；用fh容表示。等外水准测量要求：平地：L水准路线的长度，单位km。山地：n水准路线的测站数。u要求：fh fh容 附和水准路线：h测=h1+h2+h3+hnh理=H终H始fh=h测-h理=h测-（H终H始）闭合水准路线：h测=h1+h2+h3+hnh理=0fh=h测-h理=h测支水准路线：h测=h往+h返h理=0fh=h测-h理=h往+h返返回3、不同形式水准路线fh的计算2.5水准测量计算（以符合水准路线为例）A、B为已知水准点，HA=65.376m，HB=68.623m点1、2、3为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图：AB123前进方向如图为一符合水准路线：1、计算闭合差：2、检核：故其精度符合要求。3、计算改正数分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。按距离：按测站数：以第1测段为例，测段改正数为：检核：4、计算改正后高差检核：以第1测段为例，改正后的高差为：5、计算高程如：检核：否则说明高程计算有误。备注测段 点名距离km测站数实测高差m改正数m改正后的高差m高程m1234567891234A123B1.08+1.5751.212+2.0361.414-1.7422.216+1.4465.850+3.315辅助计算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.420+3.24765.37666.93968.96167.20368.623符合水准测量成果计算表已知已知闭合水准路线成果计算1、计算闭合差：2、检核：3、计算高差改正数：闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。4、计算改正后高差：5、计算各测点高程：支水准路线成果计算11、计算闭合差：2、检核：，故精度符合要求。3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）4、计算高程H1=186.785-1.386=185.399m(HA=186.785m)返回An=16站站误差来源：仪器误差 +观测误差 +外界条件的影响 2.6.1仪器误差1、仪器校正后的残余误差主要是i角误差。（前后视距相等可消除）2、水准尺误差包括刻划不准、尺长变化、尺身弯曲等误差。（作业前必须检验，前后视尺交替使用、测站数为偶数可减弱或消除）2.6 2.6 水准测量的误差及其注意事项水准测量的误差及其注意事项2.6.2观测误差1、视差（仔细调焦可消除）2、读数误差（减小视线长度、读数认真果断）3、水准器泡居中误差（符合后立即读数）4、水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中）2.6.3外界条件的影响1、仪器下沉（踩紧脚架、减少观测时间）2、尺垫下沉（尺垫踩实、往返测取中数）3、地球曲率和大气折光（前后视距相等可消除）4、大气温度和风力（打伞遮阳、选择好的天气）返回视差：返回