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1、第二章 水准测量,学习重点：水准测量原理、路线布设学习难点：水准测量原理、水准测量外业工作,第二章 水准测量,高程原点 我国采用黄海平均海水面作为全国高程系统的基准面，在青岛设立验潮站和“青岛水准原点”,其高程为 72.2604m这个高程基准面和水准原点称为：“1985国家高程基准”,青岛观象山水准原点,第二章 水准测量,高程测量的方法水准测量用水准仪进行高差测量,是高程测量的主要方法。三角高程测量 用经纬仪、测距仪或全站仪测定两点间的高差。GNSS高程测量 用GNSS接收机，收取卫星信号，测定点的高程。,水准测量的原理,水准测量 是利用能提供一条水平视线的仪器，测 定地面两点间的高差，已知一
2、点高程，推算另一点高程的一种方法。,水准测量的原理,水准尺,水准仪,水准测量的原理,了解两个概念 后视点、前视点 后视读数、前视读数由后视点推算前视点,测量顺序,水准测量的原理,未知点的高程后视点的高程高差高差后视读数前视读数 注：不论hAB是正值或者负值,上式均成立,hAB=a-b,HB=hAB+HA,高程求解方法,水准测量的原理,hAB=hAP+hPQ+hWB,转点、测站,水准测量仪器和工具的构造和使用,水准仪的等级,型号下标：05，1、3、10（毫米数）分别表示水准测量的精度。表示 1公里往、返测量的高差平 均值的中误差。,S3水准仪 主要用于地形测量和普通工程测量,水准仪的构造,水准仪
3、构造(主要部分)：望远镜 水准器 支架 基座,水准仪的构造望远镜,望远镜,物镜,目镜,调焦透镜,望远镜,组成物镜、调焦透镜、十字丝划板、目镜等。作用1）提供一条瞄准目标的视线2）将远处目标的像放大，提高瞄准和读 数的精度。,水准仪的构造望远镜,水准仪的构造望远镜,十字丝瞄准目标和读数望远镜的视准轴（CC）十字丝的交点与物镜光心的连线,视距上丝,横丝,视距下丝,纵丝,水准仪的构造望远镜,水准器,用以整平仪器的器具。包括管水准器和圆水准器。,水准仪的构造置平系统,置平系统：圆水准器基座脚螺旋管水准器微倾螺旋水准气泡观察镜,置平系统圆水准器,玻璃球圆圈留一个气泡LL与仪器纵轴平行,圆水准器,圆圈中心
4、与球心的连线称为圆水准器LL,置平系统圆水准器,圆水准器,管水准器,水准管,置平系统管水准器,用以精确整平仪器的器具。,水准管内表面切面,置平系统管水准器,玻璃管圆弧状留一个气泡,水准管轴：管内圆弧中点处的水平切线,水准管气泡偏离零点,置平系统管水准器,水准管气泡居中,置平系统管水准器,气泡两端与圆弧中点对称,水准管气泡居中,置平系统管水准器,符合水准器,置平系统管水准器,目的：提高水准管气泡居中的精度,置平系统管水准器,管水准器,水准尺和尺垫,折尺塔尺直尺,水准测量仪器和工具,水准尺,尺垫,水准测量仪器和工具的构造和使用,照准部,基座,脚架：支撑,水准仪的构造,照准部,水准仪的构造,基座,水
5、准仪的构造,水准仪的安置和使用,安置1）架脚架2）安放仪器（中心连接螺旋）粗平3）旋转脚螺旋，使圆 水准器气泡居中,水准仪的安置和使用,粗平,圆水准器,脚螺旋,79,35,根据圆水准器用脚螺旋整平仪器,（左手拇指法则）,1,2,3,使气泡向右移动,使气泡向前移动,3,2,1,水准仪的安置和使用,瞄准1）松开制动螺旋2）用照门和准星概略瞄准水准尺3）拧紧制动螺旋4）调节目镜调焦螺旋，使十字丝 成像清晰5）调节物镜调焦螺旋，使水准尺 成像清晰6）利用微动螺旋精确对准水准尺,精平 调解微倾螺旋，使水准管气泡居中,水准仪的安置和使用,水准仪的安置和使用,读数精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法
6、：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。,水准仪的安置和使用,6.252m,1.478m,0.722m,水准测量的检核方法和精度要求,水准点通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点，一般用BM表示。有永久性和临时性两种。,水准测量的检核方法和精度要求,测站检核 只能检校本测站的测量成果。,改变仪器高法,两台仪器同时观测法,双面尺法,不超过5mm,路线检核 闭合水准路线 符合水准路线 支水准路线,水准测量的检核方法和精度要求,A,P1,P2,B,O1,O2,O3,从一已知的水准点
7、开始，沿一条闭合的路线进行水准测量，最后又回到该起点，称为闭合水准路线。,路线检核闭合水准路线,h1,h2,h3,h4,理论上：,路线检核闭合水准路线,测量高差和：,令：,闭合差：测量值与理论值之差,允许闭合差：,从一已知的水准点开始，沿一条路线进行水准测量，最后附合到另一个已知水准点，称为附合水准路线。,路线检核附合水准路线,路线检核附合水准路线,理论上：,实际量测存在闭合差：,允许闭合差：,路线检核支水准路线,从一已知的水准点开始，沿一条路线进行水准测量，最后既不闭合到原水准点，也不附合到另一个已知水准点，称为支水准路线。,检测方法：往返测量,路线检核支水准路线,理论上：,允许闭合差：,实
8、际量测存在闭合差：,1.444,1.324,h2=+0.120,1.134,1.677,h1=-0.543,水准测量成果的内业计算,闭合水准路线高差闭合差的计算 请参考表2-2。闭合水准路线高差的改正,平原丘陵地区：,山区：,水准测量成果的内业计算,例：,水准测量成果的内业计算,步骤：1）计算实测高差和：2）计算高差闭合差：3)计算容许闭合差：可以改正。,水准测量成果的内业计算,4）计算高差改正数检核：,水准测量成果的内业计算,5）计算改正后的高差,水准测量成果的内业计算,6）高程计算,水准测量成果的内业计算,附合水准路线高差闭合差、支水准路线高差闭合差解算，改正原理一致，请大家通过理解表2-
9、3，学习它们的内业计算方法。,地球曲率对高程的影响,（R+h）2=R2+l22R h+h2=l2h=l2/（2R+h）h=l2/2R,79,64,水准测量原理,当 Da=Db 时，,水准仪至两支水准尺等距 中间法水准测量,（消除水准面曲率影响）,其他的水准仪,1自动安平水准仪借助自动安平补偿器获得水平视线。自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别在于：自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋，而是在望远镜的光学系统中装置了补偿器。,其他的水准仪,自动安平水准仪的使用使用自动安平水准仪时，首先将圆水准器气泡居中，然后瞄准水准尺，等待24秒后，即可进行读数。,拓普康水准仪AT-G,国产DSG320,徕卡NA7
10、00,索佳B2011,自动安平水准仪,79,68,Zeiss Koni007自动安平水准仪,补偿器结构,Zeiss Reni 002A精密自动安平水准仪,79,69,79,70,用自动安平水准仪,沿山区道路进行精密水准测量,2.激光水准仪,利用激光束代替人工读数的一种水准仪。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内，使其沿视准轴方向射出水平激光束。,3、数字水准仪,数字水准仪是带有高度数字显示和进行数据自动归算及存储装置的水准仪。电子水准仪的主要优点是：（1）操作简捷，自动观测和记录，并立即用数字显示测量结果。（2）整个观测过程在几秒钟内即可完成，从而大大减少观测错误和误差。,3、数字水准仪,数字水
11、准仪的主要优点是：（3）仪器还附有数据处理器及与之配套的软件，从而可将观测结果输入计算机进入后处理，实现测量工作自动化和流水线作业，大大提高功效。,徕卡DNA10,托普康DL-101C/102C,数字水准仪,79,76,天宝 Dini12 精密电子水准仪,79,77,条码水准尺的竖立、支撑和尺垫放置。,79,78,遥控器,其他的水准仪,精密水准仪用于二等水准测量以上的高精度水准仪。精密水准仪与一般水准仪比较，其特点是能够精密地整平视线和精确地读取读数。精密水准仪必须配有精密水准尺。,其他的水准仪,精密水准仪精密水准仪在结构上应满足：（1）水准器具有较高的灵敏度。（2）望远镜具有良好的光学性能。（3）具有光学测微器装置。（4）视准轴与水准轴之间的联系相对稳定。,
