水准测量基本知识及方法.ppt
高程测量的方法,水准测量,三角高程测量,CHAPTER 2 水 准 测 量,气压高程测量,GPS高程测量,A：后视点， a：后视读数； B：前视点， b：前视读数。,a,计算高程的方法：,高差法 ：hAB =a-b ; HB=HA+hAB,视线高程法 ： HI= HA+a HB=HI -b,2-1 水准测量原理,b,前进方向,利用仪器提供水平视线，测定地面上两点间的高差，推算待测点的高程,水准仪按精度分,精密水准仪 DS05 DS1,普通水准仪 DS3 DS10,2-2 水准测量的仪器和工具,一、DS3型水准仪的构造,望远镜,水准器,基 座, 视准轴（CC）：十字丝交点与望远镜物镜光心的连线, 组成：由物镜、对光透镜 十字丝分划板 和目镜等部分组成。, 十字丝作用：瞄准目标时的读数基准线。, 望远镜的作用: 瞄准远方的目标,2、望远镜,1、基 座, 性能指标：,放大率,3、水 准 器,L0,L0,二、水准尺和尺垫,1、水准尺,直尺 折尺 塔尺,尺底起始刻划： 黑面：0m 红面：4.687m or 4.787m,2、尺垫：三角形、半圆形；铸铁制造 作用：标志转点位，防止土质下沉,2-3 水准仪的使用,2、转点（TPi /ZDi)：传递高程的过渡点 作用：传递高程 （无固定点位，无须计算其高程）,1、水准点（Bench Mark）：已知高程点 作用：统一全国的高程系统 满足各种测量需要 引测其它点的高程 种类：永久性 临时性,一、水准点、转点的概念,2-4 水准测量的外业,二、水准测量的实施,h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 h4=a4-b4,hAB=h= a- b HB= HA+ hAB,第 1 站：,第 2 站：,第 3 站：,第 4 站：,（一）测站校核,、变仪器高法 (两次成果之差5mm),、双面尺法,三、水准测量的检核,（二）计算校核,、附合水准路线 h= h测-（H终-H始)fh允,、支水准路线 h= h往+ h返fh允,、闭合水准路线 高差闭合差： h= h测fh允,（三）成果校核（路线校核）,精度要求：fh允 =,式中：L-路线长度，以km计。 n-测站总数。 支：L、n 以单程计。,2-5 水准测量的内业,闭合、附合水准路线,第i待测点的高程：Hi=Hi-1+hi正,平差高差闭合差、计算点的高程,支水准路线,例题,实验一、二 1、内容：水准仪的认识和使用 闭合水准路线测量 2、要求： （1）每人独立观测完成一条水准路线， 设待测点12个，测站总数n4 （2） 3、仪器安排 1台/4人；水准尺一付； 尺垫一付；记录板一只,实 验 室,二、水准仪应满足的条件,1、LLVV 2、十字丝横丝VV 3、LLCC 主条件,2-8 微倾式水准仪的检验与校正,一、水准仪的一般检查,三、检验与校正,1、LLVV的检校,方法和步骤：,（1）检验：用脚螺旋整平仪器，转动仪器180，若气泡居中，不需要校正，否则，需要校正。 （2）校正：用校针拨动圆水准管校正螺丝，使气泡向中间移动偏离量的一半，再用脚螺旋整平仪器，反复1、2、两步，直到条件满足为止。,V,V,L,L,（1）原理：若条件满足，精平仪器后，横丝扫过的面是水平面。 （2）检验：让横丝的一端对准固定点A，微动视线，若A始终在横丝上移动，则条件成立，不需要校正，否则，需要校正。 （3）校正,方法和步骤：,2、 十字丝横丝VV的检校,(a),(b),护盖,3、LLCC的检校,（5）校正转动微倾螺旋使A尺读数为: a2正= hAB正+b2用拨针拨动校正螺丝，使长水准管气泡居中反复几次，直至条件满足为止。,a,b,hAB,（1）准备场地 在平坦地上标定A、B，约为80m，C为AB 的中点。 （2）测hAB正= a1-b1 （3）在B附近约3m处，测得a2 , b2读数 （4）计算a2正 ，a2正= hAB正+b2检查：a=|a2-a2正|5mm， 不需校正，否则校正。,a2正,实验三： 1、内容：水准仪的检校 2、要求：按序检查仪器应满足的几何条件 3、仪器安排： 1台/2人；水准尺一付； 尺垫一付；记录板一只；皮尺一把,2-9 水准测量误差分析,一、误差来源： （1）仪器不够完善 （2）观测者感觉的限制 （3）外界条件的变化 二、误差分析 1、仪器误差： 1）校正残余误差 2）对光误差（对光透镜非线形运动） 3）水准尺误差（零点不准）,3、外界条件的影响 （1）仪器垂直位移 “后、前、前、后” （2）尺垫垂直位移 “往返观测取中数” （3）温度影响 “撑伞遮阳” （4）地球曲率及大气折光影响,A,B,水平视线,1,c1,2,c2,f1,f2,D后D前 f1 f2,D后,D前,地球曲率与大气折光影响,习题： P29：1、2、5、6、9、 10、11、12,2-7 自动安平水准仪、电子水准仪简介,一、自动安平水准仪（DSZ3）,补偿器管水准器、微倾螺旋，补偿角：810,二、电子（数字）水准仪,电子(数字)水准仪是集电子、光学、图像处理、计算技术于一体的水准仪。,1、望远镜,2、铟钢RAB标尺,3、电子水准仪的主要特点： 1）精度高（电子读数0.4mm/km ，人工读数1.0mm/km ） 2）自动化程度高 3）较强的储存功能 4）菜单和按键操作功能丰富,6-5 三、四等水准测量,一、高程控制网 由国家测绘部门在全国范围统一建立的高程系统。(） 分为：1956黄海高程系 1985国家高程基准 关系：H85=H56-0.029m,1985年国家高程基准,1956年黄海高程系,废黄河零点,吴淞零点,0.0289m,0.1829m,1.8228m,江苏境内各新旧高程系统的关系,沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。路线全长为 93 000多公里，有 100个闭合环，环长为8001500公里,国家一等水准网,在一等水准网上加密，一般沿铁路、公路和河流布设，环长为300700公里， 有822个闭合环，全长为 137 000多公里,二等水准网,加密,三等、四等水准网,它是确定地形海拔高程的坐标系统，按等级和精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的85国家高程系统共有水准点114041个，水准路线长度为416619.1公里。,（一） 三、四等水准测量技术要求,注：1. L为水准路线长度，以km计 2. K为路线或测段长度，以km计,表6-11,二、 三四等水准测量,1、安置仪器 2、先黑： 读后视尺黑面：下、上、中（a黑） 读前视尺黑面：下、上、中（b黑） 3、后红： 读前视尺红面：中（b红） 读后视尺红面：中（a红）, 将上述读数分别对应填入记录手簿,（二）观测方法,双面尺法 观测顺序：“先黑后红” “后后前前”,先黑后红,(三) 计算与校核,1、视距部分：,D后=（下丝-上丝）100 65m、80m D前=（下丝-上丝）100 65m、80m 要求：D=|D后-D前| 2m 、3m D 5m 、10m,2、高差部分：,要求：|K+黑-红| 2mm、3mm |h | = | h黑-（h红0.100m) | 3mm、5mm a-b= h,a、b,计算校核, fh测的调整同2-5,实验四 1、内容： 四等水准测量 2、要求： 路线形成闭合水准路线， 线路上设置12个待测点， 测站数4 每组完成2组有效数据成果,6-6 三角高程测量 地面起伏较大,一、原理： 如图，已知A点的高程：HA AB的距离为：D 求测：B点高程HB,计算公式： h+v=Dtga+i h=Dtga + i - v HB=HA+h,i,二、曲率、折光等因素的影响,1、单向观测 (AB）,1）D300m 忽略f 2） D300m 加改正数f,2、对向观测（AB） 消减f的影响,当hAB+hBA4cm/100m 时 则：h正=1/2（ hAB-hBA),3、S1m 减少大气折光和地面反射光的影响,4、形成闭合、附合路线形式 便于成果校核,
