水准测量教程学习教案.pptx

会计学1水准测量教程水准测量教程(jiochng)第一页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 高差的符号有正有负。当高差为正高差的符号有正有负。当高差为正值时，表示前视点值时，表示前视点B B高于后视点高于后视点A A；当高；当高差为负时，表示前视点差为负时，表示前视点B B低于后视点低于后视点A A。所以计算高差时，一定所以计算高差时，一定(ydng)(ydng)要用后要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。视读数减去前视读数，次序不能颠倒。第2页/共40页第二页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量根据根据A A点高程求得点高程求得B B点高程，即：点高程，即：（1 1）高差法）高差法 HB=HA+hAB=HA+(a-b)HB=HA+hAB=HA+(a-b)高程测量的实质就是测量高差。高程测量的实质就是测量高差。另外还可通过仪器另外还可通过仪器(yq)(yq)的视线高的视线高HiHi计算计算B B点的高点的高程。程。（2 2）仪高法）仪高法 Hi=HA+a HB=Hi-b Hi=HA+a HB=Hi-b 当安置一次仪器当安置一次仪器(yq)(yq)，根据一个已知点的高，根据一个已知点的高程，要测定若干个地面点高程时，此法方便快捷。程，要测定若干个地面点高程时，此法方便快捷。第3页/共40页第三页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量3-2 3-2 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具 水水准准测测量量所所使使用用(shyng)(shyng)的的仪仪器器为为水水准仪，工具为水准尺和尺垫。准仪，工具为水准尺和尺垫。我我国国将将水水准准仪仪按按其其精精度度划划分分为为四四个个等等级级：DS05DS05、DS1DS1、DS3DS3和和DS10DS10。字字母母D D和和S S分分别别为为“大大地地测测量量”和和“水水准准仪仪”汉汉语语拼拼音音的的第第一一个个字字母母，其其后后面面的的数数字字代代表表仪仪器器的的测测量量精精度度。工工程程测测量量中中广广泛泛使使用用(shyng)(shyng)的是的是DS3DS3级水准仪。级水准仪。第4页/共40页第四页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量一、一、水准仪（水准仪（DS3 DS3级微倾式水准仪）级微倾式水准仪）水水准准仪仪是是能能够够提提供供水水平平视视线线的的仪仪器器，主主要要由由望远镜、水准器和基座三部分望远镜、水准器和基座三部分(b fen)(b fen)组成。组成。第5页/共40页第五页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量（一）望远镜（一）望远镜 望望远远镜镜的的主主要要用用途途是是瞄瞄准准目目标标(mbio)(mbio)并并在水准尺上读数。在水准尺上读数。它它包包括括物物镜镜1 1、十十字字丝丝2 2、对对光光透透镜镜3 3和和目目镜镜4 4等四个部分。等四个部分。第6页/共40页第六页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量（一）望远镜（一）望远镜 十十字字丝丝是是照照准准尺尺子子和和读读数数用用的的。它它是是刻刻在在玻玻璃璃板板上上的的两两条条相相互互垂垂直直的的细细丝丝，竖竖向向的的一一条条称称为为竖竖丝丝，横横向向(hn(hn xin)xin)的的一一条条长长丝丝称称为为横横丝丝(又又称称中中丝丝)，横横丝丝上上下下还还有有两两条条对对称称的的短短丝丝是是用用来来测测量量距距离离的的，称称为为视视距距丝丝。十十字字丝丝中中心心(或或称称十字丝交点十字丝交点)和物镜和光心的连线，称为视准轴。和物镜和光心的连线，称为视准轴。第7页/共40页第七页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量第8页/共40页第八页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量(二二)水准器水准器 水水准准器器是是用用来来指指示示视视准准轴轴是是否否水水平平或或仪器仪器(yq)(yq)竖轴是否竖直的装置。竖轴是否竖直的装置。水水准准器器分分为为圆圆水水准准器器和和管管水水准准器器两两种种。圆圆水水准准器器装装在在基基座座上上，供供粗粗略略整整平平之之用用；管管水水准准器器装装在在望望远远镜镜旁旁，供供精精确确整整平平视视准准轴之用。轴之用。第9页/共40页第九页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 管水准器又称水准管，是由一个内壁研磨成圆弧的玻璃管制成的。水准管上一般刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的中点O，称为水准管零点。水准管内充满酒精或乙醚，中间有一气泡。通过零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。当气泡两端(lin dun)对称于圆弧上中点O时，气泡即居中，此时水准管轴也就水平了。水准管上每2 mm分划所对应的圆心角，称为水准管分划值。分划值越小，则水准管越灵敏。第10页/共40页第十页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量为为了了提提高高目目估估水水准准管管气气泡泡居居中中的的精精度度，微微倾倾式式水水准准仪仪的的水水准准管管上上方方都都装装有有由由三三块块棱棱镜镜组组成成的的复复合合棱棱镜镜系系统统。两两个个棱棱镜镜的的侧侧面面所所在在的的平平面面通通过过水水准准管管的的纵纵轴轴线线(zhu(zhu xin)xin)，第第三三块块棱棱镜镜为为4545的的直直角角棱棱镜镜，其其底底为为等等腰腰直直角角三三角角形形，一一个个直直角角面面与与左左右右两两棱棱镜镜的的侧侧面面相相靠靠或或互互相相平平行行。它它把把水水准准管管两两端端半半个个气气泡泡的的像像，经经过过三三次次全全反反射射，进进入入望望远远镜镜旁旁的的放放大大镜镜内内。如如果果气气泡泡居居中中，则则气气泡泡两两端端的的两两个个半半边边影影像像即即合合二二为为一一，如如果果气气泡泡不不居居中中，则则气气泡泡的两个半边影像不符合。的两个半边影像不符合。第11页/共40页第十一页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量二、水准尺二、水准尺 水水准准尺尺是是水水准准测测量量时时使使用用的的标标尺尺，是是水水准准测测量量的的重重要要工工具具之之一一，其其质质量量(zhling)(zhling)的的好好坏坏将将直直接接影影响响到到水水准准测测量量的的精精度度。因因此此，水水准准尺尺通通常常用用干干燥燥不不易易变变形形的的木木质质材材料料或或玻玻璃璃钢钢制制成成。地地面面水水准准测测量量常常用用的的水水准准尺尺有有直直尺尺和和塔塔尺尺两两种种。直直尺尺按按长长度度有有2m2m和和3m3m两两种种，塔塔尺尺的的长长度度为为5m5m，尺尺上上的的刻刻划划一一般般1cm1cm一一格格，并并在在分分米米处处注记。注记。第12页/共40页第十二页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 塔塔尺尺多多用用于于地地形形测测量量，双双面面尺尺多多用用于于三三、四四等等水水准准测测量量。双双面面尺尺的的一一面面采采用用黑黑白白相相间间刻刻划划，称称黑黑面面尺尺或或主主尺尺，另另一一面面采采用用红红白白相相间间刻刻划划，称称红红面面尺尺或或副副尺尺。双双面面尺尺必必须须成成对对使使用用(shyng)(shyng)，两两根根尺尺黑黑面面的的起起始始读读数数为为零零，而而红红面面的的起起始始读读数数则则分分别为别为4.687m4.687m和和4.787m4.787m。第13页/共40页第十三页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量三、尺垫三、尺垫 有有时时两两个个水水准准点点之之间间的的距距离离较较远远或或高高差差较较大大，直直接接测测定定其其高高差差有有困困难难时时，应应在在中中间间设设立立若若干干个个中中间间点点(称称为为转转点点)传传递递高高差差。而而尺尺垫垫是是在在转转点点处处放放置置水水准准尺尺用用的的。尺尺垫垫用用生生铁铁铸铸成成，一一般般为为三三角角形形，中中间间有有一一突突起起的的半半球球体体，下下方方有有三三个个支支脚脚。使使用用时时用用力力将将尺尺垫垫的的三三个个支支脚脚踩踩入入土土中中，以以防防下下沉沉，上上方方突突起起的的半半球球形形顶顶点点(dngdin)(dngdin)作为竖立标尺和标志转点之用。作为竖立标尺和标志转点之用。第14页/共40页第十四页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量3-3 3-3 水准仪的使用水准仪的使用 水水准准仪仪的的正正确确操操作作程程序序包包括括仪仪器器安安置置(nzh)(nzh)、粗粗略略整整平平、瞄瞄准准、精精确确整整平平和和读读数等。数等。一、安置一、安置(nzh)(nzh)水准仪水准仪 打打开开三三脚脚架架并并使使其其高高度度适适中中，目目估估使使架架头头大大致致水水平平，然然后后将将三三脚脚架架尖尖踩踩入入土土中中，将水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上。将水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上。第15页/共40页第十五页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量二、粗略整平二、粗略整平(粗平粗平)粗粗略略整整平平工工作作(gngzu)(gngzu)是是用用脚脚螺螺旋旋将将圆圆水水准准器器的的气气泡泡调调整整居居中中。先先将将圆圆水水准准器器放放在在适适当当位位置置，然然后后用用双双手手同同时时向向内内或或向向外外(即即以以相相反反方方向向)旋旋转脚螺旋，使一个升高、一个降低。转脚螺旋，使一个升高、一个降低。第16页/共40页第十六页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量第17页/共40页第十七页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量三、瞄准水准尺三、瞄准水准尺 (1)(1)在在瞄瞄准准水水准准尺尺之之前前，先先进进行行目目镜镜对对光光。把把望望远远镜镜对对着着明明亮亮的的背背景景(如如白白墙墙或或天天空空等等)，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。(2)(2)松松开开制制动动螺螺旋旋，转转动动望望远远镜镜，利利用用(lyng)(lyng)望望远远镜镜筒筒上上的的缺缺口口和和准准星星，瞄瞄准准水准尺，然后再拧紧制动螺旋。水准尺，然后再拧紧制动螺旋。(3)(3)转转动动物物镜镜对对光光螺螺旋旋进进行行对对光光，使使尺尺子子的的影影像像看看得得十十分分清清晰晰，并并转转动动微微动动螺螺旋旋，使使尺尺子子的的像像靠靠近近十十字字丝丝竖竖丝丝的的一一侧侧，以以便便于读数。于读数。第18页/共40页第十八页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 (4)消除视差。为了检查对光质量，可用眼睛在目镜后上下微微晃动，若发现十字丝与目标影像有相对运动，则说明物像平面与十字丝平面不重合，这种现象称为视差。视差对观测成果的精度(jn d)影响很大，必须加以消除。消除方法是重新对光，直到眼睛上下移动，水准尺读数不变。第19页/共40页第十九页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量四、四、精确整平精确整平(精平精平)用用水水准准管管作作精精确确整整平平。因因水水准准管管灵灵敏敏度度比比较较高高，每每当当望望远远镜镜转转到到不不太太水水平平的的另另一一个个方方向向时时，水水准准管管气气泡泡必必然然会会偏偏离离中中央央，因因此此必必须须再再一一次次调调整整微微倾倾螺螺旋旋，使使气气泡泡两两端端的的影影像像符符合合(fh)(fh)，然然后后才才能能在在尺尺子上读数。子上读数。第20页/共40页第二十页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量五、读数五、读数 在在望望远远镜镜视视线线精精确确水水平平后后的的瞬瞬间间，应应立立 即即 利利 用用 中中 丝丝 在在 尺尺 上上 读读 数数。从从 小小(cngxio)(cngxio)数数往往大大数数读读，并并估估读读至至毫毫米米。必必须须读读出出四四个个数数字字。读读数数完完毕毕后后应应再再检检查查一下水准管气泡是否仍然居中。一下水准管气泡是否仍然居中。第21页/共40页第二十一页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 每每次次读读数数时时水水准准仪仪的的视视线线必必须须是是严严格格水水平平的的。但但视视准准轴轴是是否否(sh(sh fu)fu)水水平平，是是根根据据水水准准管管气气泡泡是是否否(sh(sh fu)fu)居居中中来来判判定定的的，所所以以水水准准仪仪应应首首先先满满足足“水水准准管管轴轴平平行行于于视视准准轴轴”这个必要条件。这个必要条件。第22页/共40页第二十二页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量3-4 3-4 水准测量的外业水准测量的外业一、水准测量的实施一、水准测量的实施 水水准准测测量量通通常常是是从从一一个个已已知知高高程程的的水水准准点点开开始始，按按照照一一定定的的水水准准路路线线，引引测测出出所所需需各各点点的的高高程程。当当两两个个水水准准点点相相距距较较远远或或高高差差较较大大(jio(jio d)d)时时，若若只只安安置置一一次次仪仪器器，就就不不能能测测出出这这两两点点间间的的高高差差。为为此此，就就需需要要连连续续多多次次安安置置仪仪器器以测出两点间的高差。以测出两点间的高差。第23页/共40页第二十三页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 如如图图所所示示，在在A A、B B之之间间设设立立若若干干个个中中间间(zhngjin)(zhngjin)立立尺尺点点，这这些些中中间间(zhngjin)(zhngjin)立立尺尺点点称称为为转转点点，将将ABAB分分成成n n段段，分分别别测测出出每每段段的的高高差差h h、h hhnhn，则则A A、B B两两点点间间的的高高差差是是各各高高差差之和。之和。第24页/共40页第二十四页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 第25页/共40页第二十五页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量二、水准测量的检核二、水准测量的检核(jin h)(jin h)1 1、计算检核、计算检核(jin h)(jin h)h=a-b=HB-HA=0.828 h=a-b=HB-HA=0.828米米 2 2、测站检核、测站检核(jin h)(jin h)（1 1）变动仪高）变动仪高 （2 2）双面尺法）双面尺法 3 3、成果检核、成果检核(jin h)(jin h)第26页/共40页第二十六页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量第27页/共40页第二十七页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量h1=a1-b1 h2=a2-b2 hn=an-bnh1=a1-b1 h2=a2-b2 hn=an-bn hAB=h1+h2+hn=h hAB=h1+h2+hn=h 可可用用下下式式进进行行高高差差计计算算(j(j sun)sun)正正确确性性的检核：的检核：hAB=(a1-b1)+(a2-b2)+hAB=(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn)=+(an-bn)=a-ba-b 如如果果A A为为已已知知高高程程点点，其其高高程程为为H H，则则B B点高程为：点高程为：HB=HA+hAB=HA+a-bHB=HA+hAB=HA+a-b第28页/共40页第二十八页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量3-5 3-5 水准测量的内业水准测量的内业 水水准准测测量量外外业业工工作作结结束束后后，要要检检查查外外业业手手簿簿，确确认认无无误误后后，再再转转入入内内业业计计算算(j(j sun)sun)。水水准准测测量量内内业业计计算算(j(j sun)sun)的的内内容容，包包括括水水准准路路线线闭闭合合差差的的计计算算(j(j sun)sun)和和分分配配以以及及水水准准点点高高程程的的计计算算(j sun)(j sun)。第29页/共40页第二十九页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量一、水准路线闭合差的计算一、水准路线闭合差的计算 水水准准测测量量工工作作是是在在野野外外进进行行的的，由由于于各各种种外外界界因因素素的的影影响响，测测量量成成果果(chnggu)(chnggu)中中不不可可避避免免地地含含有有一一定定的的误误差差甚甚至至错错误误，所所以以对对水水准准测测量量成成果果(chnggu)(chnggu)要要进进行行检检核核。由由于于误误差差的的存存在在，水水准准测测量量的的实实测测高高差差与与其其理理论论值值往往往往不不相相符符合合，其其差差值值称称为为水水准准路路线线的的闭闭合差。合差。第30页/共40页第三十页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量1 1、闭闭合合(b(b h)h)水水准准路路线线闭闭合合(b h)(b h)差的计算差的计算 如如图图所所示示，A A点点是是一一个个高高程已知的水准点。由程已知的水准点。由A A点出发，点出发，经经待待定定高高程程点点1 1、2 2、3 3，最最后后又又回回到到A A点点，这这种种水水准准路路线线称称为为闭闭合合(b(b h)h)水水准准路路线线。显显然然，闭闭合合(b(b h)h)水水准准路路线线高高差的代数和在理差的代数和在理论论上上应应等等于于零零，即即：hh测测=0=0 如如不不为为零零，则则不不为为零零的的数数值值为为高高差差闭闭合合(b(b h)h)差差fh,fh,即即 fh=h1+h2+h3+h4=h fh=h1+h2+h3+h4=h测测 第31页/共40页第三十一页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 高差闭合差可用来衡量测量(cling)成果的精度，它有一个允许值。对于等外水准测量(cling)来说，高差闭合差的允许值为：1、fh容=40L（mm）L水准路线全长，以Km计 2、fh容=12n（mm）n测站数；（n/Km）15时用 若高差闭合差fh不超过fh容，说明观测成果合格；否则应检查原因，返工重测。第32页/共40页第三十二页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量点号点号目标目标测站数测站数观测高差观测高差 改改 正正 数数改正后改正后高差高差 高程高程BMBMA A1 11010+1.224+1.2240.0050.0051.2291.22944.33044.3301 12 28 8-1.424-1.4240.0040.004-1.420-1.42045.55945.5592 23 38 8+1.781+1.7810.0040.0041.7851.78544.13944.1393 34 41111-1.714-1.7140.0060.006-1.708-1.70845.92445.9244 4BMBMA A1212+0.108+0.1080.0060.0060.1140.11444.21644.216合计合计4949-0.025-0.0250.0250.0250 044.33044.330h=-0.025 h=-0.025 f fh h=-0.025 f=-0.025 fh h容容=12n=173mm=12n=173mm第33页/共40页第三十三页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量2 2、附合水准路线闭合差的计算、附合水准路线闭合差的计算 A A、B B两两点点是是高高程程已已知知的的水水准准点点。由由A A点点出出发发(chf)(chf)，经经待待定定高高程程点点1 1、2 2、3 3，最最后后附附合合到到B B点点，这这种种水水准准路路线线称称为为附附合合水水准准路路线线。显显然然，所所有有测测段段高高差差的的代代数数和和，应应等等于于A A、B B两两点点间间的的已已知知高高差差，如不相等，则其差值即为高差闭合差如不相等，则其差值即为高差闭合差fhfh，即：，即：fh=h1+h2+h3+h4-(HB-HA)=h fh=h1+h2+h3+h4-(HB-HA)=h测测-(HB-HA)-(HB-HA)如写成通式，则为：如写成通式，则为：fh=hfh=h测测-(HB-HA)-(HB-HA)高差闭合差的允许值计算同前。高差闭合差的允许值计算同前。第34页/共40页第三十四页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量测段编号测段编号点号点号测站数测站数观测高差观测高差 改改 正正 数数改正后改正后高差高差 高程高程1 1A12122.7852.785-0.010-0.0102.7752.77556.34556.3452 21 11818-4.369-4.369-0.016-0.016-4.385-4.38559.12059.1203 32 213131.9801.980-0.011-0.0111.9691.96954.73554.7354 431111+2.345+2.345-0.010-0.0102.3352.33556.70456.704合计合计B54542.7412.741-0.047-0.0472.6942.69459.03959.039 f fh h=h=h测测-(HB-HA)=2.741-(59.039-56.345)=0.047m=47mm -(HB-HA)=2.741-(59.039-56.345)=0.047m=47mm f fh h容容=12n=88mm=12n=88mm第35页/共40页第三十五页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量3 3、支水准路线高差闭合差的计算、支水准路线高差闭合差的计算 A A点点是是高高程程已已知知的的水水准准点点。由由A A点点出出发发，经经待待定定高高程程点点1 1、2 2到到待待定定高高程程点点3 3，这这种种水水准准路路线线称称为为支支水水准准路路线线。支支水水准准路路线线没没有有已已知知点点作作为为检检核核，所所以以一一般般(ybn)(ybn)需需要要进进行行往往返返观观测测，即即从从A A点点测测至至3 3点点称称为为往往测，再从测，再从3 3点返测至点返测至A A点。点。第36页/共40页第三十六页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量 从理论上讲，往测高差总和h往与返测高差总和h返绝对值相等，符号相反，它们的代数和应等于零。由此可得支水准路线往、返测高差闭合差计算公式为：fh=h往+h返 支水准路线高差闭合差的允许值同，但式中L往返全程长，n取往返测站总数(zngsh)之和以公里为单位。第37页/共40页第三十七页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量二、水准路线闭合差的分配二、水准路线闭合差的分配 当当|fh|fh|fh|fh容容|时时，应应对对fhfh进进行行合合理理的的分分配配。支支水水准准路路线线高高差差(o(o ch)ch)闭闭合合差差的的分分配配方方法法是是：把把各各段段往往返返高高差差(o(o ch)ch)的的绝绝对对值值取取平平均均值值，并并按往测方向取高差按往测方向取高差(o ch)(o ch)的正负号即可。的正负号即可。闭闭(附附)合合水水准准路路线线高高差差(o(o ch)ch)闭闭合合差差的的分分配配，一一般般是是按按与与测测站站数数成成正正比比将将闭闭合合差差反反号号分分配配到到各各测测段段高高差差(o(o ch)ch)中中，或或按按与与路路线线的的长长度度成成正正比比分分配配闭闭合合差差。设设第第i i测测段段的的改改正正数数为为vivi，则则根据上述法则，有：根据上述法则，有：vi=-fh*vi=-fh*（ni/n ni/n）vi=-fh*vi=-fh*（li/L li/L）式式中中nn为为所所有有测测段段测测站站数数总总和和；nini为为第第i i测测段段的的测测站站数数；L L为为水水准准路路线线总总长长，kmkm；lili为为第第i i测测段长度，段长度，kmkm。闭合差分配后，可用下式检：闭合差分配后，可用下式检：v=-fhv=-fh第38页/共40页第三十八页，共40页。第三章第三章 水准测量水准测量三、水准点高程的计算(j sun)消除闭合差后，即可根据已知水准点的高程和改正后的高差逐一推算出各水准点的高程。推求至最后一个已知点时，其推求值与已知值应相等，以此作为高程计算(j sun)正确性的检核。第39页/共40页第三十九页，共40页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第40页/共40页第四十页，共40页。