第二章-水准测量ppt课件(全).ppt

第二章 水准测量第一节第一节 水准测量原理水准测量原理 第二节第二节 DS3微倾式水准仪微倾式水准仪 第三节第三节 测量坐标系测量坐标系第四节第四节 电子水准仪电子水准仪 第五节第五节 水准测量的外业施测水准测量的外业施测第六节第六节 单一水准路线的计算单一水准路线的计算 第七节第七节 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 第八节第八节 水准测量的误差来源水准测量的误差来源第一节第一节 水准测量原理水准测量原理 一、水准测量原理一、水准测量原理A、B两点间的高差为两点间的高差为 hAB ab若水准测量前进方向是由若水准测量前进方向是由A A点测到点测到B B点，规定：点，规定：A点为点为后视点后视点，A点尺上的读数点尺上的读数a 为为后视读数后视读数 B点为点为前视点前视点，B点尺上的读数点尺上的读数b 为为前视读数前视读数 高差高差 后视读数前视读数后视读数前视读数一、一、水准测量原理水准测量原理当当a 大于大于b 时，时，hAB 值为正，值为正，B点高于点高于A点；点；当当a 小于小于b 时，时，hAB B 值为负，值为负，B点低于点低于A点。点。hAB表示由表示由A点至点至B点的高差；点的高差；hBA表示由表示由B点至点至A点的高差，点的高差，hAB hBA 一、水准测量原理一、水准测量原理 直接利用高差直接利用高差hAB计算计算B点高程的方法称为点高程的方法称为高差法高差法。若已知若已知A 点的高程点的高程HA，求未知点，求未知点B 的高程的高程HB HBHAhAB 利用仪器视线高程利用仪器视线高程Hi 计算计算B点高程的方法称为点高程的方法称为视线视线高法高法。Hi HAa HBHA（ab）Hib二、转点和测站二、转点和测站 若若A A、B B两点之间相距较远或高差较大时两点之间相距较远或高差较大时 连续设站水准测量连续设站水准测量 转点转点 起传递高程的作用起传递高程的作用hABh1h2hn 第二节第二节 DS3微倾式水准仪微倾式水准仪一、水准仪的分类一、水准仪的分类1 1按精度划分按精度划分 分为分为DS05、DS1、DS3、DS10等四个等级，等四个等级，“D”和和“S”分别为分别为“大地测量大地测量”和和“水准仪水准仪”的汉语拼音第一的汉语拼音第一个字母，个字母，下标下标05、1、3、10表示仪器的精度等级，即表示仪器的精度等级，即“每千米往返测高差每千米往返测高差中数的中误差（单位：中数的中误差（单位：mm）。）。”DS05、DS1称为称为精密水准仪精密水准仪，DS3、DS10称为称为普通水准仪普通水准仪。光学水准仪光学水准仪 微倾式水准仪微倾式水准仪 自动安平水准仪自动安平水准仪 电子水准仪电子水准仪2 2按结构划分按结构划分 二、二、DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造 望远镜、水准器和基座望远镜、水准器和基座二、二、DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造 主要由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋和主要由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋和镜筒组成。镜筒组成。十字丝中心交点与物镜光心的连线称为望远镜的十字丝中心交点与物镜光心的连线称为望远镜的视准轴。视准轴。二、二、DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造2 2水准器水准器（1 1）圆水准器）圆水准器 球面中心刻有一个小圆圈，小圆圈的球面中心刻有一个小圆圈，小圆圈的中心称为中心称为圆水准器的零点圆水准器的零点。通过零点的球面法线，称为通过零点的球面法线，称为圆水准器圆水准器轴轴。当圆水准气泡中心与零点重合时，即当圆水准气泡中心与零点重合时，即气泡居中气泡居中，说明圆水准器轴处于铅垂位置。，说明圆水准器轴处于铅垂位置。圆水准器圆水准器分划值分划值是指气泡由零点向任是指气泡由零点向任意方向移动意方向移动2 mm 时所对应的圆心角值。时所对应的圆心角值。DS3水准仪圆水准器分划值一般为水准仪圆水准器分划值一般为8/2 mm。二、二、DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造2 2水准器水准器（2 2）管水准器）管水准器 又称水准管，纵向圆孤的中心又称水准管，纵向圆孤的中心O O为为管水准器的零点管水准器的零点，过过O点的切线点的切线 LL 称为称为水准管轴水准管轴。当水准管气泡中心位于零点时，称为当水准管气泡中心位于零点时，称为气泡居中气泡居中，此时水准管轴处，此时水准管轴处于水平位置。于水平位置。水准管圆弧水准管圆弧2 mm 所对的圆心角所对的圆心角，称为，称为水准管分划值水准管分划值。DS3水准仪的水准管分划值一般为水准仪的水准管分划值一般为20/2mm。2 2水准器水准器（2 2）管水准器）管水准器 管水准器的灵敏度比圆水准器高得多，因此，管水准器用于管水准器的灵敏度比圆水准器高得多，因此，管水准器用于水准仪的精确整平，而圆水准器只能用于粗略整平。水准仪的精确整平，而圆水准器只能用于粗略整平。管水准器与符合棱镜管水准器与符合棱镜 二、二、DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造3.3.基座基座 基座的基座的作用作用 支承仪器的上部并与三脚架相接。支承仪器的上部并与三脚架相接。基座的基座的构成构成 主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板。主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板。通过调节三个脚螺旋可使圆水准器气泡居中，供粗略整平用。通过调节三个脚螺旋可使圆水准器气泡居中，供粗略整平用。4.4.脚架脚架 脚架是用于支撑和安置水准仪的。脚架是用于支撑和安置水准仪的。水准仪通过中心连接螺旋与脚架相连，水准仪通过中心连接螺旋与脚架相连，并可根据需要调节脚架的高度。并可根据需要调节脚架的高度。三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫 区格式木质双面水准尺区格式木质双面水准尺多用于三、多用于三、四等水准测量，其长度为四等水准测量，其长度为3m3m。黑面黑面尺底为零，称为基本分划尺底为零，称为基本分划（或主尺）；（或主尺）；红面红面尺底不为零，其中一根为尺底不为零，其中一根为4687mm，另一根为，另一根为4787mm，称为辅，称为辅助分划（或辅尺），助分划（或辅尺），两根尺构成一对两根尺构成一对。1 1水准尺水准尺2 2尺垫尺垫 尺垫用在尺垫用在转点转点处。处。四、四、DS3水准仪的使用水准仪的使用水准仪的基本操作包括以下步骤：水准仪的基本操作包括以下步骤：1.1.安置仪器安置仪器2.2.粗平粗平四、四、DS3水准仪的使用水准仪的使用3.3.瞄准水淮尺瞄准水淮尺使水准尺影像位于十字丝竖丝附近使水准尺影像位于十字丝竖丝附近 注意消除注意消除视差视差四、四、DS3水准仪的使用水准仪的使用4.4.精平精平5.5.读数读数第三节第三节 自动安平水准仪和精密水准仪自动安平水准仪和精密水准仪一、自动安平水准一、自动安平水准仪仪1自动安平原理一、自动安平水准仪一、自动安平水准仪2.2.自动安平水准仪的使用自动安平水准仪的使用 与微倾式水准仪相比，使用自动安平水准仪与微倾式水准仪相比，使用自动安平水准仪无需精平无需精平，从而，从而使操作更为简单方便。使操作更为简单方便。操作步骤操作步骤为：安置、粗平、瞄准和读数。为：安置、粗平、瞄准和读数。在使用自动安平水准仪前，应对补偿器进行检验。在使用自动安平水准仪前，应对补偿器进行检验。DZS3-1型型自动安平水准仪自动安平水准仪一、自动安平水准仪一、自动安平水准仪二、精密水准仪二、精密水准仪 精密水准仪主要用于国家一、二等水准测量，以及地震测量、精密水准仪主要用于国家一、二等水准测量，以及地震测量、大型建筑工程高程控制测量、沉降观测、精密机械设备安装等精密大型建筑工程高程控制测量、沉降观测、精密机械设备安装等精密测量。测量。1.1.精密水准仪的构造特点与测微原理精密水准仪的构造特点与测微原理 主要特征主要特征：值为（值为（881010）/2/2mm，安平精度，安平精度不低于不低于0.20.2的符合水准器。的符合水准器。望远镜和水准器均套装在隔热罩内，望远镜和水准器均套装在隔热罩内，整体结构稳整体结构稳定，定，受外界因素影响小。受外界因素影响小。望远镜放大倍率一般不小于望远镜放大倍率一般不小于4040，配有配有光学测微器光学测微器配套的配套的精密水准尺精密水准尺。二、精密水准仪二、精密水准仪索佳索佳PL1水准仪水准仪-DS1级水准仪级水准仪苏光苏光DS05光学精密水准仪光学精密水准仪N3精密水准仪精密水准仪 1.1.精密水准仪的构造特点与测微原理精密水准仪的构造特点与测微原理 光学测微器光学测微器 测微尺刻有测微尺刻有100个分划，个分划，测微螺旋转动一周，测微尺测微螺旋转动一周，测微尺恰好移动恰好移动100 个分划，标尺个分划，标尺影像移影像移5mm 或或10mm。因而，测微尺的因而，测微尺的分划值分划值为为0.05mm 或或0.1mm，测微周，测微周值为值为5mm 或或10mm。2 2精密水准尺与读数方法精密水准尺与读数方法 精密水准尺又称铟钢水准尺，与精密水准仪精密水准尺又称铟钢水准尺，与精密水准仪配套使用。配套使用。在优质木标尺中间的尺糟内，装有在优质木标尺中间的尺糟内，装有膨膨胀系数极小胀系数极小的的铟钢合金尺带铟钢合金尺带，尺带底端固定，顶，尺带底端固定，顶端用弹簧绷紧。端用弹簧绷紧。图（图（a a）所示水准尺）所示水准尺分划值为分划值为5mm，分别按，分别按左右分为奇数和偶数排列。由于将左右分为奇数和偶数排列。由于将5mm 的分划的分划间隔注记为间隔注记为1cm，所以分划注记值比实际长度大，所以分划注记值比实际长度大一倍，用这种水准尺一倍，用这种水准尺读数应除以读数应除以2才代表实际的才代表实际的视线高度。视线高度。2 2精密水准尺与读数方法精密水准尺与读数方法图（图（b b）所示水准尺）所示水准尺分划值为分划值为10mm，右边为右边为基本分划基本分划，左边为左边为辅助分划辅助分划，两两种种分分划划相相差差常常数数K（301.55cm），供供读读数数检检核核用。用。2 2精密水准尺与读数方法精密水准尺与读数方法 先直接读出楔形丝夹住的整分先直接读出楔形丝夹住的整分划读数为划读数为1.98m，然后在望远镜旁测，然后在望远镜旁测微读数显微镜中读得尾数微读数显微镜中读得尾数1.50mm。全部读数为：全部读数为：1.98m+1.50mm=1.98150m，实际读数应为：实际读数应为：1.98150m/2=0.99075m 。S1S1型水准仪视场图型水准仪视场图 新新N3N3水准仪视场图水准仪视场图读数为读数为 1.48m+6.55mm1.48655m。第四节第四节 电子水准仪电子水准仪 一、概述一、概述 电子水准仪是一种集电子、光学、图像处理、计算机技术于电子水准仪是一种集电子、光学、图像处理、计算机技术于一体的智能水准仪。一体的智能水准仪。可以完成普通水准仪所能进行的测量，可以完成普通水准仪所能进行的测量，利用内置应用软件，进行高程连续计算、多次测量取平均值、利用内置应用软件，进行高程连续计算、多次测量取平均值、断面计算、水准路线和水准网测量闭合差调整（平差），断面计算、水准路线和水准网测量闭合差调整（平差），实现测量数据的自动采集、储存、处理和传输等，实现测量数据的自动采集、储存、处理和传输等，具有测量速度快、精度高、作业强度小、易实现内外业一体具有测量速度快、精度高、作业强度小、易实现内外业一体化等特点。化等特点。电子水准仪可视为电子水准仪可视为CCDCCD相机、自动安平水准仪、微处理器和相机、自动安平水准仪、微处理器和条码水准尺组成的地面水准测量系统。条码水准尺组成的地面水准测量系统。二、电子水准仪的基本构造和原理二、电子水准仪的基本构造和原理基本构造基本构造 由基座、水准器、望远镜、自动安平补偿装置、操作由基座、水准器、望远镜、自动安平补偿装置、操作面板和影像数据处理系统等组成。面板和影像数据处理系统等组成。徕卡徕卡DNA03电子水准仪电子水准仪，显示界面为中文，内置适合我国，显示界面为中文，内置适合我国测量规范的观测程序，可快速测量高程、高差和放样，用于进测量规范的观测程序，可快速测量高程、高差和放样，用于进行线路水准测量、建筑测量、碎部测量以及一等、二等水准测行线路水准测量、建筑测量、碎部测量以及一等、二等水准测量。量。二、电子水准仪的基本构造和原理二、电子水准仪的基本构造和原理电子水准仪测量的电子水准仪测量的基本原理基本原理：徕卡电子水准仪光路图徕卡电子水准仪光路图 电子水准仪的关键技术是自动电子读数和数据处理，目前采电子水准仪的关键技术是自动电子读数和数据处理，目前采用的用的数据处理方法数据处理方法有有:几何法几何法 德国蔡司德国蔡司DiNiDiNi系列系列DiNi10DiNi10，DiNi20DiNi20电子水准仪电子水准仪相关法相关法 瑞士徕卡瑞士徕卡NANA系列系列NA2002NA2002，NA3003NA3003电子水准仪电子水准仪相位法相位法 日本拓普康日本拓普康DLDL系列系列DL-101CDL-101C，DL-102CDL-102C电子水准仪电子水准仪三、条码水准尺三、条码水准尺 条码水准尺条码水准尺是与电子水准仪配套使用的专用是与电子水准仪配套使用的专用水准尺。水准尺。用玻璃钢、铝合金或铟钢制成，用玻璃钢、铝合金或铟钢制成，尺长有尺长有2m2m、3m3m等几种，等几种，尺形分直尺和折尺两种。尺形分直尺和折尺两种。尺面上刻有尺面上刻有宽度不同、黑白相间的码条宽度不同、黑白相间的码条（称（称为条码），该条码相当于普通水准尺上的分划和注为条码），该条码相当于普通水准尺上的分划和注记。记。四、电子水准仪的使用四、电子水准仪的使用 使用使用DNA03 电子水准仪电子水准仪，在完成照准和调焦后，打开电源，在完成照准和调焦后，打开电源开关（开机），进入开关（开机），进入“水准测量水准测量”界面，该功能用于一般水准测界面，该功能用于一般水准测量并可配合量并可配合“碎部测量碎部测量”及及“放样放样”。开机后，可按开机后，可按MODE键设置测量模式；按键设置测量模式；按PROG键，显示程键，显示程序清单，可选择简单测量或线路测量；按序清单，可选择简单测量或线路测量；按INT键可进行碎部测量；键可进行碎部测量；按按SHIFT INT启动启动SET OUT放样功能。放样功能。安置、粗平、照准标尺和调焦仍由人工目视进行。安置、粗平、照准标尺和调焦仍由人工目视进行。四、电子水准仪的使用四、电子水准仪的使用 注意事项注意事项：（1 1）使用电子水准仪前，应认真阅读用户操作手册。）使用电子水准仪前，应认真阅读用户操作手册。（2 2）电子水准仪是精密仪器，不宜受潮，使用时勿使仪器受到大的）电子水准仪是精密仪器，不宜受潮，使用时勿使仪器受到大的冲击或震动。冲击或震动。（3 3）测量时，要求条码水准标尺亮度均匀适中。应在有足够亮度的）测量时，要求条码水准标尺亮度均匀适中。应在有足够亮度的地方竖立条码标尺。若标尺被障碍物（如树枝）遮挡，应使局部地方竖立条码标尺。若标尺被障碍物（如树枝）遮挡，应使局部遮挡的总量少于遮挡的总量少于3030。（4 4）安置电子水准仪时，须避免在强磁场内作业。）安置电子水准仪时，须避免在强磁场内作业。（5 5）使用条码尺时要防摔、防撞，勿使尺面受到污损，要保持清洁、）使用条码尺时要防摔、防撞，勿使尺面受到污损，要保持清洁、干燥，以防变形。干燥，以防变形。（6 6）保持目镜、物镜清洁。装卸电池时，必须先关机。）保持目镜、物镜清洁。装卸电池时，必须先关机。第五节第五节 水准测量的外业施测水准测量的外业施测 一、水准点一、水准点 为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在各地埋设且在各地埋设且用水准测量方法测定的高程控制点用水准测量方法测定的高程控制点，称为水准点，称为水准点，记为记为BM（Bench Mark）。）。水准点是水准测量引测高程的依据。水准点是水准测量引测高程的依据。水准点应设在土质坚实，便于保存和使用的地方，水准点应设在土质坚实，便于保存和使用的地方，永久性水准点永久性水准点临时性水准点临时性水准点二、水准路线布设二、水准路线布设1 1单一水准路线单一水准路线（1 1）闭合水准路线闭合水准路线 如图（如图（a），从一个已知高程的水准点），从一个已知高程的水准点BMA出发，沿一条环出发，沿一条环形路线进行水准测量，依次测定若干个待定高程的水准点形路线进行水准测量，依次测定若干个待定高程的水准点1、2、3、，最后又回到水准点，最后又回到水准点BMA，称为闭合水准路线。，称为闭合水准路线。在普通水准测量中，路线长一般不超在普通水准测量中，路线长一般不超过过8km。二、水准路线布设二、水准路线布设 1 1单一水准路线单一水准路线（2 2）附合水准路线附合水准路线 如图（如图（b），从一个已知高程的水准点），从一个已知高程的水准点BMA出发，出发，沿一条路线进行沿一条路线进行水准测量，依次测定若干个待定高程的水准点水准测量，依次测定若干个待定高程的水准点1、2、3、，最后，最后附合到另一个已知高程的水准点附合到另一个已知高程的水准点BMB上，称为附合水准路线。上，称为附合水准路线。在普通水准测量中，路线长一在普通水准测量中，路线长一般不超过般不超过8 8km。二、水准路线布设二、水准路线布设 1 1单一水准路线单一水准路线 （3 3）支水准路线支水准路线 如图（如图（c），从一个已知高程的水准点），从一个已知高程的水准点BMA出发，出发，沿一条路线沿一条路线进行水准测量，依次测定若干个待定高程的水准点进行水准测量，依次测定若干个待定高程的水准点1 1、2 2、，最后，最后既不回到起始水准点，也不附合到另一个已知高程的水准点上，称既不回到起始水准点，也不附合到另一个已知高程的水准点上，称为支水准路线。为支水准路线。由于支水准路线缺乏由于支水准路线缺乏检核，故路线一般不超过检核，故路线一般不超过4km。通常通常要进行往返观测，要进行往返观测，以加强检核以加强检核。二、水准路线布设二、水准路线布设2 2水准网水准网（1 1）附合水准网附合水准网 如（如（a），从多个已知高程的水准点出发，由若），从多个已知高程的水准点出发，由若干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。（2 2）独立水准网独立水准网 如（如（b），从一个已知高程的水准点），从一个已知高程的水准点BMA出发，出发，由若干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。由若干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。在水准网中，至少连接三条水准路线的水准点称为在水准网中，至少连接三条水准路线的水准点称为结点结点。（a）（b）三、普通水准测量三、普通水准测量 普通水准测量常用于一般工程的高程测量和地形图测绘的图根普通水准测量常用于一般工程的高程测量和地形图测绘的图根控制点高程测量。控制点高程测量。1 1施测一般要求施测一般要求 普通水准测量采用普通水准测量采用DS3或或DS10级水准仪，测量前应对仪器进行检级水准仪，测量前应对仪器进行检验，采用验，采用中丝读数法中丝读数法单程观测，施测中各项限差应满足相应测量规单程观测，施测中各项限差应满足相应测量规范的各项要求。范的各项要求。2 2观测、记录和计算观测、记录和计算日期：2009.5.28 天气：晴 观测者：黄仪器型号：DS3 703654 成像：清晰 记录者：刘测站测点水准尺读数/m每站高差/m高程/m备注后视（a）前视（b）1A2.138+1.44168.200A点为水准点B点为待求点TP10.6972TP10.8141.739TP22.5533TP21.1300.318TP31.4484TP31.545+0.887B0.65868.471计算检核ab5.6275.356+0.271h+0.271 HBHA+0.271HBHAhab （说明计算无误）3.3.普通水准测量的检核普通水准测量的检核（1 1）计算检核）计算检核 HBHAhab（2）测站检核 两次仪器高法 在同一测站上用在同一测站上用两次不同的仪器高度两次不同的仪器高度（仪器高度差在（仪器高度差在1010cm以上），测得两次高差进行比较，若两次高差之差不超过容许以上），测得两次高差进行比较，若两次高差之差不超过容许值（普通水准测量容许值为值（普通水准测量容许值为6 mm），则取平均值作为该测站观），则取平均值作为该测站观测高差，否则，必须重测。测高差，否则，必须重测。双面尺法双面尺法 保持仪器高度不变，用双面尺的保持仪器高度不变，用双面尺的黑、红面黑、红面两次测量高差进行比较，若两次测量高差进行比较，若两次高差之差不超过容许值，则取平均值作为该测站观测高差，否则，两次高差之差不超过容许值，则取平均值作为该测站观测高差，否则，必须重测。必须重测。第六节第六节 单一水准路线的计算单一水准路线的计算 一、附合水准路线的计算一、附合水准路线的计算1 1高差闭合差的计算高差闭合差的计算 在水准测量中，由于测量误差的影响，使在水准测量中，由于测量误差的影响，使水准路线的实测高差值与应有高差值不相等，水准路线的实测高差值与应有高差值不相等，其差值称为其差值称为高差闭合差高差闭合差，用，用 fh 表示。表示。fhh测测h理理h测测（H终终H始始）一、附合水准路线的计算一、附合水准路线的计算2 2高差闭合差的调整高差闭合差的调整 当当 fhfh 容容 时，即可进行高差闭合差的调整。时，即可进行高差闭合差的调整。消除闭合差的原则消除闭合差的原则是：将是：将 fh 反号，按与各测段的路线长度反号，按与各测段的路线长度或测站数成正比地改正各段观测高差。或测站数成正比地改正各段观测高差。或或高差改正数的高差改正数的计算检核计算检核：Vifh 一、附合水准路线的计算一、附合水准路线的计算3 3待求点高程的计算待求点高程的计算 根据各段改正后的高差和起始点的高程，分别求得各待求点根据各段改正后的高差和起始点的高程，分别求得各待求点的高程。的高程。例例2-1 2-1 下图为某附合水准路线，各测段的路线长、实测高差和起点下图为某附合水准路线，各测段的路线长、实测高差和起点高程如图所示，该附合水准路线的计算结果列于下表中。高程如图所示，该附合水准路线的计算结果列于下表中。点名路线长/km实测高差/m高差改正数/m改正后高差/m高程/mBM11.5+8.200-0.006+8.19468.933P77.1271.3-10.364-0.006-10.370Q66.7570.9-1.598-0.004-1.602R65.1550.7+1.648-0.003+1.645BM266.8004.4-2.114-0.019-2.133辅助计算 成果符合要求。二、闭合水准路线的计算二、闭合水准路线的计算 高差闭合差按下式计算高差闭合差按下式计算:fhh测测 例例2-22-2 下图为某闭合水准路线，各测段的路线长、实测高差和起点高程均注于图中，该闭合水准路线的计算结果列于表中。BMAPQ-0.108m+4.312m-1.289m-2.933m15站13站19站16站HA88.342mRfh18 mm h容12点 名测站数实测高差/m高差改正数/mm改正后高差/m高程/m备注BMA15+4.312+4+4.31688.342A为已知点，其余为待求点P92.65813-1.289+4-1.285Q91.37319-2.933+5-2.928R88.44516-0.108+5-0.103BMA88.34263-0.018+180辅助计算 mmfhfh容，成果符合要求。三、支水准路线的计算三、支水准路线的计算设设A点为已知点，高程为点为已知点，高程为68.200m，从从A点测到点测到B点，高差为点，高差为+4.385m，若再从若再从B点测到点测到A点，高差为点，高差为4.373m，此时此时B点高程的点高程的计算方法计算方法如下：如下：高差闭合差：高差闭合差：fhh往往+h返返+4.3854.373+0.012m高差闭合差允许值为：高差闭合差允许值为：则则B点的高程为点的高程为：HBHA+hAB 68.200+4.37972.579 m。f h fh 容容，说明观测结果符合精度要求。说明观测结果符合精度要求。第七节第七节 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 一、微倾式水准仪的检验与校正一、微倾式水准仪的检验与校正1.1.微倾式水准仪应满足的几何条件微倾式水准仪应满足的几何条件主要轴线主要轴线有：有：圆水准轴圆水准轴LL管水准轴管水准轴LL视准轴视准轴CC纵轴（竖轴）纵轴（竖轴）VV根据水准测量的原理，水准仪应满足的根据水准测量的原理，水准仪应满足的主要条件是主要条件是LLCC。两个次要条件两个次要条件：LLVV；十字丝中丝十字丝中丝VV。2.微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正(1)(1)圆水准轴平行于仪器竖轴圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正的检验与校正目的目的 通过检校，可使仪器圆水准气泡居中时，仪器竖轴基本竖通过检校，可使仪器圆水准气泡居中时，仪器竖轴基本竖直。直。检校方法检校方法 一、微倾式水准仪的检验与校正一、微倾式水准仪的检验与校正(2)(2)十字丝中丝垂直于仪器竖轴十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正的检验与校正目的目的 通过检校使十字丝中丝垂直于仪器竖轴，当竖轴竖直时，中横丝通过检校使十字丝中丝垂直于仪器竖轴，当竖轴竖直时，中横丝 处于水平位置，即用中横丝任何位置在水准尺上截得的读数都是相同的。处于水平位置，即用中横丝任何位置在水准尺上截得的读数都是相同的。检校方法检校方法(3)(3)水准管轴平行于视准轴的检验与校正 目的 使水准管轴平行于视准轴，当水准管气泡居中时，视准轴处于水平位置，即获得一条水平视线。视准轴和水准管轴在竖直面上投影是否平行的检验，称为i 角检验，是水准仪检校的重点。在水平面上投影是否平行的检验，称为交叉误差检验。2.微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正 检验方法检验方法 当仪器安置在中点时，当仪器安置在中点时，hAB（a1x）（）（b1x）a1b1 无论仪器是否存在i角，在中点上测得的高差始终是正确的。检验方法检验方法 将水准仪搬至距将水准仪搬至距B点（或点（或A点）点）2m3m处，精平后分别读取处，精平后分别读取A点和点和B点上水准尺的读数点上水准尺的读数a2和和b2，则，则 h hABABa2b2hhABhAB i 角的计算公式角的计算公式为：为：对于对于DS3水准仪，一般要求水准仪，一般要求 i 角不得大于角不得大于20。(3)(3)水准管轴平行于视准轴的检验与校正水准管轴平行于视准轴的检验与校正 校正方法校正方法 仪器靠近仪器靠近B点处点处，根据，根据b2和和hAB计算出计算出A尺上的正确读数尺上的正确读数为：为：a2b2+hAB 校正时，保持水准仪位置不动，转动微倾螺旋，使A尺上的读数对准正确读数a2，此时视准轴处于水平位置，水准管轴倾斜。用校正针稍松水准管一端的左、右两个校正螺丝，再拔动上下两个校正螺丝，直到水准管气泡居中。二、自动安平水准仪的检验与校正二、自动安平水准仪的检验与校正主要项目主要项目有：有：圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正；圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正；十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正；十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正；望远镜视准轴位置正确性的检验与校正。望远镜视准轴位置正确性的检验与校正。在作业前，应检查补偿器是否正常，有无粘摆现象。在作业前，应检查补偿器是否正常，有无粘摆现象。对新购置的用于一、二等水准测量的仪器还须进行补偿器误对新购置的用于一、二等水准测量的仪器还须进行补偿器误差的测定。差的测定。第八节第八节 水准测量的误差分析水准测量的误差分析 一、仪器误差一、仪器误差1 1仪器检校后的残余误差仪器检校后的残余误差 若保持前后视距相等，若保持前后视距相等，i 角角对高差的影响可以消除或削弱。对高差的影响可以消除或削弱。2 2水准尺分划误差水准尺分划误差3 3水准尺零点误差水准尺零点误差 在观测过程中，以两根标尺交替放置，并使每一测段的在观测过程中，以两根标尺交替放置，并使每一测段的测站测站数为偶数数为偶数，可以消除一对水准尺黑面零点差的影响。，可以消除一对水准尺黑面零点差的影响。二、观测误差二、观测误差1 1水准管气泡居中误差水准管气泡居中误差 每次读数前，都应使水准管气泡严格居中。每次读数前，都应使水准管气泡严格居中。2 2视差视差 应随时注意消除视差。3 3读数误差读数误差 主要是估读毫米值的误差。主要是估读毫米值的误差。4 4标尺倾斜误差标尺倾斜误差 若水准尺不竖直，始终使标尺上的实际读数大于应读数。若水准尺不竖直，始终使标尺上的实际读数大于应读数。读数时，应将标尺扶直读数时，应将标尺扶直 。三、外界条件的影响三、外界条件的影响1.1.仪器下沉仪器下沉 在一个测站观测时，采用在一个测站观测时，采用“后一前一前一后后一前一前一后”的观测顺序，的观测顺序，可削弱仪器下沉对高差的影响。可削弱仪器下沉对高差的影响。2 2尺垫下沉尺垫下沉 对同一水准路线采用对同一水准路线采用往返测高差取平均往返测高差取平均的方法，可削弱此的方法，可削弱此项误差的影响。项误差的影响。3 3地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响地球曲率对高差的影响地球曲率对高差的影响c=S2/2R c 为为地球曲率差地球曲率差。当仪器距当仪器距后、前标尺的距离相等时，可消后、前标尺的距离相等时，可消除地球曲率对高差的影响。除地球曲率对高差的影响。3 3地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响 大气折光引起的读数误差称为大气折光引起的读数误差称为大气折光差大气折光差。消除或减弱大气折光差影响的消除或减弱大气折光差影响的措施措施：l采用前后视距相等的方法，采用前后视距相等的方法，l选择成像清晰的时间观测选择成像清晰的时间观测 ，l视线离地面的高度不小于视线离地面的高度不小于0.3m。地球曲率地球曲率c 和大气折光和大气折光r 的联合影响称为的联合影响称为球气差球气差 f，f c r4 4温度风力的影响温度风力的影响l 在阳光下观测时应撑伞在阳光下观测时应撑伞 l 应选择有利的气侯条件应选择有利的气侯条件 思考题思考题 1 1微倾式水准仪上圆水准器和管水准器各有何作用？微倾式水准仪上圆水准器和管水准器各有何作用？2 2何谓视准轴？何谓水准管轴？它们之间应满足什么关系？何谓视准轴？何谓水准管轴？它们之间应满足什么关系？3 3何谓视差？产生视差的原因是什么？如何消除视差？何谓视差？产生视差的原因是什么？如何消除视差？4 4水准仪的使用包括哪些基本操作？试简述其操作要点。水准仪的使用包括哪些基本操作？试简述其操作要点。5 5转点在水准测量中起什么作用？转点在水准测量中起什么作用？6 6在水准测量中，使保持前后视距相等，可消除哪些误差？在水准测量中，使保持前后视距相等，可消除哪些误差？7 7设设A点为后视点，点为后视点，B点为前视点，若后视读数为点为前视点，若后视读数为1.358m，前视读数，前视读数为为 2.077m，问，问A、B两点的高差是多少？哪一点位置高？若两点的高差是多少？哪一点位置高？若A A点的点的高程为高程为63.360m，试计算，试计算B点的高程，并绘图说明。点的高程，并绘图说明。