水利工程测量.pptx

会计学1水利工程测量水利工程测量21、绪、绪 论论n n目的和要求：1 1、了解测量学的概念，水利工程测量的主要任务；、了解测量学的概念，水利工程测量的主要任务；2 2、了解确定地面点位的方法；、了解确定地面点位的方法；3 3、了解测量的基本工作及基本原则。、了解测量的基本工作及基本原则。第2页/共193页31.1 水利工程测量的任务水利工程测量的任务与作用与作用 n n一、测量学的概念：n n1、测量学是研究地球的形状、大小以及确定地面点之间相对位置的科学。n n2、测量学的内容：测定和测设第3页/共193页4n n测定：测定：以测量技术测定以测量技术测定地面点位置并用图象或地面点位置并用图象或图形和数据等形式表示图形和数据等形式表示出来，这种技术过程称出来，这种技术过程称为测定，为测定，又称测图或测又称测图或测绘。绘。l测设：测设：利用测量技术把利用测量技术把设计图上拟定的地面点设计图上拟定的地面点测定到实地上，这种技测定到实地上，这种技术过程称为测设，术过程称为测设，或称或称为工程放样，简称放样为工程放样，简称放样。第4页/共193页5二、水利工程测量的任务和作用二、水利工程测量的任务和作用n n水利工程测量：水利工程测量：是测量学的一个组成部分。它是研究水是测量学的一个组成部分。它是研究水利工程在利工程在勘测设计勘测设计、施工建设施工建设和和运营管理运营管理阶段所进行阶段所进行的各种测量工作的理论、技术和方法的学科的各种测量工作的理论、技术和方法的学科。n n水利工程测量的任务：水利工程测量的任务：n n勘测设计阶段：测图、用图；勘测设计阶段：测图、用图；n n施工建设阶段：进行放样和竣工测量；施工建设阶段：进行放样和竣工测量；n n工程运营阶段：变形观测。工程运营阶段：变形观测。第5页/共193页6n n水利工程测量在水利水电工程施工中的作用n n作用：作用：水利工程测量贯穿于建筑工程的始终，其工水利工程测量贯穿于建筑工程的始终，其工作质量直接影响到整个工程的质量和进度。作质量直接影响到整个工程的质量和进度。n n学习要求：学习要求：n n掌握测量的基本理论知识和基本技能；掌握测量的基本理论知识和基本技能；n n掌握常用测量仪器和工具的使用方法掌握常用测量仪器和工具的使用方法;n n初步掌握小区域大比例尺地形图的测绘方法；初步掌握小区域大比例尺地形图的测绘方法；n n具有进行一般建筑施工测量的能力。具有进行一般建筑施工测量的能力。第6页/共193页71.2 地球的形状和大小地球的形状和大小n n地球的自然表面：n n海洋71%，陆地29%；n n不规则曲面，平均半径6371km；n n珠峰8848.13m，马里亚那海沟11022m；第7页/共193页8大地体n n把地球总的形状看成是被把地球总的形状看成是被海水包围的球体海水包围的球体,n n设想有一个不受风浪和潮设想有一个不受风浪和潮汐影响的静止海水面，向汐影响的静止海水面，向陆地和岛屿延伸而形成的陆地和岛屿延伸而形成的一个一个封闭曲面封闭曲面(大地水准面大地水准面),),n n用它所包围的形体代表地用它所包围的形体代表地球的形状和大小，球的形状和大小，这个形这个形体称为大地体。体称为大地体。第8页/共193页9旋转椭球体：n n由于大地体是不规则的形由于大地体是不规则的形体，因此，测量工作便取大小体，因此，测量工作便取大小与大地体非常接近的旋转椭球与大地体非常接近的旋转椭球体来描述地球体来描述地球,称参考椭球体。称参考椭球体。n n椭球体的参数：椭球体的参数：长半径：长半径：a=6378140ma=6378140m；短半径：短半径：b=6356755mb=6356755m 扁率：扁率：=(a-b)/a=1/298.257=(a-b)/a=1/298.257。n n当测区面积不大时，可把当测区面积不大时，可把n n地球看成圆球地球看成圆球,其半径为：其半径为：R=6371kmR=6371km。第9页/共193页10测量工作的基准面和基准线测量工作的基准面和基准线n n水准面：任何自由静止的水面都是水准面，有无数个。n n大地水准面：与平均海水面相吻合的水准面。n n水准面特性：处处与铅垂线垂直。n n铅垂线：某点的重力方向线。n n水平线：与铅垂线正交的直线。n n水平面：与铅垂线正交的平面或与水准面相切的平面。n n测量工作的基准面和基准线：是大地水准面和铅垂线。第10页/共193页111.3 地面点位的确定地面点位的确定确定地面点位的方法：确定地面点位的方法：n n可以用点在水准面或水可以用点在水准面或水平面上的平面上的投影投影位置位置及到及到大地水准面的铅垂距离大地水准面的铅垂距离来确定，如图。来确定，如图。第11页/共193页12地面点的高程：地面点的高程：绝对高程和相对绝对高程和相对绝对高程和相对绝对高程和相对高程高程高程高程1 1、绝对高程：绝对高程：地面点地面点到大地水准面的铅垂到大地水准面的铅垂距离，简称高程，用距离，简称高程，用H H表示。（海拔）表示。（海拔）2、相对高程：相对高程：地面点地面点到假定水准面的铅垂到假定水准面的铅垂距离，又称假定高距离，又称假定高程，用程，用HH表示。表示。3、高差：高差：地面两点之间的高程地面两点之间的高程之差，用之差，用h h表示。表示。如图中，如图中，A A、B B两点的高差为两点的高差为:高差的大小与高程起算面无关。高差的大小与高程起算面无关。第12页/共193页13地面点的坐标地面点的坐标n n地理坐标（大地坐标）n n高斯平直角坐标n n独立平面直角坐标（一）地理坐标（大地坐标）：n n以参考椭球体面为基准面的球面坐标；n n通常以大地经度和大地纬度表示；n n用来表示该点在地球表面上的位置。第13页/共193页14（二）高斯平面直角坐标系统n n地理坐标表示地面点的球面坐标，不能直接用于测图。n n在我国采用高斯投影的方法，将球面上的点位投影到高斯投影面上，转换成平面直角坐标。（大区域内确定点平面位置）1.1.高斯投影的高斯投影的几何意义：几何意义：1)1)沿沿NN、S S两极在参考椭球面均匀标出子午线两极在参考椭球面均匀标出子午线(经线经线)和分带。和分带。2)2)假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。3)3)地球表面投影到横地球表面投影到横椭圆柱面上。椭圆柱面上。4)4)展开成高斯平面。展开成高斯平面。第14页/共193页15（1 1 1 1）沿）沿）沿）沿N N N N、S S S S两极在参考椭球面均匀标出子午线两极在参考椭球面均匀标出子午线两极在参考椭球面均匀标出子午线两极在参考椭球面均匀标出子午线(经线经线经线经线)和分和分和分和分带。带。带。带。n n按经差按经差 L L分带分带n n边缘子午线边缘子午线n n中央子午线中央子午线第15页/共193页16（2 2）假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上）假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上）假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上）假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上第16页/共193页17（3 3 3 3）地球表面投影到横）地球表面投影到横）地球表面投影到横）地球表面投影到横椭圆柱面上椭圆柱面上椭圆柱面上椭圆柱面上n n地球的投影地球的投影 n n红线为投影线红线为投影线n n 取出投影取出投影-剪剪开开-压平压平第17页/共193页182.高斯平面的高斯平面的特点特点1)1)投投影影后后的的中中央央子子午午线线NBSNBS是是直直线线，长长度不变度不变。2)2)投投 影影 后后 的的 赤赤 道道 ABCABC是是 直直 线线，保保 持持ABCNBSABCNBS。3)3)离离开开中中央央子子午午线线的的子子午午线线投投影影是是以以二二极极为为终终点点的的弧弧线线，离离中中央央子子午午线线越越远远，弧弧线线的的曲曲率率越越大大，说说明明离离中中央央子午线越远投影变形越大子午线越远投影变形越大。第18页/共193页193.3.高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系的建立的建立n n建立规则:XX轴轴是是中中央央子子午午线线的的投投影影，向北为正；向北为正；YY轴轴是是赤赤道道的的投投影影，向向东东为正；为正；原原点点为为中中央央子子午午线线与与赤赤道交点，用道交点，用OO表示；表示；四四象象限限按按顺顺时时针针顺顺序序、排列。排列。第19页/共193页20高斯平面直角坐标表示地面点位高斯平面直角坐标表示地面点位置置如：如：x=2433586.693mx=2433586.693m，y=38514366.157my=38514366.157m。表示的意义表示的意义:n n(1)(1)表示点在高斯平面上至赤道的距离为表示点在高斯平面上至赤道的距离为n n 2433586.693m2433586.693mn n(2)(2)包括有投影带的带号、附加值包括有投影带的带号、附加值500km500kmn n 和实际坐标和实际坐标Y Y三个参数，即三个参数，即n n y=y=带号带号N(N(或或n)+500km+Yp n)+500km+Yp n n 38 +500 +14366.157m38 +500 +14366.157ml由于我国位于北半球，由于我国位于北半球，x坐标均为正值，坐标均为正值，y坐标则有正有坐标则有正有负，为了避免负，为了避免y坐标出现负值，将坐标出现负值，将每带的坐标原点向西移每带的坐标原点向西移500km，并在横坐标值前冠以带号。，并在横坐标值前冠以带号。第20页/共193页21全球高斯投影带全球高斯投影带高斯投影根据高斯投影根据LL逐带连续进行，全球连续逐带连续进行，全球连续逐带高斯投影展开成如下图的高斯平面。逐带高斯投影展开成如下图的高斯平面。L=6L=6 六度带中央子午线经度六度带中央子午线经度 Lo=6N-3Lo=6N-3 L=3L=3 三度带中央子午线经度三度带中央子午线经度 Lo=3nLo=3n第21页/共193页22投影带的中央子午线与编号n nL=6六度带中央子午线经度中央子午线经度L Lo o=6N-3 =6N-3 n nL=3三度带中央子午线经度中央子午线经度L Lo o=3n=3nn n我国在大地坐标系中的经度位置我国在大地坐标系中的经度位置7474135135n n六度带编号编号NN在在我国我国:在在13132323之间。之间。n n三度带编号编号n n在在我国我国:在在25254545之间。之间。第22页/共193页23 当测区范围较小时（半径不大于当测区范围较小时（半径不大于10km10km的面积内），可的面积内），可把测区的球面当平面看待，并在平面建立独立平面直角坐标把测区的球面当平面看待，并在平面建立独立平面直角坐标系，用平面直角坐标来确定点位。系，用平面直角坐标来确定点位。（三）独立平面直角坐标：（三）独立平面直角坐标：第23页/共193页24（四）用水平面代替水准面的限（四）用水平面代替水准面的限度度地球表面曲率对测量工作的影响地球表面曲率对测量工作的影响1 1、对水平距离的影响对水平距离的影响（如图）（如图）（推导略）（推导略）其中，其中，将不同的将不同的DD值代入上式得：值代入上式得：第24页/共193页25n n影响：影响：n n结论：在半径为在半径为10km10km的面积范围内进行距离测量时，的面积范围内进行距离测量时，可以可以不考虑不考虑地球曲率对其的影响，把水准面当作水平面地球曲率对其的影响，把水准面当作水平面看待。看待。D（km）D（cm）相对误差相对误差D/D 允许允许 D/D 50.11/487万万1/100万万100.81/122万万152.81/54万万206.61/30.4万万第25页/共193页26高程误差：高程误差：h=Bb-Bbh=Bb-Bb =D =D2 2/2R/2R影响：影响：当当D=1KmD=1Km时，时，h8cm h8cm，影响，影响很大。很大。结论：结论：在高程测量中应考虑在高程测量中应考虑 地球曲率的影响，可通过改地球曲率的影响，可通过改正计算或采用正确的观测方正计算或采用正确的观测方法，来消减影响。法，来消减影响。2 2、对高程的影响、对高程的影响第26页/共193页271.4 测量工作概述测量工作概述n n地面点的空间位置是以投影平面上的坐标（x，y）和高程H决定的。n n点的坐标一般是通过水平角测量和水平距离测量来确定的。n n点的高程是通过测定高差来确定的。第27页/共193页281平面直角坐标的测定平面直角坐标的测定n n如图所示，设A、B为已知坐标点，P为待定点。n n首先测出了水平角和水平距离DAP，再根据A、B的坐标，即可推算出P点的坐标。第28页/共193页29n n设A为已知高程点，P为待定点。n n只要测出A、P之间的高差hAP，即可算出P点的高程。2高程的测定高程的测定第29页/共193页30n n测量的三项基本工作：n n高差测量、角度测量、距离测量。n n确定地面点的三个基本要素：n n高差、水平角和水平距离。n n测量工作的原则：n n在布局上“从整体到局部”；n n在工作顺序上“先控制后碎部”；n n在测量精度上“由高级到低级”；n n另外，还应“边工作边校核”。第30页/共193页31小结小结:1、概念：测量学、测定、测设、大地水准面、高差、海拔、相对高程2、理论：地面点位、“1985国家高程基准”测量工作原则、三项基本工作 水平面替代水准面的限度第31页/共193页水利工程测量水利工程测量第3讲第32页/共193页332.4水准测量的施测方法水准测量的施测方法 n n目的和要求1 1、了解水准测量的误差影响；、了解水准测量的误差影响；2 2、了解水准路线的布设形式；、了解水准路线的布设形式；3 3、掌握水准测量的观测、记录、计算、校核的方法。、掌握水准测量的观测、记录、计算、校核的方法。第33页/共193页34一、水准点：一、水准点：一、水准点：一、水准点：用水准测量的方法测定的高程控制点，记为用水准测量的方法测定的高程控制点，记为BM。n n有永久性水准点和临时性水准点两种。有永久性水准点和临时性水准点两种。n n永久性水准点：永久性水准点：用砼预制而成，顶面嵌入用砼预制而成，顶面嵌入半球的金属标志表示该水准点的点位。半球的金属标志表示该水准点的点位。n n临时性水准点：临时性水准点：选在地面突出的坚硬岩石选在地面突出的坚硬岩石或房屋勒脚、台阶上，或房屋勒脚、台阶上，用红漆做标记，或用红漆做标记，或用木桩打入地下，用木桩打入地下，桩顶上钉上一半球形钉桩顶上钉上一半球形钉子作为标志。子作为标志。n n埋设水准点后，须绘制说明点位的平面图，埋设水准点后，须绘制说明点位的平面图，在图上注明水准点的编号和高程。在图上注明水准点的编号和高程。第34页/共193页35二、水准测量施测方法二、水准测量施测方法n n当待测高程点距当待测高程点距B B已知水准点已知水准点A A较远较远或或坡度较大坡度较大时，时，n n需在两点间加设若干个立尺点，作为传递高程的过渡点，称转点（需在两点间加设若干个立尺点，作为传递高程的过渡点，称转点（TPTP）。）。n n这些转点将测量路线分成若干段，然后依次安置仪器测出各段高差，求出这些转点将测量路线分成若干段，然后依次安置仪器测出各段高差，求出h hABAB，计算出，计算出H HB B。n n如下图中，已知水准点如下图中，已知水准点BM.ABM.A的高程，求待测的高程，求待测B B的高程。的高程。第35页/共193页36（一）观测方法（一个测站的观测顺序）（一）观测方法（一个测站的观测顺序）1 1、安置仪器于与后视（、安置仪器于与后视（A A）、前视（）、前视（TP1TP1）两点间的等）两点间的等距离处。距离处。2 2、粗平仪器。、粗平仪器。3 3、照准后视、照准后视A A，精平仪器，读取后视读数，精平仪器，读取后视读数a a1 1。4 4、照准后视、照准后视TPTP1 1，精平，读取后视读数，精平，读取后视读数b b1 1，则第，则第1 1站高站高差差h h1 1=a=a1 1-b-b1 1。5 5、同法观测各站，求出各站高差。、同法观测各站，求出各站高差。第36页/共193页37测站测站方向方向立尺点立尺点号号水准尺中丝读数水准尺中丝读数(m)高差高差(m)h=后后-前前高程高程(m)备注备注后视后视A123.446前视前视TP1后视后视TP1前视前视TP2后视后视TP2前视前视TP3后视后视TP3前视前视B后视后视后后h=前视前视前前2.142 0.928 1.235 1.664 1.431 1.672 2.074 6.406 5.998 +0.884 -0.307 +0.233 -0.402 0.408 123.854 后后前前=0.408H终终H始始=0.408 1.258 123.139124.023124.256计算计算检核检核第37页/共193页38三、水准测量的检核三、水准测量的检核（一）计算检核：（一）计算检核：对记录表中每一页高差和高程计算进行的检核。对记录表中每一页高差和高程计算进行的检核。每安置一次仪器，就测得一个高差。即：每安置一次仪器，就测得一个高差。即：第38页/共193页39三、水准测量的检核三、水准测量的检核（二）测站检核：一个测站观测结果的检核。（二）测站检核：一个测站观测结果的检核。n n变动仪高法：变动仪高法：在同一测站上，通过改变仪器高（在同一测站上，通过改变仪器高（1010）的方法测出两次高差，两次高差在容许范围之内（等外的方法测出两次高差，两次高差在容许范围之内（等外为为66；四等为；四等为55），取其平均值作为该站的高差。），取其平均值作为该站的高差。n n双面尺法双面尺法：在同一测站上，仪器高度不变，用黑面、红：在同一测站上，仪器高度不变，用黑面、红面尺分别测出两次高差，两次高差之差在容许范围之内面尺分别测出两次高差，两次高差之差在容许范围之内（等外为（等外为66；四等为；四等为55），取其平均值作为该站的），取其平均值作为该站的高差。高差。第39页/共193页40三、水准测量的检核三、水准测量的检核（三）成果检核：（三）成果检核：对整个水准路线的成果的检核。对整个水准路线的成果的检核。1 1、水准路线、水准路线：水准测量所经过的路线。：水准测量所经过的路线。n n布设形式：布设形式：闭合水准路线闭合水准路线、附合水准路线附合水准路线、支水准路线。支水准路线。2 2、水准路线的成果检核：、水准路线的成果检核：n n水准测量成果的精度是用高差闭合差来衡量的。水准测量成果的精度是用高差闭合差来衡量的。n n高差闭合差高差闭合差f fh h：观测高差值与理论高差值之差。：观测高差值与理论高差值之差。第40页/共193页41(1)(1)闭合水准路线：闭合水准路线：从一水从一水准点出发，沿各待定高准点出发，沿各待定高程点进行水准测量，最程点进行水准测量，最后又回到原水准点，所后又回到原水准点，所形成的环形路线。形成的环形路线。第41页/共193页42(2)(2)附合水准路线：附合水准路线：从一水从一水准点出发，沿各待定高准点出发，沿各待定高程点进行水准测量，最程点进行水准测量，最后附合到另一水准点上，后附合到另一水准点上，所形成的路线。即在两所形成的路线。即在两个水准点间布设的水准个水准点间布设的水准路线。路线。第42页/共193页43(3)(3)支水准路线支水准路线：从一水准点出发，沿各待定高程点进行水准测量，末端仍为一从一水准点出发，沿各待定高程点进行水准测量，末端仍为一未知点的水准路线。未知点的水准路线。第43页/共193页443 3、水准测量的精度要求、水准测量的精度要求:第44页/共193页45实验二实验二 普通水准测量普通水准测量一、目的要求一、目的要求1 1、进一步熟悉水准仪的使用方法；、进一步熟悉水准仪的使用方法；2 2、初步掌握普通水准测量的观测、记、初步掌握普通水准测量的观测、记录、计算方法；录、计算方法；3 3、每人独立完成一条闭合水准路线的、每人独立完成一条闭合水准路线的观测，成果要合格。观测，成果要合格。二、实验步骤（见实验指导书）二、实验步骤（见实验指导书）计算检核：计算检核：高差闭合差：高差闭合差：容许闭合差容许闭合差:判断观测结果是否合格：判断观测结果是否合格：当当f fh hffh h容容，成果合格，成果合格。BM100TP1TP2第1站第2站第3站要求观测成果合格上交实验报告后方可下课要求观测成果合格上交实验报告后方可下课第45页/共193页水利工程测量水利工程测量第四讲第46页/共193页47测站测站方向方向立尺立尺点号点号水准尺中丝读水准尺中丝读数数(m)(m)高差高差(m)(m)h=h=后后-前前高程高程(m)(m)备注备注后视后视BMBM100100前视前视TP1TP1后视后视TP1TP1前视前视TP2TP2后视后视TP2TP2前视前视BMBM计算计算检核检核后视后视后后h=h=前视前视前前1.5851.3891.4561.5321.6894.5064.491-0.067+0.239-0.1570.015100.015后后前前=0.015H终终H始始=0.0151.346100.239100.172计算高差闭合差计算高差闭合差fhfh：计算高差闭合差的容许值：计算高差闭合差的容许值：BM100TP1TP2第1站第3站第2站第47页/共193页482.5 水准测量内业计算水准测量内业计算n n目的及要求：目的及要求：掌握水准测量的高程计算的方法掌握水准测量的高程计算的方法 。n n内业计算的主要内容：内业计算的主要内容：调整高差闭合差，最后计算出各待定点的高程。调整高差闭合差，最后计算出各待定点的高程。第48页/共193页49闭合水准路线成果计算首先检查外业成果，并绘出水准路线首先检查外业成果，并绘出水准路线外业图外业图，再按以下步骤计算：，再按以下步骤计算：（一）（一）将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；（二）（二）计算高差闭合差：计算高差闭合差：；（三）（三）计算高差闭合差容许值：计算高差闭合差容许值：（四）（四）调整高差闭合差调整高差闭合差1 1、调整原则：将闭合差、调整原则：将闭合差fhfh以相反的符号，根据各测段路线的长度或测以相反的符号，根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。2 2、高差调整数：、高差调整数：3 3、检核：、检核：（五）（五）计算改正后高差：计算改正后高差：检核：检核：第49页/共193页50 测段测段点号点号测站数测站数实测高差实测高差（m m）改正数改正数（m m）改正后高差改正后高差（m m）高程高程（m m）备注备注 BMBM100已知已知1 12 2BMBM辅助辅助计算计算1113-0.157+0.015-0.005-0.005-0.005-0.015+0.234 -0.072-0.1620 100.234 100.162100.000与已知相符与已知相符+0.239-0.067BM100TP1TP2n n1 1=1=1站站h h1 1=0.239=0.239n n2 2=1=1站站h h2 2=-0.067=-0.067n n3 3=1=1站站h h2 2=-0.157=-0.157第50页/共193页51 测段测段点号点号测站数或公测站数或公里数里数 实测高差实测高差（m）改正数改正数（m）改正后高差改正后高差（m）高程高程（m）备注备注 BMA27.015已知已知1234BMA辅助计辅助计算算1.10.70.90.81.34.8+3.241-0.680-2.880-0.155+0.452-0.022+0.005+0.003+0.004+0.004+0.006+0.022+3.246 -0.677 -2.876 -0.151 +0.458 0 30.261 29.584 26.708 26.557 27.015 与已知相符与已知相符注意：1、改正数的符号只有一个，与fh的符号相反；2、改正后高差的代数和与理论值或已知值之差在3mm内，可将其分配给站数最多或段数最长的一段；3、数字修约法：“四舍六入，五前单进双不进”。第51页/共193页52附合水准路线成果计算附合水准路线成果计算首先检查外业成果，并绘出水准路线外业图，再按以下步骤计算：首先检查外业成果，并绘出水准路线外业图，再按以下步骤计算：（一）将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；（一）将高差、测站数、点号等数据填入计算表上；（二）（二）计算高差闭合差：计算高差闭合差：；（三）计算高差闭合差容许值：（三）计算高差闭合差容许值：（四）调整高差闭合差（四）调整高差闭合差1 1、调整原则：将闭合差、调整原则：将闭合差fhfh以相反的符号，根据各测段路线的长度或测以相反的符号，根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。站数按比例分配到各测段的高差上，得改正后高差。2 2、高差调整数：、高差调整数：3 3、检核：、检核：（五）计算改正后高差：（五）计算改正后高差：检核：检核：第52页/共193页53 测段测段点号点号测站数或公测站数或公里数里数 实测高差实测高差（m）改正数改正数（m）改正后高差改正后高差（m）高程高程（m）备注备注 BMA65.376已知已知123BMB68.623已知已知辅助计辅助计算算1.01.21.42.25.8+1.575+2.036-1.742+1.446+3.315 -0.012-0.014-0.016-0.026-0.068 +1.563+2.022 -1.758 +1.420 +3.247 66.939 68.961 67.203 第53页/共193页54三、支水准路线成果计算三、支水准路线成果计算例：已知水准点例：已知水准点A A的高程为的高程为186.785m186.785m，往、，往、返测站返测站1616站，求站，求1 1点的高程。点的高程。（一）计算高差闭合差：（一）计算高差闭合差：（二）计算高差闭合容许值：（二）计算高差闭合容许值：（三）计算改正后高差：取各测段往测和返测高（三）计算改正后高差：取各测段往测和返测高差绝对值的平均值作为改正后高差，差绝对值的平均值作为改正后高差，其符号以往测高差符号为准。其符号以往测高差符号为准。（四）计算待定点高程：（四）计算待定点高程：注意：支水准路注意：支水准路线在计算线在计算fhfh容容时，时，路线总长路线总长L L或测站或测站总数总数N N均按单程计。均按单程计。第54页/共193页55 测段测段点号点号测站数测站数往测高差往测高差（m）返测高差返测高差（m）平均高差平均高差（m）高程高程（m）备注备注 BMA186.785已知已知1辅助计辅助计算算16-1.3751.396-1.386185.399第55页/共193页水利工程测量水利工程测量第5讲第56页/共193页572.4 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 教学内容：一、水准仪轴线及其应满足的条件二、水准仪的检验与校正方法n n圆水准器的检验与校正圆水准器的检验与校正n n十字丝的检验与校正十字丝的检验与校正n n水准管轴的检验与校正水准管轴的检验与校正第57页/共193页58一、水准仪的轴线及其应满足的一、水准仪的轴线及其应满足的条件条件2 2、各轴线间应满足的几何条件：、各轴线间应满足的几何条件：LLVV LLVV 十字丝横丝十字丝横丝VVVV CCLL CCLL（主要条件）（主要条件）1 1、水准仪的轴线：、水准仪的轴线：望远镜的视准轴望远镜的视准轴CCCC、水准管轴水准管轴LLLL、圆水准器圆水准器LLLL、仪器竖轴仪器竖轴VVVV。第58页/共193页59二、水准仪的检验与校正二、水准仪的检验与校正（一）圆水准器的检验与校正（一）圆水准器的检验与校正 1 1、目的：使目的：使LLLLVVVV。2 2、检验方法：检验方法：用脚螺旋使圆气泡居中；用脚螺旋使圆气泡居中；转动仪器转动仪器180180，若气泡仍然居，若气泡仍然居 中，说明中，说明 满足条件否则满足条件否则 需校正。需校正。3 3、校正方法：、校正方法：用脚螺旋使气泡居中一半；用脚螺旋使气泡居中一半；用校正工具拔动校正螺丝使气用校正工具拔动校正螺丝使气 泡居中，再转泡居中，再转180，反复进行；，反复进行；直到满足任何方向气泡均居中直到满足任何方向气泡均居中第59页/共193页60二、水准仪的检验与校正二、水准仪的检验与校正（二）十字丝的检验与校正（二）十字丝的检验与校正1 1、目的：十字丝横丝、目的：十字丝横丝VVVV；2 2、检验方法：、检验方法：用十字丝用十字丝交点交点照准一点状目标照准一点状目标MM，转动水平微动螺旋，若，转动水平微动螺旋，若MM点不点不离开横丝，说明横丝离开横丝，说明横丝VVVV，否则需校正。，否则需校正。3 3、校正方法：松开十字丝分划板座的固定螺丝，旋转目镜座使横丝水平，左右、校正方法：松开十字丝分划板座的固定螺丝，旋转目镜座使横丝水平，左右读数一致。读数一致。第60页/共193页61（三）水准管的检验与校正（三）水准管的检验与校正1 1、目的：目的：使使LLCCLLCC。2 2、检验方法：检验方法：选相距选相距60m60m80m80m两点两点A A、B B，立尺。，立尺。（1 1）仪器安置在）仪器安置在A A、B B中间测出正确高差。中间测出正确高差。方法：方法：变换仪器高度，测得两次高差变换仪器高度，测得两次高差h h1 1、h h2 2（如图）（如图）当当LLCCLLCC时：时：h h1 1=a=a1 1-b-b1 1；h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 当当LLLL不平行于不平行于CCCC，设设CCCC倾斜了倾斜了i i角（如图），引起角（如图），引起读数误差读数误差，但，但h hABAB并不受影响。并不受影响。所以，所以，当当hh1 1-h-h2 23mm3mm时，取两次高差的平均值，作为时，取两次高差的平均值，作为ABAB两点两点间的正确高差：间的正确高差：h hABAB=(h=(h1 1+h+h2 2)/2)/2h1=a1-b1=(a1+)-(b1+)=a1-b1h2=a2-b2 =(a2+)-(b2+)=a2-b2第61页/共193页62(2)(2)搬仪器到前视点搬仪器到前视点B B附近约附近约3m3m处进行检验。处进行检验。先读先读B B尺读数尺读数b b3 3，然后再读然后再读A A点读数点读数a a3 3 由于仪器离由于仪器离B B点较近，由点较近，由i i角引起的角引起的b b尺读数偏差可忽略，则尺读数偏差可忽略，则b b3 3bb3 3。又由又由h hABAB=a a3 3-b-b3 3，可得可得：a a3 3=b=b3 3+h+hABAB（即（即A A尺上的应读数）尺上的应读数）当视准轴偏差当视准轴偏差a a3 3-a-a3 34mm4mm时，不需校正。时，不需校正。校正方法校正方法用微倾螺旋，使中丝对准远尺（用微倾螺旋，使中丝对准远尺（A A尺）的读数为应读数；尺）的读数为应读数；用校正针拔动水准管上、下校正螺丝，使水准管气泡居中。用校正针拔动水准管上、下校正螺丝，使水准管气泡居中。此项工作反复进行，直到满足条件。此项工作反复进行，直到满足条件。第62页/共193页633 3、校正方法、校正方法用微倾螺旋，使中丝对准远尺（用微倾螺旋，使中丝对准远尺（A A尺）的读数为应读数尺）的读数为应读数a3a3；用校正针拔动水准管上、下用校正针拔动水准管上、下校正螺丝校正螺丝，使水准管气泡居中。，使水准管气泡居中。此项工作反复进行，直到满足条件。此项工作反复进行，直到满足条件。第63页/共193页642.7 水准测量的误差及注意事项水准测量的误差及注意事项一、仪器误差：一、仪器误差：仪器结构的不完善引起的误差。仪器结构的不完善引起的误差。1 1、仪器校正后的残余误差、仪器校正后的残余误差n n如：视准轴与水准管轴不平行引起的误差如：视准轴与水准管轴不平行引起的误差 消除或削弱方法：观测中使前、后视距相等。消除或削弱方法：观测中使前、后视距相等。2 2、水准尺的误差：、水准尺的误差：水准尺刻划不准确、尺长变化、尺身弯曲等引起误差水准尺刻划不准确、尺长变化、尺身弯曲等引起误差使用合格使用合格水准尺。水准尺。水准尺零点误差水准尺零点误差 测量中交替使用两根尺，并使每一测段的测站数为偶数。测量中交替使用两根尺，并使每一测段的测站数为偶数。第64页/共193页652.7 水准测量的误差及注意事项水准测量的误差及注意事项二、观测误差：二、观测误差：观测者感觉器官的鉴别能力的限制引起的误差。观测者感觉器官的鉴别能力的限制引起的误差。1 1、视差未消除引起的误差、视差未消除引起的误差 仔细对光。仔细对光。2 2、读数的误差、读数的误差 规定望远镜的放大倍数，控制视距长度。规定望远镜的放大倍数，控制视距长度。3 3、水准管气泡居中误差、水准管气泡居中误差 使气泡严格居中。使气泡严格居中。4 4、水准尺倾斜的误差、水准尺倾斜的误差 认真扶尺。认真扶尺。第65页/共193页662.7 水准测量的误差及注意事项水准测量的误差及注意事项三、外界条件误差：三、外界条件误差：外界自然条件的影响引起的误差。外界自然条件的影响引起的误差。1 1、仪器下沉的误差、仪器下沉的误差 将测站选在坚实的地面上、每站采用将测站选在坚实的地面上、每站采用“后、前、前、后后、前、前、后”的观测程序及尽的观测程序及尽可能减少一个测站的观测时间。可能减少一个测站的观测时间。2 2、水准尺下沉的误差、水准尺下沉的误差 采用往返测取中数等办法来减弱。采用往返测取中数等办法来减弱。3 3、地球曲率和大气折光的误差、地球曲率和大气折光的误差 观测中使前、后视距离相等。观测中使前、后视距离相等。4 4、气候的影响、气候的影响 注意遮阳，防止阳光直射仪器；风力大时，停止观测。注意遮阳，防止阳光直射仪器；风力大时，停止观测。第66页/共193页水利工程测量水利工程测量第6讲第67页/共193页68角度测量角度测量 n n学习目标：学习目标：在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的结构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、结构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、竖直角竖直角测量基本技术。测量基本技术。n n角度测量：角度测量：分为水平角测量和竖直角测量，常用仪器是经纬仪。分为水平角测量和竖直角测量，常用仪器是经纬仪。水平角测量：水平角测量：用于确定点的平面位置。用于确定点的平面位置。竖直角测量：竖直角测量：用于确定两点间的高差或或将倾斜距离用于确定两点间的高差或或将倾斜距离 转化成水平距离。转化成水平距离。第68页/共193页693.13.1水平角和竖直角测量原理水平角和竖直角测量原理水平角和竖直角测量原理水平角和竖直角测量原理水平角测量原理：水平角测量原理：（一）水平角定义：（一）水平角定义：空间相交的两条直线（空间相交的两条直线（OAOA、OBOB）在同一水平面的投影所夹的角，）在同一水平面的投影所夹的角，用用“”表示。表示。（二）水平角测量原理：（二）水平角测量原理：1 1、假设有一能安置成水平的顺时针方、假设有一能安置成水平的顺时针方向刻划的圆盘，其圆心处在过交点向刻划的圆盘，其圆心处在过交点OO点的铅垂线上任意位置点的铅垂线上任意位置OO上；上；2 2、另外有一瞄准设备，能分别瞄准、另外有一瞄准设备，能分别瞄准A A、B B点，过点，过OAOA、OBOB的竖直面与圆盘的竖直面与圆盘的交线，在圆盘上的读数分别为的交线，在圆盘上的读数分别为a a、b b；3 3、水平角计算公式：、水平角计算公式：=b-a =b-a；4 4、角值为、角值为00360360第69页/共193页703.13.1水平角和竖直角测量原理水平角和竖直角测量原理水平角和竖直角测量原理水平角和竖直角测量原理竖直角测量原理：竖直角