地形测量-学习情景2图根高程测量.ppt
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1、一、高程测量的方法一、高程测量的方法常见的高程测量的方法有:常见的高程测量的方法有:1.水准测量水准测量;2.三角高程测量三角高程测量;3.GPS高程测量高程测量;4.气压高程测量气压高程测量。学习导入:高程测量概述学习导入:高程测量概述二、水准测量和三角高程测量的适用范围二、水准测量和三角高程测量的适用范围水准测量一般适用于平坦地区;水准测量一般适用于平坦地区;三角高程测量适用于山区三角高程测量适用于山区;高精度的高程测量一般采用水准测量的方法进行。高精度的高程测量一般采用水准测量的方法进行。(GPS高程测量将在以后的课程中学习)高程测量将在以后的课程中学习)学习导入:高程测量概述学习导入:
2、高程测量概述三、国家高程基准三、国家高程基准根根据据青青岛岛验验潮潮站站从从19501950年年至至19761976年年的的验验潮潮资资料料,确确定定黄黄海海的的平平均均海海水水面面作作为为高高程程零零点点,据据此此测测定定青青岛岛原原水水准准原原点点的的高高程程为为72.289m72.289m,这个高程零点和原点高程称为,这个高程零点和原点高程称为:“1956年国家高程基准年国家高程基准”根根据据青青岛岛验验潮潮站站从从19531953年年至至19791979年年的的验验潮潮资资料料,确确定定黄黄海海的的平平均均海海水水面面作作为为高高程程零零点点,据据此此测测定定青青岛岛原原水水准准原原点
3、点的的高高程程为为72.260m72.260m,这个高程零点和原点高程称为,这个高程零点和原点高程称为:“1985年国家高程基准年国家高程基准”学习导入:高程测量概述学习导入:高程测量概述水准测量水准测量 三角高程测量三角高程测量子情境子情境2 2 子情境子情境1 1 水准测量原理水准测量原理 一、一、水准仪和水准尺水准仪和水准尺二、二、测绘学科在国民经济建设中的作用测绘学科在国民经济建设中的作用 三、一、水准测量原理一、水准测量原理hAB=后视读数后视读数前视读数前视读数HB=HA+hAB是利用水准仪提供的水平视线,在竖立于两是利用水准仪提供的水平视线,在竖立于两点的水准尺上读数,以测定两点
4、间的高差,从而点的水准尺上读数,以测定两点间的高差,从而由已知点的高程推算未知点的高程。由已知点的高程推算未知点的高程。水准测量水准测量基本原理:基本原理:如下图,已知如下图,已知A点的高程为点的高程为HA,只要能测出,只要能测出A点至点至B点的点的高程之差,则高程之差,则点的高程点的高程HB就可用下式计算求得:就可用下式计算求得:有有时时安安置置一一次次仪仪器器须须测测算算出出较较多多点点的的高高程程,可可先先求求出出水水准准仪仪的的视视线线高高程程,然然后后再再分分别别计计算算各各点点高高程,从图中可以看出:程,从图中可以看出:视线高视线高Hi=HA+a B B点高程点高程HB=Hi-b
5、要测算地面上两点间的高差,所依据的就是要测算地面上两点间的高差,所依据的就是一条水平视线,如果视线不水平,上述公式不成一条水平视线,如果视线不水平,上述公式不成立。因此,立。因此,视线必须水平,是水准测量中要牢牢视线必须水平,是水准测量中要牢牢记住的操作要领。记住的操作要领。一、水准测量原理一、水准测量原理1.水准尺和尺垫水准尺和尺垫水水准准尺尺是是与与水水准准仪仪配配合合进进行行水水准准测测量量的的工工具具。水水准准尺尺分分为为直尺直尺、折尺折尺和和塔尺塔尺。双双面面水水准准尺尺的的分分划划,一一面面黑黑色色面面(主主尺尺),尺尺底底分分划划为为零零,另另一一面面是是红红色色面面(辅辅助助尺
6、尺),尺尺 底底 刻刻 画画 为为 一一 常常 数数:4687mm或或4787mm。使使用用水水准尺前一定要认清刻画特点。准尺前一定要认清刻画特点。尺垫尺垫是供支承水准尺和传递高程所用的工具。是供支承水准尺和传递高程所用的工具。二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构造水准仪的构造1)水准仪的等级)水准仪的等级 DS05,DS1,DS3,DS10,DS20.大地大地水准仪水准仪每千米水准往返测量的每千米水准往返测量的高差中误差,以毫米计高差中误差,以毫米计精密精密水准仪水准仪 普通普通水准仪水准仪 二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构
7、造水准仪的构造2)微倾式微倾式水准仪的构造水准仪的构造 微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。望远镜望远镜水准器水准器基座基座二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构造水准仪的构造2)微倾式微倾式水准仪的构造水准仪的构造 为为了了能能精精确确地地提提供供水水平平视视线线,在在仪仪器器构构造造上上安安置置了了一一个个能能使使望望远远镜镜上上下下作作微微小小运运动动的的微微倾倾螺螺旋旋,所所以以称称微微倾倾式水准仪式水准仪 。DS3水准仪水准仪DS3水准仪水准仪二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构造水准仪的构造3)望远镜望远
8、镜的构造及成像和瞄准原理的构造及成像和瞄准原理望远镜望远镜的构造的构造调焦调焦透镜透镜调焦调焦螺旋螺旋目目镜镜物镜物镜视准轴视准轴倒像望远镜成像原理倒像望远镜成像原理二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构造水准仪的构造3)望远镜望远镜的构造及成像和瞄准原理的构造及成像和瞄准原理放大倍数 V=DS3水准仪V=28视差视差:标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差。:标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差。消除消除:望远镜对准天空:望远镜对准天空(或明亮背景或明亮背景)。二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构造水准仪的构造3)望远镜望远镜的构造及成像和瞄准原理的构造及成像和瞄
9、准原理旋转目镜调焦螺旋,使十字丝分划板清晰旋转目镜调焦螺旋,使十字丝分划板清晰望远镜对准标尺望远镜对准标尺旋转物镜调焦螺旋,使标尺像清晰旋转物镜调焦螺旋,使标尺像清晰瞄准瞄准原理原理二、二、水准仪与水准尺水准仪与水准尺2.水准仪的构造水准仪的构造4)水准器水准器圆水准器圆水准器 管水准器管水准器 三、水准仪的使用三、水准仪的使用水准仪的技术操作:水准仪的技术操作:粗平粗平照准照准精平精平读数读数1.1.粗平粗平 三、水准仪的使用三、水准仪的使用 就是通过调整脚螺旋,将圆水准气泡居就是通过调整脚螺旋,将圆水准气泡居中,目的是使仪器竖轴处于铅垂位置,视线中,目的是使仪器竖轴处于铅垂位置,视线概略水
10、平。概略水平。1.粗平:粗平:左手拇指规则:左手拇指规则:气泡移动的方向与左手拇指旋转脚气泡移动的方向与左手拇指旋转脚螺旋的方向一致。螺旋的方向一致。三、水准仪的使用三、水准仪的使用望远镜对准天空望远镜对准天空(或明亮背景或明亮背景)旋转目镜调焦螺旋,使十字丝分划板清晰。旋转目镜调焦螺旋,使十字丝分划板清晰。三、水准仪的使用三、水准仪的使用2.照准照准 就是用望远镜照准水准尺,清晰地看清就是用望远镜照准水准尺,清晰地看清目标和十字丝,并消除视差目标和十字丝,并消除视差 。望远镜对准标尺,旋转物镜调焦螺旋望远镜对准标尺,旋转物镜调焦螺旋使标尺像清晰使标尺像清晰三、水准仪的使用三、水准仪的使用2.
11、照准照准三、水准仪的使用三、水准仪的使用3.3.精平精平 就是慢慢转动微倾螺旋,使符合水准气泡就是慢慢转动微倾螺旋,使符合水准气泡的影象符合。的影象符合。管水准气泡偏离中点较大时,旋转微倾螺旋;管水准气泡偏离中点较大时,旋转微倾螺旋;同时从仪器侧面观测管水准气泡的移动,使其大致居中;同时从仪器侧面观测管水准气泡的移动,使其大致居中;再从管水准器观察窗口查看符合情况。再从管水准器观察窗口查看符合情况。三、水准仪的使用三、水准仪的使用3.3.精平精平 就是在视线水平时,用望远镜十字丝的横丝就是在视线水平时,用望远镜十字丝的横丝在尺上读数在尺上读数。三、水准仪的使用三、水准仪的使用4.4.读数读数
12、四四.自动安平水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋不需要水准管和微倾螺旋,只有,只有一个圆水准器,安置仪器时,只要使圆水准器的气泡一个圆水准器,安置仪器时,只要使圆水准器的气泡居中后,借助一种居中后,借助一种“补偿器补偿器”的特别装置,使的特别装置,使视线自视线自动处于水平状态动处于水平状态。自动安平水准仪正面自动安平水准仪正面视准轴水平时,水准尺上的正确读数视准轴水平时,水准尺上的正确读数a a圆水准器粗平,视准轴相对于水平面有微小倾斜角圆水准器粗平,视准轴相对于水平面有微小倾斜角无补偿器时水准尺上读数设无补偿器时水准尺上读数设a a物镜与目镜间补偿器使进入
13、十字丝分划板光线偏转物镜与目镜间补偿器使进入十字丝分划板光线偏转正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝读出视线水平时的正确读数读出视线水平时的正确读数a a四四.自动安平水准仪自动安平水准仪1.自动安平水准仪的原理自动安平水准仪的原理四四.自动安平水准仪自动安平水准仪2.自动安平补偿器的结构自动安平补偿器的结构四四.自动安平水准仪自动安平水准仪3.自动安平水准仪的使用自动安平水准仪的使用 自动安平水准仪的使用与一般水准仪不同之自动安平水准仪的使用与一般水准仪不同之处为处为不需要不需要“精平精平”这一项。这一项。1.国家水准测量等级的划分国家水准测量
14、等级的划分国家水准测量从国家水准测量从高级至低级高级至低级分为四个等级:分为四个等级:五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算一等一等水准测量水准测量二等二等水准测量水准测量三等三等水准测量水准测量四等四等水准测量水准测量 在国家水准测量的基础上,根据工程的不同需要还可在国家水准测量的基础上,根据工程的不同需要还可布设等外水准测量和普通水准测量,不同的等级采用不布设等外水准测量和普通水准测量,不同的等级采用不同的水准仪和不同的方法的进行测量。同的水准仪和不同的方法的进行测量。表表国家水准测量等级的划分国家水准测量等级的划分项项目目水水准准仪仪等等级级DS05DS1DS3DS10每
15、千米水准测量高每千米水准测量高差中误差(差中误差(mm)0.51.03.0望望远远镜镜物镜有效孔径物镜有效孔径不小于(不小于(mm)423828放大倍率放大倍率不小于(倍)不小于(倍)554728水准管分划值水准管分划值10/2mm10/2mm20/2mm主要用途主要用途一一、二等水准二等水准测量测量二二、三、三等水准等水准测量测量四等四等、普通、普通、工程水准测量工程水准测量(1)水准点水准点水准点是测区的高程控制点水准点是测区的高程控制点一般缩写为一般缩写为“BM”用用“”符符号表示。号表示。2.水准点和水准路线水准点和水准路线五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算(2)水
16、准路线)水准路线依据测区的情况,可布设成水准网和单一水准路线,依据测区的情况,可布设成水准网和单一水准路线,单一水准路线有单一水准路线有以下几种形式以下几种形式:2.水准点和水准路线水准点和水准路线五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算(1)观测方法)观测方法a.将水准尺置于已知后视高程点将水准尺置于已知后视高程点A和和前视转点前视转点ZD1中中间间的的站。站。3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算b.先瞄准后视尺,读取后视读数值先瞄准后视尺,读取后视读数值a1,并记入并记入五等水准测量记录表中五等水准测量记录表中。再照准前视
17、尺,读取前视再照准前视尺,读取前视读数值读数值b1,并记入记录表中。至此完成了普通水准并记入记录表中。至此完成了普通水准测量测量一个测站一个测站的观测任务。的观测任务。c.将将仪仪器器搬搬迁迁到到第第站站,把把第第站站的的后后视视尺尺移移到到第第站站的的转转点点ZD2上上,把把原原第第站站前前视视变变成成第第站站的的后后视视。按按(b)步步骤骤测测出出第第站站的的后后、前前视视读读数数值值a2、b2,并记入记录表中。并记入记录表中。d.重复上述步骤测至终点重复上述步骤测至终点B为止。为止。(1)观测方法)观测方法3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及
18、内业计算普通水准测量记录表普通水准测量记录表0.7182.20950.5831.2681.425ZD1ab=5.3583.867=1.491h=2.2090.718=1.491HBHA=51.49150.000=1.491HBHA=h=a b(计算无误计算无误)计计算算检检核核3.8675.35851.4910.346B50.6181.5811.219ZD351.3360.6720.863ZD2HA=50.000m50.0000.5830.7530.8731.851A+前视前视后后视视备备注注高高程程(m)高高差差标尺读数(标尺读数(m)测点测点0.718(2)校核方法()校核方法(3种)种)
19、a计算校核计算校核即:即:h=a bHBHA说明高差和各转点高程的计算是正确的。说明高差和各转点高程的计算是正确的。b测站校核测站校核即:变更仪器高法;即:变更仪器高法;双面尺法。双面尺法。c.成果检核成果检核(又称路线检核)(又称路线检核)即:检核水准路线的即:检核水准路线的高差闭合差高差闭合差fh是否超限。是否超限。3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算校核方法:如果校核方法:如果fhfh容容,说明外业观测成果合格,否则须进,说明外业观测成果合格,否则须进行重测。行重测。支水准路线支水准路线:fhh往往h返返闭合水准路线闭合水准路线:fh
20、=h附合水准路线附合水准路线:fh=h (H终终H始始)高差闭合差高差闭合差的计算公式:的计算公式:(2)校核方法()校核方法(3种)种)3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算是以水准路线的是以水准路线的测段站数测段站数或或测段长度测段长度成正比,将成正比,将闭合差反号分配到各测段上,并进行实测高差的改正闭合差反号分配到各测段上,并进行实测高差的改正计算。计算。就是当外业观测的高差闭合差在容许范围内时,就是当外业观测的高差闭合差在容许范围内时,所进行的高差闭合差调整。所进行的高差闭合差调整。3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的
21、方法及内业计算水准测量的方法及内业计算高差闭合差调整原则高差闭合差调整原则(3)成果处理)成果处理成成果果处处理理a.按按测测站站数数进进行行高高差差闭闭合合差差的的调调整整,测测段段高高差差的改正数的改正数Vi为:为:Vi=ni式中:式中:n水准路线各测段的测站数总和。水准路线各测段的测站数总和。ni某一测段的测站数。某一测段的测站数。3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算(3)成果处理)成果处理b.按按测测段段长长度度进进行行高高差差闭闭合合差差调调整整,测测段段高高差差改正数改正数i为为ViLi式中式中:L水准路线各测段的总长度水准路线
22、各测段的总长度,单位为单位为km;L某一测段的长度某一测段的长度,单位为单位为km。3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算(3)成果处理)成果处理(4)例题)例题按按测站数调整测站数调整高差闭合差和高程计算示例见下表。高差闭合差和高程计算示例见下表。3.普通水准测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算题一:如图题一:如图备备注注+2.6940.047+2.74154+2.3350.010+2.345114+1.9690.011+1.9801334.3850.0164.36918236.34539.1203
23、4.74536.70439.039+2.7750.010+2.78512BMABM1BM2BM3BMB1高程(高程(m)改正后的改正后的高差高差(m)改正数改正数(m)实测高差实测高差(m)测站数测站数(个)个)测点测点测段测段编号编号HBHA=2.694fh=h(HBHA)=2.7412.694=+0.047n=54题一:题一:如果把上图中的测站数改为测段长度(以公里为单如果把上图中的测站数改为测段长度(以公里为单位,见下表第位,见下表第3列),则按列),则按测段长度调整测段长度调整高差闭合差和高高差闭合差和高程计算示例见下表程计算示例见下表。题二:如图题二:如图(4)例题)例题3.普通水准
24、测量施测普通水准测量施测五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算fh=h(HBHA)=2.7412.694=+0.047L=9.1Vi=-Li备备注注+2.6940.047+2.7419.1+2.3350.010+2.3451.94+1.9680.012+1.9802.334.3830.0144.3692.8236.34539.11934.73636.70439.039+2.7740.011+2.7852.1BMABM1BM2BM3BMB1高程高程(m)改正后的改正后的高差(高差(m)改正数改正数(m)实测高差实测高差(m)测段测段长度长度(km)测点测点测段测段编号编号题二:题
25、二:4.等外及四等水准测量等外及四等水准测量主主要要使使用用DS3水水准准仪仪进进行行观观测测,水水准准尺尺采采用用双双面面水水准准尺尺,观观测测前前必必须须对对水水准准仪仪进进行行检检校校。测测量量时时水水准准尺尺应应安安置置在在尺尺垫垫上上扶扶立立铅铅直直。根根据据双双面面水水准准尺尺的的尺尺常常数数即即K1=4687和和K2=4787,成对使用水准尺。成对使用水准尺。五五.水准测量的方法及内业计算水准测量的方法及内业计算等外、四等水准测量等外、四等水准测量等外、四等水准测量的技术要求等外、四等水准测量的技术要求等等 级级仪仪 器器类类 型型标标 准准 视视线线 长长 度度(m m)后后
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