测量学水准优秀PPT.ppt

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1、测量学水准你现在浏览的是第一页，共66页高程测量概念高程测量概念 （Height Measurement）根据已知点高程，根据已知点高程，测定测定该点与未知该点与未知点的点的高差高差，然后计算然后计算出未知点的出未知点的高高程程的方法。的方法。你现在浏览的是第二页，共66页高程测量的方法分类高程测量的方法分类1、水准测量、水准测量(leveling)2、三角高程测量、三角高程测量(trigonometric leveling)3、气压高程测量、气压高程测量(air pressure leveling)4、GPS测量测量(GPS leveling)你现在浏览的是第三页，共66页第二章第二章 水准

2、测量水准测量本章要点本章要点 1 1、水准测量的基本原理、水准测量的基本原理 2 2、水准仪的在一个测站上使用步骤、水准仪的在一个测站上使用步骤 3 3、水准的外业测量与内业计算、水准的外业测量与内业计算 4 4、水准测量的误差分析、水准测量的误差分析你现在浏览的是第四页，共66页ABhAB水准测量的基本原理水准测量的基本原理 大地水准面大地水准面HA（已知）（已知）HB=？abhAB=ab HB=HA+hAB 原理：是利用能提供水平视线的仪器，测定地原理：是利用能提供水平视线的仪器，测定地面点间的高差，从而推算高程的一种方法面点间的高差，从而推算高程的一种方法A:后视点后视点 a:后视读数后

3、视读数B:前视点前视点 b:前视读数前视读数你现在浏览的是第五页，共66页水 准 仪 与 水 准 尺你现在浏览的是第六页，共66页第二章第二章 水准测量水准测量2.12.1水准测量原理水准测量原理2.22.2水准仪及其使用水准仪及其使用2.32.3水准测量方法水准测量方法2.42.4水准仪的检查和校正水准仪的检查和校正2.52.5水准测量误差分析水准测量误差分析你现在浏览的是第七页，共66页水准仪：水准仪：为水准测量提供水平视线的仪器。为水准测量提供水平视线的仪器。常用的水准仪常用的水准仪 精密水准仪精密水准仪 DS05 、DS1 普通水准仪普通水准仪 DS3 、DS10 你现在浏览的是第八页

4、，共66页一、水准仪结构DS3型水准仪水准仪望远镜望远镜水准器水准器基基 座座你现在浏览的是第九页，共66页水准仪结构目镜目镜微倾螺旋微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋物镜物镜左右微左右微动螺旋动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋脚螺旋脚螺旋准星准星你现在浏览的是第十页，共66页1、望 远 镜物镜物镜调焦透镜调焦透镜十字丝分划板十字丝分划板目镜目镜你现在浏览的是第十一页，共66页2、水准器、水准器是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。水准器水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器圆水准器轴圆水准器轴长水准管轴长水准管轴你现在浏览的

5、是第十二页，共66页圆水准器圆水准器圆水准器水准管轴圆水准器水准管轴圆水准器校正螺旋圆水准器校正螺旋圆圆水水准准器器的的作作用用：粗粗略略整整平平分划值：分划值：830/2mm你现在浏览的是第十三页，共66页长长 水水 准准 管管长长水水准准管管的的作作用用：精精确确整整平平分划值：分划值：30/2mm长水准管轴长水准管轴你现在浏览的是第十四页，共66页符合水准器符合水准器你现在浏览的是第十五页，共66页二、水 准 尺黑面起点黑面起点0.000和和0.000米米红面起点红面起点4.687和和4.787米米你现在浏览的是第十六页，共66页三、水准仪的使用1.安置：安置三脚架和水准仪安置：安置三脚

6、架和水准仪2.粗平：使圆水准器气泡居中粗平：使圆水准器气泡居中3.瞄准：粗瞄和精瞄瞄准：粗瞄和精瞄4.精平：使长水准管气泡居中精平：使长水准管气泡居中5.读数：用中丝读数读数：用中丝读数你现在浏览的是第十七页，共66页水准仪的使用1.安置：安置三脚架和水准仪安置：安置三脚架和水准仪你现在浏览的是第十八页，共66页水准仪的使用2、粗平：使圆水准器气泡居中、粗平：使圆水准器气泡居中132312你现在浏览的是第十九页，共66页水准仪的使用3、照准：粗瞄、对光、精瞄和消除视差、照准：粗瞄、对光、精瞄和消除视差缺口缺口准星准星水平微动螺旋水平微动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋对光螺旋对光螺旋目镜目镜调节调

7、节螺旋螺旋你现在浏览的是第二十页，共66页水准仪的使用4、精平：使长水准管气泡居中、精平：使长水准管气泡居中微倾螺旋微倾螺旋你现在浏览的是第二十一页，共66页水准仪的使用5、读数：用中丝读数、读数：用中丝读数0.714你现在浏览的是第二十二页，共66页水准仪认识与使用录像水准仪认识与使用录像你现在浏览的是第二十三页，共66页四、四、DSZ3型自动安平水准仪型自动安平水准仪 f -组合焦距组合焦距 s-补偿器到补偿器到分分 划板的距离划板的距离 -倾斜视线倾斜视线 -水平视线偏转角水平视线偏转角 n-补偿系数补偿系数 sdK(十字丝交点）十字丝交点）水准尺水准尺水平光线水平光线倾斜视线倾斜视线物

8、镜物镜补偿器f即：即：安置一安置一“补偿器补偿器”实现自动安平的。实现自动安平的。你现在浏览的是第二十四页，共66页DSZ3自动安平水准仪你现在浏览的是第二十五页，共66页三.电子水准仪电子水准仪五、五、电子水准仪也称“数字水准仪”具有自动安平功能。自动显示水平视线读数和视距。通过物镜获取水准尺图象，通过 仪器的处理系统，将图象信息转 换成数字显示。能与计算机实现数据通讯。基本避免了人为的观测误差（视 差、水准器精平误差、瞄准误差、估读数误差。你现在浏览的是第二十六页，共66页电子水准仪电子水准仪图图电子水准仪图电子水准仪图条条码码尺尺测量键测量键你现在浏览的是第二十七页，共66页要求竖丝要求

9、竖丝位于条码位于条码带上带上电子水准仪的瞄准电子水准仪的瞄准你现在浏览的是第二十八页，共66页六、水准仪认识与实习（实验一）六、水准仪认识与实习（实验一）实验目的实验目的（1）了解了解了解了解DS3DS3型水准仪的基本构造，认清主要部件的名型水准仪的基本构造，认清主要部件的名型水准仪的基本构造，认清主要部件的名型水准仪的基本构造，认清主要部件的名称、性能和作用。称、性能和作用。称、性能和作用。称、性能和作用。（2）练习水准仪的正确安置、照准和读数。）练习水准仪的正确安置、照准和读数。方法和步骤：方法和步骤：（1 1）安置仪器）安置仪器）安置仪器）安置仪器（2）认识仪器部件）认识仪器部件（3 3

10、）粗略整平）粗略整平）粗略整平）粗略整平（4）水准仪操作）水准仪操作（5）观测练习）观测练习你现在浏览的是第二十九页，共66页第二章第二章 水准测量水准测量2.12.1水准测量原理水准测量原理2.22.2水准仪及其使用水准仪及其使用2.32.3水准测量方法水准测量方法2.42.4水准仪的检查和校正水准仪的检查和校正2.52.5水准测量误差分析水准测量误差分析你现在浏览的是第三十页，共66页hAB大地水准面HB=?A连续中间水准测量hAB=h=h1+h2+=(a1 b1)+(a2 b2)+=abHB=A+hAB你现在浏览的是第三十一页，共66页hABAB大地水准面HB=?Ah hAB你现在浏览的

11、是第三十二页，共66页水准测量校核及精度水准测量校核及精度1 1、测站校核：、测站校核：在一个测站上观测两次高差，两次高差不符在一个测站上观测两次高差，两次高差不符值应在允许范围内。值应在允许范围内。方法有变仪器高法和双面尺法。方法有变仪器高法和双面尺法。2、线路校核：线路校核：把已知高程点和待测点布设成路线，线路观把已知高程点和待测点布设成路线，线路观测高差和理论高差不符值应在允许范围内。测高差和理论高差不符值应在允许范围内。线路方式主要有闭合水准路线线路方式主要有闭合水准路线 、附合水准路、附合水准路线线 、往返水准路线、往返水准路线你现在浏览的是第三十三页，共66页水准路线布设形式1、闭

12、合水准路线闭合水准路线BM0h=h测测你现在浏览的是第三十五页，共66页水准路线布设形式2、附合水准路线、附合水准路线 BM1BM2h=h测测 -（H终终-H始始)你现在浏览的是第三十六页，共66页水准路线布设形式3、支水准路线、支水准路线BM0h=h往往+h返返你现在浏览的是第三十七页，共66页水准路线布设形式4、水准网BM3BM1BM2结点结点你现在浏览的是第三十八页，共66页普通水准测量线路闭合差允许值：普通水准测量线路闭合差允许值：h允允=40L mm（平坦地区）（平坦地区）L路线长度，路线长度，kmh允允=10n mm（丘陵地区）（丘陵地区）n测站数测站数你现在浏览的是第三十九页，共

13、66页水准测量的外业实施BM1TP1测站测点后视读数前视读数高差高程 校核a=b=a b=h=11BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.8280.0663.3252.814+0.511+0.511你现在浏览的是第四十页，共66页水准测量的外业实施水准测量的外业实施BM1BM2AB2+0.5114+2.79141.632H BM1=19.431 H BM2=21.121你现在浏览的是第四十一页，共66页一、水准测量的内业计算步骤1、计算高差闭合差和允许闭合差计算高差闭合差和允许闭合差 附合路线附合路线 fh=h 测测（H终终 H始始）闭合路线闭合路线

14、 fh=h 测测 支水准路线支水准路线 fh=h 往往+h 返返v闭合差允许值：闭合差允许值：你现在浏览的是第四十二页，共66页水准测量的内业计算步骤3、计算改正后高差计算改正后高差 hi i+1=hi i+1+i 4、计算各点的高程、计算各点的高程 H i+1=Hi+hi i+1 i =-f h L i /L i =-f h n i /nL 线路总长；线路总长；L i 第第 i 段长度（段长度（i=1、2、3、）n 测站测站总数；n i 为第为第 i 测段测站数。测段测站数。i 各测段高差改正各测段高差改正2、满足满足 h f h允允计算高差改正数计算高差改正数注：注：i与与 h 大小相等，

15、符号相反。大小相等，符号相反。你现在浏览的是第四十三页，共66页例1：水准测量的内业计算BM1BM2AB2+0.5114+2.79141.632点号站数观测值改正数改正后高差 高程0.0040.0080.0080.5152.7991.62419.43119.94622.74521.121BM1ABBM22440.5112.7911.632101.6700.0201.690fh=1.670(21.12119.431)=20(mm)fh允允=31(mm)你现在浏览的是第四十四页，共66页 例：已知水准点例：已知水准点IV1的高程的高程H始始=21.453 m，IV2点的高程点的高程H终终=25.0

16、06m，求各点平差后高程。，求各点平差后高程。123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV2例2：水准测量的内业计算你现在浏览的是第四十五页，共66页（1）高差闭合差的计算）高差闭合差的计算f h=h测测-（H终终-H始始）=3.528-（25.006-21.453）=-0.025 mf h允允 =10 n=50 mm ,合合 格。格。（2）高差闭合差的调整）高差闭合差的调整i =-f h n i /n 1=0.005 2=0.010 3=0.006 4=0.004检核计算：检核计算：i =-f h例例2：你现在浏览的

17、是第四十六页，共66页（3）计算各点改正后的高差）计算各点改正后的高差HIV1=21.453 m H1=HIV1+h1=25.206 mH2=H1+h2=12.851 mH3=H2+h3=24.287 mHIV2=H3+h4 =25.006 m=已知高程已知高程 h1=h1+1 h2=h2+2 h3=h3+3 h4=h4+4（4）计算各点的高程）计算各点的高程例例2：你现在浏览的是第四十七页，共66页普通水准测量录像普通水准测量录像你现在浏览的是第四十八页，共66页二、普通水准测量实习（实验二）二、普通水准测量实习（实验二）任务任务：已知：已知：H BM1=19.431，测定，测定A点的高程。

18、点的高程。BM1A致用楼你现在浏览的是第四十九页，共66页外业注意几点：1.架仪器要注意前后视距大致相等架仪器要注意前后视距大致相等2.尺垫只在转点处使用尺垫只在转点处使用3.视线要小于视线要小于100米米4.非自动安平水准仪，读数前要精平非自动安平水准仪，读数前要精平,当当后视完毕转向前视，一定要重新精平再后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数，切记不能动脚螺旋。读数，切记不能动脚螺旋。你现在浏览的是第五十页，共66页水准测量实习外业记录BM1TP1测站测点后视读数前视读数高 差高 程 BM11.563+0.57719.431TP10.986TP11.7620.066?A1.828校核a=b

19、=a b=h=1122A3.3252.814+0.511+0.511你现在浏览的是第五十一页，共66页水准测量的内业计算BM1BM2AB2+0.5114+2.79141.632点号站数观测值改正数改正后高差 高程0.0040.0080.0080.5152.7991.62419.43119.94622.74521.121BM1ABBM22440.5112.7911.632101.6700.0201.690fh=1.670(21.12119.431)=20(mm)f h允=31(mm)你现在浏览的是第五十二页，共66页第二章第二章 水准测量水准测量2.12.1水准测量原理水准测量原理2.22.2水

20、准仪及其使用水准仪及其使用2.32.3水准测量方法水准测量方法2.42.4水准仪的检查和校正水准仪的检查和校正2.52.5水准测量误差分析水准测量误差分析你现在浏览的是第五十三页，共66页水准仪的几何轴线有：水准仪的几何轴线有：圆水准轴圆水准轴 L L0 0 L L0 0 长水准管轴长水准管轴L LL L视准轴视准轴 C C C C 竖轴竖轴 V V V V仪仪器器竖竖轴轴圆圆水水准准器器轴轴水准管轴水准管轴视准轴视准轴你现在浏览的是第五十四页，共66页水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正水准仪满足的轴线条件水准仪满足的轴线条件v圆水准器轴圆水准器轴仪器的竖轴，即仪器的竖轴，即L L0 0L

21、L0 0 VV VV。v水准管轴水准管轴 视准轴，即视准轴，即LL CC LL CC。（主要条件）（主要条件）v十字丝横丝十字丝横丝 竖轴竖轴VV VV。检校目的：检校目的：使仪器的各轴系满足应有的几何条件。使仪器的各轴系满足应有的几何条件。你现在浏览的是第五十五页，共66页一、圆水准器的检校一、圆水准器的检校检校目的：检校目的：当圆水准管气泡居中时，仪器的竖轴基本上当圆水准管气泡居中时，仪器的竖轴基本上 处于铅处于铅垂位置。垂位置。L L0 0L L0 0 VV?VV?检验方法检验方法：转动三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然后转动三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然后将望远镜旋转将望远镜旋转1

22、80180，如果仍然居中，说明满足此，如果仍然居中，说明满足此条件。如果气泡偏离中央位置，则需校正。条件。如果气泡偏离中央位置，则需校正。校正方法校正方法：转动脚螺旋，使气泡向中间移动偏离量的转动脚螺旋，使气泡向中间移动偏离量的一半，然后用改正针校正气泡，使其居中。一半，然后用改正针校正气泡，使其居中。你现在浏览的是第五十六页，共66页检校原理你现在浏览的是第五十七页，共66页二、望远镜十字丝横丝的检校二、望远镜十字丝横丝的检校检校目的检校目的：当仪器的竖轴处于铅垂位置时，横丝应处于水平位当仪器的竖轴处于铅垂位置时，横丝应处于水平位置。置。横丝横丝 竖轴竖轴VV？检验方法检验方法：整平仪器，瞄

23、准墙上的固定点，水平微动，固定整平仪器，瞄准墙上的固定点，水平微动，固定点是否离开十字丝横丝。如果偏离十字丝横丝，则需点是否离开十字丝横丝。如果偏离十字丝横丝，则需校正。校正。校正方法校正方法：拨正十字丝环。拨正十字丝环。你现在浏览的是第五十八页，共66页三、长水准管的检校三、长水准管的检校检验方法检验方法：（1）在比较平坦的地面上，相距约）在比较平坦的地面上，相距约4060m左右的地方左右的地方打两个木桩或放两个尺垫作为固定点打两个木桩或放两个尺垫作为固定点A和和B。检验时先将水准。检验时先将水准仪安置在距两点等距离处，在符合气泡居中的情况下，分别仪安置在距两点等距离处，在符合气泡居中的情况

24、下，分别读取读取A、B点上的水准尺的读数点上的水准尺的读数a1和和b1，求得高差，求得高差h1=a1-b1。（h1不含有该项误差的影响）不含有该项误差的影响）（2）将仪器搬至）将仪器搬至B点附近（相距约点附近（相距约3米处），在符合气泡米处），在符合气泡居中的情况下，对远尺居中的情况下，对远尺A和近尺和近尺B，分别读得读数，分别读得读数a2和和b2，求得，求得第二次高差第二次高差h2=a2-b2。若。若h2=h1，说明仪器的水准管平行于视准轴，说明仪器的水准管平行于视准轴，无需校正。若无需校正。若h2 h1，则水准管轴不平行于视准轴，则水准管轴不平行于视准轴，h2与与h1的差值大于的差值大于3

25、mm，需要校正，需要校正。检校目的检校目的：使长水准管轴平行于视准轴，提供水：使长水准管轴平行于视准轴，提供水平视线。平视线。LL CC？你现在浏览的是第五十九页，共66页D1D2h1ABii iaa1 a2a2bb1b2 x1x2 =206265检验原理检验原理你现在浏览的是第六十页，共66页校正方法校正方法:算出远尺的正确读算出远尺的正确读数数a2，a2=h1+b2。转动微倾螺旋，令远转动微倾螺旋，令远尺尺A上读数恰为上读数恰为a2，此，此时视线已水平，而符合气时视线已水平，而符合气泡不居中，用校正针拨动泡不居中，用校正针拨动水准管上、下两校正螺丝，水准管上、下两校正螺丝，使气泡居中，这时

26、水准管使气泡居中，这时水准管轴就平行于视准轴。轴就平行于视准轴。校正方法校正方法 松上紧下 松下紧上你现在浏览的是第六十一页，共66页第二章第二章 水准测量水准测量2.12.1水准测量原理水准测量原理2.22.2水准仪及其使用水准仪及其使用2.32.3水准测量方法水准测量方法2.42.4水准仪的检查和校正水准仪的检查和校正2.52.5水准测量误差分析水准测量误差分析你现在浏览的是第六十二页，共66页水准测量的水准测量的误差来源误差来源及及注意事项注意事项1、仪器误差：、仪器误差：i角误差角误差 前后视距尽量相等前后视距尽量相等 调焦误差调焦误差 前后视距尽量相等前后视距尽量相等 水准尺零点误差

27、水准尺零点误差 每个测段安排每个测段安排 成偶数站成偶数站你现在浏览的是第六十三页，共66页水准测量的水准测量的误差来源误差来源及及注意事项注意事项2、观测误差：、观测误差：整平误差整平误差 视线不要太长视线不要太长 照准误差照准误差 视线不要太长视线不要太长 估读误差估读误差 视线不要太长视线不要太长 水准尺倾斜误差水准尺倾斜误差 安置圆水准器安置圆水准器你现在浏览的是第六十四页，共66页3、外界条件影响、外界条件影响 仪器垂直位移仪器垂直位移 后前前后后前前后 尺垫垂直位移尺垫垂直位移 往返观测往返观测 地球曲率地球曲率 前后视距尽量相等前后视距尽量相等 大气垂直折光大气垂直折光 前后视距尽量相等前后视距尽量相等水准测量的水准测量的误差来源误差来源及及注意事项注意事项你现在浏览的是第六十五页，共66页讨论题：讨论题：尺垫在什么情况下使用？能否随便移尺垫在什么情况下使用？能否随便移 动？动？思考题：思考题：水准仪在后视转向前视时发现圆水准水准仪在后视转向前视时发现圆水准 器气泡不居中，该如何处理？器气泡不居中，该如何处理？你现在浏览的是第六十六页，共66页