(精品)第二章 水准测量.ppt

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1、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 水准仪及工具水准仪及工具 第三节第三节 水准测量方法水准测量方法 第四节第四节 三、四等水准测量三、四等水准测量第五节第五节 水准仪的检验水准仪的检验 第六节第六节 水准测量误差水准测量误差第七节第七节 精密水准仪简介精密水准仪简介 练习题2-1 水准测量原理 高程测量的基本方法：水准测量 （最常用、最简单、精度最高）三角高程测量 （精度适中，效率较高）GPS测量 （精度较低，效率最高）ABHAHB一、水准测量原理：abHiHiHi=HA+a=HB+b HB-HA=a-b得：hAB=a-b前进方向hAB 一测站高差等于后视读

2、数减去前视读数 a:后视读数b:前视读数高程基准面二、一测站计算高程的方法1、高差法：（适用于一个前视点）hAB=a-b HB=HA+hAB2、视线高法：（适用于多个前视点）Hi=HA+a HB=Hi-b 三、多测站高程的计算TP2TP1ABb1a1h1=a1-b1b2a2h2=a2-b2a3b3h3=a3-b3第1站：H1=HA+h1第2站：H2=H1+h2=HA+h1+h2=HA+hi第3站：H3=H2+h3=HA+h1+h2+h3=HA+hi 第n站：HB=Hn-1+hn=HA+hiTP3anbnhn=an-bn1、一测段高差的计算2、TP转点测量时应注意的问题（2）测量时，转点可以任意

3、选择，一旦选定则不能变动；TP2TP1ABb1a1h1=a1-b1b2a2h2=a2-b2a3b3h3=a3-b3TP3anbnhn=an-bn 由此可得：由此可得：hAB=HB-HA=hi 即：即：AB测段的高差测段的高差hAB等于该测段上各站高差之和。等于该测段上各站高差之和。（1）为了保证转点的稳定性，一般采用尺垫。但已知点A和未知点B严禁采用尺垫。3、测段高差的计算检核由 hAB=hi=(ai bi)=ai-bi得：hi=ai-bi 即：测段各站高差之和等于各站后视读数之和减去各站前视读数之和。尺垫2-2 水准测量的仪器与工具 一、水准仪的种类光学水准仪电子水准仪自动安平水准仪微倾式水

4、准仪正像倒像自动安平水准仪二、水准仪的型号与等级：以“DS”或“S”表示，其中DS表示大地水准仪，“D”为拼音“大地”的第一个字母，“S”为拼音“水准仪”的第一个字母，下标为等级，表示该型号水 准仪的测量精度。例：DS3型水准仪，表示用该型号的水准仪测量时，每公里的高差测量误差为3mm.望远镜管水准器圆水准器水准器基座三、微倾式水准仪的构成大体上由望远镜、水准器、基座三部分构成1、望远镜由物镜、目镜、调焦镜和十字丝分划板四部分组成 物镜目镜调焦镜十字丝分划板要求：物镜成像面的位置应与十字丝分划板的位置重合。2、水准器由圆水准器和管水准器组成，其作用是保证视线水平。水准管零点过零点的圆弧切线称为

5、水准管轴（P16）当气泡中心与零点重合时，水准管轴则为水平线。3、基座：起调整仪器以及联结仪器和三脚架的作用脚螺旋四、水准测量的工具1、水准尺2、尺垫五、视准轴及其与水准管轴的关系 视准轴：望远镜物镜光心与十字丝分划板交点的连线（P15）视准轴视准轴与水准管轴的关系：两者相互平行（P27）水准管轴 视差：眼睛在目镜端上、下移动时，望远镜的影象也随之上、下移动，这种现象称为视差。（P17）16 消除视差的方法：先调目镜使十字丝变清楚，再调物镜使读数变清楚，直至消除视差六、水准仪的使用(实验一:水准仪认识)2-3 水准测量方法一、水准点 A123h1h2h3h4二、水准路线1、闭合水准墙面地面地面

6、地面混凝土桩水准点墙面水准点木桩水准点（图根控制点）检核条件：hi理=0 BM02、附合水准路线1Bh12h3A3、支线水准12h返h返h往h往h2检核条件：h理=HB-HA检核条件 h返理=-h往理三、外业测量 与记录 (注意计算检核 h=a-b）测站测点标尺读数高 差（m)高 程（m)后 视 前 视32.432计算校核 水准测量手簿TP2TP1ABa2b2b3a3b1a1A164712300.41712TP1193108241.1073TP2234504121.933B592324663.457a-b=5.923-2.466=3.457m四、内业计算四、内业计算 水准测量中，理论上有以下关

7、系式：hi理=0 （闭合水准）HB-HA （附合水准）1 A12h1h2h3h4Bh12h3Ah2f h=hi （闭合水准）hi-（HB-HA）（附合水准）但实测中不可避免地存在误差甚至错误，实测值与其理论值之间存在一定的差异，这种差异称为高差闭合差，用f h表示。（1）统计总测站数 n=ni（或水准路线长度L=Li），计算高差闭合差fh及其容许闭合差f容 内业计算的步骤（可按测站数n或水准路线长度L进行计算）fh=hi （闭合水准）hi-（HB-HA）（附合水准）各等级水准测量的容许误差按规范取值。图根水准的容许误差为 f容=12n (mm)（按测站计算）或 f容=40 L（mm）(按长度计

8、算，L以km为单位)要求：fh f容（4）计算各点的高程H：H前=H后+hi （注意检核B点的高程。）（2）计算一测站（或一公里）改正数v0及各测段改正数vi v0=-fh/n 或 v0=-fh/L vi=v0ni 或 vi=v0Li 检核：vi=-fh（3）计算各测段改正后高差hi：hi =hi+vi 0 闭合水准(HB-HA)附合水准检核：hi=例：某图根水准测量的数据如下图所示，试计算各点的高程。A 64.674 312h=2.769n=10h=-1.386n=15h=0.652n=13h=-1.548n=18水准测量路线示意图注意水准测量的方向点名 测站数ni 高差（m）改正数vi(m

9、m)改正后高差(m)高程（m）A 64.674 10 2.769 115-1.836 213 0.652 318-1.548 A 辅助计算 56+0.037-7-10-12-92.763-1.8460.643-1.560067.43765.59166.23464.674+1-38水准测量计算表-37 fh=+0.037m=+37mm f容=12n=12 56=90mm fh f容，符合要求 v0=-37/56=-0.66mm2-4 2-4 三、四等水准测量三、四等水准测量 三、四等水准一般采用双面尺进行测量，观测顺序为：后后前前 四等水准 后前前后 三等水准BAab2-5 2-5 水准仪的检验

10、水准仪的检验一、水准仪应满足的几何条件 (P27)1、水准管轴应平行于视准轴（关键条件）2、圆水准器轴应平行仪器竖轴（P16）3、十字丝中丝应垂直仪器竖轴竖轴圆水准器轴2-6 2-6 水准测量的误差及消减方法水准测量的误差及消减方法 一、仪器与工具的误差 如仪器的i角误差、尺面的弯曲误差、零点误差等误差 视准轴水准管轴i 二、观测误差：如气泡居中的判断误差、读数误差、立尺不直等误差 三、外界条件的影响：如大气拆射误差和地球曲率误差、仪器下沉、天气的影响等等。13 1415 1617 1819 2021 二、观测误差：如气泡居中的判断误差、读数误差、立尺不直等误差 三、外界条件的影响：如大气拆射

11、误差和地球曲率误差、仪器下沉、天气的影响等等。13 1415 1617 1819 2021大气折光误差水平面水准面地球曲率误差及 i 角误差 水准测量中，一般要求仪器至两测点的距离大致相等，主要是为了减弱：（1）仪器的i角误差 （2）地球曲率误差 （3）大气拆射误差i 角2-7 2-7 精密水准仪及电子水准仪精密水准仪及电子水准仪 精密水准仪是指DS05、DS1等高精度的水准仪，精密水准仪一般与铟钢水准尺配套使用，主要应用于国家一、二等水准测量以及高精度的沉降测量。练习题水准测量原理仪器操作内业计算返 回水准测量原理练习题下列叙述中，正确的叙述有（）A 一测站的高差为前视读数减去后视读数；B

12、一测站的高差为后视读数减去前视读数；C 测点越高，则其水准读数越大；D 测点越高，则其水准读数越小；E 一测站计算高程的方法有仪高法和视线高法；BD难度系数 B下列关于一测站水准测量的叙述中，正确的叙述有（）A 当一测站有多个前视点时，一般采用高差法；B 当一测站有多个前视点时，一般采用仪高法；C 仪高法的计算步骤为先计算高差，后计算高程；D 仪高法的计算步骤为先计算视线高，后计算高程；E 高差法的计算步骤为先计算高差，后计算高程；BDE难度系数 B当A、B两点之间需增加转点时，则（）A 转点应选择在两测点的对称中心处，并应计算其高程；B 转点应选择在两测点的对称中心处，但可不计算其高程；C

13、转点的选择可以是任意的，但应计算其高程；D 转点应选择在土质较硬并便于观测的地方，不必计算其高程；D难度系数 B检核公式hi=ai-bi，主要是检核水准测量过程中存在的（）C难度系数 CA 读数错误 B 记录错误C 计算错误 D 立尺错误 水准测量中，W、X、Y、Z四个测点在同一测站的水准读数分别为1.264、0.782、1.548、2.386，这四个测点按高低排列的顺序为（）A Y、X、W、Z B Y、Z、W、X C X、W、Y、Z D W、X、Y、ZC难度系数 CB水准测量时，要使用尺垫的测点是（）A 所有测点 B 转点 C 末知高程点 D 已知高程点 难度系数 C视准轴是指（）A 物镜光

14、心与目镜光心的连线 B 物镜光心与十字丝交点的连线 C 目镜光心与调焦镜光心的连线 D 目镜光心与十字丝交点的连线B难度系数 CC视差产生的主要原因是（）A 目镜的目标成像与物镜的目标成像不一致；B 目镜的目标成像与十字丝板的平面不一致；C 物镜的目标成像与十字丝板的平面不一致；D 物镜的目标成像与调焦镜的目标成像不一致；难度系数 B下列关于水准仪构造的描述中，正确的描述是（）A 水准仪由望远镜、管水准器、圆水准器组成；B 水准仪的中丝用于测高差，上下丝主要用于测距离；C 圆水准器的主要作用是使水准仪精确水平；D 管水准器的主要作用是使水准仪粗略水平；B难度系数 C下列等级的水准仪中，精度最高

15、的水准仪是（）A DS07 B DS1 C DS3 D DS10 A难度系数 C水准管轴是指（）A 通过水准管零点所作的切线；B 通过水准管零点所作的法线；C 通过水准管刻划对称中心所作的切线；D 通过水准管刻划对称中心所作的法线；E 通过水准管顶点所作的法线；A C难度系数 C仪器操作练习题D某倒像水准仪的读数如下图所示，其读数为（）16 A 1.597m B 1.653m C 1.547m D 1.603m 难度系数 C水准仪各轴线应满足一系列条件，其主要条件是（）A 园水准器轴应平行于水准仪的竖轴；B 十字丝横丝应垂直于水准仪的竖轴；C 十字丝竖丝应平行于水准仪的竖轴；D 水准管轴应平行

16、于视准轴。D难度系数 B下列关于水准仪构造的描述中，正确的描述是（）A 水准仪基座的作用是支承仪器和连接三脚架；B 普通水准尺的最小刻划一般为mm；C 圆水准器的作用主要是使水准仪粗略水平；D 管水准器的作用主要是使水准仪粗略水平；E 普通水准尺的最小刻划一般为cm；A C E难度系数 C水准测量中,要求仪器至前、后视测尺的距离相等，这样做可以减弱或消除的误差有（）。A 地球曲率对高差的影响 B 仪器下沉对高差的影响 C 大气折光对高差的影响 D 水准尺下沉对高差的影响 E 水准管轴与视准轴不平行对高差的影响A C E难度系数 B 安置水准仪时，圆水准气泡的位置如右图中黑点所示，为了使气泡快速

17、 居中，可选择的正确操作有（）A 旋低脚螺旋1 B 旋高脚螺旋1 C 同时旋高脚螺旋3和脚螺旋2 D 同时旋低脚螺旋3和脚螺旋2 E 旋高脚螺旋3，同时旋低脚螺旋2 123A C难度系数 B水准测量时，包括哪些基本操作（不能重复）（）A 粗平 B 对中 C 精平后读数 D 调焦与照准 E 读数 A C D难度系数 C内业计算练习题图根水准测量时，其高差闭合差的容许值f容为（）A 按水准路线长度计算时，f容=12L，其中L以m为单位；B 按水准路线长度计算时，f容=12L，其中L以km为单位；C 按水准路线长度计算时，f容=40L，其中L以km为单位；D 按测站数计算时，f容=40n；E 按测站数计算时，f容=12n；C E难度系数 B下列关于水准内业计算的描述中，正确的说法是（）A 闭合水准的高差闭合差等于各测段高差之和；B 各测段改正数等于每测站改正数乘该测段的测站数；C 各测段改正数之和等于高差闭合差 D 各测段改正后高差之和等于高差闭合差 E 各测段改正后高差之和等于负的高差闭合差 A B难度系数 B