02工程测量.pptx

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1、第二章 水准测量o地面点的位置是用平面坐标和高程来表示。o高程测量分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量三类。第二章 水准测量2.1水准测量的原理水准测量的原理2.2水准测量的仪器和工具2.3水准仪的使用2.4水准测量的外业 2.5水准测量的内业2.7自动安平水准仪水准测量原理：利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。高差法高差法仪高法仪高法前进方向 高差法高差法：利用高差计算高程。：利用高差计算高程。安置一次仪器测定一个前视点高程时采安置一次仪器测定一个前视点高程时采用用仪仪高法高法：利用视线高计算高程。：利用视线高计算高程。安置一次仪器测定多个

2、前视点高程时采安置一次仪器测定多个前视点高程时采用用注意：计算高差时，一定要用注意：计算高差时，一定要用后视读数后视读数减去前视读数减去前视读数，次序不能颠倒次序不能颠倒。第二章 水准测量2.1水准测量的原理2.2水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具2.3水准仪的使用2.4水准测量的外业 2.5水准测量的内业2.7自动安平水准仪一）、水准仪的等级一）、水准仪的等级 DSDS0505、DSDS1 1、DSDS3 3、DSDS1010、DSDS2020 D D大地测量仪器大地测量仪器 S S水准仪水准仪 数字数字 表示仪器的精度，即每公里往、表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（

3、返测得高差中数的中误差（mmmm）。）。水准仪的作用水准仪的作用是提供一条水平视线；是提供一条水平视线；一、水准仪目镜目镜水准管水准管目镜目镜圆水准器校正螺钉圆水准器校正螺钉微动螺旋微动螺旋制动螺旋制动螺旋对光螺旋对光螺旋物镜物镜准星准星缺口缺口水准管水准管圆水准器圆水准器三脚架三脚架脚螺旋脚螺旋二）、二）、DSDS3 3型水准仪的型水准仪的构造构造主要由主要由望远镜望远镜、水准器水准器、基座基座三部分组成。三部分组成。微倾螺旋微倾螺旋1.1.望远镜望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；：用来瞄准远处的水准尺进行读数；由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、

4、调焦螺旋组成；放大率一般为调焦螺旋组成；放大率一般为2530倍。倍。视准轴视准轴：物镜中心：物镜中心 与十字丝交点的连线。与十字丝交点的连线。对对光光螺螺旋旋的作用：调节物镜与目镜筒的相对位置，使物像清晰。目镜螺旋的作用：调节目镜位置，使我们能够看清十字丝。视距丝视距丝：用于视距测量。水水平平制制动动及及微微动动螺螺旋旋：在水平方向制动与微动望远镜。微倾螺旋微倾螺旋：使望远镜上下微动。2.水准器水准器的作用水准器的作用：指示：指示视准轴视准轴是否水平是否水平或仪器或仪器竖轴竖轴是否竖直。是否竖直。水准器水准器圆水准器圆水准器管水准器管水准器圆水准器圆水准器 作用：作用：粗略整平粗略整平 结构：

5、如图所示结构：如图所示 精度：一般为精度：一般为 8 10/2mm （气泡中心偏离零点（气泡中心偏离零点2mm 所对的圆心角）所对的圆心角）管水准器管水准器 作用：作用：精确整平精确整平结构：如图所示结构：如图所示 精度：一般精度：一般=20/2mm=20/2mm 水准管的分划值水准管的分划值：气泡中心偏离零点气泡中心偏离零点 2mm2mm所对的圆心角。所对的圆心角。公式：公式：分析：分析：R R越大，越大，越小，灵敏度越高。越小，灵敏度越高。DS3:R=20.6265DS3:R=20.6265米米 =20=20 每次读数时水准仪的每次读数时水准仪的视线必须是严视线必须是严格水平的格水平的。视

6、准轴水平与否是由水准管气泡是视准轴水平与否是由水准管气泡是否居中来判断。否居中来判断。（3）基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成 轴座脚螺旋连接板二、水准尺和尺垫1、水准尺塔尺：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。2、尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水准尺下沉。返回第二章 水准测量2.1水准测量的原理水准测量的原理2.2水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具2.3水准仪的使用水准仪的使用2.4水准测量的外业水准测量的外业 2.5水准测量的内业水准测量的内业2.7自动安

7、平水准仪自动安平水准仪2.3水准仪的使用安置水准仪安置水准仪粗略整平粗略整平瞄准水准尺瞄准水准尺精平精平读数读数三、瞄准水准尺目的：使目标和十字丝成像清晰。目的：使目标和十字丝成像清晰。方法：方法：目镜调焦目镜调焦（使十字丝清晰）（使十字丝清晰）初步瞄准初步瞄准（用瞄准器对准目标）（用瞄准器对准目标）物镜调焦物镜调焦（使目标成像清晰）（使目标成像清晰）精确瞄准精确瞄准（调微动螺旋使纵丝对（调微动螺旋使纵丝对准目标）准目标）注意：瞄准时应消除注意：瞄准时应消除视差视差。视差：目标的成像平面与十字丝平面不重合。消除方法：仔细进行目镜、物镜调焦。五、读数：用十字丝用十字丝横丝横丝在水准在水准尺上按尺

8、上按从小到大从小到大的方的方向读数，读取向读数，读取米米、分分米米、厘米厘米、毫米毫米（估（估读数）四位数字。如读数）四位数字。如图的读数图的读数 0.857m 注意：注意：读数前必须精平，读数前必须精平，精平后立即读数精平后立即读数。水准仪使用小结一架设，高、角适宜架略平。二粗平，圆盒气泡居中心。三瞄准，三点一线调两镜。四精平，管泡吻合调微倾。五读尺，横丝截数尺立正。六记录，复念复视数记清。返回实验一 水准仪的使用目的和要求了解DS3级水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称及作用；练习水准仪的安置、瞄准与读数；测定地面两点间的高差。工程测量陈艳红测绘工程教研室第二章第二章 水准测量水准测量2

9、.1水准测量的原理2.2水准测量的仪器和工具2.3水准仪的使用2.4水准测量的外业 2.5水准测量的内业2.7自动安平水准仪2.3水准仪的使用安置水准仪粗略整平瞄准水准尺精平读数2.4水准测量的外业一、水准点二、水准测量的实施三、水准测量的检核一、水准点一、水准点水准点：高程控制点称水准点(BM)。水准点有永久性和临时性两种。标石水准点、墙脚水准点、简易标志水准点。水准测量通常是从水准点引测其他点的高程。国家高程控制网是确定地貌地物海拔高程的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为4166191公里。国

10、家水准原点（山东青岛）。国家等级水准点国家等级水准点一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料制成的半球状标志。有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，称为墙上水准点。建筑工地上的永久性水准点一般用混凝土或钢筋混凝土制成，临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，校顶钉以半球形铁钉。埋设水准点后，应绘出水准点与附近固定建筑物或其它地物的关系图，在图上还要写明水准点的编号和高程，称为点之记，以便于日后寻找水准点位置之用。二、水准测量的实施1、一个测站的水准测量工作2、连续水准测量1、一个测站的水准测量工作1）安置仪器于AB之间，立尺于A

11、、B点上；2）粗略整平；3）瞄准A尺，精平、读数a，记录1.568m；4）瞄准B尺，精平、读数b，记录1.471m；ABab5）计算：hAB=a b=1.568-1.471=0.097m 即B点比A点高0.097m。2连续水准测量连续水准测量 当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的准仪测定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到起终两点间的高差。代数和，可得到起终两点间的高差。B如图：如图：A A、B B两水准点之间，设两水准点之间，设3 3个临时性的转点。个临时性的转点。h1=a1-b1 h2=a2-

12、b2 h3=a3-b3 h4=a4-b4h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 h4=a4-b4 h hABAB=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4AA、B B两点高差计算的一般公式：两点高差计算的一般公式：h hABAB=n为测站数例：注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。ATP1TP2TP32.142B1.2580.9281.2351.6641.4311.6722.074H

13、A=123.446mHB大大 地地 水水 准准 面面前进方向测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 TP3 B 2.142 1.258+0.884 0.928 1.235-0.307 1.664 1.431+0.233 1.672 2.074-0.402计算计算检核检核 6.406 5.998测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ab0.4080.408 0.408123.446123.8

14、54水水 准准 测测 量量 手手 簿簿已知已知注意事项：选转点时，应步测使前后视距离大致相等，目的是消除因水准管轴与视准轴不平行引起的误差。立尺点与仪器间的距离约50-80m，最大不超过100m。先后视，后前视，将读数记入记录手簿。在相邻两站观测过程中转点尺垫不许有任何变动 概念概念1 1、测站：测量仪器所安置的地点。、测站：测量仪器所安置的地点。2 2、水准路线：进行水准测量时所行走的、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。路线。3 3、后视：水准路线的后视方向。、后视：水准路线的后视方向。4 4、前视：水准路线的前视方向。、前视：水准路线的前视方向。水准点返回概念概念5 5、视线高程：后视

15、高程、视线高程：后视高程+后视读数。后视读数。6 6、视距：水准仪至标尺的水平距离。、视距：水准仪至标尺的水平距离。7 7、水准点水准点：水准测量的固定标志。：水准测量的固定标志。8 8、水准点高程：指标志点顶面的高程。水准点高程：指标志点顶面的高程。9 9、转折点：水准测量中起传递高程作用、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。的中间点。三、水准测量的检核1.计算检核：2.测站检核变动仪器高法双面尺法3.成果检核1.计算检核：目的：检核高差和高程计算是否正确。检核条件：h a bHBHA等式条件成立，说明计算正确。目的：防止测量错误，提高测量成果精度和效率。变更仪器高法：在同一测站上变更

16、仪器高度（大于10cm），两次测出高差。等外水准测量，两次所测高差之差不大于6mm，取两次高差的平均值作为最终高差。2.测站检核双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。对等外水准测量，若同一个水准尺的红面红面与黑面读数与黑面读数（加尺常数后）之差不超过4mm，黑、红面高差之差黑、红面高差之差（红面所测高差加或减100mm）不超过6mm，取平均值作为该站的观测高差。否则重测。3.成果检核成果检核 水准测量时，一般将已知水准点和待水准测量时，一般将已知水准点和待 测水准点组成一条水准路线；测水准点组成一条水准路线；在水准测量的施测过程中，测站检核在水准测量的施测过程中，测站检核

17、 只能检核一个测站上是否存在错误或误只能检核一个测站上是否存在错误或误 差是否超限；差是否超限；计算检核只能发现每页计算是否有误；计算检核只能发现每页计算是否有误；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。对一条水准路线来讲必须进行成果检核。3.成果检核1）、水准路线的布设形式 附合水准路线附合水准路线（见图1）闭合水准路线闭合水准路线（见图2）支水准路线支水准路线（见图3）12图2BMABMB1234图1123图3BMA34BMA 2)、检核的主要内容闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；用fh表示，即 fh=h测-h理限差：规范规定的的高差闭合差的允许值；fh允表

18、示。等外水准测量要求：平地：fh允40 （mm）L水准路线的长度，单位km。山地：fh允12 （mm）n水准路线的测站数。要求：fh fh允3)、不同形式水准路线fh的计算 附合水准路线附合水准路线：h测=h1+h2+h3+hn h理=H终 H始 fh=h测-h理=h测-（H终 H始）h测=h1+h2+h3+hn h理=0 fh=h测-h理=h测闭合水准路线闭合水准路线：支水准路线支水准路线：h测=h往+h返 h理=0 fh=h测-h理=h往+h返2.5水准测量的内业水准测量外业工作结束后，先检查外业手簿，确认无误后，转入内业计算。一、附合水准路线的内业计算一、附合水准路线的内业计算 如图为一

19、附合水准路线：如图为一附合水准路线：A、B为已知水准点，为已知水准点，HA=65.376m，HB=68.623m点点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图：距离见下图：AB123前进方向前进方向备注测段 点名 距离 km测站数实测高差 m改正数 m改正后的高差 m高程 m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +3.315辅助计算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.4

20、20+3.24765.37666.93968.96167.20368.623附合水准测量成果计算表已知已知1 1、计算闭合差：、计算闭合差：2、检核：、检核：故其精度符合要求。故其精度符合要求。3、计算改正数、计算改正数 分配原则分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，按与测段距离（或测站数）成正比，并并反符号反符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。改正到各相应的高差上，得改正后高差。按距离：按距离：按测站数：按测站数：以第以第1测段为例，测段改正数为：测段为例，测段改正数为：检核：检核：4、计算改正后高差、计算改正后高差检核检核：以第以第1 1测段为例测段为例，改正后的高差为：，改正后的

21、高差为：5、计算高程、计算高程如：如：检核检核：否则说明高程计算有误。否则说明高程计算有误。二、闭合水准路线成果计算二、闭合水准路线成果计算 1、计算闭合差：、计算闭合差：2、检核：、检核：3、计算高差改正数：、计算高差改正数：闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。4、计算改正后高差：5、计算各测点高程：2.7自动安平水准仪对仪器要求：即使望远镜筒倾斜，视准轴仍水平 不用符合水准器和微倾螺旋，只用圆水准器粗略整平，借助安平补偿器自动地把视准轴置平，读出视线水平时的读数。能提高观测速度40数字水准仪简介数字水准仪简介数字水准仪是一种新型水准仪，其原理

22、是将编了码的水准尺影像进行一维图像处理，用传感器代替观测者的眼睛，从望远镜中看到水准尺间隔的测量信息，由微处理机自动计算出水准尺上的读数和仪器至立尺点间的水平距离，并以数字的形式将测量结果显示出来。数字水准仪测量记录与计算规则在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的填写与计算方法。记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等无一遗漏地填写完全。测量记录与计算规则观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回报以资检核。不得另纸记录事后转抄。测量记录与计算规则记录时要求字体端正清晰，数位对齐、数字齐全。字脚靠近底线；表示精度或占

23、位的“0”均不能省略。观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记。如：角度测量时，秒级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错，应重测该测站。测量记录与计算规则观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数字上方写出正确的数字。注意不得涂改已记录的数据，禁止连续更改数字。记录数据修改后，都应在备注栏内写明原因（记错、测错、超限）。测量记录与计算规则每站观测结束后，必须在现场完成规定的计算的检核，确认无误后方可迁站。数据运算应根据所取位数，按“4 4舍舍6 6入，入，5 5前单进双舍的规则进行凑整前单进双舍的规则进行凑整”。应该保持测量手簿的整洁，严禁在手簿上书写无关的内容。