水準儀測量教學(xué)課件

1、2013.04.18水準儀測量教學(xué)課件2高程測量高程測量水準測量水準測量三角高程測量三角高程測量GPS高程測量高程測量。水準儀測量教學(xué)課件32005年珠峰復(fù)測年珠峰復(fù)測8844.43m水準儀測量教學(xué)課件4距珠峰頂720公里、海拔56006300米的10個三角點1975年首次珠峰高程測量年首次珠峰高程測量三角交會三角交會水準儀測量教學(xué)課件2-1.水準測量原理水準測量原理 水準測量是測出兩點間的高差。即在兩個點上分別豎立水準尺，利用水準測量的儀器提供的一條水平視線，瞄準并在水準尺上讀數(shù)，從而求得兩點間的高差。前進方向水平視線大地水準面HiHAHBAB后視尺前視尺bhab水準儀測量教學(xué)課件（1）高差

2、法：根據(jù)水準儀提供的水平視線在A點水準尺上讀數(shù)為a（后視讀數(shù)），B點水準尺上讀數(shù)為b（前視讀數(shù)），則 h hABAB=a-b HB=HA+ h hABAB =HA+(a-b) 在計算高差h hABAB時，一定要注意h hABAB的下標： h hABAB表示A點至B點的高差。前進方向水平視線大地水準面HiHAHBAB后視尺前視尺bh hABAB 如圖，已知HA，求HB？水準儀測量教學(xué)課件（2）視線高法視線高法：B點高程也可以通過水準儀視線高程Hi（也稱為儀器高程）來計算， 即 Hi=HA+a 則 H HB B =(HA+a)-b=Hi-b前進方向水平視線大地水準面HiHAHBAB前視尺bh hA

3、BAB水準儀測量教學(xué)課件2.2、連續(xù)水準測量、轉(zhuǎn)點、測站、連續(xù)水準測量、轉(zhuǎn)點、測站 轉(zhuǎn)點：轉(zhuǎn)點：如果兩點間高差較大或相距較遠，僅安置一次儀器不能測得它們的高差，這時需要加設(shè)若干個臨時的立尺點，作為傳遞高程的臨時點。 BMA BMB 1.4441.324TP2h2=+0.1201.822 0.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.422 1.304h5=+0.118前進方向1.1341.677TP1h1=-0.543水準儀測量教學(xué)課件 連續(xù)水準測量：連續(xù)水準測量：依次連續(xù)地在兩個立尺點中間安置水準儀來測定相鄰各點間高差，最后取各個測站高差的代數(shù)和，即求得兩

4、點間的高差值。hAB水準儀測量教學(xué)課件欲求hAB，在A點至B點水準路線上增設(shè)n-1個轉(zhuǎn)點，安置n次水準儀，依次連續(xù)地測定相鄰兩點間高差h1hn，即 h h1 1=a=a1 1-b-b1 1 h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 h hn n=a=an n-b-bn n則 h hAB=AB= h h1 1+ +h h2 2+ + +h hn n=h= a=h= a- - bb H HB B=H=HA A+ h+ hABAB=H=HA A + + （aa- - bb）hAB水準儀測量教學(xué)課件2.3 水準測量儀器及其操作水準測量儀器及其操作主要儀器：主要儀器：水準儀、水準尺、尺墊1、水準儀、水準

5、儀 精度系列精度系列:分DS05、DS1、DS3，DS10 水準儀測量教學(xué)課件水準儀構(gòu)造水準儀構(gòu)造 望遠鏡望遠鏡 水準器水準器1. 1. 望遠鏡望遠鏡望遠鏡：物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、物鏡對光螺旋、目鏡對光螺旋 水準儀測量教學(xué)課件2.水準器水準器圓水準器 分劃值 8/2mm 用于儀器粗平 管水準器 分劃值 20/2mm 用于儀器精平水準儀測量教學(xué)課件水準尺、尺墊水準尺、尺墊 直尺直尺:雙面水準尺分 “黑面尺” 和 “紅面尺”。黑面尺尺底尺 均從零開始，而紅面尺尺底， 從固定數(shù)值4.687m或4.787m 開始，此數(shù)值稱為零點差。 塔尺塔尺:可伸縮，伸足為3米、 5米，用于一般工程測量

6、。 尺墊尺墊:轉(zhuǎn)點立尺用。 水準儀測量教學(xué)課件水準儀的使用水準儀的使用水準儀的使用步驟：水準儀的使用步驟： 安置粗平瞄準精平讀數(shù) 安置時考慮前、后視等距； 粗平時掌握“左手大拇指法”； 瞄準時包括消除視差； 精平狀態(tài)下(符合氣泡符合時)讀數(shù)； 讀數(shù)估讀至毫米。 符合氣泡符合尚未符合符合氣泡符合， 水準管軸與視 線水平。水準儀測量教學(xué)課件水準儀的使用水準儀的使用 a ab bc c“左手大拇指法左手大拇指法”粗平：粗平：氣泡移動的方向與左手大拇指轉(zhuǎn)動腳螺旋的方向一致。水準儀測量教學(xué)課件水準測量的瞄準和讀數(shù)水準測量的瞄準和讀數(shù) 用十字絲中間的橫絲讀取水準尺的讀數(shù)。從用十字絲中間的橫絲讀取水準尺的讀

7、數(shù)。從尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，每個讀數(shù)必須有四位數(shù)。出毫米數(shù)，每個讀數(shù)必須有四位數(shù)。水準儀測量教學(xué)課件2.4 普通水準測量普通水準測量 水準點：水準點：用水準測量的方法測定的高程控制點“BM”，分永久性和臨時性。 水準測量：水準測量：從某一已知高程的水準點開始，經(jīng)過一定的水準路線，測定各待定點的高程。 點之記：點之記：水準點應(yīng)進行編號，并繪出水準點與附近固定建筑物或其它明顯地物關(guān)系的點位草圖， 作為水準測量的成果一并保存。水準儀測量教學(xué)課件2. 水準測量路線2.水準路線3.3.支水準路線支水準路線BM.ABM.A121BM.ABM.

8、A2341.1.閉合水準路線閉合水準路線2.2.附合水準路線附合水準路線BM.ABM.ABM.BBM.B123水準儀測量教學(xué)課件3、普通水準測量方法 已知H HA A19.153m19.153m，欲測定B點高程？步驟如下：(1)觀測者在測站處安置水準儀，在BM.ABM.A和TP.1TP.1點立尺，TP.1TP.1安放尺墊，依次瞄準、精平、讀數(shù)，16321632和1271mm1271mm。并計算該站高差為+0.361m+0.361m水準儀測量教學(xué)課件 (2)水準儀搬遷至測站2，轉(zhuǎn)點TP.1上的尺墊保持不動，水準尺轉(zhuǎn)向儀器方向，在轉(zhuǎn)點TP.2安放尺墊并立尺，讀數(shù)為1.862m和0.952m，計算高

9、差為+0.910m，按上法依次連續(xù)進行水準測量，直至測到B點為為止。水準儀測量教學(xué)課件普通水準測量記錄手簿普通水準測量記錄手簿測站點號水準尺讀數(shù)(m)高 差(m)高 程(m)備 注后視前視 + - BM.A 1.632 0.361 19.153 已知TP.1 1.271 19.514 TP.1 1.862 0.910TP.2 0.952 20.424 TP.2 1.346 0.094TP.3 1.252 20.518 TP.3 0.931 0.547TP.4 1.478 19.971 TP.4 0.836 0.389 B 1.225 19.582計算檢核 6.607 6.178 1.365 0

10、.936a- b =+0.429 h=+0.429水準儀測量教學(xué)課件2.5 普通水準測量成果整理普通水準測量成果整理1.高差閉合差的計算與校核高差閉合差的計算與校核 支水準路線 閉合水準路線 附合水準路線 水準儀測量教學(xué)課件3.計算各點改正后的高程 根據(jù)已知水準點高程和各測段改正后的高差 ，依次逐點推求各點改正后的高程。2.高差閉合差分配和計算改正后高差高差閉合差分配和計算改正后高差分配原則分配原則：對于閉合或附合水準路線，按與路線長度：對于閉合或附合水準路線，按與路線長度L或或按路線測站數(shù)按路線測站數(shù)n成正比的原則，將高差閉合差反其符號進成正比的原則，將高差閉合差反其符號進行分配。行分配。

11、水準儀測量教學(xué)課件4.算例 如圖， BM.A 和BM.B為已知水準點，按普通水準測量的方法測得各測段觀測高差和測段路線長度分別標注在路線的上、下方。將計算成果列于表中。水準儀測量教學(xué)課件 附合水準路線測量成果計算表附合水準路線測量成果計算表點號L(km)hi(m)v(m)h(m)H(m)BM.A 0.60 +1.331 -0.002 +1.329 6.543 1 7.872 2.00 +1.813 -0.008 +1.805 2 9.677 1.60 -1.424 -0.007 -1.431 3 8.246 2.05 +1.340 -0.008 +1.332BM.B 9.578 6.25 +3

12、.060 -0.025 +3.035水準儀測量教學(xué)課件DS3水準儀的主要軸線水準儀的主要軸線2.6 DS3型水準儀的檢驗與校正型水準儀的檢驗與校正1. 圓水準器軸應(yīng)平行于儀器的豎軸；圓水準器軸應(yīng)平行于儀器的豎軸；2. 十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器的豎軸；十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器的豎軸；3. 水準管軸應(yīng)平行于視準軸。水準管軸應(yīng)平行于視準軸。水準儀測量教學(xué)課件檢驗方法：檢驗方法：安置水準儀后，轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準氣安置水準儀后，轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準氣泡居中，然后將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)泡居中，然后將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180180。如果圓。如果圓氣泡仍舊居中，則表示該幾何條件滿足，不必校氣泡仍舊居中，則表示該幾何條件滿

13、足，不必校正。正。校正方法：校正方法：水準儀不動，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使氣泡向圓水準儀不動，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使氣泡向圓水準器中心方向移動偏離值的一半，然后用校正水準器中心方向移動偏離值的一半，然后用校正針先稍松動一下圓水準器底下中間一個大一點的針先稍松動一下圓水準器底下中間一個大一點的連接螺絲，再分別撥動圓水準器底下的三個校正連接螺絲，再分別撥動圓水準器底下的三個校正螺絲，使圓氣泡居中，校正完畢后，應(yīng)記住把中螺絲，使圓氣泡居中，校正完畢后，應(yīng)記住把中間一個連接螺絲再旋緊。間一個連接螺絲再旋緊。（一）圓水準器軸（一）圓水準器軸/儀器豎軸的檢驗和校正儀器豎軸的檢驗和校正水準儀測量教學(xué)課件水準儀測量教學(xué)課件檢驗

14、方法：安置水準儀整平后，用十字絲交點安置水準儀整平后，用十字絲交點瞄準某一明顯的點狀目標瞄準某一明顯的點狀目標A A，觀測，觀測A A點是否始點是否始終沿著中絲移動。終沿著中絲移動。校正方法：校正方法：旋下目鏡端的十字絲環(huán)外罩，用螺旋下目鏡端的十字絲環(huán)外罩，用螺絲刀松開十字絲環(huán)的四個固定螺絲，按中絲絲刀松開十字絲環(huán)的四個固定螺絲，按中絲傾斜的反方向小心地轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，直至中傾斜的反方向小心地轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，直至中絲水平，再重復(fù)檢驗，最后固緊十字絲環(huán)的絲水平，再重復(fù)檢驗，最后固緊十字絲環(huán)的固定螺絲，旋上十字絲外罩。固定螺絲，旋上十字絲外罩。 (二二) 十字絲橫絲垂直于豎軸的檢驗和校正十字絲橫絲垂直

15、于豎軸的檢驗和校正水準儀測量教學(xué)課件水準儀測量教學(xué)課件原理原理 i角誤差角誤差(三三) 水準管軸水準管軸/視準軸的檢驗和校正視準軸的檢驗和校正水準儀測量教學(xué)課件檢驗方法：檢驗方法： 在平坦地區(qū)選擇相距約80m的A、B兩點（可打下木樁或安放尺墊），并在A、B兩點中間選擇一點O，且使DA=DB。 將水準儀安置于O點處，分別在A、B兩點上豎立水準尺，讀數(shù)為a1和b1., 將水準儀搬到靠近B點處（約距B點3m），整平儀器后，瞄準B點水準尺，讀數(shù)為b2 ，再瞄準A點水準尺，讀數(shù)為a2，則 若 則表明水準管軸平行于視準軸，幾何條件滿足，若 且差值大于5mm則需要進行校正。水準儀測量教學(xué)課件水準儀測量教學(xué)課

16、件a.計算A尺水平視線讀數(shù)： a2=b2+h b.轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使橫絲瞄準讀數(shù) a2：CC水平 c. 校正水準管氣泡居中：LL水平（LL / CC） d. 重復(fù)檢驗直至符合要求。水準管軸平行于視準軸的校正方法水準管軸平行于視準軸的校正方法水準儀測量教學(xué)課件水準管的 校正螺絲水準管 的一端水準儀測量教學(xué)課件2.7 水準測量的誤差及其消減方法水準測量的誤差及其消減方法一、儀器誤差一、儀器誤差二、觀測誤差二、觀測誤差三、外界環(huán)境的影響三、外界環(huán)境的影響水準儀測量教學(xué)課件 (一一) 視準軸與水準管軸不平行引起的誤差視準軸與水準管軸不平行引起的誤差 i角誤差角誤差 前后視距相等前后視距相等 一站的前、后

17、視距差應(yīng)小于等于一站的前、后視距差應(yīng)小于等于5m (二二) 調(diào)焦引起的誤差調(diào)焦引起的誤差 任一測站的前后視距累積差應(yīng)小于等于任一測站的前后視距累積差應(yīng)小于等于10m(三三) 水準尺的誤差水準尺的誤差 水準尺米真長檢驗水準尺米真長檢驗 不應(yīng)大于不應(yīng)大于0.5mm 一水準測段安排偶數(shù)測站消除水準尺的零點差一水準測段安排偶數(shù)測站消除水準尺的零點差儀器誤差儀器誤差水準儀測量教學(xué)課件觀測誤差觀測誤差 (一一) 氣泡居中誤差氣泡居中誤差 水準器嚴格居中或符合水準器嚴格居中或符合(二二) 估讀水準尺分劃的誤差估讀水準尺分劃的誤差 規(guī)范規(guī)定，使用規(guī)范規(guī)定，使用DS3水準儀進行四等水水準儀進行四等水 準測量時，

18、視距應(yīng)小于等于準測量時，視距應(yīng)小于等于80m。(三三) 扶水準尺不直的誤差扶水準尺不直的誤差水準儀測量教學(xué)課件外界環(huán)境的影響外界環(huán)境的影響(一一) 儀器下沉和水準尺下沉的誤差儀器下沉和水準尺下沉的誤差 1. 儀器下沉的誤差儀器下沉的誤差 “后前前后”2. 水準尺下沉的誤差水準尺下沉的誤差往返觀測(二二) 大氣折光的誤差大氣折光的誤差 規(guī)范規(guī)定，三、四等水準測量時應(yīng)保證上、中、下三絲應(yīng)能讀數(shù)，二等水準測量則要求下絲讀數(shù)大于等于0.3m。(三三) 氣候的影響氣候的影響水準儀測量教學(xué)課件2.8、精密水準儀和精密水準尺、精密水準儀和精密水準尺精密水準儀的特點精密水準儀的特點1) 望遠鏡的放大倍數(shù)大，分

19、辨率高，如規(guī)范要求DS1不小于38倍，DS05不小于40倍；2) 管水準器分劃值為10/2mm，精平精度高；3) 望遠鏡的物鏡有效孔徑大，亮度好；4) 望遠鏡外表材料一般采用受溫度變化小的因瓦合金鋼，以減小環(huán)境溫度變化的影響；5) 采用平板玻璃測微器讀數(shù)，讀數(shù)誤差小；6) 配備精密水準尺。水準儀測量教學(xué)課件平行玻璃板測微器 轉(zhuǎn)動測微螺旋，改變平行玻璃板的傾斜角度，可使 視線作上、下平移，平移量在測微分劃尺上讀取。水準儀測量教學(xué)課件水準儀測量教學(xué)課件Zeiss Koni007自動安平水準儀自動安平水準儀Koni007自動安平水準儀水準儀測量教學(xué)課件精密水準儀、水準尺WILD N3、精密水準尺WILD N3WILD N3精密精密自動