第2章高程測(cè)量范東明ppt課件

1、第二章第二章 高程丈量高程丈量21 高程丈量概述v水準(zhǔn)丈量是利用程度視野來(lái)丈量?jī)牲c(diǎn)間的高水準(zhǔn)丈量是利用程度視野來(lái)丈量?jī)牲c(diǎn)間的高差。由于水準(zhǔn)丈量的精度較高，所以是高程差。由于水準(zhǔn)丈量的精度較高，所以是高程丈量中最主要的方法。丈量中最主要的方法。 v三角高程丈量是丈量?jī)牲c(diǎn)間的程度間隔或斜三角高程丈量是丈量?jī)牲c(diǎn)間的程度間隔或斜距和豎直角距和豎直角(即傾斜角即傾斜角)，然后利用三角公式，然后利用三角公式計(jì)算出兩點(diǎn)間的高差。三角高程丈量普通精計(jì)算出兩點(diǎn)間的高差。三角高程丈量普通精度較低，只是在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。度較低，只是在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。 高程丈量的義務(wù)是求出點(diǎn)的高程，即求出該點(diǎn)到某一基準(zhǔn)面

2、的垂直間隔。為了建立一個(gè)全國(guó)一致的高程系統(tǒng)，必需確定一個(gè)一致的高程基準(zhǔn)面，通常采用大地水準(zhǔn)面即平均海水面作為高程基準(zhǔn)面。解放后我國(guó)采用青島驗(yàn)潮站19501956年觀測(cè)結(jié)果求得的黃海平均海水面作為高程基準(zhǔn)面。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)面得出的高程稱為“1956黃海高程系。為了確定高程基準(zhǔn)面的位置，在青島建立了一個(gè)與驗(yàn)潮站相聯(lián)絡(luò)的水準(zhǔn)原點(diǎn)，并測(cè)得其高程為72.289m。水準(zhǔn)原點(diǎn)作為全國(guó)高程丈量的基準(zhǔn)點(diǎn)。從1989年起，國(guó)家規(guī)定采用青島驗(yàn)潮站19521979年的觀測(cè)資料，計(jì)算得出的平均海水面作為新的高程基準(zhǔn)面，稱為“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。根據(jù)新的高程基準(zhǔn)面，得出青島水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260m。 高程控制點(diǎn)稱水

3、準(zhǔn)點(diǎn)BM(Bench Mark)。標(biāo)石水準(zhǔn)點(diǎn)、墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)、簡(jiǎn)易標(biāo)志水準(zhǔn)點(diǎn) 。22 水準(zhǔn)丈量的原理 水準(zhǔn)丈量是利用程度視野來(lái)求得兩點(diǎn)的高差。水準(zhǔn)尺、水準(zhǔn)儀讀數(shù)a稱為“后視讀數(shù)；讀數(shù)b稱為“前視讀數(shù)。點(diǎn)名(點(diǎn)號(hào))：由大寫英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、漢字、羅馬數(shù)字等組成。高程：地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的間隔，當(dāng)該地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面之上時(shí)取正值，反之取負(fù)值。高差具有方向性，記作 ，其值可正可負(fù)。BABAABABABhHbaHHHh當(dāng)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差太大時(shí)，那么可分段延續(xù)進(jìn)展，從圖23中可得：測(cè)站、轉(zhuǎn)點(diǎn)：轉(zhuǎn)點(diǎn)起傳送高程的作用。bahhbahbahbahABnnn22211123 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺微傾式水

4、準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀數(shù)字(電子)水準(zhǔn)儀我國(guó)的水準(zhǔn)儀系列規(guī)范分為：DS05、DS1、DS3和DS20 水準(zhǔn)尺：尺墊：一、微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和運(yùn)用(一) DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造在普通水準(zhǔn)丈量中運(yùn)用較廣的DS3型微傾式水準(zhǔn)儀由以下三個(gè)主要部分組成：望遠(yuǎn)鏡 它可以提供視野，并可讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。水準(zhǔn)器 用于指示儀器或視野能否處于程度位置。基座 用于置平儀器，它支承儀器的上部并能使儀器的上部在程度方向轉(zhuǎn)動(dòng)。1. 望遠(yuǎn)鏡 十字絲分劃板 視準(zhǔn)軸視野十字絲分劃板 視準(zhǔn)軸視野2. 水準(zhǔn)器(1) 管水準(zhǔn)器 又稱水準(zhǔn)管(2) 圓水準(zhǔn)器 圓水準(zhǔn)器的分劃值，是頂蓋球面上2mm弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的圓心角值，水準(zhǔn)儀上圓水準(zhǔn)器

5、的角值為8至15(R=0.460.86m)。(二) DS3微傾式水準(zhǔn)儀的運(yùn)用1. 安頓水準(zhǔn)儀首先翻開三腳架，安頓三腳架要求高度適當(dāng)、架頭大致程度并結(jié)實(shí)穩(wěn)妥，在山坡上應(yīng)使三腳架的兩腳在坡下一腳在坡上。然后把水準(zhǔn)儀用中心銜接螺旋銜接到三腳架上，取水準(zhǔn)儀時(shí)必需握住儀器的鞏固部位，并確認(rèn)已結(jié)實(shí)地連結(jié)在三腳架上之后才可放手。2. 儀器的粗略整平左手拇指法那么，或右手食指法那么：(1)先旋轉(zhuǎn)兩個(gè)腳螺旋，然后旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋；(2)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)腳螺旋時(shí)必需作相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反。(3)氣泡挪動(dòng)的方向一直和左手大拇指挪動(dòng)的方向一致。3. 照準(zhǔn)目的準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦使十字絲豎絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺視差：當(dāng)觀測(cè)

6、時(shí)把眼睛稍作上下挪動(dòng)，假設(shè)尺像與十字絲有相對(duì)的挪動(dòng)，即讀數(shù)有改動(dòng)，這一景象叫視差。其緣由是尺像沒有落在十字絲平面上。消除視差的方法是先調(diào)目鏡調(diào)調(diào)焦螺旋使十字絲明晰，然后一面調(diào)理物鏡調(diào)焦螺旋一面仔細(xì)察看，直到不再出現(xiàn)尺像和十字絲有相對(duì)挪動(dòng)為止，即尺像與十字絲在同一平面上。4. 視野的準(zhǔn)確整平粗平 精平每次讀數(shù)前都需求重新使氣泡符合5. 讀數(shù)用十字絲中間的橫絲讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù)。從尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，所以每個(gè)讀數(shù)必需有四位數(shù)。二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和運(yùn)用(一) 自動(dòng)安平原理1. 挪動(dòng)十字絲的方法2. 挪動(dòng)像點(diǎn)的方法三、數(shù)字水準(zhǔn)儀24 水準(zhǔn)丈量的方法一、水準(zhǔn)道路的方式附合

7、水準(zhǔn)道路閉合水準(zhǔn)道路水準(zhǔn)支線水準(zhǔn)網(wǎng)二、水準(zhǔn)丈量的施測(cè)方法 661. 0ba661. 0h661. 0ABHH 測(cè)站測(cè)點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注AZ12.0731.5260.54750.118已知A點(diǎn)高程=50.118Z1Z21.6241.4070.217Z2Z31.6781.3920.286Z3Z41.5951.4020.193Z4B0.9211.5030.58250.7797.8917.2301.2430.582計(jì)算檢核50.118AH661. 0ba661. 0h661. 0ABHH 測(cè)點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注A2.07350.118Z11.6241.5260.547Z21.67

8、81.4070.217Z31.5951.3920.286Z40.9211.4020.193B1.5030.58250.7797.8917.2301.2430.582計(jì)算檢核三、水準(zhǔn)丈量成果的檢核(一) 測(cè)站檢核1. 兩次儀器高法2. 雙面尺法(二) 水準(zhǔn)道路的檢核1. 附合水準(zhǔn)道路附合水準(zhǔn)道路的高程閉合差為：高程閉合差的大小在一定程度上反映了丈量成果的質(zhì)量。2. 閉合水準(zhǔn)道路起終HHhfhhfh3. 水準(zhǔn)支線實(shí)際上有：普通水準(zhǔn)丈量的允許高程閉合差為：鐵道路路水準(zhǔn)丈量的允許高程閉合差那么為：往往hh往往hhfhmmnFmmLFhh1240山地平地mmnFmmLFhh830山地平地四、閉合差的分配

9、和高程的計(jì)算當(dāng)實(shí)踐的高程閉合差在允許值以內(nèi)時(shí)，可把閉合差分配到各測(cè)段的高差上。顯然，高程丈量的誤差是隨水準(zhǔn)道路的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)的添加而添加，所以分配的原那么是把閉合差以相反的符號(hào)根據(jù)各測(cè)段道路的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)按比例分配到各測(cè)段的高差上。故各測(cè)段高差的矯正數(shù)為： 或ihiLLfvihinnfv25 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正一、微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正微傾式水準(zhǔn)儀的主要軸線見圖224，它們之間應(yīng)滿足的幾何條件是：1. 圓水準(zhǔn)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；3. 水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于視準(zhǔn)軸。(一) 圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正(二) 十字絲橫絲的檢驗(yàn)和校正(三) 水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正26 水準(zhǔn)丈量的誤差及其消減方法一、儀器誤差(一) 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行引起的誤差(二) 調(diào)焦引起的誤差(三) 水準(zhǔn)尺的誤差二、觀測(cè)誤差(一) 氣泡居