第二章 水準測量

第二章水準測量第1頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容第一節(jié)水準測量的原理第二節(jié)水準儀的構造與使用第三節(jié)水準測量的實施第四節(jié)水準測量的成果整理第2頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月高程測量根據(jù)已知點高程，測定該點與未知點的高差，然后計算出未知點的高程的方法。第3頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月高程測量的方法分類

1、水準測量2、三角高程測量3、氣壓高程測量4、GPS測量第4頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月高程測量的基準：1956黃海高程基準H0=72.289m1985國家高程基準H0=72.260m注：在距離為10km的范圍內(nèi)進行測量工作時，可以用水平面代替大地水準面。第5頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一節(jié)

水準測量的

原理

第6頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

水準測量的目的：通過測量地面上兩點之間的高差h，根據(jù)已知點的高程求算未知點的高程。

第7頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準測量原理基本原理：利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。

第8頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀必須具備兩個基本功能：一是能提供水平視線，二是能在標尺上讀數(shù)。利用水準儀給出的水平視線分別在A、B兩水準尺上讀出讀數(shù)a和b，則A、B兩點間的高差為：hAB＝a－b

第9頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月如下圖所示，假設A為已知高程點（即HA為已知），欲求B點的高程HB

，需測量A、B兩點的高差hAB

。求得高差hAB之后，B點的高程為：HB

＝HA＋hAB

第10頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月兩點之間的高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。高差的符號有正有負。前后視距盡量相等地面越高，高程值越大，讀數(shù)越?。坏孛嬖降?，高程值越小，讀數(shù)越大。第11頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月計算未知點高程高差法

利用高差來計算高程的方法。（適用于安置一次儀器測定一個前視點高程時采用,比如，水準路線的測量。）

HB

＝HA＋hAB

＝HA＋（a-b）

視線高法利用視線高來計算高程的方法。（適用于安置一次儀器測定多個前視點高程時采用）HA+a=HiHB=Hi–bHC

=Hi

–

cHD

=Hi

–

d第12頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月大地水準面(水平線)HAADHDadHi視線高法：

Hi

=HA+a

HB=Hi

–bHC

=Hi

–

cHD

=Hi

–

dBHBbCHCc第13頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1：設已知點A高程為45.123m，B為待求點。后視讀數(shù)a=1.732m，前視讀數(shù)b=1.243m，請問A、B兩點哪點高，并求B點高程？例2:在同一測站內(nèi)，設已知點A高程為25.769m，B、C、D為待求點。后視讀數(shù)a=1.655m，前視讀數(shù)b=1.623m，c=2.298m，d=1.755m,求B、C、D三點的高程？第14頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)

水準測量的儀器與工具

第15頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準測量所用的儀器是水準儀，配套工具有水準尺、尺墊等。第16頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀第17頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準測量的儀器為：水準儀，工具有：水準尺和尺墊。水準儀按其精度分為DS05，DS1，DS3，DS10四個等級。下標表示儀器的精度等級，數(shù)字越小，精度越高。第18頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、DS3型微傾水準儀的構造：水準儀由望遠鏡、水準器、基座三部分構成1、望遠鏡作用：瞄準水準尺，并對水準尺進行讀數(shù)。第19頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

第20頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、水準器水準器分為管水準器和圓水準器。作用：用來整平儀器和將視準軸安放到水平位置。水準器有圓水準器和管水準器兩種。

第21頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）圓水準器：作用：圓水準器氣泡居中是儀器粗略整平的標志。（2）管水準器：作用：符合水準器氣泡居中是儀器精確整平的標志。第22頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、基座：作用：支撐儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架相連接。第23頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、水準尺

和尺墊水準尺有塔尺和雙面尺兩種。用優(yōu)質(zhì)的木材、鋁合金或玻璃鋼制成。第24頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月在水準測量時，為了防止觀測過程中尺身下沉而影響準確讀數(shù)，應在轉(zhuǎn)點處放一尺墊。第25頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、水準儀的使用

：微傾式水準儀在一個測站上使用的基本操作程序：安置儀器粗略整平瞄準水準尺精確整平讀數(shù)與記錄第26頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1、安置儀器：把水準儀安置在腳架上并擰緊連接螺旋。三點要求：（1）要雙手抱儀器（2）腳架高度要適中（3）架臺要大致水平第27頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、粗略整平：（1）概念：調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準器氣泡居中。注意：轉(zhuǎn)動望遠鏡任意位置圓氣泡都居中才算粗略整平。（2）方法：記住一句話，氣泡移動方向始終與轉(zhuǎn)動腳螺旋的左手大拇指移動方向一致。

第28頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、瞄準水準尺：（1）目鏡對光：轉(zhuǎn)動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。（2）初步瞄準：松開制動螺旋，轉(zhuǎn)動望遠鏡，利用望遠鏡上的準星、照門瞄準水準尺，然后擰緊制動螺旋。（3）物鏡對光：轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，使水準尺成像清晰。（4）精確瞄準：轉(zhuǎn)動微動螺旋，使水準尺影像處在視場中央。（5）消除視差：第29頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月視差：物鏡對光后，眼睛在目鏡端上下微微地移動，若發(fā)現(xiàn)十字絲和水準尺影像有相對移動的現(xiàn)象，則稱為視差。產(chǎn)生原因：水準尺沒用恰好成像于十字絲分劃板上。消除方法：反復調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋，直至視差消除。第30頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月4、精確整平：調(diào)節(jié)微傾螺旋，是管水準器氣泡居中，即豆芽瓣重合。第31頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月5、讀數(shù)：讀取中絲讀數(shù)。要求：直接讀出米、分米、厘米、估計到毫米。讀數(shù)無誤后及時記錄。第32頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)

水準測量的實施

第33頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、水準點：1、定義：用水準測量的方法測定的高程控制點，用BM表示。2、種類：永久性、臨時性。第34頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、水準路線：1、附合水準路線2、閉合水準路線3、支水準路線第39頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)點（ZD）定義：因兩點的距離較遠或高差較大，安置一次儀器無法測出兩點的高差，在兩點中間加的臨時立尺點。性質(zhì)：在水準測量中既有前視讀數(shù)，又有后視讀數(shù)。作用：傳遞高程。第41頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、水準測量的檢核

：1、測站檢核（1）變動儀器高法

（2）雙面尺法2、計算校核hAB=

h=

a-

bhAB=HB-HA第42頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、成果檢核：高差閉合差：fh=∑h測－∑h理限差：

山地fh容=±12√nmm

平原fh容=±40√LmmL——水準路線長度（KM）n——整個水準路線中所設的測站數(shù)要求：︳fh︳≤︳fh容︳。否則，分析原因，重新觀測

第43頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

第四節(jié)

水準測量的成果整理

第44頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準測量內(nèi)業(yè)計算（1）計算高差閉合差，檢查是否超限

fh=∑h測－∑h理閉合水準路線：fh=∑h測附合水準路線：fh=∑h測－（H終-

H始）支水準路線：

fh=∑h往＋∑h返

fh容=±12√nmmfh容=±40√Lmm檢核：①如果|fh|≤|fh容|，進行后續(xù)計算；②如果|fh|＞|fh容|，必須重測。第45頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）分配高差閉合差將高差閉合差按測站數(shù)或距離成正比反符號平均分配到各觀測高差中。按路線長度分配

按測站數(shù)分配檢核：第46頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）計算改正后的高差檢核：∑h′測i=∑h理i第47頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）計算待定點高程檢核：HB(推算)=HB（已知）注：對于支水準路線，如果高差閉合差符合精度要求，則取往、返高差絕對值的平均值，高差符號以往測為準，作為改正后的高差即可。第48頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月例：支水準路線的成果計算

在A、B間進行往返水準測量，已知HA=53.218m，∑h往=+0.165m，∑h返=－0.183m，A、B間路線長L=2km，求改正后B點的高程（按圖根水準測量精度計算）。第49頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月故精度符合要求。改正后往測高差:或解：容許高差閉合差：第50頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月水準儀安置要求：“前后視距盡量相等”HB=50.779第51頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注＋－A2.07350.118Z11.6241.5260.547Z21.6781.4070.217Z31.5951.3920.286Z40.9211.4020.193B1.5030.58250.779Σ7.8917.2301.2430.582計算檢核第52頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月【例2】閉合水準路線的成果計算如圖為一條閉合水準路線的觀測成果，試求：（1）高差閉合差fh；（2）若fh在誤差允許范圍內(nèi)時，試求出各點高程。

第53頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月BMABMB123HA=10.723mHB=11.730m+2.432m1.2km+1.987m1.0km-1.503m0.8km-1.866m1.0km附合水準路線略圖練習1：根據(jù)已知條件求未知點1、2、3點的高程。第54頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月測段點名距離L（km）實測高差（m）改正數(shù)（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.43210.723

11-21.0+1.98722-30.8-1.50333-BMB

1.0-1.866BMB

11.730∑輔助計算第55頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月測段點名距離L（km）實測高差（m）改正數(shù)（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.43210.723

11-21.0+1.98722-30.8-1.50333-BMB

1.0-1.866BMB

11.730∑4.0+1.050輔助計算第56頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月測段點名距離L（km）實測高差（m）改正數(shù)（m）改正后高差（m）高程（m）BMA-1BMA

1.2+2.432-0.01310.723

11-21.0+1.987-0.01122-30.8-1.503-0.00833-BMB

1.0-1.866-0