水準(zhǔn)測(cè)量原理

關(guān)于水準(zhǔn)測(cè)量原理主要內(nèi)容復(fù)習(xí)及導(dǎo)入新課

1水準(zhǔn)測(cè)量原理

2一測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量的方法3小結(jié)與布置作業(yè)

4第2頁,共20頁，2024年2月25日，星期天復(fù)習(xí)什么是高程、高差、大地水準(zhǔn)面？高程——也叫絕對(duì)高程，地面上一點(diǎn)沿鉛垂方向到大地水準(zhǔn)面的距離。高差——地面上兩點(diǎn)的高程之差。hAB=HB-HA=HB′-HA′hBA=HA-HB=HA′-HB′hAB=-hBA大地水準(zhǔn)面——設(shè)想處于完全靜止的平均海水面向陸地和島嶼延伸所形成的處處與鉛垂線垂直的不規(guī)則連續(xù)閉合曲面。

思考：高程和高差之間有什么關(guān)系？怎么求高程？第3頁,共20頁，2024年2月25日，星期天高程測(cè)量的概念

測(cè)量地面上各點(diǎn)高程的工作

,稱為高程測(cè)量。高程測(cè)量根據(jù)所使用的儀器和施測(cè)方法的不同，分為：（1）水準(zhǔn)測(cè)量（2）三角高程測(cè)量（3）氣壓高程測(cè)量（4）GPS測(cè)量第4頁,共20頁，2024年2月25日，星期天高程測(cè)量的概念三角高程測(cè)量：通過觀測(cè)兩點(diǎn)間的水平距離和天頂距（或高度角）求定兩點(diǎn)間高差的方法。它觀測(cè)方法簡(jiǎn)單，不受地形條件限制，是測(cè)定大地控制點(diǎn)高程的基本方法三角高程測(cè)量傳統(tǒng)的做法第5頁,共20頁，2024年2月25日，星期天高程測(cè)量的概念氣壓高程測(cè)量：根據(jù)大氣壓力隨高程變化的規(guī)律，用氣壓計(jì)測(cè)定兩點(diǎn)的氣壓差推算高差的方法。大氣壓力常以水銀柱高度表示，溫度為0℃時(shí)，在緯度45°處的平均海面上大氣平均壓力約為760毫米水銀柱。每升高約11米，大氣壓力減少1毫米水銀柱。一般氣壓計(jì)讀數(shù)精度可達(dá)0.1毫米水銀柱，約相當(dāng)于1米的高差。由于大氣壓力受氣象變化的影響較大，氣壓高程測(cè)量精度低于水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量，主要用于高差較大的丘陵地和山區(qū)的勘測(cè)工作。通常用空盒氣壓計(jì)和水銀氣壓計(jì)，前者便于攜帶，多用于野外作業(yè)，后者常用于固定測(cè)站或檢驗(yàn)前者。

空盒氣壓計(jì)數(shù)字氣壓計(jì)第6頁,共20頁，2024年2月25日，星期天高程測(cè)量的概念GPS高程測(cè)量：是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量技術(shù)直接測(cè)定地面點(diǎn)的大地高，或間接確定地面點(diǎn)的正常高的方法。在用GPS測(cè)量技術(shù)間接確定地面點(diǎn)的正常高時(shí)，當(dāng)直接測(cè)得測(cè)區(qū)內(nèi)所有GPS點(diǎn)的大地高后，再在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇數(shù)量和位置均能滿足高程擬合需要的若干GPS點(diǎn)，用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)取其正常高，并計(jì)算所有GPS點(diǎn)的大地高與正常高之差（高程異常），以此為基礎(chǔ)利用平面或曲面擬合的方法進(jìn)行高程擬合，即可獲得測(cè)區(qū)內(nèi)其他GPS點(diǎn)的正常高。此法精度已達(dá)到厘米級(jí)，在道路、電力等工程勘測(cè)和施工中應(yīng)用越來越廣。第7頁,共20頁，2024年2月25日，星期天幾何水準(zhǔn)測(cè)量

水準(zhǔn)測(cè)量也是通過觀測(cè)地面兩點(diǎn)之間高差，確定待定點(diǎn)高程的一種方法。雖然目前測(cè)量技術(shù)有了很大的進(jìn)步，但是在工程建設(shè)和高等級(jí)高程控制測(cè)量中，幾何水準(zhǔn)測(cè)量仍是精度最高、應(yīng)用最多的方法。普通工程測(cè)量珠峰高程測(cè)量第8頁,共20頁，2024年2月25日，星期天教學(xué)內(nèi)容：

本次課主要講解水準(zhǔn)測(cè)量原理、一測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量的兩種方法：高差法、視線高法。教學(xué)目標(biāo)：

使學(xué)生了解地面點(diǎn)高程測(cè)量的內(nèi)容；熟悉水準(zhǔn)測(cè)量原理，掌握水準(zhǔn)測(cè)量常用的兩種方法。本節(jié)重點(diǎn)：

高差法與視線高法本節(jié)難點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量原理的理解與應(yīng)用。水準(zhǔn)測(cè)量原理第9頁,共20頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)工程實(shí)例：農(nóng)村房屋建造過程中，采用裝入水的中空塑料軟管（水平管）檢查砌墻的高度是否在一個(gè)水平面。方法是將一端水泡頂面與一砌墻頂面對(duì)齊，另一端水泡頂面與砌墻頂面的差值即為兩點(diǎn)處高差。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用水平管測(cè)量出課桌與講臺(tái)、課桌與課桌之間的高差。2-3為同學(xué)配合實(shí)驗(yàn)結(jié)論：求兩點(diǎn)之間高差需要一條作為標(biāo)準(zhǔn)的水平線。第10頁,共20頁，2024年2月25日，星期天水準(zhǔn)測(cè)量原理原理：利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線，通過讀取豎立在兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺的讀數(shù)來測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程和測(cè)得的高差，求出待定點(diǎn)的高程。

公式：

HAB=a-b;HB=HA+(a-b）第11頁,共20頁，2024年2月25日，星期天一測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量兩種方法1、高差法根據(jù)兩點(diǎn)之間的實(shí)測(cè)高差計(jì)算未知點(diǎn)高程的方法。公式：HB=HA+(a-b）主要應(yīng)用：路線水準(zhǔn)測(cè)量舉例1：已知點(diǎn)A高程為100m，立于A點(diǎn)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)為a=1445，立于B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)b=1855,求B點(diǎn)高程？第12頁,共20頁，2024年2月25日，星期天高差法模擬演示

HAHBabhAB=a-bHB=HA+(a-b）大地水準(zhǔn)面AB第13頁,共20頁，2024年2月25日，星期天一測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量兩種方法2、視線高法

先根據(jù)已知點(diǎn)上的后尺讀數(shù)先計(jì)算出水準(zhǔn)儀水平視線高度，再減去未知點(diǎn)上前尺讀數(shù)，從而計(jì)算出未知點(diǎn)高程的方法。公式：Hi=HA+a;HB=Hi-b

主要應(yīng)用：地形測(cè)量、施工測(cè)量等求多個(gè)待定點(diǎn)高程的情況。第14頁,共20頁，2024年2月25日，星期天

視線高法模擬演示H視=a+HAab321AH1＝H視-bcH2＝H視-cH3＝H視-dd第15頁,共20頁，2024年2月25日，星期天討論：高差法與視線高法的區(qū)別與聯(lián)系？高差法：根據(jù)兩點(diǎn)之間水準(zhǔn)尺讀數(shù)直接計(jì)算高差，主要應(yīng)用于路線水準(zhǔn)測(cè)量和兩點(diǎn)之間求高差的情況。視線高法：根據(jù)后尺讀數(shù)計(jì)算視線高，再讀取多個(gè)待定點(diǎn)的前尺讀數(shù)，計(jì)算待定點(diǎn)高程。主要應(yīng)用于施工測(cè)量、地形測(cè)量等求多個(gè)待定點(diǎn)的工作。聯(lián)系：雖然計(jì)算方法和步驟不同，但是基本原理都是利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù)，只是計(jì)算步驟不同；兩者公式可以相互轉(zhuǎn)換。

視線高法：Hi=HA+a;HB=Hi-b=HA+a-b

高差法：hAB=a-b;HB=HA+hAB=HA+a-b兩者本質(zhì)一樣第16頁,共20頁，2024年2月25日，星期天課堂練習(xí)

水準(zhǔn)尺立于已知點(diǎn)A，后視讀數(shù)a=2355，前尺立于B點(diǎn)，前尺讀數(shù)為b=1338,A點(diǎn)的高程為HA=100m，請(qǐng)兩位同學(xué)分別用高差法和視線高法計(jì)算B點(diǎn)高程HB=?。高差法：①hAB=a-b=1.017m②B=HA+hAB=101.017m視線高法：①Hi=HA+a=102.355m②HB=Hi-b=101.017m第17頁,共20頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)1、水準(zhǔn)測(cè)量的原理。2、一測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量的方法（1）高差法：利用兩點(diǎn)之間高差計(jì)算未知點(diǎn)高程。

HAB=a-b;HB=HA+(a-b）（2）視線高法：利用視線高計(jì)算待定點(diǎn)高程的方法。