第2講-水準(zhǔn)測(cè)量補(bǔ)充.ppt

水準(zhǔn)測(cè)量原理 利用水準(zhǔn)儀提供水平視線 讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù) 測(cè)定兩點(diǎn)間的高差 有已知點(diǎn)高程推求未知點(diǎn)高程 如圖 hAB a bHB HA hAB 大地水準(zhǔn)面 Hi b HB HA hAB 前進(jìn)方向 高差法 Hi HA aHB Hi b 視線高法 A B 當(dāng)a b時(shí) hAB為正 B高于A 當(dāng)a b時(shí) hAB為負(fù) B低于A a 高差法 利用高差計(jì)算高程 安置一次儀器測(cè)定一個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用 視線高法 利用視線高計(jì)算高程 安置一次儀器測(cè)定多個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用 水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器 工具 水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)尺尺墊 一 水準(zhǔn)儀1 水準(zhǔn)儀的等級(jí)DS05 DS1 DS3 DS10 DS20D 大地測(cè)量?jī)x器S 水準(zhǔn)儀數(shù)字 表示儀器的精度 即每公里往 返測(cè)得高差中數(shù)的中誤差 mm 水準(zhǔn)儀的作用是提供一條水平視線 工程測(cè)量中常使用DS3型水準(zhǔn)儀 該儀器標(biāo)稱(chēng)精度為 3mm km 二 一個(gè)測(cè)站的水準(zhǔn)測(cè)量工作 A B a b 1 安置儀器于AB之間 立尺于A B點(diǎn)上 2 粗略整平 3 瞄準(zhǔn)A尺 精平 讀數(shù)a 記錄1 568m 4 瞄準(zhǔn)B尺 精平 讀數(shù)b 記錄1 471m 5 計(jì)算 hAB a b 1 568 1 471 0 115m即B點(diǎn)比A點(diǎn)高0 115m hBA hAB 0 115m 即A點(diǎn)比B點(diǎn)低0 115m 三 概念1 測(cè)站 測(cè)量?jī)x器所安置的地點(diǎn) 2 水準(zhǔn)路線 進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所行走的路線 3 后視 水準(zhǔn)路線的后視方向 4 前視 水準(zhǔn)路線的前視方向 5 視線高程 后視高程 后視讀數(shù) 6 視距 水準(zhǔn)儀至標(biāo)尺的水平距離 7 水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)測(cè)量的固定標(biāo)志 8 水準(zhǔn)點(diǎn)高程 指標(biāo)志點(diǎn)頂面的高程 9 轉(zhuǎn)折點(diǎn) 水準(zhǔn)測(cè)量中起傳遞高程作用的中間點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn) 一 連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量當(dāng)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大時(shí) 需連續(xù)安置水準(zhǔn)儀測(cè)定相鄰各點(diǎn)間的高差 最后取各個(gè)高差的代數(shù)和 可得到起終兩點(diǎn)間的高差 B 如圖 A B兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間 設(shè)3個(gè)臨時(shí)性的轉(zhuǎn)點(diǎn) h1 a1 b1h2 a2 b2h3 a3 b3h4 a4 b4hAB h1 h2 h3 h4 A B兩點(diǎn)高差計(jì)算的一般公式 hAB n 為測(cè)站數(shù) 例 注意 為保證高程傳遞的準(zhǔn)確性 在相鄰測(cè)站的觀測(cè)過(guò)程中 必須使轉(zhuǎn)點(diǎn)保持穩(wěn)定 高程不變 A TP1 TP2 TP3 2 142 B 1 258 0 928 1 235 1 672 2 074 HA 123 446m HB 大地水準(zhǔn)面 前進(jìn)方向 ATP1 TP1TP2 TP2TP3 TP3B 2 142 1 258 0 884 0 928 1 235 0 307 1 664 1 431 0 233 1 672 2 074 0 402 計(jì)算檢核 6 4065 998 a b 0 408 0 408 0 408 123 446 123 854 水準(zhǔn)測(cè)量手簿 已知 一 測(cè)站檢核目的 保證前后視讀數(shù)的正確 方法 變動(dòng)儀器高法 雙面尺法 1 變動(dòng)儀器高法在同一測(cè)站上變動(dòng)儀器高 10cm左右 兩次測(cè)出高差 等外水準(zhǔn)測(cè)量其差值 h 6mm 取其平均值作為最后結(jié)果 2 雙面尺法采用黑紅面的水準(zhǔn)尺 利用雙面的零點(diǎn)差檢核觀測(cè)質(zhì)量 二 計(jì)算檢核目的 檢核計(jì)算高差和高程計(jì)算是否正確 檢核條件 如上表所示 等式條件成立 說(shuō)明計(jì)算正確 二 成果檢核 水準(zhǔn)測(cè)量時(shí) 一般將已知水準(zhǔn)點(diǎn)和待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)組成一條水準(zhǔn)路線 在水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)過(guò)程中 測(cè)站檢核只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差是否超限 計(jì)算檢核只能發(fā)現(xiàn)每頁(yè)計(jì)算是否有誤 對(duì)一條水準(zhǔn)路線來(lái)講必須進(jìn)行成果檢核 1 水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式附合水準(zhǔn)路線 見(jiàn)圖1 閉合水準(zhǔn)路線 見(jiàn)圖2 支水準(zhǔn)路線 見(jiàn)圖3 BMA BMB 1 2 3 4 圖1 1 2 3 圖3 BMA 1 2 3 4 圖2 BMA 2 檢核的主要內(nèi)容閉合差 觀測(cè)值與理論值的差值 高差閉合差就是高差的觀測(cè)值與理論值之差 用fh表示 即fh h測(cè) h理限差 規(guī)范 規(guī)定的的高差閉合差的允許值 用fh允表示 等外水準(zhǔn)測(cè)量要求 平地 fh允 40 mm L 水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度 單位km 山地 fh允 12 mm n 水準(zhǔn)路線的測(cè)站數(shù) 要求 fh fh允 3 不同形式水準(zhǔn)路線fh的計(jì)算附和水準(zhǔn)路線 h測(cè) h1 h2 h3 hn h理 H終 H始fh h測(cè) h理 h測(cè) H終 H始 閉合水準(zhǔn)路線 h測(cè) h1 h2 h3 hn h理 0fh h測(cè) h理 h測(cè)支水準(zhǔn)路線 h測(cè) h往 h返 h理 0fh h測(cè) h理 h往 h返 一 附合水準(zhǔn)路線的內(nèi)業(yè)計(jì)算如圖為一符合水準(zhǔn)路線 A B為已知水準(zhǔn)點(diǎn) HA 65 376m HB 68 623m點(diǎn)1 2 3為待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn) 各測(cè)段高差 測(cè)站數(shù) 距離見(jiàn)下圖 1 計(jì)算閉合差 2 檢核 故其精度符合要求 3 計(jì)算改正數(shù)分配原則 按與測(cè)段距離 或測(cè)站數(shù) 成正比 并反其符號(hào)改正到各相應(yīng)的高差上 得改正后高差 按距離 按測(cè)站數(shù) 以第1測(cè)段為例 測(cè)段改正數(shù)為 檢核 4 計(jì)算改正后高差 檢核 以第1測(cè)段為例 改正后的高差為 5 計(jì)算高程 如 檢核 否則說(shuō)明高程計(jì)算有誤 備注 1 2 3 4 A1 2 3 B 1 08 1 575 1 212 2 036 1 414 1 742 2 216 1 446 5 850 3 315 輔助計(jì)算 0 012 0 014 0 016 0 026 0 068 1 563 2 022 1 758 1 420 3 247 65 376 66 939 68 961 67 203 68 623 附合水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算表 已知 已知 二 閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算1 計(jì)算閉合差 2 檢核 3 計(jì)算高差改正數(shù) 閉合水準(zhǔn)路線的計(jì)算與附合水準(zhǔn)路線基本相同 4 計(jì)算改正后高差 5 計(jì)算各測(cè)點(diǎn)高程 三 支水準(zhǔn)路線成果計(jì)算 1 1 計(jì)算閉合差 2 檢核 故精度符合要求 3 計(jì)算高差 取往 返測(cè)絕對(duì)值的平均值 其符號(hào)與往測(cè)相同 4 計(jì)算高程 H1 186 785 1 386 185 399m HA 186 785m 誤差來(lái)源 儀器誤差 觀測(cè)誤差 外界條件的影響 一 儀器誤差1 儀器校正后的殘余誤差 主要是i角誤差 前后視距相等可消除 2 水準(zhǔn)尺誤差 包括刻劃不準(zhǔn) 尺長(zhǎng)變化 尺身彎曲等誤差 作業(yè)前必須檢驗(yàn) 前后視尺交替使用 測(cè)站數(shù)為偶數(shù)可減弱或消除 二 觀測(cè)誤差1 視差 仔細(xì)調(diào)焦可消除 2 讀數(shù)誤差 減小視線長(zhǎng)度 讀數(shù)認(rèn)真果斷 3 水準(zhǔn)器泡居中誤差 符合后立即讀數(shù) 4 水準(zhǔn)尺傾斜的影響 認(rèn)真扶尺 氣泡居中 三 外界條件的影響1 儀器下沉 踩緊腳架 減少觀測(cè)時(shí)間 2 尺墊下沉 尺墊踩實(shí) 往返測(cè)取中數(shù) 3 地球曲率和大氣折光 前后視距相等可消除 4 大氣溫度和風(fēng)力 打傘遮陽(yáng) 選擇好的天氣 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正 微傾式水準(zhǔn)儀的主要軸線見(jiàn)圖 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 檢驗(yàn)方法 當(dāng)圓水準(zhǔn)器軸與豎軸不平行時(shí) 它們相差一個(gè) 角 首先轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓氣泡居中 如圖a 這時(shí)圓水準(zhǔn)器軸處于鉛垂位置 但豎軸與鉛垂方向偏離一個(gè) 角 將圓水準(zhǔn)器繞儀器軸旋轉(zhuǎn) 此時(shí)圓氣泡偏離中心 如圖 b 其偏離的值為 一 圓水準(zhǔn)器軸平行豎軸 二 十字絲橫絲垂直于豎軸 檢驗(yàn)方法 整平儀器后 瞄準(zhǔn)墻上一固定點(diǎn) 擰緊水平制動(dòng)螺旋 轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋 如 點(diǎn)始終在十字絲橫絲上移動(dòng) 則說(shuō)明十字絲橫絲垂直于豎軸 若M點(diǎn)偏移十字絲橫絲如圖 d 則十字絲橫絲不垂直于豎軸 那么必須進(jìn)行校正 三 水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于視準(zhǔn)軸 當(dāng)水準(zhǔn)管軸和視準(zhǔn)軸不平行時(shí) 它們之間形成一個(gè)i角 水準(zhǔn)尺離水準(zhǔn)儀距離越遠(yuǎn) 讀數(shù)誤差也越大 當(dāng)儀器的前視距離與后視距離相等時(shí) 則根據(jù)后視讀數(shù)減前視讀數(shù)求得高差不受影響 檢驗(yàn)方法 在平坦地面上選擇 兩點(diǎn) 米 安置儀器于 中點(diǎn) 測(cè)出 兩點(diǎn)間的正確高差h 然后將儀器搬到距離 點(diǎn) 米處 當(dāng)氣泡居中時(shí)讀取 尺讀數(shù)為 這時(shí)由于水準(zhǔn)儀距 尺很近 因此忽略角的影響 即將 當(dāng)作視線水平時(shí)的讀數(shù) 如視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸平行 則 尺上讀數(shù)應(yīng)為 如果實(shí)際 尺上的讀數(shù)不與上式求得的b應(yīng)值相等 則說(shuō)明視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸 三 水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于視準(zhǔn)軸 一 儀器誤差 1 儀器校正后殘差2 調(diào)焦誤差3 水準(zhǔn)尺誤差 二 觀測(cè)誤差 1 整平誤差2 照準(zhǔn)誤差3 估讀誤差4 水準(zhǔn)尺豎立不直誤差 三 外界條件影響 1 儀器 水準(zhǔn)尺下沉誤差2 地球曲率 大氣折光影響3 溫度 風(fēng)力影響 二 高程控制測(cè)量 一 選點(diǎn) 布網(wǎng)要求控制測(cè)量布網(wǎng)原則 有高級(jí)到地級(jí) 從整體到局部逐級(jí)控制加密 逐級(jí)加密 國(guó)家高程控制網(wǎng) 一 二 三 四等 城市高程控制網(wǎng) 二 三 四等 首級(jí)高程控制網(wǎng)一般要求布設(shè)成閉合環(huán)形 加密時(shí)可布設(shè)成附合路線和結(jié)點(diǎn)圖形 小地區(qū)高程控制網(wǎng) 三 四等及圖根水準(zhǔn) 各級(jí)高程控制網(wǎng)均采用水準(zhǔn)測(cè)量 高山地區(qū)可采用三角高程測(cè)量 三 四等水準(zhǔn)的主要技術(shù)要求 L為往返測(cè)段 附合或環(huán)繞的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度 單位為km n為測(cè)站數(shù) 觀測(cè)順序 三等水準(zhǔn)測(cè)量后 黑 前 黑 前 紅 后 紅 四等水準(zhǔn)測(cè)量后 黑 后 紅 前 黑 前 紅 對(duì)儀器安置和觀測(cè)時(shí)應(yīng)符合規(guī)范要求 如 儀器與前后水準(zhǔn)尺盡量安置在一條直線上 同一測(cè)站觀測(cè)時(shí)一般不得調(diào)焦兩次 僅當(dāng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度小于10米 前后視距小于1米時(shí) 可在觀測(cè)前后標(biāo)尺時(shí)調(diào)焦 在連續(xù)各測(cè)站安置水準(zhǔn)儀的腳架時(shí) 應(yīng)使腳架的兩個(gè)腳平行于水準(zhǔn)路線方向 第三個(gè)腳至于線路的左側(cè)或右側(cè) 四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表 1 4687 4787 后 前 后 前 后 前 后 前 1426 0955 1211 5898 0 47 1 0801 0361 44 0 0581 5369 1 0 630 0 529 1 0 630 2 3 1 3 1 4687 4787 二 三角高程測(cè)量 三角高程測(cè)量原理 A B兩點(diǎn)間的高差 若用測(cè)距儀測(cè)得斜距 直覘A B 反覘B A 對(duì)向觀測(cè) 三角高程測(cè)量 三角高程測(cè)量原理 取雙向觀測(cè)的平均值得 可見(jiàn)從理論上取雙向觀測(cè)平均值 可以消除地球曲率和大氣折光的影響 不等精度觀測(cè)加權(quán)平均 相同的觀測(cè)條件下測(cè)得的觀測(cè)量為等精度觀測(cè) 相同觀測(cè)條件 如圖 E點(diǎn)的高程 如圖雖然每測(cè)站 每公里為同精度觀測(cè) 但由于各已知點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)不同 測(cè)站數(shù)不同 使從不同的觀測(cè)路線獲得的E點(diǎn)高程的精度出現(xiàn)差異 廣州工業(yè)大學(xué)工程測(cè)量精品課程 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院數(shù)字測(cè)圖精品課程 華東交通大學(xué)測(cè)量學(xué)精品課程 精品課程網(wǎng)站包含的內(nèi)容 教案 課件 PPT 教學(xué)錄像 習(xí)題 試卷 參考書(shū)目 1 卞正富 測(cè)量學(xué) 第一版中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 20022 王儂過(guò)靜郡 現(xiàn)代普通測(cè)量學(xué) 清華大學(xué)出版社20013 覃輝 土木工程測(cè)量 同濟(jì)大學(xué)出版社 20054 潘正風(fēng) 數(shù)字測(cè)圖原理與方法 武漢大學(xué)出版社 2003 參考期刊 測(cè)繪類(lèi)期刊 1 測(cè)繪學(xué)報(bào)chxb 2 武漢大學(xué)學(xué)報(bào) 信息科學(xué)版wuj 3 測(cè)繪通報(bào)chtb 4 測(cè)繪科學(xué)5 測(cè)繪工程6 測(cè)繪與空間地理信息 作業(yè)1 某地位于東經(jīng)114 18 34 北緯28 38 05 試計(jì)算 1 該地在6 帶 3 帶的帶號(hào) 及所在投影帶的中央子午線經(jīng)度 2 該點(diǎn)在三度投影帶中央子午線以西235819 732