水準(zhǔn)測量基本原理教案

1、.水準(zhǔn)測量基本原理（教案）.水準(zhǔn)測量基本原理課型：講授教學(xué)目的與要求：了解高程測量常用的方法。理解水準(zhǔn)測量基本原理。掌握高差法、儀高法及連續(xù)水準(zhǔn)測量計(jì)算未知點(diǎn)高程的方法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：水準(zhǔn)測量基本原理。高差法、儀高法及連續(xù)水準(zhǔn)測量計(jì)算未知點(diǎn)高程的方法。難點(diǎn)：水準(zhǔn)測量基本原理。采用教具：多媒體課件復(fù)習(xí)、提問1、高程的定義、高差的定義。.第一講水準(zhǔn)測量基本原理一、高程測量（測定地面點(diǎn)高程）的方法高程是確定地面點(diǎn)位置的要素之一， 在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、 施工與管理等階段都具有十分重要的作用。 測定地面點(diǎn)高程的工作稱為高程測量。按所使用的儀器和施測方法分：水準(zhǔn)測量、三角高程測量、氣壓高程測量和 G

2、PS高程測量。二、水準(zhǔn)測量基本原理水準(zhǔn)測量不是直接測定地面點(diǎn)的高程，而是測出兩點(diǎn)間的高差。即在兩個點(diǎn)上分別豎立水準(zhǔn)尺， 利用水準(zhǔn)測量的儀器提供一條水平視線，瞄準(zhǔn)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，求得兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)高程推求未知點(diǎn)高程。如圖 1-1 所示，設(shè)已知 A 點(diǎn)高程為 H A ，用水準(zhǔn)測量方法求未知點(diǎn) B 的高程 H B 。在 A 、 B 兩點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀，并在 A 、 B 兩點(diǎn)上分別豎立水準(zhǔn)尺，根據(jù)水準(zhǔn)儀提供的水平視線在A 點(diǎn)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為a ，在 B 點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為b ，則 A 、 B 兩點(diǎn)間的高差為：hABab圖 1-1水準(zhǔn)測量原理.設(shè)水準(zhǔn)測量是由 A 點(diǎn)向 B 點(diǎn)進(jìn)行，如圖 1-

3、1 中箭頭所示，則規(guī)定 A 點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù) a 為后視讀數(shù)； B 點(diǎn)為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù) b 為前視讀數(shù)。 由此可見，兩點(diǎn)之間的高差一定是 “后視讀數(shù)”減“前視讀數(shù)”。如果 a >b ，則高差 hAB 為正 , 表示 B 點(diǎn)比 A 點(diǎn)高；如果 a <b ，則高差 hAB 為負(fù)，表示 B 點(diǎn)比 A 點(diǎn)低。在計(jì)算高差 hAB 時，一定要注意 hAB 的下標(biāo) A B 的寫法：hAB 表示 A 點(diǎn)至 B 點(diǎn)的高差， hBA 則表示 B 點(diǎn)至 A 點(diǎn)的高差，兩個高差應(yīng)該是絕對值相同而符號相反，即：hAB hBA測得 A 、 B 兩點(diǎn)間高差 hAB 后，則未知點(diǎn)的高程H B 為：H

4、 B H A hAB H A (a b)（1-1 ）水準(zhǔn)測量：水平視線（水準(zhǔn)儀） +水準(zhǔn)尺待定點(diǎn)與已知點(diǎn)高差 +已知點(diǎn)高程未知點(diǎn)高程。三、推導(dǎo)以下幾種計(jì)算未知點(diǎn)高程的公式：1、高差法（由一點(diǎn)求另一點(diǎn)） ：直接利用高差計(jì)算未知點(diǎn)高程。h ABab （后視讀數(shù)前視讀數(shù)）； H BH A hAB2、視線高法（儀高法，由一點(diǎn)求多點(diǎn)） ：由儀器視線高程 Hi 計(jì)算未知點(diǎn) B 點(diǎn)高程。 HA 為 A 點(diǎn)的高程， a 為水準(zhǔn)尺讀數(shù)， b 為待求高程點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)。H iH AaH BH ib注意事項(xiàng)：區(qū)別僅在與計(jì)算方法不同；.視線必須水平；水準(zhǔn)儀安置的高度對測算地面點(diǎn)高程或高差無影響。舉例 1：設(shè) A 點(diǎn)高程

5、為 101.352m，當(dāng)后視讀數(shù)為1.154m，前視讀數(shù)為 1.328m 時，問高差是多少，待測點(diǎn) B的高程是多少？分析：高差為后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)， B 點(diǎn)高程可用儀高法或高差法，高差已求，故用后者。解： hAB=1.154-1.328=-0.174mHB=HA+hAB=101.352-0.174=101.178m舉例 2：已知 HA=417.502m，a=1.384m，前視 B1，B2，B3 各點(diǎn)的讀數(shù)分別為： b1=1.468m，b2 =0.974m，b3=1.384m，試用儀高法計(jì)算出B1，B2，B3 點(diǎn)高程。分析：儀高法先求視線高程，再按分別減去各前視讀數(shù)，求得高程。解： i=HA+

6、a=417.502+1.384=418.886mHB1=i-b1=418.886-1.468=417.418mHB2=i-b2=418.886-0.974=417.912mHB3=i-b3=418.886-1.384=417.502m3、連續(xù)水準(zhǔn)測量計(jì)算高差在實(shí)際水準(zhǔn)測量中，A 、 B 兩點(diǎn)間高差可能較大或相距較遠(yuǎn)，不可能安置一次（一測站）水準(zhǔn)儀即能測定兩點(diǎn)間的高差。此時可在沿A 點(diǎn)至 B 點(diǎn)的水準(zhǔn)路線上增設(shè)若干個必要的臨時立尺點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，根據(jù)水準(zhǔn)測量原理依次連續(xù)地在兩個立尺點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀來測定相鄰各點(diǎn)間高差， 最后取各個測站高差的代數(shù)和， 即求得兩點(diǎn)間的高.差值，這種方法稱為連續(xù)水準(zhǔn)測量

7、。如圖 1-2 所示，欲求 hAB ，在 A 點(diǎn)至 B 點(diǎn)水準(zhǔn)路線上增設(shè) n 1 個臨時立尺點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)） TP1 TPn 1 ，安置 n 次水準(zhǔn)儀，依次連續(xù)地測定相鄰兩點(diǎn)間高差 h1 hn ，即h1a1b1h2a2b2hnanbn則hABh1h2hn h a b（1-2 ）式中，a 為后視讀數(shù)之和，b 為前視讀數(shù)之和，則未知點(diǎn)的高程為： H BH AhABH A(ab)圖 1-2連續(xù)水準(zhǔn)測量A、B兩點(diǎn)間水準(zhǔn)路線上增設(shè)的轉(zhuǎn)點(diǎn)起著傳遞高程的作用。為了保證高程傳遞的正確性， 在連續(xù)水準(zhǔn)測量過程中， 不僅要選擇土質(zhì)穩(wěn)固的地方作為轉(zhuǎn)點(diǎn)位置 （宜安放尺墊），而且在相鄰測站的觀測過程中，要保持轉(zhuǎn)點(diǎn)（尺墊）穩(wěn)定不動；同時要盡可能保持各測站的前后視距.大致相等；還要盡可能通過調(diào)節(jié)前、 后視距離保持整條水準(zhǔn)路線中的前視視距之和與后視視距之和相等，這樣有利于消除（或減弱）地球曲率和儀器某些誤差對高差的影響。課堂小結(jié)：這次課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了水準(zhǔn)測量