某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第2章水準(zhǔn)測(cè)量

1、4:23:25中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系1 2.1 水準(zhǔn)測(cè)量的原理（水準(zhǔn)測(cè)量的原理（掌握掌握） 2.2 水準(zhǔn)儀的介紹及操作（水準(zhǔn)儀的介紹及操作（重點(diǎn)重點(diǎn)） 2.3 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 （一般了解）（一般了解） 2.4 水準(zhǔn)測(cè)量及其成果處理（重點(diǎn)、水準(zhǔn)測(cè)量及其成果處理（重點(diǎn)、難點(diǎn)難點(diǎn)） 2.5 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源及注意事項(xiàng)（水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源及注意事項(xiàng)（掌掌握）握）4:23:25中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系2 HB=HA+ hAB =HA+ a-b hAB 0 高差具有方向性，即高高差具有方向性，即高 差是有正負(fù)的。差是有正負(fù)的。2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理：是利

2、用水準(zhǔn)儀建立一條水平視線，并借助水水準(zhǔn)測(cè)量的原理：是利用水準(zhǔn)儀建立一條水平視線，并借助水準(zhǔn)尺來(lái)測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推算出未準(zhǔn)尺來(lái)測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。知點(diǎn)的高程。則則A、B兩點(diǎn)間的高差為：兩點(diǎn)間的高差為： hAB = a-b = 后視讀數(shù)后視讀數(shù) - 前視讀數(shù)前視讀數(shù)后視尺后視尺前視尺前視尺4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系3 儀高法： Hi = HA + a，HB = Hi - b 儀器的視線高H i 等于已知點(diǎn)的高程加上后視讀數(shù)。常用于施工測(cè)量，放樣點(diǎn)的高程。以上述計(jì)算以上述計(jì)算B點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為高差法點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為高差法

3、 高差法：高差法：HB=HA + hAB = HA + (a-b)另一種測(cè)高法另一種測(cè)高法儀高法或視線高法儀高法或視線高法: 4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系4 A，B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量。兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量。 中間設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)中間設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)(TP)，放置尺墊。，放置尺墊。 h1=a1b1， h2=a2b2， h3=a3b3， hn=anbn。 hAB= h1 h2 h3 hn= hi hAB=aibi4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系5水準(zhǔn)儀分成四個(gè)等級(jí)即：水準(zhǔn)儀分成四個(gè)等級(jí)即： DS05DS05、 DS1DS1、 DS3DS3、 DS10DS10拓普康拓普康北

4、光北光DZS3-1(水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀)第三章第三章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系64:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系7主要有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器及基座三部分。主要有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器及基座三部分。 2.2.1 水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)1.微傾螺旋；2.分劃板護(hù)罩；3.目鏡；4.物鏡調(diào)焦螺旋；5.制動(dòng)螺旋；6.微動(dòng)螺旋；7.底板；8.三角壓板； 9.腳螺旋；10.彈簧帽； 11.望遠(yuǎn)鏡；12.物鏡；13.管水準(zhǔn)器；14.圓水準(zhǔn)器；15.連接小螺釘；16.軸座 4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系9組成組成物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡。物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃

5、板、目鏡。倒像望遠(yuǎn)鏡，正像望遠(yuǎn)鏡。倒像望遠(yuǎn)鏡，正像望遠(yuǎn)鏡。視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸CC物鏡中心物鏡中心與與十字絲分劃板中心十字絲分劃板中心連線。連線。水準(zhǔn)測(cè)量是在水準(zhǔn)測(cè)量是在視準(zhǔn)軸水平時(shí)，用十字絲的中絲截取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。視準(zhǔn)軸水平時(shí)，用十字絲的中絲截取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。中絲中絲讀取視準(zhǔn)軸讀取視準(zhǔn)軸CC與標(biāo)尺交點(diǎn)的讀數(shù)。與標(biāo)尺交點(diǎn)的讀數(shù)。上下絲上下絲讀取水準(zhǔn)儀到標(biāo)尺的距離讀取水準(zhǔn)儀到標(biāo)尺的距離( 視距視距)。 1望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系10 十字絲分劃板結(jié)構(gòu)十字絲分劃板結(jié)構(gòu)安裝在金屬圓環(huán)上，安裝在金屬圓環(huán)上， 用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。4

6、:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系11 倒像望遠(yuǎn)鏡成像原理倒像望遠(yuǎn)鏡成像原理 放大倍數(shù)放大倍數(shù)從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所看到的目標(biāo)影像的視角與人眼直從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所看到的目標(biāo)影像的視角與人眼直接觀察該目標(biāo)的視角之比。即：接觀察該目標(biāo)的視角之比。即： V= DS3水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀V=284:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系12 水準(zhǔn)器分劃值水準(zhǔn)器分劃值水準(zhǔn)器上每水準(zhǔn)器上每2mm弧長(zhǎng)所對(duì)的圓弧長(zhǎng)所對(duì)的圓心角心角值值。反映了水準(zhǔn)器的靈敏度和精度。 2 水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器、圓水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器、圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器是用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否水準(zhǔn)器是用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否豎直的裝置。豎直的裝

7、置。DS3：水準(zhǔn)器分劃值分別為：水準(zhǔn)器分劃值分別為20“/2mm 和和 810/2mm。管水準(zhǔn)器用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平；管水準(zhǔn)器用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平；圓水準(zhǔn)器用來(lái)指示豎軸是否豎直。圓水準(zhǔn)器用來(lái)指示豎軸是否豎直。4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系13圓水準(zhǔn)器軸圓水準(zhǔn)器軸線線L LL L圓水準(zhǔn)器零點(diǎn) 圓水準(zhǔn)器軸圓水準(zhǔn)器軸線線L LL L ：通：通過(guò)內(nèi)圓弧零點(diǎn)的球面法過(guò)內(nèi)圓弧零點(diǎn)的球面法線。線。 其分劃值為：其分劃值為：810 氣泡居中時(shí)，氣泡居中時(shí)，LL鉛垂，鉛垂，即圓水準(zhǔn)器軸即圓水準(zhǔn)器軸LL豎豎軸軸VV 。只用于儀器的只用于儀器的概略整平。概略整平。 (1)圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器用于指示儀器

8、豎軸是否垂直。用于指示儀器豎軸是否垂直。4:23:26中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系14水準(zhǔn)管分劃值水準(zhǔn)管分劃值=2/R.其中：其中： =206265 ，R為水準(zhǔn)管半經(jīng)（為水準(zhǔn)管半經(jīng)（mm）水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸: :過(guò)零點(diǎn)作水準(zhǔn)管圓弧的切線。當(dāng)氣泡居中過(guò)零點(diǎn)作水準(zhǔn)管圓弧的切線。當(dāng)氣泡居中, , 水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸水平，即水平，即管水準(zhǔn)器軸管水準(zhǔn)器軸LL望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC，用于儀器的精確整用于儀器的精確整平。平。其分劃值為：其分劃值為：20“/2mm (2)管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器 微傾式水準(zhǔn)儀 調(diào)整微傾螺旋管水準(zhǔn)氣泡居中水平視線，4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系16 安裝一組符合棱鏡，通過(guò)

9、反射作用，使氣泡兩端的像反映在望遠(yuǎn)鏡安裝一組符合棱鏡，通過(guò)反射作用，使氣泡兩端的像反映在望遠(yuǎn)鏡旁的符合氣泡觀察窗中。若氣泡兩端的半像吻合時(shí)，就表示氣泡居旁的符合氣泡觀察窗中。若氣泡兩端的半像吻合時(shí)，就表示氣泡居中。若氣泡的半像錯(cuò)開(kāi)，則表示氣泡不居中，這時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺中。若氣泡的半像錯(cuò)開(kāi)，則表示氣泡不居中，這時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡的半像吻合。旋，使氣泡的半像吻合。 提高管水準(zhǔn)氣泡的居中精度。提高管水準(zhǔn)氣泡的居中精度。4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系174:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系183基座軸座：承托儀器上部腳螺旋：調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中連接板：連接三腳架組成

10、軸座腳螺旋連接板4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系19 （1）水準(zhǔn)管軸）水準(zhǔn)管軸LL視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸 CC （調(diào)節(jié)符合水準(zhǔn)器，最主要的調(diào)節(jié)符合水準(zhǔn)器，最主要的） （2）圓水準(zhǔn)器軸）圓水準(zhǔn)器軸LL儀器豎軸儀器豎軸VV （調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器） （3）十字絲橫絲）十字絲橫絲儀器豎軸儀器豎軸VV2.2.2 水準(zhǔn)儀的主要軸線水準(zhǔn)儀的主要軸線4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系20 水準(zhǔn)尺有塔尺、折水準(zhǔn)尺有塔尺、折尺、普通尺、普通單面尺、單面尺、雙雙面尺和精密水準(zhǔn)尺。面尺和精密水準(zhǔn)尺。尺的底部為零點(diǎn)，尺尺的底部為零點(diǎn)，尺上黑白格相間，每格上黑白格相間，每格寬度為寬度為1cm1cm，有的為，

11、有的為0.5cm0.5cm，每一米和分，每一米和分米處均有注記。米處均有注記。 2.2.3 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系21 直尺A、B尺，兩把一對(duì)， 每把有黑、紅兩面分劃與注記。 A尺黑面分劃03m，紅面分劃4.687m7.687m。 B尺黑面分劃03m，紅面分劃4.787m7.787m。 A、B尺黑面注記的零點(diǎn)差為0， 紅面注記的零點(diǎn)差為0.1m。4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系22 尺墊尺墊在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺用在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺用尺墊尺墊起傳遞高程的作用起傳遞高程的作用 ，在已知點(diǎn)和待求點(diǎn)上不能放，在已知點(diǎn)和待求點(diǎn)上不能放。 尺墊尺墊4:2

12、3:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系23幾個(gè)概念1 1、測(cè)站：測(cè)量?jī)x器所安置的地點(diǎn)。、測(cè)站：測(cè)量?jī)x器所安置的地點(diǎn)。2 2、后視：水準(zhǔn)路線的后視方向。、后視：水準(zhǔn)路線的后視方向。3 3、前視：水準(zhǔn)路線的前視方向。、前視：水準(zhǔn)路線的前視方向。4 4、視距：水準(zhǔn)儀至標(biāo)尺的水平距離。、視距：水準(zhǔn)儀至標(biāo)尺的水平距離。5 5、視線高程：后視高程、視線高程：后視高程+ +后視讀數(shù)。后視讀數(shù)。6 6、轉(zhuǎn)折點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量中起傳遞高程作用的中間點(diǎn)。、轉(zhuǎn)折點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量中起傳遞高程作用的中間點(diǎn)。7 7、水準(zhǔn)點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量的固定標(biāo)志。、水準(zhǔn)點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量的固定標(biāo)志。8 8、水準(zhǔn)點(diǎn)高程：指標(biāo)志點(diǎn)頂面的高程。、水準(zhǔn)點(diǎn)高程：指標(biāo)志

13、點(diǎn)頂面的高程。9 9、水準(zhǔn)路線：進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所行走的路線。水準(zhǔn)路線：進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所行走的路線。4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系24 打開(kāi)三角架并使打開(kāi)三角架并使高度適中，擰緊腳高度適中，擰緊腳架伸縮螺旋；目估架伸縮螺旋；目估使架頭大致水平并使架頭大致水平并安置在測(cè)站上，檢安置在測(cè)站上，檢查架腿是否安置穩(wěn)查架腿是否安置穩(wěn)固。打開(kāi)儀器箱取固。打開(kāi)儀器箱取出水準(zhǔn)儀，用連接出水準(zhǔn)儀，用連接螺旋把儀器固定在螺旋把儀器固定在架頭上。架頭上。4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系25第三章第三章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量2. 粗平粗平方法方法： 調(diào)整腳螺旋。調(diào)整腳螺旋。將圓將圓水準(zhǔn)器氣泡調(diào)居中，水

14、準(zhǔn)器氣泡調(diào)居中，使儀器豎軸大致鉛垂，使儀器豎軸大致鉛垂，視準(zhǔn)軸粗略水平。視準(zhǔn)軸粗略水平。目的目的： 使圓水準(zhǔn)氣泡居中。使圓水準(zhǔn)氣泡居中。4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系263. 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)視差視差：眼睛上下移動(dòng)，眼睛上下移動(dòng)，標(biāo)尺成像與十字絲像標(biāo)尺成像與十字絲像之間相對(duì)移動(dòng)。之間相對(duì)移動(dòng)。原因：原因：目標(biāo)通過(guò)物鏡之后的像沒(méi)有與十字絲分劃板重合目標(biāo)通過(guò)物鏡之后的像沒(méi)有與十字絲分劃板重合。消除方法：消除方法：旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。(或者說(shuō)反復(fù)對(duì)光或者說(shuō)反復(fù)對(duì)光)。方法方法：

15、目鏡調(diào)焦：十字絲目鏡調(diào)焦：十字絲清晰清晰粗瞄目標(biāo)：擰緊止動(dòng)螺旋粗瞄目標(biāo)：擰緊止動(dòng)螺旋物鏡調(diào)焦：物像物鏡調(diào)焦：物像清晰清晰精瞄目標(biāo)：調(diào)微動(dòng)螺旋精瞄目標(biāo)：調(diào)微動(dòng)螺旋4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系27 望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空(或明亮背景) 旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。4:23:27中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系28 望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。4:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系294. 精平精平第三章第三章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量 讀數(shù)讀數(shù)之前之前應(yīng)應(yīng)用微傾螺旋調(diào)整用微傾螺旋調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡符合，水準(zhǔn)管氣泡符合，使視線（即視準(zhǔn)使視線（即視準(zhǔn)軸）精確水平。軸）精確水平。

16、若為若為自動(dòng)安平水自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，此步驟可準(zhǔn)儀，此步驟可以省略。以省略。注意：每次讀數(shù)前注意：每次讀數(shù)前必須使水準(zhǔn)管符合必須使水準(zhǔn)管符合 微傾螺旋微傾螺旋水準(zhǔn)儀多為倒像望遠(yuǎn)鏡，水準(zhǔn)儀多為倒像望遠(yuǎn)鏡，讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀數(shù)時(shí)應(yīng)由上而下由上而下進(jìn)行進(jìn)行。 黑面讀數(shù)黑面讀數(shù)a=1274（mm） 紅面讀數(shù)紅面讀數(shù) b=5958（mm）4:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系314:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系324:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系334:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系344:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系354:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系36 自動(dòng)

17、安平水準(zhǔn)儀不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只有一個(gè)圓自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只有一個(gè)圓水準(zhǔn)器，安置儀器時(shí)，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中后，借助水準(zhǔn)器，安置儀器時(shí)，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中后，借助一種一種“補(bǔ)償器補(bǔ)償器”的特別裝置，使視線自動(dòng)處于水平狀態(tài)。的特別裝置，使視線自動(dòng)處于水平狀態(tài)。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面2.3 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀4:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系38自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀反面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀反面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀后面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀后面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀反面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀反面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

18、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀安平的工作原理安平的工作原理4:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系40第三章第三章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用 安置儀器安置儀器 粗平粗平 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn) 讀數(shù)讀數(shù)微傾水準(zhǔn)儀的使用微傾水準(zhǔn)儀的使用安置儀器安置儀器粗平粗平瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)精平精平讀數(shù)讀數(shù)二、數(shù)字水準(zhǔn)儀二、數(shù)字水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡基座基座 腳螺旋腳螺旋自動(dòng)安平補(bǔ)償器自動(dòng)安平補(bǔ)償器 電子電子水準(zhǔn)水準(zhǔn) 儀儀調(diào)焦螺旋調(diào)焦螺旋制動(dòng)、微動(dòng)螺旋制動(dòng)、微動(dòng)螺旋調(diào)焦發(fā)送器：計(jì)算概略視距值；調(diào)焦發(fā)送器：計(jì)算概略視距值；補(bǔ)償監(jiān)視器：監(jiān)測(cè)安平補(bǔ)償器的工作狀態(tài)補(bǔ)償監(jiān)視器：監(jiān)測(cè)安平補(bǔ)償器的工作狀態(tài)分光鏡：將由物鏡計(jì)入的光分

19、為可見(jiàn)光和紅外光分光鏡：將由物鏡計(jì)入的光分為可見(jiàn)光和紅外光行陣探測(cè)器：識(shí)別水準(zhǔn)尺上的條碼，進(jìn)行讀數(shù)行陣探測(cè)器：識(shí)別水準(zhǔn)尺上的條碼，進(jìn)行讀數(shù)（電子水準(zhǔn)儀）（電子水準(zhǔn)儀）4:23:28中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系42二、數(shù)字水準(zhǔn)儀二、數(shù)字水準(zhǔn)儀4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系442.4.1 2.4.1 水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線 用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)(Bench Mark)(Bench Mark)，簡(jiǎn)記為簡(jiǎn)記為BMBM。水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)：一、二、三、四等與圖根水準(zhǔn)；一、二。水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)：一、二、三、四等與圖根水準(zhǔn)；一、二等為精

20、密水準(zhǔn)測(cè)量，三四等為普通水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)測(cè)量通常是從水等為精密水準(zhǔn)測(cè)量，三四等為普通水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)測(cè)量通常是從水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其它點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其它點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。 2.4 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系45水準(zhǔn)路線的水準(zhǔn)路線的形式形式有有： 1. 閉合水準(zhǔn)路線：閉合水準(zhǔn)路線： 3. 支水準(zhǔn)路線：支水準(zhǔn)路線： 2. 附合水準(zhǔn)路線：附合水準(zhǔn)路線： 4. 水準(zhǔn)網(wǎng)：水準(zhǔn)網(wǎng)： BMABMB123h1h2h3h4h1BMA123h2h3h3h2h1BMA1234564:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系46一般要求

21、： 等外水準(zhǔn)：等外水準(zhǔn)：DS10或或DS3+單面尺（圖根可用雙單面尺（圖根可用雙面）；面）； 作業(yè)前應(yīng)檢驗(yàn)和校正；作業(yè)前應(yīng)檢驗(yàn)和校正； 一般性測(cè)量，可單程觀測(cè)，作基本控制或支水準(zhǔn)一般性測(cè)量，可單程觀測(cè)，作基本控制或支水準(zhǔn)往返觀測(cè)；往返觀測(cè)； 儀尺距：一般儀尺距：一般100m，最大可為，最大可為150m； 閉、附合水準(zhǔn)閉、附合水準(zhǔn)=8km;水準(zhǔn)網(wǎng)兩結(jié)點(diǎn)間的路線水準(zhǔn)網(wǎng)兩結(jié)點(diǎn)間的路線=6km； 支水準(zhǔn)支水準(zhǔn)=4km。4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系47 每站高差觀測(cè)兩次，以檢核觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性。1) 兩次儀器高法 兩次不同儀器高度的水平視線(改變儀器高度應(yīng)在10cm以上)測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間的高

22、差，圖根水準(zhǔn)測(cè)量?jī)纱胃卟钪顟?yīng)小于6mm，取其平均值作為最后結(jié)果。否則應(yīng)重測(cè)。4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系48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）。ATP1TP2TP31011B1554144413241822087616041488HA=123.446mHB大大 地地 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 面面前進(jìn)方向113416774:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系49ATP1 ab1 1、安置儀器于、安置儀器于A A、TP1TP1大致中大致中間，立尺于間，立尺于A A、TP1TP1點(diǎn)（尺墊點(diǎn)（尺墊）上；）上；2 2、粗略整平；、粗略整平；3

23、 3、瞄準(zhǔn)后視尺、瞄準(zhǔn)后視尺A A，精平、讀，精平、讀數(shù)數(shù)a a，記錄，記錄11341134；4 4、瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn)TP1TP1前視尺，精平、前視尺，精平、讀數(shù)讀數(shù)b b，記錄，記錄1677m1677m；5 5、計(jì)算：、計(jì)算：h h1 1 = a = a b = 1.134-1.677=-0.543m b = 1.134-1.677=-0.543m6 6、儀器高度變化、儀器高度變化10cm10cm，同法測(cè)得，同法測(cè)得 a =1.011，b =1.554 h1=-0.543 h1= h1- h1=06mm7 7、計(jì)算高差的平均值：、計(jì)算高差的平均值： h1 = -0.543m。8 8、搬站：同法依次

24、測(cè)出，數(shù)據(jù)記錄如下表、搬站：同法依次測(cè)出，數(shù)據(jù)記錄如下表 后視尺后視尺前視尺前視尺前進(jìn)方向前進(jìn)方向ab4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系504:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系51 2) 雙面尺法雙面尺法 讀取每一把水準(zhǔn)尺的黑面和紅面分劃讀數(shù)， 前、后視尺的黑面讀數(shù)計(jì)算出一個(gè)高差， 前后視尺的紅面讀數(shù)計(jì)算出另一個(gè)高差， 兩次高差之差應(yīng)小于6mm，否則應(yīng)重測(cè)。 瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)水準(zhǔn)尺黑面分劃精平讀數(shù)； 瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)水準(zhǔn)尺紅面分劃精平讀數(shù)； 瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)水準(zhǔn)尺黑面分劃精平讀數(shù)； 瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)水準(zhǔn)尺紅面分劃精平讀數(shù)。 上述觀測(cè)順序簡(jiǎn)稱(chēng)為“后后前前”或“黑黑紅黑黑紅”。 4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與

25、國(guó)土信息工程系524:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系532.4.3 成果處理 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。4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系541 1、檢核的主要內(nèi)容、檢核的主要內(nèi)容閉合差：觀測(cè)值與理論值的差值。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；高差閉合差就是高差的觀測(cè)值與理論值之差； 用用f fh h表示，即表示，即 fh=h測(cè) - h理限差：限差： 1 1）

26、附合水準(zhǔn)路線檢核）附合水準(zhǔn)路線檢核 2 2）閉合水準(zhǔn)路線檢核）閉合水準(zhǔn)路線檢核 3）支水準(zhǔn)路線檢核）支水準(zhǔn)路線檢核 LfLfnfnfhhhh40 20 12 6 容容容容平地山地等外水準(zhǔn)四等水準(zhǔn) 限差的單位為限差的單位為mm.其中：其中： L水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，單位km。 n水準(zhǔn)路線的測(cè)站數(shù)要求：要求： fh fh允允4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系552、閉合差閉合差f fh h的計(jì)算的計(jì)算 附和水準(zhǔn)路線：附和水準(zhǔn)路線： h測(cè)測(cè)=h1+h2+h3+ + hn h理理=H終終 H始始 fh = h測(cè)測(cè) - h理理= h測(cè)測(cè)-（H終終 H始始） 閉合水準(zhǔn)路線：閉合水準(zhǔn)路線： h測(cè)測(cè)= h1

27、+h2+h3+ + hn h理理= 0 fh = h測(cè)測(cè) - h理理= h測(cè)測(cè) 支水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線： h測(cè)測(cè)= h往往+ h返返 h理理= 0 fh = h測(cè)測(cè) - h理理= h往往+ h返返 4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系56水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)處理步驟水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)處理步驟3、分配高差閉合差并檢驗(yàn)閉合差是否分配完全、分配高差閉合差并檢驗(yàn)閉合差是否分配完全4、計(jì)算各未知高程點(diǎn)的高程、計(jì)算各未知高程點(diǎn)的高程高差閉合差按每一測(cè)段的測(cè)高差閉合差按每一測(cè)段的測(cè)站數(shù)或路線長(zhǎng)成比例分配。站數(shù)或路線長(zhǎng)成比例分配。hiihiihfLLfnnVi 或由已知高程點(diǎn)開(kāi)始，用改正后的由已知高程點(diǎn)開(kāi)始，用改正

28、后的高差逐點(diǎn)推算出各點(diǎn)的高程。高差逐點(diǎn)推算出各點(diǎn)的高程。)( 4332321211檢核hHHhHHhHHhHHBAhfv4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系57一、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： kmLnh0 . 18575. 1111kmLnh2 . 112036. 2222kmLnh4 . 114742. 1333kmLnh2 . 216446. 1444AB123前進(jìn)方向舉例舉例4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系58備注測(cè)段 點(diǎn)名

29、 距離 km測(cè)站數(shù)實(shí)測(cè)高差 m改正數(shù) m改正后的高差 m高程 m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +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 +3.24765.37666.93968.96167.20368.623mmfh68)376.65623.68(315. 3mmmmfh968 . 540允kmL8 . 5mmLfh12附合水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算表已知已知4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工

30、程系591、計(jì)算閉合差：)(ABhHHhf)376.65623.68(315. 3m068. 02、檢核：mmLfh40允mm968 . 540允hhff 故其精度符合要求。4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系603、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。ihillfv按距離：按測(cè)站數(shù)：ihinnfv以第1測(cè)段為例，測(cè)段改正數(shù)為：11llfvhm012. 01)8 . 5068. 0(檢核：hfv4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系614、計(jì)算改正后高差iiivhh改檢核：ABiHHh改以第1測(cè)段為例，改正后的高差為：m

31、vhh563. 1012. 0575. 1111測(cè)改5、計(jì)算高程改iiihHH1如：mhHHA939.66563. 1376.6511改檢核：mHHBB623.66(（已知）算）否則說(shuō)明高程計(jì)算有誤。4:23:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系62二、閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算二、閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算 1、計(jì)算閉合差：、計(jì)算閉合差： 2、檢核：、檢核： 3、計(jì)算高差改正數(shù)：、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。閉合水準(zhǔn)路線的計(jì)算與附合水準(zhǔn)路線基本相同。測(cè)hfh允hhff ihillfvihinnfv 4、計(jì)算改正后高差： 5、計(jì)算各測(cè)點(diǎn)高程：iiivhh改改iiihHH14:2

32、3:29中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系63三、支水準(zhǔn)路線成果計(jì)算三、支水準(zhǔn)路線成果計(jì)算11、計(jì)算閉合差：、計(jì)算閉合差：返往hhfh2、檢核：、檢核：m021. 0396. 1375. 1mmnfh48161212允，故精度符合要求。3 3、計(jì)算高差（、計(jì)算高差（取往、返測(cè)絕對(duì)值的平均值，其取往、返測(cè)絕對(duì)值的平均值，其符號(hào)與往測(cè)相同）符號(hào)與往測(cè)相同）mhA386. 12)396. 1375. 1 (14、計(jì)算高程、計(jì)算高程H1=186.785-1.386=185.399m(HA=186.785m)允hhff AmhA357. 11（往）mhA396. 11（返）n = 16站站4:23:29中南大

33、學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系64誤差來(lái)源： 儀器誤差儀器誤差 + + 觀測(cè)誤差觀測(cè)誤差 + + 外界條件的影響外界條件的影響 一、儀器誤差 1、儀器校正后的殘余誤差、儀器校正后的殘余誤差主要是主要是i角誤差角誤差。 （前后視距相等前后視距相等可消除） 2、水準(zhǔn)尺誤差、水準(zhǔn)尺誤差 包括刻劃不準(zhǔn)、尺長(zhǎng)變化（或零點(diǎn)差）、包括刻劃不準(zhǔn)、尺長(zhǎng)變化（或零點(diǎn)差）、 尺身彎曲等誤差。（作業(yè)前必須檢驗(yàn)，尺身彎曲等誤差。（作業(yè)前必須檢驗(yàn)，前后視尺交替使前后視尺交替使用、測(cè)站數(shù)為偶數(shù)用、測(cè)站數(shù)為偶數(shù)可減弱或消除）可減弱或消除）4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系65儀器殘余誤差儀器殘余誤差主要表現(xiàn)為水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸

34、不平行。此誤差常稱(chēng)為主要表現(xiàn)為水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行。此誤差常稱(chēng)為i角誤差。角誤差。abababABii存在存在i角誤差時(shí)，角誤差時(shí)，)( )()(bababbaabahAB只有前后視距相等時(shí)，只有前后視距相等時(shí)，a=b，i角對(duì)高差的影響為零。角對(duì)高差的影響為零。4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系66二、觀測(cè)誤差二、觀測(cè)誤差 1、視差、視差（仔細(xì)調(diào)焦仔細(xì)調(diào)焦可消除）可消除） 2、讀數(shù)誤差（、讀數(shù)誤差（減小視線長(zhǎng)度、讀數(shù)認(rèn)真果斷減小視線長(zhǎng)度、讀數(shù)認(rèn)真果斷） 3、水準(zhǔn)器泡居中誤差（、水準(zhǔn)器泡居中誤差（符合后立即讀數(shù)符合后立即讀數(shù)） 4、水準(zhǔn)尺傾斜的影響（、水準(zhǔn)尺傾斜的影響（認(rèn)真扶尺、氣泡居

35、中認(rèn)真扶尺、氣泡居中）三、外界條件的影響 1、儀器下沉（、儀器下沉（踩緊腳架、減少觀測(cè)時(shí)間踩緊腳架、減少觀測(cè)時(shí)間） 2、尺墊下沉（、尺墊下沉（尺墊踩實(shí)、往返測(cè)取中數(shù)尺墊踩實(shí)、往返測(cè)取中數(shù)） 3、地球曲率和大氣折光（、地球曲率和大氣折光（前后視距相等前后視距相等可消除）可消除） 4、大氣溫度和風(fēng)力（、大氣溫度和風(fēng)力（打傘遮陽(yáng)、選擇好的天氣打傘遮陽(yáng)、選擇好的天氣）水 準(zhǔn) 尺 傾水 準(zhǔn) 尺 傾斜時(shí)，斜時(shí)，標(biāo)尺的標(biāo)尺的讀數(shù)怎讀數(shù)怎樣變化？樣變化？4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系67儀器下沉和尺墊下沉儀器下沉和尺墊下沉正紅黑平均正紅紅紅正黑黑黑）（假設(shè)hhhhhbahhbah2/321 3 1

36、-實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡量將腳架、尺墊踩實(shí)。實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡量將腳架、尺墊踩實(shí)。a黑a紅b黑b紅后尺前尺123所以采用“后、前、前、后后、前、前、后”，或稱(chēng)“黑、黑、紅、紅黑、黑、紅、紅”的觀測(cè)程序可以消除或減弱。當(dāng)儀器下沉，可使觀測(cè)視線降低，則：當(dāng)儀器下沉，可使觀測(cè)視線降低，則：當(dāng)尺墊下沉?xí)r，下一站的后視讀數(shù)增大，造成高程傳遞當(dāng)尺墊下沉?xí)r，下一站的后視讀數(shù)增大，造成高程傳遞誤差，難以消除。誤差，難以消除。4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系68 本章作業(yè)：本章作業(yè)：教材后所有的思考題和習(xí)題實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)一：水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)及使用水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)及使用 了解水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)及各部件的作用，掌握S3型水準(zhǔn)儀的

37、讀數(shù)方法及水準(zhǔn)測(cè)量方法。 4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系69一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 1了解DS3微傾式水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造、各部件及調(diào)節(jié)螺旋的名稱(chēng)和作用，熟悉其使用方法。 2掌握DS3水準(zhǔn)儀的安置、瞄準(zhǔn)、精平和讀數(shù)方法。 3練習(xí)普通水準(zhǔn)測(cè)量一測(cè)站的觀測(cè)、記錄與計(jì)算方法。4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系70 1、認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀各個(gè)部件，熟悉各個(gè)螺旋的作用，掌握水準(zhǔn)儀的操作使用方法。 2、用DS3水準(zhǔn)儀測(cè)量地面二點(diǎn)之間的高差。4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系71三、 DS3微傾式水準(zhǔn)儀構(gòu)造制動(dòng)螺旋制動(dòng)螺旋微傾螺旋微傾螺旋水平微動(dòng)螺旋水平微動(dòng)螺旋物鏡調(diào)焦螺旋物鏡調(diào)焦螺旋目鏡調(diào)焦螺旋目鏡調(diào)焦螺旋腳螺旋腳螺旋圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器氣泡觀測(cè)窗氣泡觀測(cè)窗4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系72水準(zhǔn)儀配套工具雙面水準(zhǔn)尺銦鋼條碼尺尺墊腳架4:23:30中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系73四、水準(zhǔn)儀的使用 粗平 旋轉(zhuǎn)水準(zhǔn)儀基座上的三個(gè)腳螺旋