工學(xué)工程測量-高程測量課件

第二章高程測量§2-1高程測量概述§2-2水準測量的原理§2-3水準儀和水準尺§2-4水準測量的方法§2-5水準儀的檢驗和校正§2-6水準測量的誤差及其消減方法§2-7精密水準儀和精密水準尺第二章高程測量§2-1高程測量概述§2-1高程測量概述水準測量：是利用水平視線來測量兩點間的高差。由于水準測量的精度較高，所以是高程測量中最主要的方法。三角高程測量：是測量兩點間的水平距離或斜距和豎直角(即傾斜角)，然后利用三角公式計算出兩點間的高差。三角高程測量一般精度較低，只是在適當?shù)臈l件下才被采用?！?-1高程測量概述水準測量：是利用水平視線來測量兩點間的[工學(xué)]工程測量-高程測量課件[工學(xué)]工程測量-高程測量課件高程控制點稱水準點——BM(BenchMark)。標石水準點墻腳水準點簡易標志水準點72.260m高程控制點稱水準點——BM(BenchMark)。72.2§2-2水準測量的原理

Principleofleveling

水準測量是利用水平視線來求得兩點的高差。

水準尺、水準儀讀數(shù)a稱為“后視讀數(shù)”；讀數(shù)b稱為“前視讀數(shù)”。點名(點號)：由大寫英文字母、阿拉伯數(shù)字、漢字、羅馬數(shù)字等組成。

高程：地面點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，當該地面點在大地水準面之上時取正值，反之取負值。高差具有方向性，記作h，其值可正可負?！?-2水準測量的原理

PrincipleofleveBack-sightfore-sightBack-sightfore-sight當兩點相距較遠或高差太大時，則可分段連續(xù)進行，從圖2-3中可得：

轉(zhuǎn)點：轉(zhuǎn)點起傳遞高程的作用。

測站、測段Turningpoint當兩點相距較遠或高差太大時，則可分段連續(xù)進行，從圖2-3§2-3水準儀和水準尺微傾式水準儀自動安平水準儀數(shù)字(電子)水準儀我國的水準儀系列標準分為：DS05、DS1、DS3和DS20水準尺：尺墊：LevelingrodsLevelingplate§2-3水準儀和水準尺微傾式水準儀Levelingr一、微傾式水準儀的構(gòu)造和使用

(一)DS3微傾式水準儀的構(gòu)造在一般水準測量中使用較廣的DS3型微傾式水準儀由下列三個主要部分組成：

望遠鏡它可以提供視線，并可讀出遠處水準尺上的讀數(shù)。

水準器用于指示儀器或視線是否處于水平位置。

基座用于置平儀器，它支承儀器的上部并能使儀器的上部在水平方向轉(zhuǎn)動。一、微傾式水準儀的構(gòu)造和使用1.望遠鏡十字絲分劃板視準軸——視線EyepiecelensesObjectivelensCrosshairfocusinglensLineofsight1.望遠鏡十字絲分劃板視準軸——視線Eyepi十字絲分劃板視準軸——視線2.水準器(1)管水準器又稱水準管BubbletubeCoincidencebubble符合氣泡十字絲分劃板視準軸——視線BubbletubeCoin

(2)圓水準器

圓水準器的分劃值，是頂蓋球面上2mm弧長所對應(yīng)的圓心角值，水準儀上圓水準器的角值為8′至15′(R=0.46～0.86m)。（1）水準管分劃值：水準管每2mm弧長（1格）對應(yīng)的圓心角值（通常10-20秒）(2)圓水準器圓水準器的分劃值，是頂蓋球面上2mm弧長

(二)DS3微傾式水準儀的使用1.安置水準儀

首先打開三腳架，安置三腳架要求高度適當、架頭大致水平并牢固穩(wěn)妥，在山坡上應(yīng)使三腳架的兩腳在坡下一腳在坡上。然后把水準儀用中心連接螺旋連接到三腳架上，取水準儀時必須握住儀器的堅固部位，并確認已牢固地連結(jié)在三腳架上之后才可放手。

(二)DS3微傾式水準儀的使用

(二)DS3微傾式水準儀的使用

2.儀器的粗略整平左手拇指法則，或右手食指法則：(1)先旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋，然后旋轉(zhuǎn)第三個腳螺旋；(2)旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋時必須作相對地轉(zhuǎn)動，即旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反。(3)氣泡移動的方向始終和左手大拇指移動的方向一致。(二)DS3微傾式水準儀的使用

3.照準目標準星瞄準目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦使十字絲豎絲照準水準尺3.照準目標

視差：當觀測時把眼睛稍作上下移動，如果尺像與十字絲有相對的移動，即讀數(shù)有改變，這一現(xiàn)象叫視差。其原因是尺像沒有落在十字絲平面上。消除視差的方法是先調(diào)目鏡調(diào)調(diào)焦螺旋使十字絲清晰，然后一邊調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋一邊仔細觀察，直到不再出現(xiàn)尺像和十字絲有相對移動為止，即尺像與十字絲在同一平面上。視差：當觀測時把眼睛稍作上下移動，如果尺像與十字絲有相對

4.視線的精確整平粗平→精平每次讀數(shù)前都需要重新使氣泡符合

5.讀數(shù)用十字絲中間的橫絲讀取水準尺的讀數(shù)。從尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，所以每個讀數(shù)必須有四位數(shù)。4.視線的精確整平[工學(xué)]工程測量-高程測量課件[工學(xué)]工程測量-高程測量課件三、數(shù)字水準儀三、數(shù)字水準儀[工學(xué)]工程測量-高程測量課件§2-4水準測量的方法

一、水準路線的形式附合水準路線閉合水準路線水準支線水準網(wǎng)測站、測段、路線§2-4水準測量的方法一、水準路線的形式

二、水準測量的施測方法

二、水準測量的施測方法

測站測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注＋－ⅠAZ12.0731.5260.54750.118已知A點高程=50.118ⅡZ1Z21.6241.4070.217ⅢZ2Z31.6781.3920.286ⅣZ3Z41.5951.4020.193ⅤZ4B0.9211.5030.58250.779Σ7.8917.2301.2430.582計算檢核測站測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差

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計算檢核測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注＋－A2.0

三、水準測量成果的檢核(一)測站檢核1.兩次儀器高法2.雙面尺法

(二)水準路線的檢核

1.附合水準路線附合水準路線的高程閉合差為：高程閉合差的大小在一定程度上反映了測量成果的質(zhì)量。

2.閉合水準路線三、水準測量成果的檢核3.水準支線理論上有：一般水準測量的容許高程閉合差為：鐵路線路水準測量的容許高程閉合差則為：3.水準支線

四、閉合差的分配和高程的計算當實際的高程閉合差在容許值以內(nèi)時，可把閉合差分配到各測段的高差上。顯然，高程測量的誤差是隨水準路線的長度或測站數(shù)的增加而增加，所以分配的原則是把閉合差以相反的符號根據(jù)各測段路線的長度或測站數(shù)按比例分配到各測段的高差上。故各測段高差的改正數(shù)為：或四、閉合差的分配和高程的計算[工學(xué)]工程測量-高程測量課件§2-5水準儀的檢驗和校正

一、微傾式水準儀的檢驗和校正微傾式水準儀的主要軸線見圖2-24，它們之間應(yīng)滿足的幾何條件是：1.圓水準器軸應(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.水準管軸應(yīng)平行于視準軸。§2-5水準儀的檢驗和校正一、微傾式水準儀的檢驗和校正(一)圓水準器的檢驗和校正儀器豎直軸旋轉(zhuǎn)前園水準軸旋轉(zhuǎn)后園水準軸(一)圓水準器的檢驗和校正儀器豎直軸旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)(二)十字絲橫絲的檢驗和校正

(二)十字絲橫絲的檢驗和校正(三)水準管的檢驗和校正(三)水準管的檢驗和校正(三)水準管的檢驗和校正檢驗步驟1儀器安置在兩點中間：2儀器安置在A或B點近旁：如果hI=hII,則i=0，否則i不為0校正方法：計算遠點尺的讀數(shù)誤差

遠點尺的正確讀數(shù)：(三)水準管的檢驗和校正遠點尺的正確讀數(shù)：§2-6水準測量的誤差及其消減方法一、儀器誤差(一)視準軸與水準管軸不平行引起的誤差(二)調(diào)焦引起的誤差(三)水準尺的誤差二、觀測誤差(一)氣泡居中誤差(二)估讀水準尺分劃的誤差(三)扶水準尺不直的誤差§2-6水準測量的誤差及其消減方法一、儀器誤差§2-6水準測量的誤差及其消減方法三、外界環(huán)境的影響(一)儀器下沉和水準尺下沉的誤差1.儀器下沉的誤差2.水準尺下沉的誤差(二)地球曲率和大氣折光的誤差1.地球曲率引起的誤差2.大氣折光引起的誤差(三)氣候的影響§2-6水準測量的誤差及其消減方法三、外界環(huán)境的影響儀器下沉影響儀器下沉影響尺下沉影響尺下沉影響地球曲率與大氣折光影響地球曲率與大氣折光影響

二、自動安平水準儀的構(gòu)造和使用(一)自動安平原理1.移動十字絲的方法2.移動像點的方法二、自動安平水準儀的構(gòu)造和使用軸承式補償器軸承式補償器軸承式補償器原理傾角傾角軸承式補償器原理傾角傾角§2-7精密水準儀和精密水準尺精密水準儀§2-7精密水準儀和精密水準尺精密水準儀S1型水準儀S1型水準儀平板玻璃測微器平板玻璃測微器精密水準尺精密水準尺精密水準儀讀數(shù)14865即1.4865m198151.9815m精密水準儀讀數(shù)14865即1.4865m19815數(shù)字水準儀面板數(shù)字水準儀面板數(shù)字水儀數(shù)字水儀香港理工大學(xué)學(xué)生實習(xí)-數(shù)字水準香港理工大學(xué)學(xué)生實習(xí)-數(shù)字水準香港理工大學(xué)學(xué)生實習(xí)-全站儀香港理工大學(xué)學(xué)生實習(xí)-全站儀第二章高程測量§2-1高程測量概述§2-2水準測量的原理§2-3水準儀和水準尺§2-4水準測量的方法§2-5水準儀的檢驗和校正§2-6水準測量的誤差及其消減方法§2-7精密水準儀和精密水準尺第二章高程測量§2-1高程測量概述§2-1高程測量概述水準測量：是利用水平視線來測量兩點間的高差。由于水準測量的精度較高，所以是高程測量中最主要的方法。三角高程測量：是測量兩點間的水平距離或斜距和豎直角(即傾斜角)，然后利用三角公式計算出兩點間的高差。三角高程測量一般精度較低，只是在適當?shù)臈l件下才被采用?！?-1高程測量概述水準測量：是利用水平視線來測量兩點間的[工學(xué)]工程測量-高程測量課件[工學(xué)]工程測量-高程測量課件高程控制點稱水準點——BM(BenchMark)。標石水準點墻腳水準點簡易標志水準點72.260m高程控制點稱水準點——BM(BenchMark)。72.2§2-2水準測量的原理

Principleofleveling

水準測量是利用水平視線來求得兩點的高差。

水準尺、水準儀讀數(shù)a稱為“后視讀數(shù)”；讀數(shù)b稱為“前視讀數(shù)”。點名(點號)：由大寫英文字母、阿拉伯數(shù)字、漢字、羅馬數(shù)字等組成。

高程：地面點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，當該地面點在大地水準面之上時取正值，反之取負值。高差具有方向性，記作h，其值可正可負?！?-2水準測量的原理

PrincipleofleveBack-sightfore-sightBack-sightfore-sight當兩點相距較遠或高差太大時，則可分段連續(xù)進行，從圖2-3中可得：

轉(zhuǎn)點：轉(zhuǎn)點起傳遞高程的作用。

測站、測段Turningpoint當兩點相距較遠或高差太大時，則可分段連續(xù)進行，從圖2-3§2-3水準儀和水準尺微傾式水準儀自動安平水準儀數(shù)字(電子)水準儀我國的水準儀系列標準分為：DS05、DS1、DS3和DS20水準尺：尺墊：LevelingrodsLevelingplate§2-3水準儀和水準尺微傾式水準儀Levelingr一、微傾式水準儀的構(gòu)造和使用

(一)DS3微傾式水準儀的構(gòu)造在一般水準測量中使用較廣的DS3型微傾式水準儀由下列三個主要部分組成：

望遠鏡它可以提供視線，并可讀出遠處水準尺上的讀數(shù)。

水準器用于指示儀器或視線是否處于水平位置。

基座用于置平儀器，它支承儀器的上部并能使儀器的上部在水平方向轉(zhuǎn)動。一、微傾式水準儀的構(gòu)造和使用1.望遠鏡十字絲分劃板視準軸——視線EyepiecelensesObjectivelensCrosshairfocusinglensLineofsight1.望遠鏡十字絲分劃板視準軸——視線Eyepi十字絲分劃板視準軸——視線2.水準器(1)管水準器又稱水準管BubbletubeCoincidencebubble符合氣泡十字絲分劃板視準軸——視線BubbletubeCoin

(2)圓水準器

圓水準器的分劃值，是頂蓋球面上2mm弧長所對應(yīng)的圓心角值，水準儀上圓水準器的角值為8′至15′(R=0.46～0.86m)。（1）水準管分劃值：水準管每2mm弧長（1格）對應(yīng)的圓心角值（通常10-20秒）(2)圓水準器圓水準器的分劃值，是頂蓋球面上2mm弧長

(二)DS3微傾式水準儀的使用1.安置水準儀

首先打開三腳架，安置三腳架要求高度適當、架頭大致水平并牢固穩(wěn)妥，在山坡上應(yīng)使三腳架的兩腳在坡下一腳在坡上。然后把水準儀用中心連接螺旋連接到三腳架上，取水準儀時必須握住儀器的堅固部位，并確認已牢固地連結(jié)在三腳架上之后才可放手。

(二)DS3微傾式水準儀的使用

(二)DS3微傾式水準儀的使用

2.儀器的粗略整平左手拇指法則，或右手食指法則：(1)先旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋，然后旋轉(zhuǎn)第三個腳螺旋；(2)旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋時必須作相對地轉(zhuǎn)動，即旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反。(3)氣泡移動的方向始終和左手大拇指移動的方向一致。(二)DS3微傾式水準儀的使用

3.照準目標準星瞄準目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦使十字絲豎絲照準水準尺3.照準目標

視差：當觀測時把眼睛稍作上下移動，如果尺像與十字絲有相對的移動，即讀數(shù)有改變，這一現(xiàn)象叫視差。其原因是尺像沒有落在十字絲平面上。消除視差的方法是先調(diào)目鏡調(diào)調(diào)焦螺旋使十字絲清晰，然后一邊調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋一邊仔細觀察，直到不再出現(xiàn)尺像和十字絲有相對移動為止，即尺像與十字絲在同一平面上。視差：當觀測時把眼睛稍作上下移動，如果尺像與十字絲有相對

4.視線的精確整平粗平→精平每次讀數(shù)前都需要重新使氣泡符合

5.讀數(shù)用十字絲中間的橫絲讀取水準尺的讀數(shù)。從尺上可直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，所以每個讀數(shù)必須有四位數(shù)。4.視線的精確整平[工學(xué)]工程測量-高程測量課件[工學(xué)]工程測量-高程測量課件三、數(shù)字水準儀三、數(shù)字水準儀[工學(xué)]工程測量-高程測量課件§2-4水準測量的方法

一、水準路線的形式附合水準路線閉合水準路線水準支線水準網(wǎng)測站、測段、路線§2-4水準測量的方法一、水準路線的形式

二、水準測量的施測方法

二、水準測量的施測方法

測站測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注＋－ⅠAZ12.0731.5260.54750.118已知A點高程=50.118ⅡZ1Z21.6241.4070.217ⅢZ2Z31.6781.3920.286ⅣZ3Z41.5951.4020.193ⅤZ4B0.9211.5030.58250.779Σ7.8917.2301.2430.582計算檢核測站測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差

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計算檢核測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程備注＋－A2.0

三、水準測量成果的檢核(一)測站檢核1.兩次儀器高法2.雙面尺法

(二)水準路線的檢核

1.附合水準路線附合水準路線的高程閉合差為：高程閉合差的大小在一定程度上反映了測量成果的質(zhì)量。

2.閉合水準路線三、水準測量成果的檢核3.水準支線理論上有：一般水準測量的容許高程閉合差為：鐵路線路水準測量的容許高程閉合差則為：3.水準支線

四、閉合差的分配和高程的計算當實際的高程閉合差在容許值以內(nèi)時，可把閉合差分配到各測段的高差上。顯然，高程測量的誤差是隨水準路線的長度或測站數(shù)的增加而增加，所以分配的原則是把閉合差以相反的符號根據(jù)各測段路線的長度或測站數(shù)按比例分配到各測段的高差上。故各測段高差的改正數(shù)為：或四、閉合差的分配和高程的計算[工學(xué)]工程測量-高程測量課件§2-5水準儀的檢驗和校正

一、微傾式水準儀的檢驗和校正微傾式水準儀的主要軸線見圖2-24，它們之間應(yīng)滿足的幾何條件是：1.圓水準器軸應(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.水準管軸應(yīng)平行于視準軸?！?-5水準儀的檢驗和校正一、微傾式水準儀的檢驗和校正(一)圓水準器的檢驗和校正儀器豎直軸旋轉(zhuǎn)前園水準軸旋轉(zhuǎn)后園水準軸(一)圓水準器的檢驗和校正儀器豎直軸旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)(二)十字絲橫絲的檢驗和校正

(二)十字絲橫絲的檢驗