測(cè)量學(xué)第二章 水準(zhǔn)測(cè)量

第1頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測(cè)量概述（1）高程的概念：地面上的點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的垂直距離稱為絕對(duì)高程（簡(jiǎn)稱高程，又稱海拔）。第2頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測(cè)量概述（2）測(cè)量高程的基本方法：水準(zhǔn)測(cè)量的方法：利用視線水平的原理來(lái)測(cè)定兩點(diǎn)間的高差；適用于平坦地區(qū)。三角高程測(cè)量的方法：

利用測(cè)出距離和豎直角來(lái)計(jì)算兩點(diǎn)間高差的方法；適用于非平坦地區(qū)。第3頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測(cè)量概述（3）我國(guó)的高程系統(tǒng)我國(guó)采用黃海高程系：以青島港驗(yàn)潮站的長(zhǎng)期觀測(cè)資料推算出的黃海平均海面作為中國(guó)的水準(zhǔn)基面，即零高程面。中國(guó)水準(zhǔn)原點(diǎn)建立在青島驗(yàn)潮站附近，并構(gòu)成原點(diǎn)網(wǎng)。用精密水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)定水準(zhǔn)原點(diǎn)相對(duì)于黃海平均海面的高差，即水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程，定為全國(guó)高程控制網(wǎng)的起算高程。第4頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)的水準(zhǔn)原點(diǎn)第5頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測(cè)量概述1956黃海高程系：

采用青島驗(yàn)潮站1950～1956年觀測(cè)結(jié)果求得的黃海平均海水面作為高程基準(zhǔn)面。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)面得出的原點(diǎn)的高程為：

72.289m。1985國(guó)家高程基準(zhǔn)：

從1989年起，國(guó)家規(guī)定采用青島驗(yàn)潮站1952～1979年的觀測(cè)資料，計(jì)算得出的平均海水面作為新的高程基準(zhǔn)面，根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)面得出的原點(diǎn)的高程為：72.260m。第6頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1高程測(cè)量概述國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)按精度分為一、二、三、四等

國(guó)家第二期一等水準(zhǔn)網(wǎng)高程起算點(diǎn)為水準(zhǔn)原點(diǎn)。高程系統(tǒng)為“1985國(guó)家高程系統(tǒng)”，共有292條線路、19931個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，總長(zhǎng)度為93341公里，形成了覆蓋全國(guó)的高程基礎(chǔ)控制網(wǎng)（臺(tái)灣資料暫缺）。

水準(zhǔn)原點(diǎn)第7頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.2水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，在豎立在兩點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)以測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推算未知點(diǎn)的高程。第8頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.2水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理高差＝后視讀數(shù)－前視讀數(shù)后視前視的概念：規(guī)定沿水準(zhǔn)路線前進(jìn)的方向，前面的方向稱為前視，后面的方向稱為后視。大地水準(zhǔn)面bHBHAhAB前進(jìn)方向ABa演示第9頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.2水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理高程的計(jì)算：AB常用規(guī)則：一般用H表示高程，h表示高差。第10頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單站水準(zhǔn)測(cè)量：第11頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連續(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。ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4B轉(zhuǎn)點(diǎn)與測(cè)站第12頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)面曲率對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響：第13頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.3DS3水準(zhǔn)儀及配套設(shè)備簡(jiǎn)介進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量需要以下的設(shè)備：水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀腳架水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)儀的使用第14頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介水準(zhǔn)儀按其精度可分為：DS05,DS1,DS3,DS10等幾種等級(jí)，“D”和“S”分別表示“大地”和“水準(zhǔn)”，其下標(biāo)數(shù)值的表示：每公里水準(zhǔn)測(cè)量的誤差（以mm為單位），05表示每公里水準(zhǔn)測(cè)量的誤差0.5mm，1表示每公里水準(zhǔn)測(cè)量的誤差1mm，其中DS05,DS1稱為精密水準(zhǔn)儀，其它稱為普通水準(zhǔn)儀。第15頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介放大倍率32×有效孔徑42mm視場(chǎng)角1°26'乘常數(shù)100加常數(shù)0最短視距≤2M圓水準(zhǔn)器角值8'/2mm管狀水準(zhǔn)器角值22"/2mm度盤(pán)360°or360gon度盤(pán)分度值1°or1gon第16頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介目鏡水準(zhǔn)管目鏡微動(dòng)螺旋制動(dòng)螺旋對(duì)光螺旋物鏡準(zhǔn)星缺口水準(zhǔn)管圓水準(zhǔn)器三腳架腳螺旋主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。微傾螺旋第17頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介(1)望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像原理－1望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造第18頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介望遠(yuǎn)鏡的成像光路(1)望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像原理－2第19頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介(1)望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像原理－3視差的產(chǎn)生視差的消除方法：必須重新進(jìn)行目鏡和物鏡調(diào)焦，知之消除視差。第20頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介（2）水準(zhǔn)器及其靈敏度

水準(zhǔn)管分為水準(zhǔn)管和圓水準(zhǔn)器兩種符合水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管的構(gòu)造第21頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介水準(zhǔn)器及其靈敏度—圓水準(zhǔn)器第22頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介水準(zhǔn)器及其靈敏度—衡量水準(zhǔn)器精度的指標(biāo)：第23頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DS3水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介（3）基座第24頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀配套設(shè)備(A)腳架第25頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀配套設(shè)備水準(zhǔn)尺和尺墊第26頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀的使用安置粗平瞄準(zhǔn)精平讀數(shù)第27頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）安置:

打開(kāi)三角架，并旋緊連接螺旋將水準(zhǔn)儀牢固連接在腳架上。水準(zhǔn)儀的使用第28頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀的使用（2）粗平

轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中，使儀器的縱軸大致鉛垂，為精確整平創(chuàng)造條件。演示第29頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀的使用（3）瞄準(zhǔn)

把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，并使水準(zhǔn)尺的成像清晰。調(diào)目鏡，使“十字絲”的成像清晰；用制動(dòng)螺旋粗略的瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，并粗略進(jìn)行物鏡調(diào)焦，使水準(zhǔn)尺出現(xiàn)在視場(chǎng)中；用微動(dòng)螺旋精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，并消除視差。第30頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀的使用(4)精平

使水準(zhǔn)管氣泡居中，從而使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸處于水平位置。第31頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)儀的使用（5）讀數(shù)

無(wú)論水準(zhǔn)尺成倒像還是正像，讀數(shù)均由小往大讀，讀數(shù)讀4位數(shù)，讀到mm單位，按0***,1***的格式填入記錄手簿中，如0523，1485分別表示讀數(shù)為：0.523m,1.485m。第32頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理水準(zhǔn)點(diǎn)

分為固定水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)兩種。第33頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理水準(zhǔn)路線

閉合水準(zhǔn)路線；

附合水準(zhǔn)路線；

支水準(zhǔn)路線；

水準(zhǔn)網(wǎng)。第34頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理水準(zhǔn)測(cè)量的方法

兩次儀器高的方法：即每測(cè)站上用兩次不同的儀器高來(lái)測(cè)定兩點(diǎn)間的高差取平均值的方法。第35頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單面尺普通水準(zhǔn)測(cè)量記錄表格測(cè)站點(diǎn)號(hào)后視前視高差高程＋－1N10347-1.28446.215轉(zhuǎn)點(diǎn)16312轉(zhuǎn)點(diǎn)0306-2.318N2262442.6133N20833-0.683轉(zhuǎn)點(diǎn)15164轉(zhuǎn)點(diǎn)1528+1.027轉(zhuǎn)點(diǎn)05015轉(zhuǎn)點(diǎn)2368+1.674B069444.631第36頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月編號(hào)后下絲前下絲方向及尺號(hào)標(biāo)尺讀數(shù)K＋黑－紅高差中數(shù)備考尺上絲尺上絲后距前距黑面紅面視距差d∑d115710739后A138461710A尺：K＝4787B尺：K＝468711970363前B05515239-137.437.6后－前+0833+0932+1+0.832-0.2-0.2221212196后B19346621017471821前A20086796-137.437.5后－前-0074-0175+1-0.074-0.1-0.3319142055后A17266513015391678前B18666554-137.437.7后－前-0140-0041+1-0.140-0.3-0.6設(shè)第一站后視點(diǎn)高程為50.000m,則第3站前視點(diǎn)的高程為50.618m

。雙面尺普通水準(zhǔn)測(cè)量記錄表格第37頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理雙面尺法：

瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)—精平—讀數(shù)

瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)—精平—讀數(shù)

瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)—精平—讀數(shù)

瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)—精平—讀數(shù)注意：同一標(biāo)尺紅黑面讀數(shù)相差4687或4787這樣一個(gè)常數(shù)，計(jì)算高差時(shí)以黑面尺為準(zhǔn)。演示第38頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理水準(zhǔn)測(cè)量的成果整理

水準(zhǔn)測(cè)量的計(jì)算步驟：計(jì)算閉合差閉合差的分配計(jì)算高程值第39頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算（以附和路線為例）：第40頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：第41頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及其注意事項(xiàng)引起水準(zhǔn)測(cè)量的誤差主要有：儀器誤差

水準(zhǔn)儀軸系誤差，i角誤差置平誤差水準(zhǔn)尺傾斜誤差水準(zhǔn)儀下沉誤差

采用“后—前—前—后”的觀測(cè)順序外界環(huán)境的影響第42頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及其注意事項(xiàng)水準(zhǔn)儀的儀器誤差：

水準(zhǔn)儀的軸系必須滿足以下一些條件:

圓水準(zhǔn)管軸平行于縱軸（L’//V）；

橫絲垂直于縱軸；

水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸(L//C).三軸條件第43頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及其注意事項(xiàng)i角誤差消除方法：

1將儀器安置在標(biāo)尺的中央；2將觀測(cè)成果用數(shù)學(xué)模型改正。ABiia1a1b1CΔΔ第44頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及其注意事項(xiàng)水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)特別注意的事項(xiàng)：

(1)觀測(cè)

觀測(cè)前儀器必須檢校；

水準(zhǔn)儀至前后標(biāo)尺的距離應(yīng)大致相等。

(2)記錄

記員應(yīng)回報(bào)，而且不能用橡皮修改，記錄員應(yīng)檢查觀測(cè)無(wú)誤后再通知觀測(cè)員搬站。第45頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.6其它水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀第46頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.6其它水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介精密水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)望遠(yuǎn)鏡放