第2章 水準(zhǔn)測(cè)量課件

第二章水準(zhǔn)測(cè)量1引言2水準(zhǔn)測(cè)量三角高程測(cè)量氣壓高程測(cè)量測(cè)量地面點(diǎn)高程的方法：內(nèi)容3水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)儀及其使用水準(zhǔn)測(cè)量方法水準(zhǔn)儀的檢查和校正水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析2.1

水準(zhǔn)測(cè)量原理42.1水準(zhǔn)測(cè)量原理ABhAB大地水準(zhǔn)面HA（已知）HB=？間的高差，從而推算高程的一種方法a

bhAB

=

a－b HB=

HA+

hAB1.水準(zhǔn)測(cè)量原理利用能提供水平視線的儀器，測(cè)定地面點(diǎn)52.1水準(zhǔn)測(cè)量原理AB大地水準(zhǔn)面HA（已知）HB=？abhAB

=

a－b HB=

HA+

hAB后視點(diǎn)前視點(diǎn)hAB后視讀數(shù)前視讀數(shù)觀測(cè)方向62.1水準(zhǔn)測(cè)量原理若A，B之間的距離太長(zhǎng)，1公里，2公里，怎么辦？AB72.1水準(zhǔn)測(cè)量原理2.連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量AB∑h大地水準(zhǔn)面HB=?ＨAhAB=

∑h

=h1+h2+

…=(a1

－

b1)+(a2－

b2

)+…

=

∑a－∑b轉(zhuǎn)點(diǎn)

測(cè)站8轉(zhuǎn)點(diǎn)選擇注意選擇土質(zhì)穩(wěn)固的地方作為轉(zhuǎn)點(diǎn)位置；盡可能保持各測(cè)站的前后視距大致相等；保持整條水準(zhǔn)路線的前視視距、后視視距距之和相等。92.2

水準(zhǔn)儀及其使用102.2水準(zhǔn)儀及其使用11DS05DS1DS3一等水準(zhǔn)測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量普通水準(zhǔn)測(cè)量下標(biāo)的意義：每公里往返測(cè)高差中數(shù)中誤差1.概述水準(zhǔn)儀：提供水平視線水準(zhǔn)儀和標(biāo)尺122.2水準(zhǔn)儀及其使用DS3型水準(zhǔn)儀2.結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器基

座132.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)目鏡微傾螺旋物鏡調(diào)焦螺旋物鏡左右微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)螺旋腳螺旋準(zhǔn)星142.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－望遠(yuǎn)鏡物鏡調(diào)焦透鏡十字絲分劃板目鏡上絲下絲中絲15豎絲2.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－水準(zhǔn)器是用以指示視線水平或豎軸是否豎直的裝置。 長(zhǎng)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器長(zhǎng)水準(zhǔn)管圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器軸16長(zhǎng)水準(zhǔn)管軸2.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)管軸圓水準(zhǔn)器校正螺旋圓水準(zhǔn)器的作用：粗略整平分劃值：8′~30′/2mm172.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－長(zhǎng)水準(zhǔn)管長(zhǎng)水準(zhǔn)管的作用：精確整平分劃值：20″/2mm長(zhǎng)水準(zhǔn)管軸怎樣保證水準(zhǔn)管氣泡精確居中？182.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－符合水準(zhǔn)器192.2水準(zhǔn)儀及其使用3.水準(zhǔn)尺和尺墊黑面起點(diǎn)0.000和0.000米紅面起點(diǎn)4.687和4.787米202.2水準(zhǔn)儀及其使用21使用基本步驟：安置：安置三腳架和水準(zhǔn)儀粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中瞄準(zhǔn)：粗瞄和精瞄精平：使長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡居中讀數(shù)：用中絲讀數(shù)2.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用安置：安置三腳架和水準(zhǔn)儀注意事項(xiàng)222.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用2、粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中132312232.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用2、粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中242.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用3、照準(zhǔn)：粗瞄,對(duì)光,精瞄和消除視差缺口水平微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)螺旋對(duì)光螺旋 準(zhǔn)星目鏡調(diào)節(jié)螺旋25消除視差的方法先進(jìn)行目鏡調(diào)焦，使十字絲十分清晰；再瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)十分清晰，使目標(biāo)與十字絲平面之間沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)。262.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用4、精平：使長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡居中微傾螺旋272.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用5、讀數(shù)：用中絲讀數(shù)0.71428讀數(shù)練習(xí)a0.761bc6.2541.495292.2水準(zhǔn)儀及其使用305.

精密水準(zhǔn)儀

精密水準(zhǔn)儀（DS05、DS1）主要用于國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量(the

first

and

second

orderleveling)和高精度的工程測(cè)量中；

例如建構(gòu)筑物的沉降觀測(cè)，大型橋梁工程的施工測(cè)量和大型精密設(shè)備安裝的水平基準(zhǔn)測(cè)量等。2.2水準(zhǔn)儀及其使用315.

精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)：望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)大，分辨率高，如規(guī)范要求

DS1不小于38倍，DS05不小于40倍；管水準(zhǔn)器分劃值為10″/2mm，精平精度高；望遠(yuǎn)鏡的物鏡有效孔徑大，亮度好；

望遠(yuǎn)鏡外表材料一般采用受溫度變化小的因瓦合金鋼，以減小環(huán)境溫度變化的影響；采用平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)，讀數(shù)誤差?。慌鋫渚芩疁?zhǔn)尺。2.2水準(zhǔn)儀及其使用5.

精密水準(zhǔn)儀N3微傾式精密水準(zhǔn)儀每km往返測(cè)高差中數(shù)的中誤差為±0.3mm。322.2水準(zhǔn)儀及其使用5.

精密水準(zhǔn)儀測(cè)微尺原理332.2水準(zhǔn)儀及其使用5.

精密水準(zhǔn)儀－自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀自動(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，借助一種“補(bǔ)償器”的特別裝置，使視線自動(dòng)處于水平狀態(tài)。342.2水準(zhǔn)儀及其使用望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)安平補(bǔ)償器電子水準(zhǔn)儀調(diào)焦螺旋制動(dòng)、微動(dòng)螺旋調(diào)焦發(fā)送器：計(jì)算概略視距值；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)5.

精密水準(zhǔn)儀－數(shù)字水準(zhǔn)儀（電子水準(zhǔn)儀）基座

—

腳螺旋35實(shí)驗(yàn)1

水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)及其使用36實(shí)驗(yàn)1水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)及其使用37實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釪S3型水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造，認(rèn)清主要

部件的名稱(chēng)、性能和作用。練習(xí)水準(zhǔn)儀的正確安置、照準(zhǔn)和讀數(shù)。方法和步驟：安置儀器認(rèn)識(shí)儀器部件粗略整平，精確整平水準(zhǔn)儀操作觀測(cè)練習(xí)實(shí)驗(yàn)1水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)及其使用38分組：每組4～5人要求：每個(gè)人輪流操作記錄數(shù)據(jù),上交成果2.3

水準(zhǔn)測(cè)量方法392.3水準(zhǔn)測(cè)量方法40水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)一、二等水準(zhǔn)測(cè)量 －

國(guó)家高程控制基礎(chǔ)三、四等水準(zhǔn)測(cè)量 －

地形測(cè)量、工程測(cè)量等外水準(zhǔn)測(cè)量 －

地形測(cè)圖圖根高程2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法411.水準(zhǔn)路線的布設(shè)符合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)網(wǎng)2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)（1）附合水準(zhǔn)路線BM142BM22.3水準(zhǔn)測(cè)量方法1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)（2）閉合水準(zhǔn)路線BM0已知高程432.3水準(zhǔn)測(cè)量方法1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)（3）支水準(zhǔn)路線BM0442.3水準(zhǔn)測(cè)量方法1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)（4）水準(zhǔn)網(wǎng)BM3BM1BM2結(jié)點(diǎn)452.3水準(zhǔn)測(cè)量方法461.水準(zhǔn)路線的布設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量要求：閉合、附合水準(zhǔn)采用單程觀測(cè)支水準(zhǔn)采用往返觀測(cè)或單程雙次視線長(zhǎng)度小于100m前后視距差小于10m視距累積差小于50m安排成偶數(shù)站2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法水準(zhǔn)測(cè)量示意圖-

中絲讀數(shù)整平；讀數(shù)；記錄；檢核；移站；2.外業(yè)實(shí)施472.3水準(zhǔn)測(cè)量方法2.外業(yè)實(shí)施∑測(cè)站測(cè)點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程1BM11.563+0.57719.431TP10.9862TP1A1.7621.828－0.066校核∑a=

3.325

∑b=

2.814

∑a

－∑b

=

+0.511

h=

+0.511尺墊BM1TP112ABM2.

.

.

.

.

.482.3水準(zhǔn)測(cè)量方法493.內(nèi)業(yè)計(jì)算基本步驟：計(jì)算相鄰固定點(diǎn)之間的高差和距離(或測(cè)站數(shù));填表或畫(huà)草圖計(jì)算計(jì)算高差閉合差和允許閉合差；附合線

fh

=

H始＋∑h

測(cè)－H終閉合路線

fh

=

∑h

測(cè)支水準(zhǔn)路線fh=h

往+h

返2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法3）滿足?h<fh允，計(jì)算高差改正數(shù);閉合差調(diào)整：將閉合差反號(hào)，按測(cè)站數(shù)或距離成正比分配到各段中。允許閉合差計(jì)算公式L：水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度（公里）n：總站數(shù)502.3水準(zhǔn)測(cè)量方法513.內(nèi)業(yè)計(jì)算vi

=-

f

h

×n

i

/

[n][L]——線路總長(zhǎng)；vi

=-

f

h

×L

i

/

[L]L

i

——第i段長(zhǎng)度（i=1,2…[n]——測(cè)站總數(shù)；ni

——為第i測(cè)段測(cè)站數(shù)。vi

——各測(cè)段高差改正注：Σv與?h

大小相等，符號(hào)相反支導(dǎo)線不需計(jì)算閉合差2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法523.內(nèi)業(yè)計(jì)算4）計(jì)算改正后高差

hi’

=

hi

+

vi5）計(jì)算各點(diǎn)的高程

H

i+1

=

Hi+hi’2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法3.內(nèi)業(yè)計(jì)算-示例1BM1BM2AB2+0.5114+2.7914－1.632點(diǎn)號(hào)站數(shù)觀測(cè)值改正數(shù)改正后高差高程BM119.4312＋0.511＋0.004＋0.515A19.9464＋2.791＋0.008＋2.799B22.7454－1.632＋0.008－1.624BM221.12110＋1.670＋0.020＋1.690∑fh=

19.431

+1.670－21.121=－20(mm)fh允=±31(mm)532.3水準(zhǔn)測(cè)量方法2543.內(nèi)業(yè)計(jì)算－示例2例：已知水準(zhǔn)點(diǎn)IV1的高程H始=21.453

m，IV2點(diǎn)的高程H終=25.006m，求各點(diǎn)平差后高程。13h1=3.748n1

=5

n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.4304n

=4h4=0.715IV1IV2（1）高差閉合差的計(jì)算2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法255f

h=H始+∑h測(cè)-H終=21.453

+

3.528-25.006=

-0.025mf

h允

=

±

10√n

=

±

50

mm

(合 格)13h1=3.748n1

=5

n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.4304n

=4h4=0.715IV1IV2（2）高差閉合差的調(diào)整δi

=

-

f

h

×

n

i

/

[n]δ1=0.005m

δ2=0.010m

δ3=0.006mδ4=0.004m檢核計(jì)算：

∑

δ

i

=

- fh

（fh

=-25mm）2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法15623n1

=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.4304n

=4h4=0.715IV1IV2h1′= h1

+

δ1

=

+3.753h2′=

h2

+

δ2

=

-12.355h3′=

h3

+

δ3

=

+11.436h4′=

h4

+

δ4

=

+0.7192.3水準(zhǔn)測(cè)量方法（3）計(jì)算各點(diǎn)改正后的高差15723n1

=5

n2=10h1=3.7482h

=-12.365n3=6h3=11.4304n

=44h

=0.715IV1IV2δ1

=

+0.005mδ2

=

+0.010mδ3

=

+0.006mδ4

=

+0.004mH1

=

HIV1

+h1′

=

25.206mH2H3=

H1

+

h2′=

H2

+

h3′=

12.851m=

24.287mHIV2=

H3

+

h4

′ =

25.006m2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法123n1

=5h1’=3.753n2=102’h

=-12.3553n

=63’h

=11.4364n

=44’h

=0.719IV1（4）計(jì)算各點(diǎn)的高程HIV1

=

21.453

mIV2(已知高程)算例完582.4

水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正59圓水準(zhǔn)器儀軸器豎軸60水準(zhǔn)管視準(zhǔn)軸軸2.4

水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀滿足軸線條件圓水準(zhǔn)器軸//儀器豎軸十字絲橫絲垂直于豎軸水準(zhǔn)管軸//視準(zhǔn)軸2.4

水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正61圓水準(zhǔn)器檢校檢驗(yàn)方法：使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中

－> 望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180o

-> 如果仍然居中，說(shuō)明滿足此條件。如果氣泡偏離中央位置，則需校正。校正方法：轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使氣泡向中間移動(dòng)偏離量的一半，然后用改正針校正氣泡，使其居中。2.4

水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正十字絲檢校檢驗(yàn)方法：整平儀器，瞄準(zhǔn)墻上的固定點(diǎn)，水平微動(dòng)，固定點(diǎn)是否離開(kāi)十字絲橫絲。如果偏離十字絲橫絲，則需校正。校正方法：撥正十字絲環(huán)。AA622.4

水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正3.水準(zhǔn)管軸的檢校(i角)=206265〞632.4

水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正64水準(zhǔn)管軸的檢校校正方法:儀器在B點(diǎn)附近，i角對(duì)近尺讀數(shù)的影響忽略不計(jì)?？梢运愠鲞h(yuǎn)尺的正確讀數(shù)a2′=h1

+b2。轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使得遠(yuǎn)尺A上讀數(shù)恰為a2′。用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管上、下兩校正螺絲，使氣泡居中，這時(shí)水準(zhǔn)管軸就平行于視準(zhǔn)軸。2.5

水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析652.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析66測(cè)量中的三類(lèi)誤差：儀器誤差觀測(cè)誤差外界條件引起的誤差誤差不可避免，掌握規(guī)律，設(shè)法消除或減弱。2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析671.儀器誤差誤差類(lèi)型處理方法I角誤差前后視距盡量相等調(diào)焦誤差前后視距盡量相等水準(zhǔn)尺零點(diǎn)誤差每個(gè)測(cè)段安排成偶數(shù)站2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析682.觀測(cè)誤差誤差類(lèi)型處理方法整平誤差視線不要太長(zhǎng)照準(zhǔn)誤差視線不要太長(zhǎng)估讀誤差視線不要太長(zhǎng)水準(zhǔn)尺傾斜誤差安置圓水準(zhǔn)器2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析693.外界條件引起的誤差誤差類(lèi)型處理方法儀器垂直位移后－前－前－后尺墊垂直位移往返觀測(cè)地球曲率前后視距盡量相等大氣垂直折光前后視距盡量相等2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析70視線高出地面0.3m，選擇合適的天氣（陰天、晚上、無(wú)風(fēng)等）避開(kāi)不利的環(huán)境（日出后、日落前半小時(shí)、 中午、大風(fēng)等）最主要的是要求前后視距離應(yīng)相等！避免大氣折射和天氣的影響實(shí)驗(yàn)2

普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)71實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)假設(shè)HK1=25.124m測(cè)定K4的高程。K4致用樓K3K2K1K6K5轉(zhuǎn)點(diǎn)72實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)73外業(yè)注意幾點(diǎn)：架儀器要注意前后視距大致相等尺墊只在轉(zhuǎn)點(diǎn)處使用讀數(shù)前要精平后視完畢轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀

數(shù)，（切記不能動(dòng)腳螺旋）視線要小于100米實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)74觀測(cè)步驟：立水準(zhǔn)尺；架設(shè)儀器，粗平；瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)->調(diào)十字絲->調(diào)物鏡->精平->讀數(shù)記錄；轉(zhuǎn)向前視->重新精平->讀數(shù)記錄（切記不 能動(dòng)腳螺旋）搬站.實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)BM1TP112A測(cè)站測(cè)點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高

差高

程1