水準(zhǔn)測(cè)量原理及方法

關(guān)于水準(zhǔn)測(cè)量原理及方法A：后視點(diǎn)，a：后視讀數(shù)；B：前視點(diǎn)，b：前視讀數(shù)。a計(jì)算高程的方法：高差法：hAB

=a-b;

HB=HA+hAB

視線高程法：HI=HA+aHB=HI-b§2-1水準(zhǔn)測(cè)量原理HA平均海水面水平視線hABHIHB?ABb前進(jìn)方向利用儀器提供水平視線，測(cè)定地面上兩點(diǎn)間的高差，推算待測(cè)點(diǎn)的高程第2頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天水準(zhǔn)儀按精度分精密水準(zhǔn)儀DS05DS1普通水準(zhǔn)儀DS3DS10§2-2水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具一、DS3型水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器基座第3頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天目鏡物鏡調(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)星微傾螺旋第4頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天②視準(zhǔn)軸（CC）：十字絲交點(diǎn)與望遠(yuǎn)鏡物鏡光心的連線①組成：由物鏡、對(duì)光透鏡十字絲分劃板和目鏡等部分組成。③十字絲作用：瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)基準(zhǔn)線。④望遠(yuǎn)鏡的作用:瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方的目標(biāo)2、望遠(yuǎn)鏡1、基座⑤性能指標(biāo)：放大率第5頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、水準(zhǔn)器L0L0第6頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、水準(zhǔn)尺和尺墊1、水準(zhǔn)尺直尺折尺塔尺尺底起始刻劃：黑面：0m紅面：4.687mor4.787m2、尺墊：三角形、半圓形；鑄鐵制造作用：標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)位，防止土質(zhì)下沉第7頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天§2-3水準(zhǔn)儀的使用第8頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、轉(zhuǎn)點(diǎn)（TPi/ZDi)：傳遞高程的過渡點(diǎn)作用：傳遞高程（無(wú)固定點(diǎn)位，無(wú)須計(jì)算其高程）1、水準(zhǔn)點(diǎn)（BenchMark）：已知高程點(diǎn)作用：統(tǒng)一全國(guó)的高程系統(tǒng)滿足各種測(cè)量需要引測(cè)其它點(diǎn)的高程種類：永久性臨時(shí)性一、水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)的概念§2-4水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)第9頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施h1=a1-b1

h2=a2-b2

h3=a3-b3

h4=a4-b4hAB=h=a-

bHB=HA+hAB第1站：第2站：第3站：第4站：a1b1a2b2a3b3a4b41234ABTP1TP2TP3第10頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天測(cè)站測(cè)點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差(m)高程(m)備注1A14670.34327.354已知TP111242TP11385-0.289TP216743TP218690.926TP309434TP314250.213TP412125TP41367-0.365B173228.182計(jì)算校核7513-6685=0.828第11頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）測(cè)站校核１、變儀器高法(兩次成果之差≤5mm)２、雙面尺法三、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核（二）計(jì)算校核第12頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天２、附合水準(zhǔn)路線

?h=h測(cè)-（H終-H始)≤fh允３、支水準(zhǔn)路線

?h=h往+h返≤fh允AB123A12１、閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差：?h=h測(cè)≤fh允h2A1234h1h3h4h5（三）成果校核（路線校核）第13頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天精度要求：fh允=式中：L----路線長(zhǎng)度，以km計(jì)。

n----測(cè)站總數(shù)?！В篖、n以單程計(jì)。第14頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天§2-5水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)

閉合、附合水準(zhǔn)路線第i待測(cè)點(diǎn)的高程：Hi=Hi-1+hi正平差高差閉合差、計(jì)算點(diǎn)的高程第15頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天支水準(zhǔn)路線第16頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天例題AB123點(diǎn)號(hào)測(cè)站數(shù)hi測(cè)（m)改正數(shù)(m)hi正(m)高程(m)備注A12+2.785-0.010+2.77556.345已知159.12018-4.369-0.016-4.385254.73513+1.980-0.011+1.969356.70411+2.345-0.010+2.335B59.039已知54+2.741-0.047+2.694∑fh=2.741-(59.030-56.345)=+0.047m第17頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)一、二1、內(nèi)容：①水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)和使用②閉合水準(zhǔn)路線測(cè)量2、要求：（1）每人獨(dú)立觀測(cè)完成一條水準(zhǔn)路線，設(shè)待測(cè)點(diǎn)1~2個(gè)，測(cè)站總數(shù)n≥4（2）3、儀器安排1臺(tái)/4人；水準(zhǔn)尺一付；尺墊一付；記錄板一只實(shí)驗(yàn)室排球場(chǎng)N待測(cè)點(diǎn)已知點(diǎn)HBMi=10m第18頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件1、L′L′∥VV2、十字絲橫絲⊥VV3、LL∥CC→主條件視準(zhǔn)軸水準(zhǔn)管軸支點(diǎn)微傾螺旋§2-8微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正一、水準(zhǔn)儀的一般檢查第19頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、檢驗(yàn)與校正1、L′L′∥VV的檢校方法和步驟：（1）檢驗(yàn)：用腳螺旋整平儀器，轉(zhuǎn)動(dòng)儀器180°，若氣泡居中，不需要校正，否則，需要校正。（2）校正：用校針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡向中間移動(dòng)偏離量的一半，再用腳螺旋整平儀器，反復(fù)1、2、兩步，直到條件滿足為止。L′L′VVVVL′L′第20頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）原理：若條件滿足，精平儀器后，橫絲掃過的面是水平面。（2）檢驗(yàn)：讓橫絲的一端對(duì)準(zhǔn)固定點(diǎn)A，微動(dòng)視線，若A始終在橫絲上移動(dòng)，則條件成立，不需要校正，否則，需要校正。（3）校正方法和步驟：2、十字絲橫絲⊥VV的檢校(a)(b)護(hù)蓋第21頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、LL∥CC的檢校（5）校正

轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋→使A尺讀數(shù)為:a2正=hAB正+b2

→用撥針撥動(dòng)校正螺絲，使長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡居中→反復(fù)幾次，直至條件滿足為止。abhAB（1）準(zhǔn)備場(chǎng)地在平坦地上標(biāo)定A、B，約為80m，C為AB的中點(diǎn)。（2）測(cè)hAB正=a1-b1（3）在B附近約3m處，測(cè)得a2,b2讀數(shù)（4）計(jì)算a2正，a2正=hAB正+b2

檢查：

△a=|a2-a2正|≤5mm，不需校正，否則校正。a2正第22頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)三：1、內(nèi)容：水準(zhǔn)儀的檢校2、要求：按序檢查儀器應(yīng)滿足的幾何條件3、儀器安排：1臺(tái)/2人；水準(zhǔn)尺一付；尺墊一付；記錄板一只；皮尺一把第23頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天§2-9水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析一、誤差來(lái)源：（1）儀器不夠完善（2）觀測(cè)者感覺的限制（3）外界條件的變化二、誤差分析1、儀器誤差：

1）校正殘余誤差

2）對(duì)光誤差（對(duì)光透鏡非線形運(yùn)動(dòng)）

3）水準(zhǔn)尺誤差（零點(diǎn)不準(zhǔn)）第24頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第25頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、外界條件的影響（1）儀器垂直位移“后、前、前、后”（2）尺墊垂直位移“往返觀測(cè)取中數(shù)”（3）溫度影響“撐傘遮陽(yáng)”（4）地球曲率及大氣折光影響第26頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天AB水平視線γ1c1γ2c2f1f2D后≈D前f1≈f2D后D前地球曲率與大氣折光影響第27頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天習(xí)題：P29：1、2、5、6、9、10、11、12

第28頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天§2-7自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（DSZ3）補(bǔ)償器→管水準(zhǔn)器、微傾螺旋，補(bǔ)償角：8′～10′二、電子（數(shù)字）水準(zhǔn)儀電子(數(shù)字)水準(zhǔn)儀是集電子、光學(xué)、圖像處理、計(jì)算技術(shù)于一體的水準(zhǔn)儀。第29頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、望遠(yuǎn)鏡第30頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、銦鋼RAB標(biāo)尺第31頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、電子水準(zhǔn)儀的主要特點(diǎn)：1）精度高（電子讀數(shù)±0.4mm/km，人工讀數(shù)±1.0mm/km）2）自動(dòng)化程度高3）較強(qiáng)的儲(chǔ)存功能4）菜單和按鍵操作功能豐富第32頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天§6-5三、四等水準(zhǔn)測(cè)量一、高程控制網(wǎng)由國(guó)家測(cè)繪部門在全國(guó)范圍統(tǒng)一建立的高程系統(tǒng)。(Ⅰ~Ⅳ）分為：①1956黃海高程系②1985國(guó)家高程基準(zhǔn)關(guān)系：H85=H56-0.029m第33頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)1956年黃海高程系廢黃河零點(diǎn)吳淞零點(diǎn)0.0289m0.1829m1.8228m江蘇境內(nèi)各新舊高程系統(tǒng)的關(guān)系第34頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定和坡度平緩的交通線布滿全國(guó)，構(gòu)成網(wǎng)狀。路線全長(zhǎng)為93000多公里，有100個(gè)閉合環(huán)，環(huán)長(zhǎng)為800～1500公里國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)第35頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天在一等水準(zhǔn)網(wǎng)上加密，一般沿鐵路、公路和河流布設(shè)，環(huán)長(zhǎng)為300～700公里，有822個(gè)閉合環(huán)，全長(zhǎng)為137000多公里二等水準(zhǔn)網(wǎng)加密三等、四等水準(zhǔn)網(wǎng)第36頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天它是確定地形海拔高程的坐標(biāo)系統(tǒng)，按等級(jí)和精度分為一、二、三、四等網(wǎng)。目前提供使用的85國(guó)家高程系統(tǒng)共有水準(zhǔn)點(diǎn)114041個(gè)，水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度為416619.1公里。第37頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）三、四等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求項(xiàng)目等級(jí)使用儀器高差閉合差的限差（mm)視線長(zhǎng)度（m)視線高度前后視距離差（m)前后視距離累積差（m)黑紅面讀數(shù)差（mm)黑紅面所測(cè)高差之差（mm)附合、閉合路線往返測(cè)三DS3≤65三絲能讀數(shù)≤2≤523四DS3≤80三絲能讀數(shù)≤3≤1035注：1.L為水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，以km計(jì)

2.K為路線或測(cè)段長(zhǎng)度，以km計(jì)表6-11二、三四等水準(zhǔn)測(cè)量第38頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、安置儀器2、先黑：①讀后視尺黑面：下、上、中（a黑）②讀前視尺黑面：下、上、中（b黑）3、后紅：①讀前視尺紅面：中（b紅）②讀后視尺紅面：中（a紅）※將上述讀數(shù)分別對(duì)應(yīng)填入記錄手簿（二）觀測(cè)方法雙面尺法觀測(cè)順序：“先黑后紅”“后后前前”先黑后紅第39頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天(三)計(jì)算與校核1、視距部分：D后=（下絲-上絲）×100≤65m、80mD前=（下絲-上絲）×100≤65m、80m要求：△D=|D后-D前|≤2m、3m∑△D≤5m、10m2、高差部分：要求：|K+黑-紅|

≤2mm、3mm

|△h

|=|

h黑-（h紅±0.100m)|

≤3mm、5mm

△a-△b=△h

△a、△b計(jì)算校核第40頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第41頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天※fh測(cè)的調(diào)整同§2-5第42頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天測(cè)站點(diǎn)號(hào)后尺下前尺下方向尺號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)K+黑-紅mm高差中數(shù)(m)備注上上黑面m紅面mD后D前△D∑△D1BM1～ZD114260.774后1前2121159980+0.6250K14.787K24.68709950.32605865273043.143.0