《水準測量方法》課件

水準測量方法本課件將介紹水準測量方法的原理、步驟和應用。目錄水準測量的概述定義、應用、儀器水準測量的基本原理水準面、基本觀測量、平衡水準線水準測量的分類精密水準測量、工程水準測量、簡易水準測量水準測量的步驟儀器的安置與調(diào)整、觀測方法、記錄與計算1.水準測量的概述水準測量是測量學中的一種基本方法，用于測定地面點的高程。它通過測量地面兩點間的高差，并利用已知點的高程，推算出未知點的高程。1.1水準測量的定義定義水準測量是一種精確測定地面點高程的方法。它使用水準儀和水準尺，通過測量地面點到水準面的垂直距離來確定其高程。核心水準測量以水準面為基準面，利用水準儀和水準尺測量地面點到水準面的高差，從而確定地面點的高程。1.2水準測量的應用工程建設水準測量是建筑、道路、橋梁等工程建設中不可或缺的一部分，用于確定建筑物、道路的高程，確保工程的順利進行。地形測繪水準測量用于測繪地形的高程，為地圖繪制、土地規(guī)劃、資源勘探等提供基礎數(shù)據(jù)。沉降監(jiān)測水準測量可用于監(jiān)測建筑物、橋梁、堤壩等的沉降情況，及時發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患。1.3水準測量儀器水準儀水準儀是水準測量的核心儀器，用于精確測定兩點間的高差。水準尺水準尺用于在測點上讀數(shù)，并配合水準儀進行高差測量。水準儀支架水準儀支架用于穩(wěn)定水準儀，確保測量過程中儀器保持穩(wěn)定。2.水準測量的基本原理水準面概念水準面是指靜止的海面延伸到大陸內(nèi)部所形成的連續(xù)閉合曲面。測量基本觀測量水準測量主要觀測高差，即兩點間沿鉛垂方向的距離。2.1水準面概念定義與靜止水面重合的曲面，稱為水準面。地球上的水準面是無限延伸的閉合曲面，可以看作是平均海水面的延伸。特征水準面是等位面，即水準面上各點具有相同的重力勢。2.2測量基本觀測量水準點高程水準點是已知高程的固定點，是水準測量工作的起止點。水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù)是水準測量中的關鍵觀測量，代表著水準尺上水準線的位置。視距視距是指水準儀至水準尺的水平距離，用于計算高差。2.3平衡水準線1水平視線水準儀望遠鏡的視準軸水平放置時的視線稱為水平視線。2水準尺讀數(shù)水準尺上的讀數(shù)，反映了水準尺上某點到水平視線的距離，即該點的高程。3平衡水準線將前后視水準尺讀數(shù)之差，即為前后視點的高差。3.水準測量的分類精密水準測量精度要求較高，用于建立高精度高程控制網(wǎng)和精密工程測量。工程水準測量精度要求中等，廣泛應用于各種工程建設項目。簡易水準測量精度要求較低，常用于地形測繪和地質(zhì)勘察。3.1精密水準測量高精度精密水準測量用于需要高精度測量的工程項目，例如精密工程、地殼運動監(jiān)測等。嚴格要求精密水準測量對儀器、觀測方法和計算方法都有嚴格的要求，以確保測量結(jié)果的精度。重要性精密水準測量是許多工程項目的基礎，保證工程的質(zhì)量和安全。3.2工程水準測量建筑工程建筑工程中，工程水準測量用于確定建筑物的高程、標高，并控制建筑物的垂直方向。比如，確定基礎標高、樓層高程等。道路工程道路工程中，工程水準測量用于確定道路的縱坡、橫坡，并控制道路的平整度。比如，確定路基標高、路面坡度等。橋梁工程橋梁工程中，工程水準測量用于確定橋梁的橋面標高、橋墩高程，并控制橋梁的結(jié)構(gòu)安全。比如，確定橋墩高程、橋面坡度等。3.3簡易水準測量簡易水準測量適用于精度要求較低，對速度要求較高的工程測量工作。操作簡單、效率高，但精度較低。常用于地形測繪、建筑工程施工等方面。4.水準測量的步驟1儀器的安置與調(diào)整確保儀器水平和對中。2水準測量的觀測方法根據(jù)不同的測量任務選擇合適的觀測方法。3水準測量的記錄與計算記錄觀測數(shù)據(jù)并進行相應的計算。4.1儀器的安置與調(diào)整水準儀安置將水準儀安置在兩點之間，且距離兩點大致相等。粗略整平使用腳螺旋使水準管氣泡居中。精確整平使用微調(diào)螺旋使水準管氣泡居中。水準尺安置將水準尺豎直放置在測點上。瞄準水準尺將望遠鏡瞄準水準尺上的刻度。4.2水準測量的觀測方法1前后視法測量員在前后視點之間來回進行測量，以抵消儀器誤差。2高差測量通過測量前后視點的高度差來確定目標點的高程。3水準點高程測量測量已知水準點的高程，并以此為基準計算其他點的坐標。水準測量的記錄與計算1記錄觀測值包括水準點編號、讀數(shù)、高差等2計算高差根據(jù)觀測值計算各水準點之間的高差3計算高程利用已知點高程和計算得到的高差，計算各水準點的高程5.水準測量的誤差分析水準測量過程中，不可避免地會產(chǎn)生各種誤差，影響測量結(jié)果的準確性。系統(tǒng)誤差由測量儀器、觀測方法或環(huán)境因素引起的誤差，具有規(guī)律性，可通過改正或消除。隨機誤差由不可控因素引起的誤差，具有隨機性，無法完全消除，只能通過統(tǒng)計方法進行處理。5.1系統(tǒng)誤差1儀器誤差水準儀、水準尺的制造誤差和使用過程中的磨損會引起系統(tǒng)誤差。2觀測方法誤差水準測量中，觀測方法不當，例如，水準尺讀數(shù)錯誤、水準儀未調(diào)平等，也會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。3外界環(huán)境影響氣溫變化、大氣折射等因素會對水準測量結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。5.2隨機誤差觀測者誤差觀測者在讀數(shù)或操作儀器時產(chǎn)生的誤差。儀器誤差儀器本身的精度限制造成的誤差。環(huán)境誤差溫度、氣壓等環(huán)境因素變化引起的誤差。5.3平差計算誤差分配平差計算將觀測值與實際值之間的誤差分配給各個觀測值，以獲得最優(yōu)解。最小二乘法水準測量中常用的平差方法，通過最小化誤差平方和來確定最佳的觀測值。精度評估平差計算后，可以評估測量結(jié)果的精度，并判斷是否滿足工程要求。水準測量的應用實例高程控制網(wǎng)的建立水準測量用于確定地面點的高程，建立高程控制網(wǎng)，為其他測量工作提供高程基準。建筑物沉降監(jiān)測利用水準測量方法，監(jiān)測建筑物沉降情況，保證建筑物安全穩(wěn)定。高程控制網(wǎng)的建立基礎高程控制網(wǎng)是測繪工作的基礎，用于確定地面點的高程。網(wǎng)絡它由一系列相互連接的已知高程點組成，形成一個精確的網(wǎng)絡。方法通常采用水準測量方法建立高程控制網(wǎng)，保證精度和可靠性。建筑物沉降監(jiān)測定期監(jiān)測建筑物沉降情況，確定沉降趨勢。及時發(fā)現(xiàn)沉降異常，采取相應措施。為建筑物的安全運營提供數(shù)據(jù)支撐。水利工程中的應用水庫水位監(jiān)測水準測量可用于精確測量水庫水位，為水庫調(diào)度和防洪提供可靠數(shù)據(jù)。河道治理工程水準測量可用于測量河道斷面、水深、河床高程等，為河道治理工程提供基礎數(shù)據(jù)。水利樞紐工程水準測量可用于測量水利樞紐工程的沉降、變形等，確保工程的安全運行。水準測量的發(fā)展趨勢1自動化水準測量自動水準儀的應用2GPS水準測量高精度GPS技術的應用3無人機水準測量無人機技術的應用7.1自動化水準測量效率提升自動水準儀可以快速準確地測量高