《測繪基礎(chǔ)》課件-2水準(zhǔn)測量原理、水準(zhǔn)測量方法成果、自動安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀

水準(zhǔn)測量學(xué)習(xí)目標(biāo)：本項目主要介紹水準(zhǔn)測量的儀器以及水準(zhǔn)測量的基本作業(yè)方法。要求掌握水準(zhǔn)測量的原理、DS3水準(zhǔn)儀的使用及其檢校方法、水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)處理；熟悉水準(zhǔn)測量的誤差來源及削減辦法。

水準(zhǔn)測量原理一、水準(zhǔn)測量的原理利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，同時借助水準(zhǔn)尺，測定地面兩點間的高差，然后根據(jù)其中一點的高程推算出另一點高程的測量方法。A點:后視點B點:前視點a:后視讀數(shù)b:前視讀數(shù)A、B兩點間高差hAB為：

a>b，hAB>0，HB>HA

，B點比A點高a<b，hAB<0，HB<HA

，B點比A點低一、水準(zhǔn)測量的原理二、計算未知點高程1、高差法測得A、B兩點間高差hAB后，如果已知A點的高程HA，則B點的高程HB為：這種直接利用高差計算未知點B高程的方法，稱為高差法。B點高程也可以通過水準(zhǔn)儀的視線高程Hi來計算，即：二、計算未知點高程1、視線高法

如果A、B兩點相距較遠(yuǎn)或高差較大，安置一次儀器無法測得其高差時，就需要在兩點間增設(shè)若干個作為傳遞高程的臨時立尺點稱為轉(zhuǎn)點（縮寫為TP）三、連續(xù)水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量的方法及成果整理

一、水準(zhǔn)點用水準(zhǔn)測量的方法測定的高程控制點，稱為水準(zhǔn)點，記為BM(BenchMark)。水準(zhǔn)點有永久性水準(zhǔn)點和臨時性水準(zhǔn)點兩種。水準(zhǔn)測量一般分為五個等級。一、二等屬于精密水準(zhǔn)測量，三、四等水準(zhǔn)屬于普通水準(zhǔn)測量，五等屬于等外水準(zhǔn)測量。水準(zhǔn)儀按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀（又稱電子水準(zhǔn)儀）。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。我國水準(zhǔn)儀型號都以DS開頭，分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”的漢語拼音第一個字母，通常書寫省略字母D.其后“05”、“1”、“3”、“10”等數(shù)字表示該儀器的精度。二、水準(zhǔn)測量等級在水準(zhǔn)點間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線，稱為水準(zhǔn)路線。相鄰兩水準(zhǔn)點間的路線稱為測段。閉合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)路線三、水準(zhǔn)路線1．附合水準(zhǔn)路線（1）布設(shè)方法

如圖所示，從已知高程的水準(zhǔn)點BMA出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后附合到另一已知高程的水準(zhǔn)點BMB所構(gòu)成的水準(zhǔn)路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。三、水準(zhǔn)路線（2）成果檢核

從理論上講，附合水準(zhǔn)路線各測段高差代數(shù)和應(yīng)等于兩個已知高程的水準(zhǔn)點之間的高差，即各測段高差代數(shù)和與其理論值的差值，稱為高差閉合差，即

?h=

h測-（H終

-H始)

h理=（H終

-H始)

三、水準(zhǔn)路線1．附合水準(zhǔn)路線（1）布設(shè)方法

如圖所示，從已知高程的水準(zhǔn)點BMA出發(fā)，沿各待定高程的水準(zhǔn)點1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后又回到原出發(fā)點BMA的環(huán)形路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。三、水準(zhǔn)路線1．閉合水準(zhǔn)路線（2）成果檢核

從理論上講，閉合水準(zhǔn)路線各測段高差代數(shù)和應(yīng)等于零，即：

h理=0如果不等于零，則高差閉合差為：?h=

h測

三、水準(zhǔn)路線1．閉合水準(zhǔn)路線（1）布設(shè)方法如圖所示，從已知高程的水準(zhǔn)點BMA出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點1進(jìn)行水準(zhǔn)測量，這種既不閉合又不附合的水準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線要進(jìn)行往返測量，以資檢核。三、水準(zhǔn)路線3.支水準(zhǔn)路線（2）成果檢核

從理論上講，支水準(zhǔn)路線往測高差與返測高差的代數(shù)和應(yīng)等于零。如果不等于零，則高差閉合差為：?h=

h往

+

h返

各種路線形式的水準(zhǔn)測量，其高差閉合差均不應(yīng)超過容許值，否則即認(rèn)為觀測結(jié)果不符合要求。三、水準(zhǔn)路線3.支水準(zhǔn)路線如圖所示，由多條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成的網(wǎng)狀線路。三、水準(zhǔn)路線4.水準(zhǔn)網(wǎng)1、測站校核

A、變更儀器高法

是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度，測得兩次高差進(jìn)行檢核。要求：改變儀器高度應(yīng)大于10cm，兩次所測高差之差不超過容許值，取其平均值作為該測站最后結(jié)果，否則須要重測。

四、水準(zhǔn)測量的測站檢查1、測站校核

B、

雙面尺法分別對雙面水準(zhǔn)尺的黑面和紅面進(jìn)行觀測。利用前、后視的黑面和紅面讀數(shù)，分別算出兩個高差。四、水準(zhǔn)測量的測站檢查2、路線校核

四、水準(zhǔn)測量的測站檢查普通水準(zhǔn)測量閉合差允許值：（平坦地區(qū)）

（丘陵地區(qū)）自動安平水準(zhǔn)儀及電子水準(zhǔn)儀一、自動安平水準(zhǔn)儀1、視線自動安平的原理

當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后，視準(zhǔn)軸仍存在一個微小傾角α，在望遠(yuǎn)鏡的光路上安置一補(bǔ)償器，使通過物鏡光心的水平光線經(jīng)過補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個β角，仍能通過十字絲交點，這樣十字絲交點上讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，即為視線水平時應(yīng)該讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。f:物鏡焦距d:補(bǔ)償器中心至十字絲的距離

一、自動安平水準(zhǔn)儀2、使用方法

粗平——照準(zhǔn)——讀數(shù)使用自動安平水準(zhǔn)儀時，首先將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，等待2～4秒后，即可進(jìn)行讀數(shù)。

一、自動安平水準(zhǔn)儀二、電子水準(zhǔn)儀簡介電子水準(zhǔn)儀的主要優(yōu)點是：（1）操作簡捷，自動觀測和記錄，并立即用數(shù)字顯示測量結(jié)果。（2）整個觀測過程在幾秒鐘內(nèi)即可完成，從而大大減少觀測錯誤和誤差。（3）儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件，從而可將觀測結(jié)果輸入計算機(jī)進(jìn)入后處理，實現(xiàn)測量工作自動化和流水線作業(yè)，大大提高功效。1．電子水準(zhǔn)儀的觀測精度電子水準(zhǔn)儀觀測精度高，如瑞士徠卡公司開發(fā)的NA2000型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.1mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.01mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為0.4mm。2．電子水準(zhǔn)儀測量原理簡述與電子水準(zhǔn)儀配套使用的水準(zhǔn)尺為條形編碼尺，通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準(zhǔn)儀中裝置有行陣傳感器，它可識別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條形編碼。電子水準(zhǔn)儀攝入條形編碼后，經(jīng)處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字，在通過信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)化，在顯示屏上直接顯示中絲讀數(shù)和視距。一、電子水準(zhǔn)儀3．電子水準(zhǔn)儀的使用

NA2000電子水準(zhǔn)儀用15個鍵的鍵盤和安裝在側(cè)面的測量鍵來操作。有兩行LCD顯示器顯示給使用者，并顯示測量結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。