1、第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,一.高程測(cè)量概述,2-1 高程測(cè)量概述,1.高程測(cè)量 測(cè)定地面點(diǎn)高程的工作（測(cè)高差定高程）,2.高程測(cè)量的方法 水準(zhǔn)測(cè)量用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量的工作。 是高程測(cè)量的主要方法 使用儀器：水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。,其它高程測(cè)量方法：三角高程測(cè)量,3.4.高程系統(tǒng)、等級(jí),3.高程系統(tǒng) 我國(guó)國(guó)家高程系統(tǒng)：黃海高程系 1956年黃海高程系 (水準(zhǔn)原點(diǎn) H=72.289米） 我國(guó)國(guó)家高程基準(zhǔn)： 1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)(水準(zhǔn)原點(diǎn) H=72.260米) 地方高程系統(tǒng) 上海：吳淞高程系,4. 水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí) （1）國(guó)家分一、二、三、四等、圖根（按精度要求、

2、控制范圍） （2）城市分二、三、四等、圖根,二.水準(zhǔn)測(cè)量原理,2-1 水準(zhǔn)測(cè)量原理,高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)：,1.水準(zhǔn)測(cè)量原理, hAB 0，高差為正，前視點(diǎn)高； hAB 0，高差為負(fù)，前視點(diǎn)低。 高差必須帶“+、 -”號(hào)； hAB的下標(biāo) 次序必須與測(cè)量的前進(jìn)方向一致。 例： 已知 hAB=+1.436 m 則 hBA=-1.436 m,水準(zhǔn)儀的主要軸線： 望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸（俗稱視線），用于觀察尺子，取讀數(shù) 水準(zhǔn)管軸，水準(zhǔn)管是水平狀態(tài)指示器。用于把其軸置平 儀器要求這兩個(gè)軸平行。從而可以借助水準(zhǔn)器把視線置平,2.連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測(cè)量方法,2. 連續(xù)高程測(cè)量 兩點(diǎn)間距離較長(zhǎng)或高差較大時(shí)，在兩點(diǎn)間設(shè)

3、若 干轉(zhuǎn)點(diǎn)，分段測(cè)量高差，取各分段高差的總和。,測(cè)量?jī)x器綜述,特點(diǎn)： 精度高 能在野外條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定使用 自動(dòng)化程度高，操作方便 發(fā)展過(guò)程： 精密機(jī)械 光學(xué)+精密機(jī)械 微電子+光學(xué)+精密機(jī)械,一.水準(zhǔn)測(cè)量的儀器與工具,2-3 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器及工具,一、水準(zhǔn)尺、尺墊 直尺：雙面(黑、紅)水準(zhǔn)尺， 尺常數(shù)4.687m、4.787m，用 于三等以下水準(zhǔn)路線測(cè)量。,塔尺：可伸縮，伸足為3米、 5米，用于一般工程測(cè)量。 尺墊：轉(zhuǎn)點(diǎn)立尺用。,2.水準(zhǔn)儀,二、水準(zhǔn)儀,精度系列： DS05 DS1 DS3 DS10 型號(hào)下標(biāo)：毫米數(shù)，表示 1公里水準(zhǔn)測(cè)量的中誤差(由 儀器引起的) 。,構(gòu)造： 一般構(gòu)件 望遠(yuǎn)鏡

4、與視差 水準(zhǔn)器,S3 水準(zhǔn)儀外型,望遠(yuǎn)鏡與視差,望遠(yuǎn)鏡與視差,測(cè)量望遠(yuǎn)鏡及十字絲,視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。 物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。 目鏡的作用：把十字絲（和目標(biāo)象）放大。 十字絲固定不動(dòng)。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。 調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動(dòng)調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。 視差：如果目標(biāo)象沒(méi)有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測(cè)員的眼睛上下左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)感到目標(biāo)象與十字絲之間有相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除視差。,測(cè)量望遠(yuǎn)鏡,視差,視差： 望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。 現(xiàn)象：觀測(cè)時(shí)，

5、改變眼睛與目鏡的相對(duì)位置， 十字絲與目標(biāo)的像有相對(duì)移動(dòng)。,消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰； 物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無(wú)視差。,水準(zhǔn)器,圓水準(zhǔn)器 靈敏度 8/2mm 用于儀器粗平 管水準(zhǔn)器 靈敏度20/2mm 用于儀器精平,水準(zhǔn)器,水準(zhǔn)器分圓形和管形兩種 管水準(zhǔn)器是個(gè)玻璃容器，其縱剖面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形。刻劃線對(duì)稱中點(diǎn)處的切線就是水準(zhǔn)管軸。“氣泡居中”即水準(zhǔn)管軸水平。 圓水準(zhǔn)器是個(gè)玻璃容器，上面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球形，同心圓圓心處的曲率半徑就是圓水準(zhǔn)器的軸?！皻馀菥又小奔此疁?zhǔn)器的軸垂直。,水準(zhǔn)管,圓水準(zhǔn)器,軸,水準(zhǔn)管的精度： 管子內(nèi)壁光滑，液體與內(nèi)壁的附著力小，則氣泡對(duì)

6、傾斜反映的靈敏度高 曲率半徑大，格值小則精度高 氣泡長(zhǎng)，兩端清晰，讀數(shù)誤差小則精度高 格值是相鄰分劃線之間的弧所對(duì)的圓心角。設(shè)弧長(zhǎng)為2毫米，曲率半徑為R毫米，則格值 一般 秒,符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。 若直接用肉眼觀察則 因?yàn)椴Ａв泻穸?，斜視時(shí)會(huì)產(chǎn)生視差 要同時(shí)觀察氣泡的兩端才能判斷氣泡是否居中 用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點(diǎn)。判斷“氣泡居中”的精度約可提高一倍。,觀察窗,二.水準(zhǔn)儀使用,三、水準(zhǔn)儀使用,操作程序與方法 安置粗平瞄準(zhǔn)精平讀數(shù),左手大拇指法,“左手大拇指法”整平：氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋的方向一致。,普通水準(zhǔn)尺,水準(zhǔn)尺的分劃不是線劃式而是區(qū)

7、格式的。區(qū)格的邊緣是分劃的位置，區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀”。 區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀察并讀數(shù)。,讀數(shù),瞄準(zhǔn)與讀數(shù),水準(zhǔn)測(cè)量的瞄準(zhǔn)與讀數(shù),a,2-4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果處理,一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)線路 （一）水準(zhǔn)點(diǎn) 埋設(shè)在永久、固定的地點(diǎn) 按等級(jí)不同，埋設(shè)的要求不同,2.水準(zhǔn)路線,（二）水準(zhǔn)路線,三種水準(zhǔn)路線的布置形式,1.水準(zhǔn)測(cè)量的方法,二、水準(zhǔn)測(cè)量的方法,前進(jìn)方向,水準(zhǔn)測(cè)量記錄表,水準(zhǔn)測(cè)量的記錄,水準(zhǔn)測(cè)量記錄表,（一）、兩次儀器高法 已知HA，求HB,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f= 5mm,水準(zhǔn)測(cè)量記錄（兩次儀器法）,（二）、雙面尺法 已知HA，求HB,a1,

8、b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f= 5mm,水準(zhǔn)測(cè)量記錄（雙面尺法）,3.水準(zhǔn)測(cè)量的檢核,三、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核,兩種方法： (1)兩次儀器高法 h-h5mm (2)雙面尺法 紅黑面讀數(shù)差3mm h黑-h紅5mm),（一）測(cè)站檢核,對(duì)每一站高差進(jìn)行檢核，保證每一站高差正確。,路線檢核,（二）路紐檢核 對(duì)整條路線的總高差進(jìn)行檢核,h允=40 L mm 或 h允=12 n mm (2-4-5)，(2-4-6),四.水準(zhǔn)測(cè)量成果整理,五、水準(zhǔn)測(cè)量成果整理,計(jì)算步驟： 高差閉合差的計(jì)算 路線閉合差檢驗(yàn) 閉合差分配： 計(jì)算每公里（每站）高差改正數(shù) 計(jì)算測(cè)段高差改正數(shù) 計(jì)算改正后高差 計(jì)算各點(diǎn)高程,