水準測量課件

1、第二章第二章 水準測量水準測量第一節(jié)第一節(jié) 水準測量原理水準測量原理第二節(jié)第二節(jié) 水準儀與水準尺水準儀與水準尺第三節(jié)第三節(jié) 水準儀的技術(shù)操作水準儀的技術(shù)操作第四節(jié)第四節(jié) 普通水準測量（等外水準測量）普通水準測量（等外水準測量）第五節(jié)第五節(jié) 微傾式水準儀檢驗與校正微傾式水準儀檢驗與校正第六節(jié)第六節(jié) 自動安平水準儀自動安平水準儀第七節(jié)第七節(jié) 三、四等水準測量三、四等水準測量第八節(jié)第八節(jié) 水準測量注意事項水準測量注意事項本章小結(jié)本章小結(jié)exit 水準測量的基本原理水準測量的基本原理是：利用水準儀給出的水平視是：利用水準儀給出的水平視線線,在兩點立尺得到水平讀數(shù)在兩點立尺得到水平讀數(shù).已知已知A點的高

2、程為點的高程為HA，只，只要能測出要能測出A點至點至B點的高程之差，簡稱高差點的高程之差，簡稱高差hAB。則。則點點的高程的高程HB就可用下式計算求得：就可用下式計算求得： hAB = 后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)HB=HA+hAB 有時安置一次儀器須測算出較多點的高程有時安置一次儀器須測算出較多點的高程，可，可先求出水準儀的視線高程，然后再分別計算各點高先求出水準儀的視線高程，然后再分別計算各點高程，從圖中可以看出：程，從圖中可以看出： 視線高視線高 Hi=HA+a 點高程點高程 HB=Hi- -b 要測算地面上兩點間的高差，所要測算地面上兩點間的高差，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果視線

3、依據(jù)的就是一條水平視線，如果視線不水平，上述公式不成立。因此，視不水平，上述公式不成立。因此，視線必須水平，是水準測量中要牢牢記線必須水平，是水準測量中要牢牢記住的操作要領。住的操作要領。 一、微傾式水準儀的構(gòu)造一、微傾式水準儀的構(gòu)造 微傾式水準儀主要由望遠鏡、水準器和基座組成。微傾式水準儀主要由望遠鏡、水準器和基座組成。為了能為了能精確地提供水平視線精確地提供水平視線，在儀器構(gòu)造上安置了一，在儀器構(gòu)造上安置了一個能使望遠鏡上下作微小運動的微傾螺旋，所以稱微個能使望遠鏡上下作微小運動的微傾螺旋，所以稱微傾式水準儀傾式水準儀 。微傾式水準儀構(gòu)造微傾式水準儀構(gòu)造( (動畫動畫) )DS3水準儀水準

4、儀DS3水準儀水準儀 二、水 準 尺 水準尺是與水準儀配合進水準尺是與水準儀配合進行水準測量的工具行水準測量的工具。水準尺分。水準尺分為為直尺直尺、折尺折尺和和塔尺塔尺。雙面水雙面水準尺準尺的分劃，一面黑色面（主的分劃，一面黑色面（主尺），尺底分劃為零，另一面尺），尺底分劃為零，另一面是紅色面（輔助尺），尺底刻是紅色面（輔助尺），尺底刻畫 為 一 常 數(shù) ：畫 為 一 常 數(shù) ： 4 6 8 7 m m 或或4787mm。使用水準尺前一定。使用水準尺前一定要認清刻畫特點。要認清刻畫特點。 尺墊尺墊是供支承水準尺和傳遞是供支承水準尺和傳遞高程所用的工具。高程所用的工具。 水準儀的技術(shù)操作：粗平水

5、準儀的技術(shù)操作：粗平照準照準精平精平讀數(shù)讀數(shù) 一、一、粗平粗平：就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準氣泡：就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準氣泡居中，使儀器豎軸處于鉛垂位置，視線概略水平居中，使儀器豎軸處于鉛垂位置，視線概略水平 二、二、照準照準：就是用望遠鏡照準水準尺，清：就是用望遠鏡照準水準尺，清晰地看清目標和十字絲。晰地看清目標和十字絲。 三、精平三、精平：就是：就是慢慢轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使慢慢轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準氣泡的影象符符合水準氣泡的影象符合。合。 四、讀數(shù)四、讀數(shù)：就是在：就是在視線水平時，用望遠視線水平時，用望遠鏡十字絲的橫絲在尺鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù)上讀數(shù) 。 水準儀水準儀技術(shù)操作技術(shù)操

6、作（錄像）（錄像）一、水準點和水準路線一、水準點和水準路線 1.水準點是測區(qū)的高程控制點，一般縮寫為水準點是測區(qū)的高程控制點，一般縮寫為“BM”，用用“ ”符號表示。水準點分為永久性和臨時性且分符號表示。水準點分為永久性和臨時性且分等級等級.點位受法律保護點位受法律保護,對于高等級的水準點成果要去當對于高等級的水準點成果要去當?shù)販y繪部門查詢地測繪部門查詢.一、水準點和水準路線一、水準點和水準路線2.水準路線依據(jù)測區(qū)的情況，可布設成以下幾種形式水準路線依據(jù)測區(qū)的情況，可布設成以下幾種形式：(1)閉合水準路線(2)附合水準路線(3)支水準路線二、施測方法二、施測方法（動畫動畫） (1)將水準尺置于

7、已知后視高程點將水準尺置于已知后視高程點A和前視轉(zhuǎn)點和前視轉(zhuǎn)點ZD1中間中間的的站。站。 (2) 先瞄準后視尺，讀取后視讀數(shù)值先瞄準后視尺，讀取后視讀數(shù)值a1，并記入，并記入五等水準測量記錄表中五等水準測量記錄表中。 再照準前視尺，讀取前視再照準前視尺，讀取前視讀數(shù)值讀數(shù)值b1，并記入記錄表中。至此完成了普通水準，并記入記錄表中。至此完成了普通水準測量測量一個測站一個測站的觀測任務。的觀測任務。 (3)將儀器搬遷到第將儀器搬遷到第站，把第站，把第站的后視尺移站的后視尺移到第到第站的轉(zhuǎn)點站的轉(zhuǎn)點ZD2上，把上，把原第原第站前視變成第站前視變成第站站的后視的后視。按。按(2)步驟測出第步驟測出第站

8、的后、前視讀數(shù)值站的后、前視讀數(shù)值a2、b2，并記入記錄表中。，并記入記錄表中。 (4)重復上述步驟測至終點重復上述步驟測至終點B為止。為止。 0.718 三、校核方法三、校核方法 1計算校核計算校核 即：即：h=a b HB HA 說明高差和各轉(zhuǎn)點高程的計算是正確的。說明高差和各轉(zhuǎn)點高程的計算是正確的。 2測站校核測站校核 變更儀器高法；變更儀器高法； 雙面尺法。雙面尺法。 3. 成果校核成果校核 檢核水準路線的高差閉合差檢核水準路線的高差閉合差fh是否超限是否超限 校核方法：如果校核方法：如果fhfh容容，說明外業(yè)觀測成果合格，否，說明外業(yè)觀測成果合格，否則須進行重測。對于不同等級的水準測

9、量其則須進行重測。對于不同等級的水準測量其fh容容是不是不同的同的,以等外水準為例以等外水準為例fh容容=40L mm或或12n mm,前者適用于平原地區(qū)前者適用于平原地區(qū),后者適用于山區(qū)后者適用于山區(qū).(3)支水準路線支水準路線： fhh往往 h返返(2)閉合水準路線閉合水準路線： fh=h(1)附合水準路線附合水準路線： fh=h （H終終 H始始）高差閉合差的計算公式：高差閉合差的計算公式： 高差閉合差高差閉合差調(diào)整原則是以水準路線的調(diào)整原則是以水準路線的測段測段站數(shù)站數(shù)或或測段長度測段長度成正比，將閉合差反號分配到成正比，將閉合差反號分配到各測段上，并進行實測高差的改正計算。各測段上，

10、并進行實測高差的改正計算。 四、成果處理四、成果處理 普通水準測量的成果處理就是當外業(yè)觀測普通水準測量的成果處理就是當外業(yè)觀測的高差閉合差在容許范圍內(nèi)時，所進行的高的高差閉合差在容許范圍內(nèi)時，所進行的高差閉合差調(diào)整。差閉合差調(diào)整。 1. 按測站數(shù)進行高差閉合差的調(diào)整按測站數(shù)進行高差閉合差的調(diào)整，測段高差，測段高差的改正數(shù)的改正數(shù)Vi為：為： Vi= ni 式中：式中：n水準路線各測段的測站數(shù)總和。水準路線各測段的測站數(shù)總和。 ni某一測段的測站數(shù)。某一測段的測站數(shù)。 nfh 2. 按測段長度進行高差閉合差調(diào)整按測段長度進行高差閉合差調(diào)整，測段高差，測段高差改正數(shù)改正數(shù)i為為 Vi Li 式中：

11、式中：L水準路線各測段的總長度水準路線各測段的總長度,單位為單位為km; Li某一測段的長度某一測段的長度,單位為單位為km。Lfh五、例題五、例題按按測站數(shù)調(diào)整測站數(shù)調(diào)整高差閉合差和高程計算示例見下表。高差閉合差和高程計算示例見下表。 如圖如圖ihinnfVH五、例題五、例題 如果把上圖中的測站數(shù)改為測段長度（以公里如果把上圖中的測站數(shù)改為測段長度（以公里為單位，見下表第為單位，見下表第3列），則列），則按按測段長度調(diào)整測段長度調(diào)整高差高差閉合差和高程計算示例見下表閉合差和高程計算示例見下表 。如圖如圖Lfh 根據(jù)水準測量原理，微傾式水準儀各軸線間應根據(jù)水準測量原理，微傾式水準儀各軸線間應具

12、備的幾何關(guān)系是：圓水準器軸應平行于儀器豎軸具備的幾何關(guān)系是：圓水準器軸應平行于儀器豎軸(LLVV)；十字絲十字絲 的橫絲應垂直于儀器豎軸的橫絲應垂直于儀器豎軸；水；水準管軸應平行于儀器視準軸準管軸應平行于儀器視準軸(LLCC)，如右圖所示。，如右圖所示。其其檢驗與校正的具體做法請看檢驗與校正的具體做法請看錄像錄像： 一、圓水準器的檢驗與校正一、圓水準器的檢驗與校正 二、十字絲橫絲的檢驗與校正二、十字絲橫絲的檢驗與校正 三、管水準器的檢驗與校正三、管水準器的檢驗與校正 檢校項目水準儀檢驗與校正水準儀檢驗與校正（錄（錄 像像）一、一、圓水準器的檢驗與校正：目的是使圓水準器的檢驗與校正：目的是使VV

13、 LL 自動安平水準儀自動安平水準儀不需要水準管和微傾螺旋不需要水準管和微傾螺旋，只，只有一個圓水準器，安置儀器時，只要使圓水準器的有一個圓水準器，安置儀器時，只要使圓水準器的氣泡居中后，借助一種氣泡居中后，借助一種“補償器補償器”的特別裝置，使的特別裝置，使視線自動處于水平狀態(tài)視線自動處于水平狀態(tài)。自動安平水準儀正面自動安平水準儀正面自動安平水準儀反面自動安平水準儀反面自動安平水準儀后面自動安平水準儀后面自動安平水準儀反面自動安平水準儀反面自動安平水準儀正面自動安平水準儀正面 三、四等水準測量三、四等水準測量主要使用主要使用DS3水準儀進水準儀進行觀測，水準尺采用行觀測，水準尺采用雙面水準尺

14、雙面水準尺，觀測前必須，觀測前必須對水準儀進行檢校。測量時水準尺應安置在尺對水準儀進行檢校。測量時水準尺應安置在尺墊上扶立鉛直。根據(jù)雙面水準尺的尺常數(shù)即墊上扶立鉛直。根據(jù)雙面水準尺的尺常數(shù)即K1=4687和和K2=4787，成對使用水準尺。，成對使用水準尺。 等級標準視線長度（m）前后視距差（m）前后視距累計差（m）黑紅面讀數(shù)差mm黑紅面高差之差mm三四751003.05.06.010.02.03.03.05.0具體記錄與計算方法具體記錄與計算方法參見參見三、四等水準測量記錄表三、四等水準測量記錄表。每一測站的觀測程序每一測站的觀測程序： 后視黑面尺，讀取上、下、中絲讀數(shù)，即后視黑面尺，讀取上

15、、下、中絲讀數(shù)，即(1)、(2)、(3)； 前視黑面尺，讀取上、下、中絲讀數(shù)，即前視黑面尺，讀取上、下、中絲讀數(shù)，即(4)、(5)、(6)；前視紅面尺，讀取中絲讀數(shù)，即前視紅面尺，讀取中絲讀數(shù)，即(7);后視紅面尺，讀取中絲讀數(shù)，即后視紅面尺，讀取中絲讀數(shù)，即(8)。 以上（以上（）內(nèi)之號碼，表示觀測與記錄的順序。）內(nèi)之號碼，表示觀測與記錄的順序。三三、四四等等水水準準測測量量記記錄錄表表5.9985.273+0.725(8)(7)(12) +0.62500001.2110.568+0.625 后后106前前107后后前前0.8010.37143.0+0.1 1.4260.99543.1+0.

16、1 BM1-ZD11(14)(10)(9)(13(3)(6)(11) 后后前前后后前前(4)(6)(16)(18) (1)(2)(15)(17) d視視距距差差d紅紅面面黑黑面面前前視視距距后后視視距距上上絲絲上上絲絲備備注注平平均均高高差差(m)K+黑黑-紅紅水水準準尺尺讀讀數(shù)數(shù)方方向向及及尺尺號號下下絲絲前前尺尺下下絲絲后后尺尺點點號號測測站站編編號號自自天天氣氣：測測量量者者：測測至至成成象象：記記錄錄者者：20年年月月日日始始：時時分分終終：時時分分=-0.1 =+4.356 =末站末站(18) 總視距總視距(15)+(16)=339.1(mm) (15)=169.5 (3)+(8)=

17、29.291 (11)+(12) (14)=+2.1780- )(16)=169.6 -)(6)+(7)=24.935 =4.356 2(14)=+4.356 每頁校核每頁校核+1.13400006.3955.361+1.0341.7080.534+1.134后后107前前106后前后前0.7580.39036.8-0.11.8911.52536.6-0.2ZD3-A45.4866.210+0.7246.2415.097+1.144-0.8245-10-10.6981.523-0.825后后106前前107后前后前1.7121.33338.0+0.10.8890.50738.2+0.2ZD2-

18、ZD33K為尺為尺常數(shù)，常數(shù)，如：如：K106=4.787K107=4.687已知已知BM1高高程為：程為：H=56.345m1.24350+1-11.5540.311+1.243后后107前前106后前后前0.5700.05251.8-0.11.8121.29651.6-0.2 ZD1-ZD22三、四等水準測量記錄表續(xù)表三、四等水準測量記錄表續(xù)表一、影響水準測量成果的主要因素一、影響水準測量成果的主要因素（一）儀器誤差（一）儀器誤差1、儀器校正后的殘余誤差儀器校正后的殘余誤差 2、水準尺誤差 (二二) 觀測誤差觀測誤差1水準管氣泡居中誤差水準管氣泡居中誤差2. 讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差3. 視差影響

19、視差影響 4. 水準尺傾斜影響水準尺傾斜影響 水準尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大水準尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大 采用“后、前、前、后”的觀測程序，可減弱其影響。2. 尺墊下沉(7)測量者要嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細心，加強校核。測量者要嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細心，加強校核。二、注意事項二、注意事項(1)測量過程中應盡量用目估或步測保持前、后視距基本相等。測量過程中應盡量用目估或步測保持前、后視距基本相等。 (2)儀器腳架要踩牢，觀測速度要快，以減少儀器下沉。儀器腳架要踩牢，觀測速度要快，以減少儀器下沉。(3)估數(shù)要準確，讀數(shù)時要仔細對光，消除視差。估數(shù)要準確，讀數(shù)時要仔細對光，消除視差。(4)檢查塔尺相接處是否嚴密。保證扶尺豎直。檢查塔尺相接處是否嚴密。保證扶尺豎直。(5)記錄要原始，字跡整齊、清楚，端正。記錄要原始，字跡整齊、清楚，端正。(6)讀數(shù)時，記錄員要復誦，以便核對。讀數(shù)時，記錄員要復誦，以便核對。一、水準儀及使用一、水準儀及使用1.水準儀的幾何軸線及關(guān)系：水準儀的幾何軸線及關(guān)系：視準軸視準軸(CC)物鏡光心與十字絲中點的連線；物鏡光心與十字絲中點的