项目2---水准测量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,知识回顾,1,、测量的基准面和基准线分别是什么？,基准面,:,大地水准面和水平面,基准线,:,铅垂线,2,、进行测量工作应遵循的原则是什么？,A,从整体到局部,先控制后碎部,由高精度到低精度,B,重检查,重复核,3,、测量误差产生的原因？,1,仪器误差,(,仪器,)2,观测误差,(,人,),3,外界条件的影响,(,eg.T,.,湿度,.,风力等,),4,、系统误差和偶然误差的区别？,系统误差,:,具有一定规律性，可消除,偶然误差：观测前无法预测,也不能用观测方法消除,.,粗差（人）,知识回顾,5,、,已知,H,A,=36.735m,H,B,=48.386m,求,h,AB,和,h,BA,?,6,、确定地面点位的三个基本要素,1.,水平距离；,2.,水平角；,3.,高差,7,、,测量的三项基本工作,距离测量,角度测量,高程测量,surveying,高程测量,高程测量的方法,1.,气压高程测量：,利用地面高度不同、大气的压力也不同，气压与海拔高度成比例的原理来测定高程。,此法简便，但精度很低。通常用在登山探险、资源考察方面。,测定地面点高程的工作就叫高程测量。,2.,三角高程测量：,根据几何原理测定高差。,（精度较水准测量低，但传递快，平原、,山区均可用，特别适用于山区）。,h,=,D,tan,h,AB,=,h,+i-v,H,B,=H,A,h,AB,i,h,D,A,B,h,AB,V,surveying,surveying,3.,水准测量,利用水准仪提供的水平视线来测定两点间的高差。,精度较高，但山区不适用。,4.GPS,卫星定位系统测定,通过接收卫星信号,利用电磁波空中距离后方交会来测定高程。,全天候，不受地形限制，但精度不如水准测量。,高程测量,三角高程测量,水准测量,GPS,测量,液体静力水准测量,气压高程测量,项目2,水准测量,surveying,水准测量是高程测量中最基本和精度较高的一种测量方法，在国家高程控制测量、工程勘测和施工测量中被广泛采用,。,本章主要介绍水准测量原理和方法、水准仪的构造及使用、水准仪测定高差的作业方法及数据处理，水准测量误差来源及注意问题。,重点,是水准测量作业方法及成果计算。,难点,是仪器的检校。,第二章水准测量,surveying,本章内容,2.1,水准测量原理,2.2,水准测量仪器和工具,2.3,水准仪的使用,2.4,水准测量的施测方法,2.5,水准测量误差与注意事项,2.6,水准测量的成果计算,2.7,水准仪的检校与校正,2.8,其他水准仪简介,surveying,利用水准仪提供一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可以根据已知点的高程推算出未知点的高程。,b,2.1,水准测量原理,1,、高差法,：,h,AB,=,a-b,H,B,=,H,A,+,h,AB,2,、视线高法,：,Hi=,HA+a,HB=Hi-b,已知,A,点高程,H,A,，,如何求,B,点高程？,surveying,2.2,水准测量仪器和工具,水准仪,精密水准仪,普通水准仪,DS,05,DS,1,DS,3,DS,10,0.5mm,1mm,3mm,10mm,国家一等水准测量及地震监测,国家二等水准测量及其他精密水准测量,国家三、四等水准测量及一般工程水准测量,一般工程水准测量,水准仪的类别,按,构造,分水准仪可以分为三种：,微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪。,surveying,电子水准仪,surveying,自动安平水准仪,surveying,DS,3,普通水准仪,1.,望远镜 作用：提供一条清晰的视线,分三部分,2.,水准器 作用：整平视线,3.,基座 作用：支承上部,surveying,2.2.1 DS,3,水准仪的构造,surveying,对光螺旋,各部件名称,物镜,目镜,水准管,圆水准器,脚螺旋,制动螺旋,粗瞄器,圆水准器校正螺旋,准星,三角形底板,微倾螺旋,制动螺旋,微动螺旋,脚螺旋,surveying,望远镜的构成,:,由物镜、目镜、十字丝、调焦透镜四个部分构成物镜的作用：,和调焦透镜一起使远处的目标在十字丝分划板上 形成缩小的实像。,目镜的作用：,把实像与十字丝一起放大成虚像。,十字丝的作用：,用于精确瞄准目标。,调焦透镜的作用：,使远近不同的物体都能够成像于十字丝板上。,望远镜视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。,1.,望远镜的构造,连接螺钉,十字丝板,竖丝,横丝或中丝,上丝,下丝,十字丝交点,surveying,十字丝分划板,在水准测量时，用中丝在水准尺上进行前、后视读数，用以计算高差。,用上、下丝在水准尺上读数，用以计算水准仪至水准尺的距离（视距）。,DS3,型微倾式水准仪望远镜的放大率一般为,25-30,倍。,上丝、下丝又称为视距丝,实用技巧：,调节目镜调焦螺旋，可使十字丝分划板成像清晰。,surveying,望远镜成像原理,成像原理：,目标,AB,发出的光线经过物镜和调焦透镜的作用在镜筒内构成倒立的小实像,ab,，转动调焦螺旋时，调焦透镜随之前后移动，使远近不同的目标清晰地成像在十字丝分划板上,;,再经过目镜放大，使倒立的小实像放大成为倒立的大虚像,ab,，同时十字丝分划板也被放大。,2.,水准器,水准器分,:,圆水准器,-,作用是：,粗略整平仪器,。,管水准器,-,作用是：,精确整平视线,。,surveying,水准器是用来整平仪器、指示视准轴是否水平，供操作人员判断水准仪是否置平的重要部件。,surveying,1,）圆水准器,作用：指示仪器竖轴是否竖直。,圆水准器是一封闭的玻璃圆盒，其圆心,S,为水准器的零点，连接,S,与球面的球心,O,的直线称为圆水准器的水准轴。,气泡居中时，圆水准器的水准轴成铅垂位置。气泡偏离零点，轴线呈倾斜状态。,气泡中心偏离零点,2mm,轴线倾斜的角值，称为圆水准器的分划值。,DS3,型水准仪圆水准器分划值一般为,8-10,。,2mm,气泡,胶合面,S,O,surveying,2,）管水准器（水准管）,作用：指示视准轴是否水平。,水准管轴：过零点,S,与圆弧相切的切线。,当气泡中点处于零点,S,位置时，气泡居中，此时水准管轴处于水平位置，否则水准管轴处于倾斜位置。,水准管上,2mm,间隔的圆弧所对的圆心角，称为水准管的分划值，分划值越小，灵敏度越高。,DS3,型水准仪水准管分划值为,20,，水准管的精度较高，用于仪器的精确整平。,间隔,2mm,的分划线,水准管轴,S,水准管纵剖面图,surveying,3,）符合水准器,作用：提高水准管气泡居中的精度。,气泡两端的影像反应到观察窗内，两端影像符合时，气泡居中；若两影像成错开状态，气泡不居中,气泡居中,气泡不居中,符合棱镜系统,对策：应转动微倾螺旋,使气泡影像符合这种装,有棱镜组的水准管，称,符合水准器。,微倾螺旋,surveying,水准管的符合影像及气泡居中,作用：支撑仪器上部并通过连接螺旋使仪器与三脚架相连,构成：,轴座、脚螺旋、底板和三角形压板,脚螺旋：用于,调节圆水准气泡的居中,。,脚螺旋的操作规律：气泡往高处走，,脚螺旋顺时针转升高，逆时 针转为降低。,脚,螺旋的作用：调平基座，粗略整平仪器。,surveying,3.,基座,逆,顺,顺,surveying,其他部件,制动螺旋：固定仪器,微动螺旋：使望远镜在水平方向上做微小转动，用以精确瞄准目标,微倾螺旋：使望远镜在竖直面内微动，使管水准器气泡影像符合,微倾螺旋,制动螺旋,微动螺旋,脚螺旋,surveying,2.2.2,水准尺和尺垫,尺垫,双面尺,surveying,双面尺、塔尺,双面尺,多用于三、四等水准测量，长度为,3m,，两根尺为一对。尺的两面均有刻划，最小刻划均为,1cm,在分米处注字,。,黑面均由,0,开始，红面，一根,4.678-7.678m,，另一根,4.787-7.787m,目的：避免观测时的读数错误，便于校核读数,塔尺,仅用于等外水准测量。一般由两节或三节套接而成，长度,3m,和,5m,两种。,塔尺可以伸缩，尺的底部为零点。,米和分米处皆著有数字，数字有正字和倒字两种，数字上加红点表示米数。,00,01,02,03,29,28,47,48,49,50,77,76,00,01,02,03,19,18,48,49,50,51,67,66,黑面尺,（主尺）,红面尺,surveying,尺垫,在转点或松软地面处放置水准尺用，以防止转点位移动和水准尺下沉。它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。,1.,安置水准仪（将水准仪安装到脚架上）,2.,粗略整平（用脚螺旋或脚架使圆水准器气泡居中）,3.,瞄准水准尺（放松制动螺旋,-,粗瞄,-,固定制动螺旋,-,用微动螺旋精瞄,-,消除,视差,）,4.,精确整平（用微倾螺旋使水准管气泡居中）,5.,读数,（读取横丝所切的标尺高度,）,surveying,2.3,水准仪的使用,精平读数,安置,水准仪,粗平,瞄准,水准尺,用脚架粗平,用脚螺旋粗平,调微倾螺旋精平,瞄准标尺,读数,瞄准读数记录,立尺,09,10,15,倒像,正像,14,注意单位，用米或毫米,黑面,红面,0.961,1.483,读数方法,什么是视差？,当眼睛在目镜处稍微上下移动时，发现标尺的读数（像）也有相对移动的现象称为视差。,视差产生的原因：,主要是由于调焦不准确，目标的像没有落在十字丝平面上（两者不重合）。,视差消除的方法：,重新进行目镜、物镜精确调焦，使十字丝与目标成像都清晰,。,十字丝平面,标尺的像,视准轴,surveying,关于视差的问题,surveying,水准仪安置,1,、水准仪的安置应注意：,A.,安置三脚架时，目估架台大致水平,B.,固定两个三脚架腿，移动另一个架腿，圆水准气泡大致居中,C.,调试三个脚螺旋高度大致相同,2,、粗略整平,借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。在整平的过程中，,气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向,致，即“左手原则”,。实际操作时可以不转动第三个脚螺旋，而以相同方向同样速度转动原来的两个脚螺旋使气泡居中。,顺,顺,逆,顺,顺,surveying,精平,3,、瞄准,首先进行目镜调焦，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后转动物镜对光螺旋进行对光，使水准尺成像清晰，最后转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。,注意消除视差。,4,、精平,每次读数前，应转动微倾螺旋使管水准气泡居中，以保证视线精确水平（自动安平水准仪省去了这一步骤）。,注意：,A.,微倾螺旋旋转的方向与左边气泡移动方向,相同,。,B.,由于气泡运动的惯性作用，转动微倾螺旋的速度不宜过快，特别是在符合水准器的两端气泡影像将要对齐时更应注意。只有在气泡已经稳定且又居中的情况下才能起到精平仪器的目的。,surveying,5.,读数,精平后立即读数，读数后还要检查水准管气泡是否符合，只有这样才能做到准确读数，保证水准测量的精度。,读数时按由小到大的方向，最后一位毫米估读。,如：读数为,2.338m,习惯上不读小数点，只读,2338,四位数。方便观测和记录。,1.608,6.295,surveying,2.4,水准测量的施测方法,2.4.1,埋设水准点,1.,定义：,用水准测量的方法测定的高程控制点，称为,水准点,。水准点记为,BM,(Bench Mark),。,2.,分类：,水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。,3.,水准点埋设要求：,保证标石稳定、安全、长期保存，并便于使用。,surveying,水准点,国家等级水准点：,一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下，标石的顶面设有不锈钢或不易锈蚀材料制成的半球状标志，顶点为水准点的点位。,墙上水准点：,用金属标志埋设于基础稳固的建筑物墙角下。,在城镇或厂矿区，常用稳固建筑物墙脚的适当高度埋设墙角水准标志作为水准点。,surveying,水准点,建筑工地上的永久性水准点,临时性水准点,一般用混凝土预制而成，顶面嵌入半球形的金属标志，顶点为该水准点点位。,选在地面突出的坚硬岩石或房屋勒脚、台阶上，用红漆作标记；也可用大木桩打入地下，桩顶上盯一半球形钉子作为标志。,surveying,埋设水准点后，应绘出能标记水准点位置的草图（称点之记），图上要表明水准点编号与周围地物的位置关系。,水准点的“点之记”,BM23,BM24,BM25,9.0m,9.8m,8.4m,H,23,56.437m,H,24,58.392m,H,25,53.168m,surveying,水准网,若干条单一水准路线相互连接构成的形状,水准路线形式,2.4.2,拟定水准路线,单一形式,附合水准路线,支水准路线,闭合水准路线,已知点,支,水准路线,（,适用于狭长区域,）,surveying,2,已知点,1,3,4,5,闭合水准路线,（,用于补充测量,）,已知点,1,已知点,2,附合,水准路线,（,适用于开阔区域,）,水准路线形式,待测定点,surveying,附合水准路线,理论上，附合水准路线中各待定高程点间的高差代数和，应等于始、终两个水准点的高程之差。,已知点,1,已知点,2,附合,水准路线,（,适用于开阔区域,）,surveying,支水准路线,已知点,支,水准路线,（,适用于狭长区域,）,surveying,闭合水准路线,2,已知点,1,3,4,5,闭合水准路线,（,用于补充测量,）,surveying,2.4.3,普通水准测量方法,提出问题：,当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点间的高差。应如何解决之一问题？,解决方法：,这时需要在两点间加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。,加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它们只起传递高程的作用，故称之为转点，用,TP,（,Turning Point,）表示。,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,例,已知水准点,BM,A,的高程,H,A,32.186m,，现欲测定,C,点的高程,H,C,，由于,A,、,C,两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。,1.,观测与记录,表,2-1,水准测量手簿,日期：,2003,年,5,月,14,日天气：多云 仪器：,DS,3,水准仪 地点：校内实训基地 观测：张鹏 记录：李翔,测站,测点,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,h,1,后视点,前视点,进行方向,surveying,测站检验方法,（,1,）,变动仪器高法,在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。即测得第一次高差后，,改变仪器高度,（大于,10cm,），,再测一次高差。两次所测高差之差不超过容许值,（例如等外水准测量容许值为,6mm,），,则认为符合要求。取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。,（,2,）,双面尺法,仪器的高度不变，而分别对双面水准尺的,黑面和红面,进行观测。这样可以利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如果不符值不超过规定的限差，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。,测站,测点,/,点号,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,BM,A,2.014,+0.791,32.186,TP1,1.223,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,2.014,1.223,h,1,后视点,后视读数,前视读数,前视点,进行方向,测站,测点,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,BM,A,2.014,+0.791,+0.792,32.186,1.901,TP1,1.223,+0.793,1.108,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,2.014,1.223,h,1,.901,1.108,进行方向,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,2.014,1.223,h,1,1.901,1.108,TP2,进行方向,测站,测点,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,BM,A,2.014,+0.791,+0.792,32.186,1.901,TP1,1.223,+0.793,1.108,TP1,2.312,+1.864,TP2,0.450,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,h,1,TP2,进行方向,h,2,2.312,0.450,后视点,前视点,后视读数,前视读数,测站,测点,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,BM,A,2.014,+0.791,+0.792,32.186,1.901,TP1,1.223,+0.793,1.108,TP1,2.312,+1.862,+1.864,2.424,TP2,0.450,+1.866,0.558,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,h,1,TP2,进行方向,h,2,2.312,0.450,2.424,0.558,A,H,A,C,H,C,H,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,TP3,h,1,TP2,进行方向,h,2,2.312,0.450,2.424,0.558,A,H,A,C,H,C,h,AC,大地水准面,D,1000m,TP1,TP4,TP3,h,1,TP2,进行方向,h,2,2.312,0.450,2.424,0.558,A,2.014,1.223,1.901,1.108,1.955,0.740,2.077,0.866,h,3,2.413,0.901,2.287,0.771,h,4,0.418,0.533,2.467,2.350,h,5,测站,测点,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,BM,A,2.014,+0.791,+0.792,32.186,1.901,TP1,1.223,+0.793,1.108,TP1,2.312,+1.862,+1.864,2.424,TP2,0.450,+1.866,0.558,TP2,2.077,+1.211,+1.213,1.955,TP3,0.866,+1.215,0.740,TP3,2.413,+1.512,+1.514,2.287,TP4,0.901,+1.516,0.771,TP4,0.418,-1.932,-1.933,0.533,BM,C,2.350,-1.934,2.467,测站,测点,水准尺读数,/m,高差,/m,平均高差,/m,高程,/m,备注,后视读数,前视读数,BM,A,2.014,+0.791,+0.792,32.186,1.901,TP1,1.223,+0.793,1.108,TP1,2.312,+1.862,+1.864,2.424,TP2,0.450,+1.866,0.558,TP2,2.077,+1.211,+1.213,1.955,TP3,0.866,+1.215,0.740,TP3,2.413,+1.512,+1.514,2.287,TP4,0.901,+1.516,0.771,TP4,0.418,-1.932,-1.933,35.636,0.533,BM,C,2.350,-1.934,2.467,计,算,检,核,18.334,11.434,+6.900,+3.450,a-,b,=18.334-11.434=+6.900,h,=+6.900,(,a-,b,)/2=+3.450,(,h,/2,)=,+3.450,H,C,-H,A,=+3.450,surveying,2.5,水准测量误差与注意事项,1.,仪器、工具残余误差,仪器校正后的残余误差（尽量使前后视距相等）,水准尺的误差（水准尺零点误差）,2.,观测误差,(,人为误差,),气泡居中误差；读数误差；视差影响；水准尺倾斜影响，等。,3.,外界环境影响,仪器下沉；尺垫下沉；风力、气温；大气折光及地球曲率，等。,地球曲率及大气折光的影响,大地水准面,B,A,b,a,b,a,b,a,r,f,c,H,A,H,B,地球曲率和大气折光的共同影响,D:,仪器到水准尺的半径,R,：地球的平均半径,6371KM,计算测站高差时，应从后视读数和前视读数中分别减去,f,才能得出正确的高差,h=(a-,f,a,)-(,b-f,b,),前后视距相等，可以消减地球曲率,和大气折光对高差的影响。,大气温度和风力的影响,大气温度的变化会引起大气折光的变化，以及水准管气泡的不稳定。尤其是当强光直射仪器时，会使仪器各部件因温度的变化而发生变形，水准管气泡会收缩，从而产生气泡居中误差。,当风力使水准尺竖立不稳、水准仪难以置平，那么读数都是不准确的。所以在测量的时候注意撑伞，防止强烈阳光直射，避免在大风天气里观测。,surveying,水准测量时应注意的问题,1,、观测,（,1,）进行观测前水准仪和水准尺必须经过检验校正后才能使用。,（,2,）仪器应安置在坚固的地面上，并尽可能使前后视距相等；操作时手不能压在仪器或三脚架上，以防仪器下沉。,（,3,）每次读数前要注意消除时差，使水准气泡严格居中后，才能读数，并且读数要准确迅速、果断、不得出错，估读毫米时要认真，不能马虎大意。,surveying,水准测量时应注意的问题,（,4,）注意保护和爱惜测量仪器和工具。当太阳直射或小雨时，要给仪器打伞。操作时，螺旋不能拧的太松或太紧。观测结束时，脚螺旋要旋转至中间位置。,（,5,）只有当一侧站记录、计算完全合格后方能迁站。,2,、记录,（,1,）认真记录，边记录边复报数字，准确无误的计入记录观测手簿相应栏内。严禁伪造和转抄数字。,（,2,）字体端正、清楚，不准连环涂改数字，不准用橡皮擦改。如按规定改正时，应在原数字上划线后再在上方重写。,（,3,）每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者迁站。,surveying,水准测量时应注意的问题,3,、扶尺,（,1,）应认真竖立水准尺，注意保持水准尺上的圆水准气泡居中。,（,2,）转点应选择土质坚实处，并将尺垫踩实。,（,3,）水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不受碰动。,surveying,2.6,水准测量的成果计算,普通水准测量外业观测结束后，首先应复查与检核记录手薄，计算各点间高差。经检核无误后，根据外业观测的高差计算闭合差。,水准测量成果计算的内容包括,:,1.,水准路线高差闭合差计算与校核。,2.,高差闭合差的分配，求出改正后的高差。,3.,计算出各点改正后高程。,附合水准路线成果计算,闭合水准路线成果计算,支水准路线成果计算,surveying,2.6.1,附合水准路线的计算,下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，,A,、,B,为已知高程的水准点，,HA,65.376m,，,HB,68.623m,，,1,、,2,、,3,为待定高程的水准点。,BM,A,3,BM,B,h,1,1.575m,h,2,2.036m,h,3,1.742m,h,4,1.446m,n,1,8,L,1,1.0km,n,2,12,L,2,1.2km,n,3,14,L,3,1.4km,n,4,16,L,4,2.2km,1,2,surveying,1.,填写观测数据和已知数据,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,辅助计算,surveying,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,BM,A,1.0,8,1.575,65.376,BM,A,1,1,1.2,12,2.036,2,2,1.4,14,1.742,3,3,2.2,16,1.446,BM,B,68.623,BM,B,辅助计算,surveying,2,计算高差闭合差,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,BM,A,1.0,8,1.575,65.376,BM,A,1,1,1.2,12,2.036,2,2,1.4,14,1.742,3,3,2.2,16,1.446,BM,B,68.623,BM,B,5.8,50,3.315,辅助计算,根据附合水准路线的测站数及路线长度求出每公里测站数，以便确定采用平地或山地高差闭合差容许值的计算公式。,在本例题中,站,/km,16,站,/km,故高差闭合差容许值采用平地公式计算。,等外水准测量平地高差闭合差容许值,fh,容,的计算公式为,5,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,1,2,3,4,5,6,7,8,9,BM,A,1.0,8,1.575,65.376,BM,A,1,1,1.2,12,2.036,2,2,1.4,14,1.742,3,3,2.2,16,1.446,BM,B,68.623,BM,B,5.8,50,3.315,辅助计算,成果合格,9,3,调整高差闭合差,高差闭合差调整的原则和方法是：,按与测站数或测段长度成正比例的原则，将高差闭合差,反号按比例,分配到各相应测段的高差上，得改正后高差。即,式中,v,i,第,i,测段的高差改正数（,mm,）；,、,水准路线总测站数与总长度；,、,第测段的测站数与测段长度。,在本例中，各测段改正数为：,计算检核：,7,10,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,1,2,3,4,5,6,7,8,9,BM,A,1.0,8,1.575,12,65.376,BM,A,1,1,1.2,12,2.036,14,2,2,1.4,14,1.742,16,3,3,2.2,16,1.446,26,BM,B,68.623,BM,B,5.8,50,3.315,68,辅助计算,成果合格,将各测段高差改正数填入计算表第,5,栏内。,9,12,4,计算各测段改正后高差,各测段改正后高差等于各测段观测高差加上相应的改正数，即,式中,第,i,段的改正后高差（,m,）。,本例题中，各测段改正后高差为：,计算检核：,10,13,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,1,2,3,4,5,6,7,8,9,BM,A,1.0,8,1.575,12,1.563,65.376,BM,A,1,1,1.2,12,2.036,14,2.022,2,2,1.4,14,1.742,16,1.758,3,3,2.2,16,1.446,26,1.420,BM,B,68.623,BM,B,5.8,50,3.315,68,3.427,辅助计算,成果合格,将各测段改正后高差填入计算表第,6,栏内。,12,5,计算待定点高程,根据已知水准点,A,的高程和各测段改正后高差，即可依次推算出各待定点的高程，即,计算检核：,最后推算出的,B,点高程应与已知的,B,点高程相等，以此作为计算检核。,13,15,点号,距离,/km,测站数,实测高差,/m,改正数,/mm,改正后高差,/m,高程,/m,点号,备注,1,2,3,4,5,6,7,8,9,BM,A,1.0,8,1.575,12,1.563,65.376,BM,A,1,66.939,1,1.2,12,2.036,14,2.022,2,68.961,2,1.4,14,1.742,16,1.758,3,67.203,3,2.2,16,1.446,26,1.420,BM,B,68.623,BM,B,5.8,50,3.315,68,3.427,辅助计算,成果合格,将推算出各待定点的高程填入计算表第,7,栏内。,surveying,二、闭合水准路线成果计算,闭合水准路线各测段高差的代数和应等于,0.,如果不等于,0,，其代数和就是闭合水准路线的闭合差,f,h,.,解决办法：,进行闭合水准路线计算调整，成果计算的步骤与附合水准路线相同。,h,f,2.532m,h,b,2.520m,BM,A,1,三、支水准路线的计算,例,A,为已知高程的水准点，其高程,H,A,为,45.276m,，,1,点为待定高程的水准点，,h,f,和,h,b,为往返测量的观测高差。往、返测的测站数共,16,站，计算,1,点的高程。,1,计算高差闭合,2,计算高差容许闭合差,测站数：,因,|,f,h,|,|,f,h,容,|,，故精确度符合要求。,3,计算改正后高差,取往测和返测的高差绝对值的平均值作为,A,和,1,两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即,4,计算待定点高程,surveying,2.7.1,水准仪的主要轴系及应满足的几何关系,主要轴系,1.,仪器的竖轴,2.,望远镜视准轴,3.,圆水准器轴,4.,水准管轴,应满足的几何关系,1.,竖轴圆水准器轴,2.,水准管轴视准轴（,主要条件）,3.,十字丝应水平,surveying,2.7,水准仪的检校与校正,2.7.2,圆水准器的检验与校正,检验原理：,检验方法：粗平后转,180,观察,气泡偏离情况。,校正方法：各调一半,1.,竖轴圆水准器轴的检校,2.,十字丝横丝的检校,检验原理：,检验方法：用横丝瞄点或用竖丝瞄准锤球线看是否重合。,3.,水准管轴视准轴的检校（,i,角,的检校）,检验原理：,检验方法：,中端点法,（,1),在平坦地段量一段距离,80m,，定两,点,A,和,B,，,并立上水准尺。,（,2,）先在中点安仪器，测出,AB,两点的正确,高差,h,AB,=a,1,-b,1,（,改变仪器高测两次取中数）,（,3,）把仪器搬到离端点,A,或,B,约,3m,处安置，再测高差,h,AB,=a,2,-b,2,A,B,a1,b1,a2,b2,80,米,b2,正,若中点与端点所测高差相等，则,i,角为,0,，说明水准管轴视准轴。,若不等，说明条件不满足，如果差值大于,4,则要校正。,(,或,i=h,/D i,角,20,则要校正,),校正方法：,在端点校正。先计算,b,2,正,=a,2,h,AB,，,然后调微倾螺旋使中丝对准正确读数，此时水准管气泡不居中，再校正水准管。反复进行。,surveying,关于,i,角的,问题,什么是,i,角？,i,角是水准管轴不平行视准轴所形成的小角。,i,角对标尺读数和高差的影响,与距离成正比，距离越大，对读数的影响越大。,若前后视距离相等，则,i,角对前后视读数的影响相等。对高差没有影响。,若,D1=D2 1=2,则,h=(a+1)(b+2)=a-b,i,角误差是仪器的残余误差，,属于系统误差。,消除方法,：可以通过,中间法,（即前后视距相等）消除其对高差的影响。,i,D1,2,1,D2,i,a,b,surveying,i,角检验举例,两点距离,80m,，中间站测得两点高差,h,1,=+0.235m,h,2,=+0.231m,搬到后视点附近后,测得后视读数为,1.053m,前视读数为,0.810m,问仪器,i,角有多大？视线偏上或偏下？如何校正？,解,:,正确高差,h=+0.233m,端点测得高差,h,=1.053-0.810=+0.243mh,所以有,i,角存在，,h,=h-h,=-10,i,角,=,h,/D=-10206265/80000=-26,视线偏下。,校正,:,先计算正确的前视读数,b,正,=a-h=1.053-0.233=0.820 m,然后用微倾螺旋使中丝对准确,0.820,m,处,此时再用校正针调水准管校正螺钉使气泡居中即可。,校正后还需再检验一次，直到符合要求为止。,surveying,surveying,2.4.3,水准测量外业工作,水准测量外业工作包括：,选点、埋石、观测高差。,1.,选点、埋石或打桩,(,图上初选,-,实地定点,-,埋石或打桩,),选点要求,:,尽可能沿平坦道路布设，要求土质坚硬，便于长期保存和使用的地方。等级水准点要埋设标石,。,水准点布设,(,沿道路布设,),surveying,单面观测法,后视点,A1,，前视点,A2,（,1),在两点中间安置水准仪,（,2),粗平,（,3),先瞄后视点,A1,（,4),精平,（,5),读记中丝读数,2.345m,（,6),转瞄前视点,A2,（,7),精平,（,8),读记中丝读数量,0.345m,（,9),计算两点高差,h=2.345-0.345=2.000m,2.345,0.345,A1,A2,h,测点,读数,高差（,m,）,后,视读数,（,m,）,前,视读数,（,m,）,A1,A2,2.345,0.345,2.000,2.,两点高差的观测,surveying,双面观测法,(,红黑面观测法,),（,1,）在两点中间安置水准仪,（,2,）粗平,（,3,）瞄准后视点（黑面）,（,4,）精平,（,5,）读数,A1,（,黑）,2.345m,（,6,）转过红面再读数,A1,（,红）,7.032m,（,7),转瞄前视点,(,黑面,),（,8),精平,（,9),读数,A2(,黑,)0.345m,（,10),转过红面再读,A2(,红,)5.032m,（,11),计算黑红面高差,方向,点名,标尺读数,K,+,黑,-,红,高,差,中,数,黑面,红面,后,A1,前,A2,后,-,前,等级,观测顺序,等级水准,后,前,前,后,等外水准,后,后,前,前,后视点,前视,点,测站检核方法,：,可用双面尺观测或变动仪器高观测,.,注意,：,由后视转向前视时，水准管气泡居中才能读数，若圆水准器气泡不居中，不能再调脚螺旋。,2.345,7.032,0.345,5.030,2.345,7.032,0.345,5.030,0,+2,2.0002.002,-2,2.001,surveying,3.,水准路线的观测（图根）,测站、后视点、前视点,转点：,在水准测量中起传递高程作用的临时立尺点。,观测方法,:,从已知点开始按两点间高差观测方法一站一站地往前测，直到闭合回来或符合到另一已知点上。,记录计算,surveying,4.,水准测量技术要求,等级,最大视距,前后视距差,黑,+K-,红,红,黑面高差之差,路线闭合差,四等,80m,5m,3mm,5mm,20,或,6,图根,100m,10m,4mm,6mm,40,或,12,后视点,前视距离,后视距离,前视,点,surveying,5.,观测成果检核,测站高差检核,可用双面尺观测或变动仪器高观测来检核,.,路线闭合差检核,闭合或附合路线测完后，计算路线闭合差与允许闭合差比较，若不合格，分析原因，重测。,闭合路线高差闭合差,f,h,=h,附合路线高差闭合差,fh,=h-,（,H,终,-H,始,）,surveying,2.5.1,水准测量计算步骤：,1.,对外业记录计算进行全面检查。,2.,绘出计算略图。,P19,图,2.19,3,.,绘好计算表格。,P19,表,2.2,4.,填入有关数据。,5.,计算路线,闭合差,，并评定精度。,6.,分配,闭合差，计算改正后高差。,7.,计算各点高程。,计算实例,闭合差计算,闭合差,=,观测值,-,理论值,1.,闭合路线闭合差,f,h,=,h,观,-h,理,=h,观,2.,附合路线闭合差,f,h,=,h,