水利工程测量课件

工工 程程 测测 量量任课教师任课教师：高高 飞飞合肥工合肥工业业大学土木与水利工程学院大学土木与水利工程学院测测量工程系量工程系水利水电工程专业09级工 程 测 量任课教师：高 飞合肥工业大学土木与水利25/18/2024 工工 程程 测测 量量 第第4 4章章 角度角度测量测量 4.1 角度角度测测量原理量原理 4.2 经纬仪经纬仪及角度及角度观测观测 4.3 电电子子经纬仪经纬仪 4.4 经纬仪经纬仪的的检验检验与校正与校正 3.5 角度角度测测量量误误差分析及注意事差分析及注意事项项现现代普通代普通测测量学量学 工工 程程 测测 量量 第第3 3章章 水准水准测量测量 3.1 水准水准测测量原理量原理 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用 3.3 自自动动安平水准安平水准仪仪 3.4 数字水准数字水准仪仪 3.5 水准水准测测量方法量方法 3.6 水准水准仪仪的的检验检验与校正与校正 3.7 水准水准测测量的量的误误差分析及注意事差分析及注意事项项 工 程 测 量 35/18/2024现现代普通代普通测测量学量学工工 程程 测测 量量第第3 3章章 水准水准测测量量测测量三量三项项基本工作之一：基本工作之一：高程高程测测量量高程高程测测量：量：测测量地面上各点高程的工作量地面上各点高程的工作高程高程测测量有下列几种方法：量有下列几种方法：1.几何水准几何水准测测量量是高程是高程测测量最主要的方法量最主要的方法 2.三角高程三角高程测测量量 3.物理高程物理高程测测量量 包括包括:气气压压高程高程测测量、液体静力水准量、液体静力水准测测量量 4.GPS高程高程测测量量现代普通测量学工 程 测 量45/18/2024现现代普通代普通测测量学量学工工 程程 测测 量量第第3 3章章 水准水准测测量量主要内容：主要内容：水准水准测测量原理、水准量原理、水准仪仪的构造及使用、水准的构造及使用、水准测测量的施量的施测测方法、水准方法、水准仪仪的的检验检验与校正。与校正。主要目的：主要目的：掌握掌握水水准准测测量原理、水准量原理、水准仪仪的使用，掌握地的使用，掌握地面点位高程面点位高程测测量量过过程，从而精确求出地面点高程。程，从而精确求出地面点高程。现代普通测量学工 程 测 量55/18/2024 3.1 水准测量原理原理：原理：利用水准仪提供的一条水平视线，借助水利用水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺来测定地面两点间的高差，从而由已知点的准尺来测定地面两点间的高差，从而由已知点的高程和测得的高差，求出待定点的高程。高程和测得的高差，求出待定点的高程。1.高差法高差法:hAB=后视读数后视读数前视读数，即：前视读数，即：待定点待定点B点的高程：点的高程：2.仪高法仪高法(视线高法视线高法):第第3章章 水准水准测测量量 3.1 水准测量原65/18/2024 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用 水准水准测测量所使用的量所使用的仪仪器器为为水准水准仪仪，所使，所使用的工具用的工具为为水准尺和尺水准尺和尺垫垫。水准水准仪仪按其精度划分按其精度划分为为四个等四个等级级：精密水准精密水准仪仪DS05DS05、DS1DS1；普通水准；普通水准仪仪DS3DS3、DS10DS10 DD大地大地测测量；量；SS水准水准仪仪；后面的数字代表；后面的数字代表仪仪器的器的测测量量精度（每公里往返精度（每公里往返测测高差中数的中高差中数的中误误差，即精度）。差，即精度）。水准水准仪仪按其构造可分按其构造可分为为四种：四种：微微倾倾式水准式水准仪仪、自、自动动安平水准安平水准仪仪、电电子水准子水准仪仪和数字水和数字水准准仪仪目前，普通工程目前，普通工程测测量中最常用的水准量中最常用的水准仪仪是：是：DS3DS3微微倾倾式水准式水准仪仪（或（或DS3DS3自自动动安平水准安平水准仪仪）第第3章章 水准水准测测量量 3.2 水准仪及其使用 75/18/2024一、一、DS3DS3微微倾倾式水准式水准仪仪及其使用及其使用 作用作用：为测为测量高差提供一条水平量高差提供一条水平视线视线 组组成：成：望望远镜远镜、水准器、基座、水准器、基座132765498101412131115161.1.微倾螺旋；微倾螺旋；2.2.分划板护罩；分划板护罩；3.3.目镜；目镜；4.4.物镜调焦螺旋；物镜调焦螺旋；5.5.制动螺旋；制动螺旋；6.6.微微动螺旋；动螺旋；7.7.底板；底板；8.8.三角压板；三角压板；9.9.脚螺旋；脚螺旋；10.10.弹簧帽；弹簧帽；11.11.望远镜；望远镜；12.12.物镜；物镜；13.13.管水准器；管水准器；14.14.圆水准器；圆水准器；15.15.连接小螺钉；连接小螺钉；16.16.轴座轴座 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用一、DS3微倾式水准仪及其使用13276549810141285/18/2024(1)望望远镜远镜由物由物镜镜、目、目镜镜、调调焦透焦透镜镜和十字和十字丝丝分划板分划板组组成成C C视视准准轴轴CCCC：物：物镜镜光心与十字光心与十字丝丝交点的交点的连线连线视视准准轴轴在在测测量量时时必必须须保持水平，也就是水平保持水平，也就是水平视线视线！3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用(1)望远镜由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成C 95/18/2024（2）水准器）水准器 水准器分水准器分为圆为圆水准器和管水准器两种。水准器和管水准器两种。管水准器管水准器用来指示视准轴是否水平用来指示视准轴是否水平 0 点点 2mm管水准器又称为长水管水准器又称为长水准管准管水准管分划值水准管分划值 ：是：是水准管表面水准管表面2mm圆弧圆弧所对应的圆心角所对应的圆心角水准管轴水准管轴LL：过水准：过水准管零点所作圆弧面的管零点所作圆弧面的纵切线纵切线 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用（2）水准器 水准器分为圆水准器和管水准器105/18/2024 2mm圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直 圆水准器分划值圆水准器分划值 ：是：是圆水准器表面圆水准器表面2mm圆弧所圆弧所对应的圆心角对应的圆心角 DS3水准仪水准器分划水准仪水准器分划值值 通常为：通常为：长水准管长水准管 圆水准器圆水准器 圆水准器轴圆水准器轴 ：过圆：过圆水准器零点所作圆球面的水准器零点所作圆球面的法线法线 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直 115/18/2024DS3水准水准仪仪常采用符合水准管系常采用符合水准管系统统目的是提高水准管气泡居中目的是提高水准管气泡居中的精度的精度 气泡符合气泡符合尚未符合尚未符合微倾螺旋微倾螺旋 符合气泡符合，符合气泡符合，水准管轴与视线水平水准管轴与视线水平 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用DS3水准仪常采用符合水准管系统目的是提高水准管气泡125/18/2024（3 3）基座）基座基座通基座通过连过连接螺旋与接螺旋与三脚架相三脚架相连连基座用于支承水准基座用于支承水准仪仪上部，水准上部，水准仪仪旋旋转轴转轴插插入基座入基座轴轴套可自由旋套可自由旋转转基座上的三个脚螺旋基座上的三个脚螺旋用于用于调节圆调节圆水准气泡水准气泡仪仪器器竖轴竖轴VV：就是水：就是水准准仪仪的旋的旋转轴转轴望远镜望远镜水准器水准器基座三脚架三脚架VV 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用（3）基座望远镜水准器基座三脚架VV 3.2 水准仪135/18/2024水准仪的主要水准仪的主要构造特点构造特点水准水准仪仪的主要的主要轴线轴线：视视准准轴轴CC 水准管水准管轴轴LL 圆圆水准器水准器轴轴 仪仪器器竖轴竖轴VV必必须满须满足的几何条件：足的几何条件：VV 十字十字丝丝横横丝丝 VV LL CC 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用水准仪的主要构造特点水准仪的主要轴线：3.2 水准145/18/20242.2.水准尺和尺水准尺和尺垫垫（1）水准尺有）水准尺有单单面尺、双面尺、面尺、双面尺、塔尺三种塔尺三种（2）标标准水准尺准水准尺为为一一对对双面尺，双面尺，其中其中:A尺和尺和B尺黑面尺黑面03m;A尺尺红红面面4.6877.687m,B尺尺红红面面4.7877.787m。（3）尺）尺垫垫半球形半球形顶顶部用来部用来竖竖立水立水准尺，并准尺，并标标志志转转点位置。点位置。3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用2.水准尺和尺垫（1）水准尺有单面尺、双面尺、塔尺三种155/18/20243.水准水准仪仪的使用的使用为测为测定定A、B两点的高差，首先将水准两点的高差，首先将水准仪仪安置在安置在A、B两点之两点之间间，然后按以下四个步，然后按以下四个步骤进骤进行操作：行操作：（1）粗平（粗略整平）粗平（粗略整平）目的是使目的是使仪仪器器竖轴铅竖轴铅直直 调节调节三个脚螺旋使三个脚螺旋使圆圆水准器气泡居中，气泡移水准器气泡居中，气泡移动动的方的方向始向始终终与左手大拇指的运与左手大拇指的运动动方向一致方向一致。3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用3.水准仪的使用为测定A、B两点的高差，首先将水准仪安置165/18/2024（2 2）瞄准（瞄准水准尺）瞄准（瞄准水准尺）首先首先转动转动目目镜调镜调焦螺旋使十字焦螺旋使十字丝丝清晰，清晰，转动转动望望远镜远镜瞄准水准尺，再瞄准水准尺，再转动转动物物镜调镜调焦螺旋使目焦螺旋使目标标清晰。注意消清晰。注意消除除视视差！差！什么是什么是视视差？差？产产生的原因？如何消除？生的原因？如何消除？3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用（2）瞄准（瞄准水准尺）首先转动目镜调焦螺旋使175/18/2024微倾螺旋微倾螺旋（3 3）精平（精确整平）精平（精确整平）在每次在每次读读数之前，都数之前，都应应注注视视符合水准气泡符合水准气泡观测观测窗，窗，转动转动微微倾倾螺旋使水准管气泡居中，即符合水准器的两端气螺旋使水准管气泡居中，即符合水准器的两端气泡影像泡影像对齐对齐，只有当气泡已，只有当气泡已经稳经稳定不定不动动而又居中的而又居中的时时候，候，水准管水准管轴轴水平，水平，视视准准轴轴亦水平，即提供了一条水平亦水平，即提供了一条水平视线视线。3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用微倾螺旋（3）精平（精确整平）在每次读数之前185/18/2024（4 4）读读数（精确整平）数（精确整平）仪仪器精确整平后，即可用十字器精确整平后，即可用十字丝丝横横丝丝（即中（即中丝丝）在水准尺上）在水准尺上读读数。数。读读数按由小到大的方向，数按由小到大的方向，读读出米、分米、厘出米、分米、厘米、并仔米、并仔细细估估读读毫米数。毫米数。读读数数记录记录一般均不加小数点，一般均不加小数点，读记读记四位数，四位数，以毫米以毫米为单为单位。位。黑面黑面读读数数a=1274（mm）红红面面读读数数 b=5958（mm）3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用（4）读数（精确整平）仪器精确整平后，即可用195/18/2024 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用 3.2 水准仪及其使用205/18/2024精密水准仪（精密水准仪（DS05、DS1）主要用于国家一、）主要用于国家一、二等水准测量二等水准测量(the first and second order leveling)和高精度的工程测量中；和高精度的工程测量中；例如建构筑物的沉降观测，大型桥梁工程的施例如建构筑物的沉降观测，大型桥梁工程的施工测量和大型精密设备安装的水平基准测量等。工测量和大型精密设备安装的水平基准测量等。一、一、DS3DS3微微倾倾式水准式水准仪仪及其使用及其使用二、精密水准二、精密水准仪仪及其使用及其使用 3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用 第第3章章 水准水准测测量量精密水准仪（DS05、DS1）主要用于国家一、二等水准测量(215/18/20241)望望远远镜镜的的放放大大倍倍数数大大，分分辨辨率率高高，如如规规范范要要求求DS1不小于不小于38倍，倍，DS05不小于不小于40倍；倍；2)管水准器分划值为管水准器分划值为10/2mm，精平精度高；，精平精度高；3)望远镜的物镜有效孔径大，亮度好；望远镜的物镜有效孔径大，亮度好；4)望望远远镜镜外外表表材材料料一一般般采采用用受受温温度度变变化化小小的的因因瓦瓦合金钢，以减小环境温度变化的影响；合金钢，以减小环境温度变化的影响；5)采用平板玻璃测微器读数，读数误差小；采用平板玻璃测微器读数，读数误差小；6)配备精密水准尺。配备精密水准尺。3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用二、二、精密水准精密水准仪仪及其使用及其使用1.1.1.1.精密水准精密水准精密水准精密水准仪仪仪仪的构造特点的构造特点的构造特点的构造特点1)望远镜的放大倍数大，分辨率高，如规范要求DS1不小于3225/18/2024精精密密水水准准尺尺：是是在在木木质质尺尺身身的的凹凹槽槽内内，引引张张一一根根因因瓦瓦合合金金钢钢带带，其其中中零零点点端端固固定定在在尺尺身身上上，另另一一端端用用弹弹簧簧以以一一定定的的拉拉力力将将其其引引张张在在尺尺身身上上，以以使使因因瓦瓦合合金金钢钢带不受尺身伸缩变形的影响。带不受尺身伸缩变形的影响。长长度度分分划划在在因因瓦瓦合合金金钢钢带带上上，数数字字注注记记在在木木质质尺尺身身上上，精精密密水水准准尺尺的的分分划划值值分分为为 基基 辅辅 分分 划划（10mm）和和 奇奇 偶偶 分分 划划（5mm）两种。）两种。基辅分划差为：基辅分划差为：3.01550 m二、二、精密水准精密水准仪仪及其使用及其使用2.2.2.2.精密水准尺（因瓦水准尺）精密水准尺（因瓦水准尺）精密水准尺（因瓦水准尺）精密水准尺（因瓦水准尺）3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用精密水准尺：是在木质尺身的凹槽内，引张一根因瓦合金钢带，其中235/18/2024下下图图就就是是新新N3微微倾倾式式精精密密水水准准仪仪，其其每每km往往返返测测高高差差中中数数的的中中误误差差为为0.3mm。为为了了提提高高读读数数精度，精密水准仪上设有平行玻璃板测微器。精度，精密水准仪上设有平行玻璃板测微器。3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用二、二、精密水准精密水准仪仪及其使用及其使用3 3 3 3N3N3N3N3精密水准精密水准精密水准精密水准仪仪仪仪的使用的使用的使用的使用下图就是新N3微倾式精密水准仪，其每km往返测高差中数的中误245/18/2024N3N3N3N3精密水准精密水准精密水准精密水准仪读仪读仪读仪读数原理数原理数原理数原理测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内。测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内。测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内。测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内。3.2 3.2 水准水准仪仪及其使用及其使用N3精密水准仪读数原理 3.2 水准仪及其使用255/18/2024 旋转旋转N3的平行玻璃板可以产生的最大视线平移量为的平行玻璃板可以产生的最大视线平移量为10mm，它对应测微尺上的，它对应测微尺上的100个分格。个分格。测微尺上测微尺上1个分格等于个分格等于0.1mm，如在测微尺上估读到，如在测微尺上估读到0.1分格，则可以估读到分格，则可以估读到0.01mm。实际读数为：实际读数为：如下图的读数为如下图的读数为148+0.655=148.655cm=1.48655m。N3N3精密水准仪测微尺的读数精密水准仪测微尺的读数精密水准仪测微尺的读数精密水准仪测微尺的读数 旋转N3的平行玻璃板可以产生的最大视线平移量265/18/2024 自自动动安平水准安平水准仪仪不需要水准管和微不需要水准管和微倾倾螺旋，只螺旋，只有一个有一个圆圆水准器，安置水准器，安置仪仪器器时时，只要使，只要使圆圆水准器的水准器的气泡居中后，借助一种气泡居中后，借助一种“补偿补偿器器”的特的特别别装置，使装置，使视线视线自自动处动处于水平状于水平状态态。自动安平水准仪自动安平水准仪 3.3 3.3 自自动动安平水准安平水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量 自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个圆水准275/18/2024一、自一、自动动安平水准安平水准仪仪的的结结构构 3.3 3.3 自自动动安平水准安平水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量一、自动安平水准仪的结构 3.3 自动安平285/18/2024二、自二、自动动安平水准安平水准仪仪的的补偿补偿工作原理工作原理 3.3 3.3 自自动动安平水准安平水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量二、自动安平水准仪的补偿工作原理 3.3 295/18/2024 数字水准数字水准仪仪（digital levels）是一种新型的智能）是一种新型的智能化水准化水准仪仪，又称，又称为电为电子水准子水准仪仪。它最大的特点是用。它最大的特点是用CCDCCD传传感器代替眼睛感器代替眼睛对对条条码码水准水准标标尺尺读读数，从而数，从而实现实现水准水准测测量量观测观测自自动动化。化。根据根据测测量原理的不同，主要有：量原理的不同，主要有：徕徕卡卡DNADNA系列采用相关法，蔡司（天宝）系列采用相关法，蔡司（天宝）DiNiDiNi系系列、索佳列、索佳SDLSDL系列都使用几何法，拓普康系列都使用几何法，拓普康 DL DL系列采用相系列采用相位法和国位法和国产产南方系列南方系列竖竖直水准直水准仪仪等。等。目前数字水准目前数字水准仪仪高程高程测测量的精度（每公里往返量的精度（每公里往返测测高差中数的中高差中数的中误误差）可达差）可达0.3mm/km0.3mm/km，测测距精度距精度为为测测程程为为1.5m1.5m100m100m，测测量量时间时间3 3秒，秒，补偿补偿精度精度0.20.2，补补偿偿工作范工作范围围1515。3.4 3.4 数字水准数字水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量 数字水准仪（digital levels）是305/18/2024一、数字水准一、数字水准仪仪的构造的构造望远镜望远镜基座基座 脚螺旋脚螺旋自动安平补偿器自动安平补偿器 电子电子水准水准 仪仪调焦螺旋调焦螺旋制动、微动螺旋制动、微动螺旋调焦发送器：计算概略视距值；调焦发送器：计算概略视距值；补偿监视器：监测安平补偿器的工作状态补偿监视器：监测安平补偿器的工作状态分光镜分光镜 ：将物镜金进入的光分为可见光和红外光：将物镜金进入的光分为可见光和红外光行阵探测器：识别水准尺上的条码，进行读数行阵探测器：识别水准尺上的条码，进行读数（电子水准仪）（电子水准仪）3.4 3.4 数字水准数字水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量一、数字水准仪的构造望远镜基座 脚螺旋自动安平补偿器 电315/18/2024 3.4 3.4 数字水准数字水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量二、数字水准二、数字水准仪仪的的测测量原理量原理 3.4 数字水准仪 第3章 水准325/18/2024 3.4 3.4 数字水准数字水准仪仪 第第3章章 水准水准测测量量三、数字水准三、数字水准仪仪的特点的特点 数字水准数字水准仪仪是光是光电电、图图像和像和计计算机技算机技术术于一于一体的新型的水准体的新型的水准仪仪，有如下特点：，有如下特点：1无需人工无需人工读读数，避免了人数，避免了人为误为误差；差；2自自动读动读数、数、显显示、存示、存储储、传输传输，速度快，速度快，效率高；效率高；3使用多个条使用多个条码计码计算算视线视线高和高和视视距，精度高，距，精度高，数据可靠；数据可靠；4自自动动改正改正测测量量误误差。差。3.4 数字水准仪 第3章 水准335/18/2024 3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法一、水准一、水准测测量的外量的外业实业实施施1.水准点水准点 事先埋事先埋设标设标志在地面上，用水准志在地面上，用水准测测量方法建量方法建立的高程控制点立的高程控制点(Bench Mark),常以常以BM表示。表示。水准点分水准点分为为永久性和永久性和临时临时性两种，其性两种，其顶顶部通常部通常为为凸起的半球面凸起的半球面,用于放置水准尺。用于放置水准尺。第第3章章 水准水准测测量量 3.5 水准测量方法一345/18/2024 一、水准一、水准测测量的外量的外业实业实施施2.待定点高程的测量和计算检核待定点高程的测量和计算检核已知已知HA，求高程求高程HB，中中间间临时临时放置放置标标尺的尺的过过度点度点1，2.称称为为转点转点,起高程起高程传递传递作用作用,常用常用TP表示，表示，实测时转实测时转点上点上应应使用尺使用尺垫垫。3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法 一、水准测量的外业实施2.待定点高程的测量和计算355/18/2024每测站高差：每测站高差：各测站高差之和：各测站高差之和：待定点待定点B点高程：点高程：施测方法（动画）施测方法（动画）一、水准一、水准测测量的外量的外业实业实施施2.待定点高程的测量和计算检核待定点高程的测量和计算检核 3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法每测站高差：施测方法（动画）一、水准测量的外业实施365/18/2024普通水准普通水准测测量量记录记录表表0.7182.20950.5831.2681.425ZD1ab=5.358 3.867=1.491h=2.209 0.718=1.491HB HA=51.491 50.000=1.491HB HA=h=a b (计计算无算无误误)计计算算检检核核3.8675.35851.4910.346B50.6181.5811.219ZD351.3360.6720.863ZD2HA=50.000m 50.0000.5830.7530.8731.851A前前视视+后后 视视备备 注注高高 程程（m）高高 差差标标尺尺读读数数（m）测测点点0.718普通水准测量记录表0.7182.20950.5831.268375/18/2024为为保保证证每一每一测测站的高差正确，或在站的高差正确，或在误误差允差允许许范范围围之之内，必内，必须进须进行行测测站站检检核。核。测测站站检检核有核有双仪高法双仪高法和和双面尺法双面尺法（1）双面尺法双面尺法：黑面黑面读读数高差：数高差：红红面面读读数高差数高差：红红黑面高差之差：黑面高差之差：最后高差中数：最后高差中数：（2）双仪高法双仪高法：改改变仪变仪器高度器高度10cm以上，以上，测测出两出两次高差，次高差，进进行行检检核。核。3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法 一、水准一、水准测测量的外量的外业实业实施施3.3.测站检核测站检核为保证每一测站的高差正确，或在误差允许范围之内，必须进行测站385/18/2024 双面尺法水准测量观测记录表双面尺法水准测量观测记录表 双面尺法水准测量观测记录表395/18/2024 双仪高法水准测量观测记录表双仪高法水准测量观测记录表 405/18/2024 二、水准路二、水准路线测线测量的成果量的成果检检核核1.闭闭合水准路合水准路线线 从某已知点从某已知点BMA出出发发,经经待定点待定点1,2,3,4;再回到再回到A点。点。高差理高差理论值论值：高差高差闭闭合差：合差：2.附合水准路附合水准路线线从已知点从已知点BMA出出发发到另一已知点到另一已知点B,高差理高差理论值论值：高差高差闭闭合差：合差：AB2h1h31 3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法OOOO 二、水准路线测量的成果检核1.闭合水准路线AB2h1h415/18/20243.结点水准网结点水准网 （1）独立水准网独立水准网 （2）单结点附合水准网）单结点附合水准网4.支水准路线支水准路线从已知点从已知点BMA出发到待定点出发到待定点1 二、水准路二、水准路线测线测量的成果量的成果检检核核 3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法 OOOOO3.结点水准网 二、水准路线测量的成果检核 3425/18/2024三、水准三、水准测测量的内量的内业计业计算算 按一定的原按一定的原则则将将计计算出的水准算出的水准线线路高差路高差闭闭合差合差进进行分配，确保各行分配，确保各测测段（或各段（或各测测站）高差站）高差经经改正后改正后严严格格满满足足检检核条件。核条件。等外水准等外水准测测量量高差高差闭闭合差容合差容许误许误差：差：山地：山地：平地：平地：国家四等水准国家四等水准测测量量高差高差闭闭合差容合差容许误许误差：差：山地：山地：平地：平地：3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法三、水准测量的内业计算 按一定的原则将计算出的435/18/2024内业计算步骤内业计算步骤h21）计算闭合差）计算闭合差2）判断闭合差是否超限）判断闭合差是否超限3）计算各测段观测高差的改正数）计算各测段观测高差的改正数5）计算各测段的改正后的高差）计算各测段的改正后的高差6）计算各点的高程值）计算各点的高程值4）检查闭合差是否分配完）检查闭合差是否分配完AB2附合水准路线附合水准路线h1h31 3.5 3.5 水准水准测测量方法量方法内业计算步骤h21）计算闭合差2）判断闭合差是否超限3）计算445/18/20241.3例：附合水准例：附合水准测测量内量内业计业计算算1.3例：附合水准测量内业计算455/18/2024普通水准测量记录计算表普通水准测量记录计算表-0.016-0.014-0.119B56.9020964575415636348Bfh=h=0.016 m=16 mm检检核核BMA55.35207725560BMAE55.2432024671208765566ED56.3322100688609325720DC57.0791387607613506035CHA=55.352m 55.35225127200BMA平均高差平均高差高差高差前前视视后后 视视备备 注注高高 程程（m）高高 差差标标尺尺读读数（数（m）测测点点7.23330.8697.24730.988+1.548+1.446+0.176+0.272-0.750-0.851-1.092-0.992+0.104+0.006 +3+1.547 +3+0.174 +3-0.750 +3-1.092 +4+0.105普通水准测量记录计算表-0.016-0.014B56.902465/18/2024 3.6 3.6 水准水准仪仪的的检验检验与校正与校正 （微（微倾倾式光学水准式光学水准仪仪）一、圆水准器的检验与校正 检验检验目的是保目的是保证证：圆圆水准器水准器轴轴仪仪器器VV二、十字丝的检验与校正 检验目的是保证：检验目的是保证：十字十字丝丝横横丝丝 仪仪器器VV三、管水准器的检验与校正 检验目的是保证：检验目的是保证：视视准准轴轴CC 水准管水准管轴轴LL（水准仪的主条件）（水准仪的主条件）第第3章章 水准水准测测量量 3.6 水准仪的检验与校正 475/18/2024 3.6 3.6 水准水准仪仪的的检验检验与校正与校正一、一、圆圆水准器的水准器的检验检验与校正与校正 第第3章章 水准水准测测量量 3.6 水准仪的检验与校正一、圆水485/18/2024 3.6 3.6 水准水准仪仪的的检验检验与校正与校正二、十字二、十字丝丝的的检验检验与校正与校正 第第3章章 水准水准测测量量 3.6 水准仪的检验与校正二、十字495/18/2024 3.6 3.6 水准水准仪仪的的检验检验与校正与校正三、管水准器的三、管水准器的检验检验与校正与校正 1首先在首先在A、B中点中点S1安置水准安置水准仪仪，两次，两次测测定定A、B间间高高差小于差小于3mm时时，取其平均，取其平均值值得得hAB。2将将仪仪器移至器移至S2点，当点，当仪仪器器CC LL时时，A尺正确尺正确读读数数应应为为：；当存在；当存在 i 角角误误差差时时，A尺正确尺正确读读数数为为 第第3章章 水准水准测测量量 3.6 水准仪的检验与校正三、管水505/18/2024 3.7 3.7 水准水准测测量量误误差分析及注意事差分析及注意事项项一、仪器误差一、仪器误差 1.仪仪器校正后的残余器校正后的残余误误差差 2.水准尺水准尺误误差差(包含包含:刻划、刻划、变变形和零点形和零点误误差等）差等）二、观测误差 1.读数误差读数误差;2.视差影响；视差影响；3.水准管气泡居中误差；水准管气泡居中误差；4水准尺倾斜误差。水准尺倾斜误差。三、外界条件的影响 1.仪器下沉和尺垫下沉误差仪器下沉和尺垫下沉误差 2.地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响 3.温度的影响温度的影响 第第3章章 水准水准测测量量 3.7 水准测量误差分析及注515/18/2024 3.7 3.7 水准水准测测量量误误差分析及注意事差分析及注意事项项 第第3章章 水准水准测测量量地球曲率和地球曲率和大气折光大气折光的影响的影响 3.7 水准测量误差分析及注525/18/2024地球曲率和地球曲率和大气折光大气折光的影响的影响 1）视线高出地面）视线高出地面0.3m，2）选择合适的天气（阴天、晚上、无风等）选择合适的天气（阴天、晚上、无风等）3）避开不利的环境（日出后、日落前半小时、中）避开不利的环境（日出后、日落前半小时、中午、大风等）午、大风等）4）最主要的是要求）最主要的是要求前后视距离应相等前后视距离应相等！在晴天，地面温在晴天，地面温度高，空气的密度高，空气的密度较上面的稀，度较上面的稀，光线向上折射。光线向上折射。3.7 3.7 水准水准测测量量误误差分析及注意差分析及注意事事项项 第第3章章 水准水准测测量量地球曲率和大气折光的影响 1）视线高出地面0.3m，在晴天535/18/2024习题及思考题习题及思考题1高程测量有几种方法？高程测量有几种方法？2设设A为后视点，为后视点，B为前视点，为前视点，A点高程为点高程为20.123m。当后。当后视读数为视读数为1.456m，前视读数为前视读数为1.579m时，问时，问A、B两点高差两点高差是多少是多少?B、A两点的高差又是多少两点的高差又是多少?计算出计算出B点高程并绘图点高程并绘图说明。说明。3何谓视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？何谓视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？4水准仪上的圆水准器和管水准器的作用有何不同？何谓水水准仪上的圆水准器和管水准器的作用有何不同？何谓水准器分划值？准器分划值？5水准仪有哪几条主要轴线水准仪有哪几条主要轴线?它们之间应满足什么条件它们之间应满足什么条件?何何谓主条件谓主条件?为什么为什么?6水准测量时，要求选择一定的路线进行施测，其目的何在水准测量时，要求选择一定的路线进行施测，其目的何在?转点的作用是什么转点的作用是什么?7.水准测量时，为什么要求前、后水准测量时，为什么要求前、后视距离大致相等视距离大致相等?8试述水准测量的计算检核方法。试述水准测量的计算检核方法。第第3章章 水准水准测测量量习题及思考题 第3章 水准测量545/18/2024习题及思考题习题及思考题9水准测量测站检核有哪几种？如何进行？水准测量测站检核有哪几种？如何进行？10为什么使用水准仪时，仅需将圆水准器气泡居中即可进行为什么使用水准仪时，仅需将圆水准器气泡居中即可进行观测？观测？11简述自动安平水准仪的工作原理，测量时自动安平水准仪简述自动安平水准仪的工作原理，测量时自动安平水准仪的视线是否水平？的视线是否水平？12.简述数字水准仪的工作原理和读数方法。简述数字水准仪的工作原理和读数方法。13数字水准仪与普通光学水准仪相比，主要有哪些特点数字水准仪与普通光学水准仪相比，主要有哪些特点?14.自动安平水准仪与数字水准仪在结构上有哪些异同点？自动安平水准仪与数字水准仪在结构上有哪些异同点？15何谓光学视准轴？电子何谓光学视准轴？电子i角角?16.将图将图3-40中的水准测量数据填入表中的水准测量数据填入表3-3中，中，A、B两点为已知两点为已知高程点，高程点，HA=23.456m，HB=25.080m，计算并调整高差闭合，计算并调整高差闭合差，差，最后求出各点高程。最后求出各点高程。第第3章章 水准水准测测量量习题及思考题 第3章 水准测量555/18/2024 第第3章章 水准水准测测量量测测站站测测点点水准尺水准尺读读数数实测实测高差高差 /m高差改正数高差改正数 /mm改正后高差改正后高差 /m高程高程/m后后视视前前视视BMA112233BMB辅辅助助计计算算 第3章 水准测量测点水准尺读数实测高差高差改正数改正后565/18/2024习题及思考题习题及思考题 17.设设A、B两点相距两点相距80m，在其中点安置水准仪，精确测得高，在其中点安置水准仪，精确测得高差差;仪仪器搬至器搬至B点附近点附近,又测得又测得B尺读数，尺读数，A尺读数为。试问该水准仪的尺读数为。试问该水准仪的水准管轴是否平行于视准轴？如不平行，应如何校正？水准管轴是否平行于视准轴？如不平行，应如何校正？18.试比较数字水准仪试比较数字水准仪i角检定的四种方法各自的优缺点。角检定的四种方法各自的优缺点。19试分析水准尺倾斜误差对水准尺读数的影响，并推导其计试分析水准尺倾斜误差对水准尺读数的影响，并推导其计算公式。算公式。20.调整图调整图3-41所示的闭合水准路线的观测成果，并求出各点高所示的闭合水准路线的观测成果，并求出各点高程。程。h1=+1.224m;n1=10站站 h2=-1.424m;n2=8站站 h3=+1.781m;n3=8站站 h4=-1.714m;n4=11站站 h5=+0.108m;n5=12站站 第第3章章 水准水准测测量量习题及思考题 第3章 水准测量水利工程测量课件