-水准1剖析课件

4水准测量基本原理水准测量基本原理123水准仪的基本结构及使用水准仪的基本结构及使用水准测量的一般方法及计算水准测量的一般方法及计算水准测量误差及仪器检校水准测量误差及仪器检校第二章第二章 水准仪及水准测量水准仪及水准测量1、概念：、概念：测定地面点高程的工作。测定地面点高程的工作。2、分类、分类：（根据使用的仪器和施测方法的不同）：（根据使用的仪器和施测方法的不同）u水准测量水准测量(leveling)u三角高程测量三角高程测量(trigonometric leveling)u气压高程测量气压高程测量(air pressure leveling)uGPS测量测量(GPS leveling)一、高程测量（一、高程测量（Height Measurement）大地水准面大地水准面 hABA BHB水平视线水平视线后后视视尺尺前前视视尺尺ab前进方向前进方向二、水准测量原理二、水准测量原理A后视点后视点B前视点前视点HB=HA+hAB1、高差法、高差法 hAB=a-b（1）A、B两点间高差两点间高差（2）B点的高程点的高程HAa后视读数后视读数b前视读数前视读数问题：在水准测量中，若后视点问题：在水准测量中，若后视点A上的读数上的读数a大于前大于前视点视点B上的读数上的读数b，则，则A点和点和B点，哪点高？点，哪点高？结论：高差的符号与地面点的高低有关结论：高差的符号与地面点的高低有关 还与前进方向有关还与前进方向有关例例1：图中已知：图中已知A点高程点高程HA=452.623m，后视读数，后视读数a=1.571m，前视读数，前视读数b=0.685m，求，求B点高程。点高程。解：解：B点对于点对于A点高差：点高差：hAB=1.5710.685=0.886mB点高程为：点高程为：HB452.6230.886453.509m前进方向水平视线大地水准面HAHBAB后视尺前视尺abhAB2、视线高法、视线高法Hi=HA+a=HB+bHB=(HA+a)b=Hi-b大地水准面大地水准面 hABA BHB水平视线水平视线后后视视尺尺前前视视尺尺ab前进方向前进方向HAHi例例2：图中已知：图中已知A点高程点高程HA=423.518m，要测出相邻，要测出相邻1、2、3点的点的高程。先测得高程。先测得A点后视读数点后视读数a=1.563m，接着在各待定点上立尺，接着在各待定点上立尺，分别测得读数分别测得读数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。解：先计算出视线高程解：先计算出视线高程Hi=HA+a=423.5181.563425.081m各待定点高程分别为：各待定点高程分别为：H1Hib1425.0810.953424.128mH2Hib2425.0811.15223.929mH3Hib3425.0811.32823.753m3、转点、转点TP(turning point)的概念的概念 当地面上当地面上A、B 两点间两点间距离较远距离较远或或高差太大高差太大，放置，放置一次仪器不能测定其高差时，就需加设若干个一次仪器不能测定其高差时，就需加设若干个临时临时的用来传递高程的立尺点的用来传递高程的立尺点，这些点就称为转点。，这些点就称为转点。4、连续水准测量、连续水准测量hABAB大地水准面HB=?AhAB=h=h1+h2+=(a1 b1)+(a2 b2)+=abHB=A+hABTP1TP2TP31234a1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2a3b3h3=a3-b3a4b4h4=a4-b4结论：两点间的高差结论：两点间的高差=后视读数之和后视读数之和-前视读数之和前视读数之和前进方向前进方向4水准测量基本原理水准测量基本原理123水准仪的基本结构及使用水准仪的基本结构及使用水准测量的一般方法及计算水准测量的一般方法及计算水准测量误差及仪器检校水准测量误差及仪器检校第二章第二章 水准仪及水准测量水准仪及水准测量u水准仪：水准仪：提供一条水平视线，并能照准水准尺、读数提供一条水平视线，并能照准水准尺、读数u水准尺：水准尺：用于读取刻度用于读取刻度 一般使用黑红双面水准尺；尺底端常数为一般使用黑红双面水准尺；尺底端常数为4.687/4.787；水准尺一般成对使用，水准尺一般成对使用，u尺垫：尺垫：防止水准尺下沉和变位防止水准尺下沉和变位 顶端球面的切面放置水准尺顶端球面的切面放置水准尺水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具u为水准测量提供水平视线的仪器。为水准测量提供水平视线的仪器。u常用的水准仪常用的水准仪 精密水准仪精密水准仪 DS05 、DS1 普通水准仪普通水准仪 DS3 、DS10 一、水准仪一、水准仪 D大地测量仪器；大地测量仪器；S水准仪；水准仪；XX精度。即：一公里往返测高差中数中误差（毫米）。精度。即：一公里往返测高差中数中误差（毫米）。目镜目镜微倾螺旋微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋物镜物镜左右微左右微动螺旋动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋准星准星缺口缺口DS3型水准仪的构造型水准仪的构造圆水准器圆水准器圆水准器校正螺丝圆水准器校正螺丝管水准器管水准器轴座轴座脚螺旋脚螺旋三角压板三角压板底板底板管水准气泡观察窗管水准气泡观察窗望远镜望远镜水准器水准器基座基座仪器组成：望远镜、水准器、基座仪器组成：望远镜、水准器、基座u组成：物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜调焦螺组成：物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜调焦螺旋、目镜调焦螺旋旋、目镜调焦螺旋 u作用：瞄准目标，提供水平视线作用：瞄准目标，提供水平视线CC视准轴视准轴CC：物镜光心物镜光心与与十字丝交点十字丝交点的连线。的连线。1、望、望 远远 镜镜2、水准器、水准器u 作用：是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。作用：是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。u 组成组成长水准管长水准管圆水准器圆水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器圆圆水准轴水准轴水准轴水准轴圆水准器圆水准器圆圆水准器水准管轴水准器水准管轴圆圆水准器校正螺旋水准器校正螺旋圆圆水水准准器器的的作作用用：粗粗略略整整平平气泡气泡液体液体长水准管长水准管长长水水准准管管的的作作用用：精精确确整整平平长水准管轴长水准管轴长水准管长水准管符合水准系统符合水准系统微倾微倾螺旋螺旋u 组成：轴座、脚螺旋、底板和三角形压板组成：轴座、脚螺旋、底板和三角形压板 u 作用：支撑仪器、粗略整平。作用：支撑仪器、粗略整平。基座通过连接螺旋与三脚架相连。基座通过连接螺旋与三脚架相连。基基座座用用于于支支承承水水准准仪仪上上部部，水水准准仪仪旋转轴插入基座轴套可自由旋转。旋转轴插入基座轴套可自由旋转。基基座座上上的的三三个个脚脚螺螺旋旋用用于于调调节节圆圆水水准气泡。准气泡。仪器竖轴仪器竖轴VV：就是水准仪的旋转轴。：就是水准仪的旋转轴。三脚架三脚架VV基座基座3、基座、基座二、水准尺二、水准尺u水准尺有水准尺有双面尺双面尺和和塔尺塔尺两种两种u黑面起点黑面起点0.000和和0.000米米u红面起点红面起点4.687和和4.787米米 尺垫尺垫半球形顶部半球形顶部用来竖立水准尺，并标用来竖立水准尺，并标志志转点转点位置。位置。三、尺垫三、尺垫水准仪的使用水准仪的使用1.安置：安置三脚架和水准仪安置：安置三脚架和水准仪2.粗平：使圆水准器气泡居中粗平：使圆水准器气泡居中3.瞄准：粗瞄和精瞄瞄准：粗瞄和精瞄4.精平：使长水准管气泡居中精平：使长水准管气泡居中5.读数：用中丝读数读数：用中丝读数1、安置：安置三脚架和水准仪、安置：安置三脚架和水准仪2、粗平：、粗平：调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中使圆水准器气泡居中 a ab bc c3、瞄准：瞄准：首先转动首先转动目镜目镜调焦螺旋使十字丝清晰，调焦螺旋使十字丝清晰，转动望远镜粗略瞄准水准尺，再转动转动望远镜粗略瞄准水准尺，再转动物镜物镜调焦螺调焦螺旋使目标清晰，精确瞄准水准尺。旋使目标清晰，精确瞄准水准尺。注意：注意：消除消除视差！视差！什么是视差？什么是视差？产生的原因？如产生的原因？如何消除？何消除？当眼睛在目镜端上下微微移当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标像动时，若发现十字丝与目标像有相对运动，这种现象称为视有相对运动，这种现象称为视差。差。4、精平：使长水准管气泡居中、精平：使长水准管气泡居中 在每次读数之前，都应注视符合水准气泡在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗，转动微倾螺旋使水准管气泡居中。观测窗，转动微倾螺旋使水准管气泡居中。微倾微倾螺旋螺旋5、读数：用中丝读数，读数时自小向大进行、读数：用中丝读数，读数时自小向大进行121.271m0.714m1.197m1.197m120.726m0.726m读数练习读数练习实际的标尺实际的标尺观测的标尺观测的标尺四、水准仪的认识与使用（实验一）四、水准仪的认识与使用（实验一）u实验目的实验目的 （1）了解了解DS3型水准仪的基本构造，认清主要部件的名称、型水准仪的基本构造，认清主要部件的名称、性能和作用。性能和作用。（2）练习水准仪的正确安置、照准和读数。）练习水准仪的正确安置、照准和读数。u方法和步骤：方法和步骤：（1）安置仪器）安置仪器 （2）认识仪器部件）认识仪器部件 （3）粗略整平）粗略整平 （4）水准仪操作）水准仪操作 （5）观测练习）观测练习DSZ3自动安平水准仪自动安平水准仪 特点：特点：自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，借助一种借助一种“补偿器补偿器”的特别装置，使视线自动处于水平状的特别装置，使视线自动处于水平状态。态。水准测量记录表水准测量记录表测测站站测测点点水准尺读数水准尺读数高高 差（差（m）后视后视（m）前视前视（m）OOABAB1.4811.347+0.1340.6840.549+0.135 hABA B后后视视尺尺前前视视尺尺a1b1前进方向前进方向精平精平a2精平精平b2O