高程测量与测设课件

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,高程测量,测量地面点高程,方法,水准测量、三角高程测量,GPS,高程测量、气压高程测量,水准测量,精度最高,工作任务二高程测量与测设,高程测量测量地面点高程工作任务二高程测量与测设,一、水准测量原理,水准仪,水平视线，水平视线在标尺读数,水准测量方向,A,B,A,尺,后视尺，,a,后视读数,B,尺,前视尺，,b,前视读数,一、水准测量原理,AB,高差,h,AB,=,a,b,A,点高程,H,A,已知，求出,B,点高程,H,B,=,H,A,+,h,AB,视线高程,H,i,=,H,A,+,a,B,点高程,H,B,=,H,i,b,常用于施工测量，放样点的高程,AB高差 hAB=ab,A,，,B,两点相距较远时，连续水准测量,中间设置转点,(,TP,),，放置尺垫,h,1,=,a,1,b,1,h,2,=,a,2,b,2,h,3,=,a,3,b,3,，,h,n,=,a,n,b,n,h,AB,=,h,1,h,2,h,3,h,n,=,h,i,h,AB,=,a,i,b,i,A，B两点相距较远时，连续水准测量,二、水准测量的仪器与工具,水准仪，水准尺，尺垫,二、水准测量的仪器与工具,1.微倾式水准仪,调整微倾螺旋管水准气泡居中水平视线,水准仪,望远镜、水准器、基座,1.微倾式水准仪,视差,：标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差,消除,：望远镜对准天空,(,或明亮背景,),旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰,望远镜对准标尺,旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰,视差：标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差,望远镜对准天空,(,或明亮背景,),旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰,望远镜对准天空(或明亮背景),望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋,使标尺像清晰,望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋,2.自动安平水准仪,无管水准器、微倾螺旋,视准轴水平时，水准尺上的正确读数,a,圆水准器粗平，视准轴相对于水平面有微小倾斜角,无补偿器时水准尺上读数设,a,物镜与目镜间补偿器使进入十字丝分划板光线偏转,正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝,读出视线水平时的正确读数,a,2.自动安平水准仪,天津欧波,DS30,自动安平水准仪,天津欧波DS30自动安平水准仪,高程测量与测设课件,3.水准尺与尺垫,水准尺：2m5m，有四种类型，常用直尺,3.水准尺与尺垫,直尺,A,、,B,尺，两把一对,每把有黑、红两面分划与注记,A,尺,黑面分划,03m,，红面分划,4.,6,87m7.687m,B,尺,黑面分划,03m,，红面分划,4.,7,87m7.787m,A,、,B,尺黑面注记的零点差,0,红面注记的零点差,0.1m,直尺A、B尺，两把一对,高程测量与测设课件,2.375m,1.150m,0.710m,正像望远镜观测标尺读数,2.375m1.150m0.710m正像望远镜观测标尺读数,尺垫,转点处放置水准尺用,生铁铸成的三角形板座,尺垫转点处放置水准尺用,三、微倾式水准仪的使用,水准测量操作：粗平瞄准水准尺精平读数,粗平,旋转脚螺旋，使圆水准器气泡居中,三、微倾式水准仪的使用,1.瞄准,：,先目镜对光，再物镜对光，消除视差,粗略瞄准,：,松开制动螺旋，照准标尺,使准星、照门、标尺在一直线上,精确瞄准,：,拧紧制动螺旋，从望远镜观察标尺像,旋转微动螺旋，使十字丝竖丝位于标尺中央,2.精平,：,旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中,1.瞄准：先目镜对光，再物镜对光，消除视差,3.读数,：,倒像望远镜，从上向下读,m位与dm位直读标尺上的数字,cm位,数格子，mm位,估读,红黑面读数差为6295-1608=4687,3.读数：倒像望远镜，从上向下读,四、水准测量方法与内业整理,1.水准点,水准测量等级：一、二、三、四等与图根水准,一、二等,精密水准测量，三四等,普通水准测量,为统一全国高程系统和满足各种测量的需要,国家各级测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点,称水准点(BM)，分地面点与墙上点,四、水准测量方法与内业整理,高程测量与测设课件,2.水准路线,水准点之间进行水准测量所经过的路线,附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线,检核条件,高差闭合差,f,h,附合水准路线,f,h,=,h,i,(,H,BM,2,H,BM,1,),闭合水准路线,f,h,=,h,i,0=,h,i,支水准路线,f,h,=,h,往,h,返,2.水准路线,3.水准测量方法,每站高差观测两次，以检核观测数据的正确性,（1）两次仪器高法,两次不同仪器高度的水平视线,(改变仪器高度应在10cm以上),测定相邻两点间的高差，,图根水准测量,两次高差之差应小于5mm，否则应重测,3.水准测量方法,高程测量与测设课件,（2）双面尺法,读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数,前、后视尺的黑面读数计算出一个高差,前后视尺的红面读数计算出另一个高差,两次高差之差应小于5mm，否则应重测,瞄准后视点水准尺黑面分划精平读数,瞄准后视点水准尺,红面,分划精平读数,瞄准前视点水准尺黑面分划精平读数,瞄准前视点水准尺,红面,分划精平读数,上述观测顺序简称为“后,后,前,前,”,（2）双面尺法,高程测量与测设课件,4.水准测量内业整理,根据已知水准点的高程，水准路线高差观测值，,分配高差闭合差，计算出未知点的高程。,附合水准路线,f,h,=,h,i,(,H,终,H,起,)。,闭合水准路线,f,h,=,h,i,0=,h,i,。,支水准路线,f,h,=,h,往,h,返,。,图根水准高差闭合差允许值,f,h,允,平坦地区,f,h,允,=40,L,(mm),山地,f,h,允,=12,n,(mm),f,h,f,h,允,时，可以分配高差闭合差。,原则,反号，,路线长,L,i,(平坦)或测站数,n,i,(山地)比例分配,高差改正数,V,i,公式：,4.水准测量内业整理,例,图根水准测量要求施测,BMA,和,BMB,已知高程水准点,计算待定点1，2，3点的高程,例 图根水准测量要求施测,计算高差闭合差,f,h,，限差,f,h,允,f,h,=,h,i,(,H,B,H,A,)=4.330-(49.579-45.286),=0.037m=37mm,f,h,允,=40,L,=407.4=109mm,f,h,f,h,允,，可分配闭合差,计算高差闭合差fh，限差fh允,五、微倾式水准仪的检验与校正,水准仪的轴线及其应满足的条件,视准轴,CC,、管水准器轴,LL,、圆水准器轴,LL,、竖轴,VV,应满足三个条件,1.圆水准器轴,LL,竖轴,VV,2.十字丝分划板的横丝竖轴,VV,3.管水准器轴,LL,视准轴,CC,五、微倾式水准仪的检验与校正,水准仪的主要轴线,水准仪的主要轴线,六、水准测量的误差及其削减方法,仪器误差、观测误差和外界环境的影响,1.仪器误差,（1）校正残余误差,i,角误差(大于20才需校正),保持前、后视距相等,（2）水准尺误差,检验水准尺每米间隔平均真长与名义长之差,区格式木质标尺，不应大于0.5mm,否则，应在所测高差中进行米真长改正,一对水准尺的零点差,在一水准测段的观测中安排偶数个测站予以消除,六、水准测量的误差及其削减方法,2.观测误差,（1）管水准气泡居中误差,设分划值,=20/2mm，视线长为100m,气泡偏离居中位置0.5格引起读数误差,5mm,每次读尺前应严格居中管水准气泡,（2）读数误差,mm位,十字丝横丝在标尺厘米分划内位置估读,望远镜内看到的横丝宽度相对厘米分划格宽度比例,决定估读精度,读数误差与望远镜的放大倍数及视线长有关,视线愈长，读数误差愈大,规范规定，使用DS3水准仪进行四等水准测量时,视线长80m,2.观测误差,（3）水准尺倾斜,读数时，水准尺应竖直,水准尺前后倾斜，水准仪望远镜视场不会察觉,引起水准尺读数总偏大,视线高度愈大误差愈大,水准尺上安装圆水准器保证尺子竖直,（4）视差,水准尺像未准确成在十字丝分划板上,造成眼睛的观察位置不同时,读出的标尺读数也不同，由此产生读数误差,按操作规定进行目镜对光，物镜对光,（3）水准尺倾斜,3.外界环境影响,（1）仪器下沉和尺垫下沉,仪器或水准尺安置在软土或植被产生下沉,“后,前,前,后,”观测顺序，削弱仪器下沉影响,往返观测取观测高差中数，削弱尺垫下沉影响,（2）大气折光影响,晴天，日光照射下，地面温度较高,靠近地面空气温度也高，其密度较上层为稀,水准仪的水平视线离地面越近，光线折射越大,规范规定，三、四等水准测量,应保证上、中、下三丝能读数,二等水准测量则要求下丝读数0.3m,3.外界环境影响,（3）温度影响,日光照射水准仪,仪器各构件受热不匀引起不规则膨胀,影响仪器轴线间的正常关系观测产生误差,观测时注意撑伞遮阳,（3）温度影响,七、地面上已知高程的测设,1.概念,已知高程的测设是利用水准测量的方法，根据已知水准点，将设计高程测设到现场作业面上。,2.测设方法,如图所示，某建筑物的室内地坪设计高程为45.000m，附近有一水准点BM3，其高程为H3=44.680m。现在要求把该建筑物的室内地坪高程测设到木桩A上，作为施工时控制高程的依据。,七、地面上已知高程的测设,地面上已知高程的测设,地面上已知高程的测设,（1）在水准点BM3和木桩A之间安置水准仪，在BM3立水准尺上，用水准仪的水平视线测得后视读数为1.556m，此时视线高程为：,44.680m+1.556m=46.236m,（2）计算A点水准尺尺底为室内地坪高程时的前视读数：,b=46.236m-45.000m=1.236m,（3）上下移动竖立在木桩A侧面的水准尺，直至水准仪的水平视线在尺上截取的读数为1.236m时，紧靠尺底在木桩上画一水平线，其高程即为45.000m。,（1）在水准点BM3和木桩A之间安置水准仪，在BM3立水准尺,