精密水准测量和高程传递课件

,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,*,第五章 精密水准测量和高程传递,精密水准测量,科技进步高程测量精度要求提高精密水准测量,应用范围：科学研究（地震监测、海底变化等）,工程领域（设备安装，如：高能加速器、核电,站等；精密工程、交通干线等）,高精度仪器、设备和先进的测量方法,跨江测距三角高程,跨海GPS水准法,高程传递标高法、光电测距法,精密水准测量仪器,“左准绳，右规矩”古代测定水平和取直的工具（立木作标记）,水准测量精度影响因素：置平、照准精度、标尺分化,标志,20世纪30年代瑞士威尔特厂N3水准仪,20世纪50年代自动安平水准仪,20世纪80年代末瑞士威尔特厂数字水准仪NA2000,精密水准测量仪器,数字水准仪,精密水准测量仪器,精密水准测量仪器,数字水准仪主要有主机和条码标尺两部分组成,精密水准测量仪器,条码标尺：一般由宽度相等或不等的黑白条码按某种编 码规则进行有序排列而成（是各种数字水准仪的不同的关键）,主机：提供水平视线、自动补偿的机械部件和光学部件,目镜、物镜、补偿器、分光棱镜,数字部分操作控制、数据处理、显示、存储等,CCD传感器、数据处理软件、键盘显示器等,精密水准测量仪器,数字水准仪测量工作原理,在一定倾斜视线范围内利用仪器内部补偿器,进行自动调平,水准尺上某一段编码成像在望远镜中，经过,CCD传感器处理,仪器内部存储编码相比较分析对比，获得水平视线高的读数，通过光电二极管将电子信息转为测量信息,显示出来,精密水准测量仪器,数字水准仪（索加）编码原理,1 条码宽度分别为3mm、4mm、7mm、8mm、11mm、12mm；条码之间的中心距离为16mm,2 采用6进制和3进制编码，同时满足两种进制编码要求,3 将编码信息存入内存，供数据处理使用,精密水准测量仪器,解码编码信号转换为测量信号,将水准尺的伪随机码存入仪器内存中，作为基准信号,标尺条码经过望远镜成像，在CCD传感器上形成测量信号,垂直放大率d，d=G/lm,G 为标尺上相邻条码距离，lm为仪器内部伪条码距离,索加水准仪中l为8mm,根据数字水准仪成像原理：,视距 s，s=d*f,（,视距测量中D=Kl，相互对应,）,精密水准测量仪器,视线高的计算方法,精密测量出每个条码所占的像素，计算出垂直放大率d,依3进制编码规则确定测量条码所代表的数字编码,与仪器内部存储的编码进行比较，得出每个标尺条码,的标尺高度得到初测值,根据式：,h=d*b（精测值）,b为第i个条码至电子视准轴的距离,取n个条码测量的平均值作为最后的测量结果,流体（液体）静力水准仪原理,原理：,液体静力水准测量也称,连通管测量,，它是利用,相互连通的液面，在静力平衡时处于同一个水,准面而进行高程测量的方法,特点：,测量精度高，可自动化测量。,应用领域：,变形监测（大坝、核电站永久性观测的建筑物）以及很难进行水准测量或自动化观测要求场所。,流体（液体）静力水准仪原理,仪器形式：,固定式或移动式,仪器（,移动式静力水准仪,适用于施工期,测量,，,固定式静力水准仪,适,用于竣工后构筑物的变形观测）。,测读方法：,目视法、目视接触法、电子接触法和光电,记录法等（各种流体静力水准仪的结构,本质上的区别仅在于测定和读取连通管,中液面位置的方法不同）。,流体（液体）静力水准仪原理,流体（液体）静力水准仪原理,东江水力发电厂,液体静力水准测量,精密水准仪的误差源及鉴定,数字水准仪的误差源,1 与主机有关的误差源,a 圆水准器位置不正确误差（水平面倾斜）,b 补偿器误差：安置误差、滞后误差、剩余误差、磁致误差（自动安平问题导致水平视线倾斜）,C 视准轴i角误差,D十字丝分划板竖丝与CCD传感器焦线不一致性误差,精密水准仪的误差源及鉴定,2,与条码尺有关的误差,a 尺底面误差,b 水准尺分化误差,3,与光电读数有关的误差,a 最小读数和进位误差,B 读数误差,精密水准测量测的实施,前期准备工作：,制定工作计划,（1）确定水准测量路线：根据精密水准测量特点以及地貌等,（2）作业人员的选择：一般为五人一组,（3）仪器的检查与校正,精密水准测量测的实施,精密水准测量的实施,（1）,保持仪器与外界环境气温一致,观测前30分钟，将仪器置于露天阴凉处，与室外温度一致，观测中要用测伞遮蔽太阳,（2）,保持前后视距相等,a 消除i角误差（视准轴误差）b 减少调焦节省测量时间,（3）,保持标尺读数与时间和空间对称,a 奇偶测站为单位进行读数，称为对称法,b 可消除或减少系统误差的影响,精密水准测量测的实施,（4）,减少视差引起的偏斜,使两个角螺旋连线与水准视线平行，第三角螺旋,在前进方向左右两侧轮换,（5）每个测段的站数为偶数站（往、返）,（6）,保持视线长度,精密水准测量的视线长度30m为最佳视线长度,（7）,防止强磁场的影响,（8）,选择适宜的观测条件,跨越障碍物的高程传递,跨越障碍物？,两岸、上下的问题,解决办法：建立两岸和上下统一的高程坐标系,跨越障碍物的高程传递,跨江、海、河的高程传递（水准测量）,特点：属于横向高程传递，跨度大、视线长,跨越障碍物的高程传递,水准仪法,依据跨越障碍物距离大小分为：光学测微法、,倾斜螺旋法,光学测微法,跨越距离100500m,预先制作加粗,标志线的觇标,觇板中央开一矩形小窗口，窗口中央装,有一指标线，指标线准确平分矩形标志线,标志线宽度与跨越距离成反比，一般取1/25000,跨越障碍物的高程传递,倾斜螺旋法（p63）,特点：跨越距离在5002000m，有四条指标线,跨越障碍物的高程传递,测距三角高程法,两端设站高差超过2m时，通常采用测距三角高程测量,