水准测量原理及方法.ppt

高程测量的方法 水准测量 三角高程测量 CHAPTER2水准测量 气压高程测量 GPS高程测量 A 后视点 a 后视读数 B 前视点 b 前视读数 a 计算高程的方法 高差法 hAB a b HB HA hAB 视线高程法 HI HA aHB HI b 2 1水准测量原理 b 前进方向 利用仪器提供水平视线 测定地面上两点间的高差 推算待测点的高程 水准仪按精度分 精密水准仪DS05DS1 普通水准仪DS3DS10 2 2水准测量的仪器和工具 一 DS3型水准仪的构造 望远镜 水准器 基座 视准轴 CC 十字丝交点与望远镜物镜光心的连线 组成 由物镜 对光透镜十字丝分划板和目镜等部分组成 十字丝作用 瞄准目标时的读数基准线 望远镜的作用 瞄准远方的目标 2 望远镜 1 基座 性能指标 放大率 3 水准器 L0 L0 二 水准尺和尺垫 1 水准尺 直尺折尺塔尺 尺底起始刻划 黑面 0m红面 4 687mor4 787m 2 尺垫 三角形 半圆形 铸铁制造作用 标志转点位 防止土质下沉 2 3水准仪的使用 2 转点 TPi ZDi 传递高程的过渡点作用 传递高程 无固定点位 无须计算其高程 1 水准点 BenchMark 已知高程点作用 统一全国的高程系统满足各种测量需要引测其它点的高程种类 永久性临时性 一 水准点 转点的概念 2 4水准测量的外业 二 水准测量的实施 h1 a1 b1h2 a2 b2h3 a3 b3h4 a4 b4 hAB h a bHB HA hAB 第1站 第2站 第3站 第4站 一 测站校核 变仪器高法 两次成果之差 5mm 双面尺法 三 水准测量的检核 二 计算校核 附合水准路线 h h测 H终 H始 fh允 支水准路线 h h往 h返 fh允 闭合水准路线高差闭合差 h h测 fh允 三 成果校核 路线校核 精度要求 fh允 式中 L 路线长度 以km计 n 测站总数 支 L n以单程计 2 5水准测量的内业 闭合 附合水准路线 第i待测点的高程 Hi Hi 1 hi正 平差高差闭合差 计算点的高程 支水准路线 例题 实验一 二1 内容 水准仪的认识和使用 闭合水准路线测量2 要求 1 每人独立观测完成一条水准路线 设待测点1 2个 测站总数n 4 2 3 仪器安排1台 4人 水准尺一付 尺垫一付 记录板一只 实验室 二 水准仪应满足的条件 1 L L VV2 十字丝横丝 VV3 LL CC 主条件 2 8微倾式水准仪的检验与校正 一 水准仪的一般检查 三 检验与校正 1 L L VV的检校 方法和步骤 1 检验 用脚螺旋整平仪器 转动仪器180 若气泡居中 不需要校正 否则 需要校正 2 校正 用校针拨动圆水准管校正螺丝 使气泡向中间移动偏离量的一半 再用脚螺旋整平仪器 反复1 2 两步 直到条件满足为止 V V L L 1 原理 若条件满足 精平仪器后 横丝扫过的面是水平面 2 检验 让横丝的一端对准固定点A 微动视线 若A始终在横丝上移动 则条件成立 不需要校正 否则 需要校正 3 校正 方法和步骤 2 十字丝横丝 VV的检校 a b 护盖 3 LL CC的检校 5 校正转动微倾螺旋 使A尺读数为 a2正 hAB正 b2 用拨针拨动校正螺丝 使长水准管气泡居中 反复几次 直至条件满足为止 a b hAB 1 准备场地在平坦地上标定A B 约为80m C为AB的中点 2 测hAB正 a1 b1 3 在B附近约3m处 测得a2 b2读数 4 计算a2正 a2正 hAB正 b2检查 a a2 a2正 5mm 不需校正 否则校正 a2正 实验三 1 内容 水准仪的检校2 要求 按序检查仪器应满足的几何条件3 仪器安排 1台 2人 水准尺一付 尺垫一付 记录板一只 皮尺一把 2 9水准测量误差分析 一 误差来源 1 仪器不够完善 2 观测者感觉的限制 3 外界条件的变化二 误差分析1 仪器误差 1 校正残余误差2 对光误差 对光透镜非线形运动 3 水准尺误差 零点不准 3 外界条件的影响 1 仪器垂直位移 后 前 前 后 2 尺垫垂直位移 往返观测取中数 3 温度影响 撑伞遮阳 4 地球曲率及大气折光影响 A B 水平视线 1 c1 2 c2 f1 f2 D后 D前f1 f2 D后 D前 地球曲率与大气折光影响 习题 P29 1 2 5 6 9 10 11 12 2 7自动安平水准仪 电子水准仪简介 一 自动安平水准仪 DSZ3 补偿器 管水准器 微倾螺旋 补偿角 8 10 二 电子 数字 水准仪 电子 数字 水准仪是集电子 光学 图像处理 计算技术于一体的水准仪 1 望远镜 2 铟钢RAB标尺 3 电子水准仪的主要特点 1 精度高 电子读数 0 4mm km 人工读数 1 0mm km 2 自动化程度高3 较强的储存功能4 菜单和按键操作功能丰富 6 5三 四等水准测量 一 高程控制网由国家测绘部门在全国范围统一建立的高程系统 分为 1956黄海高程系 1985国家高程基准关系 H85 H56 0 029m 1985年国家高程基准 1956年黄海高程系 废黄河零点 吴淞零点 0 0289m 0 1829m 1 8228m 江苏境内各新旧高程系统的关系 沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国 构成网状 路线全长为93000多公里 有100个闭合环 环长为800 1500公里 国家一等水准网 在一等水准网上加密 一般沿铁路 公路和河流布设 环长为300 700公里 有822个闭合环 全长为137000多公里 二等水准网 加密 三等 四等水准网 它是确定地形海拔高程的坐标系统 按等级和精度分为一 二 三 四等网 目前提供使用的85国家高程系统共有水准点114041个 水准路线长度为416619 1公里 一 三 四等水准测量技术要求 注 1 L为水准路线长度 以km计2 K为路线或测段长度 以km计 表6 11 二 三四等水准测量 1 安置仪器2 先黑 读后视尺黑面 下 上 中 a黑 读前视尺黑面 下 上 中 b黑 3 后红 读前视尺红面 中 b红 读后视尺红面 中 a红 将上述读数分别对应填入记录手簿 二 观测方法 双面尺法观测顺序 先黑后红 后后前前 先黑后红 三 计算与校核 1 视距部分 D后 下丝 上丝 100 65m 80mD前 下丝 上丝 100 65m 80m要求 D D后 D前 2m 3m D 5m 10m 2 高差部分 要求 K 黑 红 2mm 3mm h h黑 h红 0 100m 3mm 5mm a b h a b 计算校核 fh测的调整同 2 5 实验四1 内容 四等水准测量2 要求 路线形成闭合水准路线 线路上设置1 2个待测点 测站数 4 每组完成2组有效数据成果 6 6三角高程测量 地面起伏较大 一 原理 如图 已知A点的高程 HAAB的距离为 D求测 B点高程HB 计算公式 h v Dtga ih Dtga i vHB HA h i 二 曲率 折光等因素的影响 1 单向观测 A B 1 D 300m 忽略f2 D 300m 加改正数f 2 对向观测 A B 消减f的影响 当 hAB hBA 4cm 100m时则 h正 1 2 hAB hBA 3 S 1m 减少大气折光和地面反射光的影响 4 形成闭合 附合路线形式 便于成果校核