Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,2013/3/5,#,第二章 水准测量,2-,1,水准测量原理,2-2,水准测量仪器和工具,2-3,水准测量基本方法,2-4,精度要求及内业计算,2-5,水准仪的检验,2-6,水准测量误差分析,2-7,地球曲率和大气折光影响的消除,2024/11/17,1,第二章 水准测量2-1 水准测量原理2023/9/22,2.,1,水准测量原理,一、高程测量及原理,1,高程测量,(,height leveling,),测定地面点高程的工作。测定待测点和已知点间的高差。根据已知点高程，计算出另一点的高程。,2,高程测量常用方法,水准测量,(,leveling,),三角高程测量,(,trigonometric leveling,),气压高程测量,(,air pressure leveling,),GPS,高程测量,(,GPS leveling,),2024/11/17,2,2.1 水准测量原理 一、高程测量及原理2023/9/,3,水准测量原理,利用水准仪,(,level,),所,提供的水平视线,(,horizontal sight,),，并借助水准尺,(,level staff,),测定地面上,待测点与已知高程点的高差,，再由已知点高程和所测得的高差计算出待测点的高程。,2024/11/17,3,a,b,h=a-b,H,B,=H,A,+h,geoid,3水准测量原理2023/9/223abh=a-bH,二、高程计算公式,1,计算公式：,h,AB,后视读数前视读数,a,b,（,2,1,）,H,B,H,A,h,AB,（,2,2,）,2,视线高程法计算公式：,H,B,（,H,A,a,）,b,H,i,b,（,2,3a,）,H,i,称为,视线高程,(,elevation of sight,),H,i,H,A,a,（,2,3b,）,2024/11/17,4,二、高程计算公式2023/9/224,3,视线高程应用,当假设一次水准仪，依次观测多个前视点,B,1,、,B,2,、,B,n,时，采用视线高程,H,i,计算就非常方便。,H,i,H,A,a,H,B1,H,i,b,1,H,B2,H,i,b,2,H,Bn,H,i,b,n,2024/11/17,5,3视线高程应用2023/9/225,4,转点,(,Turning Point,),传递高程的临时立尺点。记为,TP,i,2024/11/17,6,4转点(Turning Point)2023/9/226,2.,2,测量仪器和工具,一、水准测量的主要仪器和工具,（,1,）水准仪,(,level,),（,2,）水准尺,(,level staff,),（,3,）三脚架,(,tripod,),（,4,）尺 垫,(,staff plate,),2024/11/17,7,2.2 测量仪器和工具一、水准测量的主要仪器和工具20,1.,水准仪（,Pentax,自动安平系列）,2024/11/17,8,1.水准仪（Pentax 自动安平系列）2023/9/2,2024/11/17,9,水准仪的保管及标准配件,2023/9/229水准仪的保管及标准配件,2.,水准尺和尺垫,2024/11/17,10,2.水准尺和尺垫2023/9/2210,二、圆水准器与读数窗口,1.,圆水准器,(,circular bubble,)2.,目镜读数窗口,2024/11/17,11,上丝,中丝,下丝,竖丝,二、圆水准器与读数窗口2023/9/2211上丝中丝下丝竖,三、水准仪的操作步骤,（,1,）安置,（,2,）粗平,（,3,）瞄准,（,4,）读数,2024/11/17,12,三、水准仪的操作步骤2023/9/2212,步骤（,1,）：安置,2024/11/17,13,步骤（1）：安置2023/9/2213,步骤（,2,）：粗平,2024/11/17,14,步骤（2）：粗平2023/9/2214,步骤（,3,）：瞄准步骤（,4,）：读数,2024/11/17,15,步骤（3）：瞄准步骤（4）：读数2023/9/2215,2.,3,水准测量基本方法,一、水准点简介,1,.,水准点（,Bench Mark,，记为,BM,i,）,用水准测量方法测定的高程控制点。,2.,水准点等级,精密水准测量,(,precise leveling,),：一等、二等,普通水准测量,(,general leveling,),：三等、四等,图根水准测量,(,mapping leveling,),：等外,/,图根,2024/11/17,16,2.3 水准测量基本方法一、水准点简介2023/9/2,3,水准路线,(,leveling line,),（,1,）,附合水准路线,(,annexed leveling line,),（,2,）,闭合水准路线,(,closed leveling line,),（,3,）,支水准路线,(,spur leveling line,),2024/11/17,17,H,B,H,A,H,A,H,A,3水准路线(leveling line)2023/9/22,（,1,）附合水准路线,(,annexed leveling line,),从一个已知高程的水准点出发，沿各高程待定点进行水准测量，最后附合到另一个已知的水准点。,特点：两个已知水准点间实测高差与其理论高差应相等，即：,闭合差,(,closing error,),f,h,0,。,2024/11/17,18,（1）附合水准路线(annexed leveling li,（,2,）闭合水准路线,(,closed leveling line,),从一个已知高程的水准点出发，沿各高程待定点进行水准测量，最后仍回到原水准点。,特点：实测高差之和应为,0,，即：,f,h,0,2024/11/17,19,（2）闭合水准路线(closed leveling lin,（,3,）支水准路线,(,spur leveling line,),从一个已知高程的水准点出发，沿各高程待定点进行水准测量。支水准路线应进行往返测量。,特点：往测高差总和与返测高差总和应大小相等，符号相反，即：,f,h,=0,2024/11/17,20,（3）支水准路线(spur leveling line)2,二、水准测量的外业工作,1,图根水准测量,(,Mapping Leveling,),常应用于建筑工程中,2,水准测量的一般方法,（,1,）两次仪器高法,（,2,）双尺面法,2024/11/17,21,二、水准测量的外业工作2023/9/2221,（,1,）两次仪器高法,要点：,a,）同一测站两次不同仪器高度的水平视线（改变高度应在,10cm,以上）；,b,）理论上，两次测量的高差应相等。对于图根水准测量，高差的绝对值,5mm,，否则需要重测。,2024/11/17,22,（1）两次仪器高法2023/9/2222,（,2,）双面尺法,要点：,a,）无需改变仪器高度。只是读取水准尺的红、黑尺面读数。理论上，两次测量的高差应相等。,b,）为了加快测量速度，常采用“,后后前前,”（,黑红黑红,）读尺顺序。,c,）,黑尺面的起算点均为,0,，红尺面的起算点则为,4.687,和,4.787,。因此，应先将,红尺面计算出的高差,100mm,后才能与黑尺面的高差进行平均。,2024/11/17,23,（2）双面尺法2023/9/2223,（,1,）数字修约,将测量数据有效位数舍去的过程。目前比较科学的方法是按照“四舍六入五成双”规则进行。,（,2,）“四舍六入五成双”规则,a,）,有效位数的后一位,4,舍去,1.342,3,1.342,b,）,有效位数的后一位,6,进一,1.624,8,1.625,c,）,有效位数的后一位,=5,时,：,i,）,5,后面还有数字,进一,2.362,51,2.363,4.281,53,4.282,ii,）,5,后面没有数字，最后一位保留数字为偶数,，则,舍去,3.238,5,3.238,，,1.542,5,1.542,iii,）,5,后面没有数字，最后一位保留数字为奇数,，则,进一,3.237,5,3.238,，,1.545,5,1.546,2024/11/17,24,【,补充知识,】,数字修约规则：四舍六入五成双,（1）数字修约2023/9/2224【补充知识】数字修约规则,三、数据记录及初步计算,【,例题,1,】,两次仪器高法,2024/11/17,25,三、数据记录及初步计算2023/9/2225,【,例题,2】,双面尺法,2024/11/17,26,【例题2】双面尺法2023/9/2226,2.4,精度要求及内业计算,一、主要技术要求,依,据：工程测量规范（,GB 50026-2007,）,2024/11/17,27,2.4 精度要求及内业计算一、主要技术要求2023/9,二、水准测量校核,2024/11/17,28,校核项目,操作方法,主要作用,局限性,计算校核,表格数据平衡计算,检查计算错误,不能检查原始记录是否有错,测站校核,两次仪器高法,双面尺法,检查测站数据,只能证明各测站读数正确,成果校核,计算闭合差,f,h,综合检查成果,二、水准测量校核2023/9/2228校核项目操作方法主要作,2024/11/17,29,水准路线,闭合差,f,h,容许闭合差,f,h,闭合水准路线,f,h,h,测,f,h,12 mm,f,h,40 mm,附合水准路线,f,h,h,测,h,理,（,h,理,H,终,H,始,）,支水准路线,f,h,h,往,h,返,三、内业成果校核及改正,1.,闭合差校核,2023/9/2229水准路线闭合差 fh容许闭合差 fh,2.,闭合差调整,（,a,）知道每测段的测站数,n,i,（,b,）知道每测段的距离,L,i,2024/11/17,30,2.闭合差调整2023/9/2230,四、例 题,【,例题,4】,附合水准路线,2024/11/17,31,四、例 题2023/9/2231,2024/11/17,32,注意,：,（,1,）最终结果里，改正数,V,一定等于闭合差,f,h,；,（,2,）如果改正数,V,不能整数分配（,mm,为单位）到各测段，一般情况将余数分配到测站最多（或者水平距离最长）的测段。,2023/9/2232注意：（1）最终结果里，改正数V一定,2024/11/17,33,f,h,=,h,测,=,3.708+2.456-1.947-2.980-1.195=0.042,h,=,12,=,12,=,76mm,；,v,=-,h,/,n,=-42/40=-1.05mm,40,+0.042,-8,-6,-11,-5,-12,-42,3.700,2.450,-1.958,-2.985,-1.207,0,52.372,54.822,52.864,49.879,48.672,【,例,题,5】,闭,合,水,准路线,2023/9/2233fh=h测=3.708+,2.5,水准仪的检验,一、水准仪的轴线与关系,1.,水准仪的主要轴线,视准轴,CC,水准管轴,LL,仪器竖轴,VV,圆水准器轴,L,L,十字丝横丝,注：,自动安平水准仪没有轴线,LL,。,2024/11/17,34,2.5 水准仪的检验一、水准仪的轴线与关系2023/9,2.,水准仪轴线之间的关系,水准管轴,/,视准轴,LL,/,CC,圆水准器轴,/,竖轴,LL,/,VV,十字丝中丝,竖轴,2024/11/17,35,2.水准仪轴线之间的关系2023/9/2235,3.,水准仪的检验,（,1,）圆水准器轴与仪器竖轴平行的检验,2024/11/17,36,3.水准仪的检验2023/9/2236,（,2,）十字丝横丝与仪器竖轴垂直的检验,2024/11/17,37,（2）十字丝横丝与仪器竖轴垂直的检验2023/9