《測量學水準測量》課件.ppt
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1、測量學第三章水水水水 準準準準 測測測測 量量量量2022/9/112目目 錄錄第第一一節(jié)節(jié) 高高程程測測量量概概述述第第二二節(jié)節(jié) 水水準準測測量量原原理理第第三三節(jié)節(jié) 水水準準測測量量的的儀儀 器器及及使使用用第第四四節(jié)節(jié) 水水準準測測量量的的方方法法第第五五節(jié)節(jié) 水水準準儀儀的的檢檢驗驗 和和校校正正第第六六節(jié)節(jié) 水水準準測測量量的的誤誤差差 分分析析第第七七節(jié)節(jié) 精精密密水水準準儀儀和和 精精密密水水準準尺尺第第八八節(jié)節(jié) 電電子子水水準準儀儀簡簡介介介介2022/9/1132-12-1高程測量概述高程測量概述 一、高程測量一、高程測量l l 高程測量高程測量:測量地面點高程的工作。:測量
2、地面點高程的工作。l l 目的目的:獲得未知點的高程。一般是通過測出已:獲得未知點的高程。一般是通過測出已知點和未知點之間的高差,再根據(jù)已知點的高程知點和未知點之間的高差,再根據(jù)已知點的高程推算出未知點的高程。推算出未知點的高程。l l 水準測量原點水準測量原點:直接由平均海水面測得高程的水直接由平均海水面測得高程的水準點準點(圖圖2-J2-J)。)。2022/9/1142022/9/115l l 水準測量:利用水平視線來測量兩點之間的高差。此方法此方法施測簡單,且精度較高施測簡單,且精度較高,所以是高程測量中最主要的方法,被廣泛應用于高,所以是高程測量中最主要的方法,被廣泛應用于高程控制測量
3、、工程勘測和各項施工測量中。程控制測量、工程勘測和各項施工測量中。l l三角高程測量三角高程測量:是通過測量兩點之間的水平距離(或傾斜距離)和豎直角,然:是通過測量兩點之間的水平距離(或傾斜距離)和豎直角,然后利用三角公式計算出兩點間的高差。后利用三角公式計算出兩點間的高差。此方法的精度受各種條件的限制,一般只在適當?shù)臈l件下才被采用。此方法的精度受各種條件的限制,一般只在適當?shù)臈l件下才被采用。l l氣壓高程測量、攝影高程測量、氣壓高程測量、攝影高程測量、GPS高程測量。高程測量。二、高程測量的方法二、高程測量的方法2022/9/116三、水準點及其等級三、水準點及其等級l l 水水準準點點(B
4、enchBenchMarkMark),通通過過水水準準測測量量建建立立的的高高程程控制點,工程上常用控制點,工程上常用BMBM來標記。來標記。l l 水準點的等級及埋設水準點的等級及埋設w w 國國家家水水準準點點分分為為一一、二二、三三、四四等等四四個個等等級級,按按規(guī)規(guī)范范要要求求埋埋設設永永久久性性標標石石標標記記。三三、四四等等水水準準點點一一般般用用混混凝凝土土標標石石制制成成,深深埋埋到到地地面面凍凍結(jié)結(jié)線線以以下下,在在標標石石的的頂頂面面設設有有用用不不銹銹鋼鋼或或其其它它不不易易銹銹蝕蝕的的材材料料制制成成的半球狀標志(的半球狀標志(圖圖2-1a2-1a)。)。w w 墻上水
5、準點墻上水準點(圖圖2-1b2-1b)w w 圖圖根根水水準準點點和和一一些些施施工工測測量量使使用用的的水水準準點點 常常采采用用臨臨時性標志時性標志,例如例如:木樁(樁頂釘一半圓球狀鐵釘)木樁(樁頂釘一半圓球狀鐵釘)2022/9/117或大鐵釘打入地面,也可在地面上突出的堅硬巖石或房屋四周水泥面、臺階等處用紅或大鐵釘打入地面,也可在地面上突出的堅硬巖石或房屋四周水泥面、臺階等處用紅油漆標記。油漆標記。l l水準點的位置水準點的位置:選在土質(zhì)堅硬、便于長期保存和使用方便的地點。埋設水準點:選在土質(zhì)堅硬、便于長期保存和使用方便的地點。埋設水準點后,應繪出水準點的后,應繪出水準點的點之記點之記。
6、圖圖2-12022/9/118水準點圖示2022/9/1192022/9/11102022/9/1111一、基本原理一、基本原理1.1.水準測量的實質(zhì)水準測量的實質(zhì):測量兩點之間的高差。2.2.水準測量的基本原理:水準測量的基本原理:利用水準儀建立一條水平視線,借助水準尺來測定兩點間的高差,從而由已知點的高程推算出未知點的高程。3.3.A A、B B兩兩點點的的高高差差為為:(利用水準儀提供的水平視線,分別讀取A點水準尺上的讀數(shù)a和B點的讀數(shù)b)l l如果如果A點是已知高程點,點是已知高程點,B點是待求高程點。則點是待求高程點。則B點高程為點高程為:2-2 水準測量原理水準測量原理 圖圖2-2
7、2022/9/11124.水準測量術(shù)語:水準測量術(shù)語:如圖如圖2-2所示:所示:A后視點后視點、a后視讀數(shù),后視讀數(shù),B前視點前視點、b前視讀數(shù)前視讀數(shù)v高差高差=后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)觀測者站在儀器處,面向前進方向,前面所立尺為前視,背后所立尺為后視。觀測者站在儀器處,面向前進方向,前面所立尺為前視,背后所立尺為后視。v高差的符號高差的符號:高差的正負號反映兩點的高低;高差的正負號反映兩點的高低;高差的正負號又與測量前進的方向有關(guān)高差的正負號又與測量前進的方向有關(guān):hAB=hBA 圖圖2-22022/9/11135、連續(xù)水準測量:、連續(xù)水準測量:在兩點間連續(xù)地多次安置儀器所進行的水
8、準測量。在兩點間連續(xù)地多次安置儀器所進行的水準測量。圖圖2-3 在圖在圖2-3中中:測站:安置儀器的點(測站:安置儀器的點(在圖在圖2-3中中、)轉(zhuǎn)點:轉(zhuǎn)點:(TurningPoint)常簡寫為:常簡寫為:TP,是傳遞高程的點是傳遞高程的點(1、2)。2022/9/1114連續(xù)水準測量示意連續(xù)水準測量示意2022/9/1115hAB為為A、B兩點間測得的高差,兩點間測得的高差,則:未知點則:未知點B的高程為的高程為:高差的計算檢核:高差的計算檢核:ab=hAB高程的計算檢核:高程的計算檢核:HBHA=hAB。2022/9/1116二、儀高法測量二、儀高法測量 l l 適用場合適用場合:根據(jù)水準
9、儀的視線高:根據(jù)水準儀的視線高H Hi i,來計算前視點,來計算前視點B B的高程。的高程。這一做法對安置一次儀器,并根據(jù)一個已知高程點的后視來求取這一做法對安置一次儀器,并根據(jù)一個已知高程點的后視來求取若干個前視點高程時計算較為方便。若干個前視點高程時計算較為方便。l l 儀高法儀高法:儀器的視線高:儀器的視線高:H Hi i=H=HA A+a+a 待求點高程:待求點高程:H H B B=H=HA A+(a ab b)=H=Hi i b b 2022/9/11172-32-3水準測量的儀器及其使用水準測量的儀器及其使用 一、水準儀的種類一、水準儀的種類 l l光學水準儀:光學水準儀:l l微
10、傾式水準儀微傾式水準儀:用水準管來獲得水平視線;:用水準管來獲得水平視線;l l自動安平水準儀:用補償器來獲得水平視線。自動安平水準儀:用補償器來獲得水平視線。l l電子水準儀電子水準儀 水準儀按儀器精度分水準儀按儀器精度分:DSDS0505、DSDS1 1、DSDS3 3、DSDS1010 四個四個等級等級。D D、S S分別分別 是是“大地測量大地測量”和和“水準儀水準儀”漢語拼漢語拼音的第一個字母,數(shù)字音的第一個字母,數(shù)字0505、1 1、3 3、1010表示該儀器的表示該儀器的精度。精度。DSDS0505 和和DSDS1 1 用于精密水準測量,用于精密水準測量,DSDS3 3 用于一般
11、水準用于一般水準測量,測量,DSDS1010 則用于簡易水準測量。則用于簡易水準測量。工程常用工程常用DSDS3 3 水準水準儀儀。2022/9/1118(一)水準尺(一)水準尺 用用優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)木木材材或或合合金金制制成成,要要求求尺長穩(wěn)定,刻劃準確。尺長穩(wěn)定,刻劃準確。l l 最最常常用用的的有有雙雙面面尺尺和和塔塔尺尺兩種。兩種。雙雙面面尺尺多多用用于于三三、四四等等及及以以下下精精度度的的水水準準測測量量(見見圖圖2-2-5a5a)。)。塔塔尺尺用用兩兩節(jié)節(jié)或或三三節(jié)節(jié)套套接接在在一一起起,能能伸伸縮縮,攜攜帶帶方方便便。一一般般尺尺長長為為5 5m m,尺尺的的底底部部為為零零點點,尺尺
12、面面繪繪有有1 1cmcm或或5 5mmmm黑黑白白相相間間的的分分格格,米米和和分分米米處處注注有有數(shù)數(shù)字字(見圖(見圖2-5b2-5b)。)。圖圖2-5二、水準尺和尺墊二、水準尺和尺墊2022/9/1119l l 尺墊是在轉(zhuǎn)點上放置水準尺用的,尺墊是在轉(zhuǎn)點上放置水準尺用的,尺墊可使尺墊可使轉(zhuǎn)點穩(wěn)固,防止下沉轉(zhuǎn)點穩(wěn)固,防止下沉。l l 用鋼板或鑄鐵制成,一般為三角形,中央有用鋼板或鑄鐵制成,一般為三角形,中央有一突出的半球體,下方有三個尖腳(見圖一突出的半球體,下方有三個尖腳(見圖2-2-6 6)。)。l l 用時把三個尖腳踩入土中,把水準尺立在突用時把三個尖腳踩入土中,把水準尺立在突出的圓
13、頂上。出的圓頂上。圖圖2-6(二)尺墊(二)尺墊2022/9/1120(一)(一)DSDS3 3微傾式水準儀的構(gòu)造微傾式水準儀的構(gòu)造三、DS3微傾式水準儀的構(gòu)造及使用2022/9/1121水準儀圖像水準儀圖像(1)(1)注意:轉(zhuǎn)注意:轉(zhuǎn)動儀器時動儀器時要松開制要松開制動螺旋!動螺旋!2022/9/1122水準儀圖像水準儀圖像(2)(2)注意:轉(zhuǎn)動儀注意:轉(zhuǎn)動儀器時要松開制器時要松開制動螺旋!動螺旋!2022/9/1123 l l作用:作用:它可以提供視線,它可以提供視線,并可讀出遠處水準尺上的讀數(shù)并可讀出遠處水準尺上的讀數(shù) l l構(gòu)造:構(gòu)造:物鏡、目鏡、對光物鏡、目鏡、對光 透鏡和十字絲分劃板
14、。透鏡和十字絲分劃板。1)物鏡:物鏡:使目標的成像落在十字絲板前后。使目標的成像落在十字絲板前后。2)調(diào)焦透鏡:調(diào)焦透鏡:使目標的成像與十字絲重合。使目標的成像與十字絲重合。3)目鏡:目鏡:放大放大十字絲和目標的成像。十字絲和目標的成像。4)十字絲分劃板:十字絲分劃板:豎絲豎絲是為了瞄準目標,是為了瞄準目標,中絲(單絲或楔形絲)中絲(單絲或楔形絲)讀取讀數(shù)。讀取讀數(shù)。視距絲:上、下短絲,用于測距。視距絲:上、下短絲,用于測距。l l視準軸(即視線):視準軸(即視線):十字絲交十字絲交點與物鏡光心的連線。點與物鏡光心的連線。它是水準儀的主要軸線之一。它是水準儀的主要軸線之一。DS3水準儀望遠鏡放
15、大率一般為水準儀望遠鏡放大率一般為28倍。倍。圖圖2-81 1望遠鏡望遠鏡2022/9/1124(1 1)管水準器(水準管):)管水準器(水準管):反映視線是否水平,用于精平。反映視線是否水平,用于精平。l l 水水準準管管的的零零點點:管管面面上上刻刻有有間間隔隔為為2 2mmmm的的分分劃劃線線,分分劃劃線線的的對稱中心對稱中心O O稱。稱。l l 水準管軸水準管軸LLLL:過零點與管內(nèi)壁縱向相切的直線(見圖過零點與管內(nèi)壁縱向相切的直線(見圖2-102-10)。)。l l 氣泡居中:氣泡居中:當當氣泡的氣泡的中心點中心點與與零點零點重合重合時,稱時,稱氣泡居中氣泡居中,此,此時水準管軸位于
16、水平位置,時水準管軸位于水平位置,視線水平。視線水平。若氣泡不居中,則水準管軸若氣泡不居中,則水準管軸處于傾斜位置,視線不水平。處于傾斜位置,視線不水平。圖圖2-102-102 2水準器水準器(管水準器和圓水準器)管水準器和圓水準器)2022/9/1125l 水準管分劃值水準管分劃值 定定義義:水水準準管管2 2mmmm的的弧弧長長所所對對圓圓心心角角t t,即即氣氣泡泡每每移移動動一一 格時,水準管軸所傾斜的角值。格時,水準管軸所傾斜的角值。水水準準管管分分劃劃值值的的大大小小反反映映了了儀儀器器置置平平精精度度的的高高低低。水水準準管縱向弧線半徑管縱向弧線半徑 R R 越大,越大,t t值
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