测量学课件水准测量高程测量教学课件PPT.ppt

第二章 水准测量,第四章 高程测量,一.高程测量概述,高程测量概述,1.高程测量 测定地面点高程的工作（测高差定高程）,2.高程测量的方法水准测量用水准仪进行高程测量的工作。是高程测量的主要方法使用仪器：水准仪 水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。,其它高程测量方法：三角高程测量,气压高程测量，GPS测量,3.4.高程系统、等级,3.高程系统 我国国家高程系统：黄海高程系 1956年黄海高程系(水准原点 H=72.289米）我国国家高程基准：1985年国家高程基准(水准原点 H=72.260米)地方高程系统 上海：吴淞高程系,4.水准测量的等级（1）国家分一、二、三、四等、图根（按精度要求、控制范围）（2）城市分二、三、四等、图根,二.水准测量原理,4-1 水准测量原理,高差=后视读数-前视读数：,一、水准测量原理,hAB 0，高差为正，前视点高；hAB 0，高差为负，前视点低。高差必须带“+、-”号；hAB的下标 次序必须与测量的前进方向一致。例：已知 hAB=+1.436 m 则 hBA=-1.436 m,1.原理内容：,2.连续安置水准仪的测量方法,2、连续高程测量当地面上A、B两点的距离较远，两点的高差太大，安置一次仪器不能测定其高程时，就需要增设若干个临时的立尺点，作为传递高程的过渡点，称为转点，用ZD表示，分段测量高差，取各分段高差的总和。,二、水准面曲率（地球曲率）对水准测量的影响,结论：在进行水准测量时，总是把仪器安置在离前、后视点大致等距的地点。,2.水准仪,一、水准仪,精度系列：DS05 DS1 DS3 DS10 型号下标：毫米数，表示 1公里水准测量的中误差(由 仪器引起的)。,构造：望远镜与视差 水准器 基座,S3 水准仪外型,4-2 水准测量的仪器及工具,望远镜与视差,1.望远镜与视差,测量望远镜及十字丝,视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。消除视差方法与经纬仪消除视差方法一样。,测量望远镜,视差,视差：望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置，十字丝与目标的像有相对移动。,消除视差的步骤：目镜调焦，使十字丝最清晰；物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。,水准器,圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平,2.水准器,水准器分圆形和管形两种管水准器是个玻璃容器，其纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。“气泡居中”即水准管轴水平。圆水准器是个玻璃容器，上面有同心圆的刻划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心处的曲率半径就是圆水准器的轴。“气泡居中”即水准器的轴垂直。,水准管,圆水准器,轴,水准管的精度：管子内壁光滑，液体与内壁的附着力小，则气泡对倾斜反映的灵敏度高曲率半径大，格值小则精度高气泡长，两端清晰，读数误差小则精度高格值是相邻分划线之间的弧所对的圆心角。设弧长为2毫米，曲率半径为R毫米，则格值 一般 秒,符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。若直接用肉眼观察则因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。,观察窗,一.水准测量的仪器与工具,二、水准尺、尺垫 直尺：双面(黑、红)水准尺，尺常数4.687m、4.787m，用 于三等以下水准路线测量。,塔尺：可伸缩，伸足为3米、5米，用于一般工程测量。尺垫：转点立尺用。,零点差,二.水准仪使用,4-3、水准仪的使用,操作程序与方法 安置粗平瞄准精平读数,左手大拇指法,“左手大拇指法”整平：气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致。,普通水准尺,水准尺的分划不是线划式而是区格式的。区格的边缘是分划的位置，区格内的小数“估读”。区格式分划便于从远处观察并读数。,读数,瞄准与读数,水准测量的瞄准与读数,a,4-6水准测量的实施及成果处理,一、水准点和水准线路（一）水准点定义1.永久性、临时性 2.点之记,2.水准路线,（二）水准路线定义,三种水准路线的布置形式（注：高差总合的理论值）,1.水准测量的方法,二、水准测量的外业实施,前进方向,（一）普通水准测量,水准测量记录表,普通水准测量的记录,水准测量记录表,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f=5mm,（二）、三、四等水准测量,1.两次仪器高法已知HA，求HB-（补充内容）,水准测量记录（两次仪器高法）,2、双面尺法已知HA，求HB,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f=5mm,1）.技术指标：参见课本表4-2,2）观测步骤：（1）后前前后（黑、黑、红、红）（2）后后前前（黑、红、黑、红）,水准测量记录（双面尺法）,3.水准测量的检核,3、测站上的计算与检核,2）测站检核：参见课本P82 高差部分、视距部分,注：对每一站都要进行检核，保证每一站数据正确。只有当一个测站检核完后，才能进行下一测站观测。,1）计算公式：参见课本P82 高差部分、视距部分,路线检核,三、水准测量的内业计算,h允=40 L mm或 h允=12 n mm(2-4-5)，(2-4-6),（一）、水准路线闭合差的计算对整条路线的总高差进行检核,四.水准测量成果整理,（二）、高差闭合差的分配及水准点高程计算,计算步骤：高差闭合差的计算：路线闭合差检验：闭合差分配：计算每公里（每站）高差改正数：计算测段高差改正数：计算改正后高差 计算各点高程,例子：课本P84,水准测量成果整理(例题),A,1,2,3,B,+2.331,1.6KM,+2.813,2.1KM,-2.244,1.7KM,+1.430,2.0KM,HA=45.286M,HB=49.579M,水准测量成果整理（例题）,4-10 三角高程测量,一、三角高程测量的原理（参考图1、2）当地形高低起伏，两点间高差较大，不便进行水准测量或高程精度较低时，可以用三角高程测量的方法测定两点间的高差和点的高程。三角高程测量是通过测定两点间的平距或斜距以及垂直角，应用三角学的公式计算出两点间的高差。它是距离测量和角度测量的结合。,Dtgi,HBHAHADtgi,往测-直觇或正觇返测-反觇,观测方法：,HBHASsini,三角高程测量示意图1：,三角高程测量示意图2：,二、地球曲率与大气折光的影响,1.地球曲率改正：,2.折光改正：,3.考虑地球曲率和大气折光两项影响后的高差计算公式：,Dtgi,Ssini,三、三角高程测量的应用,（一）、三角高程测量的应用.高程导线.光电测距三角高程测量,（二）、三角高程测量的计算 1.高差计算 2.三角高程路线成果整理,四、三角高程测量的误差来源,小结,1.水准测量的原理2.水准测量的外业观测方法和步骤3.水准测量的内业计算方法和公式4.三角高程测量方法与成果整理,