工程测量常用的技术和方法水准仪

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四等水准测量
观 测 方 后一后一前一前 法
三等水准测量
后一前一前一后 .
高差是确定地面点位的三要素之一,一般是通 过测量高差进而求得点的高程。
1.水准测量
高程测量可分为: 2.三角高程测量
3.物理高程测量
4.GPS高程测量
高程测量 --- 测量地面点高程的工作 水准测量 --- 实质是测定两点之间的高差 水准测量是最基本, 精度最高的一种高程方法。
33
第四节 水准测量的外业
水准路线:
① 闭合路线
② 附合路线
③ 支路线
34
(1)闭合水准路线
从水准点BMA出 发,沿环线逐站进行 水准测量,经过各高 程待定点,最后返回 BMA点,称为闭合水 准路线。
35
(2)附合水准路线
从一水准点BM A出发,沿各待定高程点逐站 进行水准测量,最后附合到另一水准点 BM B上。
高差(m)
三、水准测量的注意事项
水准测量的误差包括水准仪本身的仪器误
差、人为的观测误差以及外界条件的影响三个
方面。
42
仪器误差:
①视线不水平 ②水准尺误差
人为的观测误差:
①水准管气泡居中误差 ②读数误差 ③视差影响 ④水准尺倾斜的影响
外界条件的影响:
①仪器下沉 ②尺垫下沉 ③地球曲率和大气折光的影响 ④大气温度和风力的影响
23
☆ 用圆水准器进行粗平 ☆
通过水准器零点与1、2 两脚螺旋连线的垂线
两手相对转动
左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。
24
瞄准水准尺
4 3
2
25
☆ 视差现象 ☆
十字丝分划板 像平面
a' a a"
视差产生的原理图
26
☆ 消除视差的步骤 ☆
1、调 目镜螺旋 使十字丝清晰; 2、反复调 对光螺旋 使目标的像与十字丝 平面重 合,眼睛上下观察两者没有错动现 象为止。
41
测站 测点
1
2 3 4 A ZD1 ZD2 ZD3 B
水 准 尺 读 后 尺 数 前尺 (a) 1.962 (b) 1.851
1.452
… ... … ... … ...
1.268 1.381
… ... … ... … ...
0.699
平均高 差(m) + + 0.583 + 0.581 0.582 + + 0.753 … ... 0.753 … ... 0.718 + … ... 0.873
D
tan a
B
vA
H B H A hAB
a iA
A
HA
L
h AB
HB
D
大地水准面
65
三角高程测量高差计算
用水平距离计算:
h = D tanα + i - v + f
用倾斜长度计算: h = L sinα + i - v + f
L2 球气差:f = 0.43 R
66
2005年珠峰复测原理 第一阶段:海拔5600米之前——水准测量法
工程测量常用技术和方法
主讲:瞿澄埃
九冶建设有限公司 2017年8月15日
高程控制测量概述
高程-高程控制测量的任务: 概 3种类别的高程
基准面: 基准线 类别


基准点,即水准原点:

高程控制测量概述
国家高程控制网
精密水准测量 概 低级, 四,4个级别。 整体到局部,由高级到 一、二、三、
工程建设中的高程控制网
7
地面点的高程位置
高差
hAB
HA
铅垂线
8
铅垂线
我国的高程系统:水准原点 全国高程的起算点 1956年黄海高程系(72.289m) 目前我国统一采用: 1985年国家高程基准 (72.260m)
水准原 点 H0 水 大地水准 面
9
海平 面
验潮 站
埋设水准点 测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称 水准点,用BM(Bench Mark)表示。分永久性与临时 性 2种。
然后将仪器旋转 180 º ,看气泡是否居中,如果气 泡仍居中,则条件满足,否则,条件不满足。
59
2)十字丝横丝垂直于仪器竖轴检验
将仪器整平后,用十字丝一端对准水平方向某一清晰目
标。用水平微动慢慢转动望远镜,当目标移动到十字丝交点
从一端移到另一端时,看目标是否始终在十字丝上。
瞄准一点Fra Baidu bibliotek
望远镜水平转动后现象
49
国产DSZ3自动安平水准仪
每公里往返测量 中误差:
± 2.5〞
补偿安平精度
± 0.5〞
补偿工作范围:
± 14〞
50
二、数字水准仪
测量原理:是用传感器代替观测者的眼睛, 从望远镜中看到水准尺上“刻划”的测量信号, 由微处理器自动计算出水准尺上的读数及仪器至 标尺间的水平距离,数据在屏上显示,并存贮。
67
68
第二阶段:海拔5600米以后——6点联测确保 精度, 从5600米起使用觇标、GPS、雪深雷达,综合 测量峰顶高度。
测量人员在6个观测点,用三角高程测量直接 观测登山队员竖立在珠峰顶上的觇标,
测量距离与竖直角,计算得出珠峰山体高程: 珠峰高程为 8844.43 m 1975年在海拔6120米测量珠穆朗玛峰高程: 珠峰高程为 8848.13 m
… ... … ...
… ...
0.699
+ 0.583 + 0.582 + 0.581 + 0.753 … ... … ...
… ...
40
a2 a1 A
HA 已知
b1 TP1
b2 a 3
TP2
大地水准面
b3
a4
b4 B
TP3
HB 未知 高程(m) 50.000 50.583 51.336 50.618 51.491
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☆水准测量外业动画☆
a1
b1
b1
a2
b2 ZD2
大地水准面
B
未知 HB
a1
A
HA 已知
ZD1
测站 测点
1
2 A ZD1 ZD2
水 准 尺 读 数 后 尺 (a) 前尺(b)
1.851 1.962 1.452 … ... 1.268 1.381
高差(m)
平均高 差(m)
高程(m) 50.000 50.583
永 久 水 准 点
临 时 水 准 点
10
第一节 水准测量原理
11
后 尺
测量前进方向
水平视线
前 尺
后视读数
a
B
b
前视读数 hAB 高差
A
HA A 后视点 高程已知点
大地水准面
HB=? 高程 B 前视点 待测点
测量、计算两点之间高差的方法: ( 后视读数 - 前视读数 )
hAB = a -b
HB = HA + hAB
水准器

管水准器 圆水准器
管水准器用来指示视准轴是否水平,圆水准 器用来指示仪器竖轴是否竖直。
20
21
☆水准尺与尺垫☆
使 用 时 水 准 尺 安 放 在 尺 垫 的 半 球 突 出 顶 上 ·
4687 双面水准尺
塔尺
22
第三节 水准仪的使用
(1)安置仪器 (2)粗略整平(粗平) (3)瞄准水准尺 目镜对光,使十字丝清晰 物镜对光,使目标清晰,并消除视差。 (4)精确整平和读数
测站:安置仪器的位置称为测站 转点:两站之间的立尺点,仅起高
程传递作用,称为转点( ZD )。
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水准测量的检核
(1)变动仪器高法: 在同一测站上用两次不同的仪器高度,测得两 次高差进行校核,即第一次测得高差之后,改变仪 器高度10cm 以上重新安置仪器,再测一次。两次 测量高差之差不大于 3—5 mm。 (2)双面尺法 : 在同一测站,仪器高度不变,黑面测得高差与 红面测得高差应相等。配对的双面水准尺,红面起 点不是0,一面是4.687m,另一面是4.787m。 红黑双面求得高差不得超过容许值,测得的高 差之差不大于 3—5 mm(对等外级水准测量)。
高级到低级 述 时宜布设成附合路线或结点网 级网的精度与国家水准点联测 布设成环形路线 不低于首
高程控制测量概述
水准测量主要技术要求


注:① 结点之间或结点与高级点之间,其路线的长度、不应大于表中规定的0.7倍; ② L为往返测段,附合或环线的水准路线长度(km);n为测站数。
三、四等水准测量
4
3 2
27
消除视差
a' a a"
重新对光
{调物镜 消除视差
28
调目镜
精确调平视线(精平)
用微倾螺旋精确调平视线
微倾螺旋
29
☆ 水 准 尺 读 数 1 ☆
3 2 1
4 3 2
30
正像
3 2
☆ 水准尺读数 ☆
倒像
2
3
31
☆ 水 准 尺 读 数 2 ☆
32
水准仪使用步骤总结
1.测站安置仪器:(测点上安置水准尺) 用中心螺旋把仪器与三脚架相连 用脚螺旋粗略整平(粗平) 2.瞄准水准尺: 目镜对光,使十字丝清晰。 物镜对光,使目标清晰,并消除视差。 3.精平: 使用微倾螺旋,使水准管气泡居中。 4.读数: 用十字丝横丝在尺上读数,从小向大读。
36
(3)支水准路线
若从一水准点出发,既没有符合到另一水准点, 也没有闭合到原来的水准点,就称其为支水准路线。
往 测
P
返测
37
BM-A
二、水准测量方法
通常待定点离水准点较远或高差很大,就需要 连续多次安置仪器才能测定两点高差,例如下图:
第1站 :hA1 =a1- b1 第2站 :h12 =a2- b2 第3站 :h23 =a3- b3 ……………………… 第n站 :hnB =an- bn ----------------∑h=hAB =∑a -∑b 已知HA,则 HB=HA+∑h
H 1= H A + h 1改 H 2= H 1 + h 2改
… … … … … …
逐点推算
47
第六节 其它水准测量仪器介绍
48
一、自动安平水准仪
自动安平水准仪的特点是没有管水准器和微倾 螺旋。在圆水准气泡居中的条件下,利用仪器内部 的自动安平补偿器,就能获得视线水平时的正确读 数,省略了精平过程。
十字丝无误差清况
60
3)水准管轴平行于视准轴的检验 (1)目的:LL∥CC (2)检验:将仪器安置在某两固定点中间。测出 它们之间的正确高 差。
D后 = D前
x a' A
61
i
i
x
b' B
hAB正
hAB正= a' - b' =(a +x) -(b +x)=a-b
将仪器放到某一立尺点(A)附近处,此时前后视 距不相等,在两尺上读数分别为a´´ 、b´´ ,A、B两点 的高差 hAB ′为: h´AB= a´´- b´´ 如果 h´AB =hAB正 说明视准轴//水准管轴,无i角误差 如果 h´AB ≠hAB正 说明存在i角误差,其值为:
51
52
53
54
天宝Dini12 (蔡司)精密电子水准仪
55
56
第七节 水准仪的检验与校正
57
微倾式水准仪的检验
(1)水准仪结构应该满足的几何条件:
CC // LL VV // L1L1 十字丝横丝 ⊥ VV
V
长 水 准 管 轴
L1
视准轴
C L
C L
竖轴
V
L1
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圆水准器轴
1)圆水准轴平行仪器竖轴的检验 (1)目的:L ′ L′∥VV (2)检验:把仪器安置好,并用脚螺旋将气泡居中,
12
hAB有正负之分,hAB为正,说明B点比A点 高,反之说明B点比A点低。
13
通常待测点 B 距离已知水准点 A 较远或高差很大, 就需要分段测量,计算两点高差,如下图:
h1 A
h2
B
14
第二节 水准测量的仪器与工具
1.水准仪的等级 按精度分:S05、S1、S3、S10共4级。 按构造分:微倾式水准仪、自动安平水准仪、 激光水准仪和数字水准仪。
h ρ i Dd
式中:△h= h´AB- hAB正=
i
ρ″=206265″

a" A
62
b正 hA
B
b" B
d
D
第八节 三角高程测量
63
定 义
优缺点
经纬仪三角高程测量
光电测距三角高程测量
三角高程测量原理
hAB D tan i A vB L sin i A vB
43
第五节 水准测量内业
由于测量有误差实测高差值与实际(理论)高 差值不相等,其差值为高差闭合差 fh 。 测量误差不可避免,容许有高差闭合差,闭合 差容许值的单位为毫米mm 。 限差为: 山地 f h容 12 n
平地
f h容 40 L
式中 :L 为路线的总长度(公里数)。 n 为路线上总测站数。
2.微倾式水准仪构造 望远镜、水准器、托板、基座共4部分。 3.水准尺与尺垫 水准测量时还需配套的工具有水准尺 和尺垫。
15
望远镜 水准器
托板
基座
16
☆ S3级微倾水准仪像片 ☆
微倾水准仪
自动安平水准仪
激光水准仪
水准仪 ---- 提供一条水平视线
18
望远镜
由物镜、目镜、十字丝组成
19
视准轴:物镜光心与十字丝交点的连线。
44
一. 水准路线闭合差的计算
闭合水准路线的检核条件为: hi 0
45
二. 水准路线闭合差的分配
如果高差闭合差
f h f h容
,则为观测合格。
但是,闭合差要进行处理,方法是:加权平均将闭 合差反符号分配到各测段高差中。 计算改正数:
各段改正后高差 = 实测高差 + 改正数
46
三. 水准点高程的计算
69
70
71
72
73
三角高程测量技术要点
三角高程测量原理
hAB D tan A i A B f
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