《测量学水准测量》PPT课件

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§2-4 水准测量的方法
一、水准路线的布设形式 l 附合水准路线（a） l 闭合水准路线（b） l 支水准路线（c） l 水准网 （d、e）
水准路线:水准测量所 经过的路线。
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图2-21
二、水准测量的施测方法
图 2-22
图2-22中：
❖水准点A为已知点，高程为51.903 m；
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三、水准点及其等级 l 水准点（Bench Mark），通过水准测量建立的高程
控制点，工程上常用BM来标记。
l 水准点的等级及埋设
w 国家水准点分为一、二、三、四等四个等级，按规 范要求埋设永久性标石标记。三、四等水准点一般 用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下，在标 石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀的材料制成 的半球状标志（图2-1a）。
测量学 第三章
水准测量
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目
录
第 第 第 第第 第第第 八 七 六 五四 三二一 节 节 节 节节 节节节
电精精分水和水水器水 水高
子密密析准校准准及准 准程
水水水 测正仪测使测测测
准准准 量 的量用量量量
仪尺仪 的 检的 的原概
简 和 误 验方 仪理述
介
差
法
Hale Waihona Puke 2§2-1 高程测量概述
一、高程测量
l 高程测量：测量地面点高程的工作。 l 目的：获得未知点的高程。一般是通过测出已知
点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推 算出未知点的高程。
l 水准测量原点 ：直接由平均海水面测得高程的水 准点（图2-J）。
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二、高程测量的方法
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（二）DS3微倾式水准仪的使用
微倾式水准仪的使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准 尺、精平与读数等操作步骤。
1．安置仪器
l 在测站上安置三脚架，架头大致水平。 l 用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。
2．粗略整平（粗平）
l 粗平概念：用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖 轴大致铅直，从而使视准轴粗略水平。
l 水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。 此方法施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最主要的方法，被广泛应用于高 程控制测量、工程勘测和各项施工测量中。 l 三角高程测量：是通过测量两点之间的水平距离（或倾斜距离）和竖直角，然 后利用三角公式计算出两点间的高差。 此方法的精度受各种条件的限制，一般只在适当的条件下才被采用。 l 气压高程测量、摄影高程测量、GPS高程测量。
l 读数：用十字丝横丝切 尺上的刻划直接读出米、 分米和厘米数，并估读出 毫米数，保证每个读数均 为四位数，即使某位数是 零也不可省略。
读数方法： 由小到大的读（倒像仪器从上到下）。 图2-16的读数为: 1.258m。
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图2-16
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四、自动安平水准仪
❖B为待定高程的点 ；
❖施测过程 （见表2-1）(高差=后视-前视 hi=ai-bi)
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点号
BMA TP1 TP2 TP3 TP4 BMB ∑ 计算检核
表2-1水准测量记录手簿（记录、计算）
水准尺读数 后视 前视 1.339
高差
+
－
高程 备注 已知高程点
1.418 1.402
对转动脚螺旋①和②，使气泡移到b的位置（如图b）。
w然后单独转动脚螺旋③使气泡居中。如有偏差可重复进行。
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3．瞄准水准尺
l 目镜对光：对准白色目标，旋转目镜，使十字 丝成像清晰。 l 粗略瞄准：缺口、准星、目标（尺）三点一线， 制动望远镜。 l 物镜调焦（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目 标成像清晰。 l 精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中 心与竖丝重合（或在竖丝附近） 注意：瞄准水准尺时必须消除视差。
点2 mm的弧长所对圆心角的大小。 DS3水准仪圆水准器由于它的精度较低，
故只用于仪器的粗略整平。
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图2-13
3．基座 (图2-7)
l 用于置平仪器，它支撑仪器的上部使其在水 平方向上转动，并通过连接螺旋与三脚架连 接。
l 基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板和底板 构成。 调节三个脚螺旋可使圆水准器的气泡居中， 使仪器粗略整平。
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连续水准测量示意
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hAB为A、B两点间测得的高差， 则：未知点B的高程为：
n
HB H A hAB H A hi
1
高差的计算检核： 高程的计算检核：
∑a－∑b=∑hAB HB－HA=hAB。
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二、仪高法测量
l 适用场合：根据水准仪的视线高Hi，来计算前视点B的高程。
若气泡不居中，则水准管轴 处于倾斜位置，视线不水平。
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图2-10
l 水准管分划值
• 定义 ：水准管2 mm 的弧长所对圆心角t， 即气泡每移 动一 格时，水准管轴所倾斜的角值。
• 水准管分划值的大小反映了仪器置平精度的高低 。水准
管纵向弧线半径 R 越大，t值越小，则水准管灵敏度越
1） 物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。 图2-8 2） 调焦透镜：使目标的成像与十字丝重合。 3） 目镜：放大十字丝和目标的成像。 4） 十字丝分划板：竖丝是为了瞄准目标，
中丝（单丝或楔形丝）读取读数。 视距丝：上、下短丝，用于测距。 l视准轴（即视线）：十字丝交 点与物镜光心的连线。 它是水准仪的主要轴线之一。 DS3水准仪望远镜放大率一般为28倍。
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※ 视差：观测者的眼睛在目镜端上下移动时，物像与十字丝间有相对运动的 现象，叫十字丝视差，简称视差。
※ 产生视差的原因及消除的方法：
l产生视差的原因:尺像与十字丝分划板不重合。 l消除的方法：重新调焦（物镜）
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图 2-15
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4．精平与读数
l 精平：转动微倾螺旋使 符合水准管气泡居中。
3. A、B两点的高差为：(利用
水准仪提供的水平视线，
分别读取A点水准尺上的读
数a和B点的读数b ) hAB a b
l 如果A点是已知高程点，B点是待求高程点。则B点高程为:
HB H A hAB H A (a b)
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4. 水准测量术语：
如图2-2所示：
A—后视点、a—后视读数， B—前视点、 b—前视读数
l 电子水准仪 个等水级准。仪D按、仪S 器分精别度是分“：大D地S0测5、量D”S1、和D“S3、水D准S仪10 四” 汉语拼音的第一个字母，数字05 、1 、3 、10 表示该 仪器的精度。 测仪量。DS，05D和S1D0 S则1 用用于于精简密易水水准准测测量量，。D工S程3 用常于用一DS般3 水水准准
高。 DS3 型水准管分划值一般为20 ″/2 mm。
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图2-10 25
l 符合水准器
l 当气泡居中时，两端气泡的影像就能符合成吻合 的抛物线，它用于微倾式水准仪。
l 如果两端影像错开，则表示气泡不居中，这时可 旋转微倾螺旋使气泡影像符合，使气泡居中。
• 注：左边气泡影像的移动方向与微倾螺旋的转动 方向一致。
❖ 高差=后视读数—前视读数
图2-2
※ 观测者站在仪器处，面向前进方向，前面所立尺为前视，背后所立尺为后视。
❖ 高差的符号：
高差的正负号反映两点的高低；
高差的正负号又与测量前进的方向有关 ：
hAB=－hBA
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5、连续水准测量：
在两点间连续地多次安置仪器所进行的水准测量。
图 2-3 在图2-3中： 测站：安置仪器的点（在图2-3中Ⅰ、Ⅱ…） 转点：(Turning Point)常简写为：TP，是传递高程的点(1、2 … )。
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图2-5
（二）尺垫
l 尺垫是在转点上放置水准尺用的，尺垫可使转 点稳固，防止下沉。
l 用钢板或铸铁制成，一般为三角形，中央有一 突出的半球体，下方有三个尖脚（见图2-6）。
l 用时把三个尖脚踩入土中，把水准尺立在突 出的圆顶上。
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图2-6
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三、DS3微倾式水准仪的构造及使用
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图2-1 7
水准点图示
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§2-2 水准测量原理
一、基本原理
1. 水准测量的实质:
图2-2
测量两点之间的高差。
2. 水准测量的基本原理： 利用水准仪建立一条水平 视线，借助水准尺来测定 两点间的高差，从而由 已知点的高程推算出未知 点的高程。
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2．水准器（管水准器和圆水准器）
（1）管水准器（水准管）：反映视线是否水平，用于精平。 l 水准管的零点：管面上刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的
对称中心O称～。 l 水准管轴LL：过零点与管内壁纵向相切的直线（见图2-10）。
l 气泡居中：当气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，此时 水准管轴位于水平位置，视线水平。
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