水准测量原理、方法与成果计算(ppt 94页)
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第一章 水 准 仪 测 量
第一节 高程测量概述 第二节 水准测量原理 第三节 水准测量的仪器及使用 第四节 水准测量的方法 第五节 水准测量的成果计算 第六节 水准仪的检验和校正 第七节 水准测量的分析 第八节 精密水准仪精密水准尺 第九节 电子水准仪简介
本章学习要点
1、水准测量的原理及DS3型水准仪的使用； 2、五等水准测量的施测方法及成果计算(难点)； 3、水准仪主要轴线应满足的几何条件； 4、水准测量中应注意的问题。
图2-2
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:
H B H A h A B H A ( a b )
后视读数 水准尺
前进方向 水准仪
前视读数
B
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
❖ 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。
HP3 =（HTP1+a2）—C3；
HP4 =（ HTP1 +a2）—C4； HTP2= （HTP1+a2）—b2；（转点）
§2-3 水准测量的仪器及其使用 一、水准仪的种类
1 按构造分：
l 光学水准仪 l 微倾式水准仪 ：用水准管来获得水平视线； l 自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。
l 电子水准仪
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。
BMB
l 水准点的等级及埋设
45.331
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）。
w 墙上水准点（图2-1b）
w 图根水准点和一些施工测量使用的水准点 常采用 临时性标志,例如:木桩（桩顶钉一半圆球状铁钉）
或大铁钉打入地面，也可在地面上突出的坚硬岩石或房 屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。
l 水准点的位置：选在土质坚硬、便于长期保存和使 用方便的地点。埋设水准点后，应绘出水准点的点之记 (水准点与附近固定建筑物或其他固定地物的关系图) 。
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、静力高程测量、摄影高程测 量、GPS高程测量。
图2-1
§2-2 水准测量原理
一、基本原理
1. 水准测量的实质: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。
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 ) hABab
h1 a1 b1 h2 a2 b2
hn an bn h AB h a b
hAB为A、B两点间测得的高差，则：
未知点B的高程为： HBHAhAB
二、仪高法测量
l 适用场合：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点的高 程。常用于纵断面测量、土石方测量。
l 仪高法：
仪器的视线高：Hi = HA +a 待求点高程： H B = Hi – b = (HA +a)–b
§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。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ห้องสมุดไป่ตู้的高程推算出未知点的高程。
•A
hAB
HA
H
' A
B
•
H
' B
HB
任意水准面
过B点的 水准面
大地水准面
二、高程测量的方法
l 水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。
（一）DS3微倾式水准仪的构造
❖望远镜
❖水准器
❖基座
3 2
1
4
12
13
11
5
10
14 15
9
6
8
7
16
1.微倾螺旋；2.分划板护罩；3.目镜；4.物镜调焦螺旋；5.制动 螺旋；6.微动螺旋；7.底板；8.三角压板； 9.脚螺旋；10.弹簧 帽； 11.望远镜；12.物镜；13.管水准器；14.圆水准器；15.连 接小螺钉；16.轴座
❖ 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
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：标识为：TP或ZD，是传递高程的点(1、2 … )。
在转点上先有前视读数后有后视读数。假设A点高程已知为 HA，各测站测得的高差为hi，则有：
中间点(p1. P2等)：在测量过程中不起传递高程作用的高程待 求点，这些点上只有一个前视读数C, 也称“中视读数”。
其高程:
H cH ic(H Aa)c
（ 转点：TP1、 TP2等）
图 2-4
中间点高程= 仪器的视线高—中视读数
HP1 =（HA+a1）—C1 ;
HP2 =（HA+a1）—C2
HTP1 =（HA+a1）—b1（转点）
※ 塔尺用两节或三节套接在一起，能 伸缩，携带方便。
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。
图2-6
三、DS3微倾式水准仪的构造及使用
2 按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。 准准测仪D。量S，05 和DSD10S则1 用用于于精简密易水水准准测测量量，。D工S3程用常于用一D般S3水水
二、水准尺和尺垫
（一）水准尺
用优质木材或合金制成，要求 尺长稳定，刻划准确。 l 最常用的有双面尺和塔尺两 种。
※ 双面尺多用于三、四等及以下精度 的水准测量（图2-5）。其中: A尺 和 B 尺 黑 面 0~3m; A 尺 红 面 4.687~7.687m, B 尺 红 面 4.787~7.787m。
第一节 高程测量概述 第二节 水准测量原理 第三节 水准测量的仪器及使用 第四节 水准测量的方法 第五节 水准测量的成果计算 第六节 水准仪的检验和校正 第七节 水准测量的分析 第八节 精密水准仪精密水准尺 第九节 电子水准仪简介
本章学习要点
1、水准测量的原理及DS3型水准仪的使用； 2、五等水准测量的施测方法及成果计算(难点)； 3、水准仪主要轴线应满足的几何条件； 4、水准测量中应注意的问题。
图2-2
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:
H B H A h A B H A ( a b )
后视读数 水准尺
前进方向 水准仪
前视读数
B
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
❖ 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。
HP3 =（HTP1+a2）—C3；
HP4 =（ HTP1 +a2）—C4； HTP2= （HTP1+a2）—b2；（转点）
§2-3 水准测量的仪器及其使用 一、水准仪的种类
1 按构造分：
l 光学水准仪 l 微倾式水准仪 ：用水准管来获得水平视线； l 自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。
l 电子水准仪
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。
BMB
l 水准点的等级及埋设
45.331
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）。
w 墙上水准点（图2-1b）
w 图根水准点和一些施工测量使用的水准点 常采用 临时性标志,例如:木桩（桩顶钉一半圆球状铁钉）
或大铁钉打入地面，也可在地面上突出的坚硬岩石或房 屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。
l 水准点的位置：选在土质坚硬、便于长期保存和使 用方便的地点。埋设水准点后，应绘出水准点的点之记 (水准点与附近固定建筑物或其他固定地物的关系图) 。
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、静力高程测量、摄影高程测 量、GPS高程测量。
图2-1
§2-2 水准测量原理
一、基本原理
1. 水准测量的实质: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。
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 ) hABab
h1 a1 b1 h2 a2 b2
hn an bn h AB h a b
hAB为A、B两点间测得的高差，则：
未知点B的高程为： HBHAhAB
二、仪高法测量
l 适用场合：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点的高 程。常用于纵断面测量、土石方测量。
l 仪高法：
仪器的视线高：Hi = HA +a 待求点高程： H B = Hi – b = (HA +a)–b
§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。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ห้องสมุดไป่ตู้的高程推算出未知点的高程。
•A
hAB
HA
H
' A
B
•
H
' B
HB
任意水准面
过B点的 水准面
大地水准面
二、高程测量的方法
l 水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。
（一）DS3微倾式水准仪的构造
❖望远镜
❖水准器
❖基座
3 2
1
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1.微倾螺旋；2.分划板护罩；3.目镜；4.物镜调焦螺旋；5.制动 螺旋；6.微动螺旋；7.底板；8.三角压板； 9.脚螺旋；10.弹簧 帽； 11.望远镜；12.物镜；13.管水准器；14.圆水准器；15.连 接小螺钉；16.轴座
❖ 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
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：标识为：TP或ZD，是传递高程的点(1、2 … )。
在转点上先有前视读数后有后视读数。假设A点高程已知为 HA，各测站测得的高差为hi，则有：
中间点(p1. P2等)：在测量过程中不起传递高程作用的高程待 求点，这些点上只有一个前视读数C, 也称“中视读数”。
其高程:
H cH ic(H Aa)c
（ 转点：TP1、 TP2等）
图 2-4
中间点高程= 仪器的视线高—中视读数
HP1 =（HA+a1）—C1 ;
HP2 =（HA+a1）—C2
HTP1 =（HA+a1）—b1（转点）
※ 塔尺用两节或三节套接在一起，能 伸缩，携带方便。
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。
图2-6
三、DS3微倾式水准仪的构造及使用
2 按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。 准准测仪D。量S，05 和DSD10S则1 用用于于精简密易水水准准测测量量，。D工S3程用常于用一D般S3水水
二、水准尺和尺垫
（一）水准尺
用优质木材或合金制成，要求 尺长稳定，刻划准确。 l 最常用的有双面尺和塔尺两 种。
※ 双面尺多用于三、四等及以下精度 的水准测量（图2-5）。其中: A尺 和 B 尺 黑 面 0~3m; A 尺 红 面 4.687~7.687m, B 尺 红 面 4.787~7.787m。