水准测量之二高程测量水准测量误差各种水准仪简介
水准仪检校及水准测量的误差分析
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05
误差控制与减小方法
提高仪器精度
定期检校
按照规定周期对水准仪进 行检校,确保仪器各项指 标符合精度要求。
仪器保养
保持水准仪的清洁和良好 状态,避免因污垢、磨损 等影响精度。
更新换代
及时更换老旧或损坏的部 件,采用新型水准仪,提 高测量精度。
提高观测精度
严格操作
观测时严格按照操作规程进行,避免因操作不当导致误差。
脚螺旋检校
检查脚螺旋是否正常工作,无 卡滞现象。
检校中的注意事项
保持仪器清洁
避免灰尘和污垢影响读数和仪器性能。
遵循操作规程
按照规定的步骤进行检校,避免因操作不当导 致误差。
定期检校
确保仪器始终处于良好工作状态,提高测量精度。
03
水准测量的误差来源
仪器误差
1 2
仪器校正误差
水准仪在使用前必须经过校正,包括圆水准器、 十字丝和i角。如果校正不准确,会导致测量误差。
总结词
该案例结合实际工程项目,探讨了误差 控制的实践方法和效果,为类似工程提 供了借鉴经验。
VS
详细描述
在某高层建筑项目中,通过对水准测量各 环节进行严格的质量控制,有效减小了误 差。同时,采用先进的测量技术和方法, 提高了测量效率和精度,为工程的顺利实 施提供了保障。
THANKS
感谢观看
水准器
包括圆水准器和管水准 器,用于检测仪器的水
平和垂直状态。
基座
支撑整个仪器,确保稳 定。
脚螺旋
用于调节仪器的高度和 方向。
水准仪的检校流程
01是否居中,确保 气泡居中,无偏差。
管水准器检校
检查管水准器是否水平,确保 气泡居中,无偏差。
第二章水准测量
![第二章水准测量](https://img.taocdn.com/s3/m/80b68ad43169a4517623a3ec.png)
后 下丝 尺 上丝
后视距
号
前 下丝 尺 上丝
前视距
方向及 尺号
水准尺读数 黑面 红面
K+ 黑红
平均 高差 (m)
视距差d
∑d
(1)
(4)
后
(8)
(3)
(10)
(2)
(6)
前
(7)
(14)
(6)
(9)
(15)
(16)
后-前 (11)
(12) (13
(17)
(18)
1 BM1-ZD1
1.426 0.995 43.1 +0.1
第七节 三、四等水准测量
三、四等水准测量主要使用DS3水准仪进 行观测,水准尺采用双面水准尺,观测前必须 对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺 垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即 K1=4687和K2=4787,成对使用水准尺。
三、四等水准测量技术要求
等级
标准视线 长度 (m)
前后视 距差 (m)
对于普通水准测量: fh容 40 L 适用于平原区
fh容 12
n 适用于山区
式中,fh容——高差闭合差限差,单位:mm; L——水准路线长度,单位:km ;
n——测站数 。
六、成果处理
普通水准测量的成果处理就是当外业观测的高差 闭合差在容许范围内时,所进行的高差闭合差调整。
1、高差闭合差的计算与检核 2、高差闭合差的调整 高差闭合差调整原则是以水准路线的测段站数或测段长 度成正比,将闭合差反符号分配到各测段上 3、改正后高差的计算 4、高程计算
B点的高程HB就可用下式计算求得:
HB=HA+hAB
hAB = 后视读数–前视读数=a-b
建筑施工测量 第二节 水准测量与水准仪
![建筑施工测量 第二节 水准测量与水准仪](https://img.taocdn.com/s3/m/ac6a204976c66137ee0619da.png)
二、水准仪的使用
2.照准
就是用望远镜照准水准尺,清晰地看清 目标和十字丝,并消除视差 。
照准转点或是水准点上的水准尺
二、水准仪的使用
2.照准
就是用望远镜照准水准尺,清晰地看清 目标和十字丝,并消除视差 。
望远镜对准天空(或明亮背景) 旋转目镜调焦螺旋,使十字丝分划板清晰。
二、水准仪的使用
含义:水准测量施测时所经过的路线,称为水准路线。 布设要求:水准路线应尽量沿公路、大道等平坦地面布设, 以保证测量精度。水准路线上两相邻水准点之间称为一个 测段。 布设形式:
1、单一水准路线 2、水准网
2.水准点和水准路线 (2)水准路线 单一水准路线布设形式
2.水准点和水准路线
1.闭合水准路线
3)望远镜的构造及成像和瞄准原理
调焦
螺旋
调焦
物镜
透镜
竖 丝
上丝
横丝
下丝
望远镜的十字丝
目 镜
视准轴
望远镜的构造
2.水准仪的构造
3)望远镜的构造及成像和瞄准原理
倒像望远镜成像原理
•放大倍数 ——V=β÷α •DS3水准仪——V=28
2.水准仪的构造 3)望远镜的构造及成像和瞄准原理
瞄准 原理
•旋转目镜调焦螺旋,使十字丝分划板清晰 •望远镜对准标尺 •旋转物镜调焦螺旋,使标尺像清晰
如下图,已知A点的高程为HA,只要能测出A点至B点的 高程之差,则B点的高程 HB 就可用下式计算求得:
HB=HA+hAB
hAB = 后视读数–前视读数
1、高差法
测量前进方向
水平视线
a
后视读数
A
前视读数 B
HA
(已知)
水准仪与高程测量
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第二章 水准仪与高程测量第一节 水准测量的原理确定地面点高程的测量工作,称为高程测量。
高程测量又是测量三项基本工作之一。
根据使用仪器和施测方法的不同,高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。
用水准仪测量高程,称为水准测量,它是高程测量中最常用、最精密的方法。
水准测量的原理:水准测量是利用一条水平视线,并借助水准尺,来测定地面两点间的高差,这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
1.高差法如图2-1所示,若已知A 点的高程A H ,欲测定B 点的高程B H 。
在A 、B 两点上竖立两根尺子,并在A 、B 两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。
假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为A 尺(后视)读数为a ,B 尺(前视)读数为b ,则A 、B 两点之间的高程差(简称高差AB h )为b a h AB -= (2-1)于是B 点的高程B H 为AB A B h H H += (2-2)b a H h H H A AB A B -+=+= (2-3)这种利用高差计算待测点高程的方法,称高差法。
这种尺子称为水准尺,所用的仪器称为水准仪。
图2-1 水准测量原理2.仪高法由式2-3可以写为 b a H H A B -+=)( (2-4)如图2-2所示,即 b H H i B -=上式中i H 是仪器水平视线的高程,常称为仪器高程或视线高程。
仪高法是,计算一次仪高,就可以测算出几个前视点的高程。
即放置一次仪器,可以测出数个前视点的高程。
综上所述,高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。
必须注意 ①前视与后视的概念一定要清楚,不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。
②两点间高差AB h 是有正负的,计算高程时,高差应连其符号一并运算。
在书写AB h 时,注意h 的下标,AB h 是表示B 点相对于A 点的高差;BA h 则表示是A 点相对于B 点的高差。
水准测量误差来源及控制方法
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水准测量的误差来源及控制方法水准测量是确定公路工程地面点高程的方法之一,是高程测量中精度较高且常用的方法。
实施过程中,需要几个人合作才能完成,误差允许范围内的精度由于仪器和人为的影响而不容易控制,而且易出现隐蔽性错误,如果不能及早发现,基础资料是错误的,从而水准点高程不正确,直接影响路线纵断面设计和施工。
关键词:水准测量水准仪高程误差1. 0勘察设计过程中水准测量的问题水准测量是采用几何原理,利用水平视线测定两点间高差。
仪器使用水准仪,工具是水准尺和尺垫。
公路工程测量一般使用DS3型微倾式自动安平水准仪,每公里能达到的精度是3mm,水准仪在一个测站使用的基本程序是安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
我们在实际勘测过程中按这个顺序施行,在每一水准点段测完后复核结果。
同一条公路采用同一个高程系统,测量方法是基平与中平同时测量,两台水准仪同时观测一个水准尺,间视和转点由两个人立水准尺,但两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数,一个水准点段测完后检核,在每一测站,没有检查、复核,为误差的积累创造了条件,容易返工,耽误时间、浪费人力。
通过工程实践证明,这一方法经常出现错误,节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示:表1.1经过成果整理,读数差Δh=Σ后视-Σ前视,Δh小于2mm满足规范要求。
但是施工过程中,施工单位提出问题,经过表1.2复核补充测量成果证实,外业测量的结果不正确,因此,有必要分析水准测量的误差,找出控制纠正的方法,避免错误的出现,保证项目的顺利施工。
2. 0水准测量的现状现在应用水准点与中桩分开观测的方法,水准点观测采取往返测量,成果整理要求高差闭合差fh容(fh容=Σh往+Σh返)达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于±20·L(1/2)。
平原微丘地区影响水准测量精度的主要因素是水准路线的长度,长度越长,精度越低。
山区,则是测站,测站越多,精度越低。
水准测量的基本原理及测量方法
![水准测量的基本原理及测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/7385b821b4daa58da0114ab0.png)
水准测量的基本原理及测量方法内容:理解水准测量的基本原理;掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫;掌握水准仪的使用及检校方法;掌握水准测量的外业实施(观测、记录和检核)及内业数据处理(高差闭合差的调整)方法;了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。
重点:水准测量原理;水准测量的外业实施及内业数据处理。
难点:水准仪的检验与校正。
§2.1 高程测量(Height Measurement )的概念测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。
高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同,分为:(1)水准测量(leveling)(2)三角高程测量(trigonometric leveling)(3)气压高程测量(air pressure leveling)(4)GPS 测量(GPS leveling)§2.2 水准测量原理一、基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”,测量两点间高差,从而由已知点高程推算出未知点高程。
a ——后视读数A ——后视点b ——前视读数 B ——前视点1、A 、 B 两点间高差:2、测得两点间高差后,若已知 A 点高程,则可得B点的高程:。
3、视线高程:4、转点TP(turning point) 的概念:当地面上两点的距离较远,或两点的高差太大,放置一次仪器不能测定其高差时,就需增设若干个临时传递高程的立尺点,称为转点。
二、连续水准测量如图所示,在实际水准测量中, A 、 B 两点间高差较大或相距较远,安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。
此时有必要沿 A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点,即转点(用作传递高程)。
根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差,求和得到 A 、B 两点间的高差值,有:h 1 = a 1 - b 1h 2 = a 2 - b 2……则:h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a -Σ b结论:A 、 B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。
水准测量
![水准测量](https://img.taocdn.com/s3/m/0676414fad02de80d4d8405e.png)
2.5影响水准测量的因素及注意事项
2-1水准测量的概述
一、高程测量概念 测定地面点高程的工作,称为高程测量(height measurement)。 B
H’B
A
h
H’A H’A
HB
O
二、高程测量方法
高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同,可 以分为 水准测量(leveling)、 三角高程测量(trigonometric leveling)、 GPS高程测量(GPS leveling) 和气压高程测量(air pressure leveling)。 水准测量是目前精度较高的一种高程测量方法。
4、领取仪器的地点: 建工楼二楼227对面测绘工程实验室。领取仪器时间1 点30分,由薛树强全面负责仪器领取,次序123456班 (123456组),其他组在实验室外等待, 每组领取水准仪一台,脚架一个,水准尺两根,记录 本两页,铅笔自备。所测数据不能用象皮檫,测量不 允许涂改数据。测错划掉,从新测。 5、每个组5-6人,组长全面负责实习任务,并在实习 结束后给出本组每个人的实习成绩按10%给定。 6、实习中爱护仪器,损坏要赔偿。 7、指导教师郝玉亭,程景东,曹俊茹。
h2=+0.118
大地水准面
HB=?
两次仪器高法水准测量
观测程序: 后视尺黑面-前视尺黑面-前视尺 红面-后视尺红面 即: 黑 -黑 -红 -红 .
4、水准测量成果整理
1、计算高差闭合差和允许闭合差
附合路线
fh= ∑h 测-(H终 - H始)
闭合路线 fh= ∑h 测 支水准路线 fh= h 往+h 返
a
b
Hab
B
Ha
a
Hb
高程计算
已知A点的高程HA,求算B点高程HB。 第一种方法(利用高差直接计算B点高程HB)。 1、HB=HA+hab 此法适用于仪器在两点中间一次便测得高差。
水准测量步骤及水准仪校核
![水准测量步骤及水准仪校核](https://img.taocdn.com/s3/m/44aa9f19a9956bec0975f46527d3240c8447a1fe.png)
水准测量基础知识一、仪器介绍1、DSZ2表示,D-大地,SZ-水准,2-每公里往返中误差2mm。
2、水准仪按精度分为DSZ03、05、1、2、3。
其中2、3属于普通水准仪,05、1属于精密水准仪,03属于高精密水准仪。
3、介绍水准仪各部位名称及用途主要:目镜下方小圆按钮是可以直接触动补偿器,防止补偿器贴靠周围的部件,保证其处于自动悬挂状态.读数前可轻按此按钮,以检查补偿器是否处于正常工作状态,也可以消除补偿器有轻微的贴靠现象.如果每次触动按钮后,水准尺读数变动后又能恢复原有读数,则表示工作正常!目镜十字丝里面横丝有上、中、下三丝,其中中间的用来测量读数。
上丝和下丝用来测距(上丝减下丝*100就是仪器到水准尺距离,也就是水准尺上1cm就是1米)二、解释下水准测量中常出现的名词1、水准面:与重力方向垂直的连续曲面称为水准面。
任何自由静止的水面都是水准面。
2、水平面:与水准面相切的平面称为水平面。
3、高程:地面点到大地水准面的铅垂线长称为该点的绝对高程,简称高程4、高程测量:测量地面点高程的工作,称为高程测量。
5、水准测量:是测定地面两点间的高差,然后通过已知点高程,求出未知点的高程。
6、视差:当眼睛在目镜端上下微微移动时,若发现十字丝的横丝在水准尺上的位置随之变动,这种现象称为视差,产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。
三、水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。
1. 安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。
首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。
2. 粗平粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中。
具体方法:用仪器练习。
在整平过程中,气泡移动的方向与大拇指运动的方向一致。
3. 瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。
首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。
水准仪及高程测量
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实验 水准测量
五、 实验步骤 两次仪器高法 (1) 安置水准仪,用圆水准气泡进行仪器的粗 平——使圆水准气泡居中,通过目镜调焦消除视差 (2) 在任意的两个位置放置水准尺(注意视距小 于100米,前后视距应该大致相等,可以用步测的 方法确定) (3) 用望远镜瞄准后视尺的黑面,仪器精平(管 水准气泡居中)后读取读数,记录在表格中。用望 远镜瞄准前视尺的黑面,仪器精平(管水准气泡居 中)后读取读数,记录在表格中。
H1= HA + h1改 H2= H1 + h2改
… … … … … …
逐点推算
47
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。
48
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
TP3
HB 未知 高程(m) 50.000
测站 测点
1
2 3 4 A ZD1 ZD2 ZD3 B
高差(m)
+ 0.583 + 0.581 + 0.753 … ... … ... … ...
平均高差(m)
1.268 1.381 0.699 … ...
… ...
+ 0.582 + 0.753
50.583 51.336 50.618 51.491
41
- 0.718
+ 0.873
… ...
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。
水准仪构造及水准测量误差简介
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水准仪构造及水准测量误差简介水准仪构造及水准测量误差本文以DS3水准仪为例介绍水准仪构造,并对精密、自动安平、电子水准仪做简单介绍,另外还介绍了测量作业中常见的水准测量误差及消减措施。
1 常规水准仪的介绍水准测量所使用的仪器为水准仪,工具为水准尺和尺垫。
水准仪的作用是提供一条水平视线。
水准仪按其精度可分为DS05、DSl、DSZ2、DS3、DSZ3和DSl0等,字母和数字有何含义呢?字母DS代表“大地测量”和“水准仪”,取其第一个字母;数字表示精度,即每公里往返高差的中误差,05表示每公里往返高差的中误差0.5mm,10表示每公里往返高差的中误差10mm,数字越小表示精度越高。
按自动化程度分:微倾式、自动安平、电子水准仪。
DS1以上精度的水准仪称为精密水准仪,主要用于一、二等高程控制测量中;DSZ2、DS3、DSZ3级水准仪或自动安平水准仪广泛用于三、四等高程控制测量、图根控制和工程测量中。
1.1 DS3水准仪的结构水准仪主要有望远镜、水准器及基座三部分组成(见图1)。
水准仪的结构在测绘仪器中是比较简单的,外部可操作的螺旋有制动螺旋、微动螺旋、微倾螺旋、调焦螺旋、脚螺旋、目镜调焦螺旋等。
图1 水准仪结构示意图下面来看望远镜的结构(1)望远镜DS3水准仪望远镜主要由物镜、物镜调焦螺旋、调焦透镜、十字丝分划板、目镜、目镜调焦螺旋等组成。
物镜和目镜多采用复合透镜组,调焦透镜为凹透镜。
(见下图)这条水平线和竖直线是相互垂直的,分别称为横(或中丝)和竖丝,竖丝用来瞄准目标的,横丝用来读数的。
上下丝(称为视距丝),是用来测定距离的。
在这里,我们要掌握一个很重要的概念,视准轴CC——物镜中心与十字丝分划板中心的连线。
这条线不是实际存在的线,而是一条虚线。
其重要性在于:水准测量是在视准轴水平时,用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。
图2 望远镜成像原理示意图当观测目标通过物镜组后,形成一个倒立的缩小实像,调节物镜调焦螺旋使缩小的实像清晰地反映在十字丝分划板上,目镜的作用是放大,人眼通过目镜可以看到同时放大了的十字丝和目标影像。
水准仪分类及介绍
![水准仪分类及介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/ab6f33a0dd3383c4bb4cd219.png)
水准仪水准仪是根据水准测量原理测量地面点间高差的仪器。
水准仪是在17~18世纪发明了望远镜和水准器后出现的。
用途测量高差类型:微倾,自动安平,激光,电子等①微倾水准仪折叠借助微倾螺旋获得水平视线。
其管水准器分划值小、灵敏度高。
望远镜与管水准器联结成一体。
凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰,符合水准器居中,视线水平。
②自动安平水准仪折叠借助自动安平补偿器获得水平视线。
当望远镜视线有微量倾斜时,补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动,从而迅速获得视线水平时的标尺读数。
这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。
③激光水准仪折叠利用激光束代替人工读数。
将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。
在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶,即可进行水准测量④数字水准仪折叠这是20世纪90年代发展的水准仪,集光机电、计算机和图像处理等高新技术为一体,是现代科技最新发展的结晶。
仪器原理折叠微倾水准仪折叠借助于微倾螺旋获得水平视线的一种常用水准仪。
作业时先用圆水准器将仪器粗略整平,每次读数前再借助微倾螺旋,使符合水准器在竖直面内俯仰,直到符合水准气泡精确居中,使视线水平。
微倾的精密水准仪同普通水准仪比较,前者管水准器的分划值小、灵敏度高,望远镜的放大倍率大,明亮度强,仪器结构坚固,特别是望远镜与管水准器之间的联接牢固,装有光学测微器,并配有精密水准标尺,以提高读数精度。
中国生产的微倾式精密水准仪,其望远镜放大倍率为40倍,管水准器分划值为10″/2毫米,光学测微器最小读数为0.05毫米,望远镜照准部分、管水准器和光学测微器都共同安装在防热罩内。
自动安平水准仪折叠借助于自动安平补偿器获得水平视线的一种水准仪。
它的特点主要是当望远镜视线有微量倾斜时,补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动,从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。
补偿的基本原理是:当望远镜视线水平时,与物镜主点同高的水准标尺上物点P构成的像点Z0应落在十字丝交点Z上。
测量学-第二章 水准测量
![测量学-第二章 水准测量](https://img.taocdn.com/s3/m/a5127c320b1c59eef8c7b494.png)
尺垫:半球形顶部用来竖立水准尺,并标志转点 位置。
水准仪的使用
安置——粗平——瞄准——精平——读数
安置:安置三脚架,放置水准仪 粗平:借助圆水准器的气泡居中,使仪器竖轴大致铅垂 ,从而视准轴粗略水平。 瞄准:瞄准水准尺,转动目镜对光螺旋,使十字丝清晰 。 转动物镜对光螺旋进行对光,使目标清晰 精平:调节微倾螺旋,使气泡两端的像吻合,使水准仪 的视准轴精确水平 读数:十字丝的中丝在尺上读数
( a 1.103m, b 1.431m)
计算B点高程
Hi H A a 1.235 m 1.103m 2.338 m H B Hi b 2.338 m 1.431m 0.907 m
2.3 水准测量的仪器及使用
– 水准测量使用的仪器:水准仪 – 水准测量使用的工具包括:水准尺、尺垫、三
-0313 +0102 -0715
4.2 水准路线检核
高差闭合差
对于水准路线,由于测量误差的存在,实测高差之和不 等于理论值(真值),两者之差称作高差闭合差
高差真值之和 h理 H BMB H BMA 实测高差之和 h测 H BMB H BMA
高差闭合差 fh h测 h理
4.2 水准路线检核
脚架
水准仪的类型
– 水准仪按其构造分为:光学水准仪、自动安平水准仪 和数字水准仪
– 水准仪按其所能达到的精度分为:DS05、DS1、DS3 、DS10、DS20等5种等级。
“D”和“S”表示中文“大地”和“水准仪” ,通常在书写时可省 略字母“D”, “05”、“1”、“3”及“10”等数字表示该类仪器的精度。每公里 高差中误差
1.304
BMB
1.134
BMA
1.677 1.444 1.324
水准测量原理和仪器
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B
A
hAB
Digital Surveying
数字测量学
a——后视读数
高差法
前进方向
b前视读数
a A
HA
Digital Surveying
大地水准面
B
b
hAB
HB
HB b HA a
数字测量学 第一节 水准测量原理
➢ 在A、B两点上竖立水准尺,读数分别为a、b, ∵Hi=HA+a= HB +b
➢ 则A,B两点的高差为: hAB= HB -HA =a-b
➢3、水准器
(1)管水准器 管水准器的作用是仪器正确整平。
①构造原理:管水准器是用内表面经过专门打磨的 园弧形玻璃管,内部填充乙醇或乙醚液体,在制成封 口前内腔形成一个气泡。当气泡居中时,仪器水平, 垂直轴也就处于铅垂位置。
Digital Surveying
数字测量学 第二节 水准测量的仪器和工具
间的高程之差——高差,一般适用于平坦地区;
(2)三角高程测量
利用三角学原理可确定两点间的高差;
(3)气压高程测量
利用空气压力随高程而变化的原理确定高程。
Digital Surveying
数字测量学 第一节 水准测量原理
水准高程测量 ➢ 在青岛水准原点的基础上,按统一的作业
标准在全国范围内测定一系列一、二、三、 四等水准点作为高程控制点。 ➢ 进行一般工程测量时,可在这些点的基础 上进行水准测量,以确定所用点的高程。
➢ 若水准测量是从A点向B点进行的,则称A点为后 视点,其水准尺读数为后视尺读数;称B点为前 视点,其水准尺读数为前视尺读数。
➢ 两点间的高差:hAB=后视读数a-前视读数b=a-b。
2水准测量
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2.1 概述
一、几个基本概念 3、高程测量方法
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 (水准仪) (经纬仪) (GPS接收机)
水准测量
三角高程测量
GPS高程测量
第二章 高程测量
2.1 概述
3、高程测量方法
水准测量 ——是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量 的精度较高,所以是高程测量中最主要的方法。 三角高程测量 ——是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾斜角), 然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测量
一般精度较低,只是在适当的条件下才被采用。
GPS高程测量 ——是利用GPS测量技术直接测定地面点的大地高,精度可 达厘米级。应用越来越广泛。
第二章 高程测量
2.1 概述
二、水准测量用途:
测定地形的高低起伏变化
测设建筑物的标高、场地平整
测定沟、渠、道路、管线、地质构造的断面图 监测建筑物的下沉变形
高 差 高 程 (m) 50.000 0.583 0.753 0.718 50.583 51.336 50.618 0.873
标尺读数(m)
后 视
普 通 水 准 测 量 记 录 表
备
注
前视
+
–
1.851 1.425 1.268 0.863 0.672 1.219 1.581
HA=50.000m
TP1 TP2 TP3
二、水准尺
单面尺——两面注 记一致(0起点,基 本分划不同) 0.411 5.096.
双面尺— 校核读数 •黑面尺底为零 •红面尺底不为零 •1根为4.687 •1根为4.787 •双面尺必须成对使用
黑面尺 红面尺
第二章 高程测量
水准测量
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前视读数 后视读数
a B
b
Hi HA A
hAB
HB
大地水准面(视为平面)
水准测量推算方向
高差法 仪器高法
hab a b
Hi H A a
H B H A hab
H B Hi b
水准仪安置在距A、B两点距离大致相等的地方;
A、B两点立水准尺; 利用水准仪提供的水平视线 在A尺上的读数 a—称为后视读数, 在B尺上的读数 b—称为前视读数。 由图得 a hAB b ∴ hAB a b
水准管 圆水准器 圆水准器校正螺钉
二.水准仪的构造
主要组成:望远镜、水准器、支架、基座
1.望远镜 形成视线,放大
①物镜、目镜、十字丝分划板
②视准轴(CC)——十字丝交点与物镜 光心的连线。 ③物镜对光螺旋——看清目标
④目镜对光螺旋——看清十字丝
⑤照门、准星——粗找目标
⑥竖轴(VV)
⑦水平制动、微动螺旋
补2
观测顺序与方法:
1. 选ZD1,测第一站,
2. 计算高差:h1=a1-b1=0.612m
3. 用同样方法,测第二站
4. 计算高差:h2=a2-b2=0.935m
5. 以此类推 6. 计算:hAB和HB hAB=Σh=h1+……+hn=1.634m
例题1
水准测量手簿
水准尺读数 高差(m)
测 站
3. 十字丝的横丝 ⊥ 竖轴V V
一. L′L′∥VV检校
若不平行其夹角为α
(一)检验
1.用脚螺旋使圆水准器气泡居中
2.望远镜旋转180度
若气泡仍居中,则L′L′∥VV;
若气泡不居中,L′L′偏离2α 。
7-2水准仪测量
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高差闭合差: 实测高差与其理论值之差应该为0,但由 于测量中不可避免带有误差,使得观测所 得高差与理论高差不相等,其差值称为高 差闭合差
水准测量的误差分析
一、仪器误差
1.视准轴不平行于水准管轴的残余误差(中间法消除)
2.望远镜调焦镜的运行误差(中间法消除) 3.水准尺误差
尺长误差:加改正数消除
零点误差:偶数站消除 二、观测误差
望远镜
DS3型
水准仪
水准器 基 座
水准仪结构
物镜调焦螺旋
目镜 准星 物镜
微倾螺旋
脚螺旋
左右微 动螺旋
水平制 动螺旋
2 1
4 11
3
5
6 7
9 10 8
自动安平水准仪
自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋,只 有一个圆水准器,安置仪器时,只要使圆水准器的 气泡居中后,借助一种“补偿器”的特别装置,使 视线自动处于水平状态。
∑a–∑b=5.358 – 3.867=1.491 ∑h=2.209 – 0.718=1.491 HB – HA=51.491 – 50.000=1.491 HB – HA=∑h=∑a – ∑b (计算无误)
三、水准测量的检核
1.计算校核 即:∑h=∑a – ∑b = HB – HA 说明高差和各转点高程的计算是正确的。
二、条码水准尺
三、技术操作方法
电子水准仪用于测量时,其技术操作方法与自动 安平水准仪类似,分为粗平、照准、读数三步。
1.符合气泡居中误差
2.读数误差 3.水准尺倾斜误差
三、外界条件的影响
1.地球曲率的影响(中间法消除)
2.大气折光的影响(中间法消除) 3.仪器下沉 (改变观测程序如后-前-前-后) 4.尺垫下沉 (采用往返观测) 5.温度变化 (选择观测时间,仪器打伞)
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≤ 2.0 ≤ 3.0
12 L 或4 n
20 L 或6 n
(二)四等水准测量的观测程序和记录方法
1、每测站观测次序 A、后视尺黑面:上、下、中 B、前视尺黑面:上、下、中 C、前视尺红面:中 D、后视尺红面:中 三等:后—前—前—后(黑—黑—红—红) 四等:后—后—前—前(黑—红—黑—红)
也可以,后—前—前—后 2、测站上的计算与校核 (1)高差部分 (13)=(3)+ K1 -(4)对于三等水准,(13)、(14)不超过2mm, (14)=(7)+K2 -(8)对于四等水准,(13)、(14)不超过3mm。
5.696 +2
1.416
6.102 +1
-0.505 -0.406 +1
+1.1340 +1.8850 +1.1880 -0.5055
Σ⑨=185.2
检 -Σ⑩=186.3 -1.1
核 末站○ 12 = -1.1
总视距=Σ⑨+Σ⑩=371.5
1
[Σ○ 15 +Σ○ 16 ]=3.7015=Σ⒅
2
Σ[③+④]=32.791 -Σ[⑦+⑧]=25.388
1
+7.403× = +3.7015
2
总高差=Σ○ 18 = +3.7015
表 6—9
测
站 点号
编
号
后尺
上丝 下丝
后距
视距差 d(m)
前尺
上丝 下丝
前距
∑d(m)
四 等水准测量记录
方向及尺 号
后1 前2 后—前
后2 前1 后—前
后1 前2 后—前
后2 前1 后—前
后1 前2 后—前
③ ⑦ ⒂
1.708 0.574 +1.134
2.530 0.646 +1.884
1.773 0.584 +1.189
0.911 1.416 -0.505
④ ⑧ ⒃
6.395 5.361 +1.034
7.319 5.333 +1.986
2.746 2.313 43.3 -0.9
2.043 1.502 54.1 +1.0
1.167 0.655 51.2 -1.0
0.758
0.390
36.8
-0.2
0.867 0.425 44.2 -1.1
0.849 0.318 53.1 -0.1
1.677 1.155 52.2 -1.1
后7 前8 后-前
前视距 Σd
方向及尺号
水准尺读数(m)
黑面
红面
K+黑 减红 (mm)
高差 中数 (m)
备注
①
⑤
后
③
④
○ 13
K7=4.687
②
⑥
前
⑦
⑧
○ 14
K8=4.787
⑨
⑩
后-前
○ 15
○ 16
○ 17
○ 18
○ 11
○ 12
BM1
1
∣
Z1
Z1
2
∣
Z2
Z2
3
∣
Z3
Z3
4
∣
BM2
1.891
1.525
36.6
-0.2
43.3
-0.9
2.043
1.502
54.1
+1.0
1.167
0.635
51.2
-1.0
前 上丝 尺 下丝
前距
∑d(m)
四等水准测量记录
方向及 尺号
中丝读数(m)
黑面
红面
⑤ ⑥ ⑩ ⑿ 0.758 0.390 36.8 -0.2 0.867 0.425 44.2 -1.1 0.849 0.318 53.1 -0.1 1.677 1.155 52.2 -1.1
三) 国家三、四等水准测量的技术指标
等 级
仪 器 类 型
视线 长度
(m)
前后 视距 差
(m)
前后 视距 差累 计 (m)
黑红 面所 测高 差之 差
黑红面读 数差
(mm)
(mm)
高差闭合 差的限差
(mm)
三 等
S3 ≤ 75 ≤ 2.0 ≤ 5.0 ≤ 3.0
四 等
S3 ≤ 100 ≤ 3.0 ≤ 10.0 ≤ 5.0
(15)=(3)-(7) (16)=(4)-(8) 高差中数:⒅=(⒂+⒃±0.100)。
(2)视距部分
依前、后视的上、下丝读数计算前、后视的视距(9)和(10):
后视距离(9)={(1)-(2)} 100
前视距离(10)={(5)-(6)} 100
计算前、后视距差(11):
(11)=(9)-(10)
1
[Σ○ 15 +Σ○ 16 ]=3.7015
2
Σ[③+④]=32.791
-Σ[⑦+⑧]=25.388 1
+7.403× = +3.7015
2
总高差=Σ○ 18 = +3.7015
注
K1=4.687m;
K2=4.787m。
测 站 编 号
测 点 编 号
后 上丝 尺 下丝 后视距 视 距 差d
前 上丝 视 下丝
对于三等水准,(11)不超过3m,
对于四等水准,(11)不超过5m。
计算前、后视视距累积差(12):
(12)=上站(12)+本站(11) 对于三等水准,(12)不超过5m,
对于四等水准,(12)不超过10m。
(3)每页水准测量记录计算检核
高差检核: ∑(3)-∑(7)= ∑(15)
∑(4) -∑(8)= ∑(16) ∑⒂+∑⒃±0.100=2×∑⒅ 视距检核: ∑(9)- ∑(10)=本页未站(12) 本页总视距:L= ∑ (9)+ ∑ (10)
黑、红面所测高差之差:⒄=⒂-⒃±0.100)=⒀-⒁≤±5mm。 其中0.100为单、双号两根水准尺尺常数之差,以m为单位。
表 6—9
测
站 编
点号
号
1
BM1—Z1
2
Z1-Z2
3
Z2-Z3
4
Z3-BM2
每页校核
后尺
上丝
②
⑨
⑾
1.891
1.525
36.6
-0.2
2.746
2.313
一、三、四等水准测量
(一)四等水准路线的选择和水准点设置
一)计划的拟订 1.水准测量技术设计 2.拟订水准路线的内容
1)水准路线的选择 2)水准点位的确定 二)埋石 1.埋石地点 2.埋石标志 3.点之记 为便于寻找水准点,所有水准点都应绘制水准点点 之记;一般应在埋石之后立即绘制。水准点点之记应 作为水准测量的成果妥善保存。
后8 前7 后-前
后7 前8 后-前
后8 前7 后-前
1.708
6.395
0
0.574
5.361
0
+1.134 +1.034 0
2.530
7.319 -2
0.646
5.333
0
+1.884 +1.986 -2
1.773
6.459 +1
0.584
5.372 -1
+1.189 +1.087 +2
0.911
6.459 5.372 +1.087
5.696 6.102 -0.406
K +黑 -红 (mm)
⒀ ⒁ ⒄
高差中数 (m)
⒅
0
0
0
+1.1340
-2
0
-2
+1.8850
+1
-1
+2
+1.1880
+2
+1
+1
-0.5055
Σ⑨=185.2
-Σ⑩=186.3 -1.1
末站○ 12 = -1.1 总视距=Σ⑨+Σ⑩=371.5