(同济大学测量学课件)第02章-水准测量
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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。
肉眼观察的精m1度 5：(为气泡的格 ) 值 符合棱镜系统的m精 2 度 10：
三、水准仪的使用
1 、安置： 用连接螺旋把仪器固定在 三脚架上
相对高程——如标高(多用于建筑施工)
高程测量——测定地面点高程的工作
二、高程测量的方法
1、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。
2、其他高程测量方法：三角高程测量、GPS测量等
三、高程系统与高程基准 2.高程系统与高程基准
– 望远镜视准轴（俗称 视线），用于观察尺 子，读取读数
– 水准管轴，水准管是 水平状态指示器。用 于把其轴置平
• 仪器要求这两个轴平 行。从而可以借助水 准器把视线置平
水准测量原理
考虑水准面弯曲
h ab aa a (bb b )ab(a a b b ) AB 当Da=Db时， aabb
hABabhab
三、四等水准测量: 作为小地区的高程控制；普通工程测量 图根水准（普通水准）
§ 2-2 水准测量原理
• 要求：测量A，B两点间 的高差h
• 思路：
– 在A，B上竖立标尺， – 用水准仪指示一条水平视
线 – 该视线在两尺上截得读数
a和b
– 则A、B的高差： hABab
注：高差有正有负
• 水准仪的主要轴线：
1985年高程基准的高程为72.260米。
上海地区高程系统：吴淞高程系
H吴=H黄-1.6008
（1985）
四、水准测量的等级
3.4.高程系统、等 级
分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）
一等水准测量:——仅在国家等级中存在 作为国家的高程控制,建立统一的高程基准; 科学研究(地壳形变、地面沉降、精密测量） 二等水准测量: 作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量
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。物镜调焦可以消除视差。
• 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。
• 水准管的精度：
•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。
一.水准测量的仪器 与工具
二、水准仪
等级(精度系列)： DS05 DS1 DS3 DS10
型号下标：毫米数，表示 1公里往、返测量的高差平 均值的中误差(由于仪器引 起的) 。
构造： 望远镜 水准器 支架 基座
2.水准仪
S3 水准仪外型
第二章 水准测量
第二章 水准测量
学习要点
◆水准测量原理 ◆水准测量的方法与成果整理 ◆水准仪轴线的检验与校正 ◆精密水准仪和电子水准仪
第二章水准测量
§2-1 高程测量概述
一、高程及高程测量 二、高程测量方法 三、水准测量等级
一、地面点的高程
绝对高程
1..地面点的高程
——地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。
中间法
连续安置水准仪的测量方法
2.连续安置水准仪 的测量方法
两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若
干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。
hAB
hAB=h1+ h2+….+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+….+(an-bn) =a-b
§ 2-3 水准尺和的水准仪
一、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。
2、粗平：使三脚架架头大致水平;转 动脚螺旋使圆水准器的气泡居中
3、瞄准
调节目镜：照准明亮的物体（如白 墙）调节目镜使之适合自己的视 力（十字丝最清晰）；
粗瞄准：转动仪器，利用望远镜外 壳上的准星瞄准目标；
精确瞄准：转动调焦螺旋使目标象 清晰，直至无“视差”。
用微动螺旋 慢慢转动望远镜，直至 精确瞄准目标为止（十字丝的纵
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
水准器
（1）圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 （2）管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平
• 一般的望远 镜只需望远， 不需瞄准。
所以有物镜， 目镜（加调焦
镜）即可。
• 测量望远镜 要能瞄准。
• 所以要有十 字丝。目标的
象与十字丝重 合即瞄准。
望远镜与视差
●测量望远镜及十字丝
竖 丝
横丝
望远镜与视差
上丝
下丝
望远镜的十字丝
测量望远镜
• 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。
– 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
2
R
一般 60 ,30 ,20 ,10 秒
• 符合棱镜系统把水准气 泡两端成象在一起便于 观察。
我国国家高程系统：黄海高程系
我国国家高程基准： 1985年国家高程基准
◆我国取青岛附近黄海平均海水面为大地水准面； 人为而定，相对稳定(我国1956年取前6年的平
均潮位作为大地水准面；1985年取1953年1979
年共26年观测的平均潮位作为大地水准面)；
◆水准原点建在青岛市内，作为我国的国家高程
Байду номын сангаас
基准。1956年高程基准的高程为72.289米，
丝靠近水准尺）
4、 精平 用微倾螺旋 使水准管气泡居中
– 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。
肉眼观察的精m1度 5：(为气泡的格 ) 值 符合棱镜系统的m精 2 度 10：
三、水准仪的使用
1 、安置： 用连接螺旋把仪器固定在 三脚架上
相对高程——如标高(多用于建筑施工)
高程测量——测定地面点高程的工作
二、高程测量的方法
1、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。
2、其他高程测量方法：三角高程测量、GPS测量等
三、高程系统与高程基准 2.高程系统与高程基准
– 望远镜视准轴（俗称 视线），用于观察尺 子，读取读数
– 水准管轴，水准管是 水平状态指示器。用 于把其轴置平
• 仪器要求这两个轴平 行。从而可以借助水 准器把视线置平
水准测量原理
考虑水准面弯曲
h ab aa a (bb b )ab(a a b b ) AB 当Da=Db时， aabb
hABabhab
三、四等水准测量: 作为小地区的高程控制；普通工程测量 图根水准（普通水准）
§ 2-2 水准测量原理
• 要求：测量A，B两点间 的高差h
• 思路：
– 在A，B上竖立标尺， – 用水准仪指示一条水平视
线 – 该视线在两尺上截得读数
a和b
– 则A、B的高差： hABab
注：高差有正有负
• 水准仪的主要轴线：
1985年高程基准的高程为72.260米。
上海地区高程系统：吴淞高程系
H吴=H黄-1.6008
（1985）
四、水准测量的等级
3.4.高程系统、等 级
分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）
一等水准测量:——仅在国家等级中存在 作为国家的高程控制,建立统一的高程基准; 科学研究(地壳形变、地面沉降、精密测量） 二等水准测量: 作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量
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。物镜调焦可以消除视差。
• 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。
• 水准管的精度：
•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。
一.水准测量的仪器 与工具
二、水准仪
等级(精度系列)： DS05 DS1 DS3 DS10
型号下标：毫米数，表示 1公里往、返测量的高差平 均值的中误差(由于仪器引 起的) 。
构造： 望远镜 水准器 支架 基座
2.水准仪
S3 水准仪外型
第二章 水准测量
第二章 水准测量
学习要点
◆水准测量原理 ◆水准测量的方法与成果整理 ◆水准仪轴线的检验与校正 ◆精密水准仪和电子水准仪
第二章水准测量
§2-1 高程测量概述
一、高程及高程测量 二、高程测量方法 三、水准测量等级
一、地面点的高程
绝对高程
1..地面点的高程
——地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。
中间法
连续安置水准仪的测量方法
2.连续安置水准仪 的测量方法
两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若
干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。
hAB
hAB=h1+ h2+….+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+….+(an-bn) =a-b
§ 2-3 水准尺和的水准仪
一、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。
2、粗平：使三脚架架头大致水平;转 动脚螺旋使圆水准器的气泡居中
3、瞄准
调节目镜：照准明亮的物体（如白 墙）调节目镜使之适合自己的视 力（十字丝最清晰）；
粗瞄准：转动仪器，利用望远镜外 壳上的准星瞄准目标；
精确瞄准：转动调焦螺旋使目标象 清晰，直至无“视差”。
用微动螺旋 慢慢转动望远镜，直至 精确瞄准目标为止（十字丝的纵
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
水准器
（1）圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 （2）管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平
• 一般的望远 镜只需望远， 不需瞄准。
所以有物镜， 目镜（加调焦
镜）即可。
• 测量望远镜 要能瞄准。
• 所以要有十 字丝。目标的
象与十字丝重 合即瞄准。
望远镜与视差
●测量望远镜及十字丝
竖 丝
横丝
望远镜与视差
上丝
下丝
望远镜的十字丝
测量望远镜
• 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。
– 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
2
R
一般 60 ,30 ,20 ,10 秒
• 符合棱镜系统把水准气 泡两端成象在一起便于 观察。
我国国家高程系统：黄海高程系
我国国家高程基准： 1985年国家高程基准
◆我国取青岛附近黄海平均海水面为大地水准面； 人为而定，相对稳定(我国1956年取前6年的平
均潮位作为大地水准面；1985年取1953年1979
年共26年观测的平均潮位作为大地水准面)；
◆水准原点建在青岛市内，作为我国的国家高程
Байду номын сангаас
基准。1956年高程基准的高程为72.289米，
丝靠近水准尺）
4、 精平 用微倾螺旋 使水准管气泡居中