高程测量

后视尺
前视尺
水平视线
• 转点：两点相距较远或高差较大时，在中间设立 若干转点，A、B两点间的高差是各高差之和
h1=a1-b1 h2=a2-b2 …… hn=an-bn hAB=h1+h2+……+hn=∑h 可用下式进行高差计算正确性的检核： hAB=(a1-b1)+(a2-b2)+ ……+(an-bn)= ∑a-∑b
放大成虚象。 十字丝分化板：位于望远镜光学系统的焦平面上，光学玻璃板，用
以瞄准目标和读数，上面有一竖丝和三条横丝（中丝和两条视距 丝）。 视准轴：物镜光心和十字丝交点的连线。
望远镜的性能主要有：放大率、视场角、分辨率和亮度。望远镜的 使用主要有：对光和消除视差。 视差指物镜对光后，眼睛在目镜端上、下微微移动时，十字丝和水 准尺成象有相互移动的现象。 消除方法：仔细反复的调节目镜和物镜的对光螺旋，直到成象稳 定。
五、水准仪的检验与校正
如图 2-27 所示 , 当视准轴水平时在水准尺读数为 p. 当视线倾斜一 微小的角度 a，此时读数为q , 为了补偿这段偏距 , 可在十字丝之前d处的光路上,安置一个光学补偿器,水平光线经过 补偿器偏转一角β,仍旧成像于十字丝中心 ,由于α和β的值 很小 ,若满足下列条件：
f·a=d·β 则达到补偿的目的.我国生产的DSZ3型自动安平水准轴就是根 据这一原理设计制造的。
如图 2-6 。 1.水准管轴：水准管圆弧的中点称为水准管的零点。过零点作圆
弧的纵切线 LL 称为水准管轴。 2.符合棱镜：提高气泡的居中精度和便于观测。 3.水准管分划值：水准管上 2 毫米弧长所对的圆心角。
τ ” =2 ρ ” /R 如图 2-8 。
1.圆水准轴：分划小圆周的中心为圆水准器的零点，过零点的球 面法线。
如果A为已知高程点，其高程为HA ，则B点高程为： HB=HA+hAB=HA+∑a-∑b
水准曲面对水准测量的影响
当仪器中心到两尺之间的距离相等时，水准 面曲率对水准测量的影响被抵消。因此：
在水准测量中应使仪器与前后尺之间的距离尽 可能相等
三、水准测量仪器和工具
水准仪、水准尺和尺垫
1 水准尺和尺垫
十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连 线，称为视准轴
水准器：圆水准器，管水准器
水准仪主要有望远镜、水准器和基座组成。如图 2-3 。
望远镜由物镜、目镜、十字丝分划板和对光透镜（内对光式）组成。 物镜：（复合透镜）作用：将远处的目标成象在十字丝分划板上，
形成缩小而倒立的实象。 目镜：（复合透镜）作用：将物镜所形成的实象连同十字丝一起
自动安平水准仪
用水准仪进行水准测量的特点是, 根据水准管的气泡居中而获得水 平视线. 因此 , 在水准尺上每次读数都要用微倾螺旋将水准管 气泡调至居中位置, 这对于提高水准测量的速度是很不利. 为了解 决这一问题 , 人们研制了一种自动安平水准仪, 这种水准仪上没有 水准管和微倾螺旋 , 使用时只须用圆水准器进行粗平 , 然后借助安 平补偿器自动地把视准轴置平, 读出视线水平时的读数 . 这不仅 大大缩短了水准测量的时间, 而且当地面有微小的震动或脚架的不 规则下沉等造成视线不水平, 可以由补偿器迅速调整而得到正确的 读数, 从而提高了水准测量的精度.
前视尺 后视尺
水平视线
2）两水准点间高差测定的基本方法：
两次仪器高法：
• 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 • 照准后视尺，精平，读数 • 照准前视尺，粗平，读数 • 计算高差 • 变动仪器高（升或降大于10cm）再观测
高差互差不大于±5mm时，取平均值
双面尺法（黑面、红面）：
用双面尺，每尺均读黑、红面读数 • 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 • 瞄准后视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺红面，精平，读数 • 瞄准后视尺红面，精平，读数 黑面：以零开始刻划 红面：一尺从4687开始刻划，另一尺从4787开始 红黑面计算高差理论上相差0.1m
常用双面尺：一面黑白相间刻划：黑面尺或主尺， 另一面红白相间刻划：红面尺或副尺。 两根尺黑面的起始读数为零 红面的起始读数则分别为4.687m和4.787m
尺垫：在转点处放置水准尺
2 水准仪（DS：level）
水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由基 座、照准部（包括望远镜、水准器）构成。
望远镜：瞄准目标并在水准尺上读数。
高程测量
绝对高程或海拔:地面点到 大地水准面的铅垂距离
假定高程或相对高程:从某 点到假定水准面的垂直距 离
高差:两点间的高程差 h=H2-H1。
一、概述
高程测量:测量地面上各点高程的工作 ✓ 水准测量 ✓ 三角高程测量 ✓ 气压高程测量 ✓ GPS卫星测高
水准测量： 确定地面点的高程
1985年国家高程基准： 由黄海平均海水面（高 程零点）和青岛高程水 准原点所确定的高程体 系。
2.分划值大，灵敏度低，仅用于粗平。
四、水准测量的方法
（一）水准仪的操作步骤
❖ 仪器安置 ❖ 粗略整平 ❖ 瞄准 ❖ 精确整平 ❖ 读数
1 安置水准仪 打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致
水平，然后将三脚架尖踩入土中，将水准仪用中心 螺旋固定于三脚架头上
2 粗略整平(粗平) 用脚螺旋将圆水准器的气泡调整居中。 左手拇指规则：“左手拇指旋转脚螺旋的运动方向， 就是气泡移动的方向”
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二、水准测量的原理
测量并计算高差：hAB=a-b （= HB - HA ） 则：HB=HA+ hAB 可以求出视线高：Hi=HA+a HB=Hi-b
已知：HA =34.248m, a = 2.145m,b = 1.684m
hAB= a-b = 0.461m 则：HB=HA+ hAB = 34.248 + 0.461 = 34.709
3 瞄准水准尺 • 目镜对光 • 瞄准水准尺，拧紧制动螺旋 • 精确瞄准 • 消除视差
4 精确整平(精平) 调整微倾螺旋，使气泡两端的影像符合
5 读数 利用中丝在尺上读数，
（二）两点间高差的确定
水准测量通常是从一个已知高程的水准点开始， 按照一定的水准路线，引测出所需各点的高程。
• 两点距离较近时，设站一次进行测量