土木工程测量学教程ppt(上)
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第二讲：水准测量
兰州交通大学土木学院测绘工程系
1
本讲内容
1、微倾式水准仪 2、自动安平水准仪 3、电子水准仪
4、水准测量的实施 5Байду номын сангаас水准测量内业数据处理
2
支水准测量实习存在的问题
1、实习目的不清
2、观测方法问题 A、脚架太低 B、脚架面板倾斜严重 C、仪器指挥尺子 D、十字丝如何调清楚 3、记录不规范 要用记录手簿记录；小数点位数问题； 四舍六入，(五)单进双舍。 4、仪器安全方面的问题
解：按照下列步骤计算： （1）计算闭合差 fh=∑h=5.693+3.265-2.3066.632=0.020m=20mm fh允=±40(L)1/2= ±40(1.8)1/2 = ±54mm fh< fh允,其精度符合要求。 2 （2）计算改正数和改正后高差 改正数vi=-(fh /L)li=-11.1 li 改正后高差=实测高差+改正数
（3）计算各点高程
3
H3=233.682m
H1=HA+h1+v1=227.043+5.693-0.006 =232.730(m)
四、水准测量的实施
5、水准测量技术指标
19
20
21
§2-4
水准仪的重要轴线及满足几何条件
V
V
L L
图2－24
2mm
23 23
水准仪应满足条件： A：“水准管轴平行 于视准轴” B：“圆水准器轴平 行于仪器竖轴” C：“十字丝横丝垂 直于仪器竖轴”
BM.B
Σ
f h h ( H B H A ) 3.060 (9.578 6.543) 25mm
f h容 40 L mm 40 6.25 100mm
17
例三：闭合水准路线
1 H1=232.730m l 1=0.5km h1=+5.693m
已知A点高 程： 227.043m
vi=-(fh/∑L)·Li或vi=-(fh/∑n)·ni
校核：∑vi＝－fh，若满足则说明计算无误。
14
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核
高差平差值:(hi)=hi+vi
检核： ∑(hi)=∑h理 各点高程计算： 经检核无误，用改正后的高差，便可由起点开 始，逐点推算各点高程，直至回到已知点，并 与已知高程相等。
产生原因：测量中存在各种误差
12
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核
高差闭合差限差fh容用来衡量成果的精度。若|
f|≤| fh容|，则成果符合精度要求，可进行高
差闭合差的调整与高程计算；否则检查原因，
返工重测。
13
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核
闭合差的调整方法是：按与距离或测站数成正 比反符号分配。
15
附合水准路线高差闭合差调整与高程计算 （例一）
点号
BM1
测 测得高 高差改 改正后 站数 差(m) 正数(m) 高差(m)
高程(m)
19.826 (已知)
备注
4 B01 3 B02 3 BM2
-0.312
+0.012
-0.300
f h h (H BM 2 H BM1 )
=－0.030m= －30mm
3
上一讲内容复习：
1、尺垫的用途? 在已知点或待求点上放置会产生什么错误?
4
未放置尺垫
放置了尺垫
H1
H2
大地水准面
5
上一讲内容复习：
2、三种单一水准路线怎么定义。 3、请分析三种单一水准路线有什么区别和联系?
4、一同学在读完后视读数后发现圆水准气泡偏离， 调整脚螺旋后再精平读取前视读数，对否？
19.526 +1.793 +0.009 +1.802 21.328 -0.751 +0.009 -0.742
f h容 12 n 38mm
f h f h容 成果合格
20.586 (已知)
∑
10
0.730
+0.030
0.760
16
例二：附合水准
点号
L(km)
0.60 2.00 1.60 2.05 6.25
测站检核
即在一个测站上，不改变仪器高度，先 后用水准尺的黑红面两次测量高差，进 行校核。
倒立尺法
同一立尺点正、倒尺读数合为3米.
11
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核 水准 路线 fh 支水准
h往＋ h返
附合水准
h测－（Ｈ －Ｈ ） 终 始
闭合水准
h测
高差闭合差fh＝观测值－理论值＝∑h测—∑h理
（切记不能动脚螺旋）
5. 视线要小于100米
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
1、三项检核
hAB a b hAB h h hAB H B H A
10
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
2、测站检核
改变仪器 高法
双面尺法
容许值5mm，取两次高差平均值作为该 测站高差的最后结果，否则应重测。
hi(m)
+1.331
+1.813 -1.424 +1.340 +3.060
v(m)
h(m)
H(m)
6.543
7.872
BM.A
1 2 3
-0.002
-0.008 -0.007 -0.008 -0.025
+1.329
+1.805 -1.431 +1.332 +3.035
9.677 8.246 9.578
HA=45
.286m
HB=49.579m
参考答案：闭合差:fh=+0.038m, 路线总长L=7.4km,限差fh允=±40(L)1/2= ±40(7.4)1/2 = ±108mm 每公里改正-0.005m 各段改正数：v1=-0.008m, v2=-0.011m, v3=-0.009m, v4=-0.010m 各点最终高程：H1=47.609m, H2=50.412m, H3=48.159m,检核HB=49.579m
如：v1=-11.1×0.5=-5.6mm≈-0.006m
第一段改正后高差：5.693-0.006=5.687m 同理，计算其它各段。
l 2=0.4km h2=+3.265m H2=235.991m l 3=0.3km h3=-2.306m
A HA=227.043m
l 4=0.6km h1=-6.632m
视准轴
水准管 轴
圆水准 器准轴
仪器竖轴
返回
§2-5 水准测量的主要误差
1、仪器及工具误差
2、观测误差
3、外界条件的影响
25
一、仪器及工具误差
1、水准尺 水准尺水准器泡不准确，尺刻划不准确，
尺底磨损，尺身弯曲。
2、水准仪
视准轴和水准管轴不平行（i角误差）；
物镜调焦；
26
27
1
6
5
4
3
2
C 7
C 8
6
7
上一讲内容复习：
5、一同学测一支水准，由未知点A向已知点BM1返 测时，向前选择一临时点TP23，请问前视点后视 点分别是？
6、请分析，为什么由1测站向2测站转移时，TP1处 尺垫不能移动。
8
外业测量注意：
1. 架仪器要注意前后视距大致相等 2. 尺垫只在转点处使用 3. 读数前要精平 4. 后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数，
28
二、观测误差
1、水准管气泡居中误差 2、估读误差 3、视差 4、水准尺竖立不直的误差
29
三、外界条件的影响
1、仪器和尺垫升降误差。
2、气候的影响。 3、地球曲率及大气折光的影响。
30
前后视距相等可以消除哪些误差？
31
课堂练习：
A +2.331m 1.6Km 1 +2.814m 2 .1Km 2 -2 .244m 1.7Km 3 +1.430m 2 .0Km B
32
实习:闭合水准路线测量
实习目的: 使学生掌握等外闭合水准路线的测
量方法。
仪器设备: 每组DS3型水准仪1台、水准尺1把
、尺垫一个。
实习任务: 已知HBM=1000.000m，待求点1、2，
按等外水准精度要求，测一个闭合水准路线， 并其计算高差闭合差fh。
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34
第二讲：水准测量
兰州交通大学土木学院测绘工程系
1
本讲内容
1、微倾式水准仪 2、自动安平水准仪 3、电子水准仪
4、水准测量的实施 5Байду номын сангаас水准测量内业数据处理
2
支水准测量实习存在的问题
1、实习目的不清
2、观测方法问题 A、脚架太低 B、脚架面板倾斜严重 C、仪器指挥尺子 D、十字丝如何调清楚 3、记录不规范 要用记录手簿记录；小数点位数问题； 四舍六入，(五)单进双舍。 4、仪器安全方面的问题
解：按照下列步骤计算： （1）计算闭合差 fh=∑h=5.693+3.265-2.3066.632=0.020m=20mm fh允=±40(L)1/2= ±40(1.8)1/2 = ±54mm fh< fh允,其精度符合要求。 2 （2）计算改正数和改正后高差 改正数vi=-(fh /L)li=-11.1 li 改正后高差=实测高差+改正数
（3）计算各点高程
3
H3=233.682m
H1=HA+h1+v1=227.043+5.693-0.006 =232.730(m)
四、水准测量的实施
5、水准测量技术指标
19
20
21
§2-4
水准仪的重要轴线及满足几何条件
V
V
L L
图2－24
2mm
23 23
水准仪应满足条件： A：“水准管轴平行 于视准轴” B：“圆水准器轴平 行于仪器竖轴” C：“十字丝横丝垂 直于仪器竖轴”
BM.B
Σ
f h h ( H B H A ) 3.060 (9.578 6.543) 25mm
f h容 40 L mm 40 6.25 100mm
17
例三：闭合水准路线
1 H1=232.730m l 1=0.5km h1=+5.693m
已知A点高 程： 227.043m
vi=-(fh/∑L)·Li或vi=-(fh/∑n)·ni
校核：∑vi＝－fh，若满足则说明计算无误。
14
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核
高差平差值:(hi)=hi+vi
检核： ∑(hi)=∑h理 各点高程计算： 经检核无误，用改正后的高差，便可由起点开 始，逐点推算各点高程，直至回到已知点，并 与已知高程相等。
产生原因：测量中存在各种误差
12
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核
高差闭合差限差fh容用来衡量成果的精度。若|
f|≤| fh容|，则成果符合精度要求，可进行高
差闭合差的调整与高程计算；否则检查原因，
返工重测。
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四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核
闭合差的调整方法是：按与距离或测站数成正 比反符号分配。
15
附合水准路线高差闭合差调整与高程计算 （例一）
点号
BM1
测 测得高 高差改 改正后 站数 差(m) 正数(m) 高差(m)
高程(m)
19.826 (已知)
备注
4 B01 3 B02 3 BM2
-0.312
+0.012
-0.300
f h h (H BM 2 H BM1 )
=－0.030m= －30mm
3
上一讲内容复习：
1、尺垫的用途? 在已知点或待求点上放置会产生什么错误?
4
未放置尺垫
放置了尺垫
H1
H2
大地水准面
5
上一讲内容复习：
2、三种单一水准路线怎么定义。 3、请分析三种单一水准路线有什么区别和联系?
4、一同学在读完后视读数后发现圆水准气泡偏离， 调整脚螺旋后再精平读取前视读数，对否？
19.526 +1.793 +0.009 +1.802 21.328 -0.751 +0.009 -0.742
f h容 12 n 38mm
f h f h容 成果合格
20.586 (已知)
∑
10
0.730
+0.030
0.760
16
例二：附合水准
点号
L(km)
0.60 2.00 1.60 2.05 6.25
测站检核
即在一个测站上，不改变仪器高度，先 后用水准尺的黑红面两次测量高差，进 行校核。
倒立尺法
同一立尺点正、倒尺读数合为3米.
11
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
3、成果检核 水准 路线 fh 支水准
h往＋ h返
附合水准
h测－（Ｈ －Ｈ ） 终 始
闭合水准
h测
高差闭合差fh＝观测值－理论值＝∑h测—∑h理
（切记不能动脚螺旋）
5. 视线要小于100米
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
1、三项检核
hAB a b hAB h h hAB H B H A
10
四、水准测量的实施
4、水准测量检核
2、测站检核
改变仪器 高法
双面尺法
容许值5mm，取两次高差平均值作为该 测站高差的最后结果，否则应重测。
hi(m)
+1.331
+1.813 -1.424 +1.340 +3.060
v(m)
h(m)
H(m)
6.543
7.872
BM.A
1 2 3
-0.002
-0.008 -0.007 -0.008 -0.025
+1.329
+1.805 -1.431 +1.332 +3.035
9.677 8.246 9.578
HA=45
.286m
HB=49.579m
参考答案：闭合差:fh=+0.038m, 路线总长L=7.4km,限差fh允=±40(L)1/2= ±40(7.4)1/2 = ±108mm 每公里改正-0.005m 各段改正数：v1=-0.008m, v2=-0.011m, v3=-0.009m, v4=-0.010m 各点最终高程：H1=47.609m, H2=50.412m, H3=48.159m,检核HB=49.579m
如：v1=-11.1×0.5=-5.6mm≈-0.006m
第一段改正后高差：5.693-0.006=5.687m 同理，计算其它各段。
l 2=0.4km h2=+3.265m H2=235.991m l 3=0.3km h3=-2.306m
A HA=227.043m
l 4=0.6km h1=-6.632m
视准轴
水准管 轴
圆水准 器准轴
仪器竖轴
返回
§2-5 水准测量的主要误差
1、仪器及工具误差
2、观测误差
3、外界条件的影响
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一、仪器及工具误差
1、水准尺 水准尺水准器泡不准确，尺刻划不准确，
尺底磨损，尺身弯曲。
2、水准仪
视准轴和水准管轴不平行（i角误差）；
物镜调焦；
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1
6
5
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C 7
C 8
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上一讲内容复习：
5、一同学测一支水准，由未知点A向已知点BM1返 测时，向前选择一临时点TP23，请问前视点后视 点分别是？
6、请分析，为什么由1测站向2测站转移时，TP1处 尺垫不能移动。
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外业测量注意：
1. 架仪器要注意前后视距大致相等 2. 尺垫只在转点处使用 3. 读数前要精平 4. 后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数，
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二、观测误差
1、水准管气泡居中误差 2、估读误差 3、视差 4、水准尺竖立不直的误差
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三、外界条件的影响
1、仪器和尺垫升降误差。
2、气候的影响。 3、地球曲率及大气折光的影响。
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前后视距相等可以消除哪些误差？
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课堂练习：
A +2.331m 1.6Km 1 +2.814m 2 .1Km 2 -2 .244m 1.7Km 3 +1.430m 2 .0Km B
32
实习:闭合水准路线测量
实习目的: 使学生掌握等外闭合水准路线的测
量方法。
仪器设备: 每组DS3型水准仪1台、水准尺1把
、尺垫一个。
实习任务: 已知HBM=1000.000m，待求点1、2，
按等外水准精度要求，测一个闭合水准路线， 并其计算高差闭合差fh。
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