第三章水准测量

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1、2022-5-311上讲回顾上讲回顾第二章第二章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向第一节第一节 距离测量距离测量 第二节第二节 直线定向直线定向2022-5-312 第一节第一节水准测量原理水准测量原理第二节第二节水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具第三节第三节水准仪的使用水准仪的使用第四节第四节水准测量的外业水准测量的外业第五节第五节水准测量的内业水准测量的内业2022-5-3131.地面点的高程地面点的高程地面点的高程 相对高程相对高程假定高程(多用于建筑施工)绝对高程绝对高程 地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。2022-5-3142.高程系统与高程基

2、准我国国家高程系统：黄海高程系高程系统：黄海高程系我国国家高程基准：高程基准： 1985年年国家国家高程基准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)；水准原点水准原点建在青岛市内，作为我国的国家高程 基准。1956年高程基准的高程为72.289米， 1985年高程基准的高程为72.260米。高程系统与高程基准高程系统与高程基准2022-5-3153.4.高程系统、高程系统、等级等级水准测量的等级水准测量的等级 分一、二、三、四等（按精度要求、

3、控制范围）分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）一等水准测量水准测量:仅在国家等级中存在仅在国家等级中存在作为国家的高程控制作为国家的高程控制, ,建立统一的高程基准建立统一的高程基准; ;科学研究科学研究( (地壳形变、地面沉降、精密测量）地壳形变、地面沉降、精密测量）二等水准测量水准测量: :作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量三、四等三、四等水准测量水准测量: :作为小地区的高程控制；普通工程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）图根水准（普通水准）2022-5-316 高程测量高程测量:测量地面上各点高程的工作

4、。测量地面上各点高程的工作。一、水准测量一、水准测量 水准测量是应用仪器提供水准测量是应用仪器提供水平视线水平视线进行度量，进行度量，比较两点间的高差。比较两点间的高差。 二、三角高程测量二、三角高程测量 三角高程测量是应用仪器和工具，根据两点间三角高程测量是应用仪器和工具，根据两点间的距离的距离D D和竖直角和竖直角，应用三角原理，两点间的高差，应用三角原理，两点间的高差h h可按公式可按公式h hDtanDtan求得。求得。 三、气压高程测量三、气压高程测量 气压高程测量应用大气压强随地面高程不同而气压高程测量应用大气压强随地面高程不同而改变的原理，应用气压计测出地面上两点的大气压改变的原

5、理，应用气压计测出地面上两点的大气压强，计算出两点间的高差。强，计算出两点间的高差。12M/1MM12M/1MM2022-5-317一、水准测量原理一、水准测量原理 水准测量的原理是借助水准仪提供的水准测量的原理是借助水准仪提供的水平视线水平视线，配合水准尺测定地面上两点间的高差，然后根据已知配合水准尺测定地面上两点间的高差，然后根据已知点的高程来推求未知点的高程。点的高程来推求未知点的高程。bahAB第一节第一节 水准测量原理水准测量原理ab-后视读数后视读数-前视读数前视读数2022-5-318二、计算高程的方法二、计算高程的方法 （一）由高差计算高程（一）由高差计算高程 B B点（未知点

6、）的高程等于点（未知点）的高程等于A A点（已知点）的高点（已知点）的高程加上两点间的高差。程加上两点间的高差。即即H HB B=H=HA A+H+HABAB=H=HA A+(a-b) +(a-b) ( (二二) )由视线高程计算高程由视线高程计算高程 由图由图3-13-1可知，可知，A A点高程加后视读数等于仪器视点高程加后视读数等于仪器视线的高程，设视线高程为线的高程，设视线高程为H Hi i，即，即H Hi i=H=HA A+a+a则则B B点高程点高程等于视线高程减去前视读数，等于视线高程减去前视读数，即即H HB B=H=Hi i-b=(H-b=(HA A+a)-b+a)-b第第一一

7、节节 水准测量原理水准测量原理2022-5-319第二节第二节 水准水准测量仪器和工具测量仪器和工具 水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具为水准尺和尺垫。为水准尺和尺垫。一、水准仪一、水准仪 主要由望远镜、水准器及基座三个部分组成。主要由望远镜、水准器及基座三个部分组成。2022-5-31102022-5-3111第二节第二节 水准水准测量仪器和工具测量仪器和工具 2022-5-3112（一）望远镜（一）望远镜主要用途：瞄准目标并在水准尺上读数。主要用途：瞄准目标并在水准尺上读数。十字丝：刻在玻璃板上的两条相互垂十字丝：刻在玻璃板上的两条相互垂直

8、的细丝。由竖丝、横丝和视距丝。直的细丝。由竖丝、横丝和视距丝。用于照准尺子和读数。用于照准尺子和读数。视准轴：十字丝中心和物镜光心的连视准轴：十字丝中心和物镜光心的连线。（水平视线）线。（水平视线）2022-5-3113水准仪上的水准器是用来指示视线是否水平或竖轴水准仪上的水准器是用来指示视线是否水平或竖轴是否竖直的。水准器分圆水准器和水准管两种。是否竖直的。水准器分圆水准器和水准管两种。 圆水准器圆水准器水准管水准管（二）水准器（二）水准器2022-5-3114水准器水准器圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平水准器水准器2022-5-3115

9、n符合棱镜系统 把水准气泡两端成象在一起便于观察。n若直接用肉眼观察则u因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差u要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中n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。10)(521mm符合棱镜系统的精度：为气泡的格值肉眼观察的精度：2022-5-3116 水准尺：水准尺按尺面分为单面尺和水准尺：水准尺按尺面分为单面尺和双面尺两种；按尺形分为直尺、折尺、塔双面尺两种；按尺形分为直尺、折尺、塔尺等三种。尺等三种。 1 1直尺：直尺： 黑面尺黑面尺 红面尺红面尺 直尺必须成对使用以检核读数。直尺必须成对使用以检核读数。 2 2折尺折尺 3 3塔

10、尺塔尺二、水准尺二、水准尺三、尺垫尺垫2022-5-3117第三节第三节 水准仪的使用水准仪的使用一、安置仪器一、安置仪器高度适中、大致水平、踩入土中、固定架上高度适中、大致水平、踩入土中、固定架上二、粗略整平：用脚螺旋将圆水准器居中。二、粗略整平：用脚螺旋将圆水准器居中。 左手拇指旋转左手拇指旋转脚螺旋的运动方脚螺旋的运动方向，就是气泡移向，就是气泡移动的方向。动的方向。2022-5-3118 1 1调节目镜调节目镜 2 2初步瞄准初步瞄准 3 3对光和瞄准对光和瞄准 4 4清除视差清除视差三、瞄准水准尺三、瞄准水准尺上丝下丝竖丝横丝望远镜的十字丝2022-5-3119视差视差 视差：视差：

11、 望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。 现象：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有相对移动。消除视差的步骤：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。2022-5-3120n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。n测量望远镜要能瞄准。n所以要有十字丝。目标的象与十字丝重合即瞄准。2022-5-3121n视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。n物镜的作用：把目标成象（拉近）。物镜的作用：把目标成象（拉近）。n目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。目镜的作