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1、测量学测量学课件课件第二章第二章 水准测量水准测量主要内容：主要内容：水准测量原理、水准仪的构造及使用、水准测量的施测方法及成果整理、仪器 的检验与校正。主要目的：主要目的：使学生了解水准测量原理、测量仪器与 测量工具，掌握地面点位高程测量过 程。重点内容：重点内容：水准测量原理、施测方法、成果计算。测定地面点高程的工作称为高程测量。分：水准测量、三角高程测量。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-1.水准测量原理水准测量原理 水准测量是测出两点间的
2、高差。即在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的一条水平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两点间的高差。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项前进方向水平视线大地水准面HiHAHBAB后视尺前视尺bhab（1）高差法：根据水准仪提供的水平视线在A点水准尺上读数为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则 h hABAB=a-b HB=HA+h hABAB =HA+(a-b)在计算高差h hABAB时，一定要注意h hABAB的下标：
3、h hABAB表示A点至B点的高差。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-1.水准测量原理水准测量原理前进方向水平视线大地水准面HiHAHBAB后视尺前视尺bh hABAB 如图，已知HA，求HB？（2）视线高法视线高法：B点高程也可以通过水准仪视线高程Hi（也称为仪器高程）来计算，即 Hi=HA+a 则 H HB B=(HA+a)-b=Hi-b1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水
4、准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项前进方向水平视线大地水准面HiHAHBAB前视尺bh hABAB2-1.水准测量原理水准测量原理2-2.连续水准测量、转点、测站连续水准测量、转点、测站 转点：转点：如果两点间高差较大或相距较远，仅安置一次仪器不能测得它们的高差，这时需要加设若干个临时的立尺点，作为传递高程的临时点。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项 BMA BMB 1.4441.324TP2h2=+0.120
5、1.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.422 1.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.5432-2.连续水准测量、转点、测站连续水准测量、转点、测站 附图1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项 BMA BMB 1.4441.324TP2h2=+0.1201.822 0.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.422 1.304h5
6、=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.5432-2.连续水准测量、转点、测站连续水准测量、转点、测站 连续水准测量：连续水准测量：依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，最后取各个测站高差的代数和，即求得两点间的高差值。hAB1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-2.连续水准测量、转点、测站连续水准测量、转点、测站欲求hAB，在A点至B点水准路线上增设n-1个转点，安置n次水准仪，依次连续地测定相邻两点间高差h
7、1hn，即 h h1 1=a=a1 1-b-b1 1 h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 h hn n=a=an n-b bn n则 h hABAB=h h1 1+h h2 2+h hn n=h=a=h=a-bb H HB B=H=HA A+h hABAB=H=HA A+（aa-bb）hAB1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-3.注意事项注意事项 选择土质稳固的地方作为转点位置，要保持转点（尺垫）稳定不动；同时要尽可能保持各测站的前后视距大致
8、相等；还要尽可能通过调节前、后视距离保持整条水准路线中的前视视距之和与后视视距之和相等，这样有利于消除（或减弱）仪器i角误差和地球曲率对高差的影响。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-4.水准测量仪器及其操作水准测量仪器及其操作主要仪器：主要仪器：水准仪、水准尺、尺垫1、水准仪、水准仪 精度系列精度系列:分DS05、DS1、DS3，DS10,下标“05”、“1”、“3”及“10”等数字表示该类仪器的精度，每公里往返测高差中数的中误差。精密水准仪，配
9、有相应的精密水准尺，用于国家一二等水准测量、大型工程建筑物施工及变形测量以及地下建筑测量。普通水准仪，用于国家三四等及普通水准测量。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项S3型水准仪外形型水准仪外形1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪构造水准仪构造 望远镜望远镜 水准器水准器1.1.望远镜望远镜望远镜：物镜
10、、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜对光螺旋、目镜对光螺旋 1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪构造水准仪构造 望远镜视准轴：通过物镜光心与十字丝交点的连线CC，延长线即为视线。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪构造水准仪构造 视差：视差：由于物镜调焦螺旋调焦不完善，使目标成像与十字丝分划板平面之
11、间有相对移动。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪构造水准仪构造 消除视差的方法：消除视差的方法：先进行目镜调焦，使十字丝十分清晰；再瞄准目标进行物镜调焦，使目标十分清晰，使目标与十字丝平面之间没有相对移动。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪构造水准仪构造2.水准器水准器圆水准器 分划值 8/2m
12、m 用于仪器粗平 管水准器 分划值 20/2mm 用于仪器精平1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准尺、尺垫水准尺、尺垫 直尺直尺:双面水准尺分“黑面尺”和“红面尺”。黑面尺尺底尺 均从零开始，而红面尺尺底，从固定数值4.687m或4.787m 开始，此数值称为零点差。塔尺塔尺:可伸缩，伸足为3米、5米，用于一般工程测量。尺垫尺垫:转点立尺用。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准
13、测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪的使用水准仪的使用水准仪的使用步骤：水准仪的使用步骤：安置粗平瞄准精平读数 安置时考虑前、后视等距；粗平时掌握“左手大拇指法”；瞄准时包括消除视差；精平状态下(符合气泡符合时)读数；读数估读至毫米。符合气泡符合尚未符合符合气泡符合，水准管轴与视 线水平。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准仪的使用水准仪的使用 a ab bc c“左手大拇指法左手大拇指法”粗平：粗平：气泡
14、移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项水准测量的瞄准和读数水准测量的瞄准和读数 a0.7300.730 bc6.2376.2371.4601.4602-5.普通水准测量普通水准测量 1、水准点、水准点 水准点：水准点：用水准测量的方法测定的高程控制点“BM”，分永久性和临时性。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准
15、仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-5.普通水准测量普通水准测量 水准测量：水准测量：从某一已知高程的水准点开始，经过一定的水准路线，测定各待定点的高程。点之记：点之记：水准点应进行编号，并绘出水准点与附近固定建筑物或其它明显地物关系的点位草图，作为水准测量的成果一并保存。1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-5.普通水准测量普通水准测量 2、水准路线、水准路线 由已知水准点开始或在两已知水准点之间按一定形式进行水准测量的测量路线。闭合水
16、准路线闭合水准路线 附合水准路线附合水准路线 支水准路线支水准路线 1.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-5.普通水准测量普通水准测量2.水准路线3.支水准路线BM.ABM.A121BM.ABM.A2341.闭合水准路线2.附合水准路线BM.ABM.ABM.BBM.B1231.水准测量原理2.连续水准测量、转点、测站3.注意事项4.水准测量仪器及其操作5.普通水准测量6.普通水准测量成果整理7.DS3型水准仪的检验与校正8.水准测量误差分析及注意事项2-5.普通水准测量普通水准测量2-5.普通水准测量普通水准测量3、普通水准测量方法、普通水准测量方法 已知H HA A19.153m19.153m，欲测定B点高程？步骤如下：(1)观测者在测站处安置水准仪，在BM.ABM.A和TP.1TP.1点立尺，TP.1TP.1安放尺垫，依次瞄准、精平、读数，16321632和1271mm1271mm。并计算该站高差为+0.361m+0.361m1.水准测量
