測(cè)量學(xué)第2章水準(zhǔn)

第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理 2.2水準(zhǔn)儀及其使用 2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法 2.4水準(zhǔn)儀的檢查和校正 2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析,水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理,hAB = ab HB= HA+ hAB,連續(xù)中間水準(zhǔn)測(cè)量,hAB= h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab,水 準(zhǔn) 儀 與 水 準(zhǔn) 尺,第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理 2.2水準(zhǔn)儀及其使用 2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法 2.4水準(zhǔn)儀的檢查和校正 2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析,水準(zhǔn)儀：,為水準(zhǔn)測(cè)量提供水平視線的儀器。 常用的水準(zhǔn)儀 精密水準(zhǔn)儀 DS05 、 DS1 普通水準(zhǔn)儀 DS3 、DS10,一、水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu),水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu),1、望 遠(yuǎn) 鏡,2、水準(zhǔn)器,是用以指示視線水平或豎軸是否豎直的裝置。,圓水準(zhǔn)器,分劃值：830/2mm,長(zhǎng) 水 準(zhǔn) 管,長(zhǎng)水準(zhǔn)管的作用：精確整平,分劃值：30/2mm,符合水準(zhǔn)器,二、水 準(zhǔn) 尺,黑面起點(diǎn) 0.000和0.000米 紅面起點(diǎn) 4.687和4.787米,三、水準(zhǔn)儀的使用,安置：安置三腳架和水準(zhǔn)儀 粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中 瞄準(zhǔn)：粗瞄和精瞄 精平：使長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡居中 讀數(shù)：用中絲讀數(shù),水準(zhǔn)儀的使用,安置：安置三腳架和水準(zhǔn)儀,水準(zhǔn)儀的使用,2、粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中,氣泡移動(dòng)方向與左手大拇指移動(dòng)方向相同,水準(zhǔn)儀的使用,3、照準(zhǔn)：粗瞄、對(duì)光、精瞄和消除視差,水準(zhǔn)儀的使用,4、精平：使長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡居中,水準(zhǔn)儀的使用,5、讀數(shù)：用中絲讀數(shù),1.272,0.712,四、DSZ3型自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,f - 組合焦距 s - 補(bǔ)償器到分 劃板的距離 - 傾斜視線 - 水平視線偏轉(zhuǎn)角 n - 補(bǔ)償系數(shù),即：,安置一“補(bǔ)償器”實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安平的。,五、水準(zhǔn)儀認(rèn)識(shí)與實(shí)習(xí)（實(shí)驗(yàn)一）,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）了解DS3型水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造，認(rèn)清主要部件的名稱、性能和作用。 （2）練習(xí)水準(zhǔn)儀的正確安置、照準(zhǔn)和讀數(shù)。 方法和步驟： （1）安置儀器 （2）認(rèn)識(shí)儀器部件 （3）粗略整平 （4）水準(zhǔn)儀操作 （5）觀測(cè)練習(xí),第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理 2.2水準(zhǔn)儀及其使用 2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法 2.4水準(zhǔn)儀的檢查和校正 2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析,連續(xù)中間水準(zhǔn)測(cè)量,hAB= h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab,HB=A + hAB,h hAB,水準(zhǔn)測(cè)量校核及精度,1、測(cè)站校核： 在一個(gè)測(cè)站上觀測(cè)兩次高差，兩次高差不符值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 方法有變儀器高法和雙面尺法。,水準(zhǔn)路線布設(shè)形式,水準(zhǔn)路線布設(shè)形式,1、閉合水準(zhǔn)路線,h= h測(cè),水準(zhǔn)路線布設(shè)形式,2、附合水準(zhǔn)路線,h= h測(cè) -（H終-H始),水準(zhǔn)路線布設(shè)形式,3、支水準(zhǔn)路線,h= h往+ h返,水準(zhǔn)路線布設(shè)形式,4、水準(zhǔn)網(wǎng),普通水準(zhǔn)測(cè)量線路閉合差允許值：,h允=40L mm （平坦地區(qū)） L路線長(zhǎng)度，km h允=10n mm（丘陵地區(qū)） n測(cè)站數(shù),水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施,1,BM1,TP1,1.563,0.986,+0.577,19.431,2,TP1,A,A,1.762,1.828,0.066,3.325,2.814,+0.511,+0.511,水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施,H BM1=19.431 H BM2 = 21.121,一、水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算步驟,1、計(jì)算高差閉合差和允許閉合差 附合路線 fh= h 測(cè)（H終 H始） 閉合路線 fh= h 測(cè) 支水準(zhǔn)路線 fh= h 往+h 返 閉合差允許值： h允=40L mm （平坦地區(qū)） h允=10n mm （丘陵地區(qū)）,水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算步驟,3、計(jì)算改正后高差 hi i+1 = hi i+1 + i,4、計(jì)算各點(diǎn)的高程 H i+1=Hi+ hi i+1,2、滿足 h f h允計(jì)算高差改正數(shù),注： v與 h 大小相等，符號(hào)相反。,例1：水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算,0.004 0.008 0.008,0.515 2.799 1.624,19.431,19.946,22.745,21.121,BM1,A,B,BM2,244,0.511 2.791 1.632,10,1.670,0.020,1.690,fh=1.670(21.12119.431)=20(mm) fh允=31(mm),例：已知水準(zhǔn)點(diǎn)IV1的高程H始 = 21.453 m，IV2點(diǎn)的高程H終 = 25.006m，求各點(diǎn)平差后高程。,例2：水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算,（1）高差閉合差的計(jì)算,f h= h測(cè) -（H終-H始） = 3.528 -（25.006 -21.453）= - 0.025 m,例2：,（3）計(jì)算各點(diǎn)改正后的高差,h1= h1 + 1 h2= h2 + 2 h3= h3 + 3 h4 = h4 + 4,（4）計(jì)算各點(diǎn)的高程,例2：,二、普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)（實(shí)驗(yàn)二）,任務(wù)：已知：H BM1=19.431，分別測(cè)定A點(diǎn)的高程。,致用樓,外業(yè)注意幾點(diǎn)：,架儀器要注意前后視距大致相等 尺墊只在轉(zhuǎn)點(diǎn)處使用 讀數(shù)前要精平 后視完畢轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀數(shù)，（切記不能動(dòng)腳螺旋） 視線要小于100米,水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)外業(yè)記錄,1,2,A,3.325,2.814,+0.511,+0.511,水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算,0.004 0.008 0.008,0.515 2.799 1.624,19.431,19.946,22.745,21.121,BM1,A,B,BM2,244,0.511 2.791 1.632,10,1.670,0.020,1.690,fh=1.670(21.12119.431)=20(mm) f h允=31(mm),第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理 2.2水準(zhǔn)儀及其使用 2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法 2.4水準(zhǔn)儀的檢查和校正 2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析,水準(zhǔn)儀的幾何軸線有：,圓水準(zhǔn)軸 L0 L0 長(zhǎng)水準(zhǔn)管軸L L 視準(zhǔn)軸 C C 豎軸 V V,水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正,水準(zhǔn)儀滿足的軸線條件 圓水準(zhǔn)器軸儀器的豎軸，即L0L0 VV 。 水準(zhǔn)管軸 視準(zhǔn)軸，即LL CC 。 （主要條件） 十字絲橫絲 豎軸VV 。,檢校目的： 使儀器的各軸系滿足應(yīng)有的幾何條件。,一、圓水準(zhǔn)器的檢校,檢校目的： 當(dāng)圓水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，儀器的豎軸基本上 處于鉛垂位置。 L0L0 VV ?,檢驗(yàn)方法： 轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，然后將望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180，如果仍然居中，說(shuō)明滿足此條件。如果氣泡偏離中央位置，則需校正。 校正方法： 轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使氣泡向中間移動(dòng)偏離量的一半，然后用改正針校正氣泡，使其居中。,檢校原理,二、望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲的檢校,檢校目的： 當(dāng)儀器的豎軸處于鉛垂位置時(shí)，橫絲應(yīng)處于水平位置。 橫絲 豎軸VV ？,檢驗(yàn)方法： 整平儀器，瞄準(zhǔn)墻上的固定點(diǎn)，水平微動(dòng)，固定點(diǎn)是否離開十字絲橫絲。如果偏離十字絲橫絲，則需校正。 校正方法： 撥正十字絲環(huán)。,三、長(zhǎng)水準(zhǔn)管的檢校,檢驗(yàn)方法： （1）在比較平坦的地面上，相距約4060m左右的地方打兩個(gè)木樁或放兩個(gè)尺墊作為固定點(diǎn)A和B。檢驗(yàn)時(shí)先將水準(zhǔn)儀安置在距兩點(diǎn)等距離處，在符合氣泡居中的情況下，分別讀取A、B點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺的讀數(shù)a1和b1，求得高差h1=a1-b1。（h1不含有該項(xiàng)誤差的影響）,（2）將儀器搬至B點(diǎn)附近（相距約3米處），在符合氣泡居中的情況下，對(duì)遠(yuǎn)尺A和近尺B，分別讀得讀數(shù)a2和b2，求得第二次高差h2=a2-b2。若h2=h1，說(shuō)明儀器的水準(zhǔn)管平行于視準(zhǔn)軸，無(wú)需校正。若h2h1，則水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸， h2與h1的差值大于3mm，需要校正。,檢校目的：使長(zhǎng)水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，提供水平視線。 LL CC ？,=206265,檢驗(yàn)原理,D1,D2,h1,A,B,i,i,i,a,a1,a2,a2,b,b1,b2,x1,x2,=206265,檢驗(yàn)原理,校正方法: 算出遠(yuǎn)尺的正確讀數(shù)a2， a2=h1+b2。 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，令遠(yuǎn)尺A上讀數(shù)恰為a2，此時(shí)視線已水平，而符合氣泡不居中，用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管上、下兩校正螺絲，使氣泡居中，這時(shí)水準(zhǔn)管軸就平行于視準(zhǔn)軸。,校正方法,松上緊下 松下緊上,第二章 水準(zhǔn)測(cè)量,2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理 2.2水準(zhǔn)儀及其使用 2.3水準(zhǔn)測(cè)量方法 2.4水準(zhǔn)儀的檢查和校正 2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析,水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源及注意事項(xiàng),1、儀器誤差： i角誤差 前后視距盡量相等 調(diào)焦誤差