《測(cè)繪基礎(chǔ)》課件-2水準(zhǔn)測(cè)量原理、水準(zhǔn)測(cè)量方法成果、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀

水準(zhǔn)測(cè)量學(xué)習(xí)目標(biāo)：本項(xiàng)目主要介紹水準(zhǔn)測(cè)量的儀器以及水準(zhǔn)測(cè)量的基本作業(yè)方法。要求掌握水準(zhǔn)測(cè)量的原理、DS3水準(zhǔn)儀的使用及其檢校方法、水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)處理；熟悉水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源及削減辦法。

水準(zhǔn)測(cè)量原理一、水準(zhǔn)測(cè)量的原理利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，同時(shí)借助水準(zhǔn)尺，測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)其中一點(diǎn)的高程推算出另一點(diǎn)高程的測(cè)量方法。A點(diǎn):后視點(diǎn)B點(diǎn):前視點(diǎn)a:后視讀數(shù)b:前視讀數(shù)A、B兩點(diǎn)間高差hAB為：

a>b，hAB>0，HB>HA

，B點(diǎn)比A點(diǎn)高a<b，hAB<0，HB<HA

，B點(diǎn)比A點(diǎn)低一、水準(zhǔn)測(cè)量的原理二、計(jì)算未知點(diǎn)高程1、高差法測(cè)得A、B兩點(diǎn)間高差hAB后，如果已知A點(diǎn)的高程HA，則B點(diǎn)的高程HB為：這種直接利用高差計(jì)算未知點(diǎn)B高程的方法，稱為高差法。B點(diǎn)高程也可以通過(guò)水準(zhǔn)儀的視線高程Hi來(lái)計(jì)算，即：二、計(jì)算未知點(diǎn)高程1、視線高法

如果A、B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大，安置一次儀器無(wú)法測(cè)得其高差時(shí)，就需要在兩點(diǎn)間增設(shè)若干個(gè)作為傳遞高程的臨時(shí)立尺點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)（縮寫(xiě)為T(mén)P）三、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果整理

一、水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，記為BM(BenchMark)。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)兩種。水準(zhǔn)測(cè)量一般分為五個(gè)等級(jí)。一、二等屬于精密水準(zhǔn)測(cè)量，三、四等水準(zhǔn)屬于普通水準(zhǔn)測(cè)量，五等屬于等外水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)儀按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀（又稱電子水準(zhǔn)儀）。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。我國(guó)水準(zhǔn)儀型號(hào)都以DS開(kāi)頭，分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，通常書(shū)寫(xiě)省略字母D.其后“05”、“1”、“3”、“10”等數(shù)字表示該儀器的精度。二、水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)在水準(zhǔn)點(diǎn)間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過(guò)的路線，稱為水準(zhǔn)路線。相鄰兩水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線稱為測(cè)段。閉合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)路線三、水準(zhǔn)路線1．附合水準(zhǔn)路線（1）布設(shè)方法

如圖所示，從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMA出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMB所構(gòu)成的水準(zhǔn)路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。三、水準(zhǔn)路線（2）成果檢核

從理論上講，附合水準(zhǔn)路線各測(cè)段高差代數(shù)和應(yīng)等于兩個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，即各測(cè)段高差代數(shù)和與其理論值的差值，稱為高差閉合差，即

?h=

h測(cè)-（H終

-H始)

h理=（H終

-H始)

三、水準(zhǔn)路線1．附合水準(zhǔn)路線（1）布設(shè)方法

如圖所示，從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMA出發(fā)，沿各待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原出發(fā)點(diǎn)BMA的環(huán)形路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。三、水準(zhǔn)路線1．閉合水準(zhǔn)路線（2）成果檢核

從理論上講，閉合水準(zhǔn)路線各測(cè)段高差代數(shù)和應(yīng)等于零，即：

h理=0如果不等于零，則高差閉合差為：?h=

h測(cè)

三、水準(zhǔn)路線1．閉合水準(zhǔn)路線（1）布設(shè)方法如圖所示，從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMA出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，這種既不閉合又不附合的水準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線要進(jìn)行往返測(cè)量，以資檢核。三、水準(zhǔn)路線3.支水準(zhǔn)路線（2）成果檢核

從理論上講，支水準(zhǔn)路線往測(cè)高差與返測(cè)高差的代數(shù)和應(yīng)等于零。如果不等于零，則高差閉合差為：?h=

h往

+

h返

各種路線形式的水準(zhǔn)測(cè)量，其高差閉合差均不應(yīng)超過(guò)容許值，否則即認(rèn)為觀測(cè)結(jié)果不符合要求。三、水準(zhǔn)路線3.支水準(zhǔn)路線如圖所示，由多條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成的網(wǎng)狀線路。三、水準(zhǔn)路線4.水準(zhǔn)網(wǎng)1、測(cè)站校核

A、變更儀器高法

是在同一個(gè)測(cè)站上用兩次不同的儀器高度，測(cè)得兩次高差進(jìn)行檢核。要求：改變儀器高度應(yīng)大于10cm，兩次所測(cè)高差之差不超過(guò)容許值，取其平均值作為該測(cè)站最后結(jié)果，否則須要重測(cè)。

四、水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站檢查1、測(cè)站校核

B、

雙面尺法分別對(duì)雙面水準(zhǔn)尺的黑面和紅面進(jìn)行觀測(cè)。利用前、后視的黑面和紅面讀數(shù)，分別算出兩個(gè)高差。四、水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站檢查2、路線校核

四、水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站檢查普通水準(zhǔn)測(cè)量閉合差允許值：（平坦地區(qū)）

（丘陵地區(qū)）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀及電子水準(zhǔn)儀一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀1、視線自動(dòng)安平的原理

當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后，視準(zhǔn)軸仍存在一個(gè)微小傾角α，在望遠(yuǎn)鏡的光路上安置一補(bǔ)償器，使通過(guò)物鏡光心的水平光線經(jīng)過(guò)補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個(gè)β角，仍能通過(guò)十字絲交點(diǎn)，這樣十字絲交點(diǎn)上讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，即為視線水平時(shí)應(yīng)該讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。f:物鏡焦距d:補(bǔ)償器中心至十字絲的距離

一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀2、使用方法

粗平——照準(zhǔn)——讀數(shù)使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí)，首先將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，等待2～4秒后，即可進(jìn)行讀數(shù)。

一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀二、電子水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介電子水準(zhǔn)儀的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）操作簡(jiǎn)捷，自動(dòng)觀測(cè)和記錄，并立即用數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果。（2）整個(gè)觀測(cè)過(guò)程在幾秒鐘內(nèi)即可完成，從而大大減少觀測(cè)錯(cuò)誤和誤差。（3）儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件，從而可將觀測(cè)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)入后處理，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作自動(dòng)化和流水線作業(yè)，大大提高功效。1．電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)精度電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)精度高，如瑞士徠卡公司開(kāi)發(fā)的NA2000型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.1mm，每千米往返測(cè)得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.01mm，每千米往返測(cè)得高差中數(shù)的偶然中誤差為0.4mm。2．電子水準(zhǔn)儀測(cè)量原理簡(jiǎn)述與電子水準(zhǔn)儀配套使用的水準(zhǔn)尺為條形編碼尺，通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準(zhǔn)儀中裝置有行陣傳感器，它可識(shí)別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條形編碼。電子水準(zhǔn)儀攝入條形編碼后，經(jīng)處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字，在通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)化，在顯示屏上直接顯示中絲讀數(shù)和視距。一、電子水準(zhǔn)儀3．電子水準(zhǔn)儀的使用

NA2000電子水準(zhǔn)儀用15個(gè)鍵的鍵盤(pán)和安裝在側(cè)面的測(cè)量鍵來(lái)操作。有兩行LCD顯示器顯示給使用者，并顯示測(cè)量結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。