第五章(二).ppt

1、,三、單一水準(zhǔn)路線高程平差計(jì)算,1、檢查手薄，計(jì)算各段距離、測站數(shù)及高差。,3、求高差改正數(shù) vi = -W/S Si(方案一） vi = -W/nni（方案二）,4、計(jì)算高程 Hi=Hi-1+hi+vi i = 1,n,5.5四等水準(zhǔn)路線的布設(shè)與實(shí)施,起點(diǎn),閉點(diǎn),2、計(jì)算高程閉合差W W = h + (H起-H閉),45.875,46.553,46.972,48.531,48.895,5.5四等水準(zhǔn)路線的布設(shè)與實(shí)施,一、i角誤差,i角誤差是指望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)軸與管水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸在鉛垂面內(nèi)的投影不平行時(shí)對觀測值的影響。,1=i1 D1 / 2=i2 D2 /,h=a - b =ab+(1 2),e

2、1 = 1 2 = i1 D1/-i2 D2/,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,e 1 = i1 D1/-i2 D2/,顯然如果i1=i2、D1=D2，則可以消除i角誤差的影響；i角隨溫度變化而變化，如果觀測時(shí)儀器溫度變化不大，且觀測時(shí)間短，則可以認(rèn)為每站上的i1與i2是相等的，即i1=i2=i，則i角誤差對高差的影響公式可寫為：,e 1 = i（D1 - D2）/,在實(shí)際作業(yè)中，要做到前后視距離完全相等是很困難的，但應(yīng)使其差值盡量小，四等水準(zhǔn)測量規(guī)范規(guī)定：前后視距差小于3m，對一個(gè)測站而言，若i=20，D1-D2=3 m，則：e 1 =0.29mm，這對四等水準(zhǔn)而言，是完全可以忽略不計(jì)的。,5

3、.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,對每一個(gè)測段而言，i角誤差對高差的影響為：, e 1 = i / （D1 - D2）,為了使每一測段中i角的影響盡量小些，前后視距的累積差（D1-D2）也應(yīng)盡量小些，若（D1-D2）=10，則 e 1 =0.97，這對四等水準(zhǔn)測量來說也是允許的，所以，在水準(zhǔn)測量中，在每個(gè)測站上應(yīng)及時(shí)調(diào)整前后視距離之差的符號，以保證一個(gè)測段中前后視距離之差累計(jì)不超過10m，減小i角誤差對高差的影響。,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,由于儀器、腳架的重量及地面的反作用，儀器會(huì)產(chǎn)生輕微的下沉或上升，因?yàn)榍昂笠暡⒉荒芡瑫r(shí)讀數(shù)，所測高差必然受儀器升降誤差的影響。,二、儀器升沉誤差,b1 = b

4、1+ 1 b2 = b2- 2,黑面：h1=a1-b1 紅面：h2=a2-b2,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,高差中數(shù)為：,h=(h1+h2) /2 =(a1-b1)+(a2-b2)/2 =(a1-b1)+(a2-b2)/2+ (2-1)/2,儀器升降誤差對高差的影響： e 2 = (2-1)/2,如果儀器上升的速度是均勻的，且“后一前”和“前一后”的觀測時(shí)間又大致相等，則1=2， e 2 =0；由此可見，采用“后一前前一后”的觀測順序有利于消除和減弱儀器升沉誤差的影響。,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,由于標(biāo)尺和尺臺的重量，尺臺壓入地面后一般要發(fā)生下沉現(xiàn)象，其下沉速度也將隨時(shí)間而遞減。尺臺下沉

5、對觀測高差的影響主要產(chǎn)生于遷站過程中；遷站后，原來的前視標(biāo)尺轉(zhuǎn)為后視標(biāo)尺，尺臺在遷站過程中下沉了，它總是使后視標(biāo)尺的讀數(shù)偏大，致使各測站所測高差都偏大，成為一種系統(tǒng)性的誤差影響，而且往測和返測都具有相同的符號。但往返測高差本身的符號卻是相反的，因此，尺臺下沉誤差在往返測高差中數(shù)中會(huì)得到一定程度的抵消和減弱，而在往返測高差較差中突出地反映出來。,三、尺臺下沉誤差,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,四、標(biāo)尺零點(diǎn)差,水準(zhǔn)標(biāo)尺底面與其分劃零點(diǎn)的差值稱為水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)差，用表示。規(guī)定當(dāng)標(biāo)尺短于實(shí)際長度時(shí)為負(fù)；當(dāng)標(biāo)尺長于實(shí)際長度時(shí)為正。,設(shè)在某一測段中有n個(gè)測站，兩根標(biāo)尺分別為和，沒有零點(diǎn)差，有+的零點(diǎn)差。,

6、測段內(nèi)的測站數(shù)為偶數(shù),則 h = ( a b),所以四等水準(zhǔn)測量中規(guī)定每測段測站數(shù)應(yīng)為偶數(shù)，這樣可以抵消標(biāo)尺零點(diǎn)差對高差的影響。,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,五、地球彎曲差和大氣折光差,1 = D12/2R 2 = D22/2R,a = a+1 b = b+2,h = a-b = (a-b)+(1-2),地球彎曲差對觀測高差的影響: e = (D12 - D22)/2R,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,1、地球彎曲差,地球彎曲對觀測高差的影響: e = (D12 - D22)/2R,若觀測時(shí)，能使得前后視距離相等，D1=D2，則可以消除地球彎曲對觀測高差的影響。,2、大氣折光差 大氣折光是由于

7、地面大氣密度不均勻而引起的，它使觀測時(shí)的水平視線產(chǎn)生垂直方向的彎曲，致使觀測高差含有誤差，其影響的形式較為復(fù)雜。尤其是水準(zhǔn)測量多屬于低目標(biāo)觀測，視線貼近地面在“反常層”中通過，總的視線呈向下彎曲的形式，與高視線形式相反。由于大氣折光不僅隨時(shí)間，溫度的變化而變化，而且還與地面覆蓋物、地面坡度以及視線的懸空程度不同而異，僅僅用前后視距相等或采用往返測的觀測方法還不能完全消除大氣折光的影響，只有選擇有利的觀測時(shí)間，限制過低的視線等措施可以減少大氣折光的影響。,5.6 水準(zhǔn)測量主要誤差來源,一、精密水準(zhǔn)儀,精密水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡放大率、水準(zhǔn)器靈敏度都比較高。,二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，只需將

8、圓水準(zhǔn)器氣泡居中，十字絲中絲讀取的標(biāo)尺讀數(shù)即為水平視線讀數(shù)。,三、激光水準(zhǔn)儀,激光水準(zhǔn)儀是在普通水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，安裝He-Ne激光器而得到的。在水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能跟蹤光電的接收裝置，即可讀出激光束在標(biāo)尺上的讀數(shù)；同時(shí)也使自動(dòng)讀數(shù)成為可能。,四、電子水準(zhǔn)儀,采用條碼標(biāo)尺，人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，標(biāo)尺條碼通過望遠(yuǎn)鏡中的分光鏡，成像在光電傳感器線陣CCD器件上，進(jìn)行電子讀數(shù)。,5.7 、8 水準(zhǔn)測量儀器介紹,一、三角高程測量原理,HB=HA+hAB,hAB=Dtg+K-L,5.9 三角高程測量,地面點(diǎn)的高程均應(yīng)從大地水準(zhǔn)面起算，因?yàn)榇蟮厮疁?zhǔn)面是一個(gè)曲面，不是水平面。因此用過測站點(diǎn)的水平面來代替過點(diǎn)

9、的水準(zhǔn)面弧對高差產(chǎn)生大小的誤差，就是由于地球彎曲對高差的影響，稱為地球彎曲差，簡稱球差。,EF= D/2, D/R,球差: EF= D2/2R,5.9 三角高程測量,1、球差,二、地球彎曲和大氣折光對高差的影響,特性：球差的影響總是使所測得的高差減小。,2、氣差 氣差是由于大氣密度不均勻產(chǎn)生的。一般來說，距地面愈遠(yuǎn)，大氣密度愈小，當(dāng)光線通過密度不均勻的大氣層時(shí)，會(huì)產(chǎn)生折射而形成一條凹向地面的連續(xù)曲線，所以使觀測得到的垂直角中包含有大氣折光的影響，它對高差的影響為，稱為大氣折光差，簡稱氣差。,氣差: MM=D2/2R,特性：氣差總是使所測高差增大 。,5.9 三角高程測量,球差及氣差對高差的綜合

10、影響通稱為兩差，用 表示。,設(shè)K = R/R，稱為折光系數(shù)。,因?yàn)榇笥?，?K 介于0與1之間。值變化比較復(fù)雜，在作業(yè)中，很難也不可能確定每一方向的折光系數(shù)，只能求出某一地區(qū)折光系數(shù)平均值，在我國大部分地區(qū)折光系數(shù)的平均值取0.11比較合適。,顧及兩差改正的三角高程測量高差計(jì)算公式為：,5.9 三角高程測量,高程導(dǎo)線是以導(dǎo)線形式布設(shè)于若干個(gè)已知點(diǎn)之間，用來聯(lián)測若干未知高程點(diǎn)的三角高程測量方法。,對向觀測每邊的垂直角，由點(diǎn)的平面坐標(biāo)求得水平距離或者用其它方式（如電磁波測距）測得水平距離，每條邊可求得兩個(gè)高差即直返覘高差，取中數(shù)求得最后高差，最后求得各未知點(diǎn)高程。,一、高程導(dǎo)線的布設(shè)形式,1、符合

11、高程導(dǎo)線 2、閉合高程導(dǎo)線 3、高程支導(dǎo)線 4、高程導(dǎo)線網(wǎng),5.10 測距高程導(dǎo)線,二、高程導(dǎo)線的測量,高程導(dǎo)線與經(jīng)緯儀導(dǎo)線同時(shí)施測時(shí)，除每站測水平角，隔站測距外，還要測垂直角，并且要量取每一測站上的儀器高與目標(biāo)的覘標(biāo)高。,在已知平面坐標(biāo)的導(dǎo)線點(diǎn)之間或只需求高程的點(diǎn)之間進(jìn)行高程導(dǎo)線測量時(shí)，不需測水平角，只要每站測垂直角，量儀器高及覘標(biāo)高，隔站測距即可（已知平面坐標(biāo)時(shí)可以不測距）。,三、高程導(dǎo)線的計(jì)算,1、先求高程導(dǎo)線點(diǎn)之間的平距，如果是野外測得的是斜距，則應(yīng)用D = S COS求得平距;如果是已知坐標(biāo)的點(diǎn)，則應(yīng)根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式求得平距，然后畫高程導(dǎo)線示意圖，標(biāo)出平距、直反覘垂直角、每站儀器高、覘標(biāo)高。,5.10 測距高程導(dǎo)線,2、根據(jù)三角高程測量高差計(jì)算公式求得每段直反覘高差，當(dāng)較差符合限差要求時(shí)，取中數(shù)作該段高差。,3、用與單一水準(zhǔn)路線高程計(jì)算同樣的方法進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果填寫在高程誤差配賦表中，便可得每點(diǎn)的最后高程。,5.10 測距高程導(dǎo)線,利用