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文檔簡介
,一、目的:獲得某點(diǎn)的高程;一般測高差,根據(jù)已知點(diǎn)的高程,求算未知點(diǎn)的高程二、方法:水準(zhǔn)測量(采用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺根據(jù)水平視線測定兩點(diǎn)的高差,適用于平坦地區(qū))三角高程測量(用經(jīng)緯儀和測距儀測定垂直角和距離,按照三角原理計(jì)算兩點(diǎn)間的高差,適用于非平坦地區(qū)),21高程測量概述,水準(zhǔn)測量原理,用一條水平視線比較兩點(diǎn)的高低,高差,高程,a:后視讀數(shù)b:前視讀數(shù),1、高差法,2、儀高法,視線高程:,B點(diǎn)高程:,B點(diǎn)高程通過水準(zhǔn)儀的視線高程計(jì)算,為統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng),我國采用黃海平均海水面作為全國高程系統(tǒng)的基準(zhǔn)面,在該面上的任一點(diǎn),其絕對高程為零(zeroelevation)。為確定這個(gè)基準(zhǔn)面,在青島設(shè)立國家水準(zhǔn)原點(diǎn),經(jīng)測定,水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260m,三、水準(zhǔn)原點(diǎn),1956黃海高程系統(tǒng):根據(jù)(1950年1956年)的潮汐觀測資料1985年黃海高程系統(tǒng):青島驗(yàn)潮站1952年1979年的潮汐觀測資料,1985年國家高程基準(zhǔn)已于1987年5月開始啟用,1956年黃海高程系同時(shí)廢止。1985年國家高程基準(zhǔn)高程=1956年黃海高程-0.029m。,黃海高程系統(tǒng),從水準(zhǔn)原點(diǎn)出發(fā),用一、二、三、四等水準(zhǔn)測量在全國范圍內(nèi)測定一系列水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。(BM:benchmark),四、水準(zhǔn)測量等級,一、二等水準(zhǔn)測量稱為“精密水準(zhǔn)測量”,是國家高程全面控制的基礎(chǔ),又可以為研究地殼形變、地面沉降、地震預(yù)報(bào)等提供數(shù)據(jù)。一般大、中城市都建立了獨(dú)立的二等水準(zhǔn)網(wǎng)作為本地區(qū)的高程基礎(chǔ)(高程系統(tǒng))。,三、四等水準(zhǔn)測量直接為地形測量和各種工程建設(shè)提供必須的高程控制依據(jù)。,二等水準(zhǔn)點(diǎn),五、水準(zhǔn)面曲率對水準(zhǔn)測量的影響,如果距離相等,則影響抵消。,兩點(diǎn)間距離遠(yuǎn)或高差大,不可能安置一側(cè)儀器即可測得兩點(diǎn)間的高差,應(yīng)該在水準(zhǔn)路線中間加設(shè)若干個(gè)臨時(shí)的立尺點(diǎn),稱轉(zhuǎn)點(diǎn)(TP:TurningPoint),轉(zhuǎn)點(diǎn)的作用是傳遞高程。(測段、測站、轉(zhuǎn)點(diǎn)),六、連續(xù)水準(zhǔn)測量:,一、水準(zhǔn)尺和尺墊1、用干燥優(yōu)質(zhì)木材、鋁材或玻璃鋼制成,長度有2m、3m、5m;有整尺、折尺和塔尺。黑面尺:0000;紅面尺:(4687或4787:稱零點(diǎn)差)2、尺墊:由平面為三角形的鑄鐵制成,下面有三個(gè)尖角,踩入土中,比較穩(wěn)定;上面有一突起的半球形。,22水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺,1、等級:按精度分為DS05,DS1,DS3,DS10。D:大地;S:水準(zhǔn)儀;下標(biāo):每公里水準(zhǔn)測量的誤差,以毫米計(jì)。DS05,DS1:精密水準(zhǔn)儀;DS3,DS10:工程水準(zhǔn)儀或普通水準(zhǔn)儀,二、水準(zhǔn)儀,水準(zhǔn)尺和尺墊,水準(zhǔn)尺的刻劃,望遠(yuǎn)鏡(提供視線,讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù))水準(zhǔn)管(指示儀器或視線是否處于水平位置)基座(支撐儀器的上部并能使儀器的上部在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)),2、構(gòu)造:,望遠(yuǎn)鏡,圓水準(zhǔn)器,管水準(zhǔn)器(水準(zhǔn)管),基座,DS3水準(zhǔn)儀,組成:物鏡和目鏡物鏡:倒立的實(shí)像(透鏡組合:正立像)目鏡:正立的放大的虛像分劃板:刻在薄玻璃片上的三根橫絲和一根縱絲。(中絲:讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù);上絲和下絲,又稱視距絲:測定水準(zhǔn)儀到水準(zhǔn)尺的距離),二、望遠(yuǎn)鏡:(瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處的目標(biāo)和讀數(shù)),1、視準(zhǔn)軸:物鏡光心和十字絲交點(diǎn)的連線。,物鏡調(diào)焦螺旋:目標(biāo)清晰,精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。物鏡與十字絲分劃板之間的距離是固定不變的,由目標(biāo)發(fā)出的光線在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的成像的位置隨著目標(biāo)的遠(yuǎn)近而改變,需要轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋移動(dòng)調(diào)焦透鏡,使目標(biāo)成像與十字絲分劃板重合。,目鏡調(diào)焦螺旋:十字絲像清晰視差:如果目標(biāo)像與十字絲平面不重合,觀測者的眼睛上下、左右移動(dòng)時(shí),發(fā)覺目標(biāo)像與十字絲之間有相對移動(dòng),這種現(xiàn)象稱“視差”。消除視差:轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋,十字絲清晰;轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡物鏡調(diào)焦螺旋,目標(biāo)像清晰。,2、性能:放大率:通過望遠(yuǎn)鏡所看到物象的視角與肉眼直接看物體的視角之比。分辨率:望遠(yuǎn)鏡能夠分辨出兩個(gè)相鄰物點(diǎn)的能力。視場角:望遠(yuǎn)鏡所能看到的視野范圍。亮度:通過望遠(yuǎn)鏡所能看到物體的明亮程度。,水準(zhǔn)氣泡:由玻璃圓管制成,內(nèi)壁被磨成一定半徑的圓弧,管內(nèi)注滿酒精和乙醚,加熱封閉冷卻以后,管內(nèi)形成空隙為液體的蒸汽充滿,為水準(zhǔn)氣泡。水準(zhǔn)管的零點(diǎn):水準(zhǔn)管表面刻有2mm間隔的分劃線,分劃線與水準(zhǔn)管的圓弧中點(diǎn)O對稱,O點(diǎn)稱為水準(zhǔn)管的零點(diǎn)。,三、水準(zhǔn)器(水準(zhǔn)管和圓水準(zhǔn)器),1、水準(zhǔn)管:,水準(zhǔn)管軸:通過水準(zhǔn)管的零點(diǎn)作圓弧的切線,稱水準(zhǔn)管軸。氣泡居中:氣泡的中點(diǎn)與水準(zhǔn)管的零點(diǎn)重合時(shí),稱氣泡居中。水準(zhǔn)管的安裝:裝在圓柱形的上面揩油窗口的金屬管內(nèi),用石膏固定,一端用球形支點(diǎn)A,另一端用校正螺絲B、C把金屬管連在儀器上。,特點(diǎn)封閉的圓形玻璃容器;頂蓋的內(nèi)表面為球面;容器內(nèi)盛乙醚類液體;留有一小圓氣泡。,2、圓水準(zhǔn)器,零點(diǎn):容器頂蓋中央刻有小圈,小圈的中心是圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)。圓水準(zhǔn)器軸:通過零點(diǎn)的球面法線是圓水準(zhǔn)器的軸。(圓水準(zhǔn)器氣泡居中,圓水準(zhǔn)器軸位于鉛垂位置),四、各級水準(zhǔn)儀的技術(shù)參數(shù),一、三角架:1、松開3個(gè)制動(dòng)螺旋,伸縮架腿,三角架高度適當(dāng),旋緊制動(dòng)螺旋;2、三角等距分開,使架頭大致水平;3、取出水準(zhǔn)儀,放在架頭上,連接螺旋旋入水準(zhǔn)儀基座的螺孔內(nèi);,23水準(zhǔn)儀的使用,粗略整平儀器,使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋(和左手大拇指移動(dòng)方向一致)方法:兩手同時(shí)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)腳螺旋;再轉(zhuǎn)動(dòng)另一腳螺旋。,二、粗平,望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺,進(jìn)行目鏡和物鏡調(diào)焦,使十字絲和水準(zhǔn)尺像清晰1、轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡,進(jìn)行調(diào)焦,十字絲清晰;2、準(zhǔn)星:照準(zhǔn)目標(biāo),制動(dòng)螺旋;3、調(diào)焦螺旋:物象清晰;4、微動(dòng)螺旋:十字絲豎絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。,三、瞄準(zhǔn),微傾螺旋,水準(zhǔn)管氣泡居中。,四、精平,十字絲中絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù):0.858m0858mm,五、讀數(shù),0797,0900,一、水準(zhǔn)點(diǎn):永久性和臨時(shí)性永久性:混凝土制成標(biāo)識,標(biāo)識頂部有金屬標(biāo)志,頂部標(biāo)志該點(diǎn)的高程。臨時(shí)性:大木樁打入地面,樁頂釘入鐵釘。,24水準(zhǔn)測量的方法,在水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線,稱水準(zhǔn)路線。分類:1、閉合水準(zhǔn)路線:從某一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過若干待定的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測量,最后仍回到原水準(zhǔn)點(diǎn),稱閉合水準(zhǔn)路線。(各相鄰點(diǎn)間高差的總和理論為零,可以作為觀測正確性的檢核),二、水準(zhǔn)路線,2、附和水準(zhǔn)路線:從一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā),沿各高程待定的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量,最后附和到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)。(高差總和理論等于兩端已知點(diǎn)間的高差),3、支水準(zhǔn)路線:從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā),沿各高程待定的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量,其路線既不閉合也不附和,稱支水準(zhǔn)路線。,(往返測量,往測高差與返測高差的總和絕對值相等,符號相反。可以通過往返測量徠檢核),1、方法:起始點(diǎn)立后視尺;選轉(zhuǎn)點(diǎn)立前視尺;中間架水準(zhǔn)儀;前視尺不動(dòng);后視尺前移;中間架水準(zhǔn)儀。,三、施測方法,2、水準(zhǔn)測量記錄手簿,測站,測點(diǎn),水準(zhǔn)尺讀數(shù),高差,高程,備注,A,TP1,TP2,TP3,TP4,B,1467,1385,1869,1425,1367,1124,1674,0943,1212,1732,0.343,0.289,0.926,0.213,0.365,27.354,28.182,計(jì)算檢核,7.513,6.685,1.482,0.654,28.18227.354=0.828,6.685=0.828,0.654=0.828,后視,前視,四、水準(zhǔn)測量的檢核,1、計(jì)算檢核:habHBHA,2、測站檢核:變儀器高法(高差容許值:6mm)雙面尺法(水準(zhǔn)尺黑面和紅面讀數(shù)之差:3mm;兩次高差之差:5mm),3、成果檢核(水準(zhǔn)路線)附和水準(zhǔn)路線:理論:hH終H起實(shí)際:hH終H起高程閉合差:fhh(H終H起),閉合水準(zhǔn)路線:理論:h0;實(shí)際:h0高程閉合差:fhh,支水準(zhǔn)路線:理論:h往h返實(shí)際:h往h返高程閉合差:fhh往h返(往返測量)fhh1h2(并行測量),一、高程閉合差計(jì)算:閉合水準(zhǔn)路線上各點(diǎn)之間的高差代數(shù)和理論上應(yīng)等于零;附和水準(zhǔn)路線各點(diǎn)之間高差代數(shù)和應(yīng)等于兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程差值;支水準(zhǔn)路線往返測量的高差代數(shù)和應(yīng)等于零。但由于測量誤差的存在,理論條件不能滿足,所以產(chǎn)生高程閉合差。,23水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè),閉合水準(zhǔn)路線,附和水準(zhǔn)路線,支水準(zhǔn)路線,高程閉合差計(jì)算,容許高程閉合差,(1)存在閉合差的原因:測量誤差是不可避免的,但應(yīng)在限差范圍內(nèi)。(誤差是隨著線路長度或測站數(shù)的增加而增加的),水準(zhǔn)測量成果整理,fhh(HBHA)如果fhFh,(2)改正數(shù)(v):由于存在誤差,所以對高差進(jìn)行改正,即改正數(shù)的計(jì)算。計(jì)算原則:反符號、按比例,注意:改正數(shù)為整數(shù);改正數(shù)的和與閉合差大小相等符號相反。,如果符合限差要求,進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算例:一條附和水準(zhǔn)路線的野外觀測數(shù)據(jù)如下:,二、水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算(閉合差的分配),h1=+2.785,h2=-4.369,h3=+1.980,h4=+2.345,HA=56.345,HB=59.039,1、閉合差計(jì)算:fhh(HBHA)2.741(59.03956.345)=+0.047mfh20秒時(shí),需要進(jìn)行校正),校正:,一、儀器誤差(一)視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行引起的誤差(二)調(diào)焦引起的誤差(三)水準(zhǔn)尺的誤差二、觀測誤差(一)氣泡居中誤差(二)估讀水準(zhǔn)尺分劃的誤差(三)扶水準(zhǔn)尺不直的誤差,26水準(zhǔn)測量的誤差分析和注意事項(xiàng),三、外界環(huán)境的影響(一)儀器下沉和水準(zhǔn)尺下沉的誤差1.儀器下沉的誤差2.
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