1、 高程測量高程測量測量地面點的高程。測量地面點的高程。 方法方法水準(zhǔn)測量、三角高程測量、水準(zhǔn)測量、三角高程測量、GPS測量測量 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量精度最高精度最高 交通工程系交通工程系 王晗王晗第第2 2章章 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量2.1 水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)儀水平視線，讀取水平視線在標(biāo)尺上的讀數(shù)，水準(zhǔn)測量方向AB。A尺后視尺， 讀數(shù)a后視讀數(shù)。B尺前視尺， 讀數(shù)b前視讀數(shù)。AB高差 hAB=abA點高程HA已知， 求出B點高程 HB= HA + hAB （高差法）視線高程 Hi= HA +aB點高程 HB= Hi b (儀高法)常用于施工測量，放樣點的高程。2.1 水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理A

2、，B兩點相距較遠(yuǎn)時，連續(xù)水準(zhǔn)測量。中間設(shè)置轉(zhuǎn)點(TP)，放置尺墊。h1=a1b1， h2=a2b2， h3=a3b3， hn=anbn。hAB= h1 h2 h3 hn= hihAB=aibi2.1 水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺，尺墊精度等級DS 05，DS 1，DS3，DS10結(jié)構(gòu)分類微傾式水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺 微傾式水準(zhǔn)儀微傾式水準(zhǔn)儀 調(diào)整微傾螺旋調(diào)整微傾螺旋管水準(zhǔn)氣泡居中管水準(zhǔn)氣泡居中水平視線，水平視線， 水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座。望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座。2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水

3、準(zhǔn)尺1.望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造n 作用照準(zhǔn)豎立水準(zhǔn)尺并讀取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。n 組成物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡。n 倒像望遠(yuǎn)鏡，正像望遠(yuǎn)鏡。n 視準(zhǔn)軸CC物鏡中心與十字絲分劃板中心連線。n 中絲讀取視準(zhǔn)軸CC與標(biāo)尺交點的讀數(shù)。n 上下絲讀取水準(zhǔn)儀到標(biāo)尺的距離( 視距)。 十字絲分劃板結(jié)構(gòu)十字絲分劃板結(jié)構(gòu) 安裝在金屬圓環(huán)上，安裝在金屬圓環(huán)上， 用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造視差：標(biāo)尺像沒成在十字絲分劃板上引起的讀數(shù)誤差消除：望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空(或明亮背景)，旋轉(zhuǎn)目

4、鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空(或明亮背景)旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造2 水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器n分類圓水準(zhǔn)器，管水準(zhǔn)器。n圓水準(zhǔn)器軸LL內(nèi)圓弧中點的法線，n氣泡居中時，LL鉛垂。n圓水準(zhǔn)器格值內(nèi)圓弧2mm弧長所對圓心角。nDS3的 =810。n圓水準(zhǔn)器軸LL豎軸VV，用于粗略整平儀器。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造

5、微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造n管水準(zhǔn)器軸LL內(nèi)圓弧中點切線，n氣泡居中時，LL水平。n管水準(zhǔn)器格值內(nèi)圓弧2mm弧長所對圓心角。nDS3的 =20。n管水準(zhǔn)器軸LL望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC，精確整平儀器。 2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造n管水準(zhǔn)器安裝。n管水準(zhǔn)器符合棱鏡系統(tǒng)，提高管水準(zhǔn)氣泡的居中精度。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造3 基座基座 基座呈三角形，主要由軸座、腳螺旋和底板組成。儀器的基座呈三角形，主要由軸座、腳螺旋和底板組成。儀器的上部通過上部通過 豎軸插入軸座中，形成一體。豎軸在軸座內(nèi)可以轉(zhuǎn)豎軸插入軸

6、座中，形成一體。豎軸在軸座內(nèi)可以轉(zhuǎn)動。三腳架的中心連接螺旋旋入底板，把基座固定在腳架上。動。三腳架的中心連接螺旋旋入底板，把基座固定在腳架上。旋轉(zhuǎn)腳螺旋，可調(diào)節(jié)儀器上部的水平狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)腳螺旋，可調(diào)節(jié)儀器上部的水平狀態(tài)。2.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺：2m5m，常用有塔尺、雙面尺等。雙面直尺A、B尺，兩把一對，每把有黑、紅兩面分劃與注記。A尺黑面分劃03m，紅面分劃4.687m7.687m。B尺黑面分劃03m，紅面分劃4.787m7.787m。有利于校核讀數(shù) 2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊2.375m1.150m0.710m

7、正像望遠(yuǎn)鏡觀測標(biāo)尺讀數(shù)正像望遠(yuǎn)鏡觀測標(biāo)尺讀數(shù)尺墊轉(zhuǎn)點處放置水準(zhǔn)尺用。生鐵鑄成的三角形板座。2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)測量操作步驟：粗平瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺精平讀數(shù) 粗平旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。2.2.3 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用瞄準(zhǔn)：先目鏡對光，再物鏡對光，消除視差。粗略瞄準(zhǔn)：松開制動螺旋，照準(zhǔn)標(biāo)尺，使準(zhǔn)星、照門、標(biāo)尺在一直線上。精確瞄準(zhǔn)：擰緊制動螺旋，從望遠(yuǎn)鏡觀察標(biāo)尺像，旋轉(zhuǎn)微動螺旋，使十字絲豎絲位于標(biāo)尺中央。精平：旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中。2.2.3 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用管水準(zhǔn)氣泡偏離中點較大時，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋的同時，從儀器側(cè)面觀測管水準(zhǔn)氣泡的移動，使其大致居中，再從管

8、水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況。2.2.3 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用從管水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況從管水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況讀數(shù)：倒像望遠(yuǎn)鏡，從上向下讀。m位與dm位直讀標(biāo)尺上的數(shù)字，cm為數(shù)格子，mm位估讀。紅黑面讀數(shù)差為6295-1608=4687。2.2.3 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用2.3 水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法2.3.1 水準(zhǔn)點 為統(tǒng)一全國高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要國家各級測繪部門在全國各地埋設(shè)并測定了很多高程點稱水準(zhǔn)點(BM)，分地面點與墻上點。水準(zhǔn)測量等級：一、二、三、四等與圖根水準(zhǔn)。一、二等為精密水準(zhǔn)測量，三四等為普通水準(zhǔn)測量。2.3.2 水準(zhǔn)測量施測水準(zhǔn)測量施測如圖，如圖，

9、轉(zhuǎn)點轉(zhuǎn)點(Turing Point), 簡寫為簡寫為TP每一測站可測得前、后視兩點間的高差，即：每一測站可測得前、后視兩點間的高差，即：h1=a1-b1h2=a2-b2hn=an-bn各式相加，得：各式相加，得：hAB=h=a-bB點高程為：點高程為：HB=HA+h2.3.2 水準(zhǔn)測量施測水準(zhǔn)測量施測2.3.2 水準(zhǔn)測量施測水準(zhǔn)測量施測2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核水準(zhǔn)測量檢核1、測站檢核、測站檢核變動儀高法變動儀高法是在同一個測站上用兩次不同的儀器是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度高度(10cm)，測得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測，測得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測高差之差不超過容

10、許值高差之差不超過容許值(等外水準(zhǔn)測量容許值為等外水準(zhǔn)測量容許值為6mm)。否則。否則必須重測。必須重測。雙面尺法雙面尺法:是儀器的高度不變，而立在前視點和后是儀器的高度不變，而立在前視點和后視視點上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測得兩次高點上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)差，相互進(jìn)行檢核。若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后加常數(shù)后)之差，不超過之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過；且兩次高差之差，又未超過5mm, （這兩（這兩項指標(biāo)隨測量等級不同而有所變化）則取其平均值作為該測站項指標(biāo)隨測量等級不同而有所變化

11、）則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核水準(zhǔn)測量檢核2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核水準(zhǔn)測量檢核2、成果檢核、成果檢核檢核條件檢核條件高差閉合差高差閉合差fh。附合水準(zhǔn)路線：附合水準(zhǔn)路線：fh=hi(HBM2 HBM1)。閉合水準(zhǔn)路線：閉合水準(zhǔn)路線：fh=hi0=hi 。支水準(zhǔn)路線：支水準(zhǔn)路線：fh=h往往h返。返。2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核水準(zhǔn)測量檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。在容許范圍內(nèi)，

12、否則應(yīng)檢查原因，返工重測。圖根圖根水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地平地山地山地 四等四等水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地平地山地山地 式中：式中：L為水準(zhǔn)路線總長為水準(zhǔn)路線總長(km)；n為測站數(shù)為測站數(shù) )( 6)( L02mmnfmmfhh容容)( 12)( L40mmnfmmfhh容容2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核水準(zhǔn)測量檢核2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算根據(jù)已知水準(zhǔn)點的高程，水準(zhǔn)路線高差觀測值，分配高差閉合差，計算出未知點的高程。附合水準(zhǔn)路線fh=hi(H終 H起)。閉合水準(zhǔn)路線fh=hi0=hi 。支水準(zhǔn)路線fh=h往h返。圖根水準(zhǔn)高差閉合差允許值fh允平坦地區(qū) fh允=40L(mm) 山地fh允=12n(mm)fh fh允時，可以分配高差閉合差。原則：反號，按路線長Li(平坦)或測站數(shù)ni(山地)比例分配高差改正數(shù) Vi公式：hiifLLVhiifnnV2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成果計算例 按圖根水準(zhǔn)測量要求施測某附合水準(zhǔn)路線觀測成果，BMA和BMB為已知高程水準(zhǔn)點，箭頭為水準(zhǔn)測量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點