第3章 水准测量(130305)

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1、第三章水准测量数字测图原理高程测量确定地面点高程所进行的测量工作。其方法可分为水准测量、三角高程测量、GPS测量和气压高程测量。水准测量是高程测量中精度最高、用途最广、普遍采用的测量方法。数字测图原理第一节水准测量的原理一．原理利用水准仪、水准尺测定地面两点之间高差和高程的测量。利用水准仪提供的水平视线,并借助水准尺，测定地面上两点间的高差，由已知点的高程通过高差传递推算出待测点的高程。（如图所示）数字测图原理前视读数后视读数abBHihABHBAHA大地水准面（视为平面）水准测量的推算方向数字测图原理水准仪安置在距A、B两点距离相等

2、的地方；A、B两点立水准尺；利用水准仪提供的水平视线在A尺上的读数a—称为后视读数，在B尺上的读数b—称为前视读数。由图得A、B两点高差hABab∴HBHAhABHAab当a＞b时，高差hAB为正，表示A点低于B点；反之，高差hAB为负，表示A点高于B点。数字测图原理★考虑水准面弯曲当Da=Db时aabb，则hABabhab数字测图原理二．基本方法1.高差法已知：HAH求:B2.仪器高法hab∵AB令HiHAa—视线高程HHh∴BAAB此方法适用于求一则HBHibi个前视点高程。式中：a为后

3、视读数b为前视读数此方法适用于求多个前视点的高程。数字测图原理三．复合水准测量当D≤200m，设1个测站测量。当两水准点间的距离较长或坡度较大时，需要设置转点（ZD）、多个测站，分段、连续测量。转点临时立尺点，作为传递高程的过渡点，如：ZD1、ZD2点。测站每安置一次仪器称为一个测站，①、②、③位置。数字测图原理hABh1h2h3habab33Bab22③abhZD3332ab11hh②hab2AB222ZD1HBh1a1b1h1A①HA高程基准面数字测图原理第一站hab111……………………ha

4、b第n站nnnA、B两点间的高差为hABhh1h2hn(1)hab(2)计算检核数字测图原理四．水准测量的分类Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等水准测量等外水准测量（普通水准测量）Ⅰ等水准测量：仅在国家等级中存在作为国家的高程控制，建立统一的高程基准；科学研究(地壳形变、地面沉降、精密测量）。Ⅱ等水准测量：作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量。Ⅲ、Ⅳ等水准测量：作为小地区的高程控制；普通工程测量；图根水准。数字测图原理第二节水准测量的仪器和工具水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。一.水准仪的类型1.按精

5、度分为DS、DS、DS、DS型。051310其中D—大地测量仪器S—水准仪数字—测1公里高差的中误差。2.按其构造分为微倾式水准仪、自动安平水准仪和数字水准仪。数字测图原理DS型微倾式水准仪的构造缺口3水准管准星目镜对光螺旋望远镜物镜目镜微动螺旋微倾螺旋制动螺旋脚螺旋水准管三脚架圆水准器圆水准器校正螺钉数字测图原理二.水准仪的构造水准仪的主要作用：为测量高差提供一条水平视线。主要组成：望远镜、水准器、基座1.望远镜形成视线，放大①物镜、目镜、十字丝分划板竖丝横丝视距丝数字测图原理②视准轴（CC）——十字丝交点与物镜光心的连线。③物镜对

6、光螺旋——看清目标④目镜对光螺旋——看清十字丝⑤照门、准星——粗找目标⑥竖轴（VV）⑦水平制动、微动螺旋⑧放大率V=28倍数字测图原理2.水准器用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。①管水准器作用：视线精平，即视准轴水平。水准管轴（LL）：过零点的纵向切线水准管的分划值τ：两刻划线间弧长所对的圆心角。公式：2R数字测图原理分析：R大，τ越小，灵敏度越高DS3:R=20.6265米，τ=20″，特点：气泡居中，LL水平微倾螺旋：用于调节水准管连同望远镜一起作微小的上下倾斜转动，使水准管气泡（符合水准器）居中，视线处于

7、水平位置。符合水准器符合水准器的原理：借助一系列棱镜，把水准气泡两端气泡的一半影像传递到符合气泡观察窗中。由观察窗看气泡两端的半像吻合与否，来判断气泡是否居中。数字测图原理②圆水准器L′作用：视线大致水平，竖轴竖直，用于仪器的概略整平。L′圆水准器轴L′L′——过零点的法线圆水准器分划值τ=8′-10′特点：气泡居中，视线(CC)大致水平,L′L′铅垂3.基座作用：支撑仪器的上部并与三脚架连接。轴座、定平螺旋、连接数字测图原理三．水准尺和尺垫1.水准尺塔尺3—5米，精度低。多用于等外水准测量。直尺双面尺（黑红面），精度高，两根为一对，

8、黑白面零点读数为0，红白面零点读数分别为4687和4787mm。用于三、四等水准测量。2.尺垫生铁铸成，置在转点（DZ）上。数字测图原理四、自动安平水准仪ZeissKoni007自动安平水准仪数字测图原理1.仪器的特点没