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1、第二章 水准测量,第四章 高程测量,一.高程测量概述,高程测量概述,1.高程测量 测定地面点高程的工作（测高差定高程）,2.高程测量的方法 水准测量用水准仪进行高程测量的工作。 是高程测量的主要方法 使用仪器：水准仪 水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。,其它高程测量方法：三角高程测量,气压高程测量， GPS测量,3.4.高程系统、等级,3.高程系统 我国国家高程系统：黄海高程系 1956年黄海高程系 (水准原点 H=72.289米） 我国国家高程基准： 1985年国家高程基准(水准原点 H=72.260米) 地方高程系统 上海：吴淞高程系,4. 水准测量的等级 （1）国家分一、二、三、四等
2、、图根（按精度要求、控制范围） （2）城市分二、三、四等、图根,二.水准测量原理,4-1 水准测量原理,高差=后视读数-前视读数：,一、水准测量原理, hAB 0，高差为正，前视点高； hAB 0，高差为负，前视点低。 高差必须带“+、 -”号； hAB的下标 次序必须与测量的前进方向一致。 例： 已知 hAB=+1.436 m 则 hBA=-1.436 m,1.原理内容：,2.连续安置水准仪的测量方法,2、 连续高程测量 当地面上A、B两点的距离较远，两点的高差太大，安置一次仪器不能测定其高程时，就需要增设若干个临时的立尺点，作为传递高程的过渡点，称为转点，用ZD表示 ，分段测量高差，取各分
3、段高差的总和。,二、水准面曲率（地球曲率）对水准测量的影响,结论：在进行水准测量时，总是把仪器安置在离前、后视点大致等距的地点 。,2.水准仪,一、水准仪,精度系列： DS05 DS1 DS3 DS10 型号下标：毫米数，表示 1公里水准测量的中误差(由 仪器引起的) 。,构造： 望远镜与视差 水准器 基座,S3 水准仪外型,4-2 水准测量的仪器及工具,望远镜与视差,1.望远镜与视差,测量望远镜及十字丝,视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。 物镜的作用：把目标成象（拉近）。 目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。 十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调
4、焦。 调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。 视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。消除视差方法与经纬仪消除视差方法一样。,测量望远镜,视差,视差： 望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。 现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置， 十字丝与目标的像有相对移动。,消除视差的步骤： 目镜调焦，使十字丝最清晰； 物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。,水准器,圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平,2.水准器,水准器
5、分圆形和管形两种 管水准器是个玻璃容器，其纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。“气泡居中”即水准管轴水平。 圆水准器是个玻璃容器，上面有同心圆的刻划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心处的曲率半径就是圆水准器的轴。“气泡居中”即水准器的轴垂直。,水准管,圆水准器,轴,水准管的精度： 管子内壁光滑，液体与内壁的附着力小，则气泡对倾斜反映的灵敏度高 曲率半径大，格值小则精度高 气泡长，两端清晰，读数误差小则精度高 格值是相邻分划线之间的弧所对的圆心角。设弧长为2毫米，曲率半径为R毫米，则格值 一般 秒,符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。 若直接用肉眼观察则 因为玻璃
6、有厚度，斜视时会产生视差 要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中 用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。,观察窗,一.水准测量的仪器与工具,二、水准尺、尺垫 直尺：双面(黑、红)水准尺， 尺常数4.687m、4.787m，用 于三等以下水准路线测量。,塔尺：可伸缩，伸足为3米、 5米，用于一般工程测量。 尺垫：转点立尺用。,零点差,二.水准仪使用,4-3、水准仪的使用,操作程序与方法 安置粗平瞄准精平读数,左手大拇指法,“左手大拇指法”整平：气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致。,普通水准尺,水准尺的分划不是线划式而是区格式的。区格的边缘是分划的
7、位置，区格内的小数“估读”。 区格式分划便于从远处观察并读数。,读数,瞄准与读数,水准测量的瞄准与读数,a,4-6水准测量的实施及成果处理,一、水准点和水准线路 （一）水准点定义 1.永久性、临时性 2.点之记,2.水准路线,（二）水准路线定义,三种水准路线的布置形式（注：高差总合的理论值）,1.水准测量的方法,二、水准测量的外业实施,前进方向,（一）普通水准测量,水准测量记录表,普通水准测量的记录,水准测量记录表,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f= 5mm,（二）、三、四等水准测量,1.两次仪器高法已知HA，求HB -（补充内容）,水准测量记录（两次仪
8、器高法）,2、双面尺法已知HA，求HB,a1,b1,a2,b2,h1=a1-b1,h2=a2-b2,h1-h2f= 5mm,1）.技术指标：参见课本表4-2,2）观测步骤：（1）后前前后（黑、黑、红、红） （2）后后前前（黑、红、黑、红）,水准测量记录（双面尺法）,3.水准测量的检核,3、测站上的计算与检核,2）测站检核：参见课本P82 高差部分、视距部分,注：对每一站都要进行检核，保证每一站数据正确。只有当一个测站检核完后，才能进行下一测站观测。,1）计算公式：参见课本P82 高差部分、视距部分,路线检核,三、水准测量的内业计算,h允=40 L mm 或 h允=12 n mm (2-4-5)
9、，(2-4-6),（一）、水准路线闭合差的计算对整条路线的总高差进行检核,四.水准测量成果整理,（二）、高差闭合差的分配及水准点高程计算,计算步骤： 高差闭合差的计算： 路线闭合差检验： 闭合差分配： 计算每公里（每站）高差改正数： 计算测段高差改正数： 计算改正后高差 计算各点高程,例子：课本P84,水准测量成果整理(例题),A,1,2,3,B,+2.331,1.6KM,+2.813,2.1KM,-2.244,1.7KM,+1.430,2.0KM,HA=45.286M,HB=49.579M,水准测量成果整理（例题）,4-10 三角高程测量,一、三角高程测量的原理（参考图1、2） 当地形高低起
10、伏，两点间高差较大，不便进行水准测量或高程精度较低时，可以用三角高程测量的方法测定两点间的高差和点的高程。三角高程测量是通过测定两点间的平距或斜距以及垂直角，应用三角学的公式计算出两点间的高差。它是距离测量和角度测量的结合。,Dtgi,HBHAHADtgi,往测-直觇或正觇 返测-反觇,观测方法：,HBHASsini,三角高程测量示意图1：,三角高程测量示意图2：,二、地球曲率与大气折光的影响,1.地球曲率改正：,2.折光改正：,3.考虑地球曲率和大气折光两项影响后的高差计算公式：,Dtgi,Ssini,三、三角高程测量的应用,（一）、三角高程测量的应用 .高程导线 .光电测距三角高程测量,（二）、三角高程测量的计算 1.高差计算 2.三角高程路线成果整理,四、三角高程测量的误差来源,小结,1.水准测量的原理 2.水准测量的外业观测方法和步骤 3.水准测量的内业计算方法和公式 4.三角高程测量方法与成果整理,