测量学精品课程－3.ppt

第3章 水准测量 内 容 3.1 水准测量的原理 3.2 水准测量的仪器和工具 3.3 水准仪的使用 3.4 水准测量的外业 3.5 水准测量的内业 3.6 水准仪的检验与校正 3.7 水准测量的误差分析 思考题与习题 3.1 水准测量原理 其基本测法是：若A点高程HA已知，欲测定待定点B的高程HB，首先测出A、B两点之间的高差hAB，如图3.1-1所示,则B点的高程为HB= HA+ hAB。这种方法称为高差法。 在A、B两点上分别竖立有刻划的尺子——水准尺；并在A、B点之间安置一架能提供水平视线的仪器——水准仪。根据仪器的水平视线，在A点尺上读数，设为a；在B点尺上读数，设为b；则A、B点的高差为hAB=a-b。 还可通过仪器的视线高Hi计算B点的高程 Hi=HA+a HB=Hi-b 这是利用仪器视线高Hi计算B点高程的，称为仪高法。 当安置一次仪器要求出几个点的高程时，仪高法比高差法方便。 如果水准测量是由A到B进行的，由于A点为已知高程点，故A点尺上读数a称为后视读数；B点为欲求高程的点，则B点尺上读数b为前视读数。即高差等于后视读数减去前视读数。a＞b高差为正；反之为负。 3.2 水准测量的仪器与工具 按仪器的精度（即仪器所能达到的每千米水准测量往返测高差中误差，以mm计）来划分，可分为S05，S1，S3，...，S10等不同精度的仪器。水准仪按其结构又分为微倾式水准仪和自动安平水准仪。目前，我国工程测量一般使用的是S3级的微倾式水准仪和自动安平水准仪。 3.3 水准仪的使用 水准测量时，如使用微倾式水准仪，则其基本操作步骤包括：水准仪的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数。 如使用自动安平水准仪进行水准测量，上述操作步骤中则省去了“精平”这项操作。 1.安置水准仪 打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，稳固地架设在地面上。取出仪器，用连接螺旋将其固连在三脚架头上。 2.粗略整平 粗平是利用圆水准器使气泡居中。注意：整平时气泡移动的方向与左手大拇指转动的方向一致。 3. 瞄准水准尺 瞄准前, 转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰；再用望远镜筒上的缺口和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋；转动物镜对光螺旋进行对光，使目标影像清晰。当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，说明存在视差现象。产生视差的原因是目标成像的平面与十字丝平面不重合。消除的方法是交替调节目镜和物镜的对光螺旋仔细对光，直到眼睛上下移动读数不变为止。 4.精平与读数 精平是转动微倾螺旋使水准管气泡严格居中。此时可用十字丝的中丝在尺上读数。读数时先估读出毫米数，然后读出全部读数。若读数为1.825，习惯上只念1825四位数，即以mm为单位。读数后还需检查水准管气泡影像以保证是视线水平时的读数。 3.4 水准测量的外业 1. 水准点 水准测量通常是从水准点开始，引测其它点的高程。水准点（Bench Mark）是国家测绘部门为了统一全国的高程系统和满足各种需要，在全国各地埋设且测定了其高程的固定点。水准点有永久性和临时性两种。 水准点应埋设在便于引测和寻找的地方。埋设水准点后，应绘出水准点附近的草图，写明水准点的编号和高程，称为点之记，以便于日后寻找和使用。 2. 水准路线 进行水准测量的路线称为水准路线。根据测区实际情况和需要，可布置成单一水准路线和水准网。 （1）单一水准路线 单一水准路线又分为附合水准路线、闭合水准路线和支水准路线。见图3.4-1 ①附合水准路线：是从已知高程的水准点BM1出发，测定1、2、3等待定点的高程，最后附合到另一已知水准点BM2上。 ②闭合水准路线：闭合水准路线是由已知高程的水准点BM1出发，沿环线进行水准测量，以测定出1、2、3等待定点的高程，最后回到原水准点BM1上。 ③支水准路线：支水准路线是从一已知高程的水准点BM5出发，既不附合到其它水准点上，也不自行闭合。 （2）水准网 若干条单一水准路线相互连接构成下图所示的形状，称为水准