建筑工程测量2水准测量.ppt
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1、第二章 水准测量,水准测量是测定高程的常用方法之一。本章主要介绍水准测量原理和方法、水准仪的构造及使用、水准仪测定高差的作业方法及数据处理,水准测量误差来源及注意问题。重点是水准测量作业方法及成果计算。难点是仪器的检校。,第二章 水准测量,本章内容,2.1 水准测量原理 2.2 水准测量仪器和工具 2.3 水准仪的使用 2.4 水准测量的施测方法 2.5 水准测量的成果计算 2.6 水准仪的检校与校正 2.7 水准测量误差与注意事项 2.8 其他水准仪简介,2.1 水准测量原理,2.1.1 高程测量的方法 1. 气压高程测量:利用地面高度不同、大气的压力也不同,气压与海拔高度成比例的原理来测定
2、高程。 此法简便,但精度很低。通常用在登山探险、资源考察方面。,测定地面点高程的工作就叫高程测量。,2.三角高程测量:根据几何原理测定高差。 (精度较水准测量低,但传递快,平原、 山区均可用,特别适用于山区)。 h=Dtan hAB= h+i-v HB=HAhAB,i,h,D,A,B,hAB,V,3. 水准测量 利用水准仪提供的水平视线来测定两点间的高差。 精度较高,但山区不适用。 4. GPS卫星定位系统测定 通过接收卫星信号,利用电磁波空中距离后方交会来测定高程。 全天候,不受地形限制,但精度不如水准测量。,利用水准仪提供的水平视线,在铅垂的水准尺上读数,由于水平视线与水准面以及标尺构成矩
3、形,因而有 hAB = a-b 即 高差=后视读数-前视读数 HB=HA+ hAB=(HA+a)-b=Hi-b,b,2.1.2 水准测量原理,2.2 水准测量仪器和工具,水准仪的类别 精密水准仪 DS05、DS1 按精度分: 普通水准仪 DS3 (重点学习) 工程水准仪 DS10 电子水准仪 (精密、自动安平) 按性能分: 自动安平水准仪(有精密、有普通) 微倾式水准仪 激光水准仪 D大地测量仪器 S水准仪系列 05、1、3、10往返观测1公里高差中数中误差(),电子水准仪,自动安平水准仪,DS3普通水准仪,1.望远镜 作用:提供一条清晰的视线 分三部分 2.水准器 作用:整平视线 3.基座
4、作用:支承上部,2.2.1 DS3水准仪的构造,微倾螺旋,制动螺旋,调焦螺旋,微动螺旋,各部件名称,物镜,目镜,水准管,圆水准器,脚螺旋,制动螺旋,粗瞄器,望远镜的构成: 由物镜、目镜、十字丝、调焦透镜四个 部分构成 物镜的作用:成像,把目标成像于望远镜内。 目镜的作用:把目标的像放大。 十字丝的作用:用于精确瞄准目标。 调焦透镜的作用:使远近不同的物体都能够成像于十字丝板上。 望远镜视准轴:物镜光心与十字丝的连线。,1. 望远镜的构造,十字丝板,竖丝,横丝或中丝,上丝,下丝,十字丝交点,十字丝板,水准管分划值,2. 水准器,水准器分: 圆水准器 作用是:粗略整平仪器。 水准管 作用是:精确整
5、平视线。,圆水准器轴,水准管轴,符合式水准管,微倾螺旋,水准管的符合影像及气泡居中,脚螺旋的操作规律:气泡往高处走,脚螺旋顺时针转升高,逆时针转为降低。 脚螺旋的作用:调平基座,粗略整平仪器。,3. 基座及脚螺旋,2.2.2 水准标尺和尺垫,尺垫,水准尺种类,普通水准尺 : 3米单面、双面尺(红、黑面) 精密水准尺 (配精密水准仪用) 条码尺 (配电子水准仪用),2.3 水准仪的使用,精平,根据水准测量原理的要求,水准仪必须提供一条水平视线,瞄准目标,进行读数。也就是说,读数前必须把视线调成水平。,1. 安置水准仪(将水准仪安装到脚架上) 2. 粗略整平(用脚螺旋或脚架使圆气泡居中) 3. 瞄
6、准水准尺(粗瞄-对光-精瞄-消除视差) 4. 精确整平(用微倾螺旋使符合气泡影像居中) 5. 读数(读取中丝所切的标尺高度),水准仪的安置及使用,用脚架粗平,用脚螺旋粗平,调微倾螺旋精平,瞄准标尺,读数,瞄准读数记录,立尺,09,10,15,倒像,正像,14,注意单位,用米或毫米,黑面,红面,0.961,1.483,读数方法,什么是视差?当眼睛在目镜处稍微上下移动时,发现标尺的读数(像)也有相对移动的现象称为视差。 视差产生的原因:主要是由于调焦不准确,目标的像没有落在十字丝平面上(两者不重合)。 视差消除的方法:重新进行目镜、物镜精确调焦,使十字丝与目标成像都清晰。,十字丝平面,标尺的像,视
7、准轴,关于视差的问题,2.4 水准测量的施测方法,2.4.1 水准点与水准路线形式 1. 水准点:用水准测量方法测定高程的高程控制点。 2. 水准测量等级:一般分为一、二、三、四等和图根水准。 一、二、三、四等水准点为永久点,图根点一般是临时水准点。 根据水准点等级不同,埋设要求也不同,见书中P15。,闭合水准路线 单一形式 附合水准路线 支水准路线 水准网 环形网 结点网,3. 水准路线形式,单一路线形式,2.4.2 水准测量外业工作,水准测量外业工作包括:选点、埋石、观测高差。 1. 选点、埋石或打桩 (图上初选-实地定点-埋石或打桩) 选点要求:尽可能沿平坦道路布设,要求土质坚硬,便于长
8、期保存和使用的地方。等级水准点要埋设标石。,水准点布设 (沿道路布设),单面观测法 后视点A1,前视点A2 (1)在两点中间安置水准仪 (2)粗平 (3)先瞄后视点A1 (4)精平 (5)读记中丝读数2.345m (6)转瞄前视点A2 (7)精平 (8)读记中丝读数量0.345m (9)计算两点高差 h=2.345-0.345 =2.000m,2.345,0.345,A1,A2,h,2.345,0.345,2.000,2. 两点高差的观测,双面观测法(红黑面观测法),(1)在两点中间安置水准仪 (2)粗平 (3)瞄准后视点(黑面) (4)精平 (5)读数A1(黑)2.345m (6)转过红面再
9、读数A1(红)7.032m (7) 转瞄前视点(黑面) (8) 精平 (9) 读数A2(黑)0.345m (10)转过红面再读A2(红)5.032m (11)计算黑红面高差,后视点,前视点,测站检核方法:可用双面尺观测或变动仪器高观测. 注意:由后视转向前视时,水准管气泡居中才能读数,若圆水准器气泡不居中,不能再调脚螺旋。,2.345,7.032,0.345,5.030,2.345,7.032,0.345,5.030,0,+2,2.000 2.002,-2,2.001,3. 水准路线的观测(图根),测站、后视点、前视点 转点:在水准测量中起传递高程作用的临时立尺点。 观测方法:从已知点开始按两
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