第五章高程测量技术分析.ppt

第五章 高程测量 §5-1 水准测量原理 §5-2 水准仪及其使用 §5-3 水准测量的外业施测 §5-4 三角高程测量 05:49 §5-1 水准测量原理 1.原理 水准仪提供一条水平视线，并借助水准尺来测定地面上两点的高差，并有已知点高程推算未知点高程。 测定地面点的高程工作称高程测量。包括：水准测量，三角高程测量，气压测量，GPS高程测量等。 高差法 仪高法 §5-2 水准仪的使用 一、水准仪的构造 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。 水准仪按仪器精度分有DS05、DSl、DS3、DSl0等四种型号。D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示该仪器的精度。 1、光学水准仪：它主要由望远镜、水准器和基座三部分构成 微倾式水准仪 调整微倾螺旋→管水准气泡居中→水平视线， 水准仪——望远镜、水准器、基座。 1)、望远镜 十字丝分划板是安装在物镜与目镜之间的一块平板玻璃，上面刻有两条相互垂直的细线，称为十字丝。竖的一条是竖丝，中间横的一条称为中丝(或横丝)，是为了瞄准目标和读取读数用的。在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝平行的短横线，是用来测距离的，称为视距丝。 物镜光心与十字丝交点的连线称为视准轴或视准线 2)、水准器 ①管水准器和符合棱镜 水准管圆弧中点O称为水准管零点。过零点的切线LL，称为水准管轴。水准管2mm的弧长所对圆心角τ称为水准管分划值 （格值）。 水准管分划值的大小反映了仪器置平精度的高低。水准管半径愈大，分划值愈小，则水准管灵敏度(整平仪器的精度)愈高。在DS3型仪器上的水准管分划值为20“／2mm。 为了提高调整水准管气泡居中的精度和速度，微倾式水准仪在水准管上方安装一组符合棱镜。通过符合棱镜的折光作用，使气泡两端各半个影像反映在望远镜旁的气泡观察窗中。若气泡两端的半像吻合时，表示气泡居中。若两端半像错开，则表示气泡不居中，这时应转动微倾螺旋使气泡半像吻合。这种水准器称为符合水准器。 ②圆水准器 圆圈的中心称为水准器零点。通过零点的球面法线，称为圆水准轴 。圆水准器的分划值是指通过零点的任意一个纵断面上，气泡中心偏离2mm的弧长所对圆心角的大小。DS3水准仪圆水准器分划值一般为8′～10′/2mm。由于它的精度较低，故只用于仪器的概略整平。 符合水准器原理 3)、基座 基座的作用是支撑仪器的上部并与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋和连接板构成。仪器上部通过竖轴插入轴座内，由基座托承。整个仪器用连接螺旋与三脚架连结。 2、电子水准仪 二、水准尺和尺垫 水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量的好坏直接影响水准测量的精度。因此，水准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成；要求尺长稳定，分划准确。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种，用优质木材或玻璃钢制成。 双面尺也叫E型尺，多用于三、四等水准测量。 尺的长度有2m和3m两种。尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺(也称基本分划)，尺底端起点为零；尺的另一面为红白相间，称为红面尺(也称辅助分划)，尺底端起点不为零，而是一常数K。一根尺常数为4.787m，另一根尺常数为4.787m。一根尺由4.687m开始至6.687m或7.687m，另一根尺由4.787m开始至6.787m或7.787m。双面尺一般成对使用，利用黑红面尺零点差可对水准测量读数进行检核。 尺垫由三角形的铸铁块制成，上部中央有突起的半球。使用时，将尺垫踏实，以防下沉，把水准尺立于突起的半球顶部。突起的半球顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。 三、水准仪的使用 1. 安置 三脚架高度适中，架头大致水平 ，架脚螺丝紧固，角度合适，三脚架稳定。通过中心螺丝与仪器紧固。 用脚架腿或脚螺旋调平圆水准器。 脚螺旋 先二（同时旋进或旋出）后一。 2. 粗平 粗瞄、调焦、精确照准、消除视差、调十字丝。 产生视差的原因是目标通过物镜所成的像没有与十字丝平面重合 。消除视差的方法是仔细地反复进行目镜和物镜调焦。直到眼睛上移动，读数不变为止。 用微倾螺旋精平符合气泡，用中丝在水准尺上读数。 4. 精平与读数 3. 照准 §5-3 水准测量的外业施测 一、 水准测量的基本方法 用来标志和保存水准测量成果的地面点称为水准点。 当已知水准点与待测高程点的距离较远或两点间高差很大，安置一次仪器无法测到两点高差时，就需要把两点间分成若干段，连续安置仪器测出每段高差，然后