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土木工程测量学课件第二章
第二章 水准测量 §2.1 水准测量原理 §2.2水准仪及其使用 §2.3 水准测量及其数据处理 §2.4 水准仪的检验与校核 §2.5 水准测量误差分析 §2.6自动安平水准仪 §2.7 精密水准仪 §2.8 其他新型水准仪 高程测量概念 (Height Measurement) 根据已知点高程,测定该点与未知点的高差,然后计算出未知点的高程的方法。 水准测量是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量的精度较高,所以是高程测量中最主要的方法。 三角高程测量是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾斜角),然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测量一般精度较低,只是在适当的条件下才被采用。 气压高程测量利用气压计测定 高程基准面:通常采用大地水准面即平均海水面作为高程基准面。 “1956黄海高程系” :解放后我国采用青岛验潮站1950~1956年观测结果求得的黄海平均海水面作为高程基准面。----72.289m:水准原点作为全国高程测量的基准点。 “1985国家高程基准”:1952~1979年的观测资料,计算得出的平均海水面作为新的高程基准面。------72.260m。 高程控制点称水准点——BM(Bench Mark)。标石水准点、墙脚水准点、简易标志水准点 。 §2.1 水准测量的原理 水准测量是利用水平视线来求得两点的高差。 水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线,通过读取竖立在两点上水准尺的读数,测定两点间的高差。从而由已知点高程推求未知高程。 §2.2 水准仪及其使用 微倾式水准仪 自动安平水准仪 数字(电子)水准仪 我国的水准仪系列标准分为:DS05、DS1、DS3和DS20 水准尺: 尺垫: 一、 DS3微倾式水准仪的构造 在一般水准测量中使用较广的DS3型微倾式水准仪由下列三个主要部分组成: 望远镜 它可以提供视线,并可读出远处水准尺上的读数。 水准器 用于指示仪器或视线是否处于水平位置。 基座 用于置平仪器,它支承仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向转动。 1. 望远镜 十字丝分划板 视准轴——视线 十字丝分划板 视准轴——视线 2. 水准器 (1) 管水准器 又称水准管 用于精平 (2) 圆水准器 圆水准器的分划值,是顶盖球面上2mm弧长所对应的圆心角值,水准仪上圆水准器的角值为8′至15′(R=0.46~0.86m)。 用于粗平 特性:气泡始终向高处移动。 二、水准尺(leveling staff) 与尺垫(staff plate) 图形:粗平的操作方法示意图 3. 照准目标 准星瞄准 目镜调焦、物镜调焦 使十字丝竖丝照准水准尺 视差:当观测时把眼睛稍作上下移动,如果尺像与十字丝有相对的移动,即读数有改变,这一现象叫视差。其原因是尺像没有落在十字丝平面上。消除视差的方法是先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰,然后一面调节物镜调焦螺旋一面仔细观察,直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止,即尺像与十字丝在同一平面上。 4. 视线的精确整平 粗平 → 精平 每次读数前都需要重新使气泡符合 5. 读数 用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数,并估读出毫米数,所以每个读数必须有四位数。 图形:水准仪读数实例 五、扶尺和搬站 1. 扶尺 目的 将水准尺立于测点上,并处于铅垂线位置。 操作 扶尺员应站在尺后,双手握住把手,两臂紧贴身躯,借助尺上水准器将尺铅直立在测点上。 §2.3 水准测量的实施 一、水准点(Bench Mark) 通过水准测量方法获得其高程的高程控制点,称为水准点,一般用BM表示。有永久性和临时性两种。 二、水准路线(leveling line) 1.闭合水准路线(closed leveling line) 2.附合水准路线(annexed leveling line) 3.支水准路线(spur leveling line) 三、水准测量的实施(外业) 当两点相距较远或高差太大时,则可分段连续进行,从图中可得: 4 水准测量实施与记录对照图 四、水准测量成果的检核 (一) 测站检核 1. 两次仪器高法 (二) 计算检核 [h] = [a]-[b] (三)水准路线的检核 1. 附合水准路线 附合水准路线的高程闭合差为: 高程闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质量。 2. 闭合水准路线 3. 水准支
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