1、熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31第二章第二章 高程测量高程测量v2-1 高程测量概述高程测量概述v2-2 水准测量的原理水准测量的原理v2-3 水准仪和水准尺水准仪和水准尺v2-4 水准测量的方法水准测量的方法v2-5 水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正v2-6 水准测量的误差及其消减方法水准测量的误差及其消减方法v2-7 精密水准仪和精密水准尺精密水准仪和精密水准尺熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-312-1 高程测量概述v水准测量：水准测量
2、：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。v三角高程测量：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。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31高程控制点
3、称水准点水准点BM(Bench Mark)。v标石水准点v墙脚水准点v简易标志水准点72.260m熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-312-2 水准测量的原理Principle of leveling水准测量是利用水平视线来求得两点的高差。水准尺、水准仪水准尺、水准仪读数a称为“后视读数”；读数b称为“前视读数”。点名(点号)：由大写英文字母、阿拉伯数字、汉字、罗马数字等组成。高程高程：地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，当该地面点在大地水准面之上时取正值，反之取负值。高差具有方向性，记作h，其值可正可负。熊永良熊永良
4、主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31BABAABABABhHbaHHHhBack-sightfore-sight熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31当两点相距较远或高差太大时，则可分段连续进行，从图2-3中可得：转点转点：转点起传递高程的作用。测站、测段测站、测段bahhbahbahbahABnnn222111Turning point熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-312-3 水准仪和水
5、准尺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：Leveling rodsLeveling plate熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31一、微倾式水准仪的构造和使用(一一)DS3)DS3微倾式水准仪的构造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。水准器水准器 用于指示仪器或视线是否处于水平位置。基座基座 用于置平仪器，它支承仪器的上部并能使仪
6、器的上部在水平方向转动。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-311.望远镜 十字丝分划板 视准轴视准轴视线Eyepiece lensesObjective lensCross hairfocusing lensLine of sight熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31十字丝分划板 视准轴视准轴视线2.水准器(1)管水准器管水准器又称水准管水准管Bubble tubeCoincidence bubble符合气泡熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程
7、测量学（Engineering Surveying)2023-1-31(2)圆水准器圆水准器 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=0.460.86m)。（1）水准管分划值：水准管每2mm弧长（1格）对应的圆心角值（通常10-20秒）熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31(二)DS3微倾式水准仪的使用1.安置水准仪首先打开三脚架，安置三脚架要求高度适当、架头大致水平并牢固稳妥，在山坡上应使三脚架的两脚在坡下一脚在坡上。然后把水准仪用中心连接螺旋连接到三脚架上，取水准
8、仪时必须握住仪器的坚固部位，并确认已牢固地连结在三脚架上之后才可放手。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31(二)DS3微倾式水准仪的使用2.仪器的粗略整平左手拇指法则，或右手食指法则：(1)先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋；(2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转方向应相反。(3)气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-313.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熊永良熊永良 主
9、讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31视差视差：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，然后一边调节物镜调焦螺旋一边仔细观察，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。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-314.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
10、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。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31三、数字水准仪熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering S
11、urveying)2023-1-312-4 水准测量的方法一、水准路线的形式v附合水准路线v闭合水准路线v水准支线v水准网测站、测段、路线测站、测段、路线熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31二、水准测量的施测方法 熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31 661.0ba661.0h661.0ABHH 测站测点后视读数前视读数高差高程备注AZ12.0731.5260.54750.118已知A点高程=50.118Z1Z21.6241.4070.217Z2Z
12、31.6781.3920.286Z3Z41.5951.4020.193Z4B0.9211.5030.58250.7797.8917.2301.2430.582计算检核熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31661.0ba661.0h661.0ABHH 测点后视读数 前视读数高差高程备注A2.07350.118Z11.6241.5260.547Z21.6781.4070.217Z31.5951.3920.286Z40.9211.4020.193B1.5030.58250.7797.8917.2301.2430.582计算检核熊
13、永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31三、水准测量成果的检核(一)测站检核1.两次仪器高法2.双面尺法(二)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.闭合水准路线起终HHhfhhfh熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-313.水准支线理论上有：一般水准测量的容许高程闭合差为：铁路线路水准测量的容许高程闭合差则为：往往hh往往hhfhmmnFmmLFhh1240山地平地mmnFm
14、mLFhh830山地平地熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31四、闭合差的分配和高程的计算当实际的高程闭合差在容许值以内时，可把闭合差分配到各测段的高差上。显然，高程测量的误差是随水准路线的长度或测站数的增加而增加，所以分配的原则是把闭合差以相反把闭合差以相反的符号根据各测段路线的长度或测站数按比例的符号根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上分配到各测段的高差上。故各测段高差的改正数为：或ihiLLfvihinnfv熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)
15、2023-1-31熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-312-5 水准仪的检验和校正一、微倾式水准仪的检验和校正微倾式水准仪的主要轴线见图2-24，它们之间应满足的几何条件是：1.圆水准器轴应平行于仪器的竖轴；2.十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴；3.水准管轴应平行于视准轴。熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31(一)圆水准器的检验和校正仪器竖直轴oo旋转前园水准轴旋转后园水准轴熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Sur
16、veying)2023-1-31(二)十字丝横丝的检验和校正熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31(三)水准管的检验和校正熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31(三)水准管的检验和校正检验步骤1 仪器安置在两点中间：2 仪器安置在A或B点近旁：如果hI=hII,则i=0，否则i不为0校正方法：计算远点尺的读数误差IIIIhhhbaSi22SSSxA11bahI22bahII远点尺的正确读数：Axaa22熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（E
17、ngineering Surveying)2023-1-312-6 水准测量的误差及其消减方法一、仪器误差(一)视准轴与水准管轴不平行引起的误差(二)调焦引起的误差(三)水准尺的误差二、观测误差(一)气泡居中误差(二)估读水准尺分划的误差(三)扶水准尺不直的误差熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-312-6 水准测量的误差及其消减方法三、外界环境的影响(一)仪器下沉和水准尺下沉的误差1.仪器下沉的误差2.水准尺下沉的误差(二)地球曲率和大气折光的误差1.地球曲率引起的误差2.大气折光引起的误差(三)气候的影响熊永良熊永良 主
18、讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31仪器下沉影响熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31尺下沉影响熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31地球曲率与大气折光影响熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31二、自动安平水准仪的构造和使用(一)自动安平原理1.移动十字丝的方法2.移动像点的方法熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学
19、（Engineering Surveying)2023-1-31轴承式补偿器熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31轴承式补偿器原理倾角倾角熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-312-7 精密水准仪和精密水准尺精密水准仪熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31S1型水准仪熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31平板玻璃
20、测微器熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31精密水准尺熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31精密水准仪读数14865 即 1.4865m19815 1.9815m 熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31数字水准仪面板熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31数字水仪熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31香港理工大学学生实习-数字水准熊永良熊永良 主讲主讲 工程测量学（工程测量学（Engineering Surveying)2023-1-31香港理工大学学生实习-全站仪
