第二章第一讲 教学目标:使学生掌握水准测量原理及如何操作水准仪 重点难点:重点:水准测量原理;难点:视差的概念。 教学内容 第二章:水准测量 高程测量的概念 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 即 H未=H已+h 高程测量的方法分类 按使用的仪器和测量方法分为 水准测量( eveling) 三角高程测量( trigonometric leveling) 气压高程测量( air pressure leveling) GPS测量。( GPS leveling) §21水准测量原理与仪器操作 基本原理 水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”,测量两点间高差,从而由 已知点高程推算出未知点高程
1 第二章 第一讲 教学目标：使学生掌握水准测量原理及如何操作水准仪 重点难点：重点：水准测量原理；难点： 视差的概念。 教学内容： 第二章：水 准 测 量 高程测量的概念 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。 即： H 未=H 已+h 高程测量的方法分类 按使用的仪器和测量方法分为： 水准测量(leveling) 三角高程测量(trigonometric leveling) 气压高程测量(air pressure leveling) GPS 测量。(GPS leveling) §2.1 水准测量原理与仪器操作 一． 基本原理 水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由 已知点高程推算出未知点高程
前进方向 水平视线 A a一后视读数 A一一后视点 b-一前视读数 B—一前视点 1.A、B两点间高差 hB=HB-H=a-b 2.测得两点间高差hB后,若已知A点高程H4,则可得B点的高程。 HB=H4+hB° 3.视线高程: H=h+a=h+b 4.转点 TP(turning point)的概念 结论:A、B两点间的高差h等于后视读数之和减去前视读数之和 仪器和工具 (一)水准仪eve) 1.望远镜( telescope)一由物镜、目镜和十字丝(上、中、下丝)三部分组成。 2.水准器bube)有两种: 圆水准器( circular bubble)-—精度低,用于粗略整平。 水准管 (bubble tube)-一精度高,用于精平。 特性:气泡始终向高处移动
2 a——后视读数 A——后视点 b——前视读数 B——前视点 1．A、B 两点间高差： hAB = HB − HA = a −b 2．测得两点间高差 AB h 后，若已知 A 点高程 HA ，则可得 B 点的高程。 HB = HA + hAB。 3．视线高程： Hi = HA + a = HB + b 4．转点 TP(turning point)的概念。 = = − i i i hAB h a b 1 1 1 结论：A、B 两点间的高差 AB h 等于后视读数之和减去前视读数之和。 二． 仪器和工具 （一）水准仪(level) 1．望远镜(telescope)——由物镜、目镜和十字丝（上、中、下丝）三部分组成。 2．水准器(bubble)有两种： 圆水准器(circular bubble)——精度低，用于粗略整平。 水准管(bubble tube)——精度高，用于精平。 特性：气泡始终向高处移动
3.基座( tribrach) (二)水准尺( eveling staf)一主要有单面尺、双面尺和塔尺。 1.尺面分划为lcm,每10cm处(E字形刻划的尖端)注有阿拉伯数字。 2.双面尺的红面尺底刻划:一把为4687mm,另一把为4787mm (三)尺垫( (staff plate) 放置在转点上,为防止观测过程中水准尺下沉。 三.水准仪的使用 操作程序:粗平一一瞄准一一精平一一读数 (一)湘粗平一一调节脚螺旋,使圆水准气泡居中。 方法:对向转动脚螺旋1、2—一使气泡移至1、2方向的中间—一转动脚螺旋 3,使气泡居中 2.规律:气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。 (二)瞄准 1.方法:先用准星器粗瞄,再用微动螺旋精瞄。 2.视差 概念:眼睛在目镜端上下移动时,十字丝与目标像有相对运动 产生原因:目标像平面与十字丝平面不重合 消除方法:仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。 (三)精平 1、方法:如图所示微倾式水准仪( (tilt level),调节微倾螺旋,使水准管气泡成像抛 物线符合。 2、说明:若使用自动安平水准仪( compensator level),仪器无微倾螺旋,故不需 进行精平工作 (四)读数一一精平后,用十字丝的中丝在水准尺上读数。 1.方法:米、分米看尺面上的注记,厘米数尺面上的格数,毫米估读
3 3．基座(tribrach) （二）水准尺(leveling staff)——主要有单面尺、双面尺和塔尺。 1．尺面分划为 1cm，每 10cm 处（E 字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。 2．双面尺的红面尺底刻划：一把为 4687mm，另一把为 4787mm。 （三）尺垫(staff plate) 放置在转点上，为防止观测过程中水准尺下沉。 三． 水准仪的使用 操作程序：粗平——瞄准——精平——读数 （一）粗平——调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 1．方法：对向转动脚螺旋 1、2——使气泡移至 1、2 方向的中间——转动脚螺旋 3，使气泡居中。 2．规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。 （二）瞄准 1．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。 2．视差 概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。 产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。 消除方法：仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。 （三）精平 1、方法：如图所示微倾式水准仪(tilt level)，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛 物线符合。 2、说明：若使用自动安平水准仪（compensator level），仪器无微倾螺旋，故不需 进行精平工作。 （四）读数——精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。 1．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读
2.规律:读数在尺面上由小到大的方向读。故对于望远镜成倒像的仪器,即从上 往下读,望远镜成正像的仪器,即从下往上读。(举例) 课后作业: 教材第29页习题1、2、3、4题 第二章第二讲 教学目标:使学生掌握水准路线的布设、水准测量闭合差的分配 重点难点:水准测量闭合差的分配。 教学内容: §22普通水准测量的实施及成果整理 四.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BM,一般用表示 有永久性和临时性两种。(见图) 五.水准路线 leveling line) 水准路线依据工程的性质和测区情况,可布设成以下几种形式: 1.闭合水准路线( closed leveling line)。由已知点BMl—一已知点BMl 2.附合水准路线( annexed leveling line)。由已知点BM1-一已知点BM2 3.支水准路线( (spur leveling line)。由已知点BM1-一某一待定水准点A 已知高杈点 附合水梅路线 8种测定高程点 水路线及前进 闭合水惠路线 支水梅路线
4 2．规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故对于望远镜成倒像的仪器，即从上 往下读，望远镜成正像的仪器，即从下往上读。（举例） 课后作业： 教材第 29 页习题 1、2、3、4 题。 第二章 第二讲 教学目标：使学生掌握水准路线的布设、水准测量闭合差的分配。 重点难点：水准测量闭合差的分配。 教学内容： §2.2 普通水准测量的实施及成果整理 四． 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 BM，一般用表示。 有永久性和临时性两种。（见图） 五．水准路线(leveling line) 水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成以下几种形式： 1．闭合水准路线(closed leveling line)。由已知点 BM1——已知点 BM1 2．附合水准路线(annexed leveling line)。由已知点 BM1——已知点 BM2 3．支水准路线(spur leveling line)。 由已知点 BM1——某一待定水准点 A
六.水准测量的实施(外业) a)观测要求 如图,有 (1)水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。 (2)为及时发现观测中的错误,通常采用“两次仪器高法”或“双面尺法”。 两次仪器高法:高差之差h-h'±≤5mm;双面尺法,①红黑面读数差土≤3mm②h黑 红土≤5mm。 前进方向 h=+0.385 e12 l2=+096129-45 h:=-0.543 BMB h2=+0.120u.92 1134-LBr1:4324 TP4 BMA TP3 2.水准测量记录表 点号 水淮尺数 平均岛 改正后 1.44 1.32 +0120 1.622 0.876+0.946 1.820 LTP41.422 sAME +0118 7.6426.616+1.026 注意:(1)起始点只有后视读数,结束点只有前视读数,中间点既有后视读数 又有前视读数。 (2)∑α-∑b=∑h,只表明计算无误,不表明观测和记录无误
5 六．水准测量的实施（外业） a) 观测要求 如图，有： （1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。 （2）为及时发现观测中的错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺法”。 两次仪器高法：高差之差 h-h’5mm；双面尺法，①红黑面读数差3mm ② h 黑 -h 红5mm。 2．水准测量记录表 注意：（1）起始点只有后视读数，结束点只有前视读数，中间点既有后视读数 又有前视读数。 （2） a −b = h ，只表明计算无误，不表明观测和记录无误