水准测量培训课件

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1、一、二等水准测量轨道交通中心员工技术培训课件一、水准测量原理二、水准测量仪器三、水准测量误差来源四、水准测量作业方法五、水准测量数据分析与处理目录一、水准测量原理概念：水准测量是利用水准仪的一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。高程系统地面点的高程：是指地面点到某一高程基准面的垂直距离。海拔高：也叫绝对高程，以大地水准面为高程基准面。即地面点沿垂线到大地水准面的距离。我国使用过的高程系统：波罗的海高程系、1956年黄海高程系、1985国家高程基准。首

2、先要明确高程基准的来源。大地水准面铅垂线：由于地球的自转运动，地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重作用，这两个力的合力称为重力，重力的方向线称为铅垂线。铅垂线是测量工作的基准线。大地水准面：与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，称为大地水准面。大地水准面是一个重力场的等位面。大地水准面是测量工作的基准面。水准测量原理（续）待测点高程测算：先求高差：hAB＝a－b，则：HB＝HA＋hAB=HA＋（a－b）水准测量原理连续测站高程测算：h1=a1-b1，h2=a2-b2，。。。。，hn=

3、an-bnhAB=Σh=Σa-Σb，hAB=Σh=Σa-ΣbHB=HA+Σh水准仪规格种类：微倾式、自动安平、激光、电子（数字）水准仪规格：（参考建筑变形测量规范）电子水准仪1、电子数字水准仪读数基本原理条形码分划影像射向CCD探测器，CCD将望远镜接收到的光图像信息转换成电信号，并传输给信息处理器，与机内原有的条形码本源信息进行相关处理，从而得出水准标尺上水平视线的读数。由于标尺到仪器的距离不同，条码在探测器上成像的宽窄也将不同，随之电信号的“宽窄”也将改变，于是引起上述相关的困难。采用二维相关法来解决

4、，也就是根据精度要求以一定步距改变仪器内部参考信号的“宽窄”，与探测器采集的测量信号相比较，如果没有相同的两信号，则再改变，再进行一维相关，…概念：参考信号的“宽窄”与视距是对应的，故在二维相关中，一维是视距，另一维是视线高。电子水准仪2、微倾式光学精密水准仪：电子水准仪3、自动安平原理电子水准仪电子水准仪铟钢条码尺尺垫和尺撑二、水准测量误差来源仪器误差视准轴与水准轴不平行（i角）的误差水准标尺每米长度误差的影响两水准标尺零点差的影响外界因素引起的误差温度变化对i角的影响仪器和水准标尺（尺台或尺桩）垂直位

5、移的影响大气垂直折光和地球曲率的影响电磁场对水准测量的影响观测误差的影响照准误差读数误差立尺误差（一）视准轴与水准轴不平行的误差（i角误差）一等水准测量：前后视距差应≤0.5(1.0)m。前后视距累积差应≤3(1.5)m。二等水准测量：前后视距差应≤1.0(1.5)m。前后视距累积差应≤3(6)m。（二）水准标尺每米长度误差的影响在精密水准测量作业中必须使用经过检验的水准标尺。设f为水准标尺每米间隔平均真长误差，则对一个测站的观测高差h应加的改正数为：一个测段应加的改正数为：（三）两水准标尺零点差的影响水

6、准测量作业中各测段的测站数目应安排成偶数，且在相邻测站上使两水准标尺轮流作为前视尺和后视尺。（四）温度变化对i角的影响由于温度的变化（如仪器受热的部位不同），使仪器有关部件产生不同程度的膨胀或收缩，而引起i角的变化。温度的变化对i角的影响是极其复杂的，实验结果表明，当仪器周围的温度均匀地每变化1oC时，i角将平均变化约为0.5″，有时甚至更大些，有时竟可达到1～2″。i角与时间成比例地均匀变化，则可以采取改变观测程序的方法在一定程度上来消除或削弱这种误差对观测高差的影响。奇数站的观测程序后(基)-前(基)

7、-前(辅)-后(辅)偶数站的观测程序前(基)-后(基)-后(辅)-前(辅)打伞（五）仪器和水准标尺（尺台）垂直位移的影响（1）仪器升降的误差当仪器的脚架随时间而逐渐下沉时。用后-前-前-后观测程序、作业熟练、硬路面观测误差小。（2）尺台升降的误差主要是发生在迁站的过程中，由原来的前视尺转为后视尺而产生下沉，于是总使后视读数偏大，使各测站的观测高差都偏大，成为系统性的误差影响。用往返观测取平均来削弱这项误差还要求往返观测的地面性质相同。（六）大气垂直折光的影响一般情况下，空气上疏下密，但当地近地面绝对吸热（

8、晴天）时，近地面是下疏上密，由于视线发生折射，近地面一般来说是向上弯折。1、视线高出地面0.3m，2、选择合适的天气（阴天、晚上、无风等）3、避开不利的环境（日出后、日落前半小时、中午、大风等）4、前、后视距相等。（七）地球曲率对测量的影响水平视线在尺上的读数b，理论上应改算为相应水准面截于水准尺的读数b’，两者的差值c称为地球曲率差。计算公式：（七）地球曲率对测量的影响测量中当前、后视距相等时，通过高差计算可消除该影响。球气