工程测量3水准测量

1、第二章 水准测量2.4水准测量的外业 一、水准点 二、水准测量的实施 三、水准测量的检核一、水准点 水准测量通常是从水准点引测其他点水准测量通常是从水准点引测其他点的高程。的高程。 水准点：水准点：高程控制点称水准点高程控制点称水准点(BM)(BM)。水准点有永久性和临时性两种。水准点有永久性和临时性两种。标石水准点、墙脚水准点、简易标标石水准点、墙脚水准点、简易标志水准点志水准点 。一般用石料或钢筋混一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。凝土制成，深埋到地面冻结线以下。在标石的顶面设有用不锈钢或其它不在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料制成的半球状标志。易锈蚀材料制成的半球

2、状标志。 有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，称为墙上水准点。称为墙上水准点。 建筑工地上的建筑工地上的一般用一般用或或制成，制成，可用地面上突出可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩顶钉以半球形铁钉。桩顶钉以半球形铁钉。 埋设水准点后，应绘出水准点与附埋设水准点后，应绘出水准点与附近固定建筑物或其它地物的关系图，近固定建筑物或其它地物的关系图，在图上还要写明在图上还要写明水准点的编号和高水准点的编号和高程程，称为，称为点之记点之记，以便于日后寻找，以便于日后寻找水准点位置之用。水准点位置之用。二、水准测量的实施二、水准测量

3、的实施 1、一个测站的水准测量工作一个测站的水准测量工作 2、连续水准测量、连续水准测量1、一个测站的水准测量工作、一个测站的水准测量工作1）安置仪器于）安置仪器于AB之间，之间，立尺于立尺于A、B点上；点上；2）粗略整平；）粗略整平；3）瞄准）瞄准A尺，精平、读尺，精平、读数数a， 记录记录1.568m；4）瞄准）瞄准B尺，精平、读尺，精平、读数数b， 记录记录1.471m；ABab5）计算：hAB = a b = 1.568-1.471=0.097m 即B点比A点高0.097m。2、连续水准测量、连续水准测量 BMABMB1.4441.444 1.3241.324TP2TP2h h2 2=

4、+0.120=+0.1201.8221.8220.8760.876TP3TP3h h3 3=+0.946=+0.9461.8201.8201.4351.435TP4TP4h h4 4=+0.385=+0.3851.4221.4221.3041.304h h5 5=+0.118=+0.118前进方向1.1341.1341.6771.677TP1TP1h h1 1=-0.543=-0.543 注意事项： 选转点时，应步测使，目的是消除因水准管轴与视准轴不平行引起的误差。，将读数记入记录手簿。 在相邻两站观测过程中测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a） 前视（前视（b b）高差高

5、差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 TP3 B 2.142 1.258+0.884 0.928 1.235-0.307 1.664 1.431 +0.233 1.672 2.074 -0.402计算计算检核检核 6.406 5.998测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a） 前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ab0.4080.408 0.408123.446123.854水 准 测 量 手 簿已知三、水准测量的检核三、水准测量的检核 1. 1.计算检核：计算检核： 2.2.测站检核测站检核变动仪器高法变

6、动仪器高法双面尺法双面尺法 3.3.成果检核成果检核1. 1.计算检核：计算检核：目的：检核高差和高程计算是否正确。目的：检核高差和高程计算是否正确。检核条件：检核条件： hh aa bbH HB BH HA A等式条件成立，说明计算正确。等式条件成立，说明计算正确。目的：防止测量错误，提高测量成果精度和目的：防止测量错误，提高测量成果精度和效率。效率。变更仪器高法：变更仪器高法： 在同一测站上在同一测站上变更仪器高度（大于变更仪器高度（大于10cm10cm），两次测出高差。，两次测出高差。 等外水准等外水准测量，两次所测高差之差测量，两次所测高差之差不大不大于于6mm6mm，取两次高差的平均

7、值作为最终，取两次高差的平均值作为最终高差。高差。2.2.测站检核测站检核双面尺法双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的采用黑红面的水准尺，利用双面的零点零点差差检核观测质量。检核观测质量。对等外水准测量，若同一个水准尺的对等外水准测量，若同一个水准尺的（加尺常数后）之差不超过（加尺常数后）之差不超过3mm3mm，（红面所测高（红面所测高差加或减差加或减100mm100mm）不超过）不超过5mm5mm，取平均，取平均值作为该站的观测高差。否则重测。值作为该站的观测高差。否则重测。3.成果检核成果检核1）、水准路线的布设形式）、水准路线的布设形式 （见图（见图1） （见图（见图2） （见图（见

8、图3）12图2BMABMB1234图1123图3BMA34BMA 2)、检核的主要内容、检核的主要内容：观测值与理论值的差值。：观测值与理论值的差值。就是高差的观测值与理论值就是高差的观测值与理论值之差；用之差；用fh表示，即表示，即 fh=h测测 - h理理：规范规范规定的的高差闭合差的规定的的高差闭合差的允许值；允许值；fh允允表示。表示。Ln等外水准测量要求：等外水准测量要求： 平地：平地： fh允允40 （mm） L水准路线的长度，单位水准路线的长度，单位km。 山地：山地： fh允允12 （mm） n水准路线的测站数。水准路线的测站数。要求：要求： fh fh允允3)、不同形式水准路

9、线、不同形式水准路线fh的计算的计算 ： h测测=h1+h2+h3+ + hn h理理=H终终 H始始 fh = h测测 - h理理= h测测-（H终终 H始始） h测测= h1+h2+h3+ + hn h理理= 0 fh = h测测 - h理理= h测测： h测测= h往往+ h返返 h理理= 0 fh = h测测 - h理理= h往往+ h返返2.5水准测量的内业水准测量的内业 水准测量外业工作结束后，先检查水准测量外业工作结束后，先检查外业手簿，确认无误后，转入内业外业手簿，确认无误后，转入内业计算。计算。一、附合水准路线的内业计算 如图为一附合水准路线：A、B为已知水准点，HA =65

10、.376m ， HB =68.623m点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、距离见下图： kmLnh0 . 18575. 1111kmLnh2 . 112036. 2222kmLnh4 . 114742. 1333kmLnh2 . 216446. 1444AB123前进方向备注测段 点名 距离 km测站数实测高差 m改正数 m改正后的高差 m高程 m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +3.315辅助计算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.

11、563+2.022-1.758+1.420 +3.24765.37666.93968.96167.20368.623mmfh68mmmmfh968 . 540允kmL8 . 5mmLfh12附合水准测量成果计算表已知已知1、计算闭合差：)(ABhHHhf)376.65623.68(315. 3m068. 02、检核：mmLfh40允mm968 . 540允hhff 故其精度符合要求。3、计算改正数 ：按与测段距离（或测站数）成正比，并改正到各相应的高差上，得改正后高差。ihillfv按距离：按测站数：ihinnfv以第1测段为例，测段改正数为：11llfvhm012. 01)8 . 5068.

12、 0(检核：hfv4、计算改正后高差iiivhh改检核：ABiHHh改以第1测段为例，改正后的高差为：mvhh563. 1012. 0575. 1111测改5、计算高程改iiihHH1如：mhHHA939.66563. 1376.6511改检核：mHHBB623.66(（已知）算）否则说明高程计算有误。二、闭合水准路线成果计算 1、计算闭合差： 2、检核： 3、计算高差改正数： 闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。测hfh允hhff ihillfvihinnfv 4、计算改正后高差： 5、计算各测点高程：iiivhh改改iiihHH12.72.7自动安平水准仪自动安平水准仪对仪器要求：即

13、使望远镜筒倾斜，视准轴仍水平 不用符合水准器和微倾螺旋，只用圆水准器粗略整平，借助安平补偿器自动地把视准轴置平，读出视线水平时的读数。 能提高观测速度40微倾式水准仪各轴线间应具备的几何关系是：微倾式水准仪各轴线间应具备的几何关系是：水准管轴应平行于仪器视准轴水准管轴应平行于仪器视准轴(LLCC);圆水准器轴应平行于仪器竖轴圆水准器轴应平行于仪器竖轴(LLVV),十字丝十字丝 的横丝应垂直于仪器竖轴的横丝应垂直于仪器竖轴；如图所示。；如图所示。主要轴线：视准轴主要轴线：视准轴CC 水准管轴水准管轴LL 仪器竖轴仪器竖轴VV 圆水准器轴圆水准器轴 几何关系：几何关系： 圆水准器轴圆水准器轴/仪器

14、竖轴仪器竖轴 水准管轴水准管轴/视准轴视准轴 十字丝横丝十字丝横丝 竖轴竖轴LL 误差来源：误差来源： 仪器误差 + 观测误差 + 外界条件的影响 一、仪器误差一、仪器误差 1、仪器校正后的残余误差、仪器校正后的残余误差主要是主要是i角误差。角误差。 （前后视距相等，避免在一站中重复调焦前后视距相等，避免在一站中重复调焦） 2、水准尺误差、水准尺误差 包括刻划不准、尺长变化、包括刻划不准、尺长变化、 尺身弯曲等误差。（作业前必须检验，尺身弯曲等误差。（作业前必须检验，前后视前后视 尺交替使用、测站数为偶数尺交替使用、测站数为偶数可减弱或消除）可减弱或消除）二、观测误差二、观测误差 1、视差（、

15、视差（仔细调焦仔细调焦可消除）可消除） 2、读数误差（、读数误差（减小视线长度、读数认真果断减小视线长度、读数认真果断） 3、水准气泡居中误差（、水准气泡居中误差（符合后立即读数符合后立即读数） 4、水准尺倾斜的影响（、水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中认真扶尺、气泡居中）三、外界条件的影响三、外界条件的影响 1、仪器下沉（、仪器下沉（踩紧脚架、后前前后踩紧脚架、后前前后） 2、尺垫下沉（、尺垫下沉（尺垫踩实、往返测取中数尺垫踩实、往返测取中数） 3、地球曲率和大气折光（、地球曲率和大气折光（前后视距相等前后视距相等可消除）可消除） 4、大气温度和风力（、大气温度和风力（打伞遮阳、选择好的天

16、气打伞遮阳、选择好的天气）测量记录与计算规则测量记录与计算规则 在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅在测量手簿上书写前，应准备好硬性铅笔，同时熟悉表上各项内容的填写与计笔，同时熟悉表上各项内容的填写与计算方法。算方法。 记录观测数据前，应将表头的仪器型号记录观测数据前，应将表头的仪器型号编号、日期、天气、测站、观测者及记编号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等无一遗漏地填写完全。录者姓名等无一遗漏地填写完全。测量记录与计算规则测量记录与计算规则观测读数后，记录者应随即在测量手簿观测读数后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回报以资检上的相应栏内填写，并复诵回报以资检核。核。不得另

17、纸记录事后转抄。不得另纸记录事后转抄。测量记录与计算规则测量记录与计算规则 记录时要求字体端正清晰，记录时要求字体端正清晰，数位对齐数位对齐、数字齐全。字脚靠近底线；数字齐全。字脚靠近底线；表示精度或表示精度或占位的占位的“0”0”均不能省略均不能省略。 观测数据的尾数不得更改，读错或记错观测数据的尾数不得更改，读错或记错后必须重测重记后必须重测重记。如：角度测量时，秒。如：角度测量时，秒级数字出错，应重测该测回；水准测量级数字出错，应重测该测回；水准测量时毫米级数字出错，应重测该测站。时毫米级数字出错，应重测该测站。测量记录与计算规则测量记录与计算规则 观测数据的前几位若出错时，应用细横观测数据的前几位若出错时，应用细横线划去错误的数字，并在原数字上方写线划去错误的数字，并在原数字上方写出正确的数字。注意不得涂改已记