一次性搞懂水准测量+导线测量

1、一次性搞懂水准测量+导线测量施工测量是工程中必不可少的一块，同样是工程测量中非常重要的一个部分，在施工单 位中，很多刚到工地的施工人员并不是很熟悉测量工作的相应内容以及相关的计算，很 多人只是盲目的跟着师傅拿着杆在工地上到处跑，下面就一起看看什么才是正确的在干测量的姿势”、水准测量一、水准测量原理A、B两点间的高差为hAB = a bA点为后视点，A点尺上的读数 a为后视读数B点为前视点，B点尺上的读数 b为前视读数 高差 =后视读数-前视读数当a大于b时，hAB 值为正，B点高于 A点；当a小于b时，hAB值为负，B点低于A点。hAB表示由 A点至B点的高差；hBA表示由B点至 A点的高差，

2、hAB = - hBA直接利用高差 hAB计算B点高程的方法称为高差法。若已知A点的高程 HA，求未知点 B的高程HBHB = HA + hAB利用仪器视线高程Hi计算B点高程的方法称为视线高法Hi = HA + aHB = HA +( a b ) = Hi b若A、 B两点之间相距较远或高差较大时 连续设站水准测量转点起传递高程的作用nn方AB = 1+為+工也工勺«=1左囁龙囲箭帀取二、DS3微倾式水准仪一）水准仪的分类1 按精度划分分为DS05、DS1、DS3、DS10等四个等级，“ D ”和“ S”分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母，下标05、1、3、10表示

3、仪器的精度等级，即“每千米往返测高差中数的中误差（单位： mm ）。"DS05、DS1称为精密水准仪，DS3、DS10称为普通水准仪。2 按结构划分光学水准仪；微倾式水准仪；自动安平水准仪；电子水准仪望远镜、水准器和基座主要由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋和镜筒组成十字丝中心交点与物镜光心的连线称为望远镜的视准轴。2 水准器(1 )圆水准器球面中心刻有一个小圆圈，小圆圈的中心称为圆水准器的零点。通过零点的球面法线，称为圆水准器轴。当圆水准气泡中心与零点重合时，即气泡居中，说明圆水准器轴处于铅垂位置。圆水准器分划值是指气泡由零点向任意方向移动2 mm 时所对应的圆心角值D

4、S3水准仪圆水准器分划值一般为8 72 mm 。二jOWdd阿史(2 )管水准器又称水准管，纵向圆孤的中心O为管水准器的零点，过0点的切线 LL称为水准管轴。当水准管气泡中心位于零点时，称为气泡居中，此时水准管轴处于水平位置 水准管圆弧2 mm 所对的圆心角t,称为水准管分划值DS3水准仪的水准管分划值一般为20 72mm。管水准器与符合棱镜管水准器的灵敏度比圆水准器高得多，因此，管水准器用于水准仪的精确整平, 而圆水准器只能用于粗略整平。3.基座基座的作用 支承仪器的上部并与三脚架相接。基座的构成 主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板。通过调节三个脚螺旋可使圆水准器气泡居中，供粗略整平用 4脚

5、架1rJi3/脚架是用于支撑和安置水准仪的。水准仪通过中心连接螺旋与脚架相连，并可根据需要调节脚架的高度。三）水准尺和尺垫1 水准尺区格式木质双面水准尺多用于三、四等水准测量，其长度为3m黑面尺底为零，称为基本分划（或主尺）；红面尺底不为零，其中一根为4687mm ，另一根为4787mm ，称为辅助分划（或辅尺），两根尺构成一对。2 尺垫尺垫用在转点处水准仪的基本操作包括以下步骤笑遊銘桥市政览眩毎阶帀政四）DS3水准仪的使用2、粗平1、安置仪器3.瞄准水淮尺使水准尺影像位于十字丝竖丝附近6363黑啲渎SM608(a)红血读数6295注意消除视差4.精平111)5.读数黑面读数1608(a)红闻

6、it救6295三、水准测量的外业施测 一)水准点为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在各地埋设且用水准测量方法测定的高程控制点，称为水准点，记为BM ( Bench Mark )水准点是水准测量引测高程的依据。水准点应设在土质坚实，便于保存和使用的地方,水久性水准点)水准路线布设 i.单一水准路线(1)闭合水准路线如图（a），从一个已知高程的水准点BMA出发，沿一条环形路线进行水准测量,依次测定若干个待定高程的水准点1、2、3、，最后又回到水准点BMA ,称为闭合水准路线。在普通水准测量中，路线长一般不超过8km。2）附合水准路线如图（b ），从一个已知高程的水准点 BMA出发

7、，沿一条路线进行水准测量，依 次测定若干个待定高程的水准点1、2、3、，最后附合到另一个已知高程的水准点BMB上，称为附合水准路线。在普通水准测量中，路线长一般不超过8km。(3)支水准路线如图(c)，从一个已知高程的水准点 BMA出发，沿一条路线进行水准测量，依 次测定若干个待定高程的水准点1、2、，最后既不回到起始水准点，也不附合到另一个已知高程的水准点上，称为支水准路线。由于支水准路线缺乏检核，故路线一般不超过4km。通常要进行往返观测，以加强检核。BMa2 .水准网(1)附合水准网 如(a)，从多个已知高程的水准点出发，由若干条单一水准 路线相互连接而构成的网状图形（2）独立水准网如（

8、b ），从一个已知高程的水准点BMA出发，由若干条单 一水准路线相互连接而构成的网状图形。在水准网中，至少连接三条水准路线的水准点称为结点三）普通水准测量 普通水准测量常用于一般工程的高程测量和地形图测绘的图根控制点高程测量 1 施测一般要求普通水准测量采用DS3或DS10级水准仪，测量前应对仪器进行检验，采用中丝读数法单程观测，施测中各项限差应满足相应测量规范的各项要求。2 观测、记录和计算日期* 20XXXXX天气土睛观欄看.权誥型号，DS? 70J654成骸清晰记录萄%亘站葛差m高趕m沓注后视(a)前视(b)A2 B8*1 4416«2Q0A点为水推收且点为待求点1TP10.6

9、972TPiC«141.739TP；2.553TP】I 13Q-0.318TPj1 448斗E1.545-O8S7D0.65868.471计葺检核Va -627 - S 沾岳27t|器翟瞪爲關扁无罰t筑地丽政3.普通水准测量的检核 1 )计算检核HB HA =Eh =Ea-Eb(2 )测站检核 两次仪器高法在同一测站上用两次不同的仪器高度(仪器高度差在10cm 以上)，测得两次高差进行比较，若两次高差之差不超过容许值(普通水准测量容许值为6 mm)，则取平均值作为该测站观测高差，否则，必须重测。双面尺法保持仪器高度不变，用双面尺的黑、红面两次测量高差进行比较，若两次高差之差不超过容许

10、值，则取平均值作为该测站观测高差，否则，必须重测。四、水准路线的计算一）附合水准路线的计算1 高差闭合差的计算在水准测量中，由于测量误差的影响，使水准路线的实测高差值与应有高差值不相等，其差值称为高差闭合差，用fh表示。fh =Sh测工h理=h测（H终H始）一）附合水准路线的计算2 高差闭合差的调整当fh wfh容时，即可进行高差闭合差的调整。消除闭合差的原则是：将fh 反号，按与各测段的路线长度或测站数成正比地改正各段观测高差。T幷叫7笔或总高差改正数的计算检核:水准 等级适用公爵等级往返较差、附合或环线 闭合差(mm检测已测测段 髙差之差(mrn)T原微丘区山岭重丘区三等4000米4上特长

11、隧弔、2000米以 上特大桥+ 12VL±3.5Vn 或 + 15VL+ 20VU叫等显速公检一级公路r 1000-2000*特大桥七 2000-4000X1±20VL±6.oVn 或 ±25VL±30VL|五等二级及以下介路、1000*以下桥梁+ 30VL+ 45VL一)附合水准路线的计算3 待求点高程的计算根据各段改正后的高差和起始点的高程，分别求得各待求点的高程。例2-1 下图为某附合水准路线，各测段的路线长、实测高差和起点高程如图所示,该附合水准路线的计算结果列于下表中。km尖辆高差m蛊差改正数EK改正洽离垂mIDP1.5<a.i

12、oo146S 9J377.12713-10 364-0 006-10 厂0Q66 75709-1_5M0.0044.02R65 155*1.64S0 003+1 64566100y4.4-2 1140.0192 133埔助计算人二工 h -(凤-团)=-工114 - (66.S00-6S.933) = +0.011住 土i = i 4OVi4 m 84/HfflJ <人容应果疔合襲求*.筑匹箔桥帀政二）闭合水准路线的计算高差闭合差按下式计算：fh =Sh 测例2-2 下图为某闭合水准路线，各测段的路线长、实测高差和起点高程均注于图中，该闭合水准路线的计算结果列于表中。点名实演高菱高差改正

13、敌mm改正后倉差m高程/tn备注15+4312+4S8342瞪己知点K 余为侍求点P97.65a13”1 239+428?QS1J7S19-2.S33+5R8S 44$16心】0&*5-0 10383 342V 厶6J0,0! 8亠180糯册计afh= -18 mm匾=士12 石二士列 mmg.成輸合咏换翻币政三）支水准路线的计算设A点为已知点，高程为 68.200m ,从A点测到 B点，高差为 +4.385m,若再从B点测到A点，高差为4.373m , 此时B点高程的计算方法如下：高差闭合差：fh = h 往 +h 返=+4.385 4.373 = +0.012m高差闭合差允许值为：

14、f h v fh容，说明观测结果符合精度要求。方招=（力往-俭）/ 2 = （+4-385 + 4-3 73） / 2 = 4駆觞政 则 B 点的高程为：HB = HA+ hAB = 68.200+4.379 = 72.579 m 。微倾式水准仪的检验与校正1. 微倾式水准仪应满足的几何条件主要轴线有：圆水准轴L'L'管水准轴LL ;视准轴 CC;纵轴（竖轴）VV根据水准测量的原理，水准仪应满足的主要条件是LL IICC。两个次要条件： L'L' VV ; 十字丝中丝丄 VV。2. 微倾式水准仪的检验与校正(1) 圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正 目的 通过检

15、校，可使仪器圆水准气泡居中时，仪器竖轴基本竖直 检校方法r* I一、微倾式水准仪的检验与校正(2) 十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正 目的 通过检校使十字丝中丝垂直于仪器竖轴，当竖轴竖直时，中横丝 处于水平位置，即用中横丝任何位置在水准尺上截得的读数都是相同的。 检校方法2.微倾式水准仪的检验与校正(3) 水准管轴平行于视准轴的检验与校正目的 使水准管轴平行于视准轴，当水准管气泡居中时，视准轴处于水平位置，即获得一条水平视线。视准轴和水准管轴在竖直面上投影是否平行的检验，称为i角检验，是水准仪检校的重点。在水平面上投影是否平行的检验，称为交叉误差检验。检验方法当仪器安置在中点时，hAB =

16、( al x) ( bl x) = al bl无论仪器是否存在i角，在中点上测得的高差始终是正确的。-rrx = -S将水准仪搬至距 B点(或A点)2m3m处，精平后分别读取A点和B点上水准尺的读数a2和b2，贝VhAB '毛2 b21 = hAB 'ABi角的计算公式为：对于DS3水准仪，一般要求i角不得大于 20 。(3)水准管轴平行于视准轴的检验与校正校正方法仪器靠近B点处，根据 b2和hAB计算出A尺上的正确读数为：a2 '出2+hAB校正时，保持水准仪位置不动，转动微倾螺旋， 使A尺上的读数对准正确读数a2 ',此时视准轴处于水平位置，水准管轴倾斜。用

17、校正针稍松水准管一端的左、右两个校正螺丝，再拔动上下两个校正螺丝，直到水准管气泡居中。五、水准测量的误差分析一）仪器误差1 仪器检校后的残余误差，若保持前后视距相等，i角对高差的影响可以消除或削弱。2 水准尺分划误差3 水准尺零点误差在观测过程中，以两根标尺交替放置，并使每一测段的测站数为偶数，可以消除一对水准尺黑面零点差的影响。二）观测误差1 水准管气泡居中误差每次读数前，都应使水准管气泡严格居中。2 .视差应随时注意消除视差。3 .读数误差主要是估读毫米值的误差。4标尺倾斜误差若水准尺不竖直，始终使标尺上的实际读数大于应读数。读数时，应将标尺扶直三）外界条件的影响1仪器下沉在一个测站观测时

18、，采用“后一前一前一后”的观测顺序，可削弱仪器下沉对高差的影响。2尺垫下沉对同一水准路线采用往返测高差取平均的方法，可削弱此项误差的影响。3 .地球曲率和大气折光的影响地球曲率对高差的影响c=S2/2Rc为地球曲率差。当仪器距后、前标尺的距离相等时，可消除地球曲率对高差的影响。3 .地球曲率和大气折光的影响大气折光引起的读数误差称为大气折光差 消除或减弱大气折光差影响的措施：采用前后视距相等的方法，选择成像清晰的时间观测，视线离地面的高度不小于0.3m。地球曲率c和大气折光r的联合影响称为球气差f ,f = c r4温度风力的影响在阳光下观测时应撑伞应选择有利的气侯条件二、导线测量一、概述导线

19、测量是平面控制测量的一种方法。所谓导线就是由测区内选定的控制点组成 的连续折线，见右图所示aA1、导线的形式闭合导线支导线2、导线的等级导线测量的主要技术要求测 等级附(闭)合 导线故度 (km)边数每边测趾 中溟若(mm)单從权中 误差LJ导线全长相 对闭合差方位角闭 合差(J三等.<18<9<±14W 土九8<1/52000W± 3.6、ft四等<12<12< + 10< + 2.5<1/35000宜土 5扁级<6*12<114三土 5.0<1/17000兰丄10 V；.级<3.6<12

20、<±11<±8<0<1/111-T丄2 9 '卜也祈1毗注：1. n 测站数 ;以测角中误差为单位权中误差2. 高等级公路适用一级导线，其余公路适用二级导线二、导线测量的外业工作1、选 点实地选点时应注意下列几点：(1) 导线点应选在地势较高、视野开阔的地点，便于施测周围地形;(2) 相邻两导线点间要互相通视，便于测量水平角：(3) 导线应沿着平坦、土质坚实的地面设置，以便于丈量距离；(4) 导线边长要选得大致相等，相邻边长不应悬殊过大；(5) 导线点位置须能安置仪器，便于保存。(6) 导线点应尽量靠近路线位置。导线点之标记图：导线点相关位置

21、李庄7骂H1化肥S15厂m厲独立 6-14树m2、测角导线的水平角即转折角，是用经纬仪按测回法进行观测的。在导线点上可以测量 导线前进方向的左角或右角。3、量距导线采用普通钢尺丈量导线边长或用全站仪进行导线边长测量。请参阅有关知识 单元内容。三、导线测量的内业计算1、坐标计算的基本公式(1) 根据已知点的坐标及已知边长和坐标方位角计算未知点的坐标，即坐标的 正算Xr =X +* C0S6tABY3=Y+DWkaM(2) 由两个已知点的坐标反算其坐标方位角和边长，即坐标的反算= tan<ABAS°AB需要指出的是：按坐标反算公式计算出来的坐标方位角是有正负号的，因此，还应按坐标增

22、量A X和AY的正负号最后确定 AB边的坐标方位角。i| -N页边n刖oMr角）。180。前的正负号取用：是当a后V180。时，用“+”号；当后> 180。时，用“-号。导线的转折角是左角 （卩左）就加上；右角（卩右）就减去3、闭合导线的坐标计算2、坐标方位角的推算为了计算导线点的坐标，首先应推算出导线各边的坐标方位角（以下简称方位a 后 ± 180o，At导线前进方向%也漑是为0时，应 给aw加360°；当 4VV0 时,应给aw加180。才是 所求/月边的坐标方位角<AB °-1址龙芻祈帀政各内角的改正数之和应等于角度闭合差，但符号相反，即刀V戸-

23、卩。改正后的各内角值之和应等于理论值，即刀卩i=( n-2) 480 °。(2) 坐标方位角推算(如前所述)(3) 坐标增量的计算X严u-cosai4J=P*=Dy*cosa'Sinar; “! A 1-(4) 坐标增量闭合差的计算Eg訓 另灯理“j艺屈 =£：改正后的坐标增量应为：若吃Kg则衣明导线的箱度符合耍求, 否则应査明原因进行补测尊癒碗心=6+公AYAYV1L 翔娜桥币卿(5) 坐标推算用改正后的坐标增量， 就可以从导线起点的已知坐标依次推算其它导线点的坐标,即:X叫N1J J帀左耳看弔旳(6) 闭合导线坐标计算示例£】转折角 '右） 0

24、 * “改正后 转折角°* NA1+12V LB97 IB 122 .+t2105 I" h<5105 17183 |+12 4 > 24Ihl 46 364+12123 30 伽123 30 18A ；+1212 22】112 22 361ra5 59 no540 no 00-pg 40x10'OO £ B护-60'*2fc=±60 $±H4”4、附合导线的坐标计算闭合导线坐标计算表方向角a" f /9iZHT)坐栋,FB-" di1.*1/.t ik"t'k ii 曲! !-

25、 JT i耶L拆III3YAXAYHMD-1 75.93J86.50P91+R6.53131 40 06IU0JI9-1-611.54J-6656m206 22 4S1UKJ2-24S.139.O6IA.1128-1 J6 129JJfi2 J +2X8Q-91J3t 91.323J1 «5 5Jd*63.4l"85)3321.8SIS 43 184S5J"+0.09-OHS00fii= +0 09（米）占八h h1 1Y打536.Z?J2B."4A612.1X41 J.261-I KI (F545.62448.56441.944"lJJ35O

26、.e4(536.2 A袴診“120 Y癱扁萨附合导线的坐标计算方法与闭合导线基本上相同，但由于布置形式（见下图）不同，且附合导线两端与已知点相连，因而只是角度闭合差与坐标增量闭合差的计算公式有些不同。下面介绍这两项的计算方法:（1） 角度闭合差的计算附合导线角度闭合差的一般形式可写为:A =（aAB -«CD）+ W-I8o°ly2(2) 坐标增量闭合差的计算AAY-（¥b-YJ J附合导线坐标增量闭合差的调整方法以及导线精度的衡量均与闭合导线相同 三、高程放样一) 要点：根据已知高程点，用水准测量的方法进行二) 逐桩高程计算：1 纵断面设计成果:变坡点桩号 BPD变坡点设计高