不动产第二章

1、第二章水准测量2.1水准测量原理与仪器操作2.2普通水准测量的实施及成果整理2.3普通水准仪的检验与校正2.4水准仪简介自动安平、精密、电子2.5水准测量误差及考前须知2.1水准测量原理与仪器操作一、根本原理利用水准仪提供的水平视线，测量两点间高差，从而由点高程推 算出未知点高程。水准尺刖进万向a水平视线i I水准尺H b =H a +h_一|_ 二二一h AB*B大地水准面H A4A后视点a后视读数B前视点b前视读数1. A B两点间咼差:hAB2. B 点的高程 :HB = HA + hAB3. 视线高程：H i HA a HB b4. 转点 TP(turning point) 的概念假设

2、A、B两点间布设一些过渡点(转点)1、2、3，将其分为n段, 那么用水准仪分别测得各段高差为 hl, h2hn，那么有：hAB=h1+ h2+ hn=(a1-b1)+(a2-b2)+ +(an-bn)= a- b转点的作用：传递高差注意解决两个问题：1. 前、后视角问题2. 仪器高与视线高问题二、水准测量的仪器与工具HiHA a HB b(一) 水准仪 (level)1. 望远镜 (telescope)2. 水准器 (bubble)3. 基座 (tribrach)二、水准测量的仪器与工具(一) 水准仪 (level)1. 望远镜 (telescope)目镜十字丝(上、中、下丝)2. 水准器 (

3、bubble)圆水准器 (circular bubble) ：用于整平。 水准管 (bubble tube) ： 用于精平。 特性：气泡始终向高处移动。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) 放在转点上，以防水准尺下沉三、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

4、 1 、 2 方向中间转动脚 螺旋 3，使气泡居中。粗平的操作方法示意图:(3(33 _()1 21 21 2)abc2.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：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。(三) 精平1、方法：如下图，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：自动安平水准仪(compensator level),不需进行精平。(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

5、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。故仪器假设成倒像的，从上 往下读；假设成正像，即从下往上读。小结高程测量的概念( Height Measurement )根据点高程，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。高程测量的方法分类1、水准测量 (leveling)2、三角高程测量 (trigonometric leveling)3、气压高程测量 (air pressure leveling)4、GPS 测量(GPS leveling)2.2 普通水准测量的实施及成果整理一、水准点 (Bench Mark)通过水准测量方法获得其高程的高程控制

6、点，称为水准点，一般用 BM 表示。有永久性和临时性两种。能狀七帯通倉衽标石怦他“堵対本祈标忠堆苗仲口|詢二、水准路线(leveling line)1 .闭合水准路线(closed leveling line)由点BM1 点BM12.附合水准路线(annexed leveling line)由点BM1 点BM23. 支水准路线(spur leveling line)由点BM1 某一待定水准点 A水准路线布设形式:1闭合水准路线2.附合水准路线3支水准路线BM三、水准测量的实施(外业)hi=-1.134盲1.677h3=+0.941.4441.3241.8201.435h2=+0.121.822

7、 0.876h4=+0.38 寸TP3h5=+0.111.4221.304TP4TP2TP1(1)水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。(2)为及时发现错误，通常采用两次仪器咼法"或 双面尺法两次仪器咼法：咼差之差h -h3mm水准测量实施与记录对照图:h5=+0.118前进方向h4=+0.385ha=+0.9461.8201.4351.4221.304h1=-0.543h2=+0.1201.8220.876 - - »1.1341.6771.444 1.324TP4I1TP3TP2TP1测站上口点号水准尺读数咼 差平均高差改正后高程后视前视h米高差H米1BMA1.134

8、TP11.677-0.5432TP11.444TP21.324+0.1203TP21.822TP30.876+0.946水准测量记录仪器型号日期_年_月_日天气观测者记录者测站测点后视读数(m)前视读数(m)高差(m)高程(m)备注+1A1.6521.1021556.482HAHB二HA+hAB = 1557.793TP10.5502TP11.5480.306TP21.2423TP20.9100.462TP31.3724TP31.8650.3651557.793B1.500计算校核E a=5.975E b=4.664E h=+1.311E a-E b=5.975-4.664=+1.311hAB

9、=HB-HA=+1.311四. 水准测量成果整理步骤(内业)由于水准测量中仪器误差、观测误差以及外界的影响，使水准测量中不可防止 地存在着误差，高差闭合差就是水准测量观测误差中各误差影响的综合反映。1、支水准路线沿同一路线进行了往返观测，由于往返观测的方向相反，因此往 测和返测的高差绝对值相同而符号相反，即往测高差总和Xh往与返测高差总和 Eh返的代数和在理论上应等于零， 但由于测量中各种误差的影响， 往测高差总 和与返测高差总和的代数和不等于零，即有高差闭合差 =Eh往+Eh返2、闭合水准路线，因起点和终点均为同一点 BM.A构成一个闭合环，因此闭合 水准路线所测得各测段高差的总和，理论上应

10、等于零，即Eh 理=0。设闭合水准 路线实际所测得各测段高差的总和为Eh 测，其高差闭合差=Eh测-Eh理3、附合水准路线，因起点 A和终点B的高程HA HB，两点之间的高差是 固定值，附合水准路线实测的各测段高差总和与高差理论值之差即为附合水准 路线的高差闭合差=Eh测-(HB-HA)当高差闭合差在容许范围内时，可进行高差闭合差的分配，分配原那么是：对于 闭合或附合水准路线，按与路线长度 L或按路线测站数n成正比的原那么，将高 差闭合差反其符号进行分配。(一) 计算高差闭合差(closing error)公式：fh = 刀h测- 刀h理故对于闭合水准路线，有：fh = 刀h测-刀h理=刀h测

11、对于附合水准路线，有：f h =刀h测-刀h理=刀h测-(H始-H终)(二) 分配高差闭合差1、计算高差闭合差的容许值(tolerance)对于普通水准测量fh容20 L适用于平原丘陵区fh容6n适用于山区式中，fh容一咼差闭合差限差，单位： mm。L 水准路线长度，单位：kmn测站数。2、分配原那么按与距离L或测站数n成正比原那么，将高差闭合差反号分配到各段高差上。(三) 计算各待定点高程 用改正后的高差和点的高程, 来计算各待定点的高程。五. 水准测量成果整理实例【例1】闭合水准路线高差闭合差的计算闭合水准路线咼程计算表计算者日期年月日J- P. 点号距离(km)实测高差(m)改正值(mm

12、)改正后高差(m)高程(m)备注BM11528.400(高程) fh=+30mm fh 允二 + 20 mm=± 40mmfh v fh 允成果合格，可改正。(高程)1.15+ 1.990-9+1.98111530.3810.70-1.729-5-1.73421528.6471.05-1.896-8-1.90431526.7431.10+ 1.665-8+1.657BM11528.4004.0+30-300附合水准路线高程计算表计算者日期年月日J号点测站数高差(m)改正后高差(m)高程(m)备注观测值改正值BM1/BM2139.833()H 终H 始=+8.813 =刀h正()24+

13、8.364-0 .014+8.350148.1838>-1 .433-0 .004-1.437146.7461,2-2.745-0 .007-2.752143.994'13 6+4.661-0.009+4.652148.646、厂60+8.847-0 .034+8.813【例3】支水准路线高差闭合差的计算支水准路线高程计算表计算者 日期年月日往测J- P. 点号距离(km )实测高差(m)改正值(mm)改正后咼差(m)高程(m)备注A45.286(高程)fh= 1 fh 往 1 - 1 fh返1=2900-2903=3mm1.6+2.331+1+2.332147.6182.1+2

14、.813+1+2.814250.4321.7-2.244+1-2.243348.189E5.4+2.900+30J- P. 点号距离(km )实测高差(m)改正值(mm)改正后咼差(m)高程(m)备注11.5+2.24222.1-2.81631.8-2.329A5.4-2.903【例4】如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A和BM-B为高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向， 路线 上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段 路线的长度(以km为单位)，试计算待定点1、2、3点的高程。第一步：计算咼差闭合差:h测(H终 H 始)4.3304.293

15、 37(mm)第二步：计算限差：fh 容 40 丄 20 .7.454.4(mm)fhfh容故可进行闭合差分配第三步：计算各段高差改正数Vi = li / L * (-f h)四舍五入后，使：-fh故有：V1=-8mm , V2=-11mm , V3=-8mm , V4=-10mm。第四步：计算各段改正后的高差。第五步：计算各点的高程。故可得：H仁 HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)H2二H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B二H3+(h4+V4)

16、=48.059+1.420=49.579(m)改正后高差二改正前高差+改正数Vi2.3水准仪的检验与校正一、水准仪轴线应满足的几何关系水准管轴LL /视准轴CC圆水准轴L ' '/竖轴VV横丝要水平即：丄VV 二. 水准仪的检验与校正帕F.嫖址一圆水准器的检验与校正1、检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转180 ° :看气泡是否居中。2、校正：用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半 再用三个“校正螺旋，使气泡居中 注意:应反复检校。(二)十字丝横丝的检验与校正1、检验：整平后，用横丝 的一端对准一固定点 P, 转动微动螺旋，看P点是 否沿着横丝移动。十了蹴井划题分划板吨压坯

17、At生JA !儿2、校正：旋下目镜处十字丝环外罩，转动分划板座使横丝水平、卜 、八注意:再次检校(三)水准管轴/视 准轴(i角)的检校1、检验：(1)平坦地上选A、B两点，距离50m。(3)在距B点约2m处架(2)在中点C架仪，读 取 al、bl ; hl = al bl 。仪，读取 a2、b2，得：h2=a2-b2。假设 | h2 - hl |> 3mm ,那么水准管轴不平行视准轴 , 需校正。2、校正1计算校正量 a2 'a2 f = hl + b2 2校正水准管或十字丝校正水准管：旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准a2'二h1+b2,拨动水准管 “校正螺丝 ，使水准管气

18、泡居中。校正十字丝可用于自动安平水准仪 ：保持水准管气泡居中， 拨动十字丝上下两个校正螺丝，使横丝对准a2' = h1+b2。 注意：重复上述步骤直至丨h2 - hl |< 3mm。2.4 水准测量误差来源及减弱措施来源：仪器本身；操作过程 ；外界条件影响。一、仪器误差主要有：视准轴不平行于水准管轴 i 角的误差；调焦误差；水准尺误差。 减弱措施：等距离安置仪器；转向时不重新调焦；测站数为偶数。二、观测误差 主要有：整平误差；照准误差；估读误差；水准尺竖立不直误差 减弱措施：视线不要太长，气泡居中转向时调整微倾螺旋 ，保 护好水准管； 选择高精度仪器； 积累实践经验； 测前验尺并保证读 数不能太大。三、外界条件影响的误差 主要有：仪器升降、 尺垫升降、 地球曲率、 大气折光、 气温和风力 减弱措施：取两次读数的平均值如后黑、前黑、前红、后红 取往返观测的平均值；等距离安置仪器；等视距安置仪器平坦、 均一、缩短视线长度与提高视线高度山地 ；选择适宜的时间。2.5 自动安平水准仪与电子水准仪一、自动安平水准仪 compensator level 1原理望远镜的光路上加有一个补偿器。2使用 粗平后，望远镜内观察警告指示窗应全部呈绿色； 最好状态是指示窗的三角形尖顶与横指标线平齐。3检校 要增加一项补偿器的检验，即：转动脚螺旋，破坏 粗平， 看警告指