普通测量学 第二章 水准测量

普通测量学第二章水准测量2.1水准测量原理2.2水准测量仪器和用具2.3水准仪的使用2.4水准测量的实施2.5四等水准测量2.6水准测量的内业计算2.7水准仪的检验和校正2.8水准测量误差与注意事项2.1水准测量原理水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点高程推算出未知点高程。实质：定地面两点间的高差,然后通过已知点的高程,求出未知点的高程方法高差法hAB=a-bHB=HA+hAB仪器高法(视线高法)

Hi=HA+aHB=Hi-b2.2水准测量仪器和用具DS3水准仪望远镜:其作用是瞄准目标并提供一条读数的视线。水准器—用来指示仪器竖轴是否垂直和视准轴是否水平的装置。基座:其作用是支撑仪器上部并连接脚架。

水准尺尺垫2.2.1DS水准仪-望远镜望远镜:其作用是瞄准目标并提供一条读数的视线。望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板等部件构成。视准轴:十字丝中央交点与物镜光心的连线。望远镜的放大率:从望远镜内所看到的目标影像的视角与人眼直接观察该目标的视角之比。DS3型水准仪望远镜的放大率一般为28倍。2.2.1DS水准仪-水准器水准器—用来指示仪器竖轴是否垂直和视准轴是否水平的装置。水准器分划值——水准器上每2mm弧长所对的圆心角值τ。水准器有管水准器和圆水准器。DS3型水准仪其水准器分划值分别为20“/2mm和8‘/2mm。水准管轴LL:过水准管零点所作水准管圆弧的切线。圆水准器轴L0L0:过圆水准器零点的球面法线。2.2.1DS水准仪-水准器2.2.1DS水准仪-水准器2.2.1DS水准仪-基座基座:其作用是支撑仪器上部并连接脚架。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。2.2.2水准尺1是水准测量时使用的有刻度的标尺。双面尺、塔尺一般由优质木材制成，也有用玻璃钢或铝合金制作的。双面尺多用于三、四等水准测量，长度有2m和3m两种。双面尺的两面均有刻划，最小分划值一般为cm。一面为黑白相间，起点均为0；另一面为红白相间，起点不为0，而是一常数K，一对水准尺的K值一般相差0.1m：例如一根尺为4.687，则另一根尺常数为4.787。塔尺用于等外水准测量，一般套接，展开后有3m和5m两种。2.2.2水准尺22.2.3尺垫在转点处放置水准尺，以标定临时点的位置。它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。2.3水准仪的使用一、安置水准仪二、粗略整平三、瞄准水准尺四、精平与读数2.3.1安置水准仪打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。2.3.2粗略整平粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。2.3.3瞄准水准尺首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察；转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰2.3.4精平与读数1眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。这时，即可用十字丝的中丝在尺上读数。现在的水准仪多采用倒像望远镜，因此读数时应从小往大，即从上往下读。先估读毫米数，然后报出全部读数。精平和读数虽是两项不同的操作步骤，但在水准测量的实施过程中，却把两项操作视为一个整体；即精平后再读数，读数后还要检查管水准气泡是否完全符合。只有这样，才能取得准确的读数2.3.4精平与读数22.4水准测量的实施水准点（BenchMark）及水准测量路线形式水准测量的实施水准测量的检核2.4.1水准点用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点。水准点按其精度分为一、二、三、四等，按国家规范要求埋设永久性标石标志。地形测量时需设置图根水准点，施工测量时需设置施工水准点，它们可采用临时性标志，如用木桩或道钉标示，或涂油漆标示。简记BM,图上符号2.4静.2水德准测量单路线形驾式闭合水准牵路线：从早一高级水动准点出发络，经过测援定沿线其伐它待定点递高程，最询后又回到镰原起始点焦的环形路享线。附合水通准路线殿：从一吃高级水知准点出若发，经夹过测定阀沿线其成它待定铺点高程惊，最后亿又附合竹到另一剖高级水议准点的荷路线。支水准路狗线：从一柄已知水准趣点出发，酒测定沿线碧其它待定罗点高程，侍不闭合也恒不附合，亩但为了校洋核必须往吊返测。水准网拍：由多些条单一北水准路蒸线相互灭连接构穴成的网厕状路线佣。2.4.往3水准捷测量的实鸦施方法：当构欲测的高映程点距水四准点较远蒜或高差很漏大时，就撞需要连续合多次安置恢仪器以测为出两点的侍高差。为袋测A、B点高差，疗在AB线路上故增加1垮、2、孟3、4洋等中间苹点，将AB高差分成臭若干个水凑准测站。远其中间点组仅起传递递高程的作湿用，称为怖转点，简写为TP。转点无固逆定标志，售无需算出杠高程。分类：等外水伤准测量三、四侵等水准颠测量2.4等.3.灯1等外水准押测量1精度适只用于图教根或一片般工程废测量。在离已碗知水准上点A适当距元离处(夏一般不忠超过1心00m)选择转点资1(编号ZD1或TP1)叛，安放尺垫挥，在A、1两点上分况别竖立水岗准尺，在因两点大致帜等距处安灭置水准仪晋，整平后敢瞄准后视胁点A，精平后读飞出后视读寨数为a1；再瞄准蒙前视点把1，精珍平后读哑出前视惠读数为b1，其高差妇计算如轰下，此称为一个饰测站的鸡观测，起其它测拉站也如亲此观测遭，并记仿录观测嫁数据填蹦入水准装测量手填簿。h1=a1-b1，h2=a2-b2，……，hn=an-bn∑h=摩∑a-贵∑b为提高券精度，伤一般采痕用“变然更仪器娱高”法痕或者“车双面尺俯”法观虹测2.4余.3.惯1等忆外水准酸测量2测站点号水准尺读数高差高程备注后视前视+-1BM.A1.4670.34327.354m已知TP.11.1242TP.11.8850.211TP.21.6743TP.21.8690.926TP.30.9434TP.31.3670.365B1.73228.469m计算检核∑∑a6.588-5.4731.115∑b5.4731.480-0.3651.1150.36528.469-27.3541.1152.4误.4源水准测分量检核测站检贵核变更仪栋器高/偷双面尺两次高烈差之差区<=6mm水准路线隔检核（高匪差闭合差烤）闭合水字准路线fh=∑h测附合水准鹊路线fh=∑h测-(H终-H始)支水准品路线fh=∑h往测+∑h返2.5梦四等水准购测量精度适舱用于区披域高程算控制或信施工控挨制测量情。主要技士术指标一个测站送上的观测规记录程序测站检刑核与计梯算2.5大.1修主要后技术指绣标1等级每公里高差中误差

mm路线长度

km水准仪的型号水准尺观测次数往返较差附合或环线高差闭合差与已知点联测附合或环线平地mm山地mm二2—DS1DiNi12因瓦条码往返各一次往返各一次—三6≤50DS1因瓦往返各一次往一次DS3双面往返各一次四10≤16DS3双面往返各一次往一次五15—DS3单面往返各一次往一次图根——DS3单面往返各一次往一次2.5廊.1朝主要俱技术指兽标2等级水准仪型号前后视距不等差mK+黑-红mm红黑面所测高差之差mm视线最长距离m中丝最小读数值mdm累积差∑dm二DS1≤1≤3≤0.5≤0.7≤50≥0.5三DS1≤3≤6≤1≤1.5≤100≥0.3DS3≤2≤3≤75四DS3≤5≤10≤3≤5≤80≥0.2五DS3大致相等——≤100—注：①二等水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m；②三、四等水准采用变仪高法观测单面水准尺时，所测两次高差较差，应与黑面、红面所测高差之差的要求相同。2.5言.2一欣个测站遵上的观目测记录果程序1双面尺法常一个测站值上的观测航顺序为（发简称为后醉、前、前墨、后）：①照准役后视尺庙黑面，弊读取上呆、下、兰中丝读炕数；②照准职前视尺党黑面，去读取上芹、下、甲中丝读昆数；③照准再前视尺田红面，穴读取中红丝读数症；④照准葱后视尺堡红面，叫读取中嫂丝读数是（每次舌读数前舟，注意别精平）明。总共观测弓记录8个蒸数据。至孤此，观测缓程序完成摸，应立即阔进行测站胞计算，共科计10个渐数据。检父核无误后李方可进行饿下一测站勿的工作。2.5.鱼2一个测疑站上的观甩测记录程恨序2-1+1+1-1+1-1+0.姐6-0.旁16.6涛111.但825前K21.其6700.5迫80-1.朽19议0-1.隆09预1后-前30.归930.回8+0.药7+1.纤36.0叔281.3括40前K11.2扶251.挣333+0.投215+0.咐116后-前23.木224.恨5-0.惰6-0.怜65.循9971.2誓09前K21.0框931.6帝46+0.翼45聚0+0.哑55臣1后-前23.谣522.爪9∑dd下丝下丝上丝上丝红面黑面前视距m后视距m-1.系09切0505.4形210.谅734后K11.裂9790.玩888ZD2∣ZD33+0.允11袋5506.韵2431.付456后K21.框4571.5哗78ZD1∣ZD22K1=4.筝687K2=4.兼787+0.教55内0506.4矛471.跑760后K11.菊3281.8闲75A∣ZD11备注高差中数(m)黑红面读狭数差K+黑-红缸(mm)水准尺大读数方向及尺号前尺后尺点号测站编舟号<=3mm<=8茶0m<=5m<=10m<=5mm2.5樱.3测僚站计算岁与检核每测站计顷算与校核毙如下：1.视胡距计算后、前视迈距离为：寺100×台（上丝-宾下丝），田四等应小虽于80米兔；后、前视娃距差为：d=后视距尺离-垂前视污距离后、前彼视距差杏累积差搂为：∑d=前站d+本站d2.同一水准渴尺红、黑乏面中丝读垃数差的校供核同一水玩准尺红呆、黑面邮中丝读驰数之差医，应等末于该尺泽红、黑在面的常涌数差K(4.载687或4.7侨87)，瓦即红面中幸丝读数=宇黑面中丝选读数+K。3.黑、红面筹所测高差默的计算与磁校核黑面高差熟=后视尺改黑面中丝茎-前视尺妈黑面中丝红面高梯差=后冲视尺红铲面中丝山-前视覆尺红面遍中丝检核：摸黑面高为差=红析面高差诊±0.傲100m，黑、红君面所测野高差之符差四等判应小于代5mm。高差中峡数等于黑花面高差绣加上加巷减0.单100m后的红面闲高差再除惧以2。2.6什水准示测量的竞内业计减算1.高抹差闭合味差的计侍算2.高株差闭合待差的改器正3.计算改正禽后高差hi=hi′+Vi4.计算各锈点高程H未=H已+hi2.6竖.1高差闭听合差的事计算水准路抖线的高班差闭合呜差为：fh=∑h测－∑h理，

其应威小于规定做的容许数比值，对于研图根水准吊来说，fh容=±4朝0*sqrt浙(L)（平地）对于闭合怪水准路线借：

∑h理=0，娃则fh=∑h测对于附合选水准路线演：

∑h理=(H终－H始)，赌则fh=∑h测－(H终－H始)对于支水些准路线：撕则fh=∣∑毫h往∣－∣蜘∑h返∣2.6纪.2高差闭合期差的改正高差闭邪合差的嫩改正是然按与距磨离或与蔬测站数醋成正比菜反符号联分配到因各测段驳高差中翁。第i测段高核差改正茶数按下率式计算古：Vi=－fh/L剑×Li或Vi=－fh/n潜×ni2.6.射3实例测点测段长度L(km)实测高差(m)高差改正数(m)改正后高差(m)高程(m)备注A0.8+2.785-0.010+2.77556.345已知159.1201.3-4.369-0.016-4.385254.7351.1+1.980-0.013+1.967356.7020.7+2.345-0.008+2.337B59.039已知∑3.9+2.741-0.047+2.694辅助计算fh=∑h－(HB－HA)=2.741－(59.039－56.345)=+0.047fh容==±79mmL=3.9km-fh

/L=-1.2mm2.7水羡准仪的检道验和校正一、水白准仪应贴满足的即轴线条齐件①圆水准外器轴平行衣于仪器竖绳轴；②十字鸡丝横丝窃垂直于芦仪器竖忌轴；③水准管敢轴平行于掘视准轴。2.7水浮准仪的检坑验和校正二、水准朱仪的检验撇与校正1.圆石水准器默的检验迎与校正检验：安置季仪器后拣，用脚雨螺旋调煌节圆水渠准气泡摇居中。馋旋转照的准部1猾80°场后，如芽气泡仍兽居中，驱则满足判；否则仅需校正颤。校正：用脚届螺旋校晕正偏离盾长度的丈一半，姐再用圆彼水准器疮下面的侄三个校粗正螺丝柱校正另从一半。灰反复检蜓验与校蔽正。2.十纯字丝分初划板的系检验与强校正检验：用十恳字丝横美丝对准俗一个点梳状目标布，水平丛制动螺炼旋制动泥后，用蹦微动螺胖旋使十猫字丝横粘丝左右谋移动，锅若点偏尽离，则门需校正愤。校正：打开目仪镜端护盖贼，松固定屡螺丝后，踢旋转十字参丝分划板座到正确位朝置。反复缸检验与校夜正。3.搅水准管晃的检验嘉与校正检验：在高键差不大椒的相距银约80佳米左右诊的地方管固定A、B两点，用幅变仪高法配或双面尺尖法精确测寒出两点高芽差；然后形将仪器搬氏至距其中丘一点最近满的地方，娃再测两点摆高差，若蜂两次高差饶值大于5mm，则需校正芦。校正：根据近昨尺读数和勿正确高差请计算远尺助正确读数胁，用微倾届螺旋使远眠尺为正确前读数后，若此时水准喂管气泡偏赤离中心位伤置，调节挡水准管校蚊正螺丝使红气泡居中惠。2.8水壮准测量误璃差与注意鸭事项一、仪笑器误差1.积水准仪释的误差挽——有斜视准轴狂与水准太管轴不盆平行的谱误差，翠望远镜辰调焦时焰运行误夏差，可凉使前后顾视距相双等加以苍消除。2.牙水准尺投误差—仪—包括植水准尺邪尺长误申差、刻幼划误差揭及零点连差等。音一般可秩成对使垦用并