土木工程测量讲义水准测量

第二章水准测量§2-1高程测量概述771一、高程原点我国采用黄海平均海水面作为全国高程系统的基准面，在青岛设立验潮站和“青岛水准原点”,其高程为72.2604m这个高程基准面和水准原点称为：

“1985国家高程基准”

青岛观象山水准原点772773二、高程测量的方法

水准测量—用水准仪进行高差测量,是高程测量的主要方法。

三角高程测量－用经纬仪、测距仪或全站仪测定两点间的高差。

物理高程测量－根据气压或重力与点高度之间的关系测定点的高程。三、地面点的高程高程（绝对高程、海拔）-地面点到大地水准面的铅垂距离假定高程（相对高程）-地面点到假定水准面的铅垂距离774高差

-

两点间的高程之差(无论绝对高程或相对高程)775四、水准测量的等级

分一、二、三、四等（按精度要求或控制范围）一等水准测量:

作为国家的高程控制,建立统一的高程基准,科学研究(地壳形变、地面沉降、精密测量）二等水准测量:

作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量三、四等水准测量:作为小地区高程控制；普通工程测量；地形测量§2-2水准测量原理测量A、B

两点间的高差h，在A、B

上竖立水准尺，用水准仪构成一条水平视线，该视线在两尺上取得读数a

和b

。则A与B

的高程之差：hAB

=

a

–

b（高差

h

有正有负）如已知A点高程为HA

，则B点的高程：

HB=

HA+

hAB776777水准测量原理当Da=Db时，水准仪至两支水准尺等距

中间法水准测量778连续水准测量（连续安置水准仪的测量方法）

两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若干个转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。hAB

=

h1

+

h2

+

….

+

hn

=

(a1-b1)+(a2-b2)+….+(an-bn)

=

a

-

b①②③④⑤h1h2h3h4h5hAB一.水准测量的仪器与工具779§2-3水准尺和水准仪一、水准尺和尺垫

单面尺－水准尺仅一面有分划

双面尺－(黑面,红面，尺常数

4.687m或4.787m）用于三等以下水准测量。

塔尺－可伸缩，伸足为3米、

5米，用于一般工程测量。

尺垫－在转点上立尺用。

尺垫

—

转点处立水准尺，用生铁铸成中间突起的三角形基座，防止立尺沉降，引起高程变动。77102.水准仪7711二、水准仪水准仪等级(精度系列)：

S05S1S3S10

型号下标：毫米数，表示

1公里往、返测量的高差平均值的中误差。水准仪构造(主要部分)：望远镜水准器支架基座S3水准仪外型

S3水准仪－

主要用于地形测量和普通工程测量

7712望远镜望远镜水准管支架支架基座基座圆水准水准管的校正螺丝像片7713目镜调焦环缺口和准星物镜调焦螺旋水平方向微动螺旋圆水准器水准管校正螺丝微倾螺旋脚螺旋气泡符合观察镜S3水准仪属于微倾式水准仪

按圆水准器初步置平仪器→旋转微倾螺旋→管水准器气泡居中→视线水平7714微倾置平系统：微倾螺旋管水准器符合棱镜水准气泡观察镜圆水准器微倾螺旋管水准器符合棱镜气泡观察镜7715水准管及符合棱镜结构图符合棱镜水准管水准气泡观察镜圆水准器微倾螺旋符合棱镜系统使水准气泡两端成象在一起，便于观察。若直接用肉眼观察则因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差，并要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中。用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。7716符合棱镜的设置符合棱镜的观察窗口气泡居中气泡未居中三、水准仪的使用安置水准仪,用连接螺旋把仪器固定在三脚架上。（一）粗平根据圆水准器气泡，用脚螺旋粗略置平仪器；（二）瞄准将望远镜对准水准尺，进行目镜和物镜调焦，使十字丝和尺像清晰；（三）精平旋转微倾螺旋，使水准管气泡严格居中；（四）读数按十字丝的中横丝在水准尺上读数。7717水准尺读数方法：

用十字丝的横丝在水准尺上读数：

米,分米,厘米,毫米每次读四位数,首位米数是“0”也必须读数和记录，例如：

0875表示是0.875米，或875毫米。7718尺上读数1575水准管的校正螺丝像片7719圆水准器脚螺旋（一）粗平用连接螺旋把仪器固定在三脚架上，固定两个架腿，动第三个架腿，使三脚架架头大致水平；转动脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。7720根据圆水准器用脚螺旋整平仪器（左手拇指法则）123321相对转动脚螺旋1、2使气泡向右移动转动脚螺旋3使气泡向前移动（二疼）瞄萍准物镜的烂作用：区使目标犁成象。7721目镜的部作用：龙使十字碰丝和目澡标象放拔大。十字尊丝固掌定。么为了鞋使仪棚器适否用于展不同闯视力催的人她旋转功目镜愧可以希使其家前后脏移动,称为目镜调住焦。转动温物镜巴调焦暖螺旋永，使例远近首不同邀的目秧标都刻能成号象于邪十字彻丝平倡面上嗽，称喝为物镜调战焦。视差：如果府目标象膨没有落灵在十字是丝面上绘，则当索观测员筝的眼睛礼上下左瞧右移动喂时，会汁感到目萝标象与第十字丝虑之间有社相对移皂动。这巩种现象坡称为视差，视董差影祥响瞄谱准的覆精度可。重岗新进洪行目闸镜调代焦和协物镜著调焦弟，使输其都怕十分吨清晰挪，可贸以消除视颗差。视差7722视差懂现象脆：眼睛在娇目镜前索上下左脸右微动建时，十字丝板与目标帐的像也拌有相对围移动。视差慕产生铜原因塌：望远吼镜内摇目标戏像与丈十字女丝分划板逼未重合跌。消除醒视差僵的步猎骤：目镜挪调焦堵，使叉十字延丝最廉清晰循；物镜调调焦参，使队目标闲像最老清晰因，可饶以消涝除视摩差。十字丝睡与目标培像重合十字丝贷与目标糟像未重奶合符合棱行镜系统把水准觉气泡两端成蜻象在妥一起便于加观察休。7723（三膝）精平（用墓微倾谅螺旋选使水略准管骆气泡壮符合搬）气泡居扭中气泡粥未居板中微倾椅螺旋弱转动乐方向用符合源棱镜系甲统观察,能精确尝判断“愚气泡居炮中”。（用区星格式盼水准鸦尺）7724（四）谦读数水准蚊尺的颠分划窄不是量线划逝式而脑是区经格式(1览cm为一区傻格)。区格分的边肃缘是或分划承的位裙置，狸区格庙内的水毫米下数用磨“估肢读”喇方法。水准尺愈读数：1.5麦75（15垂75）瞄准与裤读数7725

bc对水怕准尺值的瞄土准与超读数纵丝副瞄准剃尺子榨中线（望远轨镜正像字）

a读数0747读数

6254读数1535正像望握远镜，垒在水准英尺上“锋从下往布上”读告；倒像望钓远镜，耀“从上搂往下”探读。米(m)位与分挎米(dm越)位直读明标尺上现的数字侦，厘米荒位(c寒m)为数差格子溉而得炊，毫而米(m英m)位为寇估读扬。水准尺梯读数精猎度关键故在估读滤的毫米瓜位！7726倒像个望远询镜对双面盛尺读占数双面纪尺红灿黑面搬读数旨差为62黄95-1涌60克8=46季87，称为“尺常滤数”7727倒像望肝远镜在坛区格式锯水准尺掏上的各跨种读数坏：7728四、自动倾安平耀水准面仪（一革）自动辟安平郊水准白仪的揪特点1.没有水召准管和晴微倾螺机旋，望糊远镜和逆支架连成一博体；2.测量时卷，只需侍根据圆求水准器寒粗平仪明器，视线的仇精平由西补偿器样完成。3.操作挠方便冬，有岸利于控观测隙得的荐速度岁和精贫度。DSZ它2自动安摊平水准谊仪7729目镜目镜物镜测微螺扛旋物镜调秩焦螺旋水平捕方向微动久螺旋测微详平行玻璃块板物镜调杏焦螺旋圆水论准器DS紫Z2水准沈仪DS记Z2加装测盏微器7730（二趁）自动安掉平水准车仪基本僚原理（利用犹重力的征补偿器耕使视线凝精平）补偿条叉件：视准摇轴水螺平视准招轴倾已斜使水伸平视妙线经狗补偿夏器仍到达队十字丝条中心水平决视线Zei董ssRe到ni沸0姥02事A精密自露动安平拿水准仪7731物镜物镜调焦螺旋测微螺首旋操作根按钮圆水准助器观察镜水平选方向微动杠螺旋脚螺旋目镜调焦螺旋00泼2A自动锤安平括水准浪仪内丽部结勒构（光学棚部件迟的光锯路和掠补偿炒器）7732目镜物镜重力补偿阵器圆水准进器测微拌系统反射镜电池7733用自驴动安壮平水玩准仪沿山幻玉区道请路进奔行精屋密水徐准测伞量§2-恢4水准测何量的方底法及成瓦果处理一、骨水准矛点和里水准嫂路线（一定）水找准点永久性俊水准点森埋设要造求：地基稳工固地点菜隐蔽能长划期保盏存便于律观测7734代表高程的球面标志（二傍）水准路吩线1.支水宝准路甘线2.闭合水左准路线3.附合水竖准路线7735高程扬已知切点和待定判点的各种挡布置形炮式:二、水姐准测量殃方法（一）厚两次仪蜡器高法(安置鉴两次灰仪器巷，高娘差>10c朵m)已知HA，求HB，两次京测得悔高差踢：7736a1ba2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2=f≤±5港mm1容许抛高差框之差宜：两次高渔差取平覆均ABh两次轮仪器升高操再作方窝法每站观矩测两次犁高差，泉以检核啊观测数庭据的正发确性,两次钟不同三仪器闯高度新的水穿平视状线,对后例视和年前视坏水准娱尺读绣数(改变仪品器高度应在10厦cm以上)两次高跳差之差穗应小于5mm番,否则顶应重慕测；观测成驶果合格弱，则取霜两次高秆差之平竟均数。观测步羊骤（顺女序）：后视您前视(改变开仪器婶高）前视劫后视上述观崭测顺序圾简称为“后—前—前—后”77377738测站点号水准尺读数高差平距高差改正后高差高程后视前视1BM.A113413.4281011TP11677-0.5431554-0.543-0.5432TP114441624TP21324+0.1201508+0.116+0.118表2-2水准测泽量记录(两次蓬仪器扔高法)①②③④⑤⑥⑦一站斧的操蜂作程孕序:后视读丝式数前视床读数计算第响一次高管差计算胡第二乡丰次高杠差计算揪平均下高差前视互读数后视读摇数二、水开准测量扒方法（二）什双面尺组法用黑顽红双蹈面水拔准尺久，在讨尺子臭两面唐读数灭。已知HA,求HB7739a1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2=f≤±5m废mABh双面尺著法操作键方法读取察每一辛支水色准尺摧的黑非面和悔红面眨分划谨读数潜，前鸽、后视尺的浅黑面读绿数计算掉出黑面皇高差；企前、后鸦视尺的军红面读数计算卡出红面乞高差，两次高固差之差陕应小于±5嘉mm；同一喜尺的侍红黑乱面读声数之差应小诱于尺常愚数±3突mm；否含则，角该测捷站读期数应秘重测还。观测仅成果岂合格咬，则氧取红财、黑岔面高绕差的哥平均说数。7740观测小步骤麦（顺夕序）字：①瞄潜准后视短点水准弦尺黑面搜分划→尼精平→魂读数；②鸭瞄准汽前视我点水彼准尺阁黑面钩分划豪→精倦平→备读数既；③丈瞄准鸟前视抄点水方准尺活红面俘分划值→精扁平→茎读数活。④姜瞄准嚼后视父点水量准尺洋红面阵分划框→精每平→劣读数拼；上述观茫测顺序向简称为没：“后—前—前—后”7741测站点号水准尺读数高差平均高差改正后高差高程后视前视1BM.A11253.6885911（4785）TP1（4786）0876+0.2495661+0.250+0.2502TP113186103（4786）BM.B（4785）1006+0.3125792+0.311+0.3124.253表2-蚊3水准测肉量记录县（双面斗尺法）①②③④⑤⑥⑦一站的府操作程静序:后视岁黑面桑尺前视斗黑面降尺计算咬黑面摩高差计算红锡面高差计算象平均版高差前视红足面尺后视红具面尺计算尺早常数计算敏尺常寺数⑧⑨§2-串5水准仪糕的检验件和校正水准仪朵的轴线拳：望远梁镜视候准轴水准电管轴纵轴圆水准字轴7742一、水准蚊仪的其轴线困及其兔应满流足的煮条件睛：水准仪孙轴线的旺定义:视准轴：十字久丝中心应与物镜些光心的绕连线CC1水准管股轴：经劈燕过水枕准管慌零点咏的切悔线LL1纵轴:仪器埋旋转透轴VV1圆水准亡轴:经过晕圆水准管掉球面中心的口法线L'L‘17743水准仪送轴线应猜满足的敌条件:（1）圆水种准器轴匹平行于仪健器纵狼轴：L´酬L´1∥VV1（2）十字粘丝的横飞丝垂直蔬于纵璃轴（3）水准已管轴平放行于视叫准轴纷：LL1∥CC177441二、皇水准部仪检份验和染校正（一研）圆叙水准接器的阻检验货与校年正1.圆水锄准器刺检验站：（如根何发萍现误际差？疫）（a）将樱圆水孤准器讽气泡湾居中喜；（b）将仪单器绕纵乏轴旋转180度。如枯果气泡饭仍然居刷中，则苦圆水准孕器轴平塞行仪器粘纵轴。厕否则，怜圆水准泪器轴不垒平行仪秒器纵轴爬。77452.圆水倾准器峰校正先略松耳固定螺继丝，然圣后转动锣校正剑螺丝鼓，使债气泡返回移内动量的幅一半。（气泡名移动量述一半代肌表纵轴魔的倾得斜度虹。）重复上项述检验臭和校正袜一二次，梯使误差妖尽可能小，最后转稠紧固定袄螺丝。7746圆水荡准器图校正件螺丝(4查)圆水准雪器固定帅螺丝(3故)（二培）十摇字丝顺的检邮验和丝式校正1.检验用圆水圈准器使序纵轴垂足直后，予用十字旺丝的横危丝照准艇某一清晰目仍标P。用撑微动绑螺旋处左右来转动版望远愧镜,如果怜十字变丝的横续丝一较直不知离开叠目标挖，则处横丝脆水平稻。否蠢则需镜要校奶正。2.校正松开十松字丝环的固定众螺丝，转动岗十字示丝环笛，使横睁丝水特平，转紧固挤定螺丝备。7747水准下管的烈校正泪螺丝奥像片7748需要校正十字丝时，逆时针转动而卸下望远镜目镜罩，即可看到十字丝校正螺丝。十字冻丝的衰校正（三除）水党准管骨轴平波行于匙视准厨轴的画检验厘和校蒸正检验：在相距60～80避m的A、B两点上富竖立水茅准尺，水准恼仪架毕于中弄点C，两哈次测尿量两浅点的遍高差猎作为岔标准值h1，把仪器促移至一凝个端点B，再测陡量两端悟点的高差h2。7749水准天管轴页不平堆行视搬准轴拍的校带正如果h2＝h表明欠水准凉管轴荣不平辽行视蜡准轴裹，引夸起远青尺读数h2有误望差。细而近牺尺上扒的读谎数受则视准导轴误绪差的证影响很小，茂因此h1是正遇确的。校晒正方柏法有杨二：7750这时水交准管轴愿随着倾紫斜，用水准透管的上野下校正尖螺丝(图中4,5腿)使气盈泡重诞新居跌中。11.校正水退准管(方法一)转动术微倾古螺旋法，使望远装镜中逮横丝嗽对准竿远尺的正确桥读数：2.校正蜡十字累丝(方法二)拨动澡十字挡丝上作下校掘正螺蔑丝使杰横丝水对准氧正确荐读数珍。水准民管的拘校正嘱螺丝扔像片7751用校正针拨动上下一对水准管的校正螺丝校正亮水准熊管(方法一)水准管多的校正馆端77522134十字岛丝下校正螺树丝十字猴丝上校正螺帐丝校正倚十字敌丝(方法忧二)②调梳整十馆字丝倦环上桥、下职校正屈螺丝药，使山横丝许对准梨读数a2′,使CC水平,从而狐使LL//CC。①保口持水则准管头气泡尽居中,即LL水平厌；卸枪下望坦远镜目镜罩灰；十字丝足环（一俘）精灿密水绳准尺精密水陶准尺特去点：木质畜尺身因瓦钢喷带分划伴式长劳度刻寒划左右两缠列注字7753§2-塌6精密水杀准仪和离电子水末准仪一、精顽密水准困仪和水殊准尺特点:水准管笋格值小(τ=限10″叹),气泡直符合末精度声高；望远镜广放大倍妖率大：V＝30凯×～40×瞄准精膊度高：（≈15抖″/V）测微器迎精细,读数精度蚁高：高倍停放大＋楔形拨丝夹酸准分灭划＋平行玻格璃测微7754（二）精密泽水准畏仪7755WIL巨DN载3、精密令水准尺WI殖LD洋N3精密水孟准仪精密水准尺WI郑LDN3水准仪库的内部末结构7756精密水篮准仪的咬水准尺申读数水准尺：因面瓦钢犁带上化印制惠分划城式刻泡划水准仪身读数：高倍叔瞄准，换平行玻渡璃板测欲微7757精密水准错尺测微绣平行械玻璃测微螺旋测微尺7758N3精密水解准仪读店数示例:用测蚀微螺今旋使啦楔形京丝夹顷准尺控上某没一分酿划望远镜借视场读驾数1.膛94病m测微骗器视辩场读俊数0.0旅036百8m水准者尺完廉整读爽数1.鸭94厨36错8m7759二、电子捧水准并仪和灾条码五水准堪尺（电子串水准贿仪又称数字伯水准岩仪）电子冰水准挤仪功营能：①具有玩自动安卵平功能概；②自动旦显示水迁平视线葡读数和珠视距；通过物企镜获取芹水准尺葬图象，投通过仪器的秧图像处般理系统帅，将图汉象信息转换淡成数漫字显孕示，巨和数阅据记翻录；③能箩与计邪算机术实现替数据下通讯理。因此，与基本避绕免了人播为的观还测误差（视差血、水准三器精平条误差、板瞄准误差、读鲜数误差拔和记录耳差错）俗。电子水观准仪图7760电子鸭水准迎仪－SD旺L3醉0M条码水准尺测量延键显示俯屏目镜操作按勾钮7761瞄准时要求十字丝纵丝位于条码带上电子句水准借仪对辩条码非尺的纤瞄准7762条码斑水准尺的竖蕉立、支撑和惯尺垫放辞置。7763天宝Din杨i12精密电观子水准蹈仪7764Din未il2的主咳要特黑点:水准测践量精度0.3商mm/km～0.录7m绿m/km；PC殃MC刘IA数据存负贮或在陵线数据崖存贮,静态佛的30丸cm电子扫视场;补偿尚器置宅平精殖度：0.仙2″珍/0.级5″望远镜轨放大倍绪率：32×/抱26篇×字母与眯数字键刮盘；能进储行线孕路平饱差计算竿。7765主要特尘点测量胳精度替：0.6穷mm～1.单0m归m/迈km内部漏数据倡存贮垄：200仿0个点您观测筹数据电子视叉场：1°2温0′补偿器露置平精倍度：0.赌3″放大哥倍率贡：32×索佳SDL散30电子水惯准仪其改梢进型欲号为SDL惩1X电子水莫准仪SD卡L1康X在进停行遥渐控观和测7766遥控器观测视朴线7767电子邪水准耻仪SDL1X的测候量屏仍幕(与传士统的园水准毙测量才记录碑格式排相似)B-后视(B纽奉ac块k)F-前视(F改or箱wa坛rd竭)BFF挣B–观测估次序好为后,前,前,后后视井屏幕前视屏局幕自动计殿算屏幕(1)自动撤计算失屏幕(2黑)§2傍-7水准赏测量务的误圆差分死析水准测弹量测量伸误差主煮要有四蛋种：①仪孩器轴渡系误揪差影愉响钞②仪摔器置掌平误色差影贷响③水移准仪鹊下沉乒影响厕④嫁水准龄尺倾部斜和趟下沉懂影响7768水准仪婆的轴系歇误差影哑响主要逆是准妇管轴课与视霉准轴吊不平哨行(i角误级差)LL∥CC观测被时尽栽量使处前后视距飘相等什，以湾抵消轴系镇误差子。水准姿仪置且平误恨差的芳影响设水准练管分划掘值τ＝20装″／2mm，水准们气泡偏贩离居中0.5格,则100搭m的视歪距引幻玉起读酸数误贼差：10挨0×丽0.犯5×久20院/2樱06烛26霸5＝0.0使05m＝±5m芳m7769必须薯精平公仪器骨，使胸水准申管气简泡严低格居维中。惕对于赴自动精安平五水准寸仪，壤必须粒注意北补偿棒器的常自由茅悬挂装。水准尺漆倾斜和虎下沉影伟响水准尺殖必须竖讨直，水钓准尺在欺视线方诵向倾斜良，观测翁者不会筐发觉。匪视线越童高，影纹响越大袍。当观膀测者瞄董准水准辉尺时，但尺上的匙圆水准收器气泡评必须居税中。水准扯尺下极沉，茧使尺鼓上读晕数增包大，卸产生献读数过误差村。水酱准测黎量的莫转点厅需用财尺垫卖，尺萄垫必铜须踩圆实，臣才能龟避免嚷沉降炭。77