土木工程水准测量高程要点图文解读

第二章水准测量高程测量概念（HeightMeasurement）

根据已知点高程，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(trigonometricleveling)3、气压高程测量(airpressureleveling)4、GPS测量。(GPSleveling)

水准测量是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量的精度较高，所以是高程测量中最主要的方法。

三角高程测量是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾斜角)，然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测量一般精度较低，只是在适当的条件下才被采用。高程基准面:通常采用大地水准面即平均海水面作为高程基准面。“1956黄海高程系”:解放后我国采用青岛验潮站1950～1956年观测结果求得的黄海平均海水面作为高程基准面。----72.289m:水准原点作为全国高程测量的基准点。“1985国家高程基准”:1952～1979年的观测资料，计算得出的平均海水面作为新的高程基准面。------72.260m。高程控制点称水准点——BM(BenchMark)。标石水准点、墙脚水准点、简易标志水准点。§2.1水准测量的原理

水准测量是利用水平视线来求得两点的高差。

水准尺、水准仪

高程：地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，当该地面点在大地水准面之上时取正值，反之取负值。高差具有方向性，其值可正可负。A——后视点a——后视读数B——前视点b——前视读数1、A、B两点间高差2.B点的高程3.视线高程大地水准面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向§2.2水准仪和水准尺微倾式水准仪自动安平水准仪数字(电子)水准仪我国的水准仪系列标准分为：DS05、DS1、DS3和DS20水准尺：尺垫：一、DS3微倾式水准仪的构造在一般水准测量中使用较广的DS3型微倾式水准仪由下列三个主要部分组成：

望远镜它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数。

水准器用于指示仪器或视线是否处于水平位置。

基座用于置平仪器，它支承仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向转动。1.望远镜十字丝分划板视准轴——视线十字丝分划板视准轴——视线2.水准器(1)管水准器又称水准管用于精平(2)圆水准器圆水准器的分划值，是顶盖球面上2mm弧长所对应的圆心角值，水准仪上圆水准器的角值为8′至15′(R=0.46～0.86m)。用于粗平特性：气泡始终向高处移动。二、水准尺(levelingstaff)与尺垫(staffplate)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。

尺垫(staffplate)

放在转点上，以防水准尺下沉。三、DS3微倾式水准仪的使用

操作程序：粗平—瞄准—精平—读数1.安置水准仪

首先打开三脚架，安置三脚架要求高度适当、架头大致水平并牢固稳妥，在山坡上应使三脚架的两脚在坡下一脚在坡上。然后把水准仪用中心连接螺旋连接到三脚架上，取水准仪时必须握住仪器的坚固部位，并确认已牢固地连结在三脚架上之后才可放手。2.仪器的粗略整平-----圆水准气泡居中

左手拇指法则，或右手食指法则：(1)先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋；(2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转方向应相反。(3)气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致。图形：粗平的操作方法示意图

a123b312c312规律：

气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。3.照准目标

准星瞄准目镜调焦、物镜调焦使十字丝竖丝照准水准尺

视差：当观测时把眼睛稍作上下移动，如果尺像与十字丝有相对的移动，即读数有改变，这一现象叫视差。其原因是尺像没有落在十字丝平面上。消除视差的方法是先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节物镜调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上。

4.视线的精确整平粗平→精平每次读数前都需要重新使气泡符合5.读数用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数，所以每个读数必须有四位数。图形：水准仪读数实例水准仪读数实例625214780721

bc

a1.扶尺目的衬将水好准尺立萝于测点贵上，并认处于铅辜垂线位挎置。操作颂扶尺钉员应扑站在旱尺后鞭，双能手握缘瑞住把勒手，召两臂鞋紧贴公身躯丛，借弃助尺匙上水齿准器墨将尺聋铅直蛙立在纪测点仔上。五、扶究尺和搬行站2.搬站目的头将仪腔器顺利蓝、安全合地转移陵到下一榨测站。操作测严禁婆将仪器扯扛在肩明上搬站堡，防止中发生仪曾器事故犬。§2械.3水准椅测量总的实荐施一、避水准衫点(B袜en帝ch郑M盟ar拜k)通过短水准锹测量冤方法录获得粘其高治程的井高程道控制五点，匪称为录水准霉点，盒一般浮用BM表示。野有永久埋性和临干时性两肤种。水准点榴示意图二、水追准路线(le愧vel既ing待li灰ne)1．闭合爹水准路园线(cl条ose掌dl尸eve缘瑞lin恢gli蚕ne涝)由已该知点BM—粒—已知仗点BM

1BM

2

3

4前进方向2．附敌合水相准路狂线(a蜜nn比ex挠ed是l鉴ev答el皱in窗g底li两ne盟)由已知兽点BM钩1—愧—另一幼已知坟点BM2BM1BM2

1

2

3前进方向3．支耻水准说路线(s邻pu僻r悟le肤ve篮li智ng岩l巷in根e)由已银知点BM—秩—某一好待定枝水准栽点2。BM

1

2前进方向三、水欢准测量宗的实施栽（外业音）

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.5431若A、B两点效间布证设一到些过哀渡点按（转僚点）TP扔1、TP共2、TP3丙…，将其纤分为n段，犁则用迹水准胶仪分悟别测维得各份段高宣差为h1，h2内…这hn发;2水准蚁仪安僻置在禽离前柄、后壮视距洲离大寸致相摇等之危处。3为及时喉发现错汤误，通值常采用巧“两次理仪器高专法”或祖“双顿面尺法岭”。两次仪贡器高法碰：高差兰之差h-h5mmhAB=h1+h2++hn=(a1-b1)+(备a2-b2)++(摸an-bn)=a-b当两蹦点相纺距较鸣远或院高差畏太大遭时，领则可勿分段佳连续迷进行薯，从高图中辩可得逆：测站:架设仪落器的点场位转点项：转样点起萝传递辩高程品的作殃用。

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.5434水准测赞量实施艇与记录歌对照图123BMATP旧1TP美1TP2TP2TP3113剥416艘77144御413跃2418贤2208巴76-0.需543+0.声120+0.粗946水准提测量旦外业四的操葡作演锋示四、水苦准测量您成果的挤检核(一)测站检米核1.两次抵仪器督高法2.双面猴尺法同一管测站骆，不惩同仪蓬器高妄。△H>1硬0c筒m△h高差榴之差怕≯6mm同一驴测站森，同帮一仪醋器高怎。检核：均△h同一点咽≯3mm△陵h科≯5租mm(二)计算检孕核[h]淹=篮[a]址-[b茄](三)水准路月线的检哲核1.附合季水准戚路线附合姥水准蜻路线恩的高程废闭合促差为：高程毫闭合叼差的震大小舍在一芦定程翠度上泰反映狮了测误量成旁果的路质量翠。2.闭合践水准呢路线3.水准仰支线理论上聋有：一般视水准恢测量利的容确许高优程闭奏合差块为：铁路线涂路水准蹲测量的义容许高独程闭合册差则为秩：五、水准测挖量成果谦整理步袜骤（一）涂、计算疼高差闭槐合差(cl扰osi也ng普err还or)公式：故对于直闭合水婚准路线略，有：对于附批合水准刷路线，块有：（二庭）分霜配高朵差闭肢合差1、计算猜高差闭增合差的垄容许值骗（tol扁era汇nce）对于普仿通水准墨测量：式中，fh容——高差闭券合差限食差，单鼓位：mm；L—给—水准路中线长度来，单位煤：km；n—判—测站数。判断佩：≤？2、分配们原则按与绞距离L或测站沈数n成正柏比原鱼则，迈将高塑差闭爽合差摄反号银分配却到各司段高耀差上棕。或（三兵）计群算各品待定芳点高宝程用改拳正后房诚的高茂差和浪已知洽点的角高程她，来版计算观各待独定点岭的高里程。改正兵后的赶高差州：待定统点的涨高程（递推杨公式）乖：六.水准测舞量成果资整理实唱例【例】如图按戒图根水酱准测量奇施测某前附合水绸准路线隙观测成雨果略图歌。BM灰-A和BM-奋B为已知锅高程的割水准点质，图中冻箭头表杜示水准删测量前贷进方向扑，路线俘下方的务数字为厅测得的控两点间拥的高差(以m为单鲜位)，n为测帝站数妹，试联计算皱待定假点1、2、3点的铺高程桥。1342首先：绳将检查轻无误的秤野外观厉测成果部（即各岔测段的植测站数ni和高阴差值hi）以及已警知数据欧填入计搬算表；A123B734620+4吐.3卖63+1笨.2返63-3.聋121+2枯.4唇13+4.隐918第一袍步：蹲高差幅闭合悟差的创计算fh=+拼24阻mm第二步洪：高差角闭合差扣的调整-8-5-4-7-24第三步壁：待定扶点高程遭的计算根据运改正欠后的肌高差hi，由起始费点A开始，杨逐点推雁算出各耕点的高眯程，列娇入表中船。如：H1=HA+h1=5困8.贩01灿2+孔4.鲁35乐5=沙62甲.3重67苗m+1叮.2该56-3始.1区26+4.坟894+2.房诚409+4楚.3倾5562.品90661虽.6拖5064眯.7塘7662厦.3累6758锣.0麦12各测段抄实测高愈差加改柿正数，居得改正自后的高效差hi§2.滨5水准仪丑的检验偷和校正一、水踩准仪轴垃线应满绕足的几怨何关系水准当管轴LL∥视准轴CC圆水径准轴L’碰L’棋∥竖轴VV横丝顶要水丽平（哥即：⊥VV）CCLLVVL'L'水准仪霞轴线的问的几何梦关系操奖演示二.水准轰仪的耽检验芳与校简正（一）迟圆水准毅器的检针验与校箭正1、检验酷：气泡杏居中还后，光再将生仪器忌绕竖授轴旋予转18框0°，看朋气泡巡寿是否练居中射。2、校正纠：用三个妻脚螺旋犁使气泡君向中央骂移动一昨半,再用泥三个幕“校洋正螺论旋”醉，使描气泡插居中蜘。圆水倦准器恋的检倦验和像校正努的原甘理圆水滤准器光检校盼的操衔作演殊示（二）支十字丝尖横丝的字检验与弊校正1、检护验：整平后海，用横文丝的一衬端对准毙一固定功点P，转动微视动螺旋犯，看P点是慎否沿光着横云丝移傅动。2、校套正：旋下目弄镜处十棵字丝环屑外罩，彩转动左冈右2个“校春正螺丝彼”。十字宣丝横钥丝检气校的编操作最演示（三糖）水返准管四轴∥视准振轴（i角）的侮检校1、检们验：（1）平亲坦地痰上选A、B两点，火约100港m。（2）在中点C架仪委器，帮读取a1、b1（3）在列距B点约2—旺3m处架仪祖，读取a2、b2，得h2=蛋a2-占b2。若h2≠叔h1桑,则水准窃管轴不萄平行视棕准轴。①h1无误差②b2的误差可忽略不计。说明：对S3水准仪，若i>20"，需校正。

（4）按下式，可计算出i角：原因？2、校正校正焰水准区管旋转挺微倾稠螺旋背，使归十字纳丝横赴丝对甩准(a2’=椒h1+b2)，拨动舰水准抄管“介校正踩螺丝猎”，闪使水其准管遗气泡嗓居中恭。水准触管检三校的白操作焦演示§2.辩5水准测画量的误欣差及其败消减方阵法一、脂仪器肆误差(一)视准轴瘦与水准兵管轴不剥平行引切起的误歪差(二)调焦引圆起的误驶差(三)水准刚尺的坝误差二、观顺测误差(一)气泡妨居中顶误差(二)估读水匠准尺分答划的误尖差(三)扶水绒准尺班不直衫的误齐差三、医外界肚环境你的影撕响(一)仪器料下沉主和水恳准尺知下沉械的误脚差1.仪器条下沉叠的误拍差2.水准尺肺下沉的乏误差(二)地球曲恼率和大位气折光耳的误差1.地球霜曲率只引起啄的误冒差2.大气折船光引起职的误差(三)气候懒的影集响§2贪.6三、四逮等水准旗测量(l牲ev秒el赏in焰g遭su快rv遇ey羞in弄g)一、译三、黎四等散水准裤测量欺要求（一咸）适栽用：伯平坦宾地区危的高凤程控辟制测车量。（二喘）精层度技抚术要剧求：

表一：三、四等水准测量测站技术要求

等级视线长度(m)前、后视距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读数差(mm)红、黑面高差之差(mm)三等

≤65≤3≤6≤2≤3四等

≤80≤5≤10≤3≤5表二某：三栏、四仙等水灿准测齐量主要技术近要求等级啊每公愈里高箱附合抬路炕水准激仪散往鲜返测呀高怠附合阶路线抗或差中误究差座线长度懒级别雄差不符卸值环晨线闭合服差(mm泼)廉(km绸)莲(m线m)胖(mm脖)三等6柳4垒5骗S1或S312R±12L或4n四等10斯1内5冻S1或S320R锄±20L或6n注：R为测鞋段的到长度乡丰；L为附铜合路榆线的恐长度苗，均被以km为单位摇。二、蛋每站侄观测欠程序（1）顺序缓：“后前前杨后（黑寻黑红红妹）”；运一般一