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.送4.赤1撑水准宇点用水犬准测幅量方锻法测留定的源高程从控制厨点称甜为水涂准点蜘。水夕准点性按其挎精度卧分为波一、凭二、躁三、碧四等左，按柔国家扩规范凑要求琴埋设妥永久形性标效石标索志。地形体测量岩时需末设置摘图根格水准唱点，抗施工蠢测量谨时需沙设置滤施工盲水准烛点，客它们余可采戚用临肯时性狱标志想，如渐用木蹄桩或铸道钉驶标示脊，或哈涂油艳漆标析示。简记BM租,图上板符号2.叶4.狡2水阁准测疲量路倘线形明式闭合防水准栽路线犯：从雄一高掘级水送准点浙出发妨，经节过测添定沿止线其页它待裳定点圣高程粮，最指后又技回到挎原起磨始点能的环悄形路口线。附合润水准控路线讽：从撞一高浓级水妻准点飘出发洽，经猫过测哄定沿梢线其挤它待荷定点瞧高程双，最求后又震附合习到另帖一高脉级水吗准点锤的路升线。支水裁准路烦线：枕从一痛已知劲水准殿点出漫发，迅测定桂沿线篮其它摆待定化点高演程，段不闭舅合也语不附靠合，臣但为墓了校浇核必编须往储返测遥。水准醋网：弹由多寨条单绿一水然准路钞线相核互连犹接构针成的蛙网状宇路线天。2.华4.琴3越水准泥测量郑的实谜施方法正：当秧欲测手的高吊程点银距水乒准点配较远上或高志差很辜大时筑，就港需要搬连续幅多次亡安置较仪器植以测店出两雄点的迁高差化。为榴测A、答B点高俘差，接在AB线路榆上增疫加1晚、2论、3恋、4顾等中纳间点祥，将AB高差敌分成谜若干石个水叨准测方站。另其中枝间点督仅起横传递欣高程稿的作宵用，伶称为悉转点，简写梁为TP善。转点局无固假定标未志，西无需货算出垮高程让。分类眨：等外侨水准好测量三、适四等仔水准挺测量2.醒4.第3.赚1等外叮水准晋测量沫1精度后适用毅于图都根或新一般跑工程禾测量捉。在离沫已知小水准邮点A适当天距离胞处(辣一般顽不超邀过1犹00m)选择肾转点液1(肿编号ZD贝1或TP回1)犹，安放恢尺垫胃，在A、施1两点概上分满别竖沙立水手准尺摸，在改两点掏大致蔽等距味处安辰置水郊准仪碌，整魔平后牺瞄准虚后视就点A，精平渣后读熊出后嘉视读费数为a1；再瞄驱准前止视点雾1，作精平陕后读桌出前驾视读报数为b1，其高叫差计碌算如辜下，遣此为争一个盆测站出的观仰测，束其它个测站装也如悄此观举测，患并记材录观醉测数裂据填丑入水拣准测炸量手眠簿。h1=a1-b1，h2=a2-b2，……田，hn=an-bn∑h盘=尝∑a粮-裳∑诞b为提抛高精堂度，用一般授采用念“变聚更仪毁器高苹”法刷或者乖“双受面尺箭”法廉观测2.浆4.脂3.棚1怨等外山水准浇测量伯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.纺4.范4沃水准砌测量躲检核测站番检核变更厅仪器尼高/叛双面没尺两次吨高差挺之差薯<=凉6mm水准牌路线灯检核这（高斑差闭宗合差吨）闭合举水准莫路线fh=∑h测附合艇水准梨路线fh=∑h测-(H终-H始)支水凶准路顿线fh=∑h往测+∑h返2.玩5五四等革水准库测量精度燃适用粪于区眠域高孝程控朗制或挠施工破控制专测量踏。主要钟技术礼指标一个塘测站秃上的花观测陈记录偷程序测站肺检核印与计穴算2.德5.踢1帆主岛要技丑术指产标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.惯5.丧1稿主墓要技糕术指轰标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.浙5.劝2一喝个测瞒站上垃的观介测记灭录程焰序1双面匀尺法作一个牌测站喂上的议观测恳顺序么为（胜简称辨为后立、前床、前件、后塞）：①照棵准后每视尺屯黑面号，读励取上军、下黎、中坝丝读辽数；②照恶准前肺视尺屿黑面向，读妻取上眨、下念、中度丝读战数；③照享准前辩视尺朝红面侮，读举取中钉丝读愁数；④照映准后快视尺炭红面笨，读臣取中绩丝读龄数（其每次魔读数吵前，示注意糠精平津）。总共扶观测认记录恒8个逮数据倾。至踏此，桨观测亦程序春完成嘴，应今立即贵进行蔬测站慰计算匙，共娱计1封0个抬数据最。检叶核无烘误后猪方可砍进行咬下一颜测站耽的工桨作。2.涝5.渣2一前个测树站上捎的观鄙测记答录程堂序2-1+1+1-1+1-1+0竖.书6-0奇.毯16.荒6口111.驰8咱25前K21.猛6守700.隙5氏80-1墓.博19尘0-1毯.柏09顽1后-殊前30貌.娱930抚.澡8+0剪.凭7+1贸.膊36.以0圾281.呢3载40前K11.省2耗251.夹3遵33+0岸.贺21至5+0优.竖11猾6后-抚前23侦.蔑224厕.卸5-0艇.返6-0谁.境65.遥9役971.围2指09前K21.奴0蔬931.互6粥46+0霞.钓45对0+0秀.复55潮1后-帽前23小.欣522努.旋9∑dd下丝下丝上丝上丝红面黑面前视毫距m后视狮距m-1漠.唱09杜0505.宴4驾210.蝴7僻34后K11.槐9塔790.砖8蠢88ZD覆2∣ZD命33+0响.咳11朋5506.赤2更431.额4化56后K21.怠4素571.嘉5斜78ZD挡1∣ZD垫22K1=4.夺6丸87K2=4.连7丘87+0雀.侦55乱0506.猫4横471.驾7丽60后K11.筝3哄281.青8使75A∣ZD锐11备注高差中数(m)黑红咸面读边数差K+黑-徒红(mm驳)水准嘉尺读欲数方向吐及尺号前尺后尺点号测站傻编号<=3mm<=遥80m<=5m<=1喷0m<=5mm2.逗5.画3测沃站计纽奉算与雷检核每测自站计据算与蚕校核郑如下藏：1.色视距妹计算后、皮前视惜距离金为：娘10天0×漆（上改丝-破下丝辆），请四等足应小疫于8仔0米拿；后、盖前视蹦距差挺为：d躁=后视辅距离专-酸前渔视距妄离后、配前视采距差漆累积躺差为下：∑d=前站d键+本站d2.同一系水准组尺红袖、黑及面中烂丝读朋数差易的校至核同一旧水准亦尺红忍、黑男面中坦丝读抓数之熊差，驼应等际于该滴尺红丧、黑坊面的含常数朝差K(痕4.荡68扶7或4勉.7告87砖)，料即红湾面中穷丝读蹲数=探黑面抄中丝陕读数略+K。3.黑、宁红面床所测浅高差支的计咏算与地校核黑面菊高差圆=后饿视尺步黑面喉中丝敬-前稻视尺评黑面记中丝红面秃高差霜=后挤视尺惜红面糕中丝帅-前哪视尺泼红面剧中丝检核萄：黑习面高氧差=奇红面兽高差旺±0加.1眼00m，黑、亡红面平所测华高差记之差支四等闸应小陷于5mm苍。高差娇中数等于妇黑面症高差汽加上显加减崖0.过10盯0m后的悉红面恒高差酷再除滋以龟2。2.王6猛水准御测量拍的内奸业计效算1.剪高差奇闭合膏差的追计算2.售高差阴闭合帽差的作改正3.计算衰改正斩后高黑差hi=膊hi′育+Vi4.计算碎各点赔高程H未=H已+hi2.是6.牙1高差消闭合峡差的宅计算水准暖路线叠的高捷差闭威合差反为：fh=棚∑h测－∑h理，景其应碑小于折规定饿的容屑许数组值，提对于体图根当水准惠来说城，fh容=±律40电*sq桥rt秀(L穿)（平地壳）对于朱闭合被水准唐路线纲：基∑h理=0醉，则fh=牺∑h测对于墨附合蓬水准牛路线榜：摆∑h理=(H终－H始)察，则fh=猎∑h测－吃(H终－H始)对于戚支水腊准路帐线：那则fh=∣斥∑h往∣－交∣牺∑h返∣2.女6.测2高差允闭合浓差的艘改正高差愉闭合顺差的约改正怪是按草与距自离或耗与测诱站数候成正象比反滑符号乱分配乐到各陷测段蚁高差宴中。熔第i测段展高差飞改正伶数按划下式已计算么：Vi=－主fh/延L×毅Li或Vi=－萝fh/皆n×幸ni2.劣6.指3架实例测点测段长度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.燃7水喜准仪绣的检叫验和叨校正一、关水准遣仪应泰满足层的轴懂线条阳件①圆糖水准生器轴砍平行互于仪拳器竖敏轴；②十叨字丝让横丝东垂直宴于仪低器竖惭轴；③水屈准管忙轴平厌行于岸视准塌轴。2.业7水真准仪拾的检比验和钞校正二、泪水准印仪的雪检验液与校仙正1.阅圆水挺准器拾的检先验与呢校正检验：安尽置仪凉器后啊，用鸡脚螺挤旋调塑节圆砖水准达气泡堆居中绵。旋尿转照蒜准部篇18察0°刺后，食如气名泡仍渣居中准，则驻满足倘；否北则需惕校正妥。校正：用钱脚螺丑旋校慈正偏抬离长耀度的谷一半缴，再健用圆零水准珠器下版面的昂三个繁校正累螺丝首校正胡另一圾半。笑反复撒检验啄与校昼正。2.槐十字恢丝分除划板披的检泪验与租校正检验：用羡十字拌丝横秀丝对娃准一屿个点吵状目备标，失水平彻制动垮螺旋背制动旱后，韵用微遣动螺碧旋使孟十字疑丝横月丝左喂右移俱动，遥若点交偏离职，则雨需校族正。校正：打包开目能镜端乌护盖杆，松册固定液螺丝泛后，羽旋转贷十字塞丝分孝划板泻到正山确位凑置。尝反复盈检验皇与校净正。3.政水畜准管滩的检拾验与伸校正检验：在状高差降不大坟的相松距约寒80驼米左欲右的染地方敬固定A、碍B两点星，用枝变仪山高法历或双杀面尺港法精房诚确测踪蝶出两膊点高悠差；号然后依将仪末器搬千至距仁其中品一点顿最近判的地胶方，陆再测雄两点纪高差瞎，若东两次魄高差赚值大陷于5mm助，则需怜校正高。校正：根目据近涂尺读夜数和菜正确赖高差爹计算案远尺误正确顺读数佳，用案微倾即螺旋更使远屈尺为称正确吓读数休后，酒此时饿水准阔管气秘泡偏株离中热心位宪置，茂调节得水准谜管校摄正螺枕丝使盖气泡峰居中克。2.岂8水竿准测价量误田差与言注意郊事项一、租仪器美误差1.吊水妈准仪缓的误性差—喝—有柄视准陵轴与五水准巡寿管轴碰不平拖行的抛误差团，望鬼远镜蔽调焦予时运举行误图差，皮可使占前后乱视距恒相等慰加以聚消除构。2.劝水堤准尺感误差委——剂包括肺水准验尺尺挖长误脂差、犁刻划犹误差童及零伸点差电等。品一般鱼可成酒对使压用并青使测赢站数毯为偶虎数站界来减愉弱或财消除秒其影服响。二、稿观测浓误差1.夏水准激管气曲泡居继中误奏差—侨—其摸误差棒为2.下读伟数误毛差—