土木工程測量-第二章水準(zhǔn)測量318

1、第二章第二章 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量土 木 工 程 測 量土 木 工 程 測 量教學(xué)課件高程測量高程測量l l高程測量高程測量：測量地面點(diǎn)高程的工作。：測量地面點(diǎn)高程的工作。l l目的目的：獲得未知點(diǎn)的高程。一般是通過測：獲得未知點(diǎn)的高程。一般是通過測出已知點(diǎn)和未知點(diǎn)之間的高差，再根據(jù)已出已知點(diǎn)和未知點(diǎn)之間的高差，再根據(jù)已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。l l水準(zhǔn)測量原點(diǎn)水準(zhǔn)測量原點(diǎn)：直接由平均海水面測得高直接由平均海水面測得高程的水準(zhǔn)點(diǎn)程的水準(zhǔn)點(diǎn)。2水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量l l 水準(zhǔn)測量：利用水平視線來測量兩點(diǎn)之間的高差。此方法此方法施測簡單，且精度較高施測簡單，且精度較高，

2、所以是高程測量中最，所以是高程測量中最主要的方法，被廣泛應(yīng)用于高程控制測量、工程勘測主要的方法，被廣泛應(yīng)用于高程控制測量、工程勘測和各項(xiàng)施工測量中。和各項(xiàng)施工測量中。l l三角高程測量三角高程測量：是通過測量兩點(diǎn)之間的水平距離：是通過測量兩點(diǎn)之間的水平距離（或傾斜距離）和豎直角，然后利用三角公式計算出（或傾斜距離）和豎直角，然后利用三角公式計算出兩點(diǎn)間的高差。兩點(diǎn)間的高差。此方法的精度受各種條件的限制，一般只在適當(dāng)?shù)臈l此方法的精度受各種條件的限制，一般只在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。件下才被采用。l l氣壓高程測量、靜力高程測量、攝影高程測量、氣壓高程測量、靜力高程測量、攝影高程測量、GPS高程測量

3、。高程測量。高程測量的方法高程測量的方法2.1水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理圖圖2-12-1，A A、B B兩點(diǎn)高差為：兩點(diǎn)高差為：h hABAB=a-b (2-1)=a-b (2-1)h hABAB=a-b=a-b圖圖2-12-1中，中，A A為已知高程點(diǎn)為已知高程點(diǎn)，B B為待測高程點(diǎn)，為待測高程點(diǎn)，a a為為后視讀后視讀數(shù)數(shù)，b b為為前視讀數(shù)前視讀數(shù)。若已知若已知A A點(diǎn)高程為點(diǎn)高程為H HA A，則，則B B點(diǎn)高程為：點(diǎn)高程為：H HB B=H=HA A+h+hABAB=H=HA A+(a-b) (2-2)+(a-b) (2-2)H HB B=H=HA A+h+hABAB=H=HA A+(

4、a-b)+(a-b)B B點(diǎn)高程還可通過儀器的視線高程點(diǎn)高程還可通過儀器的視線高程H Hi i計算：計算：H Hi i=H=HA A+a+aH HB B=H=Hi i-b-b(2-3)(2-2式式)稱高差法稱高差法(2-3)式稱儀高法式稱儀高法水準(zhǔn)儀的種類水準(zhǔn)儀的種類 l l光學(xué)水準(zhǔn)儀：光學(xué)水準(zhǔn)儀： l l微傾式水準(zhǔn)儀微傾式水準(zhǔn)儀：用水準(zhǔn)管來獲得水平視線；：用水準(zhǔn)管來獲得水平視線； l l自動安平水準(zhǔn)儀：用補(bǔ)償器來獲得水平視線。自動安平水準(zhǔn)儀：用補(bǔ)償器來獲得水平視線。 l l電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀按儀器精度分水準(zhǔn)儀按儀器精度分：DS05、DS1、DS3、DS10四個等級四個等級。D、S分別

5、分別是是“大地測量大地測量”和和“水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀”漢語拼音的第一個字母，數(shù)字漢語拼音的第一個字母，數(shù)字05、1、3、10表示該表示該儀器的精度。儀器的精度。DS05和和DS1用于精密水準(zhǔn)測量，用于精密水準(zhǔn)測量，DS3用于一般水用于一般水準(zhǔn)測量，準(zhǔn)測量，DS10則用于簡易水準(zhǔn)測量。則用于簡易水準(zhǔn)測量。工程常用工程常用DS3水水準(zhǔn)儀準(zhǔn)儀。2.2DS3型水準(zhǔn)儀及其操作型水準(zhǔn)儀及其操作2.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺DS3DS3型水準(zhǔn)儀，進(jìn)行水準(zhǔn)測量每千米往、返測高差精度可達(dá)型水準(zhǔn)儀，進(jìn)行水準(zhǔn)測量每千米往、返測高差精度可達(dá)3mm3mm. .其主要由其主要由望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器和和基座基座三部分構(gòu)

6、成。三部分構(gòu)成。2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造2.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺1 1、望遠(yuǎn)鏡、望遠(yuǎn)鏡2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、鏡筒、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡等望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、鏡筒、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡等部件構(gòu)成。部件構(gòu)成。 l l作用：作用：它可以提供視線，它可以提供視線，并可讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)并可讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù) l l構(gòu)造：構(gòu)造：物鏡、目鏡、對光物鏡、目鏡、對光 透鏡和十字絲分劃板。透鏡和十字絲分劃板。1）物鏡：物鏡：使目標(biāo)的成像落在十字絲板前后。使目標(biāo)的成像

7、落在十字絲板前后。2）調(diào)焦透鏡：調(diào)焦透鏡：使目標(biāo)的成像與十字絲重合。使目標(biāo)的成像與十字絲重合。3）目鏡：目鏡：放大放大十字絲和目標(biāo)的成像。十字絲和目標(biāo)的成像。4）十字絲分劃板：十字絲分劃板：豎絲豎絲是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)，是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)， 中絲（單絲或楔形絲）中絲（單絲或楔形絲）讀取讀數(shù)。讀取讀數(shù)。 視距絲：上、下短絲，用于測距。視距絲：上、下短絲，用于測距。l l視準(zhǔn)軸（即視線）：視準(zhǔn)軸（即視線）：十字絲交十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線。點(diǎn)與物鏡光心的連線。它是水準(zhǔn)儀的主要軸線之一。它是水準(zhǔn)儀的主要軸線之一。DS3水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡放大率一般為水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡放大率一般為28倍。倍。圖圖2-81.1.望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡

8、2.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2 2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器是用來標(biāo)志視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否鉛是用來標(biāo)志視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否鉛垂的裝置。垂的裝置。管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器( (水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管)用來指示視準(zhǔn)軸是否水平用來指示視準(zhǔn)軸是否水平水準(zhǔn)管圓弧中點(diǎn)水準(zhǔn)管圓弧中點(diǎn)O O稱為水準(zhǔn)管零點(diǎn)。過零點(diǎn)與內(nèi)壁圓稱為水準(zhǔn)管零點(diǎn)。過零點(diǎn)與內(nèi)壁圓弧的直線弧的直線LLLL，稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡中心與零點(diǎn)重，稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡中心與零點(diǎn)重合時，稱氣泡居中，此時水準(zhǔn)管軸處于水平位置；若氣泡合時，稱氣泡居中，此時水準(zhǔn)管軸處

9、于水平位置；若氣泡不居中，則水準(zhǔn)管軸處于傾斜位置。不居中，則水準(zhǔn)管軸處于傾斜位置。水準(zhǔn)管零點(diǎn)水準(zhǔn)管零點(diǎn)水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸氣泡居中氣泡居中水準(zhǔn)管分劃值水準(zhǔn)管分劃值 定義定義：水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管2mm的弧長所對圓心角的弧長所對圓心角，即氣泡每移即氣泡每移動一動一格時，水準(zhǔn)管軸所傾斜的角值。格時，水準(zhǔn)管軸所傾斜的角值。 水準(zhǔn)管分劃值的大小水準(zhǔn)管分劃值的大小反映了儀器置平精度的高低反映了儀器置平精度的高低。水準(zhǔn)水準(zhǔn)管縱向弧線半徑管縱向弧線半徑 R越大，越大，值越小，則水準(zhǔn)管值越小，則水準(zhǔn)管靈敏度靈敏度越越高。高。DS3型水準(zhǔn)管分劃值一般為型水準(zhǔn)管分劃值一般為20/2mm。圖圖2-102-10l 符合水準(zhǔn)器符合

10、水準(zhǔn)器l 當(dāng)當(dāng)氣泡居中時，兩端氣泡的影像就能符合成吻合氣泡居中時，兩端氣泡的影像就能符合成吻合的拋物線，的拋物線，它用于微傾式水準(zhǔn)儀。它用于微傾式水準(zhǔn)儀。l l如果兩端影像錯開，則表示氣泡不居中，這時可如果兩端影像錯開，則表示氣泡不居中，這時可旋轉(zhuǎn)微傾螺旋使氣泡影像符合，使氣泡居中。旋轉(zhuǎn)微傾螺旋使氣泡影像符合，使氣泡居中。 注：注：左邊左邊氣泡影像的移動方向與微傾螺旋的轉(zhuǎn)動氣泡影像的移動方向與微傾螺旋的轉(zhuǎn)動方向一致。方向一致。圖圖2-12l l圓水準(zhǔn)器：一個封閉的圓形玻璃容圓水準(zhǔn)器：一個封閉的圓形玻璃容器，頂面內(nèi)壁是球面，球面中央有一器，頂面內(nèi)壁是球面，球面中央有一圓圈。圓圈。l l水準(zhǔn)器零點(diǎn)

11、水準(zhǔn)器零點(diǎn): :圓圈圓心稱為圓圈圓心稱為。l l圓水準(zhǔn)器軸圓水準(zhǔn)器軸: :通過零點(diǎn)的球面法線通過零點(diǎn)的球面法線。l l當(dāng)當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器軸豎直，儀器豎軸豎直。軸豎直，儀器豎軸豎直。l l圓水準(zhǔn)器的分劃值圓水準(zhǔn)器的分劃值: :氣泡中心偏離零氣泡中心偏離零點(diǎn)點(diǎn)2mm的弧長所對圓心角的大小。的弧長所對圓心角的大小。DS3水準(zhǔn)儀圓水準(zhǔn)器分劃值一般為水準(zhǔn)儀圓水準(zhǔn)器分劃值一般為8 10 /2mm。由于它的精度較低，故。由于它的精度較低，故只只用于儀器的粗略整平。用于儀器的粗略整平。圖圖2-13（2）圓水準(zhǔn)器：）圓水準(zhǔn)器：反映豎軸是否豎直，用于粗平。反映豎軸是否豎直

12、，用于粗平。2.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺3 3、基座、基座2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造主要由軸座、腳螺旋和連接板構(gòu)成。主要由軸座、腳螺旋和連接板構(gòu)成。軸座軸座腳螺旋腳螺旋連接板連接板2.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺1 1、水準(zhǔn)尺、水準(zhǔn)尺2.2.2 2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊塔尺塔尺由兩節(jié)或三節(jié)套接而成由兩節(jié)或三節(jié)套接而成，長，長3m3m或或5 5米，接頭處存在誤差，多米，接頭處存在誤差，多用于精度較低的水準(zhǔn)測量中。用于精度較低的水準(zhǔn)測量中。雙面尺雙面尺( (直尺或板尺直尺或板尺) )；黑面尺；黑面尺( (基本分劃基本分劃) )、紅面

13、尺、紅面尺( (輔助分劃輔助分劃) )；常；常數(shù)數(shù)K1=4.687mK1=4.687m，K2=4.787mK2=4.787m。用于三。用于三、四等精度以下的水準(zhǔn)測量中。、四等精度以下的水準(zhǔn)測量中。2 2、尺墊、尺墊2.2.3 DS2.2.3 DS3 3微傾式水準(zhǔn)儀的使用微傾式水準(zhǔn)儀的使用 微傾式水準(zhǔn)儀的使用包括微傾式水準(zhǔn)儀的使用包括安置儀器、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)安置儀器、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精平與讀數(shù)尺、精平與讀數(shù)等操作步驟。等操作步驟。1 1安置儀器安置儀器 l l在測站上安置三腳架，架頭大致水平。在測站上安置三腳架，架頭大致水平。 l l 用連接螺旋將儀器牢固地連接在三腳架頭上。用連接螺旋

14、將儀器牢固地連接在三腳架頭上。2 2粗略整平（粗平）粗略整平（粗平） l l粗平概念：粗平概念：用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器豎用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛直，從而使視準(zhǔn)軸粗略水平。軸大致鉛直，從而使視準(zhǔn)軸粗略水平。 l l氣泡的移動方向氣泡的移動方向 與左手大拇指（右手的食指）運(yùn)動的方向一致與左手大拇指（右手的食指）運(yùn)動的方向一致 操作操作：（腳螺旋順時針轉(zhuǎn)動該端升高，逆時針轉(zhuǎn)動該端降腳螺旋順時針轉(zhuǎn)動該端升高，逆時針轉(zhuǎn)動該端降低低，氣泡向高處移動氣泡向高處移動）l操作：操作：（氣泡的移動方向氣泡的移動方向與左手大拇指（右手的食指）運(yùn)動的方向一致與左手大拇指（右手的食指

15、）運(yùn)動的方向一致）w氣泡未居中而位于氣泡未居中而位于a 處，則先按圖上箭頭所指的方向用處，則先按圖上箭頭所指的方向用兩手相兩手相對轉(zhuǎn)動腳螺旋對轉(zhuǎn)動腳螺旋和和，使氣泡移到使氣泡移到b的位置（如圖的位置（如圖b）。）。w然后然后單獨(dú)轉(zhuǎn)動腳螺旋單獨(dú)轉(zhuǎn)動腳螺旋使氣泡居中。如有偏差可重復(fù)進(jìn)行使氣泡居中。如有偏差可重復(fù)進(jìn)行。3 3瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 l l目鏡對光目鏡對光：對準(zhǔn)白色目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)目鏡，使十字：對準(zhǔn)白色目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)目鏡，使十字絲成像清晰。絲成像清晰。 l l粗略瞄準(zhǔn)粗略瞄準(zhǔn)：缺口、準(zhǔn)星、目標(biāo)（尺）三點(diǎn)一線，：缺口、準(zhǔn)星、目標(biāo)（尺）三點(diǎn)一線，制動望遠(yuǎn)鏡。制動望遠(yuǎn)鏡。 l l物鏡調(diào)焦物鏡調(diào)焦（對光）

16、：轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，使目（對光）：轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)成像清晰。標(biāo)成像清晰。 l l精確照準(zhǔn)：精確照準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動水平微動螺旋使目標(biāo)的對稱中轉(zhuǎn)動水平微動螺旋使目標(biāo)的對稱中心與豎絲重合（或在豎絲附近）心與豎絲重合（或在豎絲附近） 注意：注意：瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時必須消除瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時必須消除視差視差。 視差視差：觀測者的眼睛在目鏡端上下移動時，物觀測者的眼睛在目鏡端上下移動時，物像與十字絲間有相對運(yùn)像與十字絲間有相對運(yùn)動的現(xiàn)象，叫十字絲視差，動的現(xiàn)象，叫十字絲視差，簡稱視差。簡稱視差。 產(chǎn)生視差的原因及消除的方法產(chǎn)生視差的原因及消除的方法：l產(chǎn)生視差的原因產(chǎn)生視差的原因:尺像與十字絲分劃板不重合。尺像與十字

17、絲分劃板不重合。 l消除的方法：消除的方法：重新調(diào)焦（物鏡）重新調(diào)焦（物鏡） 圖圖 2-152-15 l l精平：精平：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動微傾螺旋微傾螺旋使使符合水準(zhǔn)管氣泡居中。符合水準(zhǔn)管氣泡居中。 l l讀數(shù)：讀數(shù)：用用十字絲橫絲切十字絲橫絲切尺上的刻劃尺上的刻劃直接讀出米、直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，保證每個讀數(shù)均毫米數(shù)，保證每個讀數(shù)均為四位數(shù)，即使某位數(shù)是為四位數(shù)，即使某位數(shù)是零也不可省略。零也不可省略。讀數(shù)方法：讀數(shù)方法： 由小到大的讀（倒像儀器從上到下）。由小到大的讀（倒像儀器從上到下）。圖圖2-12的讀數(shù)為的讀數(shù)為: : 1.259m。圖圖2-124 4精

18、平與讀數(shù)精平與讀數(shù)2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.1 2.3.1 水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)測量方法測定的高程控制點(diǎn)稱為用水準(zhǔn)測量方法測定的高程控制點(diǎn)稱為水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)( (記為記為BM. BM. (BenchMark) )國家水準(zhǔn)點(diǎn)分為一、二、三、四等，按規(guī)范規(guī)定埋設(shè)國家水準(zhǔn)點(diǎn)分為一、二、三、四等，按規(guī)范規(guī)定埋設(shè)永久性標(biāo)石標(biāo)志。永久性標(biāo)石標(biāo)志。普通水準(zhǔn)點(diǎn)和施工測量水準(zhǔn)點(diǎn)常采用臨時性標(biāo)志。普通水準(zhǔn)點(diǎn)和施工測量水準(zhǔn)點(diǎn)常采用臨時性標(biāo)志。2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.2 2.3.2 水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法圖圖2-15轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)(TuringPoin

19、t),簡寫為簡寫為TP2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.22.3.2水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法每一測站可測得前、后視兩點(diǎn)間的高差，即：每一測站可測得前、后視兩點(diǎn)間的高差，即：h1=a1-b1h2=a2-b2hn=an-bn各式相加，得：各式相加，得：hAB=h=a-bB點(diǎn)高程為：點(diǎn)高程為：HB=HA+h(2-5)hAB=h=a-bHB=HA+h點(diǎn)號點(diǎn)號水準(zhǔn)尺讀數(shù)水準(zhǔn)尺讀數(shù)高高差差高高程程備備注注后視后視前視前視+BMA1.63219.153已知高程點(diǎn)已知高程點(diǎn)TP12.4621.2710.36119.514TP21.8460.9521.510TP30.9311.252

20、0.594TP41.0362.0781.147BMB2.0250.98919.4827.9077.5782.4652.136計算檢核計算檢核ab=+0.329h=+0.329HBHA=+0.329表表2-2 水準(zhǔn)測量記錄手簿水準(zhǔn)測量記錄手簿21.02421.61820.4712.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.32.3.3水準(zhǔn)測量成果整理水準(zhǔn)測量成果整理1、測站檢核、測站檢核變動儀高法變動儀高法是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度(10cm)，測得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測高差之差，測得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測

21、高差之差不超過容許值不超過容許值(水準(zhǔn)測量容許值為水準(zhǔn)測量容許值為5mm)。否則必須重測。否則必須重測。雙面尺法雙面尺法:是儀器的高度不變，而立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上是儀器的高度不變，而立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。進(jìn)行檢核。若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后加常數(shù)后)之差，不超過之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。的觀測高差。否則

22、，需要檢查原因，重新觀測。2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.3 2.3.3 水準(zhǔn)測量成果整理水準(zhǔn)測量成果整理2、成果檢核、成果檢核附合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線高差閉合差高差閉合差fh=h測測-(H終終-H始始)(2-6)fh=h測測-(H終終-H始始)閉合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差高差閉合差fh=h測測(2-7)fh=h測測支水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線高差閉合差高差閉合差fh=h往往+h返返(2-8)fh=h往往+h返返2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.32.3.3水準(zhǔn)測量成果整理水準(zhǔn)測量成果整理2、成果檢核、成果檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測

23、量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。普通普通水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地平地山地山地(2-9)( 12)( L40mmnfmmfhh容容四等四等水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地平地山地山地(2-10)( 6)( L02mmnfmmfhh容容式中：式中：L為水準(zhǔn)路線總長為水準(zhǔn)路線總長(km)；n為測站數(shù)為測站數(shù)2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.1 2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成

24、果計算高差閉合差的計算高差閉合差的計算由式由式(2-6)：fh=h測測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地水準(zhǔn)精度計算閉合差容許差為：按山地水準(zhǔn)精度計算閉合差容許差為：fh容容=12n1/2=12241/2=58mm|fh|fh容容|，符合水準(zhǔn)測量技術(shù)要求。，符合水準(zhǔn)測量技術(shù)要求。 fh=h測測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.1 2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成果計算閉合差調(diào)整閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離

25、或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各測段高差中。第測段高差中。第i測段高差改正數(shù)按下式計算：測段高差改正數(shù)按下式計算：式中：式中：n路線總測站數(shù)；路線總測站數(shù)；ni第第i段測站數(shù)；段測站數(shù)；L路線總長；路線總長；Di第第i段距離。段距離。由式由式(2-11)算出第一段算出第一段(A1)的改正數(shù)為：的改正數(shù)為：(2-11)infinvh或或(2-12)iLfiDvhmvi011. 0624045. 0其他各測段改正數(shù)按式其他各測段改正數(shù)按式(2-11)算出中。算出中。改正數(shù)的總和與高差閉改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號相反合差大小相等符號相反

26、。每測段實(shí)測高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改。每測段實(shí)測高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改正后的高差。正后的高差。2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.1 2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成果計算計算各點(diǎn)高程計算各點(diǎn)高程用改正后的高差，由已知水準(zhǔn)點(diǎn)用改正后的高差，由已知水準(zhǔn)點(diǎn)A開始，逐點(diǎn)算出各點(diǎn)高程，開始，逐點(diǎn)算出各點(diǎn)高程，由計算得到的由計算得到的B點(diǎn)高程應(yīng)與點(diǎn)高程應(yīng)與B點(diǎn)的已知高程相等，以此作為計算檢點(diǎn)的已知高程相等，以此作為計算檢核。核。2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.2 2.4.2 閉合水準(zhǔn)路線測量成果計算閉合水準(zhǔn)路線測量成果計算閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差按式

27、閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差按式(2-7)計算，若閉合差在容許值范計算，若閉合差在容許值范圍內(nèi)，按上述附合水準(zhǔn)路線相同的方法調(diào)整閉合差，并計算高程。圍內(nèi)，按上述附合水準(zhǔn)路線相同的方法調(diào)整閉合差，并計算高程。表表2-3 附合水準(zhǔn)路線成果計算附合水準(zhǔn)路線成果計算(例圖例圖2.19)測測段段點(diǎn)點(diǎn)號號路線長度路線長度（km）測站測站數(shù)數(shù)實(shí)測高實(shí)測高差差（m）改改正正數(shù)數(shù)（m）改正后改正后高差高差（m）高高程程（m）1BMA0.60+1.331-0.002+1.3296.54317.87222.00+1.813-0.008+1.80529.67731.60-1.424-0.007-1.43138.34642.

28、05+1.340-0.008+1.332BMB9.5786.25+3.060-0.025+3.035輔輔助助計計算算mm10040Lfh容m25)(mHHhfABhiihiLmmLLfv832l檢校的時間檢校的時間：l購進(jìn)儀器之后購進(jìn)儀器之后l長途運(yùn)輸之后長途運(yùn)輸之后l項(xiàng)目開工之后項(xiàng)目開工之后l出現(xiàn)問題之后出現(xiàn)問題之后l檢校目的檢校目的：使儀器各種軸系關(guān)系處于正常狀態(tài)。：使儀器各種軸系關(guān)系處于正常狀態(tài)。2.5微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正2.5微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀有以下主要軸線：視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水水準(zhǔn)儀有以下主要軸線：視準(zhǔn)軸、水

29、準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水準(zhǔn)器軸，以及十字絲橫絲，見圖準(zhǔn)器軸，以及十字絲橫絲，見圖2-18。各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件是各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件是:圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器l軸平行儀器豎軸；軸平行儀器豎軸；十字絲橫絲垂直儀器豎軸；十字絲橫絲垂直儀器豎軸；水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸。（一）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正（一）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正l目的目的使使L L VV，圓水準(zhǔn)器氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器氣泡居中時，豎軸位于鉛垂位置。豎軸位于鉛垂位置。l檢驗(yàn)檢驗(yàn)（1）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中（2）將望遠(yuǎn)鏡水平方向繞豎軸旋轉(zhuǎn)將望遠(yuǎn)鏡水平方向繞豎軸旋轉(zhuǎn)1

30、80，若，若氣泡仍居中，則氣泡仍居中，則L L VV，若氣泡偏離，則，若氣泡偏離，則需進(jìn)行校正。需進(jìn)行校正。2.5微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正l校正校正v先用腳螺旋使氣泡向中先用腳螺旋使氣泡向中央方向移動偏離量的一半；央方向移動偏離量的一半；v稍松中間的固定螺絲稍松中間的固定螺絲（有的儀器無此螺絲）；（有的儀器無此螺絲）；v再用校正針撥動圓水準(zhǔn)再用校正針撥動圓水準(zhǔn)器的三個校正螺絲使氣泡器的三個校正螺絲使氣泡居中。居中。l重復(fù)上述的檢驗(yàn)和校正重復(fù)上述的檢驗(yàn)和校正，使，使儀器上部旋轉(zhuǎn)到任何位置氣儀器上部旋轉(zhuǎn)到任何位置氣泡都能居中為止。泡都能居中為止。l最后應(yīng)注意旋緊固定螺絲最后

31、應(yīng)注意旋緊固定螺絲。圖圖2-252.5微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正2.5.1 2.5.1 圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的檢驗(yàn)校正圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的檢驗(yàn)校正（二）十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正（二）十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正l目的目的 使使橫絲橫絲VV，當(dāng)，當(dāng)儀器粗略整平后，橫絲儀器粗略整平后，橫絲基本水平，用橫絲上任基本水平，用橫絲上任意位置所得讀數(shù)均相同。意位置所得讀數(shù)均相同。l檢驗(yàn)檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀整平后，先用十字絲橫絲的一端切準(zhǔn)水準(zhǔn)儀整平后，先用十字絲橫絲的一端切準(zhǔn)一個點(diǎn)狀目標(biāo)一個點(diǎn)狀目標(biāo)P，若，若P點(diǎn)始終在橫絲上移動，說明橫點(diǎn)始終在橫絲上移動，說明橫絲已與豎

32、軸垂直；若絲已與豎軸垂直；若P點(diǎn)移動的軌跡離開了橫絲，則點(diǎn)移動的軌跡離開了橫絲，則說明橫絲與豎軸不垂直，需要校正。說明橫絲與豎軸不垂直，需要校正。圖圖2-272.5微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正l校正校正 v打開十字絲分劃板的護(hù)打開十字絲分劃板的護(hù)罩，可見到三個或四個罩，可見到三個或四個分劃板的固定螺絲分劃板的固定螺絲v松開這些固定螺絲松開這些固定螺絲v用手轉(zhuǎn)動十字絲分劃板用手轉(zhuǎn)動十字絲分劃板座，使橫絲的另一端與座，使橫絲的另一端與目標(biāo)相切。目標(biāo)相切。v反復(fù)試驗(yàn)使橫絲的兩端反復(fù)試驗(yàn)使橫絲的兩端都能與目標(biāo)相切，則校都能與目標(biāo)相切，則校正完成。正完成。v最后旋緊所有固定螺絲。最后

33、旋緊所有固定螺絲。 圖圖2-28（三）（三）水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正 l l i角：角：水準(zhǔn)管軸和視準(zhǔn)軸水準(zhǔn)管軸和視準(zhǔn)軸在垂直面上的投影的夾在垂直面上的投影的夾角。角。 l l 交叉誤差：交叉誤差：上述兩軸在水平面上投影上述兩軸在水平面上投影的夾角。的夾角。在普通（等外）水準(zhǔn)在普通（等外）水準(zhǔn)測量中可忽略其影響測量中可忽略其影響 為使為使LLCC，兩軸在水平面和垂直面的投影都，兩軸在水平面和垂直面的投影都應(yīng)平行。應(yīng)平行。 l l i角檢驗(yàn)：角檢驗(yàn)：是水準(zhǔn)儀檢校中是水準(zhǔn)儀檢校中最重要最重要的一項(xiàng)，的一項(xiàng)， l i角檢驗(yàn)?zāi)康慕菣z驗(yàn)?zāi)康?當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡符合時，視準(zhǔn)軸

34、就當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡符合時，視準(zhǔn)軸就處于水平位置，使讀數(shù)正確。處于水平位置，使讀數(shù)正確。 圖圖2-29 a2 a2 a1檢驗(yàn)方法：檢驗(yàn)方法： l l在平坦之地選相距在平坦之地選相距6080m的的A、B兩點(diǎn)，在兩點(diǎn)打入木樁；兩點(diǎn)，在兩點(diǎn)打入木樁； l l水準(zhǔn)儀置于水準(zhǔn)儀置于I點(diǎn)（點(diǎn)（ A、B兩點(diǎn)的中點(diǎn)兩點(diǎn)的中點(diǎn)）， 用雙儀高法測得用雙儀高法測得A B兩點(diǎn)的高差兩點(diǎn)的高差h1=a1-b1 l l將儀器搬至將儀器搬至II點(diǎn)點(diǎn)（距（距B點(diǎn)略大于點(diǎn)略大于2 2米米）， 測得測得A、B兩點(diǎn)高差兩點(diǎn)高差h2=a2-b2 l l如果如果h2=h1，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，即即i=0。如果

35、如果h2h1則說明則說明存在存在i角誤差：角誤差：式中式中=h2-h1=a2-a2 兩點(diǎn)所測兩點(diǎn)所測高差之差；高差之差；DABA、B兩點(diǎn)間的距離；兩點(diǎn)間的距離； 206265。當(dāng)當(dāng)或或i角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。l對于對于DS3水準(zhǔn)儀，要求水準(zhǔn)儀，要求i角不大于角不大于20 ，否則應(yīng)進(jìn)行校正。，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 ABDi a2 a2 a1l l如果如果h2=h1，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，即即i=0。如果如果h2h1則則說明說明存在存在 i 角誤差：角誤差：式中式中=h2-h1=a2-a2 兩點(diǎn)所測兩點(diǎn)所測高差之差；高

36、差之差；DABA、B兩點(diǎn)間的距離；兩點(diǎn)間的距離； 206265。當(dāng)當(dāng)或或i角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。l對于對于DS3水準(zhǔn)儀，要求水準(zhǔn)儀，要求i角不大于角不大于20 ，否則應(yīng)進(jìn)行校正。，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 ABDi a2 a2 a1l 儀器在儀器在II處處，用微傾螺旋使遠(yuǎn)點(diǎn)，用微傾螺旋使遠(yuǎn)點(diǎn)A的讀數(shù)從的讀數(shù)從a2改變改變到到a2=b2+h1。此時。此時視準(zhǔn)軸處于水平位置視準(zhǔn)軸處于水平位置，但水準(zhǔn)管，但水準(zhǔn)管也因隨之變動而氣泡不再符合。也因隨之變動而氣泡不再符合。l 用校正針撥動水準(zhǔn)管一端的校正螺絲使氣泡符合用校正針撥動水準(zhǔn)管一端的校正螺絲使氣泡符合

37、，(圖圖2-30)則水準(zhǔn)管軸也處于水平位置，從而使水準(zhǔn)管軸則水準(zhǔn)管軸也處于水平位置，從而使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管的校正螺絲，校正時先松動平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管的校正螺絲，校正時先松動左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡符左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡符合。撥動上下校正螺絲時，應(yīng)先松一個再緊另一個合。撥動上下校正螺絲時，應(yīng)先松一個再緊另一個逐漸改正，當(dāng)最后校正完畢時，所有校正螺絲都應(yīng)逐漸改正，當(dāng)最后校正完畢時，所有校正螺絲都應(yīng)適度旋緊。適度旋緊。以上檢驗(yàn)校正要反復(fù)進(jìn)行，直到以上檢驗(yàn)校正要反復(fù)進(jìn)行，直到i角小于角小于20為止。為止。（圖（圖 2-29）圖圖2-302.6水準(zhǔn)測

38、量誤差分析及注意事項(xiàng)水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)2.6.1 2.6.1 儀器誤差儀器誤差儀器校正后的殘余誤差儀器校正后的殘余誤差水準(zhǔn)儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的條水準(zhǔn)儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響這種誤差的影響與距離成正比與距離成正比，只要觀，只要觀測時注意測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項(xiàng)誤差的影響。使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項(xiàng)誤差的影響。水準(zhǔn)尺誤差水準(zhǔn)尺誤差包括水準(zhǔn)尺長度變化、刻劃誤差和零點(diǎn)誤差等。包括水準(zhǔn)尺長度變化、刻劃誤差和零點(diǎn)誤差等。精密水準(zhǔn)測量應(yīng)對水準(zhǔn)尺進(jìn)行精密

39、水準(zhǔn)測量應(yīng)對水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢定檢定，并對讀數(shù)進(jìn)行，并對讀數(shù)進(jìn)行尺長誤差改尺長誤差改正正。零點(diǎn)誤差零點(diǎn)誤差在成對使用水準(zhǔn)尺時，可采取設(shè)置在成對使用水準(zhǔn)尺時，可采取設(shè)置偶數(shù)測站偶數(shù)測站的方法來的方法來消除；也可在前、后視中消除；也可在前、后視中使用同一根水準(zhǔn)尺使用同一根水準(zhǔn)尺來消除。來消除。2.6水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.2 2.6.2 觀測誤差觀測誤差水準(zhǔn)管氣泡對中誤差水準(zhǔn)管氣泡對中誤差水準(zhǔn)管氣泡居中誤差一般為水準(zhǔn)管氣泡居中誤差一般為0.15。符合水準(zhǔn)器，氣泡居中。符合水準(zhǔn)器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀

40、數(shù)誤差為：讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠(yuǎn)鏡估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠(yuǎn)鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：式中：式中：V望遠(yuǎn)鏡放大率；望遠(yuǎn)鏡放大率；D視線長；視線長；60人眼能分人眼能分辨的最小角度；辨的最小角度；206265；水準(zhǔn)管分劃值。水準(zhǔn)管分劃值。(2-15)D215. 0m(2-16)Dvmv60為保證讀數(shù)精度，各等水準(zhǔn)測量對望遠(yuǎn)鏡放大率和最大視線長為保證讀數(shù)精度，各等水準(zhǔn)測量對望遠(yuǎn)鏡放大率和最大視線長有相應(yīng)規(guī)定。有相應(yīng)規(guī)定。2.6水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.2 2.6.2 觀測誤差觀

41、測誤差視差影響視差影響視差對水準(zhǔn)尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細(xì)調(diào)視差對水準(zhǔn)尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細(xì)調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。焦，避免出現(xiàn)視差。水準(zhǔn)尺傾斜水準(zhǔn)尺傾斜誤差水準(zhǔn)尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小誤差水準(zhǔn)尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。2.6水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.3 2.6.3 外界條件影響外界條件影響儀器下沉儀器下沉選擇堅實(shí)的地面作測站，并將腳架踏實(shí)。用雙面尺法進(jìn)行測站選擇堅實(shí)的地面作測站，并將腳架踏實(shí)。用雙面尺法進(jìn)行測站檢核時，采用檢核時，采用“后、前、前、后后、前、前、后”的觀測程度，可減小其影響。的觀測程度，可減小其影響。尺墊下沉尺墊下沉水平視線在尺上的水平視線在尺上的讀數(shù)讀數(shù)b，理論上應(yīng)改算，理論上應(yīng)改算為相應(yīng)水準(zhǔn)面截于水準(zhǔn)為相應(yīng)水準(zhǔn)面截于水準(zhǔn)尺的讀數(shù)尺的讀數(shù)b，兩者的差，兩者的差值值c稱為地球曲率差。稱為地球曲率差。測量中測量中當(dāng)前、后視距相等當(dāng)前、后視距相等時，通過高差計算可消除該影