建筑工程測量-項(xiàng)目二高程測量

建筑工程測量-項(xiàng)目二高程測量2.4水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算2.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正2.6水準(zhǔn)測量的誤差及注意事項(xiàng)2.1水準(zhǔn)測量的原理利用一條水平視線，并借助于豎立在地面點(diǎn)上的標(biāo)尺，來測定地面上兩點(diǎn)之間的高差，然后根據(jù)其中一點(diǎn)的高程推算出另外一點(diǎn)高程的方法。要測算地面上兩點(diǎn)間的高差，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果視線不水平，則無法測定兩點(diǎn)的高差。一測站高程計(jì)算方法:水準(zhǔn)測量方向——A→B

A尺——后視尺，讀數(shù)a——后視讀數(shù)B尺——前視尺，讀數(shù)b——前視讀數(shù)測站：每安置一次儀器，觀測兩點(diǎn)間的高差稱為一個測站hAB=a－bHB=HA+hAB1、高差法：hAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)注意：hAB書寫其下標(biāo)的順序是固定的，不能隨意變換。

hAB表示從A到B的高差；

hBA表示從B到A的高差。

問題一

如果A點(diǎn)尺的讀數(shù)比B點(diǎn)尺的讀數(shù)大，則A、B兩個點(diǎn)哪個點(diǎn)的高程高？本身高差hAB有正有負(fù)。當(dāng)a>b時，hAB為正，B點(diǎn)高于A點(diǎn)，為上坡。當(dāng)a<b時，hAB為負(fù)，B點(diǎn)低于A點(diǎn)，為下坡。Hi=HA+a2、視線高法：HB=Hi-b

問題二

在水準(zhǔn)測量中設(shè)A為后視點(diǎn),高程為60M，測得后視讀數(shù)為1.124m；測得前視點(diǎn)B、C讀數(shù)分別為1.428m、1.465,則B、C點(diǎn)的高程分別為？hAB=1.124m-1.428m=-0.304m解：hAC=1.124m-1.465m=-0.341mHB=60m+(-0.304)=59.696mHC=60m+(-0.341)=59.659m2.2.1微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器基座根據(jù)水準(zhǔn)測量的原理,水準(zhǔn)儀的主要作用是精確地提供一條水平視線，并能照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù).因此水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。2.2水準(zhǔn)儀的認(rèn)識和使用DS05、DS1、DS3、

DS10、DS201、望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、目鏡及十字絲分劃板組成

視準(zhǔn)軸CC：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線

作用:提供一條水平視線中絲：讀數(shù)基準(zhǔn)上絲下絲豎絲中絲

望遠(yuǎn)鏡的十字絲豎絲：照準(zhǔn)目標(biāo)視距絲：測定視距2、水準(zhǔn)器

水準(zhǔn)器是用來指示水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸是否水平或豎軸是否鉛垂的一種裝置。

水準(zhǔn)器依形狀分為圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器。當(dāng)氣泡居中時,圓水準(zhǔn)軸就處于鉛垂位置，儀器粗平。1)圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)軸：通過零點(diǎn)和球心的連線L′L′

2)、管水準(zhǔn)器通過零點(diǎn)的切線稱為水準(zhǔn)管軸，用LL表示當(dāng)氣泡居中時，管水準(zhǔn)軸（視準(zhǔn)軸）就處于水平位置，儀器精平。

3、基座基座的作用是支撐儀器上部，并通過中心螺旋與三角架連接?；饕奢S座、腳螺旋、連接板構(gòu)成?；系哪_螺旋用于調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)氣泡(初平）。望遠(yuǎn)鏡基座三腳架VV水準(zhǔn)器物鏡目鏡圓水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器水平制動螺旋腳螺旋準(zhǔn)星照門校正螺絲微傾式水準(zhǔn)儀的外觀圖片：物鏡調(diào)焦螺旋腳螺旋水平微動螺旋目鏡調(diào)焦螺旋微傾螺旋三腳架符合氣泡觀察窗2.2.2水準(zhǔn)尺和尺墊標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺為一對雙面尺，長度為3m

黑色面（主尺）尺底為零；紅色面（輔助尺）尺底為4487mm/4587mm

或4687mm/4787mm

由兩節(jié)以上套接而成，可以伸縮，長度有2m和5m兩種。塔尺尺底為零刻劃，尺面刻劃為黑白格相間，每格寬度為1cm或0.5cm，分米處有數(shù)字注記。塔尺雙面尺生鐵鑄成，一般為三角形，上部中央有一凸起的半圓球體，下部有三個支腳。作用：轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置尺墊，防止水準(zhǔn)尺下沉。尺墊腳架連接螺旋伸縮螺旋腳尖架頭

安置儀器粗略整平瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺精確整平讀數(shù)

2.2.3微傾水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作1.安置儀器

1)選擇堅(jiān)固、平坦、空闊的地方打開三角架，使三角架的三條腿近似等距，架設(shè)高度應(yīng)該適中，架頭應(yīng)該大致水平，架腿制動螺旋應(yīng)該固緊；2)

打開儀器箱，雙手取出水準(zhǔn)儀，將儀器小心地安置到三角架頂面上，用一只手握住儀器，另一只手松開三腳架中心連接螺旋，將儀器固定在三腳架上；2.粗平:目的是使儀器豎軸大致鉛垂，視準(zhǔn)軸粗略水平。注意：調(diào)節(jié)三個腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，氣泡移動的方向始終與左手大拇指的運(yùn)動方向一致。

1233123123、照準(zhǔn)

目鏡調(diào)焦：將望遠(yuǎn)鏡對著明亮的背景轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋使十字絲清晰粗略瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡用照門和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，制動精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動物鏡螺旋進(jìn)行對光，使目標(biāo)清晰，再轉(zhuǎn)動微動螺旋，使豎絲對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺注意必須消除視差！視差是精確瞄準(zhǔn)后，眼睛在目鏡前上下微動，若發(fā)現(xiàn)十字絲橫絲在水準(zhǔn)尺上的位置也隨之移動，這種現(xiàn)象稱為視差。視差產(chǎn)生的原因是水準(zhǔn)尺通過物鏡組所成的影像與十字絲平面不重合。消除視差的方法先轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲最清晰，

稱為“目鏡調(diào)焦”；然后轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)像最清

晰，稱為“物鏡調(diào)焦”；最后眼睛上下稍微移動，如果沒有發(fā)現(xiàn)

目標(biāo)和十字絲之間有相對位移，則視差

消失。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空(或明亮背景)旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。4、精平微傾螺旋在每次讀數(shù)之前，都應(yīng)注視符合水準(zhǔn)氣泡觀測窗，轉(zhuǎn)動微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中，即符合水準(zhǔn)器的兩端氣泡影像對齊，只有當(dāng)氣泡已經(jīng)穩(wěn)定不動而又居中的時候，水準(zhǔn)管軸才處于水平，視準(zhǔn)軸亦水平，即提供了一條水平視線。左側(cè)影響移動方向與右手大拇指轉(zhuǎn)動方向相同5.讀數(shù)（從小向大讀）：在視線水平時，用望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù)，步驟如下：

使用水準(zhǔn)尺前一定要認(rèn)清刻劃特點(diǎn)先估讀mm位

m位與dm位直讀標(biāo)尺上的數(shù)字cm位通過數(shù)格子讀出將以上所有數(shù)值相加0317047750045264自動安平水準(zhǔn)儀沒有水準(zhǔn)管與微傾螺旋2.2.4自動安平水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作2.3水準(zhǔn)測量的實(shí)施方法用水準(zhǔn)測量方法測定時，高程達(dá)到一定精度的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)（BM）。2.3.1水準(zhǔn)點(diǎn)為了統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要，測繪部門在全國各地埋設(shè)了許多高程標(biāo)志作為水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)按照精度的高低分為一、二、三、四等，稱為國家等級水準(zhǔn)點(diǎn)，埋設(shè)永久性標(biāo)志。實(shí)際工作中常在國家等級水準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和加密，得到精度低于國家等級要求的水準(zhǔn)點(diǎn)，這個測量工作稱為普通水準(zhǔn)測量。轉(zhuǎn)點(diǎn)(TP或ZD):設(shè)置的臨時點(diǎn)（如果不穩(wěn)固，上面放置尺墊），起到傳遞高程的作用。測段：測定兩水準(zhǔn)點(diǎn)高差所需測站的總和。水準(zhǔn)路線分類：水準(zhǔn)路線：將若干個水準(zhǔn)點(diǎn)按施測前進(jìn)的方向連接起來，稱為水準(zhǔn)路線。附合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線：已知點(diǎn)到另外已知點(diǎn)：已知點(diǎn)到相同已知點(diǎn)：已知點(diǎn)往返測如下圖所示，在兩待測高差水準(zhǔn)點(diǎn)A和P之間，設(shè)置兩個若干個轉(zhuǎn)點(diǎn)，經(jīng)過連續(xù)多站的水準(zhǔn)測量，測出A、P兩點(diǎn)之間的高差。1）在A點(diǎn)前方適當(dāng)位置，選擇轉(zhuǎn)點(diǎn)T1，放上尺墊，在A、T1點(diǎn)上分別立水準(zhǔn)尺。在距A和T1大致相等的1處安置水準(zhǔn)儀，調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器，使儀器粗平。2）照準(zhǔn)后視點(diǎn)A上水準(zhǔn)尺，精確整平，讀數(shù)a1，記入表中后視讀數(shù)欄。3）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)前視點(diǎn)T1上水準(zhǔn)尺，精確整平，讀數(shù)b1記入1點(diǎn)前視讀數(shù)欄內(nèi)。4）計(jì)算A至T1點(diǎn)高差h1，記入測站1的高差欄內(nèi)。至此完成第一個測站的觀測。5）在1點(diǎn)前方適當(dāng)位置，選擇轉(zhuǎn)點(diǎn)T2，放上尺墊，將A點(diǎn)水準(zhǔn)尺移至T2點(diǎn)，T1點(diǎn)水準(zhǔn)尺不動，將水準(zhǔn)儀由1處移動至T1和T2點(diǎn)大致相等的2處。將水準(zhǔn)儀粗平后按照上述步驟再操作一次，觀測并計(jì)算出T1至T2點(diǎn)高差h2。同理連續(xù)設(shè)站，直至測出最后一個轉(zhuǎn)點(diǎn)至水準(zhǔn)點(diǎn)p之間的高差。2.3.2觀測程序

連續(xù)水準(zhǔn)測量高程計(jì)算公式：h1=a1－b1，h2=a2－b2，h3=a3－b3，……，hn=an－bn；hAP=h1＋h2＋h3＋……＋hn=Σh；hAP=Σai－Σbi；HP=HA+hAP高差有正負(fù)性：上坡為正，下坡為負(fù)；觀測有順序性：先后視，后前視，按同一個方向測量下去；高程有傳遞性：任意點(diǎn)的高程等于已知點(diǎn)的高程加上兩點(diǎn)之間高差總和。AP1.4441.324TP21.8220.876TP3TP41.8201.453

1.4221.304前進(jìn)方向1.1341.677TP112360.13359.59059.71060.6561.134A1.677-0.543TP1TP11.4441.324+0.1201.8220.876+0.946TP2TP2TP3A1.134TP11.677-0.543TP11.444TP21.324+0.120TP21.822TP30.876+0.946TP31.820TP41.453+0.367TP41.422P1.304

+0.11860.13359.59059.71060.65661.02361.14112345檢核計(jì)算∑7.6426.6341.008∑a-∑b=1.008∑h=1.008Hp-HA=1.0081、測站檢核：變儀器高法和雙面尺法2、計(jì)算檢核：∑a-∑b=∑hHB-HA=∑h3、成果檢核：附合水準(zhǔn)路線：∑h理=H終-H始閉合水準(zhǔn)路線：∑h理=0

按照上述觀測方法，若任一測站上的后視讀數(shù)或者前視讀數(shù)不正確，或者觀測質(zhì)量太差，都將影響高程的正確性和精度。因此，必須在每個測站上進(jìn)行測站檢核，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤或不滿足精度要求必須及時重測。

3BMABMB

1

2附合水準(zhǔn)路線：fh=Σhi－(H終－H起)2.3.3成果校核

2、閉合水準(zhǔn)路線的成果校核1BM1234閉合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線：fh=Σhi－0=Σhi支水準(zhǔn)路線BMA

12支水準(zhǔn)路線：fh=ｌΣh往ｌ-ｌΣh返ｌ3、支水準(zhǔn)路線的成果校核

普通水準(zhǔn)測量的成果處理就是當(dāng)外業(yè)觀測的高差閉合差在容許范圍內(nèi)時，所進(jìn)行的高差閉合差調(diào)整。

2.4水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)計(jì)算因?yàn)橥鈽I(yè)觀測的數(shù)據(jù)總是含有誤差，所以在外業(yè)手簿中計(jì)算的高程必然不是正確的結(jié)果。當(dāng)測量數(shù)據(jù)在允許精度范圍內(nèi)時，所觀測的數(shù)據(jù)有效，但是需要對觀測值進(jìn)行改正，由此計(jì)算的高程才是正確的。分配原則及方法：高差閉合差調(diào)整原則是與水準(zhǔn)路線的測段站數(shù)或測段長度成正比，將閉合差反號分配到各測段上，并進(jìn)行實(shí)測高差的改正計(jì)算。高差閉合差允許值fh容：山地——fh容=±12(mm)fh<fh容時，可以分配高差閉合差高差改正數(shù)Vi公式：

平坦地區(qū)——

fh容=±40(mm)

BM－A和BM－B為已知高程水準(zhǔn)點(diǎn)，箭頭為水準(zhǔn)測量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點(diǎn)間的高差，路線下方數(shù)字為該段路線的長度，試計(jì)算待定點(diǎn)1，2，3點(diǎn)的高程。附合水準(zhǔn)路線內(nèi)業(yè)計(jì)算計(jì)算閉合差判斷閉合差是否超限計(jì)算各測段觀測高差的改正數(shù)計(jì)算各測段的改正后的高差計(jì)算各點(diǎn)的高程值檢查閉合差是否分配完h2AB2h1h31附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算步驟：3h4計(jì)算高差閉合差fh

，限差fh允:fh=Σhi－(HB－HA)=4.330-(49.579-45.286)=0.037m=37mmfh<fh允，可以分配閉合差:7.4+4.330-0.037+4.293-0.008-0.011-0.008-0.0102.3232.802-2.252+1.42047.60950.41148.159fh允=±40=±40=±109mm備注+2.694–0.047+2.74154Σ+2.335–0.010+2.345114+1.969–0.011+1.980133–4.385–0.016–4.36918239.039+2.775–0.010+2.78512BM1BM2BM3BMB1高程（m）改正后的高差（m）改正數(shù)(m)實(shí)測高差(m)測站數(shù)（個）測點(diǎn)測段編號39.12034.73536.704fh=Σh

–(HB

–

HA)=2.741–2.694=+0.047=47(mm)36.345BMA12=88(mm);fh<fh允

三、四等水準(zhǔn)測量方法

三、四等水準(zhǔn)測量一般是在國家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)（點(diǎn)）的基礎(chǔ)上進(jìn)行，常用作小地區(qū)的首級高程控制，以及工程建設(shè)地區(qū)的工程測量和變形觀測的基本控制。

與普通（等外）水準(zhǔn)測量相比它的精度更高，削弱觀測誤差的措施更多，一般需采用黑紅雙面水準(zhǔn)尺。等級

儀器

型號

視線長度

m

前后視距差

m

前后視累積差

m

黑紅面讀數(shù)差

mm

黑紅面所測高差之差

mm

三

DS3

65（80）

3.0

6.0

2.0

3.0

四

DS3

80（100）

5.0

10.0

3.0

5.0

三、四等水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求一、四等水準(zhǔn)測量

每一測站上，按下列順序進(jìn)行觀測：1、后視水準(zhǔn)尺的黑面，讀下絲、上絲和中絲讀數(shù)(1)、(2）、（3）2、后視水準(zhǔn)尺的紅面，讀中絲讀數(shù).（4）3、前視水準(zhǔn)尺的黑面，讀下絲、上絲和中絲讀數(shù).（5）、（6）、（7）4、前視水準(zhǔn)尺的紅面，讀中絲讀數(shù)（8)。

以上的觀測順序稱為后一后一前一前，即黑-紅-黑-紅，在后視和前視讀數(shù)時，均先讀黑面再讀紅面，讀黑面時讀三絲讀數(shù)，讀紅面時只讀中絲讀數(shù)。a1b1a2b2括號內(nèi)數(shù)字為讀數(shù)順序。記錄和計(jì)算格式見表3，其中括號內(nèi)數(shù)字表示觀測和計(jì)算的順序，同時也說明有關(guān)數(shù)字在表格內(nèi)應(yīng)填寫的位置。三、四等水準(zhǔn)測量的觀測記錄表表3

每一測站上，按下列順序進(jìn)行觀測：（1）后視水準(zhǔn)尺的黑面，讀下絲、上絲和中絲讀數(shù).（2）前視水準(zhǔn)尺的黑面，讀中絲和下絲、上絲讀數(shù).（3）前視水準(zhǔn)尺的紅面，讀中絲讀數(shù).（4）后視水準(zhǔn)尺的紅面，讀中絲讀數(shù)。

二、三等水準(zhǔn)測量觀測順序應(yīng)為后一前一前一后.

即黑-黑-紅-紅觀測順序

1、測站上的計(jì)算和檢核

(1)、視距計(jì)算三、四等水準(zhǔn)測量的數(shù)據(jù)計(jì)算和檢核后視距離（9）=[（1）-（2）]×100前視距離（10）=[（5）-（6）]×100前、后視距差（11）=（9）-（10）前、后視距累積差（12）=本站（11）+前站（12）

前后視距差：四等不得超過5m；三等不得超過3m。前后視距累積差：四等不得超過10m；三等不得超過6m。

(2)、高程計(jì)算

同一水準(zhǔn)尺黑、紅面中絲讀數(shù)之差應(yīng)等于該尺的尺常數(shù)K（4.687和4.787）。后尺（13）=（3）+K1-（4）前尺（14）=（7）+K2-（8）對于（13）或（14），四等不得超過3mm；三等不得超過2mm。

黑面高差：(15)=(3)-(7)紅面高差：(16)=(4)-(8)黑紅面所測高差之差（17）=（13）-（14）=（15）-（16）±0.1上式中的100為兩根水準(zhǔn)尺紅面的起始注記之差，單位m。對于（17），四等不得超過5mm；三等不得超過3mm。如果（17）符合要求，則計(jì)算平均高差平均高差:（18）=[1/2（15）]+（16）±0.12、總的計(jì)算和檢核(觀測結(jié)束后的計(jì)算與檢核)在手簿每頁末或每一測段完成后，應(yīng)作下列檢核：(1)、視距的計(jì)算和檢核末站的(2)、高差的計(jì)算和檢核當(dāng)測站數(shù)為偶數(shù)時當(dāng)測站數(shù)為奇數(shù)時3、全路線測量成果的整理

三、四等單一水準(zhǔn)路線的成果整理與普通水準(zhǔn)測量相同（參見第二章）。A123+2.3311.