普通測量學 第二章 水準測量

普通測量學第二章水準測量2.1水準測量原理2.2水準測量儀器和用具2.3水準儀的使用2.4水準測量的實施2.5四等水準測量2.6水準測量的內(nèi)業(yè)計算2.7水準儀的檢驗和校正2.8水準測量誤差與注意事項2.1水準測量原理水準測量是利用一條水平視線，并借助水準尺，來測定地面兩點間的高差，這樣就可由已知點高程推算出未知點高程。實質(zhì)：定地面兩點間的高差,然后通過已知點的高程,求出未知點的高程方法高差法hAB=a-bHB=HA+hAB儀器高法(視線高法)

Hi=HA+aHB=Hi-b2.2水準測量儀器和用具DS3水準儀望遠鏡:其作用是瞄準目標并提供一條讀數(shù)的視線。水準器—用來指示儀器豎軸是否垂直和視準軸是否水平的裝置?；?其作用是支撐儀器上部并連接腳架。

水準尺尺墊2.2.1DS水準儀-望遠鏡望遠鏡:其作用是瞄準目標并提供一條讀數(shù)的視線。望遠鏡主要由物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板等部件構(gòu)成。視準軸:十字絲中央交點與物鏡光心的連線。望遠鏡的放大率:從望遠鏡內(nèi)所看到的目標影像的視角與人眼直接觀察該目標的視角之比。DS3型水準儀望遠鏡的放大率一般為28倍。2.2.1DS水準儀-水準器水準器—用來指示儀器豎軸是否垂直和視準軸是否水平的裝置。水準器分劃值——水準器上每2mm弧長所對的圓心角值τ。水準器有管水準器和圓水準器。DS3型水準儀其水準器分劃值分別為20“/2mm和8‘/2mm。水準管軸LL:過水準管零點所作水準管圓弧的切線。圓水準器軸L0L0:過圓水準器零點的球面法線。2.2.1DS水準儀-水準器2.2.1DS水準儀-水準器2.2.1DS水準儀-基座基座:其作用是支撐儀器上部并連接腳架。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。2.2.2水準尺1是水準測量時使用的有刻度的標尺。雙面尺、塔尺一般由優(yōu)質(zhì)木材制成，也有用玻璃鋼或鋁合金制作的。雙面尺多用于三、四等水準測量，長度有2m和3m兩種。雙面尺的兩面均有刻劃，最小分劃值一般為cm。一面為黑白相間，起點均為0；另一面為紅白相間，起點不為0，而是一常數(shù)K，一對水準尺的K值一般相差0.1m：例如一根尺為4.687，則另一根尺常數(shù)為4.787。塔尺用于等外水準測量，一般套接，展開后有3m和5m兩種。2.2.2水準尺22.2.3尺墊在轉(zhuǎn)點處放置水準尺，以標定臨時點的位置。它用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方有三個支腳。用時將支腳牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形頂點作為豎立水準尺和標志轉(zhuǎn)點之用。2.3水準儀的使用一、安置水準儀二、粗略整平三、瞄準水準尺四、精平與讀數(shù)2.3.1安置水準儀打開三腳架并使高度適中，目估使架頭大致水平，檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架伸縮螺旋是否擰緊，然后打開儀器箱取出水準儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀器牢固地固連在三腳架頭上。2.3.2粗略整平粗平是借助圓水準器的氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛垂，從而視準軸粗略水平。在整平的過程中，氣泡的移動方向與左手大拇指運動的方向—致。2.3.3瞄準水準尺首先進行目鏡對光，即把望遠鏡對著明亮的背景，轉(zhuǎn)動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。再松開制動螺旋，轉(zhuǎn)動望遠鏡，用望遠鏡筒上的照門和準星瞄準水準尺，擰緊制動螺旋。然后從望遠鏡中觀察；轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋進行對光，使目標清晰，再轉(zhuǎn)動微動螺旋，使豎絲對準水準尺。當眼睛在目鏡端上下微微移動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標影像有相對運動，這種現(xiàn)象稱為視差。產(chǎn)生視差的原因是目標成像的平面和十字絲平面不重合。由于視差的存在會影響到讀數(shù)的正確性，必須加以消除。消除的方法是重新仔細地進行物鏡對光，直到眼睛上下移動，讀數(shù)不變?yōu)橹埂４藭r，從目鏡端見到十字絲與目標的像都十分清晰2.3.4精平與讀數(shù)1眼睛通過位于目鏡左方的符合氣泡觀察窗看水準管氣泡，右手轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使氣泡兩端的像吻合，即表示水準儀的視準軸已精確水平。這時，即可用十字絲的中絲在尺上讀數(shù)?，F(xiàn)在的水準儀多采用倒像望遠鏡，因此讀數(shù)時應(yīng)從小往大，即從上往下讀。先估讀毫米數(shù)，然后報出全部讀數(shù)。精平和讀數(shù)雖是兩項不同的操作步驟，但在水準測量的實施過程中，卻把兩項操作視為一個整體；即精平后再讀數(shù)，讀數(shù)后還要檢查管水準氣泡是否完全符合。只有這樣，才能取得準確的讀數(shù)2.3.4精平與讀數(shù)22.4水準測量的實施水準點（BenchMark）及水準測量路線形式水準測量的實施水準測量的檢核2.送4.赤1撐水準宇點用水犬準測幅量方鍛法測留定的源高程從控制廚點稱甜為水涂準點蜘。水夕準點性按其挎精度臥分為波一、憑二、躁三、碧四等左，按柔國家擴規(guī)范湊要求琴埋設(shè)妥永久形性標效石標索志。地形體測量巖時需末設(shè)置摘圖根格水準唱點，抗施工蠢測量謹時需沙設(shè)置濾施工盲水準燭點，客它們余可采戚用臨肯時性獄標志想，如漸用木蹄樁或鑄道釘駛標示脊，或哈涂油艷漆標析示。簡記BM租,圖上板符號2.葉4.狡2水閣準測疲量路倘線形明式閉合防水準栽路線犯：從雄一高掘級水送準點浙出發(fā)妨，經(jīng)節(jié)過測添定沿止線其頁它待裳定點圣高程糧，最指后又技回到挎原起磨始點能的環(huán)悄形路口線。附合潤水準控路線諷：從撞一高濃級水妻準點飄出發(fā)洽，經(jīng)貓過測哄定沿梢線其擠它待荷定點瞧高程雙，最求后又震附合習到另帖一高脈級水嗎準點錘的路升線。支水裁準路煩線：枕從一痛已知勁水準殿點出漫發(fā)，迅測定桂沿線籃其它擺待定化點高演程，段不閉舅合也語不附靠合，臣但為墓了校澆核必編須往儲返測遙。水準醋網(wǎng)：彈由多寨條單綠一水然準路鈔線相核互連猶接構(gòu)針成的蛙網(wǎng)狀宇路線天。2.華4.琴3越水準泥測量鄭的實謎施方法正：當秧欲測手的高吊程點銀距水乒準點配較遠上或高志差很辜大時筑，就港需要搬連續(xù)幅多次亡安置較儀器植以測店出兩雄點的遷高差化。為榴測A、答B(yǎng)點高俘差，接在AB線路榆上增疫加1晚、2論、3戀、4顧等中納間點祥，將AB高差敵分成謎若干石個水叨準測方站。另其中枝間點督僅起橫傳遞欣高程稿的作宵用，伶稱為悉轉(zhuǎn)點，簡寫梁為TP善。轉(zhuǎn)點局無固假定標未志，西無需貨算出垮高程讓。分類眨：等外僑水準好測量三、適四等仔水準挺測量2.醒4.第3.賺1等外叮水準晉測量沫1精度后適用毅于圖都根或新一般跑工程禾測量捉。在離沫已知小水準郵點A適當天距離胞處(辣一般頑不超邀過1猶00m)選擇腎轉(zhuǎn)點液1(腫編號ZD貝1或TP回1)猶，安放恢尺墊胃，在A、施1兩點概上分滿別豎沙立水手準尺摸，在改兩點掏大致蔽等距味處安辰置水郊準儀碌，整魔平后犧瞄準虛后視就點A，精平渣后讀熊出后嘉視讀費數(shù)為a1；再瞄驅(qū)準前止視點霧1，作精平陜后讀桌出前駕視讀報數(shù)為b1，其高叫差計碌算如辜下，遣此為爭一個盆測站出的觀仰測，束其它個測站裝也如悄此觀舉測，患并記材錄觀醉測數(shù)裂據(jù)填丑入水揀準測炸量手眠簿。h1=a1-b1，h2=a2-b2，……田，hn=an-bn∑h盤=嘗∑a糧-裳∑誕b為提拋高精堂度，用一般授采用念“變聚更儀毀器高蘋”法刷或者乖“雙受面尺箭”法廉觀測2.漿4.脂3.棚1怨等外山水準澆測量伯2測站點號水準尺讀數(shù)高差高程備注后視前視+-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計算檢核∑∑a6.588-5.4731.115∑b5.4731.480-0.3651.1150.36528.469-27.3541.1152.紡4.范4沃水準砌測量躲檢核測站番檢核變更廳儀器尼高/叛雙面沒尺兩次噸高差挺之差薯<=涼6mm水準牌路線燈檢核這（高斑差閉宗合差噸）閉合舉水準莫路線fh=∑h測附合艇水準梨路線fh=∑h測-(H終-H始)支水兇準路頓線fh=∑h往測+∑h返2.玩5五四等革水準庫測量精度燃適用糞于區(qū)眠域高孝程控朗制或撓施工破控制專測量踏。主要鐘技術(shù)禮指標一個塘測站禿上的花觀測陳記錄偷程序測站肺檢核印與計穴算2.德5.踢1帆主島要技丑術(shù)指產(chǎn)標1等級每公里高差中誤差

mm路線長度

km水準儀的型號水準尺觀測次數(shù)往返較差附合或環(huán)線高差閉合差與已知點聯(lián)測附合或環(huán)線平地mm山地mm二2—DS1DiNi12因瓦條碼往返各一次往返各一次—三6≤50DS1因瓦往返各一次往一次DS3雙面往返各一次四10≤16DS3雙面往返各一次往一次五15—DS3單面往返各一次往一次圖根——DS3單面往返各一次往一次2.慣5.喪1稿主墓要技糕術(shù)指轟標2等級水準儀型號前后視距不等差mK+黑-紅mm紅黑面所測高差之差mm視線最長距離m中絲最小讀數(shù)值mdm累積差∑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：①二等水準視線長度小于20m時，其視線高度不應(yīng)低于0.3m；②三、四等水準采用變儀高法觀測單面水準尺時，所測兩次高差較差，應(yīng)與黑面、紅面所測高差之差的要求相同。2.浙5.勸2一喝個測瞞站上垃的觀介測記滅錄程焰序1雙面勻尺法作一個牌測站喂上的議觀測懇順序么為（勝簡稱辨為后立、前床、前件、后塞）：①照棵準后每視尺屯黑面號，讀勵取上軍、下黎、中壩絲讀遼數(shù)；②照惡準前肺視尺嶼黑面向，讀妻取上眨、下念、中度絲讀戰(zhàn)數(shù)；③照享準前辯視尺朝紅面侮，讀舉取中釘絲讀愁數(shù)；④照映準后快視尺炭紅面笨，讀臣取中績絲讀齡數(shù)（其每次魔讀數(shù)吵前，示注意糠精平津）。總共扶觀測認記錄恒8個逮數(shù)據(jù)傾。至踏此，槳觀測亦程序春完成嘴，應(yīng)今立即貴進行蔬測站慰計算匙，共娛計1封0個抬數(shù)據(jù)最。檢葉核無烘誤后豬方可砍進行咬下一顏測站耽的工槳作。2.澇5.渣2一前個測樹站上捎的觀鄙測記答錄程堂序2-1+1+1-1+1-1+0豎.書6-0奇.毯16.荒6口111.馳8咱25前K21.猛6守700.隙5氏80-1墓.博19塵0-1毯.柏09頑1后-殊前30貌.娛930撫.澡8+0剪.憑7+1貿(mào).膊36.以0圾281.呢3載40前K11.省2耗251.夾3遵33+0岸.賀21至5+0優(yōu).豎11猾6后-撫前23偵.蔑224廁.卸5-0艇.返6-0誰.境65.遙9役971.圍2指09前K21.奴0蔬931.互6粥46+0霞.釣45對0+0秀.復(fù)55潮1后-帽前23小.欣522努.旋9∑dd下絲下絲上絲上絲紅面黑面前視毫距m后視獅距m-1漠.唱09杜0505.宴4駕210.蝴7僻34后K11.槐9塔790.磚8蠢88ZD覆2∣ZD命33+0響.咳11朋5506.赤2更431.額4化56后K21.怠4素571.嘉5斜78ZD擋1∣ZD墊22K1=4.奪6丸87K2=4.連7丘87+0雀.偵55亂0506.貓4橫471.駕7麗60后K11.箏3哄281.青8使75A∣ZD銳11備注高差中數(shù)(m)黑紅咸面讀邊數(shù)差K+黑-徒紅(mm駁)水準嘉尺讀欲數(shù)方向吐及尺號前尺后尺點號測站傻編號<=3mm<=遙80m<=5m<=1噴0m<=5mm2.逗5.畫3測沃站計紐奉算與雷檢核每測自站計據(jù)算與蠶校核鄭如下藏：1.色視距妹計算后、皮前視惜距離金為：娘10天0×漆（上改絲-破下絲輛），請四等足應(yīng)小疫于8仔0米拿；后、蓋前視蹦距差挺為：d躁=后視輔距離專-酸前漁視距妄離后、配前視采距差漆累積躺差為下：∑d=前站d鍵+本站d2.同一系水準組尺紅袖、黑及面中爛絲讀朋數(shù)差易的校至核同一舊水準亦尺紅忍、黑男面中坦絲讀抓數(shù)之熊差，駝應(yīng)等際于該滴尺紅喪、黑坊面的含常數(shù)朝差K(痕4.蕩68扶7或4勉.7告87磚)，料即紅灣面中窮絲讀蹲數(shù)=探黑面抄中絲陜讀數(shù)略+K。3.黑、寧紅面床所測淺高差支的計詠算與地校核黑面菊高差圓=后餓視尺步黑面喉中絲敬-前稻視尺評黑面記中絲紅面禿高差霜=后擠視尺惜紅面糕中絲帥-前哪視尺潑紅面劇中絲檢核萄：黑習面高氧差=奇紅面獸高差旺±0加.1眼00m，黑、亡紅面平所測華高差記之差支四等閘應(yīng)小陷于5mm蒼。高差嬌中數(shù)等于婦黑面癥高差汽加上顯加減崖0.過10盯0m后的悉紅面恒高差酷再除滋以龜2。2.王6猛水準御測量拍的內(nèi)奸業(yè)計效算1.剪高差奇閉合膏差的追計算2.售高差陰閉合帽差的作改正3.計算衰改正斬后高黑差hi=膊hi′育+Vi4.計算碎各點賠高程H未=H已+hi2.是6.牙1高差消閉合峽差的宅計算水準暖路線疊的高捷差閉威合差反為：fh=棚∑h測－∑h理，景其應(yīng)碑小于折規(guī)定餓的容屑許數(shù)組值，提對于體圖根當水準惠來說城，fh容=±律40電*sq橋rt秀(L穿)（平地殼）對于朱閉合被水準唐路線綱：基∑h理=0醉，則fh=犧∑h測對于墨附合蓬水準牛路線榜：擺∑h理=(H終－H始)察，則fh=獵∑h測－吃(H終－H始)對于戚支水臘準路帳線：那則fh=∣斥∑h往∣－交∣犧∑h返∣2.女6.測2高差允閉合濃差的艘改正高差愉閉合順差的約改正怪是按草與距自離或耗與測誘站數(shù)候成正象比反滑符號亂分配樂到各陷測段蟻高差宴中。熔第i測段展高差飛改正伶數(shù)按劃下式已計算么：Vi=－主fh/延L×毅Li或Vi=－蘿fh/皆n×幸ni2.劣6.指3架實例測點測段長度L(km)實測高差(m)高差改正數(shù)(m)改正后高差(m)高程(m)備注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輔助計算fh=∑h－(HB－HA)=2.741－(59.039－56.345)=+0.047fh容==±79mmL=3.9km-fh

/L=-1.2mm2.燃7水喜準儀繡的檢叫驗和叨校正一、關(guān)水準遣儀應(yīng)泰滿足層的軸懂線條陽件①圓糖水準生器軸砍平行互于儀拳器豎敏軸；②十叨字絲讓橫絲東垂直宴于儀低器豎慚軸；③水屈準管忙軸平厭行于岸視準塌軸。2.業(yè)7水真準儀拾的檢比驗和鈔校正二、淚水準印儀的雪檢驗液與校仙正1.閱圓水挺準器拾的檢先驗與呢校正檢驗：安盡置儀涼器后啊，用雞腳螺擠旋調(diào)塑節(jié)圓磚水準達氣泡堆居中綿。旋尿轉(zhuǎn)照蒜準部篇18察0°刺后，食如氣名泡仍渣居中準，則駐滿足倘；否北則需惕校正妥。校正：用錢腳螺丑旋校慈正偏抬離長耀度的谷一半繳，再健用圓零水準珠器下版面的昂三個繁校正累螺絲首校正胡另一圾半。笑反復(fù)撒檢驗啄與校晝正。2.槐十字恢絲分除劃板披的檢淚驗與租校正檢驗：用羨十字拌絲橫秀絲對娃準一嶼個點吵狀目備標，失水平徹制動垮螺旋背制動旱后，韻用微遣動螺碧旋使孟十字疑絲橫月絲左喂右移俱動，遙若點交偏離職，則雨需校族正。校正：打包開目能鏡端烏護蓋桿，松冊固定液螺絲泛后，羽旋轉(zhuǎn)貸十字塞絲分孝劃板瀉到正山確位湊置。嘗反復(fù)盈檢驗皇與校凈正。3.政水畜準管灘的檢拾驗與伸校正檢驗：在狀高差降不大墳的相松距約寒80駝米左欲右的染地方敬固定A、礙B兩點星，用枝變儀山高法歷或雙殺面尺港法精房誠確測蹤蝶出兩膊點高悠差；號然后依將儀末器搬千至距仁其中品一點頓最近判的地膠方，陸再測雄兩點紀高差瞎，若東兩次魄高差賺值大陷于5mm助，則需憐校正高。校正：根目據(jù)近涂尺讀夜數(shù)和菜正確賴高差爹計算案遠尺誤正確順讀數(shù)佳，用案微傾即螺旋更使遠屈尺為稱正確嚇讀數(shù)休后，酒此時餓水準闊管氣秘泡偏株離中熱心位憲置，茂調(diào)節(jié)得水準謎管校攝正螺枕絲使蓋氣泡峰居中克。2.豈8水竿準測價量誤田差與言注意郊事項一、租儀器美誤差1.吊水媽準儀緩的誤性差—喝—有柄視準陵軸與五水準巡壽管軸碰不平拖行的拋誤差團，望鬼遠鏡蔽調(diào)焦予時運舉行誤圖差，皮可使占前后亂視距恒相等慰加以聚消除構(gòu)。2.勸水堤準尺感誤差委——劑包括肺水準驗尺尺挖長誤脂差、犁刻劃猶誤差童及零伸點差電等。品一般魚可成酒對使壓用并青使測贏站數(shù)毯為偶虎數(shù)站界來減愉弱或財消除秒其影服響。二、稿觀測濃誤差1.夏水準激管氣曲泡居繼中誤奏差—僑—其摸誤差棒為2.下讀偉數(shù)誤毛差—