第2章-水準測量課件

第二章 水準測量§2-1§2-2§2-3§2-4§2-5§2-6§2-7

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1水準測量原理水準測量儀器和工具水準測量基本方法

精度要求及內(nèi)業(yè)計算水準儀的檢驗水準測量誤差分析地球曲率和大氣折光影響的消除

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2§2.1

水準測量原理一、高程測量及原理高程測量(height

leveling)測定地面點高程的工作。測定待測點和已知點間的高差。根據(jù)已知點高程，計算出另一點的高程。高程測量常用方法水準測量(leveling)三角高程測量(trigonometric

leveling)氣壓高程測量(air

pressure

leveling)GPS高程測量(GPS

leveling)3．水準測量原理利用水準儀

(

level

)

所

提供的水平視線

(

horizontal sight

)

，并借助水準尺(

level

staff

)

測定地面上待測點與已知高程點的高差，再由已知點高程和所測得的高差計算出待測點的高程。023/10/1

2

3abh

=

a-bHB

=

HA

+

hgeoid二、高程計算公式1．計算公式：

hAB＝后視讀數(shù)－前視讀數(shù)＝a－bHB＝HA＋hAB（2－1）（2－2）2．視線高程法計算公式：HB＝（HA＋a）－b＝Hi－bHi

稱為視線高程(elevation

ofsight)Hi＝HA＋a（2－3a）（2－3b）2023/10/1

43．視線高程應(yīng)用當(dāng)假設(shè)一次水準儀，依次觀測多個前視點B1、B2、…Bn時，采用視線高程Hi計算就非常方便。Hi＝HA＋aHB1＝Hi－b1HB2＝Hi－b2……HBn＝Hi－bn

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54．轉(zhuǎn)點(Turning

Point)傳遞高程的臨時立尺點。記為TPi…

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6§2.2

測量儀器和工具一、水準測量的主要儀器和工具水準儀(level)水準尺(level

staff)三腳架(tripod)尺 墊

(staff

plate)2023/10/1

71.

水準儀（

Pentax自動安平系列）

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8水準儀的保管及標準配件

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92.水準尺和尺墊2023/10/110二、 圓水準器與讀數(shù)窗口1.

圓水準器(circular

bubble)2.目鏡讀數(shù)窗口2023/10/111上絲中絲下絲豎絲

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12三、水準儀的操作步驟安置粗平瞄準讀數(shù)步驟（1）：安置

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13步驟（2）：粗平

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14步驟（3）：瞄準步驟（4）：讀數(shù)

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15

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16§2.3

水準測量基本方法一、水準點簡介水準點（Bench

Mark，記為BMi）用水準測量方法測定的高程控制點。水準點等級精密水準測量(preciseleveling)：一等、二等普通水準測量(general

leveling)：三等、四等圖根水準測量(mapping

leveling)：等外/圖根3．水準路線(leveling

line)HB

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17附合水準路線(annexed

leveling

line)閉合水準路線(closed

leveling

line)支水準路線(spur

leveling

line)HAHAHA（1）附合水準路線(annexed

leveling

line)從一個已知高程的水準點出發(fā)，沿各高程待定點進行水準測量，最后附合到另一個已知的水準點。特點：兩個已知水準點間實測高差與其理論高差應(yīng)相等，即：閉合差(closing

error)fh＝0。

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18（2）閉合水準路線(closed

leveling

line)從一個已知高程的水準點出發(fā)，沿各高程待定點進行水準測量，最后仍回到原水準點。特點：實測高差之和應(yīng)為0，即：fh＝0

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19（3）支水準路線(spur

leveling

line)從一個已知高程的水準點出發(fā)，沿各高程待定點進行水準測量。支水準路線應(yīng)進行往返測量。特點：往測高差總和與返測高差總和應(yīng)大小相等，符號相反，即：fh

=

0

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21二、水準測量的外業(yè)工作圖根水準測量(Mapping

Leveling)常應(yīng)用于建筑工程中水準測量的一般方法兩次儀器高法雙尺面法

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22（1）兩次儀器高法要點：

a）同一測站兩次不同儀器高度的水平視線（改變高度應(yīng)在10cm以上）；b）理論上，兩次測量的高差應(yīng)相等。對于圖根水準測量，高差的絕對值≤5mm，否則需要重測。（2）雙面尺法要點：

a）無需改變儀器高度。只是讀取水準尺的紅、黑尺面讀數(shù)。理論上，兩次測量的高差應(yīng)相等。為了加快測量速度，常采用“后－后－前－前”（黑－紅－黑－紅）讀尺順序。黑尺面的起算點均為0，紅尺面的起算點則為4.687和4.787。因此，應(yīng)先將紅尺面計算出的高差±100mm后才能與黑尺面的高差進行平均。

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24（1）數(shù)字修約將測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)舍去的過程。目前比較科學(xué)的方法是按照“四舍六入五成雙”規(guī)則進行。（2）“四舍六入五成雙”規(guī)則a）有效位數(shù)的后一位≤4b）有效位數(shù)的后一位≥6c）有效位數(shù)的后一位

=

5時：i）5后面還有數(shù)字

進一舍去

1.3423

≈1.342進一

1.6248

≈1.6252.36251≈2.3634.28153≈4.2825后面沒有數(shù)字，最后一位保留數(shù)字為偶數(shù)，則舍去

3.2385≈3.238，1.5425≈1.5425后面沒有數(shù)字，最后一位保留數(shù)字為奇數(shù)，則進一

3.2375≈3.238，1.5455≈1.546【補充知識】數(shù)字修約規(guī)則：四舍六入五成雙三、數(shù)據(jù)記錄及初步計算【例題1】兩次儀器高法

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25【例題2】雙面尺法

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26§2.4

精度要求及內(nèi)業(yè)計算一、主要技術(shù)要求依據(jù)：工程測量規(guī)范（GB

50026-2007）2023/10/127

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28二、水準測量校核校核項目操作方法主要作用局限性計算校核表格數(shù)據(jù)平衡計算檢查計算錯誤不能檢查原始記錄是否有錯測站校核*兩次儀器高法*雙面尺法檢查測站數(shù)據(jù)只能證明各測站讀數(shù)正確成果校核計算閉合差fh綜合檢查成果――

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29水準路線閉合差fh容許閉合差[fh]閉合水準路線fh＝∑h測[fh]＝±12

mm[fh]＝±40

mm附合水準路線fh＝∑h測－h(huán)理（h理＝H終－H始）支水準路線fh＝∑h往＋∑h返三、內(nèi)業(yè)成果校核及改正1.閉合差校核2.閉合差調(diào)整（a）知道每測段的測站數(shù)ni（b）知道每測段的距離Li

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30四、例

題【例題4】附合水準路線

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31注意：

（1）最終結(jié)果里，改正數(shù)V一定等于閉合差fh；（2）如果改正數(shù)V不能整數(shù)分配（mm為單位）到各測段，一般情況將余數(shù)分配到測站最多（或者水平距離最長）的測段。

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322023/10/133∑fh

=∑h測=3.708+2.456-1.947-2.980-1.195=

0.042[?h]

=±12

=±12

=±76mm；

v=-?h/n=-42/40=-1.05mm-83.700-62.450-11-1.958-5-2.985-12-1.20740+0.042-42052.37254.82252.86449.87948.672【例題5】 閉合水準路線§2.5

水準儀的檢驗一、水準儀的軸線與關(guān)系1.水準儀的主要軸線視準軸

CC水準管軸儀器豎軸LLVVL'L'圓水準器軸十字絲橫絲注：自動安平水準儀沒有軸線LL。

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342.水準儀軸線之間的關(guān)系水準管軸//視準軸圓水準器軸

//

豎軸十字絲中絲 豎軸LL

//

CCL'L'

//

VV

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353.水準儀的檢驗（1）圓水準器軸與儀器豎軸平行的檢驗

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36（2）十字絲橫絲與儀器豎軸垂直的檢驗

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37（3）水準管軸與視準軸平行的檢驗（自動安平水準儀不需此項）

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38§2.6

水準測量誤差1.儀器誤差水準儀校正的殘余誤差（i角≠0）前、后視距相等，可消除或者減弱i角誤差的影響。（|i角|≤±20″時，可以不校正儀器）水準尺誤差采用符合技術(shù)要求的水準尺2023/10/1392.觀測誤差讀數(shù)誤差水準尺（前后）傾斜視差2023/10/1403.外界環(huán)境的影響儀器下沉和尺墊下沉的誤差地球曲率的影響大氣折光的影響溫度變化的影響2023/10/141§2.7地球曲率和大氣折光影響的消除一、地球曲率的影響及消除1.地球曲率的影響2.消除方法前、后視距相等！2023/10/142

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43二、大氣折光的影響及消除大氣折光的影響在陽光直射下，地面溫度較高，靠近地面的空氣溫度也較高，其密度較上層為稀薄。水準儀的水平視線離地面越近，光線的折射就越大。消除方法視線離地面的距離不小于0.2m；選擇大氣狀況比較穩(wěn)定的時段觀測。

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44【課外思考題】（1）

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