施工現(xiàn)場高程引測課件

施工現(xiàn)場高程引測

§1.1水準測量原理高程：地面點到高程基準面的鉛垂距離。1、絕對高程：地面點到大地水準面的鉛垂距離2、相對高程：地面點到任意水準面的鉛垂距離高程測量：測定地面點高程的測量工作測量方法：水準測量——水準儀三角高程測量——經(jīng)緯儀氣壓高程測量水準測量方法利用水準儀提供的一條水平視線，借助豎立在地面點上的水準尺首先測出各點間的高程之差，然后根據(jù)其中一點的已知高程推算其它各點的高程。一、測高差的基本原理

如圖：已知點A高程HA

求點B高程HB

思路一：（1）先測hAB＝a－b（2）再算HB＝HA＋hAB（3）a、b獲取方法先在A、B兩點之間安置水準儀，A、B上立水準尺，利用儀器可得到讀數(shù)a、b。

§1.1水準測量原理

思路二：（1）先測HI＝HA＋a（2）再算HB＝HI－b

歸納：由高差推算高程的方法稱為高差法；利用視線高程推算的方法稱為視線高法二、幾點注意1、測量過程中，a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)，hAB＝后視讀數(shù)－前視讀數(shù)。2、hAB的值可為正也可為負，正表示A點低于B點，負表示A點高于B點。3、比較兩種方法：高差法一般場合下均可使用；視線高法只適用于擺一次儀器。4、要測算地面上兩點間的高差，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果視線不水平，公式不成立。因此，視線必須水平，是水準測量中要牢牢記住的操作要領?！?.1水準測量原理§1.2水準測量的儀器和工具儀器和工具：水準儀、水準尺、尺墊一、水準儀1、水準儀的等級

DS05、DS1、DS3、DS10、DS20

D—大地測量儀器

S—水準儀數(shù)字

—表示儀器的精度，即每公里往、返測得高差中數(shù)的中誤差（mm）。

水準儀的作用是提供一條水平視線；

工程測量中常使用DS3型水準儀，該儀器標稱精度為±3mm/km。2、DS3型水準儀的構造主要由望遠鏡、水準器、基座三部分組成。§1.2水準測量的儀器和工具§1.2水準測量的儀器和工具§1.2水準測量的儀器和工具§1.2水準測量的儀器和工具（1）望遠鏡：用來瞄準遠處的水準尺進行讀數(shù)；由物鏡、目鏡、十字絲分劃板、調(diào)焦透鏡、調(diào)焦螺旋組成；放大率一般為25~30倍。視準軸：物鏡中心與十字絲交點的連線?！?.2水準測量的儀器和工具（2）水準器水準器的作用：整平儀器，使視準軸處于水平位置。①圓水準器

作用：粗略整平結構：如圖所示精度：一般為

8＇~10＇/2mm

（氣泡中心偏離零點2mm

所對的圓心角）§1.2水準測量的儀器和工具②管水準器作用：精確整平結構：如圖所示精度：一般τ=20″/2mm

水準管的分劃值τ：氣泡中心偏離零點2mm所對的圓心角?！?.2水準測量的儀器和工具（3）基座組成軸座：承托儀器上部腳螺旋：調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準器氣泡居中連接板：連接三腳架軸座腳螺旋連接板§1.2水準測量的儀器和工具二、水準尺和尺墊1、水準尺

塔尺：可以伸縮，一般全長3m、5m，用于等外水準測量。

雙面尺：不可伸縮，一般全長3m，用于三、四等水準測量。2、尺墊僅在轉點處豎立水準尺時使用，防止點位移動和水準尺下沉。§1.2水準測量的儀器和工具水準儀的操作步驟：安置儀器、粗略整平、瞄準水準尺、精確整平和讀數(shù)一、安置儀器1、架設腳架，要求架頭大體水平2、安置水準儀于腳架上3、檢查螺旋，使腳螺旋置于中間4、調(diào)整腳架，使圓水準器氣泡大體居中。二、粗略整平調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準器氣泡大體居中1．方法：對向轉動腳螺旋1、2——使氣泡移至1、2方向中間——轉動腳螺旋3，使氣泡居中。§1.3水準儀的使用圖形：粗平的操作方法示意圖

a123

a123b312c3122．規(guī)律：

（1）氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。（2）左右手旋轉的方向是向反的?！?.3水準儀的使用三、瞄準水準尺1、目鏡對光要求操作后，十字絲清晰，調(diào)目鏡的對光螺旋2、初步照準利用望遠鏡上的照準設備瞄準水準尺，然后擰緊制動螺旋3、物鏡對光和精確瞄準轉動望遠鏡對光螺旋，使水準尺影像清晰制動螺旋旋緊的前提下，轉動微動螺旋使影像位于視場中間。4、消除視差視差：物鏡對光后，眼睛在目鏡端上下微微移動時，十字絲和水準尺影像有相對運動的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因：像沒有成在十字絲分劃板上。消除視差的方法：仔細地調(diào)節(jié)物鏡的對光螺旋，直至視差消除?！?.3水準儀的使用四、精確整平

目的：使水準管氣泡居中，視準軸精確水平。

方法：調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準管氣泡影像符合。

說明：自動安平水準儀無此操作?！?.3水準儀的使用五、讀數(shù)精平后，用十字絲的中絲在水準尺上讀數(shù)。1、方法：米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀，共4位數(shù)字。2、規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故儀器若成倒像的，從上往下讀；若成正像，即從下往上讀。3、注意：（1）讀數(shù)前必須精平，精平后立即讀數(shù)。（2）注意尺子零刻度線的標注?！?.3水準儀的使用水準測量的瞄準與讀數(shù)

bc

a0.725

a

c

b6.2521.477§1.3水準儀的使用§1.4水準測量的方法一、水準點1、概念：通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點，一般用BM表示。2、作用：表示高程，引測高程的依據(jù)。3、種類：永久性水準點、臨時性水準點二、水準路線作用：避免觀測、記錄和計算中發(fā)生的人為粗差。

1、閉合水準路線從一個已知點開始，最后測回至該已知點。

2、附合水準路線從一個已知點開始，測至另外一個已知點上。3、支線水準路線從一個已知點開始，沿各待測點進行測量，既不附合到其他水準點上，也不自行閉合?！?.4水準測量的方法圖形：水準路線布設形式3.支水準路線BM

1

2

1BM

2

3

41.閉合水準路線2.附合水準路線BM1BM2

1

2

3§1.4水準測量的方法三、水準測量的方法、記錄計算當兩點相距較遠或高差較大時，需連續(xù)安置水準儀測定相鄰各點間的高差，最后取各個高差的代數(shù)和，可得到起終兩點間的高差。如圖：A、B兩水準點之間，設3個臨時性的轉點。

h1=a1-b1h2=a2-b2h3=a3-b3h4=a4-b4hAB=h1+h2+h3+h4ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4ABA、B兩點高差計算的一般公式：hAB==n—為測站數(shù)§1.4水準測量的方法（一）測站和轉點測站：每安置一次儀器稱為一個測站。轉點：傳遞高程的臨時立尺點。（二）觀測和記錄1、觀測（1）選擇轉點1、放置尺墊，并在A點和1點上豎立水準尺。（2）將水準儀安置在離后視點A和前視轉點1距離大致相等之處，調(diào)節(jié)腳螺旋粗平。（3）瞄準A上水準尺，調(diào)焦，精確整平后讀數(shù)，并記入手簿。（4）轉動望遠鏡，瞄準1點水準尺，精確整平后讀數(shù)。（5）計算A1間高差。以上為一個測站，觀測完畢后，隨即將水準儀移至測站2處，后視尺移至第2個轉點處，然后按上述方法讀數(shù)，直至終點為止。§1.4水準測量的方法2、計算（1）每一站上：hi＝ai－bi（2）兩點間高差hAB＝∑h（3）未知點高程HB＝HA＋∑h3、計算檢核HB－HA＝∑a－∑b＝∑h

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進方向1.1341.677TP1h1=-0.5434、測站檢核——為及時發(fā)現(xiàn)錯誤（1）變動儀器高法（2）雙面尺法變動儀器高法：高差之差hi’-hi’’≤±5mm§1.4水準測量的方法∑12345BMA1.134TP11.677-0.543TP11.444TP21.324+0.120TP21.822TP30.876+0.946TP31.820TP41.435+0.385TP41.422BMB1.304+0.118

7.6426.616+1.026水準測量記錄表§1.4水準測量的方法三、成果檢核：水準路線閉合差：觀測值與重復觀測值或與理論值之間的不符合值。f1、閉合水準路線從一個已知點開始，最后測回至該已知點。

fh＝∑h測－∑h理＝∑h測2、附合水準路線從一個已知點開始，測至另外一個已知點上。

fh＝∑h測－∑h理＝∑h測－（∑h終－∑h始）3、支線水準路線從一個已知點開始，沿各待測點進行測量，既不附合到其他水準點上，也不自行閉合。

fh＝∑h往＋∑h返4、閉合差容許值§1.4水準測量的方法§1.5水準測量的成果計算內(nèi)業(yè)計算步驟（一）計算高差閉合差公式：（二）計算高差閉合差的容許值對于普通水準測量：式中，fh容——高差閉合差限差，單位：mm；

L——水準路線長度，單位：km；

n——測站數(shù)。（二）分配高差閉合差按與距離L或測站數(shù)n成正比原則，將高差閉合差反號分配到各段高差上。（三）計算各待定點高程用改正后的高差和已知點的高程，來計算各待定點的高程。改正后高差hi＝hi測＋vi§1.5水準測量的成果計算一、附合水準測量成果整理實例

如圖按等外水準測量施測某附合水準路線觀測成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準點，圖中箭頭表示水準測量前進方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點間的高差(以m為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的長度(以km為單位)，試計算待定點1、2、3點的高程。HA=45.286M123BMABMBHB=49.579M+2.331+2.813-2.244+1.4301.6KM2.1KM1.7KM2.0KM§1.5水準測量的成果計算第一步計算高差閉合差：

fh＝∑h測－（∑h終－∑h始）＝4.330－4.293＝37mm第二步計算高差閉合差的容許值：

fh容＝±108.8mm第三步計算每KM高差改正數(shù)：vo＝－fh/L

＝－37/7.4＝－5mm第四步計算各段高差改正數(shù)：

vi＝

vo×li

四舍五入后，使：∑v＝－

fh

故有：v1＝－8

mm；v2＝－11

mm；

vi＝－8

mm；

vi＝－10mm。第五步計算各段改正后高差：改正后高差=改正前高差+改正數(shù)Vi

hi改＝

hi+vi故有h1改＝2.323mm；h2改＝2.802mm；h3改＝-2.252

mm；h4改＝1.420mm§1.5水準測量的成果計算第六步計算各點高程：H1=HBM-A+h1改=45.286+2.323=47.609mH2=H1+h2改=47.509+2.802=50.411mH3=H2+h3改=50.311-2.252=48.159mHBM-B=H3+h4改=48.059+1.420=49.579m二、閉合水準測量成果處理與附合水準路線處理方法相似。三、支線水準測量成果處理1.fh＝h往+h返

2.fh容3.

h改＝h往+（－h(huán)返）/24.H待測＝H已知+h改§1.5水準測量的成果計算水準測量成果整理§1.5水準測量的成果計算§1.6微傾式水準儀的檢驗與校正一、水準儀的主要軸線及應滿足的條件主要軸線：視準軸CC水準管軸LL儀器豎軸VV圓水準器軸幾何關系：圓水準器軸//儀器豎軸水準管軸//視準軸十字絲橫絲⊥豎軸CCLLVVL'L'二、水準儀的檢驗和校正1、圓水準器的檢驗和校正目的：使圓水準器軸//儀器豎軸檢驗：①用腳螺旋使圓水準器氣泡居中；②望遠鏡旋轉180度。若氣泡仍居中，滿足要求；若氣泡不居中，需進行校正。

校正：①用腳螺旋調(diào)氣泡偏離值的一半；②用圓水準器的校正螺旋再調(diào)一半。§1.6微傾式水準儀的檢驗與校正2、十字絲橫絲的檢校和校正目的：使十字絲橫絲⊥豎軸

檢驗：①精平儀器，十字絲橫絲左邊對準墻上標志點p；②水平微動，p點在橫絲上移動，說明十字絲橫絲位置正確；否則需要校正。

校正：①松開十字絲的固定螺旋；②微微轉動十字絲環(huán)座，至p點軌跡與橫絲重合；③擰緊十字絲的固定螺旋?！?.6微傾式水準儀的檢驗與校正3、水準管軸的檢驗與校正目的：使水準管軸//視準軸。檢驗：①在平坦地面選相距80m左右A、B兩點，置水準儀于中點C，用變動儀器高法（兩次高差之差≤3mm）測定兩點之間的高差h0=a1-b1；i角—

視準軸與水準管軸之間的夾角；前后視距相等可以消除。ABiia1a1b1CΔΔ§1.6微傾式水準儀的檢驗與校正②儀器搬A點附近，測得高差h=a2－b2；若h=h0，則水準管軸//視準軸；若h不等于h0，則存在i角。如圖：

說明：對S3水準儀，若i>20″，需校正。b2b2應ABiiia1a1a2b1C2ΔΔΔ§1.6微傾式水準儀的檢驗與校正

校正①轉動微傾螺旋，使b2=b2應（此時視準軸水平，水準管氣泡不居中）。②調(diào)節(jié)水準管校正螺絲，使符合氣泡居中。§1.6微傾式水準儀的檢驗與校正§1.7水準測量誤差與注意事項誤差來源：