第二章水準(zhǔn)測量徐卓揆公路工程學(xué)院2-1.水準(zhǔn)測量原理2-2.水準(zhǔn)測量的儀器和工具2-3.水準(zhǔn)測量的實(shí)施及成果整理普通水準(zhǔn)測量三、四等水準(zhǔn)測量2-4.水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正2-5.精密水準(zhǔn)儀與自動安平水準(zhǔn)儀2-6.水準(zhǔn)測量的誤差及注意事項(xiàng)引言高程測量測量地面上各點(diǎn)高程,

根據(jù)已知點(diǎn)高程，測定該點(diǎn)與未知點(diǎn)的高差，然后計算出未知點(diǎn)的高程的方法。方法可分為：水準(zhǔn)測量精度高,用途廣---主要方法三角高程測量氣壓高程測量2-1.水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理

利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線”，測量兩點(diǎn)間高差，從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。大地水準(zhǔn)面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向A——后視點(diǎn)a——后視讀數(shù)B——前視點(diǎn)b——前視讀數(shù)1、A、B兩點(diǎn)間高差2.B點(diǎn)的高程3.視線高程大地水準(zhǔn)面AB后視前視前進(jìn)方向HAHiHBabhab水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺轉(zhuǎn)點(diǎn)TP(turningpoint)的概念

若A、B兩點(diǎn)間布設(shè)一些過渡點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)）1、2、3…，將其分為n段，則用水準(zhǔn)儀分別測得各段高差為h1，h2…h(huán)n，則有：hAB=h1+h2++hn

=(a1-b1)+(a2-b2)++(an-bn)=a-b2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)儀的使用2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡用于觀察水準(zhǔn)尺并讀取水準(zhǔn)尺上讀數(shù)水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器（粗平）符合（管）水準(zhǔn)器（精平）基座連接儀器和三腳架，基座上另有三個腳螺旋，一個圓水準(zhǔn)器用于整平儀器。望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)儀豎軸視準(zhǔn)軸水準(zhǔn)管軸圓水準(zhǔn)器軸水準(zhǔn)尺木質(zhì)—有雙面尺和塔尺，一般是3m，也有5m鋁合金—通常是塔尺結(jié)構(gòu)，一般是3m銦剛尺—通常是單面尺，一般是3m或是2m雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為4687mm，另一把為4787mm。2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)尺與尺墊尺墊放在轉(zhuǎn)點(diǎn)上，以防水準(zhǔn)尺下沉安置儀器粗略整平：使用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)儀的使用

氣泡移動方向與左手大拇指運(yùn)動的方向一致

a123b312c312安置儀器粗略整平瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺：使用粗瞄器瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，消除視差2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)儀的使用視差：概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標(biāo)像有相對運(yùn)動。產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。消除方法：反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。安置儀器粗略整平瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺精平：微調(diào)微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)儀的使用安置儀器粗略整平瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺精平精平讀數(shù)：用十字絲橫絲讀取水準(zhǔn)尺上刻度讀數(shù)，讀四位。2-2水準(zhǔn)測量的儀器和工具

--水準(zhǔn)儀的使用

精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)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。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。

bc

a0.7256.2521.4772-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理基本概念水準(zhǔn)測量的實(shí)施測量中的檢核方法成果整理三、四等水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)點(diǎn)--BM(BenchMark)

標(biāo)定要求:穩(wěn)定、安全、便于保存和使用分類:基本水準(zhǔn)標(biāo)石---一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)

普通水準(zhǔn)標(biāo)石---三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)

墻角水準(zhǔn)標(biāo)志---三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)

臨時水準(zhǔn)標(biāo)志---水準(zhǔn)(木樁、巖石、屋腳等)

點(diǎn)之記水準(zhǔn)點(diǎn)與附近固定建筑物或其它地物的關(guān)系圖2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--基本概念通過水準(zhǔn)測量方法獲得其高程的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，一般用BM表示。有永久性和臨時性兩種。2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--基本概念水準(zhǔn)路線

在兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線閉合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)網(wǎng)3.支水準(zhǔn)路線BM

1

2

1BM

2

3

41.閉合水準(zhǔn)路線2.附合水準(zhǔn)路線BM1BM2

1

2

32-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--水準(zhǔn)測量的實(shí)施轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD、TP）

當(dāng)兩點(diǎn)距離太遠(yuǎn)或高差太大時,需分段測量,此時需加設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)作為傳遞高程的過渡點(diǎn).

h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 .......+)hn=an-bnhAB=∑h=∑a-∑bHB=HA+∑h實(shí)施步驟：在Ⅰ處安置儀器后視，精平并讀數(shù)記錄前視，精平并讀數(shù)記錄搬站，將儀器從Ⅰ處搬至Ⅱ處，按以上步驟逐站測量至BMB點(diǎn)2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--水準(zhǔn)測量的實(shí)施觀測與記錄2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--水準(zhǔn)測量的實(shí)施要求及注意事項(xiàng)：(1).檢校儀器,選擇v>20,τ<25"的儀器.(2).前后視距盡可能相等,視距<100m,最大<150m.(3).轉(zhuǎn)點(diǎn)要選在土質(zhì)堅硬的地面上,并放置尺墊(4).搬站時,前視尺墊不允許移動,且在觀測過程中不允許碰動,否則由此站到起點(diǎn)的全部觀測成果報廢.(5).儀器搬動轉(zhuǎn)站時,后視尺墊才允許移動.(6).視線高出地面0.3m.2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--水準(zhǔn)測量的實(shí)施2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--測量中的檢核方法檢核(1).計算檢核：∑hAB=∑h=∑a-∑b=HB-HA

(2).測站檢核(同一測站)

a)雙儀高法:改變儀器高度>10cm,若h<±6mm,取平均值作為最后結(jié)果.b)雙面尺法:(3).成果檢核：高差閉合差fh：fh=h測

-h已知

閉合路線、附合路線、支水準(zhǔn)路線的理論fh=？若fh<fh允,則成果可用,否則應(yīng)檢查原因.2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--水準(zhǔn)測量成果整理目的：消除fh，求出正確高差步驟：

1.計算fh

2.若fhfh容，則對測量值進(jìn)行調(diào)整根據(jù)按比例分配原則檢核：v＝－fh

3.計算改正后高差：

高程檢核：【例】如圖按圖根水準(zhǔn)測量施測某附合水準(zhǔn)路線觀測成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，圖中箭頭表示水準(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(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(diǎn)1、2、3點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)測量成果整理實(shí)例第一步計算高差閉合差：第二步計算限差：故可進(jìn)行閉合差分配第三步計算每km改正數(shù)：

第四步計算各段高差改正數(shù)：。第五步計算各段改正后高差后，計算1、2、3各點(diǎn)的高程。改正后高差=改正前高差+改正數(shù)Vi

四舍五入后，使：故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。故可得：H1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=48.059+1.420=49.579(m)2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--水準(zhǔn)測量成果整理當(dāng)所求水準(zhǔn)點(diǎn)的精度要求較高時，普通水準(zhǔn)測量就達(dá)不到精度要求，因此必須采取高等級的水準(zhǔn)測量方法。三、四等水準(zhǔn)測量，除用于國家高程控制網(wǎng)的加密外，還常用作小地區(qū)的首級高程控制，以及工程建設(shè)地區(qū)內(nèi)工程測量和變形觀測的基本控制。三、四等水準(zhǔn)常用雙面水準(zhǔn)尺。兩尺黑面尺底均為0，紅面尺底一根為4.687m，一根為4.787m。視線長度和讀數(shù)誤差的限差及高差閉合差的規(guī)定2-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--三、四等水準(zhǔn)測量等級標(biāo)準(zhǔn)視線長度（m）前后視距差（m）前后視距累計差（m）紅黑面讀數(shù)差（mm）紅黑面高差之差(mm)三四65803.05.05.010.02.03.03.05.02-3水準(zhǔn)測量的實(shí)施和成果整理

--三、四等水準(zhǔn)測量后前前后（黑黑紅紅）①后視黑面：讀下、上、中絲③前視紅面：讀中絲②前視黑面：讀下、上、中絲④后視紅面：讀中絲①后黑：上下中②前黑：上下中④后紅：中③前紅：中第二站前進(jìn)方向不動

當(dāng)測站觀測記錄完畢隨即計算，完成后才能搬站?。。。?！1.前、后視距：D視距＝100×（下－上）m2.后視中絲（黑面）－前視中絲（黑面）＝h13.后視中絲（紅面）－前視中絲（紅面）＝h24.兩高差之差h1-h2≤5±100mm5.計算高差平均數(shù)：

h平＝(h1+h2±0.1m)/2

當(dāng)測站觀測記錄完畢隨即計算，完成后才能搬站?。。。。?/p>

簡單檢核：3、3、5、5、101.前、后視距差：△D＝D后－D前≤3m前、后視距累積差：∑△D≤10m黑紅面讀數(shù)差≤3mm兩次高差相差≤5mm17=15-1618=(15+16)/22-4DS3級水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀應(yīng)該滿足的條件圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)校正十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)校正視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)校正圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸2-4DS3級水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

--水準(zhǔn)儀應(yīng)該滿足的條件檢驗(yàn)：先用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后旋轉(zhuǎn)180度，檢查氣泡是否居中校正：旋轉(zhuǎn)腳螺旋使氣泡向零點(diǎn)移動偏距的一半，然后使用撥針撥動三個校正螺旋，使氣泡移動到零點(diǎn)；反復(fù)進(jìn)行檢驗(yàn)圖校正圖水準(zhǔn)器結(jié)構(gòu)圖2-4DS3級水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

--圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)校正校正：旋下十字絲分劃板護(hù)罩，用螺絲刀松開四個壓環(huán)螺絲，按橫絲傾斜的反方向轉(zhuǎn)動十字絲組件；反復(fù)進(jìn)行檢驗(yàn)校正檢驗(yàn)：整平儀器后，用十字絲橫絲的一端對準(zhǔn)遠(yuǎn)處一明顯標(biāo)志點(diǎn)P，旋轉(zhuǎn)微動檢查點(diǎn)P是否始終落在中絲上2-4DS3級水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

--十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn)：分別將儀器安置在相距80米左右的兩點(diǎn)中間和靠近其中一個點(diǎn)，測定兩點(diǎn)間高差，檢查兩次高差較差是否超過3毫米校正：求出A點(diǎn)的正確讀數(shù)，調(diào)節(jié)微傾螺旋使中絲對準(zhǔn)正確讀數(shù)，此時水準(zhǔn)氣泡必偏離中心；然后調(diào)節(jié)校正螺絲使氣泡的影像符合2-4DS3級水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

--視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)校正2-5.精密水準(zhǔn)儀與自動安平水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀器精密水準(zhǔn)儀器操作方法自動安平原理2-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)概述儀器誤差觀測誤差外界環(huán)境的影響水準(zhǔn)測量注意事項(xiàng)水準(zhǔn)測量誤差一、儀器誤差

1.儀器校正后的殘余誤差

2.水準(zhǔn)尺誤差二、觀測誤差

1.水準(zhǔn)管氣泡居中誤差

2.讀數(shù)誤差

3.水準(zhǔn)尺傾斜誤差

4.視差影響三、外界環(huán)境的影響

1.儀器下沉

2.尺墊下沉

3.地球曲率及大氣折光影響

4.溫度的影響水準(zhǔn)測量注意事項(xiàng)2-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)

--概述儀器校正后的殘余誤差誤差來源：視準(zhǔn)軸與管水準(zhǔn)器軸不平行消減辦法：前后視距相等；對儀器進(jìn)行檢校vDi角2-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)

--儀器誤差水準(zhǔn)尺誤差誤差來源：刻劃不準(zhǔn)確；尺長變化；零點(diǎn)磨損等消減辦法：對水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢驗(yàn)（0.5mm）在觀測中安排偶數(shù)站a1b1b2a2v1v2v12-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)

--儀器誤差水準(zhǔn)管氣泡居中誤差誤差來源：人眼的局限性；水準(zhǔn)管壁與液體間的摩擦和粘滯作用力（與水準(zhǔn)管的靈敏度和視距有關(guān)）消減辦法：嚴(yán)格檢查氣泡居中；加改正數(shù)i角i角Di角vi1角2-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)

--觀測誤差讀數(shù)誤差誤差來源：人眼的局限性；視距的長度；望遠(yuǎn)鏡的放大率消減辦法：仔細(xì)讀數(shù)，多次讀數(shù)取平均值；控制視距；規(guī)定望遠(yuǎn)鏡的放大率V——望遠(yuǎn)鏡的放大倍率60″——人眼的最大分辯能力2-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項(xiàng)

--觀測誤差水準(zhǔn)尺傾斜誤差誤差來源：水準(zhǔn)尺豎立不直消減辦法：水準(zhǔn)尺上安裝水準(zhǔn)器，保證水準(zhǔn)尺豎直；控制最大讀數(shù)（小于2.7m，大于0.3m）aa′2-6.水準(zhǔn)測量誤差分析及