《輸電線路測量實訓》指導書

1、輸電線路測量實訓指導書電力工程系供用電教研室2014年5月30日項目一：水準儀的應(yīng)用一、認識水準儀1、了解水準儀結(jié)構(gòu)和功能的目的（1） 熟練掌握水準儀各部分結(jié)構(gòu)、名稱和功能。（2） 練習水準儀的安置、粗平、瞄準、精平（自安平水準儀無此步驟）與讀數(shù)。（3） 掌握高差和高程的計算方法。2、器材與用具測量時所用的主要工具有每小組一臺水準儀（附三腳架）3、水準儀的功能及結(jié)構(gòu)（1）自動安平水準儀的功能  自動安平水準儀的主要用途就是水準測量，目的是測定一個點的高程或兩個點之間的高差。自動安平水準儀裝有水平度盤，可用于角度測量；也以用于視距測量，它是利用儀器視距絲配合帶分劃刻度的尺子（

2、如水準尺或視距尺）測量距離。 （2）自動安平水準儀的組成  1）目鏡2）目鏡調(diào)焦 螺旋3）粗瞄器4）調(diào)焦螺旋5）物鏡 6）水平微動螺旋                    7）腳螺旋  8）反光鏡 9）圓水準器10）刻度盤 11）基座   （3）自動安平水準儀的操作要點：

3、60;        （4）數(shù)據(jù)處理： A、B兩點的高差： h= b-a h A、B兩點的高差 a前視讀數(shù) b后視讀數(shù) 已知A點的高程Ha，則B點的高程Hb為：Hb=Ha+h二、測量操作（一）、兩點間的水準測量1、測量原理在兩個被測點上豎立水準尺，然后在兩點之間取一個合適的位置安置水準儀，利用水準儀的水平視線讀取兩點處水準尺上的刻度值，它們的差值，即為兩點的高差。如果已知其中一點的高程即可推出另一點的高程。如圖所示。設(shè)后視A尺讀數(shù)為a，

4、前視B尺讀數(shù)為b。則A、B兩點高差為hAB =a-b ：如已知A點高程為，則B點高程為HB=HA+hAB。2、器材與用具測量時所用的工具主要有水準儀、水準尺、記錄本、計算器、鉛筆等。3、測量步驟測量從具體步驟如圖所示。（1）安置水準儀：在AB連線約中點處，打開三腳架，高度適中，架頭大致水平，腳架腿安置穩(wěn)固，擰緊腳架伸縮螺旋，用連接螺旋將水準儀牢固的連在三腳架頭上。（2）整平：松開制動螺旋，轉(zhuǎn)動望遠鏡使圓水準器氣泡在基座的任意兩腳螺旋中間，兩手按相對方向轉(zhuǎn)動這一對腳螺旋，使水準管氣泡至中央。再調(diào)節(jié)3個腳螺旋，使圓水準氣泡居中，從而使視準軸水平。（3）瞄準水準尺：1）目鏡對光：轉(zhuǎn)動目鏡對光螺旋，使

5、十字絲清晰。2）大致瞄準：使望遠鏡筒上的照門和準星成一線，用以瞄準A點處水準尺，瞄準后擰緊制動螺旋。水準尺形狀如右圖所示。3）物鏡對光：轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋進行對光，使目標清晰。4）精確照準：轉(zhuǎn)正微動螺旋，使豎絲對準A處水準尺。為了清晰，可使十字絲豎絲瞄準水準尺中央或邊緣。5）消除視差：當眼睛在目鏡端上下微微移動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲與A處水準尺影像有相對運動，這種現(xiàn)象稱為視差。消除的方法是重新仔細地進行物鏡對光。（4）讀數(shù)：用十字絲的中絲在A處水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)a以m為單位，毫米位估讀，總共四位數(shù)。（5）數(shù)據(jù)記錄：測量后，將后視讀數(shù)a填入表1。（6）前視讀數(shù)的測量：松開制動螺旋，旋轉(zhuǎn)望遠鏡瞄準B處水準

6、尺，然后按前5個步驟進行，并將測量數(shù)據(jù)b填入表1-1。（7）計算高差：假定此處B點水準尺讀數(shù)b為0.785m，讀數(shù)a為1.583m，則h= b-a=1.583-0.785=0.798（m）若A點高程為21.034m，則B點高程HB=21.034+0.798=21.832m。表1 兩點間水準測量高差記錄表 單位：m測站點 號后視讀數(shù)a前視讀數(shù)b高差高程備注+-1后A1.5830.7850.79821.034A點高程已知前B21.832（二）連續(xù)的水準測量1、 測量原理實際水準測量中，A、B兩點間高差較大或相距較遠，安置一次水準儀不能測定兩點之間的高差。此時需要沿A、B的水準路線增設(shè)若干

7、個必要的臨時立尺點，即轉(zhuǎn)點TP（用作傳遞高程）。根據(jù)水準測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安置水準儀來測定相鄰各點間高差，求和得到A、B兩點間的高差值，如圖所示。h1=a1-b1h2=a2-b2h2=a3-b3hn=an-bn則 hAB=h1+h2+h3+hn=h =a-a2、 器材與用具測量時所用的工具主要有水準儀、水準尺、尺墊、記錄本、計算器、鉛筆等。3、 測量步驟測量步驟如上圖所示，設(shè)n=4。（1） 安置水準儀。在A和TP1點間安置，為“測站1”。（2） 整平。（3） 瞄準水準尺。中轉(zhuǎn)點處水準尺要安置尺墊，以便后視、前視讀數(shù)精確。（4） 讀數(shù)。將讀到的a值填入表1-2.（5） 數(shù)據(jù)記錄。

8、如表2-2所示。（6） 前視讀數(shù)的測量。將讀到的b值填入表1-2。（7） 在TP1和TP2間安置水準儀。為“測站2”。重新進行整平、瞄準水準尺（TP1點）、讀數(shù)（TP1點a讀數(shù)）、數(shù)據(jù)記錄和前視讀數(shù)的測量（TP2點b讀數(shù)）等步驟，并將a、b值填入表2。（8） 在TP2和TP3間安置水準儀。為“測站3”。同理可得a和b并填入表1-2。（9） 在TP3和B間安置水準儀。為“測站4”。同理，可得a和b并填入表1-2。（10） 計算高差并填入表2。 B點對A的高差差等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和，也等于各轉(zhuǎn)點之間高差的代數(shù)和，因此，此式可用來作為計算的檢核。表2 連續(xù)水準測量高差記錄表 單位：m測站

9、點 號后視讀數(shù)a前視讀數(shù)b高差高程備注+-1后A1.5830.7850.79821.034A點高程已知前TP121.8322后前3后前4后前校驗計算a-b=h+-h-=三、水準測量的實施1、 器材與用具測量時所用的工具主要用水準儀、水準尺、尺墊、鋼筋混凝土樁（或石料樁）、油漆、記錄本、計算器、鉛筆等。2、 水準測量實施的原理“連續(xù)水準測量”中B點對A點得高差可用計算來檢核。但計算檢核只能檢查計算是否正確，不能檢核觀測和記錄時是否產(chǎn)生錯誤?！八疁蕼y量的實施”則通過實施適當?shù)乃疁事肪€，運用“成果檢核”來對檢測過程進行檢核。（1） 水準測量路線的形式 1）符合水準路線：由一個已知高程的水準點BM開始

10、，沿一條路線進行水準測量，最后連測到另一個已知高程的水準點BM上。如圖（a）所示。 2）閉合水準路線：從一個已知高程的水準點BM開始，沿一個環(huán)形路線進行水準測量，最后又回到該點。如圖（b）。 3）支水準路線：從一個已知高程的水準點BM開始，沿一條路線進行水準測量既不回到起點，有不符合到另一個水準點上。支水準路線應(yīng)往返測量。如圖（c）所示。3、水準測量實施的步驟（1）外業(yè)工作 1）埋設(shè)水準點：水準點（Bench Mark），簡記為BM。用鋼筋混凝土樁（或石料樁）埋設(shè)，點位處涂上油漆。 2）擬定水準路線：根據(jù)特定高程點得位置，擬定合適的水準路線。如下圖所示，要測1、2點高程，埋設(shè)好了BM點。根據(jù)現(xiàn)

11、場情況擬定為閉合水準路線。 3）觀測、記錄并計算。具體的觀測情況如下圖所示，記錄及計算如表3所示。表3 連續(xù)水準測量高差記錄表 單位：m測站點 號后視讀數(shù)a前視讀數(shù)b高差高程備注+-1后BM2.0130.8511.162100BM高程已知為100m前TP12后TP11.3771.3900.013前13后11.2451.9120.667前TP24后TP20.7682.1111.343前TP35后TP30.3251.9001.575前TP46后TP42.8081.4081.400前27后21.3560.3321.024前校驗9.8929.9043.5863.598計算h =a-b=-0.012h

12、=h+-h-=-0.012（2）內(nèi)業(yè)工作外業(yè)結(jié)束后，不能作為水準的測量成果，根據(jù)測量結(jié)果必須進行內(nèi)業(yè)計算。1）先根據(jù)外業(yè)的觀測高差計算高差閉合差。2）當高差閉合符合規(guī)定的要求時，再調(diào)整該閉合差，以求改正高差。3）最后計算待定點得高差（或高程）。如表4所示。表4 水準測量成果分配表 單位：m項目二：經(jīng)緯儀的應(yīng)用一、認識經(jīng)緯儀1、了解經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)和功能的目的（1）掌握經(jīng)緯儀各部分結(jié)構(gòu)、名稱和功能。 （2）聯(lián)系經(jīng)緯儀的安置、整平、對中、瞄準、讀數(shù)。 （3）練習經(jīng)緯儀水平度盤，豎直度盤的讀數(shù)方法。2、器材與用具測量所用的工具主要有電子經(jīng)緯儀、花桿、記錄本、計算器、鉛筆等。3、經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)及功能（1）經(jīng)

13、緯儀的組成（2）經(jīng)緯的功能及操作測量目標的水平角和豎直角。熟悉經(jīng)緯儀的對中、整平、瞄準方法，熟悉經(jīng)緯儀的對中器的使用。（3）經(jīng)緯儀的讀數(shù)經(jīng)緯儀水平角的起始讀數(shù)及調(diào)整，測量角讀數(shù)；經(jīng)緯儀豎直角的起始讀數(shù)及調(diào)整，測量角讀數(shù)。二、水平角的觀測1、器材與用具觀測時所用的工具主要有經(jīng)緯儀、花桿、記錄本、計算器、鉛筆等、2、水平角的觀測步驟（1）經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置。包括對中和整平。1）對中：使儀器的中心點與測站點中心位于同一鉛垂線上。具體方法如下：將三腳架置于測站點上，將垂線掛在三腳架安裝螺絲的鉤子上，調(diào)節(jié)垂繩長度，使垂球尖頭懸垂于貼近與測站點齊平的位置，移動并踩實三腳架，使垂球尖粗略對準測站點，保

14、持架頭大致水平。將儀器安置于三腳架頂上，旋轉(zhuǎn)中心螺旋，但不宜過緊。仔細在三腳架上微微平移儀器，直至激光點（或垂球尖端）精確對準測站點。擰緊中心螺旋，以防儀器從架頭摔下。2）整平：利用基座上3個腳螺栓，使照準部在相互垂直的兩方向上氣泡都居中。從而使儀器的豎軸豎直，達到水平度盤處于水平位置。松開照準部制動螺旋，轉(zhuǎn)動照準部使水準管與基座的任意兩腳螺旋的連線平行，兩手按相對方向轉(zhuǎn)動這一對腳螺栓，使水準管氣泡居中，如圖所示。將照準部旋轉(zhuǎn)90，調(diào)節(jié)第3個腳螺栓，使氣泡居中，如圖所示。重復前兩步驟，直到照準部轉(zhuǎn)到任何位置氣泡都居中方可。（2） 正鏡照準目標 正鏡照準目標。用望遠鏡瞄準目標，讀取水平角。1）正

15、鏡瞄準目標M的觀測步驟。目鏡對光：松開照準部的制動螺栓和望遠鏡的制動螺栓，讓望遠鏡面對明亮的背景，轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋，是十字絲成像清晰。物鏡對光：用望遠鏡粗略瞄準目標M，調(diào)節(jié)照準部和望遠鏡的制動螺旋，旋轉(zhuǎn)目鏡的微動螺旋，使物體成像清晰，調(diào)節(jié)照準部和望遠鏡的制動螺旋，使目標與十字絲重合。為減少目標豎立不直的影響，盡量用十字絲交點瞄準底部，雙絲夾住軸線或與單豎絲重合，如圖所示。消除視差。讀數(shù)：從電子顯示器讀出水平角度數(shù)（調(diào)整水平角度數(shù)為零）或光學經(jīng)緯儀打開反光鏡，轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋，使讀數(shù)劃分清晰；讀水平度盤H讀數(shù)b（可以旋轉(zhuǎn)基座上的水平度盤手輪，使讀數(shù)為0附近。如要測n個測回，則每次按180/

16、n遞增），然后記錄好數(shù)據(jù)，以備后期處理，如表5所示。2）正鏡瞄準目標N。順時針轉(zhuǎn)動，瞄準N點。具體的觀測步驟同正鏡瞄準目標M的步驟，得到水平度盤H讀數(shù)c。（3） 倒鏡照準部目標倒鏡照準目標：用望遠鏡瞄準目標，讀取水平角。1）倒鏡瞄準目標N。倒轉(zhuǎn)望遠鏡，逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準N點。具體的觀測步驟同正鏡瞄準目標M的步驟、可得水平度盤H讀數(shù)c。2）倒鏡瞄準目標M。同理，可得水平度盤H讀數(shù)b。（4）計算并填表（表5）設(shè)測得的m左= 0°0036， n左= 68°4248；n右= 248°4230， m右= 180°0024 ；則水平角左= n左- m左= 68°

17、;4212；右= n右- m右= 68°4206；一測回角值如表5所示表5：4、注意事項（1）一起本身的誤差。一起本身的誤差是不可避免的，對于一起產(chǎn)生的誤差，只要將儀器經(jīng)過完善的檢驗和矯正，就可以將測量誤差限制在允許范圍之內(nèi)，此外，多測幾次取平均值也可有效地減小一起誤差。（2）安置一儀器的誤差。是指在安置儀器過程中得對中以及整平產(chǎn)生的誤差，同時會導致對水平角的觀測誤差；因此，必須要做好對中及整平，以減小誤差。（3）標志桿傾斜誤差以及觀測和讀數(shù)上的誤差。（4）在實際作業(yè)時，為了保證精度往往需要觀測幾個測回，為了減弱度盤刻度不均勻而引起的誤差，往往在沒測回開始時，應(yīng)變換水平度盤位置，每測

18、回遞增180/n。三、豎直角的觀測1、豎直角測量原理豎直角是指同一豎直面內(nèi)視線與水平線間的夾角。（1）觀測原理利用目標視線與水平面分別在豎盤上的讀數(shù)，兩讀數(shù)之差即為豎直角。其角值為090。視線向上傾斜，為仰角，符號為正。視線向下傾斜，為俯角，符號為負。如圖所示。（2）豎直角與水平角觀測的異同豎直角與水平角一樣，其角值也是度盤上兩個方向讀數(shù)之差。不同的是豎直角的兩個方向中必須一個是水平方向（任何類型的經(jīng)緯儀，當豎直指標水準管氣泡居中，視線水平時，其豎盤讀數(shù)就是一個固定值）。因此，在觀測豎直角時，只要觀測目標點一個方向并讀取豎盤讀數(shù)，便可算得目標點的豎直角。（3）計算如上圖所示在O點測A點得豎直角

19、。在O點架設(shè)經(jīng)緯儀，正鏡測得OA方向豎盤讀數(shù)為L，倒鏡測得OA方向豎盤讀數(shù)為R，則上半測回角度L=90° L（盤左）下半測回角度R=R270°（盤右） 豎直角 =（L+R）/2=（RL180°）/2 注意，設(shè)此處經(jīng)緯儀視線水平時，正鏡豎盤讀數(shù)是90，倒鏡是270。2、器材與用具豎直角的測量時所用的工具主要有經(jīng)緯儀、花桿、記錄本、計算器、鉛筆等。3、 豎直角觀測步驟豎直角觀測步驟以圖中測B點為例。（1）在O點安置好經(jīng)緯儀（包括對中、整平）（2）正鏡瞄準目標 1）目鏡對光 2）物鏡對光 3）消除視差 4）讀數(shù)。 （打開反光鏡每轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋，使讀數(shù)分劃清晰）。

20、（適用于光學經(jīng)緯儀） 在顯示器上讀出豎直角值；（調(diào)豎盤指標水準管微動螺旋，使豎盤指標水準管氣泡居中。然后讀豎直度盤V度數(shù)L。）（適用于光學經(jīng)緯儀） 然后記錄好數(shù)據(jù)，以備后期處理。（3）倒鏡照準目標倒鏡望遠鏡，逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準B點，同理可得豎盤V讀數(shù)R。（4） 計算并填表（表6） 設(shè)B點豎盤讀數(shù)L為123 º1254"，R為236 º4324" ，則B點上半測回角度L=90°L=90°-123 º1254" =-33º1654" B點下半測回角度R=R270°=236 º4324

21、"-270°=-33º1636"指標差 x =（RL）/2=-33º1636"-（-33º1654"）/2=9"此豎直角最終為： =（L+R）/2=（-33º1654"-33º1636"）/2=-33º1645"如表6所示。表6： 豎直角觀測手簿 4、 注意事項（1）在測量過程中一定要認真仔細，盡量避免不必要的誤差。正常情況下，視準軸水平指標水準管氣泡居中時，指標所指讀數(shù)為90的倍數(shù)，若此讀數(shù)比90整數(shù)倍大于一個整數(shù)值I,其差值就為豎盤指標差。

22、（2）存在指標差得儀器至少必須測一個測回，用來抵消指標差的影響。四、高差及視距的觀測1、測量原理視距測量是利用望遠鏡內(nèi)的視距線裝置，配合視距絲，根據(jù)幾何光學和三角學中得相似原理，可同時測定兩點間的水平距離以及高差。（1）水平視距測量 在待測兩點上分別安置儀器和視距尺，當視距水平時讀取一起上絲、中絲及下絲的數(shù)值，然后通過三角形關(guān)系計算得出視距和高差，如圖所示。 視距D=kl 高差h=i-s式中 k視距乘常數(shù)，此處取100； l視距間隔（上絲讀數(shù)減去下絲讀數(shù)的差值），m i儀器高度，m s中絲讀數(shù)，m （2）傾斜視距測量 同水平測量相似，不過望遠鏡視線是傾斜的。觀測時讀取儀器 上絲、中絲以及下絲的

23、數(shù)值，還有豎直角a的值。然后通過三角形關(guān)系計算得出視距和高差，如圖所示。 視距D=klcos² 高差h=½klsin2+i-s=Dtan+i-s式中 數(shù)值角度2、器材與用具測量時所用的工具主要有經(jīng)緯儀、視距尺、鋼尺、記錄本、計算器、鉛筆等。3、測量步驟高差及視距的測量步驟如圖所示。（1）在E點安置好經(jīng)緯儀（包括對中、整平）。（2）用視距尺（或鋼尺）量取儀器 的高度i，量至厘米即可。然后將視距尺立于欲測B點。（3）正鏡觀測。 1）目鏡對光。 2）物鏡對光。用望遠鏡粗略瞄準目標B點視距尺，擰緊照準部和望遠鏡的制動螺旋，旋轉(zhuǎn)目鏡的微動螺旋，使物體成像清晰，調(diào)節(jié)照準部和望遠鏡的微動

24、螺旋，使十字絲雙絲夾住視距尺軸線，或與單豎絲重合（為計算方便，也使中絲瞄準視距尺讀數(shù)s處）。 3）消除視差。 4）讀上、下中絲數(shù)。望遠鏡瞄準視距尺，分別讀取上、下絲的數(shù)值（將上絲讀數(shù)減去下絲讀數(shù)，即使視距間隔l），再讀取中絲讀數(shù)s。 5）讀豎盤讀數(shù)。在中絲讀數(shù)不變的情況下，轉(zhuǎn)動豎盤指標水準管微動螺旋，使氣泡居中，讀豎盤讀數(shù)L，計算豎直角。（4）倒鏡觀測。倒轉(zhuǎn)望遠鏡，逆時針轉(zhuǎn)動照準部瞄準視距尺。 1）目鏡對光。正鏡調(diào)好后，此時一般不用再調(diào)。 2）物鏡對光且調(diào)整上、下中絲讀數(shù)。使上、下、中絲讀數(shù)與正鏡觀測時一致，確保正倒鏡瞄準的是視距尺上的同一點。 3）消除視差。 4）檢查上、下、中絲數(shù)。確保讀數(shù)

25、沒發(fā)生變化。 5）讀豎盤讀數(shù)R，計算豎直角。（5）計算。 設(shè)此例上絲讀數(shù)為1.721m，下絲讀數(shù)為1.307m，中絲讀數(shù)為1.580m，L為63º16 54"，R為296 º 4312"，i為1.45m。視距：D=klcos²=100*（1.721-1.307）cos²（26 º 4309"）=33.03(m) 高差h=½klsin2+i-s=Dtan+i-s=50*（1.721-1.307）* sin²（2*26 º 4309"）+1.45-1.580=16.50(m) 如表7所示。 表7 視距高差記錄表 項目三：其他常用距測量方法一、三角分析測距三角形分析法測距：A、B兩點間的距離為待測距離，A、C是根據(jù)現(xiàn)場地形布設(shè)測定基線。測量步驟：1、選擇基線AC或BC。2、分別在B、C點測量3