工程測量緒論水準(zhǔn)測量原理

1、緒論緒論1.1 建筑工程測量的任務(wù)建筑工程測量的任務(wù)n一、測量學(xué)的定義一、測量學(xué)的定義研究地球的形狀和大小和地表研究地球的形狀和大小和地表( (包括地面上各種物體包括地面上各種物體) )的幾何的幾何形狀及其空間位置的科學(xué)。形狀及其空間位置的科學(xué)。 n二、建筑工程測量工作的內(nèi)容二、建筑工程測量工作的內(nèi)容測定：是指使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一測定：是指使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖。系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖。測設(shè)：又稱為放樣，是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)測設(shè)：又稱為放樣，是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、

2、構(gòu)筑物的位置在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。筑物的位置在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。 地面地面圖紙圖紙測定測定測設(shè)測設(shè)地物：地物：地面上的物體如河流、道路、房屋等。地面上的物體如河流、道路、房屋等。 地貌：地貌：地面高低起伏的形態(tài)。地面高低起伏的形態(tài)。 地形：地形：狹義而言是地面的高低起伏，廣義來講是地物和地狹義而言是地面的高低起伏，廣義來講是地物和地貌的總稱。貌的總稱。n三、測量在工程建設(shè)中的作用三、測量在工程建設(shè)中的作用在勘測設(shè)計階段：在勘測設(shè)計階段：為工程設(shè)計提供詳細(xì)的地面資料為工程設(shè)計提供詳細(xì)的地面資料 在施工建設(shè)階段：在施工建設(shè)階段： 將設(shè)計好的建筑物測設(shè)標(biāo)定于將設(shè)計好的建筑物

3、測設(shè)標(biāo)定于實地并指實地并指導(dǎo)施工和變形監(jiān)測導(dǎo)施工和變形監(jiān)測在峻工階段：在峻工階段： 進(jìn)行竣工測量，為工程的擴(kuò)建、改進(jìn)行竣工測量，為工程的擴(kuò)建、改建提建提供竣工圖；供竣工圖；在運(yùn)營管理階段：在運(yùn)營管理階段： 進(jìn)行維護(hù)測量，以便對工程進(jìn)進(jìn)行維護(hù)測量，以便對工程進(jìn)行維護(hù)保行維護(hù)保養(yǎng)，確保運(yùn)營安全。養(yǎng)，確保運(yùn)營安全。面水準(zhǔn)測量 場地平整基坑底面標(biāo)高控制標(biāo)高控制控制工程質(zhì)量控制工程質(zhì)量：建筑物建成后（甚至在施工期間）：建筑物建成后（甚至在施工期間）會因地基承載力弱或因自重和外力的作用而產(chǎn)生變會因地基承載力弱或因自重和外力的作用而產(chǎn)生變形。如大壩可能位移、高層建筑物可能傾斜形。如大壩可能位移、高層建筑物可

4、能傾斜等。等。地球表面高低起伏不規(guī)則地球表面高低起伏不規(guī)則大地體大地體旋轉(zhuǎn)橢球體旋轉(zhuǎn)橢球體球體球體前提：起伏前提：起伏/地球半徑小地球半徑小（20/6371）是人們設(shè)想有一個不受風(fēng)是人們設(shè)想有一個不受風(fēng)浪和潮汐影響的靜止海水浪和潮汐影響的靜止海水面，向陸地和島嶼延伸形面，向陸地和島嶼延伸形成一個封閉的形體成一個封閉的形體a=6378 140 mb=6356 755 m扁率扁率=（a-b）/a=1/298.257R=6371 kmn鉛垂線、水平線、水平面和水準(zhǔn)面鉛垂線、水平線、水平面和水準(zhǔn)面鉛垂線：某點的重力方向線，可用懸掛垂球的細(xì)線方同來表示鉛垂線：某點的重力方向線，可用懸掛垂球的細(xì)線方同來表

5、示水平線：與鉛垂線正交的直線水平線：與鉛垂線正交的直線水平面：與鉛垂線正交的平面稱為水平面水平面：與鉛垂線正交的平面稱為水平面水準(zhǔn)面：水準(zhǔn)面：處處處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面與重力方向垂直的連續(xù)曲面任何自由靜止的水面都是水準(zhǔn)面任何自由靜止的水面都是水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面：與不受風(fēng)浪和潮汐影響的靜止海水面相吻合大地水準(zhǔn)面：與不受風(fēng)浪和潮汐影響的靜止海水面相吻合的水準(zhǔn)面的水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面水平線、水平面鉛垂線基基準(zhǔn)準(zhǔn)線線基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面72.260n二、確定地面點位的方法二、確定地面點位的方法測量工作的實質(zhì)：確定地面點的空間位置測量工作的實質(zhì)：確定地面點的空間位置點的空間位置（三維）點的空間位置（三維）=該點在水

6、準(zhǔn)面或水平面（球面該點在水準(zhǔn)面或水平面（球面或平面）的位置（二維）或平面）的位置（二維） +該點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離該點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離（一維）（一維）坐標(biāo)坐標(biāo)高程高程n（一）、地面點的坐標(biāo)（一）、地面點的坐標(biāo)n 1、地理坐標(biāo)、地理坐標(biāo)球面坐標(biāo)系統(tǒng)球面坐標(biāo)系統(tǒng)n地面點在球面上的位置用經(jīng)度（地面點在球面上的位置用經(jīng)度（）緯度（緯度（）表示表示n如北京的地理坐標(biāo)：東經(jīng)如北京的地理坐標(biāo)：東經(jīng)116116 28 28，北緯北緯3838 54 54n19801980年國家大地坐標(biāo)系年國家大地坐標(biāo)系n大地原點：陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)大地原點：陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)( (大地原點，亦稱大地基大地原點，亦稱大地基

7、準(zhǔn)點，即國家水平控制網(wǎng)中推算大地坐標(biāo)的起標(biāo)點準(zhǔn)點，即國家水平控制網(wǎng)中推算大地坐標(biāo)的起標(biāo)點 ) 為什么將大地原點設(shè)在此地？為什么將大地原點設(shè)在此地？中華人民共和國大地原點中華人民共和國大地原點選點報告選點報告中作了這樣的解釋：中作了這樣的解釋：“為了使大地測量成果數(shù)為了使大地測量成果數(shù)據(jù)向各方面均勻推算，原點最好在我國大陸的中部。據(jù)向各方面均勻推算，原點最好在我國大陸的中部。”而而陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)石際寺村的確處在祖國大陸的中部。這陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)石際寺村的確處在祖國大陸的中部。這里距我國邊界正北為里距我國邊界正北為880公里，距東北公里，距東北2500公里，距正東公里，距正東1000公里，距正南

8、公里，距正南1750公里，距西南公里，距西南2250公里，距正西公里，距正西2930公里，距西北公里，距西北2500公里。同時，這里的地質(zhì)條件比公里。同時，這里的地質(zhì)條件比較理想。較理想。 2、高斯平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)表示地面點的球面坐標(biāo)，工程設(shè)計上需要大地坐標(biāo)表示地面點的球面坐標(biāo)，工程設(shè)計上需要點位平面位置。工程建設(shè)在地球曲面上完成，工程設(shè)計點位平面位置。工程建設(shè)在地球曲面上完成，工程設(shè)計均在平面上進(jìn)行。均在平面上進(jìn)行。“平面平面”與與“曲面曲面”必然有矛盾。高斯必然有矛盾。高斯平平面直角坐標(biāo)系是一種應(yīng)用廣泛的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以解決這面直角坐標(biāo)系是一種應(yīng)用廣泛的坐標(biāo)系統(tǒng)，可

9、以解決這類問題。類問題。 3 獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系投影面：投影面：用測區(qū)中心點用測區(qū)中心點 a 的切平面作為投影平面的切平面作為投影平面以當(dāng)?shù)氐谋狈较驗樽鴺?biāo)軸的正方向，平面直角坐標(biāo)系只用于小的局部地區(qū)。以當(dāng)?shù)氐谋狈较驗樽鴺?biāo)軸的正方向，平面直角坐標(biāo)系只用于小的局部地區(qū)。一般一般選取測區(qū)的西南角為坐標(biāo)原點，選取測區(qū)的西南角為坐標(biāo)原點，縱軸為縱軸為X X軸，橫軸為軸，橫軸為Y Y軸，軸，X X軸正向為正軸正向為正北方向，負(fù)向為正南方向，北方向，負(fù)向為正南方向，Y Y軸正向為正東方向，負(fù)向為正西方向（上北下軸正向為正東方向，負(fù)向為正西方向（上北下南左西右東），象限以順時針方向編號。

10、南左西右東），象限以順時針方向編號。面積小于面積小于25 km2不同點：不同點：1、X、Y軸方向不同軸方向不同2、象限轉(zhuǎn)向不同、象限轉(zhuǎn)向不同3、測量學(xué)中直角坐標(biāo)軸與方向相關(guān)、測量學(xué)中直角坐標(biāo)軸與方向相關(guān)相同點：相同點：1、基本要素相同、基本要素相同2、數(shù)學(xué)中的公式直接應(yīng)用到測數(shù)學(xué)中的公式直接應(yīng)用到測量中來，而無需作任何修改。量中來，而無需作任何修改。平面坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系 n二、地面點的高程二、地面點的高程絕對高程絕對高程地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，簡稱高程。地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，簡稱高程。用用H表示，如表示，如HA（測量工作一般采用絕對高程，只在偏僻地區(qū)沒有已

11、知點才用相對高程）（測量工作一般采用絕對高程，只在偏僻地區(qū)沒有已知點才用相對高程）相對高程相對高程地面點到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。用地面點到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。用H 表表示示 H A高差高差地面兩點之間的高程差。用地面兩點之間的高程差。用h表示。表示。如：如：hAB=HB-HA= H B-H A hBA=HA-HB=H A -H BhAB=- hBA綜上所述綜上所述確定地面點的位置必須進(jìn)行的三項基本測量確定地面點的位置必須進(jìn)行的三項基本測量工作：工作： 角度測量、距離測量、高程測量角度測量、距離測量、高程測量如果把一小塊水準(zhǔn)面當(dāng)作平面看待，其如果把一小塊水準(zhǔn)面當(dāng)作平面看待，其產(chǎn)生的變形不超過測

12、量和制圖誤產(chǎn)生的變形不超過測量和制圖誤差的容許范圍差的容許范圍時，即可在局部范圍內(nèi)，用水平面代替水準(zhǔn)面，使測量和時，即可在局部范圍內(nèi)，用水平面代替水準(zhǔn)面，使測量和繪圖工作大大簡化。繪圖工作大大簡化。1、對距離的影響對距離的影響用水平面代替水準(zhǔn)面的限度用水平面代替水準(zhǔn)面的限度D（km）102050100D(cm)0.86.6102.6821.2D/D1/12200001/3000001/49001/12000結(jié)論：結(jié)論：在在10km為半徑的為半徑的圓面積之內(nèi)進(jìn)行距圓面積之內(nèi)進(jìn)行距離測量時，可以用水平面代替水準(zhǔn)面，而離測量時，可以用水平面代替水準(zhǔn)面，而不需考慮地球曲率對距離的影響。不需考慮地球曲率

13、對距離的影響。 2、對角度的影響、對角度的影響n從球面三角學(xué)可知，同一空間多邊形在球面上投影的各內(nèi)角和，比在從球面三角學(xué)可知，同一空間多邊形在球面上投影的各內(nèi)角和，比在平面上投影的各內(nèi)角和大一個球面角超值平面上投影的各內(nèi)角和大一個球面角超值。n式中式中 球面角超值（球面角超值（）；）；結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng)面積面積P為為100km2時，進(jìn)行水平角測量時，可以用水平面代替水時，進(jìn)行水平角測量時，可以用水平面代替水準(zhǔn)面，而不必考慮地球曲率對距離的影響。準(zhǔn)面，而不必考慮地球曲率對距離的影響。2RP n3、對高程的影響、對高程的影響D（km）0.20.512345h(cm)0.31283171125196結(jié)

14、論：結(jié)論：就高程測量而言，就高程測量而言，即使距離即使距離很短，也應(yīng)用水準(zhǔn)面作為測量的基很短，也應(yīng)用水準(zhǔn)面作為測量的基準(zhǔn)面，即應(yīng)顧及地球曲率對高程的準(zhǔn)面，即應(yīng)顧及地球曲率對高程的影響。影響。測量工作的基本原則測量工作的基本原則n測量工作的基本原則測量工作的基本原則測量工作的程序：測量工作的程序： 先精確地測量出少數(shù)點的位置，這些點在測區(qū)中構(gòu)成一個骨架，起先精確地測量出少數(shù)點的位置，這些點在測區(qū)中構(gòu)成一個骨架，起著控制的作用，可以將它們稱為著控制的作用，可以將它們稱為 控制點控制點，測量控制點的工作稱為，測量控制點的工作稱為控制控制測量測量。 然后以然后以控制點控制點為基礎(chǔ)，測量它周圍的地形，也

15、就是測量每一控制點為基礎(chǔ)，測量它周圍的地形，也就是測量每一控制點周圍各地形特征點的位置，這一工作稱為周圍各地形特征點的位置，這一工作稱為碎部測量碎部測量。 它可以它可以減少誤差積累減少誤差積累，保證測圖精度，還可以分幅測繪，保證測圖精度，還可以分幅測繪，加快測圖加快測圖進(jìn)度進(jìn)度。 測量工作的原則測量工作的原則 “ “從整體到局部、先控制后碎部從整體到局部、先控制后碎部”基本原則基本原則 “ “步步有檢核步步有檢核”計算中數(shù)字的湊整規(guī)則計算中數(shù)字的湊整規(guī)則 測量計算過程中，測量計算過程中，般都存在數(shù)值取位的湊整問題。為了盡量般都存在數(shù)值取位的湊整問題。為了盡量減弱湊整誤差對測量成果的影響，避免湊

16、整誤差的累積，在計算中通減弱湊整誤差對測量成果的影響，避免湊整誤差的累積，在計算中通常采用如下湊整規(guī)則：常采用如下湊整規(guī)則： 1、遵循、遵循“四舍六入四舍六入”的原則的原則 2、當(dāng)其后被舍去的部分等于、當(dāng)其后被舍去的部分等于0.5時，時，“五前單進(jìn)雙不進(jìn)五前單進(jìn)雙不進(jìn)”。即末。即末位湊成偶數(shù)，末位為奇數(shù)數(shù)時進(jìn)位湊成偶數(shù)，末位為奇數(shù)數(shù)時進(jìn)1，為偶數(shù)或零時末位不變。，為偶數(shù)或零時末位不變。 例如：將下列數(shù)據(jù)取舍到小數(shù)后三位。例如：將下列數(shù)據(jù)取舍到小數(shù)后三位。3.141593.142；3.513293.513；9.750509.750；4.513504.514 ；2.8545002.854；1.25

17、85011.258本課程的特點和要求（1）特點特點內(nèi)容多： 理論+實踐 操作+應(yīng)用實踐性強(qiáng)，責(zé)任性要求高： 必須遵照測量的規(guī)范和規(guī)則。學(xué)會和掌握測量的基本作業(yè)方法學(xué)會和掌握測量的基本作業(yè)方法 角度測量、距離測量、高程測量 （儀器的基本操作、作業(yè)程序、記錄、成果整理）學(xué)會控制測量、地形測量、施工放樣學(xué)會控制測量、地形測量、施工放樣 的基本作業(yè)方法的基本作業(yè)方法 （外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)計算與繪圖）建立測量誤差的基本概念建立測量誤差的基本概念 （掌握測量誤差的基本理論和測量誤差的計算）完成實訓(xùn)任務(wù)，滿足實訓(xùn)要求完成實訓(xùn)任務(wù)，滿足實訓(xùn)要求 （隨堂實訓(xùn)、實訓(xùn)周）（2）學(xué)習(xí)）學(xué)習(xí)要求要求第二章第二章 水準(zhǔn)測水準(zhǔn)

18、測量量第二章第二章 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量的方法與成果整理水準(zhǔn)測量的方法與成果整理學(xué)習(xí)要點學(xué)習(xí)要點第二章 水準(zhǔn)測量2-1 高程測量概述一、高程原點二、高程測量方法三、水準(zhǔn)測量等級地面點的高程地面點的高程 相對高程相對高程假定高程(多用于建筑施工)絕對高程絕對高程 地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。2-1 高程測量概述高程測量概述1.1.高程測量高程測量 測定地面點高程的工作2.2.高程測量的方法高程測量的方法水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量的工作。是高程測量的主要方法使用儀器：水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。水

19、準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。其他高程測量方法其他高程測量方法：三角高程測量、GPS測量我國國家高程系統(tǒng)：黃海高程系高程系統(tǒng)：黃海高程系我國國家高程基準(zhǔn)：高程基準(zhǔn)： 1985年年國家國家高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn)我國取青島附近黃海平均海水面為大地水準(zhǔn)面； 人為而定，相對穩(wěn)定(我國1956年取前6年的平 均潮位作為大地水準(zhǔn)面；1985年取1953年1979 年共26年觀測的平均潮位作為大地水準(zhǔn)面)；水準(zhǔn)原點水準(zhǔn)原點建在青島市內(nèi)，作為我國的國家高程 基準(zhǔn)。1956年高程基準(zhǔn)的高程為72.289米， 1985年高程基準(zhǔn)的高程為72.260米。3.高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)3.4.高程系統(tǒng)、等高

20、程系統(tǒng)、等級級4. 4. 水準(zhǔn)測量的等級水準(zhǔn)測量的等級 分一、二、三、四等（按精度要求、控制范圍）分一、二、三、四等（按精度要求、控制范圍）一等水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量:僅在國家等級中存在僅在國家等級中存在作為國家的高程控制作為國家的高程控制, ,建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn); ;科學(xué)研究科學(xué)研究( (地殼形變、地面沉降、精密測量）地殼形變、地面沉降、精密測量）二等水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量: :作為大城市的高程控制；地面沉降；精密工程測量作為大城市的高程控制；地面沉降；精密工程測量三、四等三、四等水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量: :作為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量作為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量 2-2 水準(zhǔn)測

21、量原理水準(zhǔn)測量原理n要求：測量A，B兩點間的高差hn思路：在A，B上豎立標(biāo)尺，用水準(zhǔn)儀構(gòu)筑一條水平視線該視線在兩尺上截得讀數(shù)a和b 則B比A高出 h=a-b注：高差h有正有負(fù)n一、計算未知點高程一、計算未知點高程1高差法高差法測得測得A、B兩點間高差兩點間高差hAB后，如果已知后，如果已知A點的高程點的高程HA，則，則B點的高程點的高程HB為：為：這種直接利用高差計算未知點這種直接利用高差計算未知點B高程的方法，稱為高差法。高程的方法，稱為高差法。2視線高法視線高法如圖所示，如圖所示，B點高程也可以通過水準(zhǔn)儀的視線高程點高程也可以通過水準(zhǔn)儀的視線高程Hi來計算，來計算，即即 這種利用儀器視線高

22、程這種利用儀器視線高程Hi計算未知點計算未知點B點高程的方法，稱為點高程的方法，稱為視線高法。在施工測量中，有時安置一次儀器，需測定多視線高法。在施工測量中，有時安置一次儀器，需測定多個地面點的高程，采用視線高法就比較方便。個地面點的高程，采用視線高法就比較方便。ABABhHH bHHaHHiBAi二、連續(xù)水準(zhǔn)測量二、連續(xù)水準(zhǔn)測量 在實際水準(zhǔn)測量中， A 、 B 兩點間高差較大或相距較遠(yuǎn)，安置一次水準(zhǔn)儀不能測定兩點之間的高差。此時有必要沿 A 、 B 的水準(zhǔn)路線增設(shè)若干個必要的臨時立尺點，即轉(zhuǎn)點（用作傳遞高程）。根據(jù)水準(zhǔn)測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安置水準(zhǔn)儀來測定相鄰各點間高差，求和得到

23、 A 、 B 兩點間的高差值，有： h 1 = a 1 b 1 h 2 = a 2 b 2 則：則： h AB = h 1 + h 2 + + h n = h = a b 結(jié)論：結(jié)論： A 、 B 兩點間的高差兩點間的高差 等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。之和。一一.水準(zhǔn)測量的儀器水準(zhǔn)測量的儀器與工具與工具 2-3 水準(zhǔn)尺和的水準(zhǔn)儀一一. .水準(zhǔn)尺、尺墊水準(zhǔn)尺、尺墊 直尺直尺：雙面(黑、紅)水準(zhǔn)尺， 尺常數(shù)4.687m、4.787m，用 于三等以下水準(zhǔn)路線測量。塔尺塔尺可伸縮，伸足為3米、 5米，用于一般工程測量。尺墊尺墊：轉(zhuǎn)點立尺用。2.水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀二二. .水

24、準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀等級等級( (精度系列精度系列) )： DS05 DS1 DS3 DS10 型號下標(biāo)：毫米數(shù)，表示 1公里往、返測量的高差平 均值的中誤差(由于儀器引 起的) 。構(gòu)造構(gòu)造： 望遠(yuǎn)鏡 水準(zhǔn)器 支架 基座S3 水準(zhǔn)儀外型n一般的望遠(yuǎn)鏡只需望遠(yuǎn)，不需瞄準(zhǔn)。所以有物鏡，目鏡（加調(diào)焦鏡）即可。n測量望遠(yuǎn)鏡要能瞄準(zhǔn)。n所以要有十字絲。目標(biāo)的象與十字絲重合即瞄準(zhǔn)。望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差測量望遠(yuǎn)鏡及十字絲測量望遠(yuǎn)鏡及十字絲上絲下絲豎絲橫絲望遠(yuǎn)鏡的十字絲n視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。n物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。n目鏡的作用：把十字絲（和目標(biāo)象）放大。十字絲固

25、定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。n調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。n視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到目標(biāo)象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)象稱為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除視差。測量望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器 用于儀器粗平 管水準(zhǔn)器 用于儀器精平水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器n水準(zhǔn)器分圓形和管形兩種n管水準(zhǔn)器是個玻璃容器，其縱剖面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形?？虅澗€對稱中點處的切線就是水準(zhǔn)管軸。“氣泡居中”即水準(zhǔn)管軸水平。n圓水準(zhǔn)器是個玻璃容器，上面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球形，同心

26、圓圓心處的曲率半徑就是圓水準(zhǔn)器的軸。“氣泡居中”即水準(zhǔn)器的軸垂直。三、水準(zhǔn)儀的使用三、水準(zhǔn)儀的使用1、安置： 用連接螺旋把儀器固定在三腳架上2、粗平：使三腳架架頭大致水平;轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中3、瞄準(zhǔn)調(diào)節(jié)目鏡：照準(zhǔn)明亮的物體（如白色的墻）調(diào)節(jié)目鏡使之適合自己的視力（十字絲最清晰）；粗瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動儀器，利用望遠(yuǎn)鏡外殼上的準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目標(biāo)； 精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動調(diào)焦螺旋使目標(biāo)象清晰，直至無“視差”。用微動螺旋 慢慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，直至精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)為止（十字絲的縱絲靠近水準(zhǔn)尺）4、 精平 用微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中（符合氣泡符合）5、讀數(shù) 用十字絲的橫絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)（先讀毫米數(shù)，然后米，分米，厘米數(shù)。每

27、次讀四位數(shù)，“0”也 是必須記錄的數(shù)字。）水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管的校正的校正螺絲像螺絲像片片圓水準(zhǔn)管腳螺旋2、粗平粗平用連接螺旋把儀器固定在三腳架上，固定兩個腳架，動第三個腳架，使三腳架架頭大致水平;轉(zhuǎn)動腳使螺旋圓水準(zhǔn)器的氣泡居中2、粗平（左手拇指法則）n物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。n目鏡的作用：把十字絲（和目標(biāo)象）放大。十字絲固定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。n調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。n視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到目標(biāo)象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)象稱為視差。視

28、差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除視差。3、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管的校正的校正螺絲像螺絲像片片目鏡缺口視差視差 視差：視差： 望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置， 十字絲與目標(biāo)的像有相對移動有相對移動。消除視差的步驟：消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰； 物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。n符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。n若直接用肉眼觀察則因為玻璃有厚度，斜視時會產(chǎn)生視差要同時觀察氣泡的兩端才能判斷氣泡是否居中n用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點。判斷“氣泡居中”的精度約可提高一倍。4、精平普通水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺的分劃不是線劃式而

29、是區(qū)格式的。區(qū)格的邊緣是分劃的位置，區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀”。區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀察并讀數(shù)。5、讀數(shù) bc瞄準(zhǔn)與瞄準(zhǔn)與讀數(shù)讀數(shù)水準(zhǔn)測量的瞄準(zhǔn)與讀數(shù) a d b a0.7250.7256.2586.2581.5331.533自動安平水準(zhǔn)儀原自動安平水準(zhǔn)儀原圖圖四、自動安平水準(zhǔn)儀（一）（一）自動安平水準(zhǔn)儀的特點1、沒有水準(zhǔn)管和微傾螺旋；望遠(yuǎn)鏡和支架連成一體2、測量時，只需粗平Koni007自動安平自動安平水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀Zeiss Koni007自動安平水準(zhǔn)儀 2-4水準(zhǔn)測量的方法及成果處理水準(zhǔn)測量的方法及成果處理一、水準(zhǔn)點和水準(zhǔn)路線一、水準(zhǔn)點和水準(zhǔn)路線（一）水準(zhǔn)點（一）水準(zhǔn)點用水準(zhǔn)測量的方法測定的高程

30、控制點，稱為用水準(zhǔn)測量的方法測定的高程控制點，稱為水準(zhǔn)點，記為水準(zhǔn)點，記為BM(Bench Mark)。水準(zhǔn)點有。水準(zhǔn)點有永久性水準(zhǔn)點永久性水準(zhǔn)點和和臨時性水準(zhǔn)點臨時性水準(zhǔn)點兩種。兩種。（1）永久性水準(zhǔn)點）永久性水準(zhǔn)點 永久性水準(zhǔn)點是國家有關(guān)專業(yè)永久性水準(zhǔn)點是國家有關(guān)專業(yè)測量單位，按一、二、三、四等，四個等級分級，測量單位，按一、二、三、四等，四個等級分級，在全國各地建立的國家等級水準(zhǔn)點。有些永久性水在全國各地建立的國家等級水準(zhǔn)點。有些永久性水準(zhǔn)點的金屬標(biāo)志也可鑲嵌在穩(wěn)定的墻角上，稱為墻準(zhǔn)點的金屬標(biāo)志也可鑲嵌在穩(wěn)定的墻角上，稱為墻上水準(zhǔn)點上水準(zhǔn)點。 國家等級水準(zhǔn)點墻上水準(zhǔn)點（2）臨時性水準(zhǔn)點）

31、臨時性水準(zhǔn)點 臨時性的水準(zhǔn)點可用地面上突臨時性的水準(zhǔn)點可用地面上突出的堅硬巖石或用大木樁打入地下，樁頂釘以半球出的堅硬巖石或用大木樁打入地下，樁頂釘以半球狀鐵釘，作為水準(zhǔn)點的標(biāo)志。狀鐵釘，作為水準(zhǔn)點的標(biāo)志。建筑工程水準(zhǔn)點a）永久性水準(zhǔn)點 b）臨時性水準(zhǔn)點（二）水準(zhǔn)路線（二）水準(zhǔn)路線在水準(zhǔn)點間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線，稱為水準(zhǔn)路線。在水準(zhǔn)點間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線，稱為水準(zhǔn)路線。相鄰兩水準(zhǔn)點間的路線稱為測段。相鄰兩水準(zhǔn)點間的路線稱為測段。在一般的工程測量中，水準(zhǔn)路線布設(shè)形式主要有以下三種形式。1、閉合水準(zhǔn)路線、閉合水準(zhǔn)路線 (closed leveling line) 。由已知點 BM1 已知

32、點 BM1 2、附合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線 (annexed leveling line) 。由已知點 BM1 已知點 BM2 3、支水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線 (spur leveling line) 。 由已知點 BM1 某一待定水準(zhǔn)點 A 。 附合水準(zhǔn)路線和閉合水準(zhǔn)路線因為有檢核條件，一般采用單程觀測；支水準(zhǔn)路線沒有檢核條件，必須進(jìn)行往、返觀測或單程雙線觀測，來檢核觀測數(shù)據(jù)的正確性。二、水準(zhǔn)測量的實施（外業(yè)）二、水準(zhǔn)測量的實施（外業(yè)） （一）觀測要求（一）觀測要求（1）水準(zhǔn)儀安置在離前、后視距離大致相等之處。 （2）為及時發(fā)現(xiàn)觀測中的錯誤，通常采用“兩次儀器高法”或 “雙面尺法”。 兩次儀器高

33、法：高差之差 h-h 5mm ；雙面尺法，紅黑面讀數(shù)差 3mm h 黑 -h 紅 5mm 。 （a）兩次儀器高法（變動10cm以上）已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2=f=5mm)(2121hhh水準(zhǔn)測量記錄（兩次儀器法）（b）雙面尺法已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2=f=5mm水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法）(二二)水準(zhǔn)測量記錄表水準(zhǔn)測量記錄表 注意：（注意：（1）起始點只有后視讀數(shù)，結(jié)束點只有前視讀數(shù)，中間點既有后視讀數(shù)又有前視讀數(shù)。 （2） ，只表明計算無誤，不表明觀測和記錄無誤。 四、水準(zhǔn)測量的成果處理（內(nèi)業(yè)）四

34、、水準(zhǔn)測量的成果處理（內(nèi)業(yè)） A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m(一）、高差閉合差計算一）、高差閉合差計算理測hhfh理h0閉合水準(zhǔn)HB HA=H終-H始附合水準(zhǔn)無支水準(zhǔn)支水準(zhǔn)路線無閉合差，所以采用往、返測量返往hhfh（二）分配高差閉合差（二）分配高差閉合差 (1)高差閉合差限差（容許誤差）高差閉合差限差（容許誤差） 對于普通水準(zhǔn)測量，有： 式中， 高差閉合差限差，單位： mm L 水準(zhǔn)路線長度，單位： km ； n 測站數(shù) (2)分配原則：分配原則： 按與距離 L 或測站數(shù) n

35、成正比，將高差閉合差反號分配到各段高差上。 ( (三三) )計算各待定點高程計算各待定點高程 用改正后的高差和已知點的高程，來計算各待定點的高程。 A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.0kmHA=45.286mHB=49.579m)(037. 0293. 4330. 4)()(293. 4286.45579.49mHHhfmHHhABhAB理)(10940mmLfh容(一）高差閉合差計算高差閉合差的允許值Lfh40容L-以公里為單位A123B+2.331m1.6km+2.813m2.1km-2.244m1.7km+1.430m2.

36、0kmHA=45.286mHB=49.579m)(10940)(037. 0293. 4330. 4)(mmLfmHHhfhABh容ioiholvVkmmmLfv)/(54 . 737（二 ）高差閉合差的分配水準(zhǔn)測量成果整理點號 距 離（km ） 測得高差（ m ）改 正 值（ m ）改 正 后 高差（m） 高 程（ m ）BM.A45.2861.6+2.331-0.008+2.323BM.147.6092.1+2.813-0.011-2.802BM.250.4111.7-1.244-0.008-2.252BM.348.1592.0+1.430-0.010+1.420BM.B7.4+4.330

37、-0.037+4.293 49.579)(037. 0293. 4330. 4)()(293. 4286.45579.49mHHhfmHHhABhAB理)(10940mmLfh容（一）精密水準(zhǔn)尺n水準(zhǔn)尺：因瓦鋼+分劃式2-6 精密水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀一、精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2-6 精密水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀n格值小(=710)，氣泡長、大，符合精度高；n望遠(yuǎn)鏡放大倍率高（3040），瞄準(zhǔn)精度高（15/V）n微動螺絲精細(xì)，望遠(yuǎn)鏡微傾對高度的影響?。ǘ┚芩疁?zhǔn)儀讀數(shù)：瞄準(zhǔn)+平行玻璃板+測微分劃尺精密水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺WILD N3、精密水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)尺尺WILD N3WILD N3精密精密自

38、動安平水準(zhǔn)儀自動安平水準(zhǔn)儀精精密密水水準(zhǔn)準(zhǔn)尺尺三. 電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀二、二、電子水準(zhǔn)儀也稱“數(shù)字水準(zhǔn)儀”具有自動安平功能。自動顯示水平視線讀數(shù)和視距。通過物鏡獲取水準(zhǔn)尺圖象，通過 儀器的處理系統(tǒng)，將圖象信息轉(zhuǎn) 換成數(shù)字顯示。能與計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊?；颈苊饬巳藶榈挠^測誤差（視 差、水準(zhǔn)器精平誤差、瞄準(zhǔn)誤差、 估讀數(shù)誤差。電子水準(zhǔn)電子水準(zhǔn)儀圖儀圖電子水準(zhǔn)儀圖電子水準(zhǔn)儀圖條條碼碼尺尺測量鍵測量鍵電子水準(zhǔn)儀的電子水準(zhǔn)儀的瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)要求豎絲要求豎絲位于條碼位于條碼帶上帶上電子水準(zhǔn)儀的瞄準(zhǔn)電子水準(zhǔn)儀的瞄準(zhǔn)2-7水準(zhǔn)測量的誤差分析n測量誤差主要有三種：儀器誤差操作誤差外界的影響其它n水準(zhǔn)測量也具有這些誤差水準(zhǔn)測量的儀器誤差1）圓水準(zhǔn)器軸不平行儀器縱軸LLVV2）十字絲的橫絲不水平 3）水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行LLCC水準(zhǔn)測量的操作誤差1氣泡居中不準(zhǔn)引起的誤差2水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差3瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差分析討論：1，設(shè)氣泡居中不準(zhǔn)引起的讀數(shù)誤差為 則毫米則秒米，氣泡格值當(dāng)視線長半格氣泡氣泡5 . 22050)(222mSmmSm氣泡m2，水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差n水準(zhǔn)尺傾斜引起的讀數(shù)誤差 與水平視線離尺底的高度h，尺子的傾斜度 ，以及尺底的厚度b和尺子安放的情況有關(guān)。鉛垂線水平線hb尺斜211sin)cos1 (kkkbh上時，當(dāng)尺子中心放在標(biāo)