項(xiàng)目4-水準(zhǔn)測(cè)量課件資料講解

1、控制測(cè)量項(xiàng)目4-水準(zhǔn)測(cè)量課件控制測(cè)量一、精密水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)一、精密水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)二、精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的構(gòu)造特點(diǎn)二、精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的構(gòu)造特點(diǎn) 三、三、Wild N3Wild N3精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀 四、四、Zeiss Ni 004Zeiss Ni 004精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀五、國(guó)產(chǎn)五、國(guó)產(chǎn)S1S1型精密水準(zhǔn)儀型精密水準(zhǔn)儀 控制測(cè)量一、一、 精密水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)精密水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)對(duì)于精密水準(zhǔn)測(cè)量的精度而言，除一些外界因素的影響外，觀測(cè)儀器水準(zhǔn)儀在結(jié)構(gòu)上的精確性與可靠性是具有重要意義的。為此，對(duì)精密水準(zhǔn)儀必須具備的一些條件提出下列要求。 1.高質(zhì)量的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng) 為了在望遠(yuǎn)鏡中能獲得水準(zhǔn)標(biāo)尺上分

2、劃線的清晰影像，望遠(yuǎn)鏡必須具有足夠的放大倍率和較大的物鏡孔徑。一般精密水準(zhǔn)儀的放大倍率應(yīng)大于40倍，物鏡的孔徑應(yīng)大于50mm?？刂茰y(cè)量 2.堅(jiān)固穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu) 儀器的結(jié)構(gòu)必須使視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸之間的聯(lián)系相對(duì)穩(wěn)定，不受外界條件的變化而改變它們之間的關(guān)系。一般精密水準(zhǔn)儀的主要構(gòu)件均用特殊的合金鋼制成，并在儀器上套有起隔熱作用的防護(hù)罩。 3.高精度的測(cè)微器裝置 精密水準(zhǔn)儀必須有光學(xué)測(cè)微器裝置，借以精密測(cè)定小于水準(zhǔn)標(biāo)尺最小分劃線間格值的尾數(shù)，從而提高在水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)精度。一般精密水準(zhǔn)儀的光學(xué)測(cè)微器可以讀到0.lmm，估讀到0.Olmm控制測(cè)量 4.高靈敏的管水準(zhǔn)器 一般精密水準(zhǔn)儀的管水準(zhǔn)器的格值為10

3、“/2mm。由于水準(zhǔn)器的靈敏度愈高，觀測(cè)時(shí)要使水準(zhǔn)器氣泡迅速置中也就愈困難，為此，在精密水準(zhǔn)儀上必須有傾斜螺旋（又稱微傾螺旋）的裝置，借以可以使視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸同時(shí)產(chǎn)生微量變化，從而使水準(zhǔn)氣泡較為容易地精確置中以達(dá)到視準(zhǔn)軸的精確整平。 5.高性能的補(bǔ)償器裝置 對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償元件的質(zhì)量以及補(bǔ)償器裝置的精密度都可以影響補(bǔ)償器性能的可靠性。如果補(bǔ)償器不能給出正確的補(bǔ)償量，或是補(bǔ)償不足，或是補(bǔ)償過(guò)量，都會(huì)影響精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)成果的精度。 控制測(cè)量技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目水準(zhǔn)儀系列型號(hào)S05S1S3S10每公里往返平均高差中誤差望遠(yuǎn)鏡放大率望遠(yuǎn)鏡有效孔徑管狀水準(zhǔn)器格值測(cè)微器有效量測(cè)范圍測(cè)微器最小分格值0.5m

4、m40倍60mm10/2mm5mm0.1mm1mm40倍50mm10/2mm5mm0.1mm3mm30倍42mm20/mm10mm25倍35mm20/2mm自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償性能補(bǔ)償范圍安平精度安平時(shí)間不長(zhǎng)于80.12s80.22s80.52s1022s控制測(cè)量二、精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的構(gòu)造特點(diǎn)二、精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的構(gòu)造特點(diǎn) 水準(zhǔn)標(biāo)尺是測(cè)定高差的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，如果水準(zhǔn)標(biāo)尺的長(zhǎng)度有誤差，則對(duì)精密水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)成果帶來(lái)系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響，為此，對(duì)精密水準(zhǔn)標(biāo)尺提出如下要求： （1）當(dāng)空氣的溫度和濕度發(fā)生變化時(shí)，水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃間的長(zhǎng)度必須保持穩(wěn)定，或僅有微小的變化。一般精密水準(zhǔn)尺的分劃是漆在因瓦合金帶上，因瓦合金帶則以

5、一定的拉力引張?jiān)谀举|(zhì)尺身的溝槽中，這樣因瓦合金帶的長(zhǎng)度不會(huì)受木質(zhì)尺身伸縮變形影響。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的數(shù)字是注記在因瓦合金帶兩旁的木質(zhì)尺身上，如圖（a）、（b）所示。 控制測(cè)量 （2）水準(zhǔn)標(biāo)尺的分劃必須十分正確與精密，分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都應(yīng)很小。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差的大小主要決定于分劃刻度工藝的水平，當(dāng)前精密水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的偶然中誤差一般在8llum。由于精密水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的系統(tǒng)誤差可以通過(guò)水準(zhǔn)標(biāo)尺的平均每米真長(zhǎng)加以改正，所以分劃的偶然誤差代表水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的綜合精度。 （3）水準(zhǔn)標(biāo)尺在構(gòu)造上應(yīng)保證全長(zhǎng)筆直，并且尺身不易發(fā)生長(zhǎng)度和彎扭等變形。一般精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的木質(zhì)尺身均應(yīng)以經(jīng)過(guò)特殊處理的

6、優(yōu)質(zhì)木料制作。為了避免水準(zhǔn)標(biāo)尺在使用中尺身底部磨損而改變尺身的長(zhǎng)度，在水準(zhǔn)標(biāo)尺的底面必須釘有堅(jiān)固耐磨的金屬底板?？刂茰y(cè)量 （4）在精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺身上應(yīng)附有圓水準(zhǔn)器裝置，作業(yè)時(shí)扶尺者借以使水準(zhǔn)標(biāo)尺保持在垂直位置。在尺身上一般還應(yīng)有扶尺環(huán)的（5）為了提高對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的照準(zhǔn)精度，水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的形式和顏色與水準(zhǔn)標(biāo)尺的顏色相協(xié)調(diào)，一般精密水準(zhǔn)標(biāo)尺都為黑色線條分劃，與淺黃色的尺面相配合，如21頁(yè)圖所示，有利于觀測(cè)時(shí)對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃精確照準(zhǔn)。裝置，以便扶尺者使水準(zhǔn)標(biāo)尺穩(wěn)定在垂直位置。在精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)，水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)豎立于特制的具有一定重量的尺墊或尺樁上。尺墊和尺樁的形狀如下圖所示。 控制測(cè)量 線條分劃精密

7、水準(zhǔn)標(biāo)尺的分格值有l(wèi)0mm和5mm兩種。分格值為10mm的精密水準(zhǔn)標(biāo)尺如圖（a）所示，它有兩排分劃，尺面右邊一排分劃注記從0300cm，稱為基本分劃，左邊一排分劃注記從300600cm稱為輔助分劃，同一高度的基本分劃與輔助分劃讀數(shù)相差一個(gè)常數(shù)，稱為基輔差，。分格值為5mm的精密水準(zhǔn)尺如圖（b）所示，它也有兩排分劃，但兩排分劃彼此錯(cuò)開(kāi)5mm ,所以實(shí)際上左邊是單數(shù)分劃，右邊是雙數(shù)分劃，也就是單數(shù)分劃和雙數(shù)分劃各占一排，而沒(méi)有輔助分劃。木質(zhì)尺面右邊注記的是米數(shù)，左邊注記的是分米數(shù)，整個(gè)注記從0.15.9m，實(shí)際分格值為5mm，分劃注記比實(shí)際數(shù)值大了一倍，所以用這種水準(zhǔn)標(biāo)尺所測(cè)得的高差值必須除以2才

8、是實(shí)際的高差值。 控制測(cè)量三、三、 Wild N3精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀 WildN3精密水準(zhǔn)儀的外形如下圖a所示。望遠(yuǎn)鏡物鏡的有效孔徑為50mm，放大倍率為40倍，管狀水準(zhǔn)器格值為10“/2mm。N3精密水準(zhǔn)儀與分格值為l0mm的精密因瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺配套使用，標(biāo)尺的基輔差為301.55cm。在望遠(yuǎn)鏡目鏡的左邊上下有兩個(gè)小目鏡（在下圖a中沒(méi)有表示出來(lái)），它們是符合氣泡觀察目鏡和測(cè)微器讀數(shù)目鏡，在3個(gè)不同的目鏡中所見(jiàn)到的影像如下圖b所示。 轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜螺旋，使符合氣泡觀察目鏡的水準(zhǔn)氣泡兩端符合，則視線精確水平，此時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋使望遠(yuǎn)鏡目鏡中看到的楔形絲夾準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺上的148分劃線，也就是使148分劃線平

9、分楔角，再在測(cè)微器目鏡中讀出測(cè)微器讀數(shù)653(即6.53mm)，故水平視線在水準(zhǔn)標(biāo)尺上的全部讀數(shù)為148.653cm?？刂茰y(cè)量圖aWild N3精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀 控制測(cè)量 圖b圖cWild N3精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀 控制測(cè)量1. N3精密水準(zhǔn)儀的傾料螺旋裝置 上圖c所示是N3型精密水準(zhǔn)儀傾斜螺旋裝置及其作用示意圖。它是一種杠桿結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜螺旋時(shí)，通過(guò)著力點(diǎn)可以帶動(dòng)支臂繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使其對(duì)望遠(yuǎn)鏡的作用點(diǎn)產(chǎn)生微量升降，從而使望遠(yuǎn)鏡繞轉(zhuǎn)軸作微量?jī)A斜。由于望遠(yuǎn)鏡與水準(zhǔn)器是緊密相聯(lián)的，于是傾斜螺旋的旋轉(zhuǎn)就可以使水準(zhǔn)軸和視準(zhǔn)軸同時(shí)產(chǎn)生微量的變化，借以迅速而精確地將視準(zhǔn)軸整平。在傾斜螺旋上一般附有分劃盤(pán)

10、，可借助于固定指標(biāo)進(jìn)行讀數(shù)，由傾斜螺旋所轉(zhuǎn)動(dòng)的格數(shù)可以確定視線傾角的微小變化量，其轉(zhuǎn)動(dòng)范圍約為7周。借助于這種裝置，可以測(cè)定視準(zhǔn)軸微傾的角度值，在進(jìn)行跨越障礙物的精密水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)具有重要作用?？刂茰y(cè)量 必須指出，由上圖c可見(jiàn)儀器轉(zhuǎn)軸并不位于望遠(yuǎn)鏡的中心，而是位于靠近物鏡的一端。由圓水準(zhǔn)器整平儀器時(shí)，垂直軸并不能精確在垂直位置，可能偏離垂直位置較大。此時(shí)使用傾斜螺旋精確整平視準(zhǔn)軸時(shí)，將會(huì)引起視準(zhǔn)軸高度的變化，傾斜螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)量愈大，視準(zhǔn)軸高度的變化也就愈大。如果前后視精確整平視準(zhǔn)軸時(shí)，傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)量不等，就會(huì)在高差中帶來(lái)這種誤差的影響。 因此，在實(shí)際作業(yè)中規(guī)定：只有在符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像的分離量小于

11、lcm時(shí)（這時(shí)儀器的垂直軸基本上在垂直位置），才允許使用傾斜螺旋來(lái)進(jìn)行精確整平視準(zhǔn)軸。但有些儀器轉(zhuǎn)軸的裝置，位于過(guò)望遠(yuǎn)鏡中心的垂直幾何軸線上。1. N3精密水準(zhǔn)儀的傾料螺旋裝置控制測(cè)量 下圖是N3精密水準(zhǔn)儀的光學(xué)測(cè)微器的測(cè)微工作原理示意圖。平行玻璃板傳動(dòng)桿與測(cè)微分劃尺相連。測(cè)微分劃尺上有100個(gè)分格，它與10mm相對(duì)應(yīng)，即每分格為0.lmm，可估讀至0.0lmm。每10格有較長(zhǎng)分劃線并注記數(shù)字，每?jī)砷L(zhǎng)分劃線間的格值為lmm。當(dāng)平行玻璃板與水平視線正交時(shí)，測(cè)微分劃尺上初始讀數(shù)為5mm。若逆轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使平行玻璃板前俯到測(cè)微分劃尺移至10mm處，則水平視線向下平移5mm，反之，順轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋使平行玻

12、璃板后仰到測(cè)微分劃尺移至0mm處，則水平視線向上平移5mm。 2. N3精密水準(zhǔn)儀的測(cè)微器裝置控制測(cè)量 在下圖中，當(dāng)平行玻璃板與水平視線正交時(shí)，水準(zhǔn)標(biāo)尺上讀數(shù)應(yīng)為在兩相鄰分劃148與149之間，此時(shí)測(cè)微分劃上讀數(shù)為5mm，而不是0。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋，平行玻璃板作前俯，使水平視線向下平移與就近的148分劃重合，這時(shí)測(cè)微分劃尺上的讀數(shù)為6.50mm,而水平視線的平移量應(yīng)為6.505mm，最后讀數(shù)為a=148cm+6.50mm-5mm即a=148.650cm-5mm 由上述可知，每次讀數(shù)中應(yīng)減去常數(shù)（初始讀數(shù)) 5mm,但因在水準(zhǔn)測(cè)量中計(jì)算高差時(shí)能自動(dòng)抵消這個(gè)常數(shù)，所以在水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)，讀數(shù)、記錄、計(jì)算

13、過(guò)程中都可以不考慮這個(gè)常數(shù)。但在單向讀數(shù)時(shí)就必須減去這個(gè)初始讀數(shù)。 控制測(cè)量四、四、 Zeiss Ni 004精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀 該儀器的主要特點(diǎn)是對(duì)熱影響的感應(yīng)較小，即當(dāng)外界溫度變化時(shí)，水準(zhǔn)軸與視準(zhǔn)軸之間的交角的變化很小，這是因?yàn)橥h(yuǎn)鏡、管狀水準(zhǔn)器和平行玻璃板的傾斜設(shè)備等部件，都裝在一個(gè)附有絕熱層的金屬套筒內(nèi)，這樣就保證了水準(zhǔn)儀上這些部件的溫度迅速達(dá)到平衡。 Zeiss Ni 004精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀控制測(cè)量 Ni 004精密水準(zhǔn)儀與分格值為5mm的精密因瓦水準(zhǔn)尺配套使用。在右圖中，使用測(cè)微螺旋使楔形絲夾準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺上197分劃，在測(cè)微分劃鼓上的讀數(shù)為340，即3.40mm，水準(zhǔn)標(biāo)尺上的全

14、部讀數(shù)為197.340cm。控制測(cè)量五、五、 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)S1型精密水準(zhǔn)儀型精密水準(zhǔn)儀 S1型精密水準(zhǔn)儀由北京測(cè)繪儀器廠生產(chǎn)。儀器物鏡的有效孔徑為50mm，望遠(yuǎn)鏡放大倍率為40倍，管狀水準(zhǔn)器格值為10/2mm。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋可使水平視線在10mm范圍內(nèi)作平移，測(cè)微器分劃尺有100個(gè)分格，故測(cè)微器分劃尺最小格值為0.1mm。 控制測(cè)量 國(guó)產(chǎn)S1型精密水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡目鏡視場(chǎng)中所看到的影像如右圖所示，視場(chǎng)左邊是水準(zhǔn)器的符合氣泡影像，測(cè)微器讀數(shù)顯微鏡在望遠(yuǎn)鏡目鏡的右下方。 該儀器與分格值為5mm的精密水準(zhǔn)標(biāo)尺配套使用。 在右圖中，使用測(cè)微螺旋使楔形絲夾準(zhǔn)198分劃，在測(cè)微器讀數(shù)顯微鏡中的讀數(shù)為150，即1.5

15、0mm，水準(zhǔn)標(biāo)尺上的全部讀數(shù)為198.150cm。 控制測(cè)量控制測(cè)量一、精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定一、精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定二、精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)二、精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè) 精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量，在各項(xiàng)工程的不同建設(shè)階段的高程控制測(cè)量中，極少進(jìn)行一等水準(zhǔn)測(cè)量，故在工程測(cè)量技術(shù)規(guī)范中，將水準(zhǔn)測(cè)量分為二、三、四等三個(gè)等級(jí)，其精度指標(biāo)與國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量的相應(yīng)等級(jí)一致。 控制測(cè)量一、精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定一、精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定 根據(jù)各種誤差的性質(zhì)及其影響規(guī)律，水準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施作出了各種相應(yīng)的規(guī)定 ：（1）觀測(cè)前30分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一

16、致；觀測(cè)時(shí)應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽(yáng)光；遷站時(shí)應(yīng)罩以儀器罩。（2）儀器距前、后視水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準(zhǔn)測(cè)量中規(guī)定，一測(cè)站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。這樣，可以消除或削弱與距離有關(guān)的各種誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響，如角誤差和垂直折光等影響。（3）對(duì)氣泡式水準(zhǔn)儀，觀測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)，并作標(biāo)記，隨著氣溫變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，須嚴(yán)格置平。控制測(cè)量（4）同一測(cè)站上觀測(cè)時(shí)，不得兩次調(diào)焦；轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)，以避免傾斜螺旋和測(cè)微器隙動(dòng)差對(duì)觀測(cè)成果的影響。（5）在兩相鄰測(cè)站上，應(yīng)

17、按奇、偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)于往測(cè)奇數(shù)測(cè)站按“后前前后”、偶數(shù)測(cè)站按“前后后前”的觀測(cè)程序在相鄰測(cè)站上交替進(jìn)行。返測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站與偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序與往測(cè)時(shí)相反，即奇數(shù)測(cè)站由前視開(kāi)始，偶數(shù)測(cè)站由后視開(kāi)始。這樣的觀測(cè)程序可以消除或減弱與時(shí)間成比例均勻變化的誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響，如角的變化和儀器的垂直位移等影響。（6）在連續(xù)各測(cè)站上安置水準(zhǔn)儀時(shí)，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準(zhǔn)路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)?？刂茰y(cè)量（7）每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)，其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí)，兩水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在水準(zhǔn)路線上每一測(cè)段儀器測(cè)站安排成偶數(shù)，可以削減兩水準(zhǔn)標(biāo)

18、尺零點(diǎn)不等差等誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響。（8）每一測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線應(yīng)進(jìn)行往測(cè)和返測(cè)，這樣，可以消除或減弱性質(zhì)相同、正負(fù)號(hào)也相同的誤差影響，如水準(zhǔn)標(biāo)尺垂直位移的誤差影響。 （9）一個(gè)測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線的往測(cè)和返測(cè)應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行，如分別在上午和下午觀測(cè)。（10)使用補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀觀測(cè)的操作程序與水準(zhǔn)器水準(zhǔn)儀相同。觀測(cè)前對(duì)圓水準(zhǔn)器應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)與校正，觀測(cè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格使圓水準(zhǔn)器氣泡居中?？刂茰y(cè)量（11）水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)工作間歇時(shí)，最好能結(jié)束在固定的水準(zhǔn)點(diǎn)上，否則，應(yīng)選擇兩個(gè)堅(jiān)穩(wěn)可靠、光滑突出、便于放置水準(zhǔn)標(biāo)尺的固定點(diǎn)，作為間歇點(diǎn)加以標(biāo)記，間歇后，應(yīng)對(duì)兩個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如符合限差要

19、求（對(duì)于二等水準(zhǔn)測(cè)量，規(guī)定檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差應(yīng)1.Omm），就可以從間歇點(diǎn)起測(cè)。若僅能選定一個(gè)固定點(diǎn)作為間歇點(diǎn)，則在間歇后應(yīng)仔細(xì)檢視，確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生任何位移，方可由間歇點(diǎn)起測(cè)?？刂茰y(cè)量二、精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)二、精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)1.測(cè)站觀測(cè)程序測(cè)站觀測(cè)程序往測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)?后視標(biāo)尺的基本分劃； 前視標(biāo)尺的基本分劃； 前視標(biāo)尺的輔助分劃； 后視標(biāo)尺的輔助分劃； 往測(cè)時(shí)，偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)?前視標(biāo)尺的基本分劃； 后視標(biāo)尺的基本分劃； 后視標(biāo)尺的輔助分劃； 前視標(biāo)尺的輔助分劃。 返測(cè)時(shí)，奇、偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇數(shù)測(cè)站相同。 控制測(cè)量以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站為例

20、，一測(cè)站的操作程序如下：以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站為例，一測(cè)站的操作程序如下： （一）置平儀器。氣泡式水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，水準(zhǔn)氣泡兩端影像的分離，不得超過(guò)lcm，對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，要求圓氣泡位于指標(biāo)圓環(huán)中央。 （二）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)標(biāo)尺，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像近于符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀應(yīng)置于第擺位）。隨后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（如下表中的（1）和（2）。視距讀取4位，第四位數(shù)由測(cè)微器直接讀得。然后，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合，使用測(cè)微螺旋用楔形平分線精確照準(zhǔn)標(biāo)尺的基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（3）。測(cè)微分劃讀數(shù)取至測(cè)微器最小分劃。 控制測(cè)量 （三）

21、旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第擺位），用楔形平分線照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（4）。然后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（5）和（6）。（四）用水平微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀置于第擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行標(biāo)尺輔助分劃與測(cè)微分劃讀數(shù)（7）。 （五）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)后視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行輔助分劃與測(cè)微分劃讀數(shù)（8）。下表中第（1）至（8）欄是讀數(shù)

22、的記錄部分，（9）至（18）欄是計(jì)算部分?？刂茰y(cè)量 測(cè)自 至 20 年 月 日 時(shí)間 始 時(shí) 分 末 時(shí) 分 成 像 溫度 云量 風(fēng)向風(fēng)速 天氣 土質(zhì) 太陽(yáng)方向 測(cè)站編號(hào)后尺下絲前尺下絲方 尺及向 號(hào)標(biāo)尺讀數(shù)基+K減輔（一減二）備考上絲上絲后距d前距d基本分劃（一次）輔助分劃（二次）（1）（5）后（3）（8）（14）（2）（6）前（4）（7）（13）（9）（10）后-前（15）（16）（17）（11）（12） h（18）后前后-前 h控制測(cè)量現(xiàn)以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序?yàn)槔?，?lái)說(shuō)明計(jì)算步驟現(xiàn)以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序?yàn)槔?，?lái)說(shuō)明計(jì)算步驟 視距部分的計(jì)算 （9）=（1）-（2） （10）=（5）-（

23、6） （11）=（9）-（10） （12）=（11）+前站（12） 高差部分的計(jì)算與檢核 （14）（3）+ K -（8）式中K為基輔差（對(duì)于N3水準(zhǔn)標(biāo)尺而言K=3.0155m) （13）=（4）+ K -（7） （15）=（3）-（4） （16）=（8）-（7） （17）=（14）-（13）=（15）-（16）檢核 （18）= （15）+（16）以上即一測(cè)站全部操作與觀測(cè)過(guò)程。 212、計(jì)算內(nèi)容、計(jì)算內(nèi)容控制測(cè)量一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)計(jì)算尾數(shù)取位規(guī)定如下表：項(xiàng)目等級(jí)往（返）測(cè)距離總和km測(cè)段距離中數(shù)km各測(cè)站高差mm往（返）測(cè)高差總和mm測(cè)段高差中數(shù)mm水準(zhǔn)點(diǎn)高程mm一二0.010.010.

24、10.10.010.010.010.010.10.111一、二等水準(zhǔn)測(cè)量限差規(guī)定如下表：3、觀測(cè)限差、觀測(cè)限差控制測(cè)量 測(cè)段路線往返測(cè)高差不符值、附合路線和環(huán)線閉合差以及檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差的限值如下表： K2K4L2L4F2F4R3R6項(xiàng)目等級(jí)測(cè)段路線往返測(cè)高差不符值mm附合路線閉合差mm環(huán)線閉合差mm檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差mm一等二等 若測(cè)段路線往返測(cè)不符值超限，應(yīng)先就可靠程度較小的往測(cè)或返測(cè)進(jìn)行整測(cè)段重測(cè)；附合路線和環(huán)線閉合差超限，應(yīng)就路線上可靠程度較小，往返測(cè)高差不符值較大或觀測(cè)條件較差的某些測(cè)段進(jìn)行重測(cè)，如重測(cè)后仍不符合限差，則需重測(cè)其他測(cè)段。 控制測(cè)量4、水準(zhǔn)測(cè)量的精度、水準(zhǔn)測(cè)量的精

25、度 由個(gè)測(cè)段往返測(cè)的高差不符值計(jì)算每公里單程高差的偶然中誤差（相當(dāng)于單位權(quán)觀測(cè)中誤差）的公式為 nR21 往返測(cè)高差平均值的每公里偶然中誤差為 4121RnM式中，是各測(cè)段往返測(cè)的高差不符值，取mm為單位；R是各測(cè)段的距離，取km為單位；n是測(cè)段的數(shù)目。 控制測(cè)量 按水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，一、二等水準(zhǔn)路線須以測(cè)段往返高差不符值計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量往返高差中數(shù)的偶然中誤差。當(dāng)水準(zhǔn)路線構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)的水準(zhǔn)環(huán)超過(guò)20個(gè)時(shí)，還需按水準(zhǔn)環(huán)閉合差計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的全中誤差。 計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的全中誤差的公式為NWQWMTW1式中， 是水準(zhǔn)環(huán)線經(jīng)過(guò)正常水準(zhǔn)面不平行改正后計(jì)算的水準(zhǔn)環(huán)閉合差矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣

26、 。 為環(huán)的閉合差，以mm為單位； 為水準(zhǔn)環(huán)的數(shù)目，協(xié)因數(shù)矩陣 中對(duì)角線元素為各環(huán)線的周長(zhǎng) ，非對(duì)角線元素，如果圖形不相鄰，則一律為零，如果圖形相鄰，則為相鄰邊長(zhǎng)度（公里數(shù)）的負(fù)值。WWiNTwwwwW),(21NQNFFF,21控制測(cè)量每公里水準(zhǔn)測(cè)量往返高差中數(shù)偶然中誤差和全中誤差的限值列于下表中。MWM等級(jí)一等mm二等mm0.451.01.02.0偶然中誤差 ，全中誤差 超限時(shí)，應(yīng)分析原因，重測(cè)有關(guān)測(cè)段或路線。 MWM控制測(cè)量一、水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長(zhǎng)度誤差的改正數(shù)計(jì)算一、水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長(zhǎng)度誤差的改正數(shù)計(jì)算二、正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正二、正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正 三、水準(zhǔn)路線閉合差計(jì)算三、水準(zhǔn)路

27、線閉合差計(jì)算 四、高差改正數(shù)的計(jì)算四、高差改正數(shù)的計(jì)算 控制測(cè)量一、一、 水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長(zhǎng)度誤差的改正數(shù)計(jì)算水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長(zhǎng)度誤差的改正數(shù)計(jì)算 水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長(zhǎng)度誤差對(duì)高差的影響是系統(tǒng)性質(zhì)的。根據(jù)規(guī)定，當(dāng)一對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長(zhǎng)度的平均誤差 大于0.02mm時(shí)，就要對(duì)觀測(cè)高差進(jìn)行改正，對(duì)于一個(gè)測(cè)段的改正 f 由于往返測(cè)觀測(cè)高差的符號(hào)相反，所以往返測(cè)觀測(cè)高差的改正數(shù)也將有不同的正負(fù)號(hào)。 設(shè)有一對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺經(jīng)檢定得，一米間隔的平均真長(zhǎng)為999.96mm，則=（999.96-1000）= -0.04mm。測(cè)段往返測(cè)高差m345.20h則該測(cè)段往返測(cè)高差的改正數(shù)為 (mm)81. 0)345.20(04. 0fhf

28、f控制測(cè)量 隨著位置和重力加速度大小而變化的位能稱為重力位能，即 ghW 式中，g為重力加速度；h為單位質(zhì)點(diǎn)所處的高度。 二、正常水準(zhǔn)面不平行性二、正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正在同一水準(zhǔn)面上各點(diǎn)的重力位能相等，因此，水準(zhǔn)面稱為重力等位面，或稱重力位水準(zhǔn)面。如果將單位質(zhì)點(diǎn)從一個(gè)水準(zhǔn)面提高到相距 的另一個(gè)水準(zhǔn)面，其所做功就等于兩水準(zhǔn)面的位能差，即 。在右圖中，設(shè) 、 分別表示兩個(gè)非常接近的水準(zhǔn)面在 兩點(diǎn)的垂直距離， 、 為 兩點(diǎn)的重力加速度。由于水準(zhǔn)面具有重力位能相等的性質(zhì)，因此 兩點(diǎn)所在水準(zhǔn)面的位能差 應(yīng)有下列關(guān)系 BBAAhghgWhhgWAhBhBA,AgBgBA,BA,W1、水準(zhǔn)面的不平行性

29、、水準(zhǔn)面的不平行性控制測(cè)量在同一水準(zhǔn)面上的不同點(diǎn)重力加速度g值是不同的，hA與hB必定不相等，也就是說(shuō)，水準(zhǔn)面不是相互平行的，這是水準(zhǔn)面的一個(gè)重要特性，稱為水準(zhǔn)面不平行性。重力加速度值g是隨緯度的不同而變化的，在緯度較低的赤道處有較小的值，而在兩極處值較大，因此，水準(zhǔn)面是相互不平行的、且為向兩極收斂的、接近橢圓形的曲面。2、水準(zhǔn)面的不平行性，對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響、水準(zhǔn)面的不平行性，對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響 水準(zhǔn)測(cè)量所測(cè)定的高程是由水準(zhǔn)路線上各測(cè)站所得高差求和而得到的。在下圖中，地面點(diǎn)的高程可以按水準(zhǔn)路線各測(cè)站測(cè)得高差之和求得，即OABBhH測(cè)控制測(cè)量如果沿另一條水準(zhǔn)路線ONB 施測(cè)，則B點(diǎn)的高程應(yīng)為水準(zhǔn)路

30、線ONB各測(cè)站測(cè)得高差 之和，即,21hhONBBhH測(cè)由水準(zhǔn)面的不平行性可知 ，因此 也必定不等，也就是說(shuō)，用水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)得兩點(diǎn)間高差的結(jié)果隨測(cè)量所循水準(zhǔn)路線的不同而有差異。ONBOABhhBH測(cè)如果將水準(zhǔn)路線構(gòu)成閉合環(huán)形 ，既然 ，可見(jiàn)，即使水準(zhǔn)測(cè)量完全沒(méi)有誤差，這個(gè)水準(zhǔn)環(huán)形路線的閉合差也不為零。在閉合環(huán)形水準(zhǔn)路線中，由于水準(zhǔn)面不平行所產(chǎn)生的閉合差稱為理論閉合差。OABNOBBHH測(cè)測(cè)控制測(cè)量 由于水準(zhǔn)面的不平行性，使得兩固定點(diǎn)間的高差沿不同的測(cè)量路線所測(cè)得的結(jié)果不一致而產(chǎn)生多值性，為了使點(diǎn)的高程有惟一確定的數(shù)值，有必要合理地定義高程系，在大地測(cè)在大地測(cè)量中定義下面三種高程系統(tǒng)：正高，正常高及力高高程系量中定義下面三種高程系統(tǒng)：正高，正常高及力高高程系。 正高高程系正高高程系 正高高程系是以大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)面，地面上任一點(diǎn)的正高高程（簡(jiǎn)稱正高），即該點(diǎn)沿垂線方向至大地水準(zhǔn)面的距離。 正常高高程系正常高高程系 將正高系統(tǒng)中不能精確測(cè)定的用正常重力代替，便得到另一種系統(tǒng)的高程，稱其為正常高，正常高可以精確求得，其數(shù)值也不隨水準(zhǔn)路線而異，是惟一確定的。因此，我國(guó)規(guī)定采用正常高高程系統(tǒng)作為我國(guó)高程的統(tǒng)一系