水準測量課件

1、水準測量 目 錄第一節(jié) 水準測量原理第二節(jié) 水準儀與水準尺第三節(jié) 水準儀的技術(shù)操作第四節(jié) 普通水準測量第五節(jié) 水準儀的檢驗與校正第六節(jié) 水準儀的用途 第七節(jié) 水準測量注意事項小結(jié) 第一節(jié) 水準測量的原理 水準測量的基本原理是：利用水準儀給出的水平視線，在兩點立尺得到水平讀數(shù)。已知A點高程為HA只要能求出A點至B點的高程之差，簡稱高差hAB。則B點高程HB就可用下式計算求得： HB=HA+hAB hAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù) 有時安置一次儀器需測算出較多點的高程，可先求出水準儀的 視線高程，然后再分別計算出各點高程，從圖可以看出： 視線高 HI=HA+a B點高程 HB=HI-b 要測算地面上兩點

2、間的高差，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果水平視線不水平，則上述公式不成立。因此，視線必須水平，是水準測量中要牢牢記住的操作要領(lǐng)。 第二節(jié) 水準儀與水準尺一、水準儀的構(gòu)造水準儀主要由望遠鏡、水準器和基座組成。 第二節(jié) 水準尺 水準尺是與水準儀配合進行測量的工具。水準尺分為直尺、折尺、和塔尺。 塔尺為水準尺的一種。早期的水準尺大都采用木材制成，質(zhì)重且長度有限（一般為2m），測量時，攜帶不方便。后逐漸采用鋁合金等輕質(zhì)高強材料制成，采用塔式收縮形式，在使用時方便抽出，單次高程測量范圍大大提高，長度一般為5m，攜帶時將其收縮即可，因其形狀類似塔狀，故常稱之為塔尺。 尺墊是供支撐水準尺和傳遞高程所用的工具

3、 第三節(jié)水準儀的技術(shù)操作 水準儀的技術(shù)操作：粗平照準精平讀數(shù)一、粗平：就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準氣泡居中，使儀器豎軸處于鉛錘位置，視線概略水平二、照準：就是用望遠鏡照準水準尺，清晰的看清目標(biāo)和十字絲。三、精平：就是慢慢轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準氣泡的影象符合。四、讀數(shù)：就是在視線水平時，用望遠鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù)。 第四節(jié) 普通水準測量 一、水準點 水準點是測區(qū)的高程控制點，一般縮寫為“BM”，用“ ”符號表示。用水準點分為永久性和臨時性且分等級。點位受法律保護，對于高等級的水準點成果要去當(dāng)?shù)販y繪部門查詢。 二、水準路線 水準路線依據(jù)測區(qū)的情況，可布設(shè)成以下幾種形式： （一）閉合水準路線：

4、由已知點BMA已知點BMA （二）附合水準路線：由已知點BMA已知水準點BMB （三）支水準路線：由已知點BMA某一待定水準點A 施測方法（一）將水準尺置于已知后視高程點A和前視轉(zhuǎn)點ZD1中間的I站（二）先瞄準后視尺，讀取后視對數(shù)a1，并記錄到測量記錄表中。再照轉(zhuǎn)前視尺，讀取前視讀數(shù)b1，并記入記錄表中。至此完成普通水準測量一個測站的觀測任務(wù)。 （三）將儀器搬遷至第站，把第一站的后視尺移到第站的轉(zhuǎn)點ZD2上，把第站的前視變?yōu)榈谡镜暮笠?。按（二）步驟測出第站的后、前視讀數(shù)a2、b2，并記入記錄表中。 （四）重復(fù)上述步驟測至終點B為止。 三、校核方法（一）計算校核 即：h=a-b=HB-HA說明高

5、差和各轉(zhuǎn)點高程的計算時正確的。（二）測站校核 變更儀器高法、雙面尺法。（三）成果校核 檢查水準路線的高差閉合差fh是否超限高差閉合差計算公式：（1）附合水準路線：fh=h-（H終-H始）（2）閉合水準路線：fh=h（3）支水準路線：fh=|h往|-|h返|校核方法：如果fhfh容，說明外業(yè)成果合格，否則需進行重測。對于不同等級的水準測量其fh容是不同的，以等外水準為例fh容=40Lmm或12nmm，前者適用于平原地區(qū)，后者適用于山區(qū)。 四、成果處理 普通水準測量的成果處理就是當(dāng)外業(yè)觀測的高差閉合差在容許范圍時，所進行的高差閉合差調(diào)整。 高差閉合差調(diào)整原則是以水準路線的測站段數(shù)或測站長度成正比，

6、將閉合差反號分配到各測段上，并進行實測高差的改正計算。（一）按測站數(shù)進行超差閉合差的調(diào)整，測段高差的改正數(shù)Vi為： Vi=- ni式中：n水準路線各測段的測站數(shù)總和。 ni某一測段的測站數(shù)（二）按測站長度進行超差閉合差調(diào)整，測段高差改正數(shù)Vi為： Vi=- Li式中：L=水準路線各測段的總長度，單位為km； Li某一測段的長度，單位為km。nfhLfh 第五節(jié) 水準儀檢驗與校正根據(jù)水準測量原理，水準儀各軸線間應(yīng)具備的幾何關(guān)系是：(LL/VV)；十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸；水準管軸應(yīng)平行于儀器的視準軸（LL/CC），如圖所示： 檢驗項目（一）圓水準器的檢驗與校正：目的是使VV/LL （二）十字

7、絲橫絲的檢驗與校正 1.將水準儀安置在兩點間進行觀測，得到兩點間正確高差為hAB。hAB=（a+）-（b+）=a-b。 2.為了防止錯誤和提高觀測精度，一般應(yīng)改變儀器高觀測兩次，若兩次高差的誤差小于3mm時，取平均數(shù)作為正確的高差hAB。 3.再將水準儀安置在距A尺2m左右，安置好儀器后，先讀取近尺A的讀數(shù)值a2，因儀器離 A點很近，兩軸不平行的誤差可忽略不計。然后根據(jù)正確高差hAB計算視線水平時在遠尺B的正確讀數(shù)值b2=a2-hAB 4.用望遠鏡照準B點的水準尺，若讀數(shù)與相差小于4mm，則說明水準管軸平行于視準軸，否則應(yīng)進行校正。 （三）水準儀i角的檢驗與校正 第六節(jié) 水準儀的用途水準儀除了

8、通常的高程測量外還可以做：一、距離測量 水準儀的距離測量在儀器整平完畢后瞄準測點水準尺讀數(shù)，記錄上絲及下絲讀數(shù)：（上絲-下絲）100 算出來的距離僅供參考，不做正式距離使用。 二、角度測量 水準儀中部位置有刻度一圈為360，用目鏡里面的十字絲豎絲瞄準待測夾角的一側(cè)，記錄下此時度盤對應(yīng)的數(shù)值，然后再旋轉(zhuǎn)至待測夾角的另一側(cè)讀出此時讀盤對應(yīng)的數(shù)值，與之前讀數(shù)之差就是這個夾角的讀數(shù)。（注：以上步驟需在水準儀整平的基礎(chǔ)上進行，可以反復(fù)觀測取平均值） 三、坡度測量 水準儀坡度測量可分為兩種：1.傾斜視線法傾斜視線法是根據(jù)視線與設(shè)計坡度線平行時，其豎直距離處處相等的原理，以確定設(shè)計坡度線上各點高程位置的一種

9、方法。已知兩點幾啊水平距離S和已知坡度，計算B點的高程：HB=HA+iS2.水平視線法如圖所示，設(shè)A點高程為HA，現(xiàn)以A點沿AB方向放一條坡度為i的坡度線。在設(shè)計坡度上的任一點P的高程可以按一下公式計算得：H設(shè)=HA+i Si式中，Si為A點至P點的水平距離。在測設(shè)方向上，按一定間距定出樁位。安置水準儀在水準點BM附近，度后視讀數(shù)a，并計算視線高程：H視=HBM+a按高程放樣的方法，先算出各樁點的水準尺的應(yīng)讀數(shù)：b應(yīng)=H視-H設(shè)然后根據(jù)個點的應(yīng)讀數(shù)指揮打樁，當(dāng)各樁頂水準尺讀數(shù)等于各自的應(yīng)讀數(shù)b應(yīng)時，則各樁頂?shù)倪B接線就是設(shè)計坡度線。若木樁無法繼續(xù)往下打，可將水準尺沿木樁的一側(cè)上下移動，當(dāng)水準尺讀

10、數(shù)為b應(yīng)時，便可用水準尺底面在木樁上劃一橫線。若木樁長度不夠，可將尺面立在樁頂，得讀數(shù)b，b應(yīng)與b之差就是樁頂?shù)锰钔粮叨?。（此法適用于地面坡度較小的地段） 第七節(jié) 水準測量注意事項一、影響水準測量成果的主要因素（一）儀器的誤差1.儀器校正后的殘余誤差2.水準尺誤差（二）觀測誤差1.水準管氣泡居中誤差2.讀數(shù)誤差3.視差影響4.水準尺傾斜影響，水準尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大（三）外界條件的影響1.儀器沉降：采用“后、前、前、后”的觀測順序，可減弱其影響。2.尺墊下沉3.地球曲率及大氣折光的影響4.溫度對儀器的影響 二、注意事項（1）測量過程中應(yīng)盡量用目估或步測保持前、后視距基本相等。（2）儀器腳架要

11、踩牢，觀測速度要快，以減少儀器下沉。（3）估數(shù)要準確，讀數(shù)是要仔細對光，消除視差。（4）檢查塔尺相接處是否嚴密，保證扶尺豎直。（5）記錄要原始，字跡要清楚、端正，整齊并不得隨意涂抹或更改。（6）讀數(shù)時，記錄員要復(fù)誦，以便核對。（7）測量者要嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細心加強校核。 小結(jié)1、水準儀的幾何軸線及關(guān)系：視準軸（CC）物鏡光心與十字絲中點的連線；水準管軸（LL）水準管內(nèi)壁圓弧零點的切線；圓水準器軸（LL）圓水準器內(nèi)壁圓弧的法線；豎軸（VV）水準儀的旋轉(zhuǎn)軸。幾何關(guān)系；CC/LL；LL/VV；十字絲橫絲水平。2、水準儀技術(shù)操作方法：粗平瞄準精平讀數(shù)3、微傾式水準儀的的檢查項目：圓水準器的檢驗：十字絲橫絲的檢驗：管水準器的檢驗4、自動安平水準儀操作方法：粗平瞄準檢查補償器讀數(shù)。5、高差閉合差計算：hi=后視i-前視i （i=1,2n站）6、水準路線及高差閉合差：閉合水準路線：fh=h附合水準