普通測(cè)量學(xué) 第二章 水準(zhǔn)測(cè)量

普通測(cè)量學(xué)第二章水準(zhǔn)測(cè)量2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理2.2水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和用具2.3水準(zhǔn)儀的使用2.4水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.5四等水準(zhǔn)測(cè)量2.6水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算2.7水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正2.8水準(zhǔn)測(cè)量誤差與注意事項(xiàng)2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是利用一條水平視線，并借助水準(zhǔn)尺，來測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，這樣就可由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。實(shí)質(zhì)：定地面兩點(diǎn)間的高差,然后通過已知點(diǎn)的高程,求出未知點(diǎn)的高程方法高差法hAB=a-bHB=HA+hAB儀器高法(視線高法)

Hi=HA+aHB=Hi-b2.2水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和用具DS3水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡:其作用是瞄準(zhǔn)目標(biāo)并提供一條讀數(shù)的視線。水準(zhǔn)器—用來指示儀器豎軸是否垂直和視準(zhǔn)軸是否水平的裝置?；?其作用是支撐儀器上部并連接腳架。

水準(zhǔn)尺尺墊2.2.1DS水準(zhǔn)儀-望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡:其作用是瞄準(zhǔn)目標(biāo)并提供一條讀數(shù)的視線。望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板等部件構(gòu)成。視準(zhǔn)軸:十字絲中央交點(diǎn)與物鏡光心的連線。望遠(yuǎn)鏡的放大率:從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所看到的目標(biāo)影像的視角與人眼直接觀察該目標(biāo)的視角之比。DS3型水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡的放大率一般為28倍。2.2.1DS水準(zhǔn)儀-水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器—用來指示儀器豎軸是否垂直和視準(zhǔn)軸是否水平的裝置。水準(zhǔn)器分劃值——水準(zhǔn)器上每2mm弧長(zhǎng)所對(duì)的圓心角值τ。水準(zhǔn)器有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器。DS3型水準(zhǔn)儀其水準(zhǔn)器分劃值分別為20“/2mm和8‘/2mm。水準(zhǔn)管軸LL:過水準(zhǔn)管零點(diǎn)所作水準(zhǔn)管圓弧的切線。圓水準(zhǔn)器軸L0L0:過圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)的球面法線。2.2.1DS水準(zhǔn)儀-水準(zhǔn)器2.2.1DS水準(zhǔn)儀-水準(zhǔn)器2.2.1DS水準(zhǔn)儀-基座基座:其作用是支撐儀器上部并連接腳架。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。2.2.2水準(zhǔn)尺1是水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)使用的有刻度的標(biāo)尺。雙面尺、塔尺一般由優(yōu)質(zhì)木材制成，也有用玻璃鋼或鋁合金制作的。雙面尺多用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，長(zhǎng)度有2m和3m兩種。雙面尺的兩面均有刻劃，最小分劃值一般為cm。一面為黑白相間，起點(diǎn)均為0；另一面為紅白相間，起點(diǎn)不為0，而是一常數(shù)K，一對(duì)水準(zhǔn)尺的K值一般相差0.1m：例如一根尺為4.687，則另一根尺常數(shù)為4.787。塔尺用于等外水準(zhǔn)測(cè)量，一般套接，展開后有3m和5m兩種。2.2.2水準(zhǔn)尺22.2.3尺墊在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺，以標(biāo)定臨時(shí)點(diǎn)的位置。它用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方有三個(gè)支腳。用時(shí)將支腳牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形頂點(diǎn)作為豎立水準(zhǔn)尺和標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)之用。2.3水準(zhǔn)儀的使用一、安置水準(zhǔn)儀二、粗略整平三、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺四、精平與讀數(shù)2.3.1安置水準(zhǔn)儀打開三腳架并使高度適中，目估使架頭大致水平，檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架伸縮螺旋是否擰緊，然后打開儀器箱取出水準(zhǔn)儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀器牢固地固連在三腳架頭上。2.3.2粗略整平粗平是借助圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛垂，從而視準(zhǔn)軸粗略水平。在整平的過程中，氣泡的移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向—致。2.3.3瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺首先進(jìn)行目鏡對(duì)光，即把望遠(yuǎn)鏡對(duì)著明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰。再松開制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡筒上的照門和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動(dòng)螺旋。然后從望遠(yuǎn)鏡中觀察；轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋進(jìn)行對(duì)光，使目標(biāo)清晰，再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使豎絲對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。當(dāng)眼睛在目鏡端上下微微移動(dòng)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標(biāo)影像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為視差。產(chǎn)生視差的原因是目標(biāo)成像的平面和十字絲平面不重合。由于視差的存在會(huì)影響到讀數(shù)的正確性，必須加以消除。消除的方法是重新仔細(xì)地進(jìn)行物鏡對(duì)光，直到眼睛上下移動(dòng)，讀數(shù)不變?yōu)橹?。此時(shí)，從目鏡端見到十字絲與目標(biāo)的像都十分清晰2.3.4精平與讀數(shù)1眼睛通過位于目鏡左方的符合氣泡觀察窗看水準(zhǔn)管氣泡，右手轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡兩端的像吻合，即表示水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸已精確水平。這時(shí)，即可用十字絲的中絲在尺上讀數(shù)?，F(xiàn)在的水準(zhǔn)儀多采用倒像望遠(yuǎn)鏡，因此讀數(shù)時(shí)應(yīng)從小往大，即從上往下讀。先估讀毫米數(shù)，然后報(bào)出全部讀數(shù)。精平和讀數(shù)雖是兩項(xiàng)不同的操作步驟，但在水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施過程中，卻把兩項(xiàng)操作視為一個(gè)整體；即精平后再讀數(shù)，讀數(shù)后還要檢查管水準(zhǔn)氣泡是否完全符合。只有這樣，才能取得準(zhǔn)確的讀數(shù)2.3.4精平與讀數(shù)22.4水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施水準(zhǔn)點(diǎn)（BenchMark）及水準(zhǔn)測(cè)量路線形式水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量的檢核2.4.1水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)稱為水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)按其精度分為一、二、三、四等，按國(guó)家規(guī)范要求埋設(shè)永久性標(biāo)石標(biāo)志。地形測(cè)量時(shí)需設(shè)置圖根水準(zhǔn)點(diǎn)，施工測(cè)量時(shí)需設(shè)置施工水準(zhǔn)點(diǎn)，它們可采用臨時(shí)性標(biāo)志，如用木樁或道釘標(biāo)示，或涂油漆標(biāo)示。簡(jiǎn)記BM,圖上符號(hào)2.4靜.2水德準(zhǔn)測(cè)量單路線形駕式閉合水準(zhǔn)牽路線：從早一高級(jí)水動(dòng)準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)絡(luò)，經(jīng)過測(cè)援定沿線其伐它待定點(diǎn)遞高程，最詢后又回到鐮原起始點(diǎn)焦的環(huán)形路享線。附合水通準(zhǔn)路線殿：從一吃高級(jí)水知準(zhǔn)點(diǎn)出若發(fā)，經(jīng)夾過測(cè)定閥沿線其成它待定鋪點(diǎn)高程驚，最后億又附合竹到另一剖高級(jí)水議準(zhǔn)點(diǎn)的荷路線。支水準(zhǔn)路狗線：從一柄已知水準(zhǔn)趣點(diǎn)出發(fā)，酒測(cè)定沿線碧其它待定羅點(diǎn)高程，侍不閉合也恒不附合，畝但為了校洋核必須往吊返測(cè)。水準(zhǔn)網(wǎng)拍：由多些條單一北水準(zhǔn)路蒸線相互滅連接構(gòu)穴成的網(wǎng)廁狀路線傭。2.4.往3水準(zhǔn)捷測(cè)量的實(shí)鴉施方法：當(dāng)構(gòu)欲測(cè)的高映程點(diǎn)距水四準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)蒜或高差很漏大時(shí)，就撞需要連續(xù)合多次安置恢儀器以測(cè)為出兩點(diǎn)的侍高差。為袋測(cè)A、B點(diǎn)高差，療在AB線路上故增加1垮、2、孟3、4洋等中間蘋點(diǎn)，將AB高差分成臭若干個(gè)水湊準(zhǔn)測(cè)站。遠(yuǎn)其中間點(diǎn)組僅起傳遞遞高程的作濕用，稱為怖轉(zhuǎn)點(diǎn)，簡(jiǎn)寫為TP。轉(zhuǎn)點(diǎn)無固逆定標(biāo)志，售無需算出杠高程。分類：等外水傷準(zhǔn)測(cè)量三、四侵等水準(zhǔn)顛測(cè)量2.4等.3.燈1等外水準(zhǔn)押測(cè)量1精度適只用于圖教根或一片般工程廢測(cè)量。在離已碗知水準(zhǔn)上點(diǎn)A適當(dāng)距元離處(夏一般不忠超過1心00m)選擇轉(zhuǎn)點(diǎn)資1(編號(hào)ZD1或TP1)叛，安放尺墊揮，在A、1兩點(diǎn)上分況別豎立水崗準(zhǔn)尺，在因兩點(diǎn)大致幟等距處安滅置水準(zhǔn)儀晉，整平后敢瞄準(zhǔn)后視脅點(diǎn)A，精平后讀飛出后視讀寨數(shù)為a1；再瞄準(zhǔn)蒙前視點(diǎn)把1，精珍平后讀啞出前視惠讀數(shù)為b1，其高差婦計(jì)算如轟下，此稱為一個(gè)飾測(cè)站的雞觀測(cè)，起其它測(cè)拉站也如親此觀測(cè)遭，并記仿錄觀測(cè)嫁數(shù)據(jù)填蹦入水準(zhǔn)裝測(cè)量手填簿。h1=a1-b1，h2=a2-b2，……，hn=an-bn∑h=摩∑a-貴∑b為提高券精度，傷一般采痕用“變?nèi)桓鼉x器娛高”法痕或者“車雙面尺俯”法觀虹測(cè)2.4余.3.慣1等憶外水準(zhǔn)酸測(cè)量2測(cè)站點(diǎn)號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差高程備注后視前視+-1BM.A1.4670.34327.354m已知TP.11.1242TP.11.8850.211TP.21.6743TP.21.8690.926TP.30.9434TP.31.3670.365B1.73228.469m計(jì)算檢核∑∑a6.588-5.4731.115∑b5.4731.480-0.3651.1150.36528.469-27.3541.1152.4誤.4源水準(zhǔn)測(cè)分量檢核測(cè)站檢貴核變更儀棟器高/偷雙面尺兩次高烈差之差區(qū)<=6mm水準(zhǔn)路線隔檢核（高匪差閉合差烤）閉合水字準(zhǔn)路線fh=∑h測(cè)附合水準(zhǔn)鵲路線fh=∑h測(cè)-(H終-H始)支水準(zhǔn)品路線fh=∑h往測(cè)+∑h返2.5夢(mèng)四等水準(zhǔn)購(gòu)測(cè)量精度適艙用于區(qū)披域高程算控制或信施工控挨制測(cè)量情。主要技士術(shù)指標(biāo)一個(gè)測(cè)站送上的觀測(cè)規(guī)記錄程序測(cè)站檢刑核與計(jì)梯算2.5大.1修主要后技術(shù)指繡標(biāo)1等級(jí)每公里高差中誤差

mm路線長(zhǎng)度

km水準(zhǔn)儀的型號(hào)水準(zhǔn)尺觀測(cè)次數(shù)往返較差附合或環(huán)線高差閉合差與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)附合或環(huán)線平地mm山地mm二2—DS1DiNi12因瓦條碼往返各一次往返各一次—三6≤50DS1因瓦往返各一次往一次DS3雙面往返各一次四10≤16DS3雙面往返各一次往一次五15—DS3單面往返各一次往一次圖根——DS3單面往返各一次往一次2.5廊.1朝主要俱技術(shù)指獸標(biāo)2等級(jí)水準(zhǔn)儀型號(hào)前后視距不等差mK+黑-紅mm紅黑面所測(cè)高差之差mm視線最長(zhǎng)距離m中絲最小讀數(shù)值mdm累積差∑dm二DS1≤1≤3≤0.5≤0.7≤50≥0.5三DS1≤3≤6≤1≤1.5≤100≥0.3DS3≤2≤3≤75四DS3≤5≤10≤3≤5≤80≥0.2五DS3大致相等——≤100—注：①二等水準(zhǔn)視線長(zhǎng)度小于20m時(shí)，其視線高度不應(yīng)低于0.3m；②三、四等水準(zhǔn)采用變儀高法觀測(cè)單面水準(zhǔn)尺時(shí)，所測(cè)兩次高差較差，應(yīng)與黑面、紅面所測(cè)高差之差的要求相同。2.5言.2一欣個(gè)測(cè)站遵上的觀目測(cè)記錄果程序1雙面尺法常一個(gè)測(cè)站值上的觀測(cè)航順序?yàn)椋òl(fā)簡(jiǎn)稱為后醉、前、前墨、后）：①照準(zhǔn)役后視尺廟黑面，弊讀取上呆、下、蘭中絲讀炕數(shù)；②照準(zhǔn)職前視尺黨黑面，去讀取上芹、下、甲中絲讀昆數(shù)；③照準(zhǔn)再前視尺田紅面，穴讀取中紅絲讀數(shù)癥；④照準(zhǔn)蔥后視尺堡紅面，叫讀取中嫂絲讀數(shù)是（每次舌讀數(shù)前舟，注意別精平）明?？偣灿^測(cè)弓記錄8個(gè)蒸數(shù)據(jù)。至孤此，觀測(cè)緩程序完成摸，應(yīng)立即闊進(jìn)行測(cè)站胞計(jì)算，共科計(jì)10個(gè)漸數(shù)據(jù)。檢父核無誤后李方可進(jìn)行餓下一測(cè)站勿的工作。2.5.魚2一個(gè)測(cè)疑站上的觀甩測(cè)記錄程恨序2-1+1+1-1+1-1+0.姐6-0.旁16.6濤111.但825前K21.其6700.5迫80-1.朽19議0-1.隆09預(yù)1后-前30.歸930.回8+0.藥7+1.纖36.0叔281.3括40前K11.2扶251.掙333+0.投215+0.咐116后-前23.木224.恨5-0.惰6-0.憐65.循9971.2誓09前K21.0框931.6帝46+0.翼45聚0+0.啞55臣1后-前23.謠522.爪9∑dd下絲下絲上絲上絲紅面黑面前視距m后視距m-1.系09切0505.4形210.諒734后K11.裂9790.玩888ZD2∣ZD33+0.允11袋5506.韻2431.付456后K21.框4571.5嘩78ZD1∣ZD22K1=4.箏687K2=4.兼787+0.教55內(nèi)0506.4矛471.跑760后K11.菊3281.8閑75A∣ZD11備注高差中數(shù)(m)黑紅面讀狹數(shù)差K+黑-紅缸(mm)水準(zhǔn)尺大讀數(shù)方向及尺號(hào)前尺后尺點(diǎn)號(hào)測(cè)站編舟號(hào)<=3mm<=8茶0m<=5m<=10m<=5mm2.5櫻.3測(cè)僚站計(jì)算歲與檢核每測(cè)站計(jì)頃算與校核斃如下：1.視胡距計(jì)算后、前視邁距離為：寺100×臺(tái)（上絲-賓下絲），田四等應(yīng)小雖于80米兔；后、前視娃距差為：d=后視距尺離-垂前視污距離后、前彼視距差杏累積差摟為：∑d=前站d+本站d2.同一水準(zhǔn)渴尺紅、黑乏面中絲讀垃數(shù)差的校供核同一水玩準(zhǔn)尺紅呆、黑面郵中絲讀馳數(shù)之差醫(yī)，應(yīng)等末于該尺澤紅、黑在面的常涌數(shù)差K(4.載687或4.7僑87)，瓦即紅面中幸絲讀數(shù)=宇黑面中絲選讀數(shù)+K。3.黑、紅面籌所測(cè)高差默的計(jì)算與磁校核黑面高差熟=后視尺改黑面中絲莖-前視尺媽黑面中絲紅面高梯差=后沖視尺紅鏟面中絲山-前視覆尺紅面遍中絲檢核：摸黑面高為差=紅析面高差診±0.傲100m，黑、紅君面所測(cè)野高差之符差四等判應(yīng)小于代5mm。高差中峽數(shù)等于黑花面高差繡加上加巷減0.單100m后的紅面閑高差再除懼以2。2.6什水準(zhǔn)示測(cè)量的競(jìng)內(nèi)業(yè)計(jì)減算1.高抹差閉合味差的計(jì)侍算2.高株差閉合待差的改器正3.計(jì)算改正禽后高差hi=hi′+Vi4.計(jì)算各銹點(diǎn)高程H未=H已+hi2.6豎.1高差閉聽合差的事計(jì)算水準(zhǔn)路抖線的高班差閉合嗚差為：fh=∑h測(cè)－∑h理，

其應(yīng)威小于規(guī)定做的容許數(shù)比值，對(duì)于研圖根水準(zhǔn)吊來說，fh容=±4朝0*sqrt浙(L)（平地）對(duì)于閉合怪水準(zhǔn)路線借：

∑h理=0，娃則fh=∑h測(cè)對(duì)于附合選水準(zhǔn)路線演：

∑h理=(H終－H始)，賭則fh=∑h測(cè)－(H終－H始)對(duì)于支水些準(zhǔn)路線：撕則fh=∣∑毫h往∣－∣蜘∑h返∣2.6紀(jì).2高差閉合期差的改正高差閉邪合差的嫩改正是然按與距磨離或與蔬測(cè)站數(shù)醋成正比菜反符號(hào)聯(lián)分配到因各測(cè)段駁高差中翁。第i測(cè)段高核差改正茶數(shù)按下率式計(jì)算古：Vi=－fh/L劍×Li或Vi=－fh/n潛×ni2.6.射3實(shí)例測(cè)點(diǎn)測(cè)段長(zhǎng)度L(km)實(shí)測(cè)高差(m)高差改正數(shù)(m)改正后高差(m)高程(m)備注A0.8+2.785-0.010+2.77556.345已知159.1201.3-4.369-0.016-4.385254.7351.1+1.980-0.013+1.967356.7020.7+2.345-0.008+2.337B59.039已知∑3.9+2.741-0.047+2.694輔助計(jì)算fh=∑h－(HB－HA)=2.741－(59.039－56.345)=+0.047fh容==±79mmL=3.9km-fh

/L=-1.2mm2.7水羨準(zhǔn)儀的檢道驗(yàn)和校正一、水白準(zhǔn)儀應(yīng)貼滿足的即軸線條齊件①圓水準(zhǔn)外器軸平行衣于儀器豎繩軸；②十字雞絲橫絲竊垂直于蘆儀器豎忌軸；③水準(zhǔn)管敢軸平行于掘視準(zhǔn)軸。2.7水浮準(zhǔn)儀的檢坑驗(yàn)和校正二、水準(zhǔn)朱儀的檢驗(yàn)撇與校正1.圓石水準(zhǔn)器默的檢驗(yàn)迎與校正檢驗(yàn)：安置季儀器后揀，用腳雨螺旋調(diào)煌節(jié)圓水渠準(zhǔn)氣泡搖居中。饞旋轉(zhuǎn)照的準(zhǔn)部1猾80°場(chǎng)后，如芽氣泡仍獸居中，驅(qū)則滿足判；否則僅需校正顫。校正：用腳屆螺旋校暈正偏離盾長(zhǎng)度的丈一半，姐再用圓彼水準(zhǔn)器瘡下面的侄三個(gè)校粗正螺絲柱校正另從一半。灰反復(fù)檢蜓驗(yàn)與校蔽正。2.十純字絲分初劃板的系檢驗(yàn)與強(qiáng)校正檢驗(yàn)：用十懇字絲橫美絲對(duì)準(zhǔn)俗一個(gè)點(diǎn)梳狀目標(biāo)布，水平叢制動(dòng)螺煉旋制動(dòng)泥后，用蹦微動(dòng)螺胖旋使十貓字絲橫粘絲左右謀移動(dòng)，鍋若點(diǎn)偏盡離，則門需校正憤。校正：打開目?jī)x鏡端護(hù)蓋賊，松固定屢螺絲后，踢旋轉(zhuǎn)十字參絲分劃板座到正確位朝置。反復(fù)缸檢驗(yàn)與校夜正。3.攪水準(zhǔn)管晃的檢驗(yàn)嘉與校正檢驗(yàn)：在高鍵差不大椒的相距銀約80佳米左右診的地方管固定A、B兩點(diǎn)，用幅變儀高法配或雙面尺尖法精確測(cè)寒出兩點(diǎn)高芽差；然后形將儀器搬氏至距其中丘一點(diǎn)最近滿的地方，娃再測(cè)兩點(diǎn)擺高差，若蜂兩次高差饒值大于5mm，則需校正蘆。校正：根據(jù)近昨尺讀數(shù)和勿正確高差請(qǐng)計(jì)算遠(yuǎn)尺助正確讀數(shù)脅，用微傾屆螺旋使遠(yuǎn)眠尺為正確前讀數(shù)后，若此時(shí)水準(zhǔn)喂管氣泡偏赤離中心位傷置，調(diào)節(jié)擋水準(zhǔn)管校蚊正螺絲使紅氣泡居中惠。2.8水壯準(zhǔn)測(cè)量誤璃差與注意鴨事項(xiàng)一、儀笑器誤差1.積水準(zhǔn)儀釋的誤差挽——有斜視準(zhǔn)軸狂與水準(zhǔn)太管軸不盆平行的譜誤差，翠望遠(yuǎn)鏡辰調(diào)焦時(shí)焰運(yùn)行誤夏差，可涼使前后顧視距相雙等加以蒼消除。2.牙水準(zhǔn)尺投誤差—儀—包括植水準(zhǔn)尺邪尺長(zhǎng)誤申差、刻幼劃誤差揭及零點(diǎn)連差等。音一般可秩成對(duì)使墾用并