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1、 石家庄铁路职业技术学院石家庄铁路职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 分析水准测量的误差的来源及控制方法-以山西省某高速公路一期工程 TJ4-4 标段为例系系 部部: 测绘工程系测绘工程系 专业名称专业名称: 工程测量工程测量 指导教师指导教师: 姓姓 名名: 2二 0 一二 年 十二月诚诚 信信 承承 诺诺本人慎重承诺和声明：我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业论文中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理。承诺人： 2012 年 12 月 53石家庄铁路职业技术学院石家庄铁路职业技术学
2、院毕毕 业业 设设 计计 （论文）评（论文）评 定定 表表姓名 学号2存档号系别测绘工程系专业工程测量班 级81012毕业论文（设计题目）分析水准测量的误差的来源及控制方法指导教师评语：签名： 年 月 日答辩委员会意见：签名： 年 月 日 备注：石家庄铁路职业技术学院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名学 号2班级81012指导教师 姓 名职 称副教授系部测绘工程系毕业设计（论文）题目分析水准测量的误差的来源及控制方法毕业设计（论文）要求：1.毕业设计题目来源明确，设计内容切合实际2.毕业设计要求条理清楚，观念明确；3.毕业设计严禁抄袭，引用文献必须注明来源；4.毕业设
3、计排版必须标准格式；5.毕业设计必须按计划时间完成，打印。完成期限和主要措施：2012.11.1011.18 论文选题，拟定设计（论文）计划2012.11.1911.29 整理资料，收集文献，编写提纲2012.113012.08 准备初稿，排版2012.12.0912.19 撰写论文，定稿2012.12.2012.26 打印、投交论文为答辩作准备主要参考文献：1.王金玲 工程测量 武汉：武汉大学出版社 20062.李玉宝 控制测量 北京:中国建筑工业出版 20033.高井祥 测量学 徐州:中国矿业大学出 20024.张坤宜 交通土木工程测量 北京:人民交通出版 1999指导教师签名： 年 月
4、摘摘 要要本次作业以山西省某高速公路一期工程TJ4-4标段控制点SB43至SB48的三等水准测量为实例，阐述了水准测量的基本原理及其水准测量的方法与水准路线。总结了在水准测量过程当中遇到的问题，并对山西省测量误差进行了详细的分析，指出了在测量过程中容易忽略的细节从而导致测量成果不符合要求的问题，进一步改进了在水准测量过程中发现的这些问题，最终得到满足要求的测量结果。关键词：水准测量 水准仪 高程 误差目目 录录第 1 章 绪论.11.1 论文的背景和意义 .11.2 论文的主要内容 .1第 2 章 水准测量的基本原理和方法.22.1 水准测量的基本原理.22.2 水准测量方法与水准路线.3第
5、3 章 勘察设计过程中水准测量的问题及控制方法.53.1 水准测量的现状.53.2 水准测量中出现的问题 .53.3 仪器误差（系统误差）及控制方法 .83.3.1 视准轴不平行水准管轴产生的误差及控制方法.83.3.2 水准尺误差及控制方法 .93.4 观测误差(偶然误差)和控制方法 .93.4.1 符合水准管气泡居中误差及控制方法 .93.4.2 调焦误差和视差的影响及控制方法 .103.4.3 水准尺的倾斜误差及控制方法 .103.5 外界条件（偶然误差）影响和控制方法.113.5.1 地球球气差和日照风力引起的误差及控制方法.113.5.2 仪器升降和水准尺下沉的影响.123.6 水准
6、测量时应注意的事项 .14第 4 章 结论.15参考文献.16石家庄铁路职业技术学院1第第 1 1 章章 绪论绪论1.11.1 论文的背景和意义论文的背景和意义在测量工作中，要确定地面点的空间位置，就必须要确定地面点的高程。确定地面点的高程测量工作称为高程测量。高程测量是是测量任务中的重要一部分。根据测量原理和实测方法的不同，高程测量分为几何水准测量、三角高程测量、气压高程测量等。其中，几何水准测量在工程建设应用中发挥着很重要的作用。它为施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报领域中提供基础资料，为工程的顺利进行做铺垫。在这里，节选来自山西某高速公路一期工程TJ4-4 标段控制点 SB43 至
7、 SB48 的三等水准测量为例，我们初次测量时的成果显示，其高差允许值都超出了规范要求，不能符合工程建设需要。最后经过认真检查发现，在现场作业时没有按精密水准测量规范操作，一个水准点段测完后没有立即进行检查、复核，为误差的积累创造了条件。最后我们又从新复测了该段的高程，从仪器到测量人员做了全面的分析，从而发现了前期误差来源的主要问题。今天来写这个题目，就是来探讨水准测量在工程建设应用当中产生的一些问题和解决方法。只要我们在作业时按照其规范来要求测量人员，会在很大程度上提高我们的作业速度、效率和质量，把水准测量的误差限制最小，做到精益求精，以更好地为工程的顺利进行服务。1.21.2 论文的主要内
8、容论文的主要内容根据山西某高速公路一期工程 TJ4-4 标段控制点 SB43 至 SB48 的三等水准测量数据从而探讨在测量过程中出现的问题及其解决办法。在这里主要论述水准测量在工程测量中的基本原理，以及在勘察设计过程中水准测量的问题及控制方法。其分为：1仪器误差（系统误差）及控制方法；2观测误差（偶然误差）及控制方法；3外界条件（偶然误差）影响和控制方法。石家庄铁路职业技术学院2第第 2 2 章章 水准测量的基本原理和方法水准测量的基本原理和方法2.12.1 水准测量的基本原理水准测量的基本原理水准测量的基本原理是根据几何关系，利用仪器提供的水平视线观测立在两点间上的水准尺以测定两点间的高差
9、。如图 1 所示，在需要测定高差的A、B两点上分别立上水准尺，在A、B两点的中点安置可获得水平视线的仪器（水准仪） ，水平视线在A、B两尺上的截尺数分别为a、b，设水准测量的前进方向是由A点向B点，则规定A点为后视点，其水准读数为a，称为后视读数；B点为前视点，其水准读数为b，称为前视读数。由于AB距离很短，地球曲率影响可忽略不计，则A、B两点的高差为：前进方向 后视尺前视尺aHHibh H大地水准面图 1 水准测量几何原理hab = a b （2-1）于是 B 点的高程 Hb可按下式计算：Hb = Ha hab （2-2） 高差 hab本身可正可负，当 a 大于 b 时，hab值为正，这种情
10、况是 B 点高于A 点；当 a 小于 b 时，hab值为负，即 B 点低于 A 点。为了避免计算高差时发生正、负号的错误，在书写高差 hab时必须注意 h 下标的写法。如，hab是表示由 A 点至 B 点的高差；而 hab表示由 B 点至 A 点的高差，即hab =- hba （2-3）从图 1 中还可以看出，B 点的高程也可以利用水准仪的视线高程 Hi（也称石家庄铁路职业技术学院3为仪器高程）来计算：Hi= Ha +a （2-4）Hb = Ha （a b）= Hi b （2-5）当安置一次水准仪根据一个已知高程的后视点，需要求若干个未知点的高程时，用上式计算较为方便，此法成为视线高法，它在建
11、筑工程中经常应用。2.22.2 水准测量方法与水准路线水准测量方法与水准路线当地面上两点间的距离较长或高差较大时,仅安置一次仪器不能直接测得两点间的高差,则进行连续的分段测量,将所得各段高差相加、即可求得两点间的高差。如某一点的高程通过转 1、转 2、转 3、转 n 等点传递到另一点,这些用来传递高程的点,称为转点。任意转点位置的变动,都会直接影响到某一点的高程,因此,转点位置应选在坚实的地面上,在其上放置尺垫并踩实。水准路线是水准测量进行的路线。根据测区的具体情况,可选用不同的水准路线,水准路线分为附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线等三种。1）附合水准路线(如图二所示)：从已知高程的水准
12、点 BMA 出发，沿待定高程的水准点 1、2、3 进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点 BMB 所构成的水准路线，称为附合水准路线。图二 附合水准路线2）闭合水准路线(如图三所示)：从已知高程的水准点 BMA 出发，沿各待定高程的水准点 1、2、3、4 进行水准测量，最后又回到原出发点 BMA 的环形路线，称为闭合水准 路线。石家庄铁路职业技术学院4图三 闭合水准路线3）支水准路线(如图四所示)：从已知高程的水准点 BMA 出发，沿待定高程的水准点 1 进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。 图四 支水准路线石家庄铁路职业技术学院5第第 3 3 章章 勘察设计过程中水准测量的勘察设计过程中水准测量的问题问题及控制方法及控制方法3.13.1 水准测量的现状水准测量的现状现在应用水准点与中桩分开观测的方法，水准点观测采取往返测量，成果整理要求高差闭合差 fh 容（fh 容=h往+h返）达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于20L（1/2）。平原微丘地区影响水准测量精度的主要因素是水准路线的长度，长度越长，精度越低
