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1、1熟悉水准测量的常用工具，如水准仪、水准尺、尺垫等的结构和使用方法。 2.熟悉水准测量的原理 。 3.熟练操作DS3型水准仪，且能快速、准确读出水准尺的读数 。 4.掌握测量两个水准点之间高差的方法及步骤 。,任务一 测量两个水准点之间的高差,公路工程施工路线一般较长，并且现场无已知水准点或已知水准点数量不足。此时，必须以国家统一高程控制网中的水准点为基础，加密水准点，实施高程引测。如下图所示，BMA为已知高程水准点，一般来说，公路工程施工场地平整测量中，需要在BMA点附近的地面上布设两个待测点BM1和BM2，并测算出它们的地面高程。,水准测量中使用的仪器为水准仪，使用的工具有水准尺和尺垫。,
2、按精度分: 水准仪通常有DS05、DS1、DS3等几种。 D大地； S 水准仪； 05、1、3、10仪器的精度指标。,一、水准仪及其构造,DS3 型水准仪实物图,DS3型水准仪主要由望远镜、水准器、基座、三脚架等部分组成。,1.望远镜,望远镜是用来精确瞄准远处目标（标尺）和提供水平视线进行读数的设备,望远镜四大光学部件：物镜、调焦透镜、十字丝分划板、目镜,2.水准器,用来判断仪器是否水平以及是否竖直的装置 。,圆水准器,当气泡居中时，此时仪器竖轴处于竖直位置。 DS3型水准仪圆水准器分划值为8/2mm，分划值大，故精度低，只能用于粗平。,管水准器,管水准器内因气泡较轻，故其始终处于管内最高处。
3、 当气泡居中时，望远镜的视准轴水平，此时便可为水准测量提供水平视线。,连接板：连接三脚架,3. 基座,轴座：承托仪器上部,脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中,4. 三脚架,双面尺：不可伸缩，一般全长3m， 用于三、四等水准测量。,塔尺 ：可以伸缩，一般全长3m、5m。 用于等外水准测量。,二、水准尺、尺垫,尺垫,尺垫用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突出的半圆球。,1.下有三个尖脚可以插入土中； 2.使用时应使其稳定、牢固； 3.水准尺应立于半圆球顶部。,A、B 两点间高差hAB为：,A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数； B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。,A,B,a,b,
4、hAB,前进方向,大地水准面,HA （已知）,HB （待定）,水平视线,结论： 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，测定地面上两点间的高差，然后根据已知点的高程和测得的高差，推算出未知点高程。,三、水准测量原理,1.高差法,如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为：,课堂练习,【例1-1】如下图所示，已知A点高程HA=452.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。,2. 视线高程法,B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即,课堂练习,【例1-2】下图中已知A点高程HA=423.518m，要测出相邻1、2、3点的高程。先测得A点后视读数a=1.563
5、m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。,一、工具准备,4-5人为一组，每组配备： DS3经纬仪1台 水准尺2根 木桩（长2530cm，顶面46cm见方）2个 大、小铁钉各2个 锤子1把 记录板1块（含记录表） 毛笔1支 红油漆、铅笔等,二、实施步骤,安置水准仪,（2）从仪器箱中取出仪器，旋紧中心连接螺旋将水准仪固定在三脚架头上，以防仪器从三脚架头上摔下来。,调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。,整平,方法,对向转动脚螺旋1、2,使气泡移至1，2方向中间,转动第三个脚螺旋使气泡居中,气泡移动的方向与左手大姆指转动脚螺旋的方向一致。,规律,瞄准,
6、对光：调节目镜调焦螺旋使十字丝清晰；,精瞄：调节物镜调焦螺旋，看清水准尺，利用水平微调螺旋使十字竖丝瞄准水准尺的中央。,粗瞄：用瞄准器粗略照准水准尺；,读数,用十字丝的中丝在水准尺上读数。,方法,共读四位数字：米、分米、厘米、毫米。米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。,规律,读数在尺面上由小到大的方向读。,a,b,0.721,1.535,三、操作注意事项,1. 水准尺应由专人扶持，保持竖直，尺面正对仪器。,2. 架仪器时要注意前后视距大致相等。,3. 尺垫只在转点处使用。,4. 读数前一定要注意消除视差，读数时要使用十字丝的横丝，在水准尺上应从小到大进行读数。,5. 读数前符
7、合水准器气泡要严格居中，读数完毕后还应对其进行检查确认，方可记录该读数。,1掌握连续水准测量的方法 。 2. 熟悉测站校核的方法 。 3. 能够使用水准仪在多个测站情况下测定两点间的高差 。,任务二 连续水准测量的实施,如下图所示，要求用DS3型水准仪测量出A、B两点之间的高差hAB，然后求算B点的高程。因为A、B两个水准点之间距离较远或地面起伏较大，安置一次仪器将无法直接测出hAB ，那么，如何进行高差的观测和计算呢？,水准点之间距离较远、地面起伏较大的水准测量,沿A点至B点的水准路线分成若干段，根据水准测量原理依次连续地安置水准仪来测定相邻各点间高差，最后取各个测站高差的代数和，即求得A、
8、B两点间的高差值，这种方法称为连续水准测量。,一、连续水准测量,连续水准测量,2.水准路线：连续若干测站水准测量工作构成的高差观测路线。,1.测站：水准仪摆设的位置称为测站。,3.高程转点：具有高程传递作用的立尺点。,1.改变仪器高法 （1）一次观测：顺序：后视读数a前视读数b。 （2）变动三脚架高度，重新安置水准仪。 （3）二次观测：后视读数a前视读数b。 （4）计算与检核：h=a-b,h=a-b, 2=h-h 高差变化值容 =6mm，h=(h+h)/2,2.双面尺法,二、测站的检核,一、工具准备,4-5人为一组，每组配备： DS3经纬仪1台 水准尺2根 尺垫1个 记录板1块（含记录表） 铅
9、笔等,二、实施步骤,1. 布设水准点,在地面上布设A、B两个水准点，两水准点间起伏较大且距离较远；同时，根据场地的实际情况，在A、B两点中间设置4个测站，即设立四个转点ZD1、ZD2 、ZD3 ，用于传递高程。,2. 测量A、B两点的高差,（1）如图所示，将两根水准尺分别竖立在A点及在路线前进方向选定的转点ZD1上，在能同时看到A、ZD1两点所立水准尺的读数，并且距离A、ZD1两点大致等远处安置水准仪，利用角螺旋使圆水准器气泡居中。,A,ZD1,a,b,hAB,前进方向,大地水准面,HA,HB,HB,（2）照准A点上的水准尺，消除视差；调节微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半边影响吻合，达到仪器
10、的精确整平；通过望远镜十字丝中丝读取水准尺上的读数a1=1.138m，将该结果填入表中。,（3）转动望远镜照准ZD1点上水准尺的读数b1=1.672m，将结果填入表中。该测站高差为h1= a1b1=1.1381.672=0.534m。,（4）将A点的水准尺前移立于ZD2，作为第二测站的前视点；翻转ZD1点上水准尺的尺面，使其由第一测站的前视点变为第二测站的后视点；在ZD1、 ZD2之间安置水准仪，按照“一个测站的观测程序”观测第二测站。 其高差为h2= a1b1=1.5470.849=+0.698m。,（5）如此连续施测，直至终点B为止，同样将各测站的观测结果填入表中。,经检核： hAB=ab
11、=0.655m h=+0.655m HBHA=+0.655m 故计算无误。,（6）计算A、B两点之间的高差和B点的高程。,hAB=ab=h1+ h2+ h3+h4=0.655m,HB= HA+ hAB=56.894+0.655=57.549m,hAB= h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab,结论：,三、操作注意事项,1要选择土质稳固坚硬的地方作为转点位置，当转点处土质较软弱时，需要安放尺垫，并且在相邻测站的观测过程中，要保持转点稳定不动；,2.要尽可能保持各测站的前后视距离大致相等，同时还要通过调节前后视距离，尽可能保持整条水准路线中的前视视距之和与后视视距之和
12、相等；,3水准测量的每一测站作业看似简单重复，但其连续性和衔接性很强，测量过程不得出现转点位置的脱节；,4.由专人记录的结果应得到观测者的认可，经检查无误后才可进行下一步观测。,5任何一个后视或前视读数有错误，都会影响总高差的结果，因此，对观测记录表格的高差和高程都要进行检核计算 。,1. 水准测量中, 什么是测站校核? 2. 根据表14 所提供的数据, 计算水准测量的观测高差。,1掌握水准测量的精度要求 。 2. 熟悉高差闭合差的计算方法 。 3. 能够按照精度要求，对附和水准路线进行内业计算 。,任务三 附和水准路线内业计算,从一已知水准点BM.A出发，沿待定点1、2进行水准测量，最后测到
13、另一个已知水准点BM.B，这种路线称为附和水准路线。如何对其进行野外数据观测呢？图所示为附合水准路线的观测成果汇总，现已知起点BMA的高程，欲推算水准点1、2、3的高程，如何进行附和水准路线的校核计算呢？,计算高差闭合差的容许值,对于普通水准测量：,式中，fh容高差闭合差限差，单位：mm； L水准路线长度，单位：km ； n测站数 。,一、水准测量的精度要求,二、水准测量的类型及特点,三、附和水准路线,对于附和水准路线，因为是从一已知高程的水准点出发，测到另一已知高程的水准点，从理论上来说，测得的高差总和h测 应等于这两点的已知高差 （ ）。但实际上测得的高差总和h测不会完全等于理论的数值，而
14、存在着差数fh，,课堂练习,如下图所示，BMA 和BMB为已知水准点，按普通水准测量的方法测得各测段观测高差和测段路线长度分别标注在路线的上、下方。求出A、B两点的高差闭合差。,一、工具准备,4-5人为一组，每组配备： DS3经纬仪1台 水准尺2根 尺垫2个 记录板1块（含记录表） 计算机1台 铅笔等,二、实施步骤,1. 一个测站的高差测量,（1）立设水准尺,（2）观测读数,以BMA作为后视，在测量路线的前进方向上选取第一个转点作为前视点，将水准仪安置在距后视点、前视点大致等远处，在后视点、前视点上分别竖立水准尺，转点上应安置尺垫。,按照“安置粗平瞄准后视尺精平读数瞄准前视尺精平读数”的操作程
15、序进行观测。为了提高观测精度，采用双面尺法进行测站校核，要求黑、红面尺高差不超过8mm，取其平均值为该测站高差。观测读数后，记入表中，并计算高差。,2. 多个测站的高差测量,3.附和水准路线成果的校核,（1）计算fh,f h= h测 -（H终-H始） = 3.528 -（39.039 -36. 345）= 0.047 m,（2）计算fh容,（3）高差闭合差的调整,i = - f h n i / n,1= - 0.010 2= - 0.016 3= - 0.011 4= - 0.010,检核计算： i = - f h,（4）计算各点改正后的高差,h1= h1 + 1 h2= h2 + 2 h3= h3 + 3 h4 = h4 + 4,（5）计算各点高程,三、操作注意事项,1.在高程已知点和待定点上不能放置尺垫，尺垫只能放在转点处。,2.各测站读完后视读数未读前视读数时不能随便移动仪器，各测点读完前视读数未读后视读数时，也不能移动尺垫 。,3.在仪器迁站时，前视点的尺垫也不能移动 。,4.温度变化不仅引
