测量教案章水准 测量 模板

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1、高程测量测量地面点的高程，方法有： 水准测量 三角高程测量 GNSS拟合高程测量 气压高程测量 精度最高水准测量,第2章 水准测量,2.1 水准测量原理 水准仪水平视线，水平视线截取标尺读数 水准测量方向AB A尺后视尺， a后视读数 B尺前视尺， b前视读数,AB高差 hAB=ab A点高程HA已知， 求出B点高程 HB=HAhAB 视线高程Hi=HAa B点高程HB=Hib 常用于施工测量，放样点的高程。,A，B两点相距较远时，连续水准测量 中间设置转点(TP)，放置尺垫 h1=a1b1，h2=a2b2， h3=a3b3,hn=anbn hAB=h1h2h3hn=hi hAB=aibi,2

2、.2 水准测量的仪器与工具 水准仪，水准尺，尺垫。 1) 微倾式水准仪,调整微倾螺旋管水准气泡居中水平视线 水准仪构件望远镜、水准器、基座,(1) 望远镜 作用照准竖立水准尺，读取水准尺读数 组成物镜、调焦透镜、十字丝分划板、目镜 倒像望远镜，正像望远镜 视准轴CC物镜中心与十字丝分划板中心连线 中丝读取视准轴CC与标尺交点的读数 上下丝读取水准仪到标尺的距离(视距),倒像望远镜，从上下读 m位，dm位直读标尺数字或标记 cm位数格子，mm位估读 红黑面读数差为62951608=4687,十字丝分划板安装在金属圆环上 用四颗校正螺丝固定在望远镜筒上,倒像望远镜 成像原理 放大倍数V= DS3水

3、准仪V=28,视差：标尺像未成在十字丝分划板面引起读数误差 消除：望远镜对准天空，或明亮背景 旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰 望远镜对准标尺 旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰,望远镜对准天空，或明亮背景 旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰,望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋 使标尺像清晰(正像),(2) 水准器圆水准器，管水准器 圆水准器轴LL内圆弧中点的法线 气泡居中，LL铅垂 圆水准器格值内圆弧2mm弧长所对圆心角 DS3的 =810 圆水准器轴LL竖轴VV，粗略整平仪器。,管水准器轴LL内圆弧中点切线 气泡居中，LL水平 管水准器格值内圆弧2mm弧长所对圆心角 DS3的 =20“ 管

4、水准器轴LL望远镜视准轴CC,精确整平仪器,管水准器符合棱镜系统 提高管水准气泡的居中精度,2) 水准尺与尺垫 (1) 水准尺2m5m，四种类型，常用直尺,直尺A、B尺,两把一对,黑、红两面分划与注记 A尺黑面分划03m，红面分划4.687m7.687m B尺黑面分划03m，红面分划4.787m7.787m A、B尺黑面注记零点差0 红面注记零点差0.1m,2375mm,1150mm,0710mm,正像望远镜观测标尺读数,(2) 尺垫转点放置水准尺用 生铁铸成的三角形板座。,3) 微倾式水准仪的使用 水准测量操作：粗平瞄准水准尺精平读数 (1) 粗平旋转脚螺旋，使圆水准器气泡居中,(2) 瞄准

5、：先目镜对光，再物镜对光，消除视差 粗略瞄准：松开制动螺旋，照准标尺 使准星、照门、标尺在一直线上 精确瞄准：拧紧制动螺旋，从望远镜观察标尺像 旋转微动螺旋，使十字丝竖丝位于标尺中央 (3) 精平：旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中,管水准气泡偏离中点较大，旋转微倾螺旋时 从仪器侧窗观察管水准气泡的移动，使其大致居中 再从管水准器观察窗口查看符合情况,(4) 读数：倒像望远镜，从上下读 m位，dm位直读标尺数字或标记 cm位数格子，mm位估读 红黑面读数差为62951608=4687,2.3 水准测量的方法与成果处理 1) 水准点 等级一、二、三、四等、图根水准(五等) 一/二等精密水准，三/四等

6、普通水准 为统一全国高程系统，满足各种测量需要 测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点 水准点(BM)墙脚点，地面点。,不锈钢强上水准点标志,2) 水准路线 水准点之间进行水准测量所经过的路线 附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线 检核条件高差闭合差fh 附合水准路线fh=hi(HBM2HBM1) 闭合水准路线fh=hi0=hi 支水准路线fh=h往h返,3) 水准测量方法 测站检核每站高差观测两次 以检核观测数据的正确性 (1) 两次仪器高法 两次不同仪器高度的水平视线 (改变仪器高度10cm) 测定相邻两点间的高差， 图根水准测量 两次高差之差5mm，否则应重测。,(2) 双面尺法 读

7、取每一把水准尺的黑面和红面分划读数 前、后视尺的黑面读数算出一个高差 前、后视尺的红面读数算出另一个高差 黑、红两面高差之差5mm，否则应重测 瞄准后视点水准尺黑面分划精平读数 瞄准后视点水准尺红面分划精平读数 瞄准前视点水准尺黑面分划精平读数 瞄准前视点水准尺红面分划精平读数 上述观测顺序简称为“后后前前”。,4) fx-5800P图根水准测量记录计算程序QH4-5,5) 水准测量的成果处理 根据已知水准点高程，水准路线高差观测值 分配高差闭合差，算出未知点的高程 附合水准路线闭合差fh=hi(H终H起) 闭合水准路线闭合差fh=hi0=hi 支水准路线闭合差fh=h往h返 图根水准高差闭合

8、差允许值fh允 平坦地区 fh允=40L(mm) 山地fh允=12n(mm) fh fh允时，可以分配高差闭合差 原则反号，路线长Li或测站数ni比例分配 高差改正数 Vi公式,例2-1 为求待定点1，2，3点的高程 按图根水准测量的要求，沿BMA和BMB路线 施测了一条附合水准路线。,计算高差闭合差fh 限差fh允 fh=hi(HBHA) =4.330(49.57945.286) =4.3304.293=0.037m=37mm fh允=40L= 407.4=109mm fh fh允 ，可分配闭合差。,使用Excel计算 使用Excel打开光盘 “Excel文件表2-4.xls”文件 查看计算

9、公式与结果,使用fx-5800P程序QH4-7计算 预先将水准测段路线长(或测站数)输入List X串列 水准测段高差观测值输入List Y串列,2.4 微倾式水准仪的检验与校正 1) 水准仪轴线及其应满足的条件 视准轴CC,管水准器轴LL,圆水准器轴LL,竖轴VV 应满足三个条件 圆水准器轴LL竖轴VV 十字丝分划板的横丝竖轴VV 管水准器轴LL视准轴CC,(1) 圆水准器轴LL竖轴VV 旋转脚螺旋圆水准气泡居中 仪器绕竖轴旋转180o，气泡中心偏离圆水准器零点时 关系不满足，需要校正。 旋转脚螺旋调整气泡偏移量的一半 松开圆水准器的固定螺丝 旋转圆水准器校正螺丝气泡中心移到圆水准器零点,仪

10、器再绕竖轴旋转180o 气泡中心与圆水准器的零点重合时，校正完毕 否则还需要重复前面的校正工作 校正完成后，勿忘拧紧固定螺丝。,(2) 十字丝分划板横丝竖轴VV 整平仪器，十字丝横丝一端对准远处一明显标志P 旋紧制动螺旋，旋转微动螺旋转动水准仪 标志点始终在横丝上移动横丝垂直于竖轴 否则，需要校正。,旋下十字丝分划板护罩 用螺丝匹松开四个压环螺丝 按横丝倾斜的反方向转动十字丝组件，再检验 最后应拧紧四个压环螺丝。,(3) 管水准器轴LL视准轴CC 不平行时两轴在竖直面内的角度称i角 平坦场地，A，B两点相距约80m，立尺 两尺间安置水准仪,观测高差hAB=a1b1(不受i角影响) 距B点23m

11、安置水准仪，观测高差hAB=a2b2 两次高差之差h= hABhAB “=206265，弧秒值。i“20“ ，否则应校正。,算出点B尺正确读数：a2=a2h。 旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准 a2 管水准气泡必然偏离中心 用校正针拨动管水准器一端的上、下两个校正螺丝 使气泡两端影像符合。,2.5 水准测量的误差及其削减方法 仪器误差、观测误差，外界环境的影响 1) 仪器误差 (1) 校正残余误差 i角误差 (20“才需校正)，保持前、后视距相等 (2) 水准尺误差 检验水准尺每米间隔平均真长与名义长之差 区格式木质标尺，应0.5mm 否则，应在所测高差中进行米真长改正 一对水准尺的零点差 在一

12、水准测段的观测中安排偶数个测站予以消除。,2) 观测误差 (1) 管水准气泡居中误差 设分划值“ =20“/2mm，视线长为100m 气泡偏离居中位置0.5格引起读数误差5mm 每次读尺前应严格居中管水准气泡。 (2) 读数误差 mm位十字丝横丝在标尺cm分划内位置估读 望远镜内看到的横丝宽度相对cm分划格宽度比例 决定估读精度 读数误差与望远镜的放大倍数及视线长有关 视线愈长，读数误差愈大 规范规定,DS3水准仪,四等水准测量,视线长100m,(3) 水准尺倾斜 读数时，水准尺应竖直 水准尺前后倾斜时，望远镜视场不会察觉 引起水准尺读数总是偏大 视线高度愈大误差愈大 水准尺上安装圆水准器保证

13、尺子竖直。 (4) 视差 水准尺像未准确成在十字丝分划板面上 造成眼睛的观察位置不同时 读出的标尺读数也不同，由此产生读数误差 按操作规定进行目镜对光，物镜对光。,3) 外界环境影响 (1) 仪器下沉和尺垫下沉 仪器或水准尺安置在软土或植被产生下沉 “后前前后” 观测顺序，削弱仪器下沉影响 往返观测取观测高差中数，削弱尺垫下沉影响 (2) 大气折光 晴天，日光照射下，地面温度较高 靠近地面空气温度也高，其密度较上层为稀 水准仪的水平视线离地面越近，光线折射越大 规范规定：三、四等水准,上、中、下三丝能读数 二等水准下丝读数0.3m,(3) 温度影响 日光照射水准仪 仪器各构件受热不匀引起不规则

14、膨胀 影响仪器轴线间的正常关系(如i角变化)观测误差 观测时注意撑伞遮阳。,2.6 自动安平水准仪 无管水准器、无微倾螺旋 设视准轴水平时，水准尺的正确读数a,圆水准器粗平，视准轴相对水平面有微小倾斜角 无补偿器时，水准尺读数a 有补偿器时，使进入十字丝分划板光线偏转角 正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝 任能读出视线水平时的正确读数a,苏州一光DSZ2自动安平水准仪,南方测绘DSZ3自动安平水准仪,DSZ3自动安平水准仪补偿器的位置,中纬ZAL632自动安平水准仪,DSZ2补偿器结构,天津欧波DS30自动安平水准仪,2.7 精密水准仪和精密水准尺 精密水准仪国家一、二等水准测量 精密

15、工程测量，如沉降观测，精密设备安装。 1) 精密水准仪的特点 望远镜放大倍数大，分辨率高 DS05为38(DS3为28) 望远镜物镜有效孔径大(45mm)，亮度好 望远镜外表材料为受温度变化小的铟瓦合金钢 以减小环境温度变化的影响 平板玻璃测微器读数，读数误差小 配备铟瓦水准尺。,(1) 苏州一光DS05自动安平精密水准仪,每km往返测 高差中数中误差0.5mm,(2) 徕卡新N3微倾式精密水准仪,每km往返测 高差中数中误差0.3mm,2) 铟瓦水准尺 木质尺身凹槽内引张铟瓦合金钢带 零点端固定在尺身 另一端用弹簧以一定拉力引张在尺身 铟瓦合金钢带不受尺身伸缩变形影响 长度分划在铟瓦合金钢带上 数字注记在木质尺身上 N3,DS05精密水准仪配套铟瓦水准尺 右边为基本分划，零点0m 左边为辅助分划，零点3.0155m,2m 3m,3) 平板玻璃测微器 旋转测微螺旋带动平板玻璃旋转 视线的最大平移量为10mm，测微尺分划100格 1格=0.1mm，测微器估读到0.1格=0.01mm 标尺读数147cm+测微器读数0.784