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1、第二章第二章 水准测水准测量量土土 木木 工工 程程 测测 量量土土 木木 工工 程程 测测 量量教学课件 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.1 水准测量原理水准测量原理水准测量原理水准测量原理测测定定地地面面点点高高程程的的工工作作称称为为高高程程测测量量。按按使使用用仪仪器器和和施施测测方方法法的不同，高程测量分为的不同，高程测量分为水准测量水准测量、三角高程测量三角高程测量和和气压高程测量气压高程测量。图图2-12-1，A A、B B两点高差为：两点高差为：h hABAB=a-b (2-1)=a-b (2-1)h hABAB=a-b=a-b图图2-12-
2、1中中，A A为为已已知知高高程程点点，B B为为待待测测高高程程点点，a a为为后后视视读读数数，b b为为前视读数前视读数。若已知若已知A A点高程为点高程为H HA A，则，则B B点高程为：点高程为：H HB B=H=HA A+ +h hABAB=H=HA A+(a-b) (2-2)+(a-b) (2-2)H HB B=H=HA A+ +h hABAB=H=HA A+(a-b)+(a-b)B B点高程点高程还可还可通过仪器的视线高程通过仪器的视线高程H Hi i计算：计算：H Hi i=H=HA A+a+aH HB B=H=Hi i-b-b(2-3)(2-2式式)称高差法称高差法(2-
3、3)式称仪高法式称仪高法 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺DS3DS3型型水水准准仪仪，进进行行水水准准测测量量每每千千米米往往、返返测测高高差差精精度度可可达达33mmmm. .其主要由其主要由望远镜望远镜、水准器水准器和和基座基座三部分构成。三部分构成。2.2.1 2.2.1 DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺1 1、望远镜、望远镜2.2.1 2.2.1 D
4、S3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造望望远远镜镜主主要要由由物物镜镜、镜镜筒筒、调调焦焦透透镜镜、十十字字丝丝分分划划板板、目镜等部件构成。目镜等部件构成。 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺2 2、水准器、水准器2.2.1 2.2.1 DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造水水准准器器是是用用来来标标志志视视准准轴轴是是否否水水平平或或仪仪器器竖竖轴轴是是否否铅铅垂的装置。垂的装置。管管水准器水准器( (水准管水准管)用来指示视准轴是否水平用来指示视准轴是否水平水水准准管管圆圆弧弧
5、中中点点O O称称为为水水准准管管零零点点。过过零零点点与与内内壁壁圆圆弧弧的的直直线线LLLL，称称为为水水准准管管轴轴。当当水水准准管管气气泡泡中中心心与与零零点点重重合合时时，称称气气泡泡居居中中，此此时时水水准准管管轴轴处处于于水水平平位位置置；若若气气泡泡不不居中，则水准管轴处于倾斜位置。居中，则水准管轴处于倾斜位置。水准管零点水准管零点水准管轴水准管轴气泡居中气泡居中 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺2 2、水准器、水准器2.2.1 2.2.1 DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的
6、构造管管水准器水准器水水准准管管2 2mmmm的的弧弧长长所所对对应应的的圆心角圆心角称为称为水准管分划值水准管分划值。(2-4)RR水准管圆弧半径，水准管圆弧半径，mmmm206265 206265 DS3DS3型型水准管分划值为水准管分划值为20/220/2mmmm水准管分划值水准管分划值符合水准器符合水准器 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺2 2、水准器、水准器2.2.1 2.2.1 DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造圆水准器圆水准器用来指示竖轴是否竖直。用来指示竖轴是否竖直。球球
7、面面中中央央圆圆圈圈，圆圆圈圈的的圆圆心心称称为为水水准准器器零零点点。过过零零点点的的球球面面法法线线，称称为为圆圆水水准准轴轴，当当圆圆水水准准器器气气泡泡居居中中时时，圆圆水水准准轴轴处处于于竖竖直直位位置置。圆圆水水准准器器分分划划值值是是指指通通过过零零点点的的任任意意一一个个纵纵断断面面上上，气气泡泡中中心心偏偏离离2mm的的弧弧长长所所对对圆圆心角的大小。心角的大小。DS3水水准准仪仪圆圆水水准准器器分分划划值值一一般般为为810/2mm，故故只只用用于于仪仪器器的的概概略整平。略整平。 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和
8、水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺3 3、基座、基座2.2.1 2.2.1 DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造主要由轴座、脚螺旋和连接板构成。主要由轴座、脚螺旋和连接板构成。轴座轴座脚螺旋脚螺旋连接板连接板 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺1 1、水准尺、水准尺2.2.2 2.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫塔塔尺尺由由两两节节或或三三节节套套接接而而成成，长长3 3m m或或5 5米米，接接头头处处存存在在误误差差，多多用用于精度较低的水准测量中。于精度较低的水准测量中。双双面面尺尺(
9、 (直直尺尺或或板板尺尺) )；黑黑面面尺尺( (基基本本分分划划) )、红红面面尺尺( (辅辅助助分分划划) )；常常数数K1=4.687mK1=4.687m，K2=4.787mK2=4.787m。用用于于三三、四四等精度以下的水准测量中。等精度以下的水准测量中。2 2、尺垫、尺垫 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺1 1、安置水准仪、安置水准仪2.2.3 2.2.3 水准仪的使用水准仪的使用2 2、粗粗略略整整平平目目的的使使仪仪器器竖竖轴轴大大致致铅铅直直，视视准准轴轴粗粗略水平。略水平。3 3、
10、瞄准水准尺、瞄准水准尺视差视差消除视差的方法消除视差的方法 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.2水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺水准仪和水准尺2.2.3 2.2.3 水准仪的使用水准仪的使用4 4、精确整平、精确整平使视准轴处于精确水平位置使视准轴处于精确水平位置5 5、读数、读数 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.1 2.3.1 水准点水准点用用水水准准测测量量方方法法测测定定的的高高程程控控制制点点称称为为水水准准点点( (记记为为BMBM. . (Ben
11、chMark) )国国家家水水准准点点分分为为一一、二二、三三、四四等等，按按规规范范规规定定埋埋设设永久性标石标志。永久性标石标志。图根水准点和施工测量水准点常采用临时性标志。图根水准点和施工测量水准点常采用临时性标志。二、三等 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.2 2.3.2 水准测量的实施水准测量的实施图图2-15转点转点(TuringPoint),简写为简写为TP 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.2 2
12、.3.2 水准测量的实施水准测量的实施每一测站可测得前、后视两点间的高差，即：每一测站可测得前、后视两点间的高差，即：h1=a1-b1h2=a2-b2hn=an-bn各式相加，得：各式相加，得：hAB=h=a-bB点高程为：点高程为：HB=HA+h(2-5)hAB=h=a-bHB=HA+h 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.2 2.3.2 水准测量的实施水准测量的实施 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.3 2.3
13、.3 水准测量检核水准测量检核1、测站检核、测站检核变动仪高法变动仪高法是在同一个测站上用两次不同的仪器高度是在同一个测站上用两次不同的仪器高度(10cm)，测得两次高差以相互比较进行检核。两次所测高差之差测得两次高差以相互比较进行检核。两次所测高差之差不超过容许值不超过容许值(等外水准测量容许值为等外水准测量容许值为6mm)。否则必须重测。否则必须重测。双面尺法双面尺法:是仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上是仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。进行检核。若同一水
14、准尺红面与黑面读数若同一水准尺红面与黑面读数(加常数后加常数后)之差，不超过之差，不超过3mm；且两次高差之差，又未超过且两次高差之差，又未超过5mm,则取其平均值作为该测站则取其平均值作为该测站的观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。的观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.3 2.3.3 水准测量检核水准测量检核2、成果检核、成果检核符合水准路线符合水准路线高差闭合差高差闭合差fh=h测测-(H终终-H始始)(2-6)fh=h测测-(H终终-H始始)闭合水准路线
15、闭合水准路线高差闭合差高差闭合差fh=h测测(2-7)fh=h测测支水准路线支水准路线高差闭合差高差闭合差fh=h往往+h返返(2-8)fh=h往往+h返返 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.3水准测量方法水准测量方法水准测量方法水准测量方法2.3.3 2.3.3 水准测量检核水准测量检核2、成果检核、成果检核高差闭合差是各种因素产生的测量误差，故闭合差的数值应该高差闭合差是各种因素产生的测量误差，故闭合差的数值应该在容许范围内，否则应检查原因，返工重测。在容许范围内，否则应检查原因，返工重测。图根图根水准测量高差闭合差容许值为：水准测量高差闭合差容许值为：平
16、地平地山地山地(2-9)四等四等水准测量高差闭合差容许值为：水准测量高差闭合差容许值为：平地平地山地山地(2-10)式中：式中：L为水准路线总长为水准路线总长(km)；n为测站数为测站数 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量2.4水准测量成果计算水准测量成果计算水准测量成果计算水准测量成果计算2.4.1 2.4.1 附合水准路线测量成果计算附合水准路线测量成果计算高差闭合差的计算高差闭合差的计算由式由式(2-6)：fh=h测测-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按按山地及图根水准精度计算闭合差容许差为：山地及图根水准精度计算闭合差容许差为：fh容容=12n1/2=12241/2=58mm|fh|评价：2个字作孽. 工程测量学工程测量学工程测量学工程测量学2 2 水准测量水准测量10：最风光却内心最煎熬的人当然是老板有一帮子难对付的员工，有变化莫测的外部市场，还有剪不断理还乱的内部协调和管理，或许还有个别养在外面的金丝雀。
