水準(zhǔn)測(cè)量三板斧,施工操作舞一舞

1、水準(zhǔn)測(cè)量三板斧，施工操作舞一舞測(cè)量作為施工時(shí)不可缺少的內(nèi)容，經(jīng)常是剛到工地的“新兵蛋子”上手第一個(gè)要學(xué)的東西。然而很多人只是盲目的跟著師傅身后，拿著個(gè)桿子在工地上到處跑。比起“咋干”，先學(xué)習(xí)一下“為啥這么干”，在現(xiàn)場(chǎng)跑的時(shí)候更能起到事倍功半的效果。一、水準(zhǔn)測(cè)量一、水準(zhǔn)測(cè)量原理a、b 兩點(diǎn)間的高差為hab ab 若水準(zhǔn)測(cè)量前進(jìn)方向是由a 點(diǎn)測(cè)到 b 點(diǎn)，規(guī)定：a 點(diǎn)為后視點(diǎn)， a 點(diǎn)尺上的讀數(shù) a 為后視讀數(shù)b 點(diǎn)為前視點(diǎn)， b 點(diǎn)尺上的讀數(shù) b 為前視讀數(shù)高差 后視讀數(shù)前視讀數(shù)當(dāng) a 大于 b 時(shí)，hab 值為正， b 點(diǎn)高于 a 點(diǎn)；當(dāng) a 小于 b 時(shí)，hab 值為負(fù)， b 點(diǎn)低于 a 點(diǎn)

2、。hab 表示由 a 點(diǎn)至 b 點(diǎn)的高差；hba 表示由 b 點(diǎn)至 a 點(diǎn)的高差，hab hba 直接利用高差 hab 計(jì)算 b 點(diǎn)高程的方法稱為高差法。若已知 a 點(diǎn)的高程 ha ，求未知點(diǎn) b 的高程 hb hbhahab 利用儀器視線高程hi 計(jì)算 b 點(diǎn)高程的方法稱為視線高法。hi ha a hbha（ab）hib 若 a、b 兩點(diǎn)之間相距較遠(yuǎn)或高差較大時(shí)連續(xù)設(shè)站水準(zhǔn)測(cè)量轉(zhuǎn)點(diǎn) 起傳遞高程的作用二、ds3 微傾式水準(zhǔn)儀一）水準(zhǔn)儀的分類1按精度劃分分為 ds05 、ds1、ds3、ds10 等四個(gè)等級(jí)，“d”和“ s”分別為“大地測(cè)量”和“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，下標(biāo) 05、1、3、

3、10 表示儀器的精度等級(jí)，即“每千米往返測(cè)高差中數(shù)的中誤差（單位： mm ）?！眃s05 、ds1 稱為精密水準(zhǔn)儀， ds3、ds10 稱為普通水準(zhǔn)儀。2按結(jié)構(gòu)劃分光學(xué)水準(zhǔn)儀；微傾式水準(zhǔn)儀；自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀；電子水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座主要由物鏡、目鏡、十字絲分劃板、調(diào)焦透鏡、調(diào)焦螺旋和鏡筒組成。十字絲中心交點(diǎn)與物鏡光心的連線稱為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。2水準(zhǔn)器（1）圓水準(zhǔn)器球面中心刻有一個(gè)小圓圈，小圓圈的中心稱為圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)。通過零點(diǎn)的球面法線，稱為圓水準(zhǔn)器軸。當(dāng)圓水準(zhǔn)氣泡中心與零點(diǎn)重合時(shí)，即氣泡居中，說明圓水準(zhǔn)器軸處于鉛垂位置。圓水準(zhǔn)器分劃值是指氣泡由零點(diǎn)向任意方向移動(dòng)2 mm 時(shí)所對(duì)應(yīng)的圓心角

4、值。ds3 水準(zhǔn)儀圓水準(zhǔn)器分劃值一般為8 /2 mm 。（2）管水準(zhǔn)器又稱水準(zhǔn)管，縱向圓孤的中心o 為管水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，過 o 點(diǎn)的切線ll 稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡中心位于零點(diǎn)時(shí)，稱為氣泡居中，此時(shí)水準(zhǔn)管軸處于水平位置。水準(zhǔn)管圓弧 2 mm 所對(duì)的圓心角 ，稱為水準(zhǔn)管分劃值。ds3 水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管分劃值一般為20 /2mm 。管水準(zhǔn)器的靈敏度比圓水準(zhǔn)器高得多，因此，管水準(zhǔn)器用于水準(zhǔn)儀的精確整平，而圓水準(zhǔn)器只能用于粗略整平。3. 基座基座的作用支承儀器的上部并與三腳架相接?；臉?gòu)成主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板。通過調(diào)節(jié)三個(gè)腳螺旋可使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，供粗略整平用4. 腳架腳架是用于支撐

5、和安置水準(zhǔn)儀的。水準(zhǔn)儀通過中心連接螺旋與腳架相連，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)腳架的高度。三）水準(zhǔn)尺和尺墊1水準(zhǔn)尺區(qū)格式木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺多用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，其長(zhǎng)度為3m 。黑面尺底為零，稱為基本分劃（或主尺）；紅面尺底不為零， 其中一根為 4687mm ， 另一根為 4787mm ， 稱為輔助分劃（或輔尺），兩根尺構(gòu)成一對(duì)。2尺墊尺墊用在轉(zhuǎn)點(diǎn)處。四）ds3 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的基本操作包括以下步驟：1、安置儀器2、粗平：3.瞄準(zhǔn)水淮尺使水準(zhǔn)尺影像位于十字絲豎絲附近注意消除視差4.精平5.讀數(shù)三、水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)施測(cè)一）水準(zhǔn)點(diǎn)為了統(tǒng)一全國(guó)的高程系統(tǒng)和滿足各種測(cè)量的需要，測(cè)繪部門在各地埋設(shè)且用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定

6、的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，記為bm （bench mark ）。水準(zhǔn)點(diǎn)是水準(zhǔn)測(cè)量引測(cè)高程的依據(jù)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，便于保存和使用的地方，二）水準(zhǔn)路線布設(shè)1單一水準(zhǔn)路線（1）閉合水準(zhǔn)路線如圖（ a），從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)bma 出發(fā)，沿一條環(huán)形路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，依次測(cè)定若干個(gè)待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、，最后又回到水準(zhǔn)點(diǎn) bma ，稱為閉合水準(zhǔn)路線。在普通水準(zhǔn)測(cè)量中，路線長(zhǎng)一般不超過8km 。2）附合水準(zhǔn)路線如圖（ b），從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)bma 出發(fā)，沿一條路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，依次測(cè)定若干個(gè)待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、，最后附合到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn) bmb 上，稱為附合水準(zhǔn)路線。在

7、普通水準(zhǔn)測(cè)量中，路線長(zhǎng)一般不超過8km 。（3）支水準(zhǔn)路線如圖（ c），從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)bma 出發(fā)，沿一條路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，依次測(cè)定若干個(gè)待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、，最后既不回到起始水準(zhǔn)點(diǎn)，也不附合到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)上，稱為支水準(zhǔn)路線。由于支水準(zhǔn)路線缺乏檢核，故路線一般不超過4km 。通常要進(jìn)行往返觀測(cè)，以加強(qiáng)檢核。2水準(zhǔn)網(wǎng)（1）附合水準(zhǔn)網(wǎng)如（a），從多個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，由若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接而構(gòu)成的網(wǎng)狀圖形。（2）獨(dú)立水準(zhǔn)網(wǎng)如（b），從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)bma 出發(fā)，由若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接而構(gòu)成的網(wǎng)狀圖形。在水準(zhǔn)網(wǎng)中，至少連接三條水準(zhǔn)路線的水準(zhǔn)點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。三）

8、普通水準(zhǔn)測(cè)量普通水準(zhǔn)測(cè)量常用于一般工程的高程測(cè)量和地形圖測(cè)繪的圖根控制點(diǎn)高程測(cè)量。1施測(cè)一般要求普通水準(zhǔn)測(cè)量采用ds3 或 ds10 級(jí)水準(zhǔn)儀，測(cè)量前應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，采用中絲讀數(shù)法單程觀測(cè)，施測(cè)中各項(xiàng)限差應(yīng)滿足相應(yīng)測(cè)量規(guī)范的各項(xiàng)要求。2觀測(cè)、記錄和計(jì)算3.普通水準(zhǔn)測(cè)量的檢核1）計(jì)算檢核hbhaha b （2）測(cè)站檢核兩次儀器高法在同一測(cè)站上用兩次不同的儀器高度（儀器高度差在10cm 以上），測(cè)得兩次高差進(jìn)行比較，若兩次高差之差不超過容許值 （普通水準(zhǔn)測(cè)量容許值為6 mm ） ，則取平均值作為該測(cè)站觀測(cè)高差，否則，必須重測(cè)。雙面尺法保持儀器高度不變， 用雙面尺的黑、 紅面兩次測(cè)量高差進(jìn)行比較，

9、若兩次高差之差不超過容許值，則取平均值作為該測(cè)站觀測(cè)高差，否則，必須重測(cè)。四、水準(zhǔn)路線的計(jì)算一）附合水準(zhǔn)路線的計(jì)算1高差閉合差的計(jì)算在水準(zhǔn)測(cè)量中， 由于測(cè)量誤差的影響， 使水準(zhǔn)路線的實(shí)測(cè)高差值與應(yīng)有高差值不相等，其差值稱為高差閉合差，用fh 表示。fh h 測(cè) h 理 h 測(cè)（ h 終h 始）一）附合水準(zhǔn)路線的計(jì)算2高差閉合差的調(diào)整當(dāng) fh fh 容 時(shí)，即可進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整。消除閉合差的原則是：將fh 反號(hào)，按與各測(cè)段的路線長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)成正比地改正各段觀測(cè)高差。高差改正數(shù)的計(jì)算檢核：一）附合水準(zhǔn)路線的計(jì)算3待求點(diǎn)高程的計(jì)算根據(jù)各段改正后的高差和起始點(diǎn)的高程，分別求得各待求點(diǎn)的高程。例 2

10、-1 下圖為某附合水準(zhǔn)路線，各測(cè)段的路線長(zhǎng)、實(shí)測(cè)高差和起點(diǎn)高程如圖所示，該附合水準(zhǔn)路線的計(jì)算結(jié)果列于下表中。二）閉合水準(zhǔn)路線的計(jì)算高差閉合差按下式計(jì)算 : fh h 測(cè)例 2-2 下圖為某閉合水準(zhǔn)路線，各測(cè)段的路線長(zhǎng)、實(shí)測(cè)高差和起點(diǎn)高程均注于圖中，該閉合水準(zhǔn)路線的計(jì)算結(jié)果列于表中。三）支水準(zhǔn)路線的計(jì)算設(shè) a 點(diǎn)為已知點(diǎn)，高程為68.200m ，從 a 點(diǎn)測(cè)到 b 點(diǎn)，高差為 +4.385m ，若再?gòu)?b 點(diǎn)測(cè)到 a 點(diǎn)，高差為 4.373m ，此時(shí) b 點(diǎn)高程的計(jì)算方法如下：高差閉合差： fhh 往+h 返+4.385 4.373 +0.012m 高差閉合差允許值為：f h fh 容，說明觀測(cè)

11、結(jié)果符合精度要求。則 b 點(diǎn)的高程為： hbha+ hab 68.200+4.37972.579 m 。微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正1.微傾式水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的幾何條件主要軸線有：圓水準(zhǔn)軸l l；管水準(zhǔn)軸ll；視準(zhǔn)軸 cc；縱軸（豎軸） vv 根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理，水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的主要條件是llcc。兩個(gè)次要條件：l lvv；十字絲中絲 vv。2.微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正(1)圓水準(zhǔn)軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正目的通過檢校，可使儀器圓水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)，儀器豎軸基本豎直。檢校方法一、微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正(2)十字絲中絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正目的通過檢校使十字絲中絲垂直于儀器豎軸，當(dāng)豎軸豎直時(shí)，中橫絲處

12、于水平位置，即用中橫絲任何位置在水準(zhǔn)尺上截得的讀數(shù)都是相同的。檢校方法2.微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正(3)水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正 目的使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸， 當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)， 視準(zhǔn)軸處于水平位置， 即獲得一條水平視線。視準(zhǔn)軸和水準(zhǔn)管軸在豎直面上投影是否平行的檢驗(yàn)，稱為 i 角檢驗(yàn)，是水準(zhǔn)儀檢校的重點(diǎn)。在水平面上投影是否平行的檢驗(yàn)，稱為交叉誤差檢驗(yàn)。 檢驗(yàn)方法當(dāng)儀器安置在中點(diǎn)時(shí)，hab （a1x）（ b1x）a1b1 無論儀器是否存在i 角，在中點(diǎn)上測(cè)得的高差始終是正確的。將水準(zhǔn)儀搬至距 b 點(diǎn)（或 a 點(diǎn)）2m 3m 處，精平后分別讀取 a 點(diǎn)和 b 點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù) a2 和

13、b2，則hab a2b2 hhab hab i 角的計(jì)算公式為：對(duì)于 ds3 水準(zhǔn)儀，一般要求i 角不得大于 20。(3)水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正 校正方法儀器靠近 b 點(diǎn)處，根據(jù) b2 和 hab 計(jì)算出 a 尺上的正確讀數(shù)為：a2 b2+hab 校正時(shí)，保持水準(zhǔn)儀位置不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使a 尺上的讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)正確讀數(shù)a2，此時(shí)視準(zhǔn)軸處于水平位置， 水準(zhǔn)管軸傾斜。 用校正針稍松水準(zhǔn)管一端的左、右兩個(gè)校正螺絲，再拔動(dòng)上下兩個(gè)校正螺絲，直到水準(zhǔn)管氣泡居中。五、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析一）儀器誤差1儀器檢校后的殘余誤差，若保持前后視距相等，i 角對(duì)高差的影響可以消除或削弱。2水準(zhǔn)尺分劃誤差3水準(zhǔn)尺

14、零點(diǎn)誤差在觀測(cè)過程中， 以兩根標(biāo)尺交替放置， 并使每一測(cè)段的測(cè)站數(shù)為偶數(shù)，可以消除一對(duì)水準(zhǔn)尺黑面零點(diǎn)差的影響。二）觀測(cè)誤差1水準(zhǔn)管氣泡居中誤差每次讀數(shù)前，都應(yīng)使水準(zhǔn)管氣泡嚴(yán)格居中。2視差應(yīng)隨時(shí)注意消除視差。3讀數(shù)誤差主要是估讀毫米值的誤差。4標(biāo)尺傾斜誤差若水準(zhǔn)尺不豎直，始終使標(biāo)尺上的實(shí)際讀數(shù)大于應(yīng)讀數(shù)。 讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將標(biāo)尺扶直。三）外界條件的影響1.儀器下沉在一個(gè)測(cè)站觀測(cè)時(shí)，采用“后一前一前一后”的觀測(cè)順序，可削弱儀器下沉對(duì)高差的影響。2尺墊下沉對(duì)同一水準(zhǔn)路線采用往返測(cè)高差取平均的方法，可削弱此項(xiàng)誤差的影響。3地球曲率和大氣折光的影響地球曲率對(duì)高差的影響c=s2/2r c 為地球曲率差。 當(dāng)儀器

15、距后、 前標(biāo)尺的距離相等時(shí)， 可消除地球曲率對(duì)高差的影響。3地球曲率和大氣折光的影響大氣折光引起的讀數(shù)誤差稱為大氣折光差。消除或減弱大氣折光差影響的措施：采用前后視距相等的方法，選擇成像清晰的時(shí)間觀測(cè)，視線離地面的高度不小于0.3m 。地球曲率 c 和大氣折光 r 的聯(lián)合影響稱為球氣差f ，f c r 4溫度風(fēng)力的影響在陽(yáng)光下觀測(cè)時(shí)應(yīng)撐傘應(yīng)選擇有利的氣侯條件二、導(dǎo)線測(cè)量一、概述導(dǎo)線測(cè)量是平面控制測(cè)量的一種方法。所謂導(dǎo)線就是由測(cè)區(qū)內(nèi)選定的控制點(diǎn)組成的連續(xù)折線。1、導(dǎo)線的形式2、導(dǎo)線的等級(jí)導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求注：1. n測(cè)站數(shù)；以測(cè)角中誤差為單位權(quán)中誤差2.高等級(jí)公路適用一級(jí)導(dǎo)線，其余公路適用二

16、級(jí)導(dǎo)線二、導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作1、選點(diǎn)實(shí)地選點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：(1)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)選在地勢(shì)較高、視野開闊的地點(diǎn)，便于施測(cè)周圍地形；(2)相鄰兩導(dǎo)線點(diǎn)間要互相通視，便于測(cè)量水平角：(3)導(dǎo)線應(yīng)沿著平坦、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的地面設(shè)置，以便于丈量距離；(4)導(dǎo)線邊長(zhǎng)要選得大致相等，相鄰邊長(zhǎng)不應(yīng)懸殊過大；(5)導(dǎo)線點(diǎn)位置須能安置儀器，便于保存。(6)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)盡量靠近路線位置。2、測(cè)角導(dǎo)線的水平角即轉(zhuǎn)折角， 是用經(jīng)緯儀按測(cè)回法進(jìn)行觀測(cè)的。在導(dǎo)線點(diǎn)上可以測(cè)量導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角或右角。3、量距導(dǎo)線采用普通鋼尺丈量導(dǎo)線邊長(zhǎng)或用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量。請(qǐng)參閱有關(guān)知識(shí)單元內(nèi)容。三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算1、坐標(biāo)計(jì)算的基本公式（1）根

17、據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)及已知邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角計(jì)算未知點(diǎn)的坐標(biāo)，即坐標(biāo)的正算。（2）由兩個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)反算其坐標(biāo)方位角和邊長(zhǎng)，即坐標(biāo)的反算。需要指出的是： 按坐標(biāo)反算公式計(jì)算出來的坐標(biāo)方位角是有正負(fù)號(hào)的，因此，還應(yīng)按坐標(biāo)增量 x 和 y 的正負(fù)號(hào)最后確定ab 邊的坐標(biāo)方位角。2、坐標(biāo)方位角的推算為了計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)，首先應(yīng)推算出導(dǎo)線各邊的坐標(biāo)方位角（以下簡(jiǎn)稱方位角）。180 前的正負(fù)號(hào)取用： 是當(dāng) 后180 時(shí)， 用“+”號(hào)；當(dāng) 后180時(shí)， 用“”號(hào)。導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角是左角( 左)就加上；右角 ( 右)就減去。3、閉合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算（）角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整式中： n 閉合導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角數(shù)；觀測(cè)角的總和。各

18、內(nèi)角的改正數(shù)之和應(yīng)等于角度閉合差，但符號(hào)相反，即v = f 。改正后的各內(nèi)角值之和應(yīng)等于理論值，即 i=(n-2) 180 。（2）坐標(biāo)方位角推算（如前所述）（3）坐標(biāo)增量的計(jì)算（4）坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算改正后的坐標(biāo)增量應(yīng)為：（5）坐標(biāo)推算用改正后的坐標(biāo)增量， 就可以從導(dǎo)線起點(diǎn)的已知坐標(biāo)依次推算其它導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。（6）閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算示例4、附合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算附合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算方法與閉合導(dǎo)線基本上相同，但由于布置形式 （見下圖） 不同，且附合導(dǎo)線兩端與已知點(diǎn)相連， 因而只是角度閉合差與坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算公式有些不同。下面介紹這兩項(xiàng)的計(jì)算方法：（1）.角度閉合差的計(jì)算附合導(dǎo)線角度閉合差的一般形式可寫為：（2）坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算附合導(dǎo)線坐標(biāo)增量閉合差的調(diào)整方法以及導(dǎo)線精度的衡量均與閉合導(dǎo)線相同。三、高程放樣一）要點(diǎn)：根據(jù)已知高程點(diǎn)，用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行。二）逐樁高程計(jì)算：1縱斷面設(shè)計(jì)成果：變坡點(diǎn)樁號(hào) bpd 變坡點(diǎn)設(shè)計(jì)高程 h 豎曲線半徑 r 一）要點(diǎn)：根據(jù)已知高程點(diǎn)，用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行。二）逐樁高程計(jì)算：2、豎曲線要素的計(jì)算公式：變坡角 = i2- i1 曲線長(zhǎng)： l=r切線長(zhǎng)： t=l/2=