水準(zhǔn)測(cè)量課件

1、水準(zhǔn)測(cè)量 目 錄第一節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量原理第二節(jié) 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺第三節(jié) 水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作第四節(jié) 普通水準(zhǔn)測(cè)量第五節(jié) 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正第六節(jié) 水準(zhǔn)儀的用途 第七節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng)小結(jié) 第一節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的原理 水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理是：利用水準(zhǔn)儀給出的水平視線，在兩點(diǎn)立尺得到水平讀數(shù)。已知A點(diǎn)高程為HA只要能求出A點(diǎn)至B點(diǎn)的高程之差，簡(jiǎn)稱高差hAB。則B點(diǎn)高程HB就可用下式計(jì)算求得： HB=HA+hAB hAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù) 有時(shí)安置一次儀器需測(cè)算出較多點(diǎn)的高程，可先求出水準(zhǔn)儀的 視線高程，然后再分別計(jì)算出各點(diǎn)高程，從圖可以看出： 視線高 HI=HA+a B點(diǎn)高程 HB=HI-b 要測(cè)算地面上兩點(diǎn)

2、間的高差，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果水平視線不水平，則上述公式不成立。因此，視線必須水平，是水準(zhǔn)測(cè)量中要牢牢記住的操作要領(lǐng)。 第二節(jié) 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺一、水準(zhǔn)儀的構(gòu)造水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座組成。 第二節(jié) 水準(zhǔn)尺 水準(zhǔn)尺是與水準(zhǔn)儀配合進(jìn)行測(cè)量的工具。水準(zhǔn)尺分為直尺、折尺、和塔尺。 塔尺為水準(zhǔn)尺的一種。早期的水準(zhǔn)尺大都采用木材制成，質(zhì)重且長(zhǎng)度有限（一般為2m），測(cè)量時(shí)，攜帶不方便。后逐漸采用鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)材料制成，采用塔式收縮形式，在使用時(shí)方便抽出，單次高程測(cè)量范圍大大提高，長(zhǎng)度一般為5m，攜帶時(shí)將其收縮即可，因其形狀類似塔狀，故常稱之為塔尺。 尺墊是供支撐水準(zhǔn)尺和傳遞高程所用的工具

3、 第三節(jié)水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作 水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作：粗平照準(zhǔn)精平讀數(shù)一、粗平：就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準(zhǔn)氣泡居中，使儀器豎軸處于鉛錘位置，視線概略水平二、照準(zhǔn)：就是用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，清晰的看清目標(biāo)和十字絲。三、精平：就是慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡的影象符合。四、讀數(shù)：就是在視線水平時(shí)，用望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù)。 第四節(jié) 普通水準(zhǔn)測(cè)量 一、水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn)是測(cè)區(qū)的高程控制點(diǎn)，一般縮寫為“BM”，用“ ”符號(hào)表示。用水準(zhǔn)點(diǎn)分為永久性和臨時(shí)性且分等級(jí)。點(diǎn)位受法律保護(hù)，對(duì)于高等級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)成果要去當(dāng)?shù)販y(cè)繪部門查詢。 二、水準(zhǔn)路線 水準(zhǔn)路線依據(jù)測(cè)區(qū)的情況，可布設(shè)成以下幾種形式： （一）閉合水準(zhǔn)路線：

4、由已知點(diǎn)BMA已知點(diǎn)BMA （二）附合水準(zhǔn)路線：由已知點(diǎn)BMA已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMB （三）支水準(zhǔn)路線：由已知點(diǎn)BMA某一待定水準(zhǔn)點(diǎn)A 施測(cè)方法（一）將水準(zhǔn)尺置于已知后視高程點(diǎn)A和前視轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD1中間的I站（二）先瞄準(zhǔn)后視尺，讀取后視對(duì)數(shù)a1，并記錄到測(cè)量記錄表中。再照轉(zhuǎn)前視尺，讀取前視讀數(shù)b1，并記入記錄表中。至此完成普通水準(zhǔn)測(cè)量一個(gè)測(cè)站的觀測(cè)任務(wù)。 （三）將儀器搬遷至第站，把第一站的后視尺移到第站的轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD2上，把第站的前視變?yōu)榈谡镜暮笠暋０矗ǘ┎襟E測(cè)出第站的后、前視讀數(shù)a2、b2，并記入記錄表中。 （四）重復(fù)上述步驟測(cè)至終點(diǎn)B為止。 三、校核方法（一）計(jì)算校核 即：h=a-b=HB-HA說明高

5、差和各轉(zhuǎn)點(diǎn)高程的計(jì)算時(shí)正確的。（二）測(cè)站校核 變更儀器高法、雙面尺法。（三）成果校核 檢查水準(zhǔn)路線的高差閉合差fh是否超限高差閉合差計(jì)算公式：（1）附合水準(zhǔn)路線：fh=h-（H終-H始）（2）閉合水準(zhǔn)路線：fh=h（3）支水準(zhǔn)路線：fh=|h往|-|h返|校核方法：如果fhfh容，說明外業(yè)成果合格，否則需進(jìn)行重測(cè)。對(duì)于不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量其fh容是不同的，以等外水準(zhǔn)為例fh容=40Lmm或12nmm，前者適用于平原地區(qū)，后者適用于山區(qū)。 四、成果處理 普通水準(zhǔn)測(cè)量的成果處理就是當(dāng)外業(yè)觀測(cè)的高差閉合差在容許范圍時(shí)，所進(jìn)行的高差閉合差調(diào)整。 高差閉合差調(diào)整原則是以水準(zhǔn)路線的測(cè)站段數(shù)或測(cè)站長(zhǎng)度成正比，

6、將閉合差反號(hào)分配到各測(cè)段上，并進(jìn)行實(shí)測(cè)高差的改正計(jì)算。（一）按測(cè)站數(shù)進(jìn)行超差閉合差的調(diào)整，測(cè)段高差的改正數(shù)Vi為： Vi=- ni式中：n水準(zhǔn)路線各測(cè)段的測(cè)站數(shù)總和。 ni某一測(cè)段的測(cè)站數(shù)（二）按測(cè)站長(zhǎng)度進(jìn)行超差閉合差調(diào)整，測(cè)段高差改正數(shù)Vi為： Vi=- Li式中：L=水準(zhǔn)路線各測(cè)段的總長(zhǎng)度，單位為km； Li某一測(cè)段的長(zhǎng)度，單位為km。nfhLfh 第五節(jié) 水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理，水準(zhǔn)儀各軸線間應(yīng)具備的幾何關(guān)系是：(LL/VV)；十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸；水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于儀器的視準(zhǔn)軸（LL/CC），如圖所示： 檢驗(yàn)項(xiàng)目（一）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正：目的是使VV/LL （二）十字

7、絲橫絲的檢驗(yàn)與校正 1.將水準(zhǔn)儀安置在兩點(diǎn)間進(jìn)行觀測(cè)，得到兩點(diǎn)間正確高差為hAB。hAB=（a+）-（b+）=a-b。 2.為了防止錯(cuò)誤和提高觀測(cè)精度，一般應(yīng)改變儀器高觀測(cè)兩次，若兩次高差的誤差小于3mm時(shí)，取平均數(shù)作為正確的高差hAB。 3.再將水準(zhǔn)儀安置在距A尺2m左右，安置好儀器后，先讀取近尺A的讀數(shù)值a2，因儀器離 A點(diǎn)很近，兩軸不平行的誤差可忽略不計(jì)。然后根據(jù)正確高差hAB計(jì)算視線水平時(shí)在遠(yuǎn)尺B的正確讀數(shù)值b2=a2-hAB 4.用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺，若讀數(shù)與相差小于4mm，則說明水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 （三）水準(zhǔn)儀i角的檢驗(yàn)與校正 第六節(jié) 水準(zhǔn)儀的用途水準(zhǔn)儀除了

8、通常的高程測(cè)量外還可以做：一、距離測(cè)量 水準(zhǔn)儀的距離測(cè)量在儀器整平完畢后瞄準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)，記錄上絲及下絲讀數(shù)：（上絲-下絲）100 算出來的距離僅供參考，不做正式距離使用。 二、角度測(cè)量 水準(zhǔn)儀中部位置有刻度一圈為360，用目鏡里面的十字絲豎絲瞄準(zhǔn)待測(cè)夾角的一側(cè)，記錄下此時(shí)度盤對(duì)應(yīng)的數(shù)值，然后再旋轉(zhuǎn)至待測(cè)夾角的另一側(cè)讀出此時(shí)讀盤對(duì)應(yīng)的數(shù)值，與之前讀數(shù)之差就是這個(gè)夾角的讀數(shù)。（注：以上步驟需在水準(zhǔn)儀整平的基礎(chǔ)上進(jìn)行，可以反復(fù)觀測(cè)取平均值） 三、坡度測(cè)量 水準(zhǔn)儀坡度測(cè)量可分為兩種：1.傾斜視線法傾斜視線法是根據(jù)視線與設(shè)計(jì)坡度線平行時(shí)，其豎直距離處處相等的原理，以確定設(shè)計(jì)坡度線上各點(diǎn)高程位置的一種

9、方法。已知兩點(diǎn)幾啊水平距離S和已知坡度，計(jì)算B點(diǎn)的高程：HB=HA+iS2.水平視線法如圖所示，設(shè)A點(diǎn)高程為HA，現(xiàn)以A點(diǎn)沿AB方向放一條坡度為i的坡度線。在設(shè)計(jì)坡度上的任一點(diǎn)P的高程可以按一下公式計(jì)算得：H設(shè)=HA+i Si式中，Si為A點(diǎn)至P點(diǎn)的水平距離。在測(cè)設(shè)方向上，按一定間距定出樁位。安置水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)點(diǎn)BM附近，度后視讀數(shù)a，并計(jì)算視線高程：H視=HBM+a按高程放樣的方法，先算出各樁點(diǎn)的水準(zhǔn)尺的應(yīng)讀數(shù)：b應(yīng)=H視-H設(shè)然后根據(jù)個(gè)點(diǎn)的應(yīng)讀數(shù)指揮打樁，當(dāng)各樁頂水準(zhǔn)尺讀數(shù)等于各自的應(yīng)讀數(shù)b應(yīng)時(shí)，則各樁頂?shù)倪B接線就是設(shè)計(jì)坡度線。若木樁無法繼續(xù)往下打，可將水準(zhǔn)尺沿木樁的一側(cè)上下移動(dòng)，當(dāng)水準(zhǔn)尺讀

10、數(shù)為b應(yīng)時(shí)，便可用水準(zhǔn)尺底面在木樁上劃一橫線。若木樁長(zhǎng)度不夠，可將尺面立在樁頂，得讀數(shù)b，b應(yīng)與b之差就是樁頂?shù)锰钔粮叨?。（此法適用于地面坡度較小的地段） 第七節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng)一、影響水準(zhǔn)測(cè)量成果的主要因素（一）儀器的誤差1.儀器校正后的殘余誤差2.水準(zhǔn)尺誤差（二）觀測(cè)誤差1.水準(zhǔn)管氣泡居中誤差2.讀數(shù)誤差3.視差影響4.水準(zhǔn)尺傾斜影響，水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大（三）外界條件的影響1.儀器沉降：采用“后、前、前、后”的觀測(cè)順序，可減弱其影響。2.尺墊下沉3.地球曲率及大氣折光的影響4.溫度對(duì)儀器的影響 二、注意事項(xiàng)（1）測(cè)量過程中應(yīng)盡量用目估或步測(cè)保持前、后視距基本相等。（2）儀器腳架要

11、踩牢，觀測(cè)速度要快，以減少儀器下沉。（3）估數(shù)要準(zhǔn)確，讀數(shù)是要仔細(xì)對(duì)光，消除視差。（4）檢查塔尺相接處是否嚴(yán)密，保證扶尺豎直。（5）記錄要原始，字跡要清楚、端正，整齊并不得隨意涂抹或更改。（6）讀數(shù)時(shí)，記錄員要復(fù)誦，以便核對(duì)。（7）測(cè)量者要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細(xì)心加強(qiáng)校核。 小結(jié)1、水準(zhǔn)儀的幾何軸線及關(guān)系：視準(zhǔn)軸（CC）物鏡光心與十字絲中點(diǎn)的連線；水準(zhǔn)管軸（LL）水準(zhǔn)管內(nèi)壁圓弧零點(diǎn)的切線；圓水準(zhǔn)器軸（LL）圓水準(zhǔn)器內(nèi)壁圓弧的法線；豎軸（VV）水準(zhǔn)儀的旋轉(zhuǎn)軸。幾何關(guān)系；CC/LL；LL/VV；十字絲橫絲水平。2、水準(zhǔn)儀技術(shù)操作方法：粗平瞄準(zhǔn)精平讀數(shù)3、微傾式水準(zhǔn)儀的的檢查項(xiàng)目：圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)：十字絲橫絲的檢驗(yàn)：管水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)4、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀操作方法：粗平瞄準(zhǔn)檢查補(bǔ)償器讀數(shù)。5、高差閉合差計(jì)算：hi=后視i-前視i （i=1,2n站）6、水準(zhǔn)路線及高差閉合差：閉合水準(zhǔn)路線：fh=h附合水準(zhǔn)