測量員學(xué)習(xí)材料課件

1、水準(zhǔn)測量工程測量課 件227 七月 2022本 章 摘 要 本章主要介紹水準(zhǔn)測量原理、水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造和使用、水準(zhǔn)測量的實(shí)施方法和成果計(jì)算、檢核等內(nèi)容。327 七月 2022測定地面點(diǎn)高程的工作稱為高程測量。按使用儀器和施測方法的不同，高程測量分為水準(zhǔn)測量是精密測量地面點(diǎn)高程最主要的方法。427 七月 20222.1 水準(zhǔn)測量原理圖示圖2-1，A、B兩點(diǎn)高差為：hAB=a-b (2-1)hAB=a-b圖2-1中，A為已知高程點(diǎn)，B為待測高程點(diǎn)，a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)。hAB可正可負(fù)。當(dāng)ab時，hAB為正，B點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)a10cm)，測得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測高差之差不超過容

2、許值(等外水準(zhǔn)測量容許值為6mm)。否則必須重測。雙面尺法是儀器的高度不變，而前視和后視上的水準(zhǔn)尺分別用黑和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后)之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核紅黑面零點(diǎn)差相差100mm，兩個高差也應(yīng)相差l00mm，應(yīng)在紅面高差中加或減100mm后再與黑面高差比較。每次讀數(shù)時均應(yīng)使符合水準(zhǔn)氣泡嚴(yán)密吻合，每個轉(zhuǎn)點(diǎn)均應(yīng)安放尺墊，但所有已知水準(zhǔn)點(diǎn)和待求高程點(diǎn)上不能放置尺墊。1427 七月 20222、成果檢核符合水準(zhǔn)路線檢核條件

3、為高差閉合差fh=h測-(H終-H始)閉合水準(zhǔn)路線檢核條件為高差閉合差fh=h測支水準(zhǔn)路線高差閉合差 fh=h往+h返(2-8)fh=h往+h返2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核1527 七月 20222、成果檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。圖根水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地山地 (2-9)四等水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地山地 (2-10)式中：L為水準(zhǔn)路線總長(km)；n為測站數(shù) 2.3.3 水準(zhǔn)測量檢核1627 七月 20222.4 水準(zhǔn)測量成果計(jì)算高差閉合差的計(jì)算由式(2-6)：fh=h測-(HB-HA)=-9.811-(32

4、.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地及圖根水準(zhǔn)精度計(jì)算閉合差容許差為：fh容=12n1/2=12241/2=58mm|fh|fh容|，符合圖根水準(zhǔn)測量技術(shù)要求。 fh=h測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計(jì)算1727 七月 2022閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各測段高差中。第i測段高差改正數(shù)按下式計(jì)算：式中：n路線總測站數(shù)；ni第i段測站數(shù)； L路線總長；Di第i段距離。由式(2-11)算出第一段(A1)的改正數(shù)為：(2-11)或(2-12)其他各測

5、段改正數(shù)按式(2-11)算出后列入表2-2中。改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號相反。每測段實(shí)測高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改正后的高差。2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計(jì)算1827 七月 2022計(jì)算各點(diǎn)高程用改正后的高差，由已知水準(zhǔn)點(diǎn)A開始，逐點(diǎn)算出各點(diǎn)高程，列入表2-2中。由計(jì)算得到的B點(diǎn)高程應(yīng)與B點(diǎn)的已知高程相等，以此作為計(jì)算檢核?？倻y站數(shù)實(shí)測高差高差閉合差閉合差容許按2-11、2-12計(jì)算調(diào)整值實(shí)測高差加改正數(shù)A點(diǎn)已知高程B點(diǎn)已知高程42.365+改正后高差1927 七月 2022閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差按式(2-7)計(jì)算，若閉合差在容許值范圍內(nèi)，按上述附合水準(zhǔn)路線相同的方法調(diào)整閉合差，

6、并計(jì)算高程。2.4.2 閉合水準(zhǔn)路線測量成果計(jì)算2027 七月 20222.6 水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量的誤差包括水準(zhǔn)儀本身的儀器誤差、人為的觀測誤差以及外界條件的影響三個方面。2127 七月 2022儀器校正后的殘余誤差水準(zhǔn)儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響與距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項(xiàng)誤差的影響。水準(zhǔn)尺誤差包括水準(zhǔn)尺長度變化、刻劃誤差和零點(diǎn)誤差等。精密水準(zhǔn)測量應(yīng)對水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢定，并對讀數(shù)進(jìn)行尺長誤差改正。零點(diǎn)誤差在成對使用水準(zhǔn)尺時，可采取設(shè)置偶數(shù)測站的方法來消除；也可在前、后視中使用同一根水準(zhǔn)

7、尺來消除。2.6.1 儀器誤差2227 七月 2022水準(zhǔn)管氣泡對中誤差水準(zhǔn)管氣泡居中誤差一般為0.15。符合水準(zhǔn)器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：讀數(shù)誤差估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠(yuǎn)鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計(jì)算：式中：V望遠(yuǎn)鏡放大率；D視線長； 60人眼能分辨的最小角度；206265；水準(zhǔn)管分劃值。(2-15)(2-16)為保證讀數(shù)精度，各等水準(zhǔn)測量對望遠(yuǎn)鏡放大率和最大視線長有相應(yīng)規(guī)定。2.6.2 觀測誤差2327 七月 2022視差影響視差對水準(zhǔn)尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細(xì)調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。水準(zhǔn)尺傾斜誤差水準(zhǔn)尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾

8、斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。2.6.2 觀測誤差2427 七月 2022儀器下沉選擇堅(jiān)實(shí)的地面作測站，并將腳架踏實(shí)。用雙面尺法進(jìn)行測站檢核時，采用“后、前、前、后”的觀測程度，可減小其影響。尺墊下沉水平視線在尺上的讀數(shù)b，理論上應(yīng)改算為相應(yīng)水準(zhǔn)面截于水準(zhǔn)尺的讀數(shù)b，兩者的差值c稱為地球曲率差。測量中當(dāng)前、后視距相等時，通過高差計(jì)算可消除該影響。地球曲率的影響(2-17)2.6.3 外界條件影響2527 七月 2022大氣折光影響由于地面上空氣密度不均勻，使I光線發(fā)生折射。因而水準(zhǔn)測量中，實(shí)際的讀數(shù)不是水平視線的讀數(shù)，而是一向下彎曲視線的讀數(shù)。兩者之差稱為大氣折光差，用表示。在穩(wěn)定的氣象條件

9、下，大氣折光差約為地球曲率差的1/7，即：溫度的影響(2-18)此項(xiàng)誤差可用前、后視距相等的方法來消除。地球曲率差和大氣折光差是同時存在的兩者對讀數(shù)的共同影響可用下式計(jì)算：(2-19)2.6.3 外界條件影響2627 七月 20222.8 自動安平水準(zhǔn)儀和激光掃平儀2727 七月 2022用自動補(bǔ)償器代替水準(zhǔn)管，只需將水準(zhǔn)儀上的圓水準(zhǔn)器氣泡居中，便可通過中絲讀到水平視線在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。2.8.1 自動安平水準(zhǔn)儀的基本原理2827 七月 2022結(jié)構(gòu)形式較多，國產(chǎn)DSZ3型采用懸吊棱鏡組借助重力作用達(dá)到補(bǔ)償。2.8.2 自動安平補(bǔ)償器2927 七月 20222.8.2 自動安平補(bǔ)償器3027 七月 2022 測量地面上兩點(diǎn)之間的高差。 即首先測定B點(diǎn)對A點(diǎn)的高差hA