工程測量學(xué)：第02章 水準(zhǔn)測量02

§2.3.1水準(zhǔn)點前已敘及，水準(zhǔn)測量工作主要是依據(jù)高程點來引測其它待定點的高程。事先埋設(shè)標(biāo)志在地面上，用水準(zhǔn)測量方法建立的高程控制點稱為水準(zhǔn)點（BenchMark），常以BM表示。水準(zhǔn)點的高程是由測繪部門采用國家統(tǒng)一高程系統(tǒng)，依據(jù)國家等級水準(zhǔn)測量規(guī)范的要求測定的?！?.3水準(zhǔn)測量方法轉(zhuǎn)點：每站之間的立尺點，僅起高程傳遞作用， 稱為轉(zhuǎn)點。測站：安置儀器的位置稱為測站?！?.3.2水準(zhǔn)測量的實施

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進(jìn)方向1.1341.677TP1h1=-0.543一、測段高差的觀測1.測段:二個水準(zhǔn)點之間構(gòu)成的水準(zhǔn)路線。2.測站的搬設(shè)：測段多測站連續(xù)觀測，水準(zhǔn)儀、標(biāo)尺按前進(jìn)方向逐一搬站，方法：①前視尺扶尺員不離原立尺點，確保尺墊不變動;為新設(shè)站的后視尺。②觀測員將水準(zhǔn)儀搬到下一測站適當(dāng)位置，距離適當(dāng)。③后視尺扶尺員在新設(shè)站的位置。為新設(shè)站的前視尺。1)概念：

往測，前進(jìn)方向從A到B的逐站水準(zhǔn)測量；

返測，前進(jìn)方向從B到A的逐站水準(zhǔn)測量。水準(zhǔn)測量手簿測站測點水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差平均高差改正后高差高程備注后視a前視b1A1.364+0.38554.206TP.10.9792TP.11.259+0.547TP.20.7123TP.21.278+0.712TP.30.5664TP.30.653-1.21154.639B1.864+0.433Σ

1、測站檢核（1）雙儀器高法在同一測站上變動儀器高（10cm左右），兩次測出高差；等外水準(zhǔn)測量其差值|Δh|≤6mm，取其平均值作為最后結(jié)果。（2）雙面尺采用黑紅面的水準(zhǔn)尺，利用雙面的零點差檢核觀測質(zhì)量。2、路線校核§2.3.3水準(zhǔn)測量檢核（1）閉合水準(zhǔn)路線：由已知點BM1——已知點BM1（2）附合水準(zhǔn)路線：由已知點BM1——已知點BM2（3）支水準(zhǔn)路線：由已知點BM1——某一待定水準(zhǔn)點A。

目的：保證前后視讀數(shù)的正確。圖形：水準(zhǔn)路線布設(shè)形式3.支水準(zhǔn)路線BM

1

2

1BM

2

3

41.閉合水準(zhǔn)路線2.附合水準(zhǔn)路線BM1BM2

1

2

3山地平地限差為：（一）閉合水準(zhǔn)路線從水準(zhǔn)點BMA出發(fā)，沿環(huán)線逐站進(jìn)行水準(zhǔn)測量，經(jīng)過各高程待定點，最后返回BMA點，稱為閉合水準(zhǔn)路線。若等號兩邊不相等，則閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合差fh為閉合水準(zhǔn)路線的檢核條件為（二）附合水準(zhǔn)路線若從一水準(zhǔn)點出發(fā)，既沒有符合到另一水準(zhǔn)點，也沒有閉合到原來的水準(zhǔn)點，就稱其為支水準(zhǔn)路線。（三）支水準(zhǔn)路線從一水準(zhǔn)點BMA出發(fā)，沿各待定高程點逐站進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后附合到另一水準(zhǔn)點BMB上。附合水準(zhǔn)路線的檢核條件為若等號兩邊不相等，則閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合差fh為§2.4水準(zhǔn)測量成果計算例：從水準(zhǔn)點BMA出發(fā)，沿各待定高程點1、2、3逐站進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后附合到另一水準(zhǔn)點BMB上。各段測站數(shù)與測得高差見下圖。填表計算。1342首先：將檢查無誤的野外觀測成果（即各測段的測站數(shù)ni

和高差值hi）以及已知數(shù)據(jù)填入計算表；A123B734620+4.363+1.263-3.121+2.413+4.918第一步：高差閉合差的計算fh=+24mm第二步：高差閉合差的調(diào)整-8-5-4-7-24第三步：待定點高程的計算 根據(jù)改正后的高差hi，由起始點A開始，逐點推算出各點的高程，列入表中。 如：H1=HA+h1=58.012+4.355=62.367m

最后算得的B點的高程應(yīng)與已知的高程HB相等，否則說明計算有誤+1.256-3.126+4.894+2.409+4.35562.90661.65064.77662.36758.012各測段實測高差加改正數(shù)，得改正后的高差hi第三題圖12站7站6站5站10站+1.345+1.571-0.234-1.340-1.3781234A一、水準(zhǔn)儀的主要軸線及應(yīng)滿足的條件主要軸線：視準(zhǔn)軸CC水準(zhǔn)管軸LL

儀器豎軸VV圓水準(zhǔn)器軸

幾何關(guān)系：

圓水準(zhǔn)器軸//儀器豎軸水準(zhǔn)管軸//視準(zhǔn)軸十字絲橫絲豎軸視準(zhǔn)軸水準(zhǔn)管軸支點微傾螺旋§2.5微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正二、水準(zhǔn)儀的檢驗和校正1、圓水準(zhǔn)器的檢驗和校正目的：使圓水準(zhǔn)器軸//儀器豎軸檢驗：①用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；

②望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180度。若氣泡仍居中，滿足要求；若氣泡不居中，需進(jìn)行校正。校正：①用腳螺旋調(diào)氣泡偏離值的一半；

②用圓水準(zhǔn)器的校正螺旋再調(diào)一半。

轉(zhuǎn)動180°擰腳螺旋撥校正螺絲氣泡偏離氣泡居中氣泡向中央移動一半氣泡居中方法：整平后，用橫絲的一端對準(zhǔn)一固定點P，轉(zhuǎn)動微動螺旋，看P點是否沿著橫絲移動。2、校正方法：旋下目鏡處十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動左右2個“校正螺絲”。2十字絲的檢驗與校正1、檢驗?zāi)康模罕ＷC十字絲橫絲垂直于儀器豎軸VV。3、水準(zhǔn)管軸的檢驗與校正目的：使水準(zhǔn)管軸//視準(zhǔn)軸。檢驗：

①在平坦地面選相距80m左右A、B兩點，置水準(zhǔn)儀于中點C，用變動儀器高法（兩次高差之差≤3mm）測定兩點之間的高差h0=a1－b1；

i角—視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸之間的夾角；前后視距相等可以消除。ABiia1a1b1CΔΔ②儀器搬A點附近，測得高差h=a2－b2；

若h=h0，則水準(zhǔn)管軸//視準(zhǔn)軸；若h不等于h0，則存在i角。如圖：式中：DAB為AB兩點之間的距離

b2b2應(yīng)ABiiia1a1a2b1C2ΔΔΔ對于DS3水準(zhǔn)儀，當(dāng)時，則需校正。3、校正

①轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使（此時視準(zhǔn)軸水平，水準(zhǔn)管氣泡不居中）。②調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管校正螺絲，使符合氣泡居中。返回2134十字絲環(huán)校正螺絲十字絲環(huán)校正螺絲

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?！?.6水準(zhǔn)測量誤差的分析及消減方法1、殘余誤差

水準(zhǔn)儀經(jīng)檢驗校正后的殘余誤差，主要表現(xiàn)為水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行，雖然校正但仍然殘存的少量誤差等。這種誤差的影響與距離成正比，觀測時若保證前后視距大致相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。這就是水準(zhǔn)測量時為什么要求前后視距相等的重要原因。（消除：精確校正）儀器誤差主要是指水準(zhǔn)儀經(jīng)檢驗校正后的殘余誤差和水準(zhǔn)尺誤差兩部分?！?.6.1儀器誤差2、水準(zhǔn)尺誤差由于水準(zhǔn)尺的刻劃不準(zhǔn)確，尺長發(fā)生變化、彎曲等，會影響水準(zhǔn)測量的精度，因此水準(zhǔn)尺需經(jīng)過檢驗符合要求后，才能使用。有些尺子的底部可能存在零點差，可在一水準(zhǔn)測段中使用測站數(shù)為偶數(shù)的方法予以消除。（消除：進(jìn)行檢驗，偶數(shù)測站）1、讀數(shù)誤差（消除：視距不能過長，兩次估讀取平均，）2、視差影響：當(dāng)存在視差時，由于水準(zhǔn)尺影像與十字絲分劃板平面不重合，若眼睛觀察的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，因而會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。所以，觀測時應(yīng)注意(消除視差)。3、水準(zhǔn)管氣泡居中誤差（消除：精確居中）4、水準(zhǔn)尺傾斜誤差：水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上的讀數(shù)增大，且視線離地面越高，讀取的數(shù)據(jù)誤差就越大。

（消除：精確扶直）§2.6.2觀測誤差1、儀器下沉和尺墊下沉 在土質(zhì)較松軟的地面上進(jìn)行水準(zhǔn)測量時，易引起儀器和尺墊的下沉。（消除：打尺樁，往返求平均）§2.6.3外界條件的影響儀器下沉： 可能使觀測視線降低，造成測量高差的誤差 ，若采用“后--前--前--后”的觀測順序可減 弱其影響。儀器放在堅實地面，儀器踏實。尺墊下沉： 尺墊通常放置在轉(zhuǎn)點上，其下沉將使下一 測站的后視讀數(shù)增大，造成高程傳遞誤差， 且難以消除。因此實際測量時，轉(zhuǎn)點設(shè)在 堅實地面，尺墊踏實。3、溫度影響

溫度的變化不僅引起大氣折光的變化，而且儀器受到烈日的照射，水準(zhǔn)管氣泡將產(chǎn)生偏移，影響儀器的水平，從而產(chǎn)生氣泡居中的誤差。因此，觀測時應(yīng)注意撐傘遮陽，避免陽光直接照射。（消除：給儀器撐傘，選擇最佳觀測時間）2.風(fēng)力。（消除：選擇風(fēng)小的時間）2、地球曲率和大氣折光的影響

若使前后視距相等，地球曲率和大氣折光的影響將得到消除或大大減弱。1、何謂視差？產(chǎn)生視差的原因是什么？如何消除？2、將水準(zhǔn)儀安置在兩尺的等距離