高程控制測(cè)量最終

學(xué)習(xí)情景2：建立高程控制網(wǎng),進(jìn)行高程控制測(cè)量工作情境描述：根據(jù)施工流程，建立完平面控制網(wǎng)然后進(jìn)行高程控制網(wǎng)的建立，高程控制需按規(guī)范要求根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況選取控制點(diǎn)并利用測(cè)量?jī)x器將控制點(diǎn)高程引入到施工場(chǎng)地附近學(xué)習(xí)任務(wù)載體：高程控制建立教學(xué)內(nèi)容以商丘工學(xué)院校園為學(xué)習(xí)任務(wù)載體。學(xué)習(xí)任務(wù)查閱標(biāo)準(zhǔn)等文獻(xiàn)資料，擬定高程控制實(shí)施方案水準(zhǔn)儀的使用高程控制網(wǎng)的建立觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄、處理和分析學(xué)習(xí)目標(biāo)正確識(shí)讀工程圖紙，準(zhǔn)確從中獲取相關(guān)信息根據(jù)工程類(lèi)型制定高程控制網(wǎng)的方案，并分析實(shí)施的可行性水準(zhǔn)路線的布設(shè)、施測(cè)、計(jì)算與分析2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理高差法：

設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量是由A向B進(jìn)行的，則A點(diǎn)為后視點(diǎn)，A點(diǎn)尺上的讀數(shù)a稱(chēng)為后視讀數(shù)；B點(diǎn)為前視點(diǎn)，B點(diǎn)尺上的讀數(shù)b稱(chēng)為前視讀數(shù)。因此，高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。A B a b HA HB hAB Hi 大地水準(zhǔn)面 前進(jìn)方向 圖2-1水準(zhǔn)測(cè)量原理

2.2DS3水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)測(cè)量的工具一、水準(zhǔn)儀的構(gòu)造（一）望遠(yuǎn)鏡

望遠(yuǎn)鏡是構(gòu)成水平視線，瞄準(zhǔn)目標(biāo)并對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)的主要部件。主要有物鏡、對(duì)光透鏡、十字絲網(wǎng)和目鏡構(gòu)成。

各部作用：

物鏡成縮小倒立實(shí)像；

對(duì)光透鏡使像落在十字絲分劃板上；

十字絲對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，讀取水準(zhǔn)尺上讀數(shù)；

目鏡是使十字絲網(wǎng)目標(biāo)清晰，目鏡對(duì)光螺旋調(diào)節(jié)十字絲清晰度；

十字絲分劃板構(gòu)造：由縱絲、橫絲、中絲組成。

十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線，稱(chēng)為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。（二）水準(zhǔn)器

水準(zhǔn)器是整平儀器的裝置，有管水準(zhǔn)器（水準(zhǔn)管）和圓水準(zhǔn)器兩種。

1﹑水準(zhǔn)管

用來(lái)對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行精確整平。

2．圓水準(zhǔn)器

用來(lái)對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行粗略整平。

（三）基座

起承上啟下的作用。主要有腳螺旋、軸座、地板和三角壓板構(gòu)成。用腳螺旋，可粗平儀器。二﹑水準(zhǔn)尺

（一）雙面水準(zhǔn)尺：可用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，分黑紅兩面，黑面以零起算，倒字注記，紅面從4.687或4.787起算（零點(diǎn)差），正字注記，零點(diǎn)差為4.687和4.787的兩根水準(zhǔn)組成一對(duì)。

（二）塔尺：僅用于等外水準(zhǔn)測(cè)量中，注記有正字和倒字兩種。

三﹑尺墊

尺墊由生鐵鑄成，一般為三角形或圓形底板中央有一個(gè)突起的半球形圓頂，下有三尖腳，使用時(shí)將三尖腳伸入地下、踩實(shí)。然后將水準(zhǔn)尺立于半球形的頂部，以防水準(zhǔn)尺下沉和點(diǎn)位移動(dòng)。

2.3水準(zhǔn)儀的使用基本操作步驟為：安置儀器→粗平→調(diào)焦與照準(zhǔn)→精平與讀數(shù)。

一、安置儀器和粗平

調(diào)腳架，高度適當(dāng)，撐穩(wěn)，架頭目估大致水平（盡量使前、后視距離相等）。然后取出水準(zhǔn)儀，用連接螺旋將儀器固定在三腳架上，固定，用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，稱(chēng)為粗平。（注意：氣泡運(yùn)動(dòng)方向始終與左手大拇指指向一致）二、調(diào)焦與照準(zhǔn)

1.目鏡調(diào)焦（使十字絲成像清晰）

2.粗略照準(zhǔn)（照門(mén)和準(zhǔn)星連線對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺）

3.物鏡調(diào)焦（使水準(zhǔn)尺的像最清晰）

4.精確照準(zhǔn)（十字絲縱絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺邊緣或中央）

5.消除視差：反復(fù)仔細(xì)調(diào)節(jié)物鏡、目鏡調(diào)焦螺旋，直至尺像與十字絲分劃板平面重合。三、精平與讀數(shù)

輕動(dòng)微傾螺旋，使氣泡兩端的像重合（注意：旋轉(zhuǎn)方向與左半側(cè)氣泡投影像的移動(dòng)方向一致），立即根據(jù)中絲讀取讀數(shù)。讀至毫米，一般讀四位數(shù)。讀完后在檢查氣泡是否居中，如不居中，應(yīng)再次精平，重新讀數(shù)。

2.4水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線

（一）水準(zhǔn)點(diǎn)

水準(zhǔn)點(diǎn)是水準(zhǔn)測(cè)量中測(cè)高程的依據(jù)，用BM表示（水準(zhǔn)測(cè)量中已知高程的點(diǎn)，稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)）。

水準(zhǔn)點(diǎn)有兩種：

永久性水準(zhǔn)點(diǎn)（須做點(diǎn)之記，以便尋找使用）

臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)（二）水準(zhǔn)路線

在水準(zhǔn)測(cè)量中，為了避免觀測(cè)、記錄和計(jì)算中發(fā)生人為誤差，并保證測(cè)量成果達(dá)到一定的精度要求，必須布設(shè)某種形式的水準(zhǔn)路線，利用一定的條件來(lái)檢驗(yàn)所測(cè)成果的正確性。一般有以下三種形式：

1.閉合水準(zhǔn)路線：檢驗(yàn)條件∑h理=0

2.附合水準(zhǔn)路線：檢驗(yàn)條件∑h理=HB-HA

3.支水準(zhǔn)路線：檢驗(yàn)條件∑h往理=∑h返理三、水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站檢驗(yàn)方法：

目的：防止在測(cè)站上出現(xiàn)問(wèn)題，過(guò)程控制

依據(jù)：“邊工作邊校核”

方法：1.雙面尺法（△h≤5mm）

2.雙儀器高法（△h≤5mm）設(shè)變儀高約10cm

3.雙儀回法（△h≤5mm）

如兩次測(cè)的高差之差超過(guò)5mm，需重測(cè)。

四、水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算

成果計(jì)算時(shí)，要先檢查野外觀測(cè)手薄，計(jì)算各點(diǎn)間高差，經(jīng)檢核無(wú)誤，計(jì)算高差閉合差。若符合精度要求，調(diào)整閉合差，最后求出各點(diǎn)的高程。

（一）、水準(zhǔn)測(cè)量精度要求：

fh容=±40（mm）平地

fh容=±12（mm）山地

其中：L—km，水準(zhǔn)路線長(zhǎng)n—測(cè)站數(shù)

∑n／∑L>16站時(shí)，用山地公式。

如設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程性質(zhì)有具體要求，應(yīng)按精度要求施測(cè)。2.4三、四等水準(zhǔn)測(cè)量

1.主要服務(wù)方面2.施測(cè)方法和要求(1)使用DS3水準(zhǔn)儀，紅黑雙面水準(zhǔn)尺施測(cè)(2)觀測(cè)程序?yàn)椋汉?黑)前(黑)前(紅)后(紅)(3)限差要求(三、四等水準(zhǔn)測(cè)量限差)紅黑雙面水準(zhǔn)尺一對(duì)雙面水準(zhǔn)尺，紅面起點(diǎn)一根為4.687m，另一根為4.787m。(1)(2)(9)(11)(4)(5)(10)(12)后前后-前后01前02后-前后02前01后-前(3)(6)(15)(8)(7)(16)(14)(13)(17)1.5871.2131.4000.7550.3790.5675.2556.18737.437.6-0.2-0.2-10+0.833+0.932+1+0.83252.1111.7371.9242.1861.8111.9986.7866.61137.437.5-0.1-0.3-10-0.074-0.175+1-0.0745A~轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)1~轉(zhuǎn)2三、四等水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)手簿①

視距部分：后視距離(9)＝(1)－(2)前視距離(10)＝(4)－(5)前、后視距差(11)＝(9)－(10)前、后視距累積差(12)＝本站(11)十前站(12)②高差部分：黑面所測(cè)高差(15)＝(3)－(6)紅面所測(cè)高差(16)＝(8)－(7)前視尺黑紅面讀數(shù)差(13)＝(6)+K1－(7)后視尺黑紅面讀數(shù)差(14)＝(3)+K2－(8)后尺與前尺讀數(shù)差之差(17)=(14)－(13)應(yīng)等于黑紅面所測(cè)高差之差，即(17)＝(15)－(16)±0.1測(cè)站的計(jì)算與檢核(1)計(jì)算檢核(2)測(cè)站檢核：黑、紅面高差之差的計(jì)算(3)路線檢核：水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算3.水準(zhǔn)測(cè)量的檢核2.5．三角高程測(cè)量原理三角高程測(cè)量是根據(jù)兩點(diǎn)間的水平距離和垂直角，計(jì)算兩點(diǎn)間的高差。ABivDhAB大地水準(zhǔn)面HAHBA、B兩點(diǎn)間的高差hAB為：B點(diǎn)的高程HB為：2．三角高程測(cè)量的對(duì)向觀測(cè)

三角高程測(cè)量一般應(yīng)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，亦稱(chēng)直、反覘觀測(cè)。

三角高程測(cè)量對(duì)向觀測(cè)，所求得的高差較差不應(yīng)大于0.4D（m），其中D為水平距離，以km為單位。若符合要求，取兩次高差的平均值作為最終高差。3．三角高程測(cè)量的施測(cè)

（1）將安置經(jīng)緯儀在測(cè)站A上，量?jī)x器高i和覘標(biāo)高v。

（2）用十字絲的中絲瞄準(zhǔn)B點(diǎn)覘標(biāo)頂端，盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)，讀取豎直度盤(pán)讀數(shù)L和R，計(jì)算出垂直角α。

（3）將經(jīng)緯儀搬至B點(diǎn)，同法對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。4．三角高程測(cè)量的計(jì)算BA5．三角高程測(cè)量的精度等級(jí)

（1）用測(cè)距儀或全站儀測(cè)定A、B兩點(diǎn)間的水平距離（或斜距），稱(chēng)為光電測(cè)距三角高程，其精度可達(dá)到四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求。

（2）用鋼尺測(cè)定A、B兩點(diǎn)間的水平距離，稱(chēng)為經(jīng)緯儀三角高程，其精度一般只能滿足圖根高程的精度要求。6．三角高程控制測(cè)量

用三角高程測(cè)量方法測(cè)定平面控制點(diǎn)的高程時(shí)，可組成閉合或附合的三角高程路線。

用對(duì)向觀測(cè)所得高差平均值，計(jì)算閉合或附合路線的高差閉合差的容許值為：式中

D——各邊的水平距離，km。

當(dāng)Wh不超過(guò)Whp時(shí)，按與邊長(zhǎng)成正比原則，將Wh反符號(hào)分配到個(gè)高差之中，然后用改正后的高差，從起算點(diǎn)推算各點(diǎn)高程。返回2.6地球曲率和大氣折光對(duì)高差的影響

設(shè)地球曲率影響的改正，稱(chēng)球差改正c，其值從第1章可知：

式中R為地球曲率半徑，D為兩點(diǎn)間水平距。由于大氣折光造成瞄準(zhǔn)目標(biāo)光線為曲線，從圖中可看出：球差改正與氣差改正后在一起稱(chēng)為兩差改正f式中K為大氣垂直折光系數(shù)，它隨氣溫、氣壓、日照、地面情況而改變，一般取平均值K=0.14。

大氣折光影響的改正，稱(chēng)為氣差改正γ，γ恒為負(fù)值。氣差改正的公式為兩點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)時(shí)，三角高程測(cè)量計(jì)算公式為：

三角高程測(cè)量一般采用往返觀測(cè)，又稱(chēng)對(duì)向觀測(cè)，取往返平均值可以消除兩差的影響。因?yàn)橛?站觀測(cè)2點(diǎn)：h12=Dtanα1+i1-v2+f由2站觀測(cè)1點(diǎn)：h21=Dtanα2+i2-v

1+f

從上面公式看出兩差f自動(dòng)消除了。

返往返取平均得：2.7附合水準(zhǔn)路線測(cè)量（案例教學(xué)）附合水準(zhǔn)路線的計(jì)算下圖是一附合水準(zhǔn)路線等外水準(zhǔn)測(cè)量示意圖，A、B為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，1、2、3為待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，h1、h2、h3和h4為各測(cè)段觀測(cè)高差，n1、n2、n3和n4為各測(cè)段測(cè)站數(shù)，L1、L2、L3和L4為各測(cè)段長(zhǎng)度?，F(xiàn)已知HA＝65.376m，HB＝68.623m，各測(cè)段站數(shù)、長(zhǎng)度及高差均注于圖中。h1＝＋1.575m h2＝＋2.036m h3＝－1.742m h4＝＋1.446m n1＝8L1＝1.0km n2＝12L2＝1.2km n3＝14L3＝1.4km n4＝16L4＝2.2km BMA

1 2 3 BMB

圖

附合水準(zhǔn)路線示意圖

1．填寫(xiě)觀測(cè)數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)2．計(jì)算高差閉合差根據(jù)附合水準(zhǔn)路線的測(cè)站數(shù)及路線長(zhǎng)度計(jì)算每公里測(cè)站數(shù)

（站/km）＜16（站/km）故高差閉合差容許值采用平地公式計(jì)算。等外水準(zhǔn)測(cè)量平地高差閉合差容許值Whp的計(jì)算公式為：因|fh|<|fhp|，說(shuō)明觀測(cè)成果精度符合要求，可對(duì)高差閉合差進(jìn)行調(diào)整。如果|fh|＞|fhp|，說(shuō)明觀測(cè)成果不符合要求，必須重新測(cè)量。3．調(diào)整高差閉合差高差閉合差調(diào)整的原則和方法，是按與測(cè)站數(shù)或測(cè)段長(zhǎng)度成正比例的原則，將高差閉合差反號(hào)分配到各相應(yīng)測(cè)段的高差上，得改正后高差，即或式中vi——第i測(cè)段的高差改正數(shù)（mm）；