第二章水準(zhǔn)測(cè)量

第二章水準(zhǔn)測(cè)量高程測(cè)量:測(cè)量地面點(diǎn)高程的測(cè)量工作。方法有：1、水準(zhǔn)測(cè)量

2、三角高程測(cè)量

3、氣壓高程測(cè)量

4、GPS高程測(cè)量高程系

為了確定地面點(diǎn)的空間位置除了要確定其在基準(zhǔn)面上的投影位置外，還應(yīng)確定其沿投影方向到基準(zhǔn)面的距離，即確定點(diǎn)的高低位置。

1、我國(guó)的高程系統(tǒng)：1956年黃海高程系（1950～1956年觀測(cè)資料建立了國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)即青島原點(diǎn)，其高程為72.289m）1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)（1952～1979年觀測(cè)資料建立了國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)即青島原點(diǎn)的高程為72.260m）水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，借助于帶有分劃的水準(zhǔn)尺，直接測(cè)定地面上兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)已知點(diǎn)高程和測(cè)得的高差，推算出未知點(diǎn)高程。ABabhAB前進(jìn)方向大地水準(zhǔn)面HA（已知）HB=？后視前視第一節(jié)水準(zhǔn)測(cè)量原理A、B兩點(diǎn)間高差hAB為：A點(diǎn)為后視點(diǎn)，A點(diǎn)尺上的讀數(shù)a稱為后視讀數(shù)；B點(diǎn)為前視點(diǎn)，B點(diǎn)尺上的讀數(shù)b稱為前視讀數(shù)。高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。ABabhAB前進(jìn)方向大地水準(zhǔn)面HA（已知）HB=？后視前視hABABab前進(jìn)方向大地水準(zhǔn)面HAHBHB視線高度計(jì)算未知點(diǎn)的高程高差法視線高法∑hAB大地水準(zhǔn)面HB=?ＨA連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量hAB=∑h=h1+h2

+…

=(a1

－b1)+(a2

－b2)+…=∑a－∑b水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀普通水準(zhǔn)儀DS05DS1DS3DS10≤0.5mm≤1mm≤3mm≤10mm國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量及地震監(jiān)測(cè)國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量及其他精密水準(zhǔn)測(cè)量國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量及一般工程水準(zhǔn)測(cè)量一般工程水準(zhǔn)測(cè)量第二節(jié)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及工具水準(zhǔn)儀

1、微傾式水準(zhǔn)儀目鏡微傾螺旋物鏡調(diào)焦螺旋物鏡水平微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)螺旋腳螺旋準(zhǔn)星水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡物鏡目鏡十字絲水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器基座腳螺旋底板軸座2、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀只需粗略整平即可獲得水平視線讀數(shù)的儀器。無(wú)水準(zhǔn)管和微傾螺旋，而是在望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)中裝置了補(bǔ)償器。補(bǔ)償范圍一般為±8′～±12′，最大可達(dá)±15′3、電子水準(zhǔn)儀

又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀，是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，將原有的由人眼觀測(cè)讀數(shù)變?yōu)橛晒怆娫O(shè)備自行探測(cè)視線水平時(shí)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)?？勺詣?dòng)記錄存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，若將觀測(cè)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，可實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量工作自動(dòng)化和流水線作業(yè)。水準(zhǔn)尺和尺墊1、雙面水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺的雙面均有刻劃，一面為黑白相間，稱為黑面尺（也稱主尺）；另一面為紅白相間，稱為紅面尺（也稱輔尺）。多用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量尺常數(shù)：4687、47872、塔尺：幾節(jié)套接在一起，長(zhǎng)度有2m，3m、5m。用于普通水準(zhǔn)測(cè)量立尺點(diǎn)尺墊是由生鐵鑄成。一般為三角形板座，其下方有三個(gè)腳，可以踏入土中。尺墊上方有一突起的半球體.水準(zhǔn)尺立于半球頂面。第三節(jié)水準(zhǔn)儀的使用一、微傾式水準(zhǔn)儀的基本操作程序包括：安置儀器：安置三腳架和水準(zhǔn)儀；粗略整平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；瞄準(zhǔn)目標(biāo)：消除視差，粗瞄和精瞄；精確整平：使水準(zhǔn)管氣泡居中；讀數(shù)：用中絲讀數(shù)；安置儀器在測(cè)站上松開(kāi)三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調(diào)整架腿長(zhǎng)度，再擰緊固定螺旋，張開(kāi)三腳架將架腿踩實(shí)，并使三腳架架頭大致水平。從儀器箱中取出水準(zhǔn)儀，用連接螺旋將水準(zhǔn)儀固定在三腳架架頭上。粗平使圓水準(zhǔn)器氣泡居中b312c312

a13

2氣泡移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。缺口準(zhǔn)星水平微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)螺旋對(duì)光螺旋消除視差瞄準(zhǔn)目標(biāo)目鏡對(duì)光--粗瞄—物鏡對(duì)光--精瞄--消除視差精確整平

觀察窗口符合水準(zhǔn)器的氣泡完全重合時(shí)，水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸才精確水平1213111.271m0.689m讀數(shù)用中橫絲讀數(shù)二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用：安置儀器---粗略整平---瞄準(zhǔn)目標(biāo)---讀數(shù)第四節(jié)水準(zhǔn)測(cè)量的方法一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線1、水準(zhǔn)點(diǎn)：用水準(zhǔn)測(cè)量的方法確定的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)。用○表示，記為BM，(BenchMark)。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)兩種。國(guó)家等級(jí)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH23＝56.437mH24＝58.392mH25＝53.168m水準(zhǔn)點(diǎn)“點(diǎn)之記”永久性水準(zhǔn)點(diǎn)臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)2、水準(zhǔn)路線：水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)所經(jīng)過(guò)的路線。水準(zhǔn)路線上相鄰兩水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線稱一個(gè)測(cè)段。一般工程測(cè)量中，水準(zhǔn)路線布設(shè)形式有：1）、附合水準(zhǔn)路線從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM1出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、…進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM2所構(gòu)成的水準(zhǔn)路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。BM1BM22）、閉合水準(zhǔn)路線從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM1出發(fā)，沿各待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原出發(fā)點(diǎn)BM1的環(huán)形路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。BM13）支水準(zhǔn)路線從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM0出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1，2進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，這種既不閉合又不附合的水準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線要進(jìn)行往返測(cè)量，以資檢核。BM0二、水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施

1、當(dāng)兩點(diǎn)距離比較近時(shí)設(shè)一個(gè)測(cè)站測(cè)量ABabhAB前進(jìn)方向大地水準(zhǔn)面HAHBHB∑hAB大地水準(zhǔn)面HB=?ＨA2、當(dāng)兩點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)分段設(shè)站測(cè)量即連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量hAB=∑h=h1+h2

+…

=(a1

－b1)+(a2

－b2)+…=∑a－∑b

具體步驟：立尺---安置儀器---瞄準(zhǔn)后視尺---瞄準(zhǔn)前視尺---遷站---順序觀測(cè)、記錄已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMA的高程HA＝132.815m，現(xiàn)欲測(cè)定B點(diǎn)的高程HB，由于A、B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，需分段設(shè)站進(jìn)行測(cè)量，具體施測(cè)步驟如下。HAHBhAB大地水準(zhǔn)面AB水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)的實(shí)施舉例AHABHBhAB大地水準(zhǔn)面TP1Ⅰh1后視點(diǎn)前視點(diǎn)進(jìn)行方向1.1451.890測(cè)站測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)/m高差/m高程/m備注后視讀數(shù)前視讀數(shù)+-132.815已知1BMATP11.8901.1450.745133.56水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)的實(shí)施AHABHBhAB大地水準(zhǔn)面TP11h1后視點(diǎn)前視點(diǎn)進(jìn)行方向2水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)的實(shí)施舉例AHABHBhAB大地水準(zhǔn)面TP11h1后視點(diǎn)前視點(diǎn)進(jìn)行方向1.41322.515測(cè)站測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)/m高差/m高程/m備注后視讀數(shù)前視讀數(shù)+-1BMA1.8900.745132.815已知TP11.145133.562TP12.5151.102134.662TP21.413水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿測(cè)站點(diǎn)號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)（m）高差高程(m)備注后視前視＋－1BM.A1.8900.745132.815TP.11.1452TP.12.5151.102TP.21.4133TP.22.0010.850TP.31.1514TP.31.5120.602TP.42.1135TP.41.3170.906B2.224134.004計(jì)算檢核a－b＝＋1.189h＝＋1.189132.815+1.189=134.004水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)的實(shí)施舉例校核∑a=∑b=∑a

－∑b

=∑h=

高程高差前視讀數(shù)后視讀數(shù)測(cè)點(diǎn)測(cè)站BM1TP111BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.828－0.0663.3252.814+0.511+0.5113、水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)注意事項(xiàng)：架儀器要注意前后視距大致相等；儀器不能架在路中央；尺墊只在轉(zhuǎn)點(diǎn)處使用；讀數(shù)前要精平；后視完畢轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀數(shù)，（但切記不能動(dòng)腳螺旋）；視線要小于100米。課間實(shí)訓(xùn)時(shí)要求大家視距控制在30～40米之間。4、水準(zhǔn)測(cè)量檢核⑴計(jì)算檢核：∑h=∑a-∑b=HB-HA⑵測(cè)站檢核：為防止讀數(shù)錯(cuò)誤，保證每站測(cè)量的正確性，應(yīng)進(jìn)行測(cè)站檢核：雙儀高法：是在一個(gè)測(cè)站上用不同的儀器高度測(cè)兩次高差，兩次高差的差值應(yīng)在允許范圍內(nèi)（兩次高差之差≤3～5mm），否則重測(cè)等外水準(zhǔn)一般采用雙儀高法進(jìn)行觀測(cè)，其觀測(cè)步驟如下：①安置儀器，照準(zhǔn)后視尺，讀取下、中、上絲讀數(shù)。②照準(zhǔn)前視尺，讀取下、中、上絲讀數(shù)。③變更儀器高至少10cm，重新安置儀器。④照準(zhǔn)前視尺，讀取中絲讀數(shù)⑤照準(zhǔn)后視尺，讀取中絲讀數(shù)雙面尺法：是在儀器高度不變的前提下，用水準(zhǔn)尺的紅、黑面分別進(jìn)行兩次高差測(cè)量，兩次高差的差值應(yīng)在允許范圍內(nèi)（兩次高差之差≤3～5mm），否則重測(cè)⑶路線檢核：把已知高程點(diǎn)和待測(cè)點(diǎn)布設(shè)成不同形式的水準(zhǔn)路線，水準(zhǔn)路線觀測(cè)高差和理論高差的差值(稱高差閉合差）應(yīng)在允許范圍內(nèi)。對(duì)于閉合水準(zhǔn)路線，有：對(duì)于附合水準(zhǔn)路線，有：對(duì)于支水準(zhǔn)路線，有：第五節(jié)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)的計(jì)算水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)的計(jì)算步驟一、已知數(shù)據(jù)和觀測(cè)數(shù)據(jù)填表二、計(jì)算高差閉合差公式：對(duì)于閉合水準(zhǔn)路線，有：對(duì)于附合水準(zhǔn)路線，有：對(duì)于支水準(zhǔn)路線，有：三、計(jì)算高差閉合差的容許值對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量：式中，fh容——高差閉合差限差，單位：mm；

L——水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，單位：km

；

n——測(cè)站數(shù)。四、高差閉合差的分配和高程計(jì)算1、對(duì)閉合、附合水準(zhǔn)路線，其高差閉合差分配是將閉合差反號(hào)按與水準(zhǔn)路線的距離（或測(cè)站數(shù)）成正比分配到各段高差中。2、對(duì)支水準(zhǔn)路線，只需把各段往測(cè)和返測(cè)高差的絕對(duì)值取其平均值，并按往測(cè)方向取高差的符號(hào)即可。即：hi=0.5（∣h往∣＋∣h返∣）高差閉合差分配并檢核正確后，就可根據(jù)已知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程和改正后的各段高差，逐一推算各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算舉例下圖是一附合水準(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)，HA＝6.543m，HB＝9.578m，1、2、3為待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)。h1＝＋1.331mh2＝＋1.813mh3＝－1.424mh4＝＋1.340mL1＝0.60kmL＝2.0kmL＝1.6kmL4＝2.05km13BMBBMA2水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)的計(jì)算原始數(shù)據(jù)填表點(diǎn)號(hào)路線長(zhǎng)度觀測(cè)高差高差改正數(shù)改正后高差高程備注L/kmhi/mvhi/mHi’/mH/mBMA0.60+1.3316.543已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BMB9.578已知6.25+3.060計(jì)算檢核水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)的計(jì)算高差閉合差的計(jì)算：高差閉合差的計(jì)算和調(diào)整計(jì)算各點(diǎn)改正后的高差計(jì)算各點(diǎn)改正后的高程水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)的計(jì)算輔助計(jì)算填表點(diǎn)號(hào)路線長(zhǎng)度觀測(cè)高差高差改正數(shù)改正后高差高程備注L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知12.00+1.81321.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知6.25+3.060計(jì)算檢核水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算高差改正數(shù)計(jì)算填表點(diǎn)號(hào)路線長(zhǎng)度觀測(cè)高差高差改正數(shù)改正后高差高程備注L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知12.00+1.81321.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知6.25+3.060計(jì)算檢核-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025返回水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算高差改正數(shù)計(jì)算填表點(diǎn)號(hào)路線長(zhǎng)度觀測(cè)高差高差改正數(shù)改正后高差高程備注L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知12.00+1.81321.60-1.42432.05+1.340BM