第2章-水準(zhǔn)測(cè)量課件

第二章 水準(zhǔn)測(cè)量§2-1§2-2§2-3§2-4§2-5§2-6§2-7

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1水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量儀器和工具水準(zhǔn)測(cè)量基本方法

精度要求及內(nèi)業(yè)計(jì)算水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析地球曲率和大氣折光影響的消除

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2§2.1

水準(zhǔn)測(cè)量原理一、高程測(cè)量及原理高程測(cè)量(height

leveling)測(cè)定地面點(diǎn)高程的工作。測(cè)定待測(cè)點(diǎn)和已知點(diǎn)間的高差。根據(jù)已知點(diǎn)高程，計(jì)算出另一點(diǎn)的高程。高程測(cè)量常用方法水準(zhǔn)測(cè)量(leveling)三角高程測(cè)量(trigonometric

leveling)氣壓高程測(cè)量(air

pressure

leveling)GPS高程測(cè)量(GPS

leveling)3．水準(zhǔn)測(cè)量原理利用水準(zhǔn)儀

(

level

)

所

提供的水平視線

(

horizontal sight

)

，并借助水準(zhǔn)尺(

level

staff

)

測(cè)定地面上待測(cè)點(diǎn)與已知高程點(diǎn)的高差，再由已知點(diǎn)高程和所測(cè)得的高差計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)的高程。023/10/1

2

3abh

=

a-bHB

=

HA

+

hgeoid二、高程計(jì)算公式1．計(jì)算公式：

hAB＝后視讀數(shù)－前視讀數(shù)＝a－bHB＝HA＋hAB（2－1）（2－2）2．視線高程法計(jì)算公式：HB＝（HA＋a）－b＝Hi－bHi

稱為視線高程(elevation

ofsight)Hi＝HA＋a（2－3a）（2－3b）2023/10/1

43．視線高程應(yīng)用當(dāng)假設(shè)一次水準(zhǔn)儀，依次觀測(cè)多個(gè)前視點(diǎn)B1、B2、…Bn時(shí)，采用視線高程Hi計(jì)算就非常方便。Hi＝HA＋aHB1＝Hi－b1HB2＝Hi－b2……HBn＝Hi－bn

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54．轉(zhuǎn)點(diǎn)(Turning

Point)傳遞高程的臨時(shí)立尺點(diǎn)。記為TPi…

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6§2.2

測(cè)量儀器和工具一、水準(zhǔn)測(cè)量的主要儀器和工具水準(zhǔn)儀(level)水準(zhǔn)尺(level

staff)三腳架(tripod)尺 墊

(staff

plate)2023/10/1

71.

水準(zhǔn)儀（

Pentax自動(dòng)安平系列）

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8水準(zhǔn)儀的保管及標(biāo)準(zhǔn)配件

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92.水準(zhǔn)尺和尺墊2023/10/110二、 圓水準(zhǔn)器與讀數(shù)窗口1.

圓水準(zhǔn)器(circular

bubble)2.目鏡讀數(shù)窗口2023/10/111上絲中絲下絲豎絲

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12三、水準(zhǔn)儀的操作步驟安置粗平瞄準(zhǔn)讀數(shù)步驟（1）：安置

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13步驟（2）：粗平

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14步驟（3）：瞄準(zhǔn)步驟（4）：讀數(shù)

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16§2.3

水準(zhǔn)測(cè)量基本方法一、水準(zhǔn)點(diǎn)簡介水準(zhǔn)點(diǎn)（Bench

Mark，記為BMi）用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)等級(jí)精密水準(zhǔn)測(cè)量(preciseleveling)：一等、二等普通水準(zhǔn)測(cè)量(general

leveling)：三等、四等圖根水準(zhǔn)測(cè)量(mapping

leveling)：等外/圖根3．水準(zhǔn)路線(leveling

line)HB

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17附合水準(zhǔn)路線(annexed

leveling

line)閉合水準(zhǔn)路線(closed

leveling

line)支水準(zhǔn)路線(spur

leveling

line)HAHAHA（1）附合水準(zhǔn)路線(annexed

leveling

line)從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿各高程待定點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一個(gè)已知的水準(zhǔn)點(diǎn)。特點(diǎn)：兩個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)間實(shí)測(cè)高差與其理論高差應(yīng)相等，即：閉合差(closing

error)fh＝0。

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18（2）閉合水準(zhǔn)路線(closed

leveling

line)從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿各高程待定點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后仍回到原水準(zhǔn)點(diǎn)。特點(diǎn)：實(shí)測(cè)高差之和應(yīng)為0，即：fh＝0

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19（3）支水準(zhǔn)路線(spur

leveling

line)從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿各高程待定點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。支水準(zhǔn)路線應(yīng)進(jìn)行往返測(cè)量。特點(diǎn)：往測(cè)高差總和與返測(cè)高差總和應(yīng)大小相等，符號(hào)相反，即：fh

=

0

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21二、水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)工作圖根水準(zhǔn)測(cè)量(Mapping

Leveling)常應(yīng)用于建筑工程中水準(zhǔn)測(cè)量的一般方法兩次儀器高法雙尺面法

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22（1）兩次儀器高法要點(diǎn)：

a）同一測(cè)站兩次不同儀器高度的水平視線（改變高度應(yīng)在10cm以上）；b）理論上，兩次測(cè)量的高差應(yīng)相等。對(duì)于圖根水準(zhǔn)測(cè)量，高差的絕對(duì)值≤5mm，否則需要重測(cè)。（2）雙面尺法要點(diǎn)：

a）無需改變儀器高度。只是讀取水準(zhǔn)尺的紅、黑尺面讀數(shù)。理論上，兩次測(cè)量的高差應(yīng)相等。為了加快測(cè)量速度，常采用“后－后－前－前”（黑－紅－黑－紅）讀尺順序。黑尺面的起算點(diǎn)均為0，紅尺面的起算點(diǎn)則為4.687和4.787。因此，應(yīng)先將紅尺面計(jì)算出的高差±100mm后才能與黑尺面的高差進(jìn)行平均。

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24（1）數(shù)字修約將測(cè)量數(shù)據(jù)有效位數(shù)舍去的過程。目前比較科學(xué)的方法是按照“四舍六入五成雙”規(guī)則進(jìn)行。（2）“四舍六入五成雙”規(guī)則a）有效位數(shù)的后一位≤4b）有效位數(shù)的后一位≥6c）有效位數(shù)的后一位

=

5時(shí)：i）5后面還有數(shù)字

進(jìn)一舍去

1.3423

≈1.342進(jìn)一

1.6248

≈1.6252.36251≈2.3634.28153≈4.2825后面沒有數(shù)字，最后一位保留數(shù)字為偶數(shù)，則舍去

3.2385≈3.238，1.5425≈1.5425后面沒有數(shù)字，最后一位保留數(shù)字為奇數(shù)，則進(jìn)一

3.2375≈3.238，1.5455≈1.546【補(bǔ)充知識(shí)】數(shù)字修約規(guī)則：四舍六入五成雙三、數(shù)據(jù)記錄及初步計(jì)算【例題1】兩次儀器高法

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25【例題2】雙面尺法

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26§2.4

精度要求及內(nèi)業(yè)計(jì)算一、主要技術(shù)要求依據(jù)：工程測(cè)量規(guī)范（GB

50026-2007）2023/10/127

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28二、水準(zhǔn)測(cè)量校核校核項(xiàng)目操作方法主要作用局限性計(jì)算校核表格數(shù)據(jù)平衡計(jì)算檢查計(jì)算錯(cuò)誤不能檢查原始記錄是否有錯(cuò)測(cè)站校核*兩次儀器高法*雙面尺法檢查測(cè)站數(shù)據(jù)只能證明各測(cè)站讀數(shù)正確成果校核計(jì)算閉合差fh綜合檢查成果――

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29水準(zhǔn)路線閉合差fh容許閉合差[fh]閉合水準(zhǔn)路線fh＝∑h測(cè)[fh]＝±12

mm[fh]＝±40

mm附合水準(zhǔn)路線fh＝∑h測(cè)－h(huán)理（h理＝H終－H始）支水準(zhǔn)路線fh＝∑h往＋∑h返三、內(nèi)業(yè)成果校核及改正1.閉合差校核2.閉合差調(diào)整（a）知道每測(cè)段的測(cè)站數(shù)ni（b）知道每測(cè)段的距離Li

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30四、例

題【例題4】附合水準(zhǔn)路線

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31注意：

（1）最終結(jié)果里，改正數(shù)V一定等于閉合差fh；（2）如果改正數(shù)V不能整數(shù)分配（mm為單位）到各測(cè)段，一般情況將余數(shù)分配到測(cè)站最多（或者水平距離最長）的測(cè)段。

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322023/10/133∑fh

=∑h測(cè)=3.708+2.456-1.947-2.980-1.195=

0.042[?h]

=±12

=±12

=±76mm；

v=-?h/n=-42/40=-1.05mm-83.700-62.450-11-1.958-5-2.985-12-1.20740+0.042-42052.37254.82252.86449.87948.672【例題5】 閉合水準(zhǔn)路線§2.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)一、水準(zhǔn)儀的軸線與關(guān)系1.水準(zhǔn)儀的主要軸線視準(zhǔn)軸

CC水準(zhǔn)管軸儀器豎軸LLVVL'L'圓水準(zhǔn)器軸十字絲橫絲注：自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀沒有軸線LL。

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342.水準(zhǔn)儀軸線之間的關(guān)系水準(zhǔn)管軸//視準(zhǔn)軸圓水準(zhǔn)器軸

//

豎軸十字絲中絲 豎軸LL

//

CCL'L'

//

VV

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353.水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)（1）圓水準(zhǔn)器軸與儀器豎軸平行的檢驗(yàn)

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36（2）十字絲橫絲與儀器豎軸垂直的檢驗(yàn)

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37（3）水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行的檢驗(yàn)（自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀不需此項(xiàng)）

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38§2.6

水準(zhǔn)測(cè)量誤差1.儀器誤差水準(zhǔn)儀校正的殘余誤差（i角≠0）前、后視距相等，可消除或者減弱i角誤差的影響。（|i角|≤±20″時(shí)，可以不校正儀器）水準(zhǔn)尺誤差采用符合技術(shù)要求的水準(zhǔn)尺2023/10/1392.觀測(cè)誤差讀數(shù)誤差水準(zhǔn)尺（前后）傾斜視差2023/10/1403.外界環(huán)境的影響儀器下沉和尺墊下沉的誤差地球曲率的影響大氣折光的影響溫度變化的影響2023/10/141§2.7地球曲率和大氣折光影響的消除一、地球曲率的影響及消除1.地球曲率的影響2.消除方法前、后視距相等！2023/10/142

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43二、大氣折光的影響及消除大氣折光的影響在陽光直射下，地面溫度較高，靠近地面的空氣溫度也較高，其密度較上層為稀薄。水準(zhǔn)儀的水平視線離地面越近，光線的折射就越大。消除方法視線離地面的距離不小于0.2m；選擇大氣狀況比較穩(wěn)定的時(shí)段觀測(cè)。

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44【課外思考題】（1）

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