工程測量第2章水準儀

第二章水準丈量1高程丈量概述2水準丈量原理3水準儀及其運用4水準丈量方法5水準儀的檢查和校正6水準丈量誤差分析1高程丈量概述1〕高程丈量－測定地面點高程的任務2〕高程丈量的方法主要方法：水準丈量——用水準儀進展高程丈量的任務。其它方法：三角高程丈量、GPS測高3〕高程系統(tǒng)：黃海高程系高程基準：1985國家高程基準4〕水準丈量等級一等：國家高程控制、科研〔地殼形變、地面沉降、精細丈量〕二等：城市高程控制、地面沉降、精細工程丈量三、四等：小地域高程控制、圖根水準、普通工程丈量ABhAB大地水準面HA〔知〕HB=？ab2水準丈量的原理hAB=a－bHB=HA+hAB利用能提供程度視野的儀器，測定地面點間的高差，從而推算高程的一種方法。根本原理中間法水準丈量∑hAB大地水準面HB=?ＨA延續(xù)中間水準丈量hAB=∑h=h1+h2+…=(a1－b1)+(a2－b2)+…=∑a－∑b兩點間間隔較長或高差較大時，在兩點間設假設干轉(zhuǎn)點，分段丈量高差，取各分段高差的總和。3水準儀及其運用〔一〕水準儀定義：為水準丈量提供程度視野的儀器。分類：水準氣泡式、自動安平式光學式、電子式構(gòu)造：望遠鏡、水準器、支架、基座等級：精細－DS05、DS1普通－DS3、DS10〔精度：一公里往返測高差中數(shù)中誤差mm〕DS3水準儀〔適用于三等及三等以下的水準丈量〕目鏡微傾螺旋物鏡調(diào)焦螺旋物鏡程度微動螺旋程度制動螺旋腳螺旋準星水準儀構(gòu)造物鏡：目的成像目鏡：把十字絲和目的像放大調(diào)焦鏡：使遠近不同的目的均成像于十字絲面上十字絲：橫絲、豎絲〔上絲、中絲、下絲〕縱軸----支架的旋轉(zhuǎn)軸，又稱為豎軸。視準軸----十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。丈量望遠鏡下絲豎絲上絲橫絲假設目的象沒有落在十字絲面上，那么當觀測員的眼睛上下左右挪動時，會感到目的像與十字絲之間有相對錯動，這種景象稱為視差。視差緣由：望遠鏡內(nèi)目的像與十字絲分劃板未重合。消除視差的步驟：目鏡調(diào)焦，使十字絲最明晰；物鏡調(diào)焦，使目的像最明晰，直至無視差。用以指示視野程度或豎軸能否豎直的安裝，分圓形和管形兩種。水準器圓水準器－圓柱形玻璃盒，上面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)外表是圓球形，經(jīng)過同心圓圓心的球面法線成為圓水準軸?！皻馀菥又楔暭磮A水準軸處于鉛垂位置?！察`敏度8/2mm，用于儀器粗平〕水準管－玻璃圓管，其縱剖面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形?？虅澗€對稱中點處的切線成為水準管軸?！皻馀菥又楔暭此疁使茌S程度?！察`敏度20/2mm用于儀器精平〕圓水準器圓水準器水準管軸水準管水準管軸靈敏度----相鄰分劃線間的弧所對的圓心角。察看窗符合棱鏡系統(tǒng)〔二〕水準尺和尺墊直尺：雙面(黑、紅)水準尺，尺常數(shù)4.687m、4.787m，用于三等以下水準道路丈量。塔尺：可伸縮，伸足為3米、5米，用于普通工程丈量。折尺：可對折水準尺尺墊－轉(zhuǎn)點立尺用〔鑄鐵、三個腳、突起半球〕1〕安頓：安頓三腳架和水準儀2〕粗平：使圓水準器氣泡居中3〕瞄準：調(diào)理目鏡、粗瞄、精瞄4〕精平：使長水準管氣泡居中5〕讀數(shù)：用中絲讀數(shù)〔三〕水準儀的運用安頓粗平左手大拇指規(guī)那么：氣泡挪動方向與左手大拇指轉(zhuǎn)動腳螺旋時的方向一樣。缺口準星程度微動螺旋程度制動螺旋調(diào)焦螺旋目鏡調(diào)理螺旋照準微傾螺旋精平121.2720.712讀數(shù)

6.2521.5336.2521.533〔四〕自動安平水準儀〔無水準管和微傾螺旋〕DSZ2Koni007〔五〕水準儀認識與實習實驗目的1〕了解DS3型水準儀的根本構(gòu)造，認清主要部件的稱號、性能和作用。2〕練習水準儀的正確安頓、照準和讀數(shù)。方法和步驟：1〕安頓儀器2〕認識儀器部件3〕粗略整平4〕水準儀操作5〕觀測練習4水準丈量方法根本概念水準點〔永久性、暫時性〕4水準丈量方法根本概念測站、轉(zhuǎn)點水準道路、測段4水準丈量方法〔一〕水準道路布設BM0閉合水準道路附合水準道路BM1BM2?h=h測?h=h測-〔H終-H始)支水準道路BM0?h=h往+h返結(jié)點水準網(wǎng)閉合水準道路附合水準道路支水準道路單一水準道路水準網(wǎng)高差閉合差：實測高差與其實際值之差應該為0，但由于丈量中不可防止帶有誤差，使得觀測所得高差與實際高差不相等，其差值稱為高差閉合差〔二〕水準丈量校核及精度1〕測站校核在一個測站上觀測兩次高差，兩次高差不符值應在允許范圍內(nèi)。方法：變儀器高法、雙面尺法2〕線路校核把知高程點和待測點布設成道路，線路觀測高差和實際高差不符值應在允許范圍內(nèi)?！踩称胀ā驳韧狻乘疁收闪烤€路

閉合差允許值

平坦地域：?h允=±40√LmmL—道路長度〔km〕丘陵地域：?h允=±10√nmmn—測站數(shù)〔四〕水準丈量的外業(yè)實施BM1TP1測站測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程

校核∑a=∑b=∑a

－∑b

=

∑h=11BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.828－0.0663.3252.814+0.511+0.511BM1TP1ABM1BM2AB2+0.5114+2.7914-1.632HBM1=19.431HBM2=21.121〔四〕水準丈量的外業(yè)實施〔續(xù)〕AB觀測方法前后視距測站限差環(huán)線閉合差1〕計算高差閉合差 閉合道路fh=∑h測 附合道路fh=∑h測－〔H終－H始〕支水準道路fh=h往+h返閉合差允許值：?h允=±40√Lmm〔平坦地域〕?h允=±10√nmm〔丘陵地域〕〔五〕水準丈量的內(nèi)業(yè)計算3〕計算矯正后高差hi'i+1=hii+1+i4〕計算各點的高程Hi+1=Hi+hi'i+1i=-fh×Li/[L]i=-fh×ni/[n][L]——線路總長；Li——第i段長度ni——第i測段測站數(shù)i——各測段高差矯正2〕足?hfh允計算高差矯正數(shù)

注：與?h大小相等，符號相反?！参濉乘疁收闪康膬?nèi)業(yè)計算〔續(xù)〕例1：水準丈量的內(nèi)業(yè)計算點號站數(shù)觀測值改正數(shù)改正后高差高程∑＋0.004＋0.008＋0.008＋0.515＋2.799－1.62419.43119.94622.74521.121BM1ABBM2244＋0.511＋2.791－1.63210＋1.670＋0.020＋1.690fh=1.670－(21.121－19.431)=－20(mm)fh允=±31(mm)BM1BM2AB2+0.5114+2.7914-1.632BM1ABM221.12119.431例：知水準點IV1的高程H始=21.453m，IV2點的高程H終=25.006m，求各點平差后高程。123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV2例2：水準丈量的內(nèi)業(yè)計算〔1〕高差閉合差的計算fh=h測-〔H終-H始〕=3.528-〔25.006-21.453〕=-0.025mfh允=10n=50mm〔合格〕〔2〕高差閉合差的調(diào)整i=-fh×ni/[n]1=0.0052=0.0103=0.0064=0.004檢核計算：i=-fh例2：〔3〕計算各點矯正后的高差HIV1=21.453mH1=HIV1+h1′=25.206mH2=H1+h2′=12.851mH3=H2+h3′=24.287mHIV2=H3+h4′=25.006m=知高程h1′=h1+1h2′=h2+2h3′=h3+3h4′=h4+4〔4〕計算各點的高程例2：**普通〔等外〕水準丈量實習**外業(yè)本卷須知：1〕要留意前后視距大致相等；2〕尺墊只在轉(zhuǎn)點處運用；3〕讀數(shù)前要精平；4〕后視終了轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀數(shù)，〔切記不能動腳螺旋〕；5〕視野要小于100米。5水準儀的檢驗與校正〔一〕水準儀的主要軸線軸線應滿足的條件：1〕圓水準器軸平行于儀器縱軸L′L′∥VV2〕十字絲的橫絲垂直于縱軸3〕水準管軸平行于視準軸LL∥CC〔i角誤差〕〔二〕軸線關系檢驗與校正〔1〕圓水準器軸平行于儀器縱軸〔2〕十字絲的橫絲垂直于縱軸〔3〕水準管軸平行于視準軸6水準丈量的誤差分析〔一〕儀器誤差i角誤差前后視距盡量相等調(diào)焦誤差前后視距盡量相等水準尺零點誤差每個測段安排成偶數(shù)站〔二〕