建筑工程测量 第三讲 水准测量.ppt

2 水准测量 2. 3 2.4,建筑工程测量 第三讲 水准测量,课 题 (章.节) 名 称,本 次 授 课目 的与要 求,本 次 授 课重 点与难 点,掌握成果检核的方法和闭合差的概念 掌握水准测量的成果计算方法,闭合差的概念和计算方法 闭合差的调整原则,2.3 水准测量的施测方法,2.3.1 水准点:在全国各地埋设的固定测量标志，并用水准测量的方法测定了它们的高程，这些高程标志叫做高程点（bench Mark),简记为BM。 永久点和临时点:,点之记：草图,高程标志,中华人民共和国测量标志保护条例 中华人民共和国国务院令第203号，自1997年1月1日起施行。 第二十二条 测量标志受国家保护，禁止有损测量标志安全和使测量标志失去使用效能的行为：,2.水准路线,2.1. 2水准路线,三种水准路线的布置形式,国家第二期一等水准网共有292条线路、19931个水准点，总长度为93341公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网（台湾资料暂缺）,国家水准网按逐级控制、分级布设的原则分为一、二、三、四等。 一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。 一等水准路线全长为 93 000多公里，包括 100个闭合环，环的周长为8001500公里(见上图)。 二等水准是国家高程控制网的基础,一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300700公里，全长为 137 000多公里，包括822个闭合环。 沿一、二等水准路线还要进行重力测量，提供重力改正数据。一、二等水准环线要定期复测，检查水准点的高程变化供研究地壳垂直运动用。 一、二等水淮测量称为精密水准测量，三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等环不超过300公里；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80公里。 全国各地地面点的高程，不论是高山、平原及江河湖面的高程都是根据国家水准网统一传算的。,2.3.2 水准测量的方法,简单水准测量,复合水准测量,hAB=h1+ h2+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn) =a-b,精密水准测量,水准测量的注意事项,（一）观测： 1、观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺； 2、仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架； 3、前后视距应尽可能相等； 4、每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数； 5、注意对仪器的保护，做到 “ 人不离仪器 ” ； 6、只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接螺旋是否固紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。 （二）记录： 认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏中，严禁伪造和传抄； 字体要端正、清楚、不准涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改正时，应在原数字上划线后再在上方重写； 每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。 （三）扶尺： 扶尺人员认真竖立水准尺； 转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫； 水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。,BMA TP1,2.036,1.118,0.918,TP1 TP2,0.869,1.187,0.318,TP2 TP3,1.495,1.078,0.417,TP3 B,1.256,1.831,0.575,5.656 5.214,0.442,5.214,1.335 0.893,0.442,0.893,+0.442,27.796,27.354,28.272,27.954,28.371,27.796 27.354,高差法,视线高法,BMA,TP2,TP1,B,TP3,2.036,0.869,1.495,1.256,1.118,1.187,1.078,1.831,27.796,27.354,28.272,27.954,28.371,已知 高程点,待测点,29.390,29.141,29.449,29.627,5.656,5.214,0.442,27.796 27.354,=+0.442,计算 无误,高差法计算题:,h2=+0.120,h3=+0.946,h4=+0.385,h5=+0.118,前进方向,h1=-0.543,HBMA=5.600m,BMA TP1,TP1 TP2,TP2 TP3,TP3 TP4,TP4 B,1.134,1.677,0.543,1.444,1.324,1.822,0.876,1.820,1.435,1.422,1.304,0.120,0.946,0.385,0.118,6.616, 7.642 6.616, 1.569 0.543,+1.026,0.543,5.600,6.626,高差法计算:,+1.026,水准测量记录表,2.4.4 水准测量的测站检核方法 2.4.4.1测站检核,(一)两次仪高法 两次仪器架设高度差应10c 两次高差之差5，取两次平均； (二)双面尺法 两次高差之差 5，取两次平均； (三)双仪器观测法 两次高差之差 5，取两次平均；,对每一站高差进行检核，保证每一站高差正确。,(一)两次仪高法、(二)双面尺法、(三)双仪器观测法,双面水准尺,两根尺的黑面底部均为零； 而红面底部，一根尺为4.687m，另一根为4.787m。,路线检核,水准测量成果计算路线检核 对整条路线的总高差进行检核,h允=40 L mm 或 h允=12 n mm,1.附合水准路线： h理=H终-H始 闭合差fh: fh = h测-（H终-H始） 2.闭合水准路线. h理A=0 fh = h测 3.支线水准路线. fh = h往- h返,2.5 水准测量成果计算,水准测量的精度要求 在测量工作中，由于种种原因，如仪器不够完善，观测、读数带有误差，以及外界条件的影响（如在大气 折光，温度变化等），使得观测结果总是存在误差。虽然测量误差是不可避免的，但经过实践经验和科学分析，人们找出了有关测量误差的规律，从而规定了一定观测条件下观测误差的容许范围，作为区分误差和错误的界限。当观测误差小于容许误差时，认为测量成果合格，可供使用；若大于容许误差，一般说明发生了差错，应该查明原因，予以重测。,建筑工程中对水准测量的精度要求，一般规定为：,式中fh容为高差闭合差的容许值； L为水准路线长度，以km为单位； n为水准路线测站数。 当地形起伏较大，每1km水准路线超过16个测站时按山地计算容许闭合差。,四.水准测量成果整理,水准测量成果整理,计算步骤： 高差闭合差的计算 路线闭合差检验 闭合差分配： 计算每公里（每站）高差改正数 计算测段高差改正数 计算改正后高差 计算各点高程,水准测量成果整理算例,水准测量成果整理,：（1）附合水准路线的成果计算,高差闭合差计算：fh =h-(HB-HA)=3.766 （425.062421.326）=0.030m,：（1）附合水准路线的成果计算, 高差闭合差的调整,计算各待定点高程,|fh|fh容|,观测精度符合 要求，继续向下计算。,容许闭合差的计算：,-0.008,-0.008,-0.008,-0.006,-0.030,0.114,-0.333,1.420,2.505,3.736,421.470,421.137,422.557,（2）闭合水准路线的成果计算 改正数总和应等于高差闭合差（符号相反），改正后高差总和应等于零。计算时应注意用此条校核。,（2）闭合水准路线的成果计算,（3）支水准路线成果计算 支水准路线在外业工作时已进行了往返观测，每测段都有往测高差h往和返测高差h返，每一测段的往、返相当于一个小闭合路线，其闭合差为fh=h往+h返。如闭合差在容许范围以内，则可取其绝对值的平均值作为测段 高差，符号与往测相同，用这个高差即可计算支线各点高程。,A,1,hA1(往)=-1.375,h1A(返)=+1.396,往返共16站,fh=h往+h返 =-1.375+1.396 =0.021m 闭合差容许值为：,HA=86.785,2.4 减少水准测量误差的措施,一、仪器误差 1、水准管轴误差：使前后视距相等。 2、水准尺误差：检验尺子和设置偶数站。 二、观测误差 1、整平误差：严格整平。 2、读数误差：限制视距或提高望远镜放大倍数。 3、视差影响：仔细进行物镜和目镜对光。 4、水准尺倾斜误差 三、外界条件的影响 1、地球曲率及大气折光的影响：使前后视距相等。 2、水准仪、水准尺下沉的影响：选择坚实地面及熟练操作缩短观测时间，选择适宜的观测方法。,小 结,1水准测量的原理 是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。 2水准仪的作用 提供一条水平视线。 3高差法 根据高差推算待定点高程的方法叫做高差法。 4视线高法 通过视线高推算待定点高程的方法称为视线高法。,5水准仪的构成 由望远镜、水准器、基座三部分构成： 望远镜：它主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板等构成，物镜光心与十字丝交点的连线为视准轴CC。来用照准不同距离的目标。 水准器：水准仪上通常装置有圆水准器和管水准器（简称水准管）两种： 水准管：由两端封闭的玻璃管,纵向内壁磨成圆弧制成,管内有一气泡；过水准管零点的切线为水准管轴LL。其作用是使仪器精平。 圆水准器：由一玻璃圆盒、顶面磨成球面制成,内有一气泡；过水准管零点的法线为圆水准轴LL。用来对水准仪进行粗略整平 基座 主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。基座的作用是支撑仪器上部，即将竖轴VV插入轴座。,6水准仪的操作方法,粗平 圆水准气泡居中(竖轴大致铅直,视准轴粗平)。 照准 望远镜照准目标。 精平 管水准气泡居中(视准轴精确水平)。 读数 用望远镜中心十字丝横丝截取标尺读数。,7水准测量的方法,当高程待定点离已知点较远或高差较大时，需要加设转点，分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。 8一个测站的操作程序： 安置粗平照准精平读数记录,9水准点 测绘部门在全国各地埋设的固定的测量标志，并用水准测量的方法测定了它们的高程，这些标志称