水准测量讲演稿-最终稿.ppt

水准测量 苏州轨道交通 TS 07标项目经理部 水准测量 1水准测量原理 2水准仪的构造与使用 3水准测量外业工作 4水准测量内业计算 5水准仪的检验与校正 6水准测量的误差分析 水准测量原理 利用水准仪提供水平视线 读取水准尺的读数 测定两点间的高差 由已知点高程推出未知点高程 如图 hAB a bHB HA hAB 大地水准面 Hi b HB HA hAB 前进方向 高差法 Hi HA aHB Hi b 视线高法 A B 当a b时 hAB为正 B高于A 当a b时 hAB为负 B低于A a 温馨提示 1 高差 后视读数 前视读数如果测定高差的工作是从A向待测点B方向进行 则A为后视点 读数a为后视读数 B为前视点 读数b为前视读数 2 判断点的高低 读数越大点越低 3 高差法与视线高法的适用范围高差法 利用高差计算高程 安置一次仪器测定一个前视点高程时采用 视线高法 利用视线高计算高程 安置一次仪器测定多个前视点高程时采用 转点 测站 当两个水准点相距很远或高差较大时 安置一次仪器不能测出其高差 此时需要在两点之间设置若干个临时立尺点 作为传递高程的这些过渡点 就称之为转点 每安置一次仪器就叫一个测站 连续观测高差的计算方法为 hAB h1 h2 hn a1 b1 a2 b2 an bn a b a b 地球曲率的影响 若考虑地球曲率的影响时 则高差hAB应为 hAB a b hAB而 hAB称为地球曲率的影响 hAB a b Sa2 2R Sb2 2R Sa Sb Sa Sb 2R从上式可看出 若使Sa Sb 即前后视距相等时 可以消除地球曲率的影响 对一条水准线路而言 保持前后视距的积累不要太大 使其限制在一定的范围内 就可以不考虑此项误差的影响 2水准仪的构造和使用 一 概述水准测量所使用的仪器 水准仪工具 水准尺 塔尺 三脚架 尺垫 铟钢尺 自动安平水准仪利用自动安平补偿器代替水准管 使视准轴水平 特点 1 视准轴自动安平 2 提高水准测量精度 3 减少操作步骤 提高工作效率 自动安平水准仪 望远镜 用来瞄准远处的水准尺进行读数 由物镜 目镜 十字丝分划板 调焦透镜 调焦螺旋组成 成倒立放大的虚象 视准轴 物镜中心与十字丝交点的连线 基座 轴座 承托仪器上部脚螺旋 调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板 连接三脚架 组成 轴座 脚螺旋 连接板 3 水准仪的使用 1 安置仪器高度适中 架头大致水平 固定仪器 2 整平目的 使圆水准气泡居中 视准轴粗略水平 方法 如图所示 3 瞄准水准尺目的 使目标和十字丝成像清晰 方法 初步瞄准 用准星对准目标 目镜调焦 使十字丝清晰 物镜调焦 使目标成像清晰 精确瞄准 使纵丝对准目标 注意 瞄准时应消除视差 视差 当目镜 物镜对光不够精细时 目标的影像不在十字丝平面上 以致两者不能同时被看清 消除方法 仔细进行目镜 物镜调焦 4 精确整平目的 使水准管气泡居中 视准轴精确水平 方法 调节微倾螺旋 使气泡影像符合 5 读数用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向读数 读取米 分米 厘米 毫米 估读数 四位数字 如读数为1 948m 注意 读数前必须调平 调平后立即读数 综上所述 总结一个测站的水准测量工作 A B a b 1 安置仪器于AB之间 立尺于A B点上 2 粗略整平 3 瞄准A尺 精平 读数a 记录1 568m 4 瞄准B尺 精平 读数b 记录1 471m 5 计算 hAB a b 1 568 1 471 0 115m即B点比A点高0 115m hBA hAB 0 115m 即A点比B点低0 115m 一 水准路线的实施1 定义 水准测量所经过的线路 2 类型闭合水准路线 设水准点BM1的高程已知由该点开始依次测定1 2 3高程后再回到BM1点组成闭合水准路线 附合水准路线 设BM1点的高程H始和BM2点的高程H终均为已知 现从点BM1开始 依次测定1 2 3点的高程 最后附合到BM2点上组成附合水准路线 支水准路线 从已知的水准点BM1开始 依次测定1 2 3点的高程后 既不附合到另一个已知水准点 也不闭合到原水准点的水准路线 3水准测量外业工作 2 BM1已知 1 3 闭合水准路线 附合水准路线 BM1 BM2 1 2 3 BM1 1 2 3 往测 返测 支水准路线 二 水准路线测量方法当两点相距较远或高差较大时 需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差 最后取各个高差的代数和 可得到起终两点间的高差 B 如图 A B两水准点之间 设3个临时性的转点 h1 a1 b1h2 a2 b2h3 a3 b3h4 a4 b4hAB h1 h2 h3 h4 三 路线检核的方法高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差 用fh表示 即fh h测 h理限差 规范 规定的的高差闭合差的允许值 用fh允表示 水准测量要求 平地 fh允 4 mm L 水准路线的长度 单位km 山地 fh允 12 mm n 水准路线的测站数 要求 fh fh允 不同形式水准路线fh的计算附和水准路线 h测 h1 h2 h3 hn h理 H终 H始fh h测 h理 h测 H终 H始 闭合水准路线 h测 h1 h2 h3 hn h理 0fh h测 h理 h测支水准路线 h测 h往 h返 h理 0fh h测 h理 h往 h返 4水准测量内业计算 水准测量外业工作结束后 要检查手簿 再计算各点间的高差 经检核无误后 才能进行计算和调整高差闭合差 最后计算各点的高程 一 附合水准路线的内业计算如图为一附合水准路线 A B为已知水准点 HA 65 376m HB 68 623m点1 2 3为待测水准点 各测段高差 测站数 距离见下图 备注 1 2 3 4 A1 2 3 B 1 0 1 575 1 2 2 036 1 4 1 742 2 2 1 446 5 8 3 254 辅助计算 0 0012 0 0014 0 0016 0 0026 0 007 1 574 2 035 1 740 1 443 3 247 65 376 66 950 68 985 67 245 68 623 附合水准测量成果计算表 已知 已知 1 计算闭合差 2 检核 故其精度符合要求 3 计算改正数分配原则 按与测段距离 或测站数 成正比 并反其符号改正到各相应的高差上 得改正后高差 按距离 按测站数 以第1测段为例 测段改正数为 检核 4 计算改正后高差 检核 以第1测段为例 改正后的高差为 5 计算高程 如 检核 否则说明高程计算有误 二 闭合水准路线成果计算1 计算闭合差 2 检核 3 计算高差改正数 闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同 4 计算改正后高差 5 计算各测点高程 三 支水准路线成果计算 1 1 计算闭合差 2 检核 故精度符合要求 3 计算高差 取往 返测绝对值的平均值 其符号与往测相同 4 计算高程 H1 186 785 1 386 185 399m HA 186 785m 5水准仪的检验 每次施工测量前必须对仪器进行检验 看是否满足精度要求 若达不到要求 会影响测量误差 则必须进行校正 一 水准仪的主要轴线及应满足的条件主要轴线 视准轴CC水准管轴LL仪器竖轴VV圆水准器轴几何关系 圆水准器轴 仪器竖轴水准管轴 视准轴十字丝横丝仪器竖轴 二 水准仪的检验和校正1 圆水准器轴 仪器竖轴的检验和校正目的 使圆水准器轴 仪器竖轴检验 用脚螺旋使圆水准器气泡居中 望远镜旋转180度 若气泡仍居中 满足要求 若气泡不居中 需进行校正 校正 用脚螺旋调气泡偏离值的一半 用圆水准器的校正螺旋再调一半 2 十字丝横丝竖轴的检校和校正目的 使十字丝横丝竖轴检验 精平仪器 十字丝横丝左边对准墙上标志点p 水平微动 p点在横丝上移动 说明十字丝横丝位置正确 否则需要校正 校正 松开十字丝的固定螺旋 微微转动十字丝环座 至p点轨迹与横丝重合 拧紧十字丝的固定螺旋 十字丝固定螺旋 3 水准管轴 视准轴的检验与校正目的 使水准管轴 视准轴 检验 在平坦地面选相距80m左右A B两点 置水准仪于中点C 用变动仪器高法 两次高差之差 3mm 测定两点之间的高差h0 a1 b1 i角 视准轴与水准管轴之间的夹角 前后视距相等可以消除 仪器搬B点附近 测得高差h a2 b2 若h h0 则水准管轴 视准轴 若h不等于h0 则存在i角 如图 式中 DAB为AB两点之间的距离 对于一二等水准测量 当时 则需校正 6水准测量的误差分析仪器误差 观测误差 外界条件的影响 一 仪器误差1 仪器校正后的残余误差 主要是i角误差 前后视距相等可消除 2 水准尺误差 包括刻划不准 尺长变化 尺身弯曲等误差 作业前必须检验