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等外水准测量的外业 本单元学习指导目的是帮助学生初步掌握等外水准测量外业工作 本单元技能考核项目为必考内容 主要内容 1 图根高程测量概述 2 等外水准路线的布设 3 等外水准路线的测量的观测与计录 测绘地形图 除测定图根点的平面位置外 还须测定图根点的高程 测量图根点高程的工作 称为图根高程测量 等外水准路线的布设 闭合水准路线 15KM 附合水准路线 从一已知高级水准点出发 沿各图根点进行等外水准测量 最后附合到另一已知高级水准点所构成的单一路线 15KM 支水准路线 从一已知高级水准点出发 沿各图根点进行等外水准测量 最后既不闭合到原来的水准点 也不附合到另一已知高级水准点 5KM 等外水准测量的观测与记录 一 等外水准测量一个测站的观测程序 1 照准后视水准尺黑面 读取视距 读中丝读数 2 照准后视水准尺红面 读中丝读数 3 照前视水准尺黑面 读取视距 读中丝读数 4 照准前视水准尺红面 读中丝读数 这种观测程序简称为 后 后一前一前或黑一红一黑一红 二 水准仪操作步骤 1 在测站整平仪器 使圆水准器气泡居中 望远镜照准后视水准尺黑面 转动微倾螺使视距上 或下 丝对准标尺上某一整米或分米的分划 直读尺间隔 米单位 然后乘以100 即得到仪器至后视水准尺的视距 转动微倾旋 使符合水准器泡吻合后 读中丝读数 2 照准后视水准尺视红面 使符合水准气泡吻合后 读中丝读数 3 将望远镜转向前视水准尺黑面 以与 1 同样的方法读取视距和中丝读数 4 照准前视水准尺红面 使符合水准气泡吻合 读中丝读数 三 等外水准测量技术要求 仪器精度不低于S10型的水准仪视线长 100m前 后视距差 10m前 后视距累计 50m黑 红面读数差 4mm黑 红面高差之差 6mm 四 记录与计算 每站观测所得数据 应立即记录于水准测量手簿 表10 1为等外水准测量手簿记录格式 表中 1 17 为记录计算顺序 其中 1 2 3 4 5 7 8 11 12 的数值由直接观测而得 其余为计算数据 表中除水准 图根等固定点外 一般转点可不编号 视距值以米为单位 水准尺读数及其有关计算值以毫米为单位 等外水准测量包括以下计算与检核 1 视距部分 以表中顺序号表示 3 100m 8 100m 9 3 8 10m 10 本站的 9 前站 10 50m 2 高差部分 以表中顺序号表示 6 4 K1 5 4mm 13 11 K2 12 4mm 14 4 11 15 5 12 16 14 15 100 6mm 16 6 13 两式算出之值应相等 否则计算有误 17 1 2 14 15 100 子情景1 2水准测量 知识回顾 水准测量原理 一 原理利用一条水平视线 并借助水准尺 来测定地面两点间的高差 这样就可由已知点高程推算出未知点高程 二 实质确定地面两点间的高差 然后通过已知点的高程 求出未知点的高程 三 方法1 高差法 2 仪器高法 视线高法 四 水准仪分类及其用途 五 水准仪部件及其用途 1 望远镜 望远镜成像原理图 望远镜结构图 2 水准器 1 圆水准器作用 指示仪器竖轴是否竖直 圆水准器轴 连接零点与球面球心的直线 2 管水准器作用 指示视准轴是否水平 管水准器轴 过零点与圆弧纵向相切的切线 3 符合水准器作用 提高水准管气泡的居中精度 4 水准尺 1 分类材料 木质尺 铟钢尺 构造样式 直尺 折叠尺 塔尺 注记 双面尺 单面尺 3 基座支撑仪器上部并连接脚架 它主要由轴座 脚螺旋 底板和三角压板构成 5 尺垫在转点或松软地面处放置水准尺 以标定临时点的位置 它用生铁铸成 一般为三角形 中央有一突起的半球体 下方有三个支脚 用时将支脚牢固地插入土中 以防下沉 上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用 六 常规水准仪的使用操作步骤 1 安置水准仪打开三脚架并使高度适中 目估使架头大致水平 检查脚架腿是否安置稳固 脚架伸缩螺旋是否拧紧 然后打开仪器箱取出水准仪 置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上 2 粗平借助圆水准器的气泡居中 使仪器竖轴大致铅垂 从而视准轴粗略水平 在整平的过程中 气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向 致 3 瞄准 目镜对光 即把望远镜对着明亮的背景 转动目镜对光螺旋 使十字丝清晰 再松开制动螺旋 转动望远镜 用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺 拧紧制动螺旋 然后从望远镜中观察 转动物镜对光螺旋进行对光 使目标清晰 再转动微动螺旋 使竖丝对准水准尺 当眼睛在目镜端上下微微移动时 若发现十字丝与目标影像有相对运动 这种现象称为视差 产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合 由于视差的存在会影响到读数的正确性 必须加以消除 消除的方法是重新仔细地进行物镜对光 直到眼睛上下移动 读数不变为止 此时 从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰 4 精平读数 在读取水准标尺上数字之前 应利用微倾螺旋使管水准气泡居中 以保证视线精确水平 自动安平水准仪省去了这一步骤 由于气泡运动的惯性作用 因此转动微倾螺旋的速度不宜过快 特别是在符合水准器的两端气泡影像将要对齐时更应注意 只有在气泡已经稳定且又居中的情况下才能起到精平仪器的目的 在仪器精平后方可在水准尺上进行读数 为了保证读数的准确无误 并提高读数的速度 则可以首先看好尺上的大数 然后再将全部数据报出 普通水准测量只读四位数字 即米 分米 厘米及毫米 并以毫米为单位 等外水准路线布设 一 基本概念 1 水准点 BenchMark 用水准测量方法建立的高程控制点 记BM 2 转点 水准测量过程中用于临时安置水准尺的地面点 用于传递高程 二 水准路线测量形式 1 附合水准路线 从某一高级水准点出发 并沿各待定高程点进行水准测量 最后附合到另一高级水准点而构成的水准路线 2 闭合水准路线 从某一高级水准点出发 并沿各待定高程点进行水准测量 最后再闭合到原水准点上所组成的环形路线 3 支水准路线 从某一高级水准点出发 并沿各待定高程点进行水准测量 但其路线既不附合又不闭合 4 水准网 由多条单一水准路线相互连接构成的网状路线 三 水准路线测量方法 当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时 就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差 为测A B点高差 在AB线路上增加1 2 3 4等转点 首先在离已知水准点A适当距离处 一般不超过100m 选择转点1 安放尺垫 在A 1两点上分别竖立水准尺 在两点大致等距处安置水准仪 整平后瞄准后视点A 精平后读出后视读数为a1 再瞄准前视点1 精平后读出前视读数为b1 其高差计算如下 此为一个测站的观测 并记录观测数据填入水准测量手簿 第一测站结束后 可通知后尺向前移动 同时将仪器迁至第二测站 此时 第一测站的前视变为第二测站的后视 同第一测站一样进行第二测站的工作 依次沿水准路线逐站进行观测直至终点 等外水准测量的外业观测工作 等外闭合水准路线其长度不应超过15公里 等外附合水准路线其长度不应超过15公里 等外支水准路线其长度不得超过5公里 等外交叉水准路线 由多个高级水准点出发的各水准路线相互交叉 交叉点称为结点 结点间路线长度不应超过10公里 1 等外水准路线的布设及要求 2 等外水准测量的实施 1 等外水准测量可以使用DS10 DS3级别的水准仪进行 开始作业前应对水准尺和水准仪进行检验和校正 等外水准测量通常采用单程观测 但是作为基本控制或施测支线水准时 应进行往返观测或单程双测 就是四个尺垫 布置成左右两条水准路线 在每一测站上测完左 或右 线后重新整治仪器施测另一侧路线 一般采用双面尺进行黑红面读数 2 等外水准测量的实施 2 仪器到标尺的距离用视距法直接读到米 长度一般不超过100米 当成像清晰稳定时可达到150米 观测时前后视距应尽可能相等 相差最大不得10米 累积差应小于50米 同一标尺红黑面读数之差应不大于4毫米 红黑面两高差之差应不大于6毫米 在每一测段的水准测量中 各个测站按顺序编号 一个测站上的观测程序和手簿记载 照准后视标尺的黑面分划读数 照准后视标尺的红面分划读数 照准前视标尺的