工程测量 水准测量课件

1、工程测量 水准测量1 2.1 2.1 水准测量原理水准测量原理 2.2 2.2 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具 2.3 2.3 水准仪的使用（实验）水准仪的使用（实验） 2.4 2.4 水准测量的方法水准测量的方法 2.5 2.5 水准测量的计算水准测量的计算 2.6 2.6 水准测量的误差及注意事项水准测量的误差及注意事项 第二章第二章 水准测量水准测量 工程测量 水准测量2 大地水准面 HB HA hAB 前进方向 A B 注：注：水准测量的方向是由已知高程点 开始向待测点方向行进。A为已知高程 点，B为待测点，则A尺读数a称为后视 读数，B尺读数b称为前视读数。 b a 2.1

2、2.1 水准测量原理 高差法 通过高差直接求高程的 方法称为高差法。 A、B两点间的高差: hAB= a-b，B点高程: HB=HA+hAB。 适用于一测站上有一个 后视读数和一个前视读数 的测量工作。 2.1.1 求B点对A点的高程 工程测量 水准测量3 大地水准面 Hi b HB HA hAB 前进方向 A B a 2.12.1 水准测量原理 仪高法（视线高程法） HB=（HA+a）-b=Hi-b， Hi=HA+a 为视线高程。 适用于一测站上有一个后视 读数和多个前视读数的测量 工作。 2.1.2 水准测量原理 应用水准仪所提供的水平视 线来测定两点间的高差或仪 器的视线高程，根据已知点

3、 的高程和两点间的高差或视 线高程，计算所求点的高程。 返回 工程测量 水准测量4 2.2 水准测量的仪器和工具 仪器：水准仪 工具：水准尺、尺垫 2.2.1 水准仪的分类和构造 分类分类： v 按精度分为4种类型 DS05 DS1 DS3 DS10 D-大地测量；S- 水准仪 下标数字表示每千米往返高差中数的中误差分 别是0.5、1、3和10mm v 按结构分为3种类型 微倾式水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪 工程测量 水准测量5 目镜 水准管 目镜 圆水准器校正螺钉 微动螺旋 制动螺旋 对光螺旋 物镜 准星缺口 水准管 圆水准器 三脚架 脚螺旋 DS3型水准仪的构造 主要由望远镜、水准器

4、、基座三部分组成。 微倾螺旋 工程测量 水准测量6 工程测量 水准测量7 工程测量 水准测量8 2.2.2 水准尺和尺垫 1、水准尺 塔尺 ：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。 双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。 工程测量 水准测量9 2、尺垫 仅在转点处竖立水准 尺时使用， 防止点位移动和水准 尺下沉。 返回 工程测量 水准测量10 2.3 水准仪的使用 安置水准仪 选定测站- 三脚架 - 调 节高度和水平 - 固定脚架 - 安装仪器 测站选择要点：视距、坚平 工程测量 水准测量11 粗略整平 调节脚螺旋使圆水准器气 泡居中 工程测量 水准测量12 瞄准水准

5、尺 原则：先目后物，先粗后微，最后反复消除视差 工程测量 水准测量13 精确整平与读数 转动微倾螺旋使水准管气泡两 端影像符合 用横丝读取尺上数字 注意：读数前必须精平， 精平后立即读数。 返回 工程测量 水准测量14 2.4 水准测量方法 2.4.1 水准点（BM-Bench Mark) 用水准测量方法测定的高程控制点（固定标志） o 是引测高程的依据 o 国家水准点按精度分为一、二、三、四等 工程测量 水准测量15 一个测站的水准测量工作一个测站的水准测量工作 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1568； 4、瞄准B尺，精平、读

6、数b， 记录1471； 5、计算：hAB = a b = 1.568-1.471=+0.115m 即B点比A点高0.115m。 2.4.2 水准测量的步骤 ABAB HhH 工程测量 水准测量16 分段，设置转点（TP-Turning Point)作为临时立尺点 选择测站，安置仪器，观测并记录数据填入记录簿 测站前后视距大致相等 一般先后视再前视 计算 nnn bah bah bah bah 333 222 111 bahhAB :各式相加得 连续水准测量连续水准测量 hH AB H 工程测量 水准测量17 例： 注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观 测过程中，必须使转点保持稳定（高程

7、不变）。 A TP1 TP2 TP3 2142 B 1258 0928 1235 16641431 1672 2074 HA=123.446m HB 大大 地地 水水 准准 面面 前进方向 工程测量 水准测量18 测测 站站 点号点号 水准尺读数水准尺读数 后视（后视（a a） 前视（前视（b b） 高差高差 （m m） 高程高程 （m m） 备备 注注 A TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 B 2142 1258 +0.884 0928 1235 -0.307 1664 1431 +0.233 1672 2074 -0.402 计算计算 检核检核 6.406 5.998 测测

8、站站 点号点号 水准尺读数水准尺读数 后视（后视（a a） 前视（前视（b b） 高差高差 （m m） 高程高程 （m m） 备备 注注 ab+0.408 +0.408 + 0.408 123.446 123.854 水 准 测 量 手 簿 已知 工程测量 水准测量19 （一）、计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。 检核条件： 如上表所示： AB HHhba mba408. 0)998. 5406. 6（ mh408. 0 mHH AB 408. 0446.123854.123 等式条件成立，说明计算正确。 2.4.3 2.4.3 水准测量检核水准测量检核 工程测量 水准测量20

9、（二）、测站检核 目的：保证前后视读数的正确。 方法：变动仪器高法、双面尺法 1、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两 次测出高差；等外水准测量其差值|h | 6mm， 取其平均值作为最后结果。 2、双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零 点差检核观测质量。 工程测量 水准测量21 （三）、成果检核 水准测量时，一般将已知水准点和待 测水准点组成一条水准路线； 在水准测量的施测过程中，测站检核 只能检核一个测站上是否存在错误或误 差是否超限； 计算检核只能发现每页计算是否有误； 对一条水准路线来讲必须进行成果检核。 工程测量 水准测量22 1、水准路线的布设形式 附合水

10、准路线（见图1） 闭合水准路线（见图2） 支水准路线（见图3） BMA BMB 1 2 3 4 图1 1 2 3 图3 BMA 12 3 4 图2 BMA 工程测量 水准测量23 闭合差：观测值与理论值的差值。 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 mmLf h 40 容 mmnf h 12 容 2、检核的主要内容 限差：规范规定的的高差闭合差的允许值； 用fh容表示。 等外水准测量要求： 平地： L水准路线的长度，单位km。 山地： n水准路线的测站数。 u要求： fh fh容 工程测量 水准测量24 附和水准路线： h测=h1+h2+h3+ + h

11、n 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= 0 fh = h测 - h理= h测 支水准路线： h测= h往+ h返 h理= 0 fh = h测 - h理= h往+ h返 返回 3、不同形式水准路线fh的计算 工程测量 水准测量25 2.5 水准测量计算（以符合水准路线为例） 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： kmL n h 0 . 1 8 575. 1 1 1 1 kmL n h 2 . 1 12 03

12、6. 2 2 2 2 kmL n h 4 . 1 14 742. 1 3 3 3 kmL n h 2 . 2 16 446. 1 4 4 4 A B1 2 3 前进方向 如图为一符合水准路线： 工程测量 水准测量26 1、计算闭合差： )( ABh HHhf )376.65623.68(315. 3 m068. 0 2、检核： mmLf h 40 允 mm968 . 540 允hh ff 故其精度符合要求。 工程测量 水准测量27 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。 i h i l l f v 按距离： 按测站数： i h

13、 i n n f v 以第1测段为例，测段改正数为： m012. 01)8 . 5068. 0( 检核： h fv 11 l l f v h 工程测量 水准测量28 4、计算改正后高差 iii vhh 改 检核： ABi HHh 改 以第1测段为例，改正后的高差为： mvhh563. 1012. 0575. 1 111 测改 5、计算高程 改iii hHH 1 如： mhHH A 939.66563. 1376.65 11 改 检核： mHH BB 623.66 ( （已知）算） 否则说明高程计算有误。 工程测量 水准测量29 备注 测段 点名 距离 km 测站数 实测高差 m 改正数 m 改

14、正后 的高差 m 高程 m 123456789 1 2 3 4 A 1 2 3 B 1.0 8 +1.575 1.2 12 +2.036 1.4 14 -1.742 2.2 16 +1.446 5.8 50 +3.315 辅助 计算 -0.012 -0.014 -0.016 -0.026 -0.068 +1.563 +2.022 -1.758 +1.420 +3.247 65.376 66.939 68.961 67.203 68.623 mmfh68 mmmmfh968 . 540 允 kmL8 . 5 mm L fh 12 符合水准测量成果计算表 已知 已知 工程测量 水准测量30 闭合水

15、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。 测 hf h 允hh ff 4、计算改正后高差： 5、计算各测点高程： iii vhh 改 改iii hHH 1 i h i l l f v i h i n n f v 工程测量 水准测量31 支水准路线成果计算 1 1、计算闭合差： 返往 hhfh 2、检核： m021. 0 396. 1375. 1 mmnf h 48161212 允 ，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） mhA386. 1 2 )396. 1375. 1 ( 1 4、计算高程 H1=186.785-1.386=185.399m (HA=186.785m) 允hh ff 返回 A mhA375. 1 1 （往） mhA396. 1 1 （返） n = 16站站 工程测量 水准测量32 误差来源： 仪器误差 + 观测误差 + 外界条件的影响 2.6.1 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，前后视 尺交替使用、测站数为偶数可减弱或消除） 2.6 2.6