建筑工程测量第十章

1、PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT素材下载： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel教程： 资料下载： PPT课件下载： 范文下载： 试卷下载： 教案下载： 项目2 水 准 测 量2.3水准测量的成果计算2.1 认识水准仪2.2水准测量的实测方法2.4水准测量的检测与校正2.5水准测量误差与注意事项2.6其他水准仪简介项目2 水 准 测 量知识目标掌握水准测量的原理。 掌握微倾式水准仪的操作方法、读数方法、记录与计算。 学会水准测量中水准路线的几种作业形式及高程计算的方法。 学会水准仪的检验与校正方法。能力目标能利用水准仪进行一般

2、路线测量。 能独立进行水准仪的检验与校正。 能利用自动安平水准仪进行测量。项目2 水 准 测 量 高程测量是测量的基本工作之一，确定地面点高程的方法有几何水准测量（简称水准测量）、三角高程测量（间接高程测量）和气压高程测量（物理高程测量）。其中水准测量的精度最高，是一切测量的基础，也是测定地面点高程的主要方法，被广泛应用于高程控制测量和建筑工程测量中。本项目主要介绍了水准测量的原理和方法、水准仪的技术操作和检验校正、水准测量误差的影响与消除方法，并介绍了精密、自动安平、数字水准仪。其重点内容包括水准测量原理、水准器的作用、水准仪的技术操作和检验校正、水准测量的施测程序与成果检核、闭合差调整及误

3、差的消除方法。其难点为水准测量施测程序与成果检核、闭合差调整及误差的消除方法。引言 2.1.1 2.1.1 水准测量原理水准测量原理 任务2.1 认识水准仪 水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两个点上的水准尺上的读数，来测定两点间的高差，再根据已知点高程计算待定点高程。 水准测量原理图任务2.1 认识水准仪 A为已知高程点HA，B为待求高程点，欲求B点高程HB，则需求出A到B的高差HAB，则可得HB=HA+HAB。 为了求出A到B的高差HAB，可在A，B两点上分别竖立水准尺，并在A，B安置可以提供水平视线的仪器（即水准仪）并利用水准仪的水平视线分别在A尺上读数a和B尺上读数b

4、，则A到B的高差HAB=a-b。 因为我们求的是A到B的高差HAB，所以一般将A尺称为后尺，B尺称为前尺，a读数称为称为后视读数，b读数称为前视读数。 高差法水准测量任务2.1 认识水准仪 在地形测量和施工测量中，安置一次仪器常常要求测附近许多点的高程，这时为了方便测量和计算可以只架一次仪器，读已知点上后视读数a，求出视线高Hi=Ha+a。 在1号未知点上立尺读数b1，则1号未知点的高程 H1= Hi- b1 在2号未知点上立尺读数b2，则2号未知点的高程 H2= Hi- b2 在3号未知点上立尺读数b3，则3号未知点的高程 H3= Hi- b3 以此类推。 视线高法水准测量 2.1.2 DS

5、2.1.2 DS3 3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造任务2.1 认识水准仪 国产微倾式水准仪的型号有：DS05、DS1、DS3、DS10，其中字母D、S分别为“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母，字母后的数字表示以mm为单位的、仪器每公里往返测高差中数的中误差。DS05、DS1、DS3、DS10水准仪每公里往返测高差中数的中误差分别为0.5mm、1mm、3mm 、10mm。任务2.1 认识水准仪 DS3型水准仪1准星；2照门；3管水准器观察镜；4管水准器；5圆水准器；6圆水准器校正螺丝；7水平制动螺旋；8物镜；9物镜调焦螺旋；10水平微动螺旋；11脚螺旋；12微倾螺旋；13目镜调

6、焦螺旋；14目镜任务2.1 认识水准仪水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。 3. 基座 由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。 2.水准器 水准器用于置平仪器。水准器有管水准器和圆水准器两种。 1.望远镜: 由物镜、调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。 2 2.1.1.3 3 水准尺与尺垫水准尺与尺垫1.1.水准尺水准尺任务2.1 认识水准仪 水准尺又称标尺，有板式双面水准尺、折尺、塔尺等，是进行水准测量时用以读数的重要工具。水准尺2 2. . 尺垫尺垫任务2.1 认识水准仪 尺垫由生铁铸成，呈三角形，下方有三个尖脚，以利于稳定地放置在地面上或插入土中。上方中央有一突出半球体，供立尺用，它用于高

7、程传递的转点上，防止水准尺下沉。尺垫只能用在转点上，不能用在水准点上。尺垫 2 2.1.1.4 4 水准仪的使用水准仪的使用1.1.安置仪器（置架安置仪器（置架) )任务2.1 认识水准仪 旋松脚架架腿的三个伸缩固定螺旋，抽出活动腿至适当高度（大致与肩平齐)，拧紧固定螺旋；张开架腿使脚尖呈等边三角形，摆动一架腿（圆周运动)使架头大致水平，踏实脚架。然后将仪器用中心连接螺旋固定在脚架上，并使基座连接板与架头三边对齐。在斜坡上安置仪器时，可调节位于上坡的架腿长短来安置脚架。2 2. . 粗略平整粗略平整任务2.1 认识水准仪尺垫3 3. . 照准和对焦照准和对焦任务2.1 认识水准仪目镜对光（1

8、1）粗略照准（2 2）物镜对光（3 3）精确照准（4 4）消除视差（5 5）任务2.1 认识水准仪 调节微倾螺旋，使符合水准器气泡两半弧影像符合成一光滑圆弧，这时视准轴在瞄准方向处于精密水平。4.4.精确整平（精平）精确整平（精平）5.5.读数读数任务2.1 认识水准仪 读数前应熟悉水准尺，以免读错。读数是读取十字丝中丝（横丝)截取的标尺数值。读数时从上向下（倒像望远镜)，水准尺的影像无论倒字还是正字，一律从小向大的方向读数。读数后再检查气泡是否居中，否则应重新调整，再次读数。任务2.1 认识水准仪 提 示 水准测量读数和记录要求必须达到四位数，即m、dm、cm及mm。如图2-11所示读数为1

9、 608 mm，其中最小位8 mm值为估读数据，如果前面或后面读数为0，也应该读出并记录，例如读数为：0 810 mm、1 200 mm、0 083 mm。水准测量观测读数人员和记录人员在测量时应该规范配合，即观测读数人员读数报 “1 608”，记录人员应该回应“1 608”， 寻求观测读数人员验证后方可记录。 2 2. .2 2. .1 1 水准点水准点任务2.2 水准测量的实测方法 用水准测量方法测定高程建立的高程控制点称水准点（bench make,BM）。水准点按其精度分为不同的等级。水准点的埋设 2 2. .2 2. .2 2 水准路线水准路线任务2.2 水准测量的实测方法 水准路线

10、是指在水准点之间进行水准测量所经过的路线。为避免在测量成果中存在错误，保证测量成果能达到一定的精度要求，水准测量都要根据测区的实际情况和作业要求布设成某种形式的水准路线，并利用一定的条件来检核测量成果的正确性。任务2.2 水准测量的实测方法水准点路线 2 2. .2 2. .3 3 普通水准测量的实施方法普通水准测量的实施方法任务2.2 水准测量的实测方法 水准测量一般都是从已知高程的水准点开始，引测未知点的高程。当待测高程点距水准点较远或高差较大，或有障碍物遮挡视线时，在两点间仅安置一次仪器难以测得两点间的高差，此时应把两点间距分成若干段，中间设置转点，分段连续进行测量。水准测量实施 2 2

11、. .2 2. .4 4 三、四等水准测量的施测方法三、四等水准测量的施测方法任务2.2 水准测量的实测方法 1.三、四等水准测量的主要技术要求 三、四等水准测量，除用于国家高程控制网的加密外，常用作小地区的首级高程控制，以及工程建设地区内工程测量的基本控制。三、四等水准网应从附近的国家高一级水准点引测高程。 水准点间的距离一般为24 km，在城市建筑区为12 km。水准点应选在地基稳固，能长久保存和便于观测的地方。应埋设普通水准标石或临时水准点标志，亦可利用埋石的平面控制点作为水准点。在厂区内则注意不要选在地下管线上方，距离厂房或高大建筑物不小于25 m，距振动影响区5 m以外，距回填土边不

12、少于5 m。 三、四等水准测量使用的水准尺，通常是双面水准尺。两根标尺黑面的尺底均为0，红面的尺底一根为4.687 m，另一根为4.787 m。任务2.2 水准测量的实测方法2.2.三、四等水准测量的观测方法三、四等水准测量的观测方法任务2.2 水准测量的实测方法 三、四等水准测量的观测顺序简称为“后前前后”，其优点是可以抵消水准仪与水准尺下沉产生的误差。四等水准测量每站的观测顺序也可以为“后后前前” 。每个测站共需读8个读数，记入记录表中。任务2.2 水准测量的实测方法后视水准尺黑面，读取上、下视距丝和中丝读数，记入记录表中（1）、（2）、（3）处。12前视水准尺黑面，读取上、下视距丝和中丝

13、读数，记入记录表中（4）、（5）、（6）处。4后视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中（8）处。3前视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中（7）处。任务2.2 水准测量的实测方法任务2.2 水准测量的实测方法1）视距计算与检核2）尺常数 K 检核3）高差计算与检核4）每页水准测量记录计算校核 2 2. .2 2. .5 5 水准测量的检核方法水准测量的检核方法1.1.测站检核测站检核任务2.2 水准测量的实测方法 每站水准测量时，观测的数据错误将导致高差和高程计算错误。为保证观测数据的正确性，通常采用双仪高法或双面水准尺法进行测站检核。不合格者，不得迁站。任务2.2 水准测量的实测方法 1

14、）双仪高法 2）双面水准尺法3.3.计算检核计算检核任务2.2 水准测量的实测方法 手簿中计算的高差和高程应满足式（2-7)，并且使式（2-8)转化成 HBHA=h后的验算也同时成立。否则，高差计算和高程推算有错，应查明原因予以纠正。计算检核在手簿辅助计算栏中进行（见表2-1)。任务2.2 水准测量的实测方法1） 闭合水准路线2） 附和水准路线3） 支线水准路线 2 2. .3 3. .1 1 闭合水准路线测量的成果计算闭合水准路线测量的成果计算任务2.3 水准测量的成果计算 水准点BMA高程为27.015 m，1、2、3、4点为待定高程点。现用图根水准测量方法进行观测，各段观测数据及起点高程

15、均注于图上，图中箭头表示测量前进方向，现以该闭合水准路线为例将成果计算的方法、步骤介绍如下，并将计算结果列入表2-4中。闭合水准路线计算图任务2.3 水准测量的成果计算1.将观测数据和已知数据填入计算表3.计算高差闭合差容许值2.计算高差闭合差4.调整高差闭合差5.计算改正后高差6.推算各待定点高程任务2.3 水准测量的成果计算闭合水准测量成果计算表 2 2. .3 3. .2 2 附合水准路线测量的成果计算附合水准路线测量的成果计算任务2.3 水准测量的成果计算附合水准路线成果计算任务2.3 水准测量的成果计算附合水准路线计算图任务2.3 水准测量的成果计算将观测数据和已知数据填入计算表12

16、计算高差闭合差3 4调整高差闭合差53计算高差闭合差容许值计算改正后高差3 6推算各待定点高程 2 2. .3 3. .3 3 支水准路线测量的成果计算支水准路线测量的成果计算任务2.3 水准测量的成果计算 如图所示为等外支水准路线，已知水准点A的高程为45.396 m，往、返测站各为8站，全程共16站，其往测高差h往=+1.332 m，返测高差h返=-1.350 m，图中箭头表示水准测量往测方向。水准仪的主要轴线任务2.3 水准测量的成果计算1.计算高差闭合差2.计算高差闭合差容许值3.计算改正后高差4.计算待测点高程 2 2. .4 4. .1 1 水准仪的轴线及其应满足的几何条件水准仪的

17、轴线及其应满足的几何条件任务2.4 水准仪的检验与校正 水准仪轴线应满足的几何条件如下。 （1）圆水准器轴应平行于仪器竖轴（LLVV）。 （2）十字丝中丝应垂直于仪器竖轴（即中丝应水平）。 （3）水准管轴应平行于视准轴（LLCC）。水准仪的主要轴线 2.4.2 2.4.2 圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正任务2.4 水准仪的检验与校正 1.检验目的 满足条件 LLVV。当圆水准器气泡居中时，VV 基本铅垂，视准轴处于粗平。任务2.4 水准仪的检验与校正高斯平面直角坐标系2.2.检验原理检验原理任务2.4 水准仪的检验与校正3.3.检验方法检验方法 安置仪

18、器后，转动脚螺旋粗平仪器，使圆水准器气泡居中。 然后旋转仪器 180，若气泡仍然居中，表明条件满足。如果气泡偏离零点，则应进行校正。元水准器的检验原理任务2.4 水准仪的检验与校正4.4.校正方法校正方法 转动脚螺旋使气泡退回偏离值的一半，；然后用校正针稍松圆水准器背面中心固紧螺丝，拨动三个校正螺丝，使气泡居中。按上述检验、校正步骤反复检校，直至望远镜处于任意位置时气泡均居中。最后将中心固紧螺丝拧紧。元水准器校正部位 2.4.3 2.4.3 十字丝横丝应垂直于仪器竖轴的检验与校正十字丝横丝应垂直于仪器竖轴的检验与校正任务2.4 水准仪的检验与校正 满足十字丝横丝垂直VV的条件，当VV铅垂时，横

19、丝处于水平，用横丝任何位置读数均相同。十字丝横丝的检验1物镜；2目镜筒；3固定螺钉 2.4.4 2.4.4 视准轴平行于水准管轴的检验与校正视准轴平行于水准管轴的检验与校正任务2.4 水准仪的检验与校正 1.检验目的 检验视准轴是否平行于水准管轴。如果平行，即CCLL，则当水准管气泡居中时，视准轴水平。任务2.4 水准仪的检验与校正2.2.检验原理与方法检验原理与方法水准管轴平行视准轴的检验任务2.4 水准仪的检验与校正3.3.校正方法校正方法 校正时，应先松动左右两个校正螺钉，再根据气泡偏离情况，拨动上、下两个校正螺钉，使符合气泡居中，校正完毕后，再重新固紧左右两个校正螺钉。由于校正螺钉均为

20、对抗螺钉，应遵循“先松后紧，边松边紧，最后固紧”的原则，以防损坏仪器。水准管的校正1水准管气泡；2观察窗；3、5校正螺钉； 4长水准管支座 2.5.1 2.5.1 仪器误差仪器误差任务2.5 水准测量误差与注意事项 1.视准轴不平行水准管轴的误差 仪器经校正后，仍有残余误差。当仪器受震或陈旧时，两轴线间会产生微小i角。 即使水准管气泡居中，视线也不会水平，从而在标尺上的读数产生如式（2-27)的误差。由 2.4 节可知，这项i角的影响采用前后视距相等（即“中间法”)观测可以消除。任务2.5 水准测量误差与注意事项2.2.望远镜调焦透镜运行的误差望远镜调焦透镜运行的误差 物镜对光时，调焦镜应严格

21、沿光轴前后移动。由于仪器受震或仪器陈旧等原因，使得调焦镜不沿光轴运动，造成目标影像偏移，导致不能正常读数。这项误差随调焦镜位置的不同而变化，根据同距离等影响的原则，采用中间法前后视仅做一次对光，可削弱或消除其误差。 2.5.1 2.5.1 仪器误差仪器误差任务2.5 水准测量误差与注意事项 1.视准轴不平行水准管轴的误差 仪器经校正后，仍有残余误差。当仪器受震或陈旧时，两轴线间会产生微小i角。 即使水准管气泡居中，视线也不会水平，从而在标尺上的读数产生如式（2-27)的误差。由 2.4 节可知，这项i角的影响采用前后视距相等（即“中间法”)观测可以消除。任务2.5 水准测量误差与注意事项Eye

22、-Catching Visual1）标尺的尺长误差2）标尺零点差3）标尺水准器气泡误差3.3.水准尺的误差水准尺的误差 2.5.2 2.5.2 观察误差观察误差任务2.5 水准测量误差与注意事项 1.水准管气泡居中误差 水准测量读数前，必须使水准管气泡严格居中。由于水准管内壁的黏滞作用和观测者眼睛分辨能力局限，使气泡未严格居中而产生误差。实践证明，水准管气泡居中的误差与水准管分划值 有关，一般为0.15，并与视线长 D 成正比。当采用符合水准器时，居中精度可提高 2 倍。任务2.5 水准测量误差与注意事项2.2.水准尺估读误差水准尺估读误差 在水准尺上估读毫米数的误差与人眼的分辨能力、望远镜的

23、放大率及视距长度有关。这是一项不可避免的偶然误差。规范中已明确规定了各级水准测量中仪器望远镜的放大率和限制视距的最大长度。减小估读误差的主要措施是提高技术水平，适当控制视距长度，以保证估读精度。任务2.5 水准测量误差与注意事项3.3.视差视差 当存在视差时，由于十字丝平面与水准尺影像不重合，若眼睛位置不同，便读出不同的读数而产生读数误差。因此，观测时应仔细地进行调焦操作，以消除视差。任务2.5 水准测量误差与注意事项4.4.水准尺倾斜误差水准尺倾斜误差 水准尺左右倾斜，观测者在望远镜内容易发现并能及时纠正，若前后倾斜，如图所示望远镜内不易发现，且对读数影响较大。前后倾斜总是使尺上的读数增大。

24、水准尺倾斜误差 2.5.3 2.5.3 外界条件的影响外界条件的影响任务2.5 水准测量误差与注意事项1.仪器下沉2.尺垫下沉3.地球曲率和大气折射的影响4.温度的影响 2.5.4 2.5.4 水准测量注意事项水准测量注意事项任务2.5 水准测量误差与注意事项 1.观测人员注意事项 （1）观测前应认真按要求检校水准仪，检定水准尺。 （2）仪器应安置在土质坚实处，并踩实三脚架。 （3）仪器到前、后水准尺的距离要大致相等，可用视距或步量测确定。 （4）每次读数前，注意消除视差，只有当管水准气泡居中后，才能读数，读数应迅速、果断、准确，特别应认真估读毫米数。 （5）晴朗日照天气，仪器应打伞防晒，操作

25、时应细心认真，做到“人不离仪器”，使之安全。 （6）只有当一测站记录计算合格后方能迁站，迁站时先检查仪器连接螺旋是否紧固，一手扶托仪器，一手握住脚架稳步前进。任务2.5 水准测量误差与注意事项2.2.记录人员注意事项记录人员注意事项 （1）认真记录，边记边复报数字，准确无误地记入记录手簿相应栏内，严禁伪造和转抄。 （2)外业观测记录必须在编号、装订成册的手簿上进行。已编号的各页不得任意撕去，记录中间不得留下空页或空格。 （3)必须在现场用2H铅笔直接将外业原始观测值和记事项目记录，记录的文字和数字为瘦仿宋体，应端正、整洁、清晰，杜绝潦草模糊。任务2.5 水准测量误差与注意事项 （4)不准用橡皮

26、擦改，不得对原始读数的记录就字改字、擦拭、涂抹与刮补，读错或记错的数据应以斜线划去，再将正确数据写在上方，并在相应的备注栏内注明原因；重测记录前需加“重测”二字。在同一测站内不得有两个相关数字“连环更改”。例如，更改了标尺的黑面读数后就不能再改同一标尺的红面读数，否则就叫“连环更改”。有连环更改记录应立即废去重测，对于尾数读数有错误（cm和mm读数）的记录不允许更改，而应将该测站的观测结果废去重测。 （5）每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者迁站。任务2.5 水准测量误差与注意事项3.3.扶尺人员注意事项扶尺人员注意事项 （1）水准尺应立直，不能左右倾斜，更不能前后俯仰，注意保持尺上

27、圆气泡居中。 （2）转点应选择土质坚实处，并将尺垫踏实。 （3）尺垫仅用于转点，仪器迁站前，不能移动后视点的尺垫，水准仪迁站时，要注意保护好原前视点尺垫位置不受碰动。 （4）在已知高程点和待测高程点上立尺时，应直接放在标石中心（或木桩）上。 2.6.1 DS2.6.1 DS1 1水准仪简介水准仪简介任务2.6 其他水准仪简介 DS1型水准仪属于精密水准仪，它主要用于国家一、二等水准测量，以及地震测量、大型建筑工程高程控制与沉降观测、精密机械设备安装等精密工程测量。DS1型精密水准仪1物镜；2测微器进光窗；3测微螺旋；4微动螺旋；5脚螺旋；6微倾螺旋；7粗平水准管；8物镜调焦螺旋；9读数显微镜；

28、10目镜任务2.6 其他水准仪简介1.1.精密水准仪的构造特点精密水准仪的构造特点 精密水准仪的构造与 DS3型水准仪基本相同。主要区别在于：一是为了提高安平精度,水准管采用符合水准器，且 =（810)/2 mm，安平精度不大于 0.2。望远镜和水准器均套装在隔热壳罩内，结构坚固，LLCC稳定，受外界影响因素小。二是为了提高读数精度，望远镜放大倍率一般不小于 40倍，并配有测量微小读数 0.10.05 mm 的光学测微器和楔形丝，以及配套的精密水准尺。任务2.6 其他水准仪简介2.2.精密水准仪的测微原理精密水准仪的测微原理光学测微器的构造与读数任务2.6 其他水准仪简介精密水准尺3.3.精密

29、水准尺精密水准尺 精密水准尺又称铟瓦水准尺，与精密水准仪配套使用。这种尺是在优质木质标尺中间的尺槽内，安装一厚度为1 mm、宽度为30 mm、长为3 m的铟钢合金尺带，尺带底端固定，上端用弹簧绷紧。尺带上刻有间隔为5 mm或10 mm的左右两排相互错置的分划，左边为基本分划，右边为辅助分划，dm或cm注记刻在木尺上。两种分划相差常数K，供读数检核用。有的尺无辅助分划，基本分划按左右分奇偶排列，便于读数。任务2.6 其他水准仪简介4.4.精密水准仪的读数操作方法精密水准仪的读数操作方法 国产DS1型精密水准仪（的读数操作方法为：作业时，先转动微倾螺旋使管水准气泡居中，再转动测微螺旋用楔形丝精确地

30、夹准水准尺上某一整分划，如在视场中，读出水准尺上整分划读数为197 cm，然后从测微器读数显微镜中读出尾数值为0.152 cm，全部读数为197.152 cm。由于国产DS1型水准仪配套的是5 mm分划的水准尺，为了便于读数，尺上注字和观测时的读数值均比实际扩大一倍，因此实际读数应为197.152/298.576 cm0.985 76 m。精密水准尺读数 2.6.2 2.6.2 自动安平水准仪简介自动安平水准仪简介任务2.6 其他水准仪简介 1.自动安平水准仪原理自动安平水准仪是在望远镜内安装一个自动补偿器代替水准管。仪器经粗平后，由于补偿器的作用，无需精平即可通过中丝获得视线水平时的读数。自动安平水准仪原理任务2.6 其他水准仪简介2.2.补偿器的结构及原理补偿器的结构及原理DZS3型自动安平水准仪的结构1物镜；2调焦透镜；3直角棱镜；4固定屋脊棱镜；5直角棱镜；6十字丝分划板；7目镜；8阻尼器任务2.6 其他水准仪简介3.3.自动安平水准仪的使用自动安平水准仪的使用 仪器经过认真粗平、照准后，即可进行读数。由于补偿器相