工程测量第二章01

1、土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院工程测量工程测量土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院第二章 水准测量第二章第二章 水准测量水准测量水准测量原理 DS3水准仪及其操作水准测量的方法与成果整理水准仪轴线的检验与校正自动安平水准仪和精密水准仪 学习要点土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2-1 水准测量原理水准测量原理高差=后视读数-前视读数：一、水准测量原理一、水准测量原理 hAB 0，高差为正，前视点高； hAB 0，高

2、差为负，前视点低。 高差必须带“+、 -”号； hAB的下标 次序必须与测量的前进方向一致。 例：例： 已知 hAB=+1.436 m 则 hBA=-1.436 m大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向ABABABhHHbah水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。ABabhABbahAB A、B两点间高差两点间高差hAB为：为：前进方向前进方向 A点为点为后视点后视点，A点尺上的读数点尺上的读数a称为称为后视读数后视读数；B点点为为前视点前视

3、点，B点尺上的读数点尺上的读数b称为称为前视读数前视读数。高差等于等于后视读数减去减去前视读数。二、计算未知点高程二、计算未知点高程 1高差法高差法ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHB 如果已知如果已知A点的高程点的高程HA，则，则B点的高程点的高程HB为：为：ABABhHH 2视线高法视线高法ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHBHi B点高程也可以通过水准仪的视线高程点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即来计算，即 bHHaHHiBAi土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院3、

4、连续水准测量、连续水准测量 在实际水准测量中，A、B两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿A、B的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到A、B两点间地高差值。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院hAB=h1+ h2+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn) =a-b(2-2-7)(2-2-7)hAB水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。2-2 DS3水准仪及其操作土木工

5、程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院一、水准仪的分类一、水准仪的分类型号每公里往返高差中数中误差属性主要用途DS05 0.5mm精密水准仪一、二等水准DS1 1mm精密水准仪二、三等水准DS3 3mm普通水准仪 三、四等及等外DS1010mmDS 分别为分别为“大地测量大地测量”和和“水准仪水准仪”的拼音首字母，的拼音首字母，其下标数字其下标数字05、1、3、10分别为该仪器分别为该仪器每公里往返每公里往返高差中数中误差高差中数中误差，即测量精度。，即测量精度。二、DS3水准仪的结构水准仪的结构DS3型水准仪水准仪望远镜望远镜水准器水准器基基

6、 座座水准仪结构：水准仪结构水准仪结构目镜目镜微倾螺旋微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋物镜物镜左右微左右微动螺旋动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋脚螺旋脚螺旋准星准星自动安平水准仪自动安平水准仪 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。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院（1 1）基座）基座 呈三角形，由轴座、脚螺旋和呈三角形，由轴座、脚螺旋和连接板组成。仪器上部通过竖轴插连接板组成。仪器上部通过竖轴插在轴套内，由基座承托。脚螺旋用在轴套内

7、，由基座承托。脚螺旋用来调整圆水准器。整个仪器通过连来调整圆水准器。整个仪器通过连接板、中心螺旋与三角架连接。接板、中心螺旋与三角架连接。 土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院（2 2）望远镜望远镜望远镜：望远镜：用来精确瞄准远处目标（水准尺）和提用来精确瞄准远处目标（水准尺）和提供水平视线进行读数的设备。供水平视线进行读数的设备。由物镜、目镜、十字丝分划板物镜、目镜、十字丝分划板和对光透镜对光透镜组成。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院十字丝分划板：位于望远镜光学系统的焦平十

8、字丝分划板：位于望远镜光学系统的焦平面上的光学玻璃板，用以瞄准目标和读数。上面上的光学玻璃板，用以瞄准目标和读数。上面有一竖丝和三条横丝（中丝和两条视距丝）。面有一竖丝和三条横丝（中丝和两条视距丝）。物镜：物镜：将远处的目标成象在十字丝分划板上，形成倒立缩小的实象。目镜目镜：将物镜形成将物镜形成的实象同十字丝的实象同十字丝一起放大成虚象。一起放大成虚象。十字丝分划板十字丝分划板十字丝分划板十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。是为了瞄准目标和读数用的。上丝上丝下丝下丝中丝中丝竖丝竖丝十字丝分划板十字丝分划板视准轴：视准轴：物镜光心和十字丝交点的连线物镜光心和十字丝交点的连线称为视准称为视准轴轴

9、CC 。 视准轴的延长线即为视线。视准轴的延长线即为视线。当视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截当视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数。取读数。望远镜的使用步骤望远镜的使用步骤主要有：对光和消除视差。主要有：对光和消除视差。视差视差：指物镜对光后，眼睛在目镜端上、下微微：指物镜对光后，眼睛在目镜端上、下微微移动时，十字丝和水准尺成象有相互移动的现象。移动时，十字丝和水准尺成象有相互移动的现象。视差消除方法视差消除方法：先仔细调节目镜的对光螺旋，使：先仔细调节目镜的对光螺旋，使十字丝十分清晰，再瞄准目标进行物镜的调焦，使目十字丝十分清晰，再瞄准目标进行物镜的调焦，使目标清晰，直到成

10、象稳定。标清晰，直到成象稳定。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院（3 3）水准器水准器水准器：水准器：分圆水准器和管水准器。分圆水准器和管水准器。圆水准器圆水准器用以使仪器竖轴处于铅垂位置。用以使仪器竖轴处于铅垂位置。管水准器管水准器用以使视线精确水平。用以使视线精确水平。管水准器管水准器 管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。是个是个玻璃容器，纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处玻璃容器，纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。的切线就是水准管轴。“气泡居中气泡居中”即水

11、准管轴水平。即水准管轴水平。 水准管轴平行于视准轴。水准管轴平行于视准轴。OLL 水准管上水准管上2mm圆弧所对的圆心角圆弧所对的圆心角，称为水准管的分，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为型水准仪的水准管分划值为20，记作记作20/2mm。水准管的精度水准管的精度土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院符合棱镜系统符合棱镜系统把水准把水准气泡两端成象在一起便于气泡两端成象在一起便于观察。观察。若直接用

12、肉眼观察则若直接用肉眼观察则u因为玻璃有厚度，斜因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差视时会产生视差u要同时观察气泡的两要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否端才能判断气泡是否居中居中土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院1 12 2肉肉眼眼观观察察的的精精度度：m m ( (为为气气泡泡的的格格值值) )5 5符符合合棱棱镜镜系系统统的的精精度度：m m 1 10 0用用符合棱镜系统符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。观察，可以避免上述缺点。判断判断“气泡居中气泡居中”的精度约可提高一倍。的精度约可提高一倍。圆水准器圆水准器 气泡气泡LL 过零

13、点的球面法过零点的球面法线线LL，称为圆水准，称为圆水准器轴。器轴。 圆水准器轴圆水准器轴LL平平行于仪器竖轴行于仪器竖轴VV。 气泡中心偏离零气泡中心偏离零点点2mm时竖轴所倾斜时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准的角值，称为圆水准器的分划值。器的分划值。 （1）塔尺塔尺三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫 两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，一根从尺底，一根从4.687m开始，另一根从开始，另一根从4.787m开始。开始。在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常数和黑面读数之差应等于常数4

14、.687m或或4.787m，这，这个常数称为尺常数，用个常数称为尺常数，用K来表示。来表示。双面水准尺双面水准尺 尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。称为红面尺（也称辅尺）。 两面的刻划均为两面的刻划均为1cm，在分米处注有数字。，在分米处注有数字。2 2尺垫尺垫 尺垫是由生铁铸成。一般为三尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，可以踏入角形板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体，水土中。尺垫上方有一突起的半球体，水准尺立

15、于半球顶面。准尺立于半球顶面。 尺垫用于转点处。尺垫用于转点处。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院三、三、水准仪使用水准仪使用(1)安置：安置：水准仪的使用分以下几步：a.打开三脚架打开三脚架*注意脚架的高度注意脚架的高度*保持架头大致水平保持架头大致水平*将脚尖踩实将脚尖踩实b.安放仪器安放仪器*注意仪器箱内位置注意仪器箱内位置*随手关上仪器箱随手关上仪器箱*立即旋上连接螺立即旋上连接螺旋旋土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院(2)粗平：粗平：“左手大拇指法左手大拇指法”整平

16、：气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致。 a ab bc c粗平的操作粗平的操作土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院(3)瞄准：瞄准：a.瞄准水准尺；瞄准水准尺；b.消除视差；消除视差；先调目镜先调目镜 十字丝看清楚；十字丝看清楚；再调物镜再调物镜 读数看清楚。读数看清楚。 消除视差消除视差 眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动，这种现象叫视差。 产生视差的原因是水准尺的尺像与十字丝平面不重合。 视差的存在将影响读数的正确性，必须予消除。 消除视差的方法是仔细地转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝

17、平面重合。 土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院(4)精平：精平：调节上下微倾螺旋，直调节上下微倾螺旋，直至从气泡观察窗中看到至从气泡观察窗中看到长水准管的符合气泡严长水准管的符合气泡严密吻合为止，即使视线密吻合为止，即使视线处于水平。处于水平。*每次读数前都须进行精平。每次读数前都须进行精平。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院(5)读数：读数：用十字丝中丝在水准尺上读出读用十字丝中丝在水准尺上读出读数数。*一般读出四位数（最后一位为一般读出四位数（最后一位为估读的毫米数）；估

18、读的毫米数）；*每次读数前都须进行精平；每次读数前都须进行精平；*读数完成后立即检查是否仍然读数完成后立即检查是否仍然精平。精平。水准尺的分划不是线划式而是区区格式格式的。区格的边缘是分划的位置，区格内的小数“估读”。区格式分划便于从远处观察并读数 读数为：读数为：? 读数为：读数为：1260或或1.260直尺直尺A、B尺，两把一对，尺，两把一对，每把有黑、红两面分划与注记。每把有黑、红两面分划与注记。A尺尺黑面分划黑面分划03m，红面分划，红面分划4.687m7.687m。B尺尺黑面分划黑面分划03m，红面分划，红面分划4.787m7.787m。A、B尺黑面注记的零点差为尺黑面注记的零点差为

19、0，红面注记的零点差为红面注记的零点差为0.1m。 bc瞄准与读数水准测量的瞄准与读数 a c b a0.7250.7256.2406.240土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院操作程序与方法 安置粗平瞄准精平读数 安置安置时考虑前、后视等距时考虑前、后视等距( (原因）；原因）； 粗平粗平时掌握时掌握“左手大拇指法左手大拇指法”； 瞄准瞄准时包括消除视差；时包括消除视差； 在在精平精平状态下状态下( (符合气泡符合时符合气泡符合时) )读数；读数； 读数读数估读至毫米。估读至毫米。符合气泡符合尚未符合符合气泡符合，水准管符合气泡符合，

20、水准管轴与视线水平。轴与视线水平。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2-4水准测量的方法及成果处理水准测量的方法及成果处理一、水准点一、水准点 我们将用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。 水准点记为BM (Bench Mark)。 水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。（1）永久性水准点）永久性水准点国家等级永久性水准点建筑工地上的永久性水准点国家等级永久性水准点国家等级永久性水准点建筑工地上的永久性水准点（2）临时性水准点BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH2356.437mH2458.392mH2553.

21、168m水准点的“点之记”A，B两点相距较远时，连续水准测量。两点相距较远时，连续水准测量。中间设置转点中间设置转点(TP)，放置尺垫。，放置尺垫。h1=a1b1， h2=a2b2， h3=a3b3， hn=anbn。hAB= h1 h2 h3 hn= hihAB=aibi土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院（二）水准路线（二）水准路线 相邻两水准点间的路线称为测段。相邻两水准点间的路线称为测段。 在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。BMABMBh1h2h3h4123 在一般的工程测量中，水准路线布在一般的工程测量中，水准

22、路线布设形式主要有以下三种形式：设形式主要有以下三种形式：1附合水准路线2闭合水准路线3支水准路线BMABMBh1h2h3h4CDE1附合水准路线附合水准路线 （1）附合水准路线的布设方法）附合水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1、2、3进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BMB所构成的水准路线，称为附合水准路线。 各测段高差代数和 与其理论值 的差值，称为高差闭合差 ，即thBAhHHmhthhhW()hthBAmmWhhhHH （2）成果检核）成果检核 从理论上讲，附合水准路线各测段高差代数和应等于两个已知高程的水准点之间的高差，即2闭合水准路线闭

23、合水准路线 （1）闭合水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BMA的环形路线，称为闭合水准 路线。BMAh1h2h3h4h512340thh hmfh （2）成果检核）成果检核 从理论上讲，闭合水准路线各测段高差代数和应等于零即 如果不等于零，则高差闭合差为3支水准路线支水准路线 （1）支水准路线的布设方法）支水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。 BMA1hfhb0fbhhhbffhh

24、（2）成果检核）成果检核 从理论上讲，支水准路线往测高差与返测高差的代数和应等于零。即 如果不等于零，则高差闭合差为 各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则即认为观测结果不符和要求。 不同等级的水准测量其高差闭合差的容许值不同。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2.水准路线3.支水准路线BM.ABM.ATBM1TBM2TBM1BM.ABM.ATBM2TBM3TBM41.闭合水准路线2.附合水准路线BM.ABM.ABM.BBM.BTBM1TBM2TBM3三种水准路线的布置形式三种水准路线的布置形式二、水准测量的施测方

25、法二、水准测量的施测方法ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHBAHACHChAC大地水准面大地水准面D1000mBMABhAB12.500mDAB50m 当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点间的高差。 这时需要在两点间加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。 提出问题：提出问题： 解决方法：解决方法： 加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它们只起传递高程的作用，故称之为们只起传递高程的作用，故称之为转点转点，用，用TP（Turning Point）表示。）表示。AHACHChAC大地水准面

26、D=1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5AHACHChAC大地水准面大地水准面D1000m 例例 已知水准点已知水准点BMA的高程的高程 HA32.186m，现欲测定现欲测定C点的高程点的高程HC，由于，由于A、C两点相距较远，两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。1.观测与记录观测与记录表表2-1 2-1 水准测量手

27、簿水准测量手簿日期：日期：20092009年年3 3月月1919日天气：多云日天气：多云 仪器：仪器：DSDS3 3水准仪水准仪 地点：校内实训基地地点：校内实训基地 观测：张三观测：张三 记录：李四记录：李四测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数AHACHChAC大地水准面大地水准面D1000mTP1h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向测站 测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.79132.186TP11.223AHACHChAC大地水准面大地水准面D=1000mTP12.0141.223h1后视点后

28、视读数前视读数前视点进行方向2.测站检核测站检核 （1）变动仪器高法 在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（大于（大于10cm），），再测一次高差。两次所测高差之差不超过容许值（例如等（例如等外水准测量容许值为外水准测量容许值为6mm），），则认为符合要求。取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。 （2）双面尺法 仪器的高度不变，而分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测。这样可以利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如果不符值不超过规定的限差，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。 测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/

29、m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h1.9011.108进行方向AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h11.9011.108TP2进行方向测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862TP20.450AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1T

30、P2进行方向h22.3120.450后视点前视点后视读数前视读数测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558AHACHCHAC大地水准面D1000mTP1TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4T

31、P3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558TP22.077+1.211+1.2131.955TP30.866+1.2150.740TP32.41

32、3+1.512+1.5142.287TP40.901+1.5160.771TP40.418-1.932-1.9330.533BMC2.350-1.9342.467AChhCAACHHh3.450mACh 35.636mCH3.计算与计算检核计算与计算检核 （1）计算）计算 AC两点的高差等于各测站的高差总和，即两点的高差等于各测站的高差总和，即则则C点高程为：点高程为：在本例题中：在本例题中： （2）计算检核）计算检核 为了保证记录表中数据的正确，应对记录表中计算的高差和高程进行检核。 检查内容：检查内容：后视读数总和减前视读数总和的二分之一后视读数总和减前视读数总和的二分之一高差总和的二分之

33、一高差总和的二分之一平均高差总和平均高差总和C点高程与点高程与A点高程之差点高程之差 以上这四个数字应相等。以上这四个数字应相等。 否则，计算有错。11()(18.334m 11.434m)3.450m22ab 11( 6.900m)3.450m22h 3.450mh 35.636m 32.186m3.450mCAHH 在本例题中：在本例题中：测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.5

34、58TP22.077+1.211+1.2131.955TP30.866+1.2150.740TP32.413+1.512+1.5142.287TP40.901+1.5160.771TP40.418-1.932-1.93335.6360.533BMC2.350-1.9342.467计算检核18.33411.434+6.900+3.450a-b=18.334-11.434=+6.900 (a-b)/2=+3.450 h=+6.900 (h/2)=+3.450 HC-HA=+3.450土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院3.水准测量的检核三、

35、三、水准测量的成果计算(一)、附合水准路线的计算 下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，A、B为已知高程的水准点，为已知高程的水准点，HA65.376m，HB68.623m，1、2、3为待定高程的水准点。为待定高程的水准点。h11.575mh22.036mh31.742mh41.446mn18L11.0kmn212L21.2kmn314L31.4kmn416L42.2kmBMA123BMB点号距离/km测站数实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注123456789辅助计算 1填写观测数据和已知数据点号点号距离距离/km测站测站数数实测高

36、差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB辅助辅助计算计算 2计算高差闭合差点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB5.8503.315辅助辅助计算计算()3.3

37、15m (68.623m 65.376m)0.068m68mmhBAmWhHH 根据附合水准路线的测站数及路线长度求出每公里测站数，以便确定采用平地或山地高差闭合差容许值的计算公式。 在本例题中在本例题中508.65.8kmnL站站站/km16站站/km 故高差闭合差容许值采用平地公式计算。故高差闭合差容许值采用平地公式计算。 等外水准测量平地高差闭合差容许值等外水准测量平地高差闭合差容许值Whp的计的计算公式为算公式为40hpWL 点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.5

38、7565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB5.8503.315辅助辅助计算计算()3.315m (68.623m 65.376m)0.068m68mmhBAmWhHH 4040 5.8km96mmhpWL hhpWWp成果合格成果合格89 3调整高差闭合差 高差闭合差调整的原则和方法是：高差闭合差调整的原则和方法是： 按与测站数或测段长度成正比例的原则，将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上，得改正后高差。即hiiWvnn hiiWvLL 式中式中 vi 第第i测段的高差改正数（测段的高差改正数（mm）；）； 、 水

39、准路线总测站数与总长度；水准路线总测站数与总长度； 、 第测段的测站数与测段长度。第测段的测站数与测段长度。nLiniL在本例中，各测段改正数为：mm12km0 . 1km8 . 5mm6811 LLWvhmm14km2 . 1km8 . 5mm6822 LLWvhmm16km4 . 1km8 . 5mm6833 LLWvhmm26km2 . 2km8 . 5mm6844 LLWvh计算检核：计算检核：hiWv 点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575 1265.376

40、BMA111.2122.036 14221.4141.742 16332.2161.446 26BMB68.623BMB5.8503.31568辅助辅助计算计算()3.315m (68.623m 65.376m)0.068m68mmhBAmWhHH 4040 5.8km96mmhpWL hhpWWp成果合格成果合格将各测段高差改正数填入计算表第5栏内。 4计算各测段改正后高差 各测段改正后高差等于各测段观测高差加上各测段改正后高差等于各测段观测高差加上相应的改正数，即相应的改正数，即iimivhh 式中式中 第第 i 段的改正后高差（段的改正后高差（m）。）。ih 本例题中，各测段改正后高差为

41、：m563. 1m)012. 0(m575. 1111 vhhm022. 2m)014. 0(m036. 2222 vhhm758. 1m)016. 0(m742. 1333 vhhm420. 1m)026. 0(m446. 1444 vhh计算检核：计算检核：ABiHHh 点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575 121.56365.376BMA111.2122.036 142.022221.4141.742 161.758332.2161.446 261.420BM

42、B68.623BMB5.8503.315683.247辅助辅助计算计算()3.315m (68.623m 65.376m)0.068m68mmhBAmWhHH 4040 5.8km96mmhpWL hhpWWp成果合格成果合格将各测段改正后高差填入计算表第6栏内。 5计算待定点高程 根据已知水准点根据已知水准点A的高程和各测段改正后高差，的高程和各测段改正后高差，即可依次推算出各待定点的高程，即即可依次推算出各待定点的高程，即m939.66m563. 1m376.6511 hHHAm961.68m022. 2m939.66212 hHHm203.67m)758. 1(m961.68323 hH

43、H)(43)(m623.68m420. 1m203.67已知已知推算推算BBHhHH 计算检核：计算检核：最后推算出的B点高程应与已知的B点高程相等，以此作为计算检核。点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575 121.56365.376BMA166.93911.2122.036 142.022268.96121.4141.742 161.758367.20332.2161.446 261.420BMB68.623BMB5.8503.315683.427辅助辅助计算计算(

44、)3.315m (68.623m 65.376m)0.068m68mmhBAmWhHH 4040 5.8km96mmhpWL hhpWWp成果合格成果合格将推算出各待定点的高程填入计算表第7栏内。(二二)、闭合水准路线成果计算、闭合水准路线成果计算 闭合水准路线成果计算的步骤与附合水准路线相同。hf2.532mhb2.520mBMA1(三)、支水准路线的计算 例例 A为已知高程的水准点，其高程为已知高程的水准点，其高程HA为为45.276m，1点为待定高程的水准点，点为待定高程的水准点，hf 和和hb 为往为往返测量的观测高差。往、返测的测站数共返测量的观测高差。往、返测的测站数共16站，站，

45、计算计算1点的高程。点的高程。bfhhhW 站站81621)(21 bfnnnmm3481212 nWhp 1计算高差闭合计算高差闭合m)520. 2(m532. 2 mm12m012. 0 2计算高差容许闭合差计算高差容许闭合差测站数：测站数：因因|Wh|Whp|，故精确度符合要求。，故精确度符合要求。m526. 22m520. 2m532. 21 Ah11AAhHH 3 3计算改正后高差计算改正后高差 取往测和返测的高差绝对值的平均值作为取往测和返测的高差绝对值的平均值作为A和和1两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即 4 4计算待定点高程计算

46、待定点高程m526. 2m276.45 m802.47 土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2- 5 5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正u水准仪的轴系及其应满足的几何条件水准仪的轴系及其应满足的几何条件u圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正u十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正u水准管轴平行于视准轴的检验与校正水准管轴平行于视准轴的检验与校正土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院1.1.圆水准器的检验和校正圆

47、水准器的检验和校正 了解原理与作业方法了解原理与作业方法2.2.十字丝的检验和校正十字丝的检验和校正 了解原理与作业方法了解原理与作业方法3.3.水准管轴平行于视准轴的检验与校正水准管轴平行于视准轴的检验与校正 掌握原理与作业方法掌握原理与作业方法学习要求：土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院一、一、 水准仪的轴系及其应满足的几何条件水准仪的轴系及其应满足的几何条件1.水准仪的轴系有水准仪的轴系有:CCLLVVLL 视 准 轴 CC 水准管轴 LL 圆水准轴 LL 竖 轴 VV水准仪的主要轴线土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下

48、一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院(1) LL/ VV(2) 横丝横丝VV(3) LL / CC (主要条件主要条件) 2. 应满足的三个条件应满足的三个条件对以上三个条件进行检验和校正对以上三个条件进行检验和校正土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院二、圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正二、圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正1.1.检验目的与检验方法：检验目的与检验方法： 目的：圆水准轴目的：圆水准轴LL应平行于仪器的竖轴应平行于仪器的竖轴VVVV。 误差的影响：误差的影响：不影响读数，但使纵轴倾斜，影响操作速度不影响读

49、数，但使纵轴倾斜，影响操作速度土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院 检验方法：（如何发现误差？）检验方法：（如何发现误差？）a)以圆水准器为准（气泡居中）安置仪器的以圆水准器为准（气泡居中）安置仪器的纵轴纵轴b)把仪器连带水准器绕纵轴旋转把仪器连带水准器绕纵轴旋转180度。如度。如果气泡仍然居中，则水准器轴平行仪器纵果气泡仍然居中，则水准器轴平行仪器纵轴。否则，水准器轴不平行仪器纵轴。轴。否则，水准器轴不平行仪器纵轴。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2、校正、校正：（如何减少

50、误：（如何减少误差？）差？）（气泡移动量一半所表示的（气泡移动量一半所表示的倾斜度就是纵轴的倾斜度。）倾斜度就是纵轴的倾斜度。）转动脚螺旋使气泡移回转动脚螺旋使气泡移回一半，其余的一半用校正一半，其余的一半用校正针拨动圆水准器下面的三针拨动圆水准器下面的三个校正螺丝。个校正螺丝。重复上述检重复上述检验和校正一二次，使这误验和校正一二次，使这误差尽可能小。差尽可能小。纵轴纵轴三三 、 十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正1.1.检验目的检验目的: :使十字丝横丝垂直与仪器的竖轴。使十字丝横丝垂直与仪器的竖轴。误差的影响：误差的影响：如果水准尺象偏离十字丝中心，

51、就会增加读数误差如果水准尺象偏离十字丝中心，就会增加读数误差检验检验方法方法：用圆水准器使纵轴垂直后，用十字丝的横丝照准某一清晰目标用圆水准器使纵轴垂直后，用十字丝的横丝照准某一清晰目标。用微动螺旋转动望远镜，如果十字丝的横丝一直不离开目标，。用微动螺旋转动望远镜，如果十字丝的横丝一直不离开目标，则无误差。否则要校正。则无误差。否则要校正。MMM土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2.2.校正：校正：如图如图2-242-24。需旋下目镜端。需旋下目镜端的十字丝环外罩，用螺丝刀的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺松开十字丝环的

52、四个固定螺丝，按中丝倾斜的反方向小丝，按中丝倾斜的反方向小心地转动十字丝环，直至中心地转动十字丝环，直至中丝水平。丝水平。2134十字丝环十字丝环校正螺丝校正螺丝十字丝环十字丝环校正螺丝校正螺丝四、四、 管水准器轴管水准器轴LL视准轴视准轴CC若不平行，则有若不平行，则有i角。角。选择场地：平坦，选择场地：平坦，A，B两点相距约两点相距约80m，立尺。，立尺。安置水准仪于两尺中间，观测高差安置水准仪于两尺中间，观测高差hAB=a1b1，不受，不受i角影角影响。响。安置水准仪距安置水准仪距B点点23m处，观测高差处，观测高差hAB =a2b2 。两次高差之差两次高差之差h= hABhAB。”=2

53、06265，弧秒值。，弧秒值。i”应小于应小于20，否则应校正。，否则应校正。 80hShiAB求出点求出点B尺正确读数：尺正确读数：a2 = a2 h。旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准 a2 管水准气泡必然偏离中心管水准气泡必然偏离中心 ，用校正针拨动管水准器一端的上、下两个校正螺丝用校正针拨动管水准器一端的上、下两个校正螺丝使气泡的两个影像符合使气泡的两个影像符合 。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院2 2- - 5 5水准测量的误差分析及注意事项水准测量的误差分析及注意事项仪器误差仪器误差观测与操作者

54、的误差观测与操作者的误差外界环境的影响外界环境的影响水准测量的注意事项水准测量的注意事项土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院1 、仪器误差、仪器误差（主要是主要是i i角的误差）角的误差） 水准仪在使用前应进行严格的检验，但由水准仪在使用前应进行严格的检验，但由于检验不完善或其他方面的影响，使仪器存在于检验不完善或其他方面的影响，使仪器存在残差。例如水准管轴与视准轴不平行的残余误残差。例如水准管轴与视准轴不平行的残余误差，可采用等距离观测可以消除。此外水准尺差，可采用等距离观测可以消除。此外水准尺误差如尺长、弯曲、零点误差等，可采用采用

55、误差如尺长、弯曲、零点误差等，可采用采用前后视交替放置尺子，凑成偶数站等方法加以前后视交替放置尺子，凑成偶数站等方法加以消除。消除。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院水准管居中误差：水准管居中误差：水准管居中误差主要与水准管分划值及人眼的分辨水准管居中误差主要与水准管分划值及人眼的分辨率有关。率有关。照准误差：照准误差：照准误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率、视照准误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率、视线长度有关。线长度有关。估读误差：估读误差： 估读毫米数的误差与十字丝粗细、望远镜放大估读毫米数的误差与十字丝粗细、望远镜放大率、

56、视线长度有关。一般在率、视线长度有关。一般在100米内米内m估估 = 1.2 mm。2、 观测与操作者的误差观测与操作者的误差土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院视差对读数的影响：视差对读数的影响： 必须消除视差。必须消除视差。扶尺不直的影响：扶尺不直的影响：由于扶尺不直引起读数变大。其误差为：由于扶尺不直引起读数变大。其误差为： b=bb=b(1cos),可见与尺上读数和可见与尺上读数和倾角有关，当倾角有关，当b=2.5m，2时，时，b1.5mm。水准仪与尺垫下沉和反弹误差水准仪与尺垫下沉和反弹误差可采用可采用“后前前后后前前后”的观测顺序。的观测顺序。土木工程测量土木工程测量上一页上一页下一页下一页返回本章首页返回本章首页三三 江江 学学 院院3、 外界环境的影响外界环境的影响(1)(1)大气折光大气折光由于温度、湿度的不同，使由于温度、湿度的不同，