《建筑工程测量(2011年)》第二章 水准测量ppt课件

1、第二章 水准丈量 学习内容了解工程丈量中被广泛运用的高程丈量方法,转点、测站的含义；掌握水准丈量的原理；熟练操作水准仪与规范及水准丈量记录手册的填写。l2.1 水准丈量原理l水准丈量是利用水准仪提供的程度视野，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。l图2.1 水准丈量原理表示图ABABHHbah1.高差法:A、B两点间高差h AB为:ABABABABhHHHHbah2.视野高法水准仪的程度视野高程Hi : bHbaHhHHaHHiAABABAin 转点：转点：n 传送高程的暂时立尺点。传送高程的暂时立尺点。n 测站：测站：n 安顿仪

2、器的地方。安顿仪器的地方。n 水准点水准点(知高程点、待求高程点知高程点、待求高程点)2.2水准丈量的仪器和工具一、 DS3型微倾式水准仪的构造 国产水准仪按精度划分等级，D和S分别为“大地丈量和“水准仪 ，数字05、1、3、10表示精度,普通工程丈量中，常用DS3型微倾式水准仪。DS3主要由1望远镜、2水准器、3基座三部分组成。一、水准仪一、水准仪1.望远镜望远镜 ： 主要由目镜、物镜、调焦透镜、十字主要由目镜、物镜、调焦透镜、十字 丝分划板等组成。丝分划板等组成。视准轴：目镜与物镜光心连线。视准轴：目镜与物镜光心连线。CC作用:望远镜是用来准确瞄准远处目的,用十字丝“中丝对水准尺进展读数。

3、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2.水准器水准器:1圆水准器：粗略整平仪器圆水准器：粗略整平仪器 圆水准器轴圆水准器轴:球面中央小圆圈中心为圆水准器零点，过零点球面中央小圆圈中心为圆水准器零点，过零点的球面法线的球面法线LL，称为圆水准器轴。，称为圆水准器轴。气气泡泡LL(2) 管水准器管水准器 管水准器亦称长水准管用于准确整平仪器。管水准器亦称长水准管用于准确整平仪器。OL(3)(3)水准管分划值水准管分划值: :水准管上水准管上2mm2mm圆弧所对的圆心角圆弧所对的圆心角，称为水准管的分划值，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精水准

4、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。度也愈高。DS3DS3型水准仪的水准管分划值为型水准仪的水准管分划值为2020，记作，记作20/2mm20/2mm。3 3基座基座基座的作用是支承仪器的上部，并通基座的作用是支承仪器的上部，并通 过衔接螺旋与三脚架过衔接螺旋与三脚架衔接。衔接。基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。二、水准尺与尺垫二、水准尺与尺垫1水准尺水准尺1塔尺塔尺衔接处稳定性较差衔接处稳定性较差,仅适用于普通水准丈量仅适用于普通水准丈量2双面水准尺：双面水准

5、尺：多适用于三、四等水准丈量多适用于三、四等水准丈量 两根尺的黑面尺尺底均从零开场，两根尺的黑面尺尺底均从零开场，而红面尺尺底，一根从而红面尺尺底，一根从4.687m开场，开场，另一根从另一根从4.787m开场。开场。2.尺垫尺垫是由生铁铸成。普通为三角形板座，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，水准尺立于半球顶面。尺垫用于转点处。2.3 微倾式水准仪的运用n 微倾式水准仪的根本操作程序为：n 1、安顿仪器n 2、粗略整平n 3、瞄准水准尺n 4、准确整平n 5、读数1 1、安顿仪器、安顿仪器1 1留意架腿高度适中，留意架腿高度适中， 便于观测便于观测 2 2保证架头大致程

6、度保证架头大致程度2、粗略整平、粗略整平 1先用两个螺旋，再用第三个螺旋先用两个螺旋，再用第三个螺旋 2水准器中气泡的挪动方向水准器中气泡的挪动方向 与左手大与左手大 拇指挪动方向一致。拇指挪动方向一致。3 3、瞄准水准尺、瞄准水准尺1 1目镜调焦目镜调焦 转动目镜对光螺旋，转动目镜对光螺旋， 使十字丝成像使十字丝成像明晰。明晰。2初步瞄准 经过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。 3物镜调焦 转动物镜对光螺旋，使水准尺的成像明晰，经过微动螺旋准确瞄准水准尺4消除视差 视差会带来读数误差，观测中必需将其消除。视差: 眼睛在目镜端上下悄然挪动时,发现十字丝与目的影象有相对运动,这种

7、称为景象视差;视差产生缘由: 目的成像的平面和十字丝平面不重合;视差消除方法: 重新进展物镜对光.4、准确整平、准确整平 微倾式水准仪转动微倾螺旋，使气泡两端的影像严密吻合微倾式水准仪转动微倾螺旋，使气泡两端的影像严密吻合,此时完成准确整平此时完成准确整平,水准管气泡居中，视野即为程度视野。水准管气泡居中，视野即为程度视野。 5 5、读数、读数1.332m1.332m本卷须知：本卷须知：1 1水准尺上刻度的最小刻划，读数时应估读最小刻划的水准尺上刻度的最小刻划，读数时应估读最小刻划的下一位数字。下一位数字。2 2高程一概以米为单位，因此，普通情况下，读数至毫高程一概以米为单位，因此，普通情况下

8、，读数至毫米位即可。米位即可。 上图读数为上图读数为1.332m1.332m2.4 水准丈量的方法一、水准点和水准道路：1.水准点：用水准丈量方法测定的高程控制点。 水准点普通记为BM (Bench Mark)。 根据水准点的重要程度及运用时间可把水准点分为： 永久性水准点 暂时性水准点水准点的水准点的“点之记：便于以后运用查找，需绘制阐明点位点之记：便于以后运用查找，需绘制阐明点位位置的平面表示图，称之为点之记。位置的平面表示图，称之为点之记。二、水准丈量的外业实施 水准丈量记录手簿测站测站测点测点水准尺读数水准尺读数/m/m高差高差/m/m高程高程/m/m备注备注后视读数后视读数前视读数前

9、视读数+ +- -BMBMA A2.0362.0360.4890.48948.14548.145TP1TP11.5471.547TP1TP1TP2TP2测站测站测点测点水准尺读数水准尺读数/m/m高差高差/m/m高程高程/m/m备注备注后视读数后视读数前视读数前视读数+ +- -BMA2.0362.0360.4890.48948.14548.145(已知已知)TP1TP11.5471.547TP1TP11.7431.7430.3070.307TP2TP21.4361.436TP2TP21.6761.6760.6420.642TP3TP31.0341.034TP3TP31.2441.2440.5

10、210.521TP4TP41.7651.765TP4TP41.1481.1480.7410.74148.32148.321BMBMB B1.8891.889(待定待定)7.8477.8477.6717.6711.4381.4381.2621.262辅辅助助计计算算 a-bb=7.847-7.761=+0.176m h=+1.438+(-1.262)=+0.176m 故故 a-b= b= h HB-HA=+0.176m 水准外业丈量应本卷须知水准外业丈量应本卷须知: 1.水准仪到前后视水准尺的间隔要大致相水准仪到前后视水准尺的间隔要大致相 等；等； 2.水准尺要扶直水准尺要扶直,特别留意防止水准

11、尺前后倾斜；特别留意防止水准尺前后倾斜； 3.不得涂改原始读数不得涂改原始读数,保证记录真实、干净、整齐。保证记录真实、干净、整齐。三、水准丈量内业计算三、水准丈量内业计算1、水准道路方式、水准道路方式(三种三种):1闭合水准道路闭合水准道路 2附合水准道路附合水准道路 3支水准道路支水准道路 由于支水准道路不具由于支水准道路不具检校功能，因此要进展检校功能，因此要进展往返丈量，以资检核。往返丈量，以资检核。2、水准丈量内业计算 内业计算前须对外业手册检查，检查无误后方可进展内业计算。成果检验: 丈量规范规定，等外水准丈量高差闭合差的允许值：）为水准路线长度，（平坦地区允KmLLfh,40为测

12、站数）（山岭地区允nnfh,123、水准道路内业平差计算:高差闭合差及其允许值:闭合水准道路:符合水准道路:支水准道路：:容实测理论实测hiiihfhhhf容始终实测理论实测）hhhhhfHHf(容返往hhhhff高差闭合差矫正计算 高差闭合差在允许范围之内时，即可进展高差闭合差的矫正计算，即消除高差闭合差。 矫正原那么与方法： 按与测站数或测段长度成正比例的原那么，将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上，得矫正后高差。高差矫正数的总和与高差闭合差大小相等，符号相反。iihiihillfvnnfvhifv矫正后的高差计算各测段矫正后高差等于各测段观测高差加上相应的矫正数。.各点高程计算由起点

13、高程逐一推算出各点高程。2.52.5水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正一、水准仪应满足的几何条件1圆水准器轴(LL)平行于竖轴(VV);2十字丝的中丝应 垂直于竖轴(VV);3水准管轴(LL) 应平行于视准轴(CC)二、水准仪的检验与校正二、水准仪的检验与校正1.圆水准器的检验与校正圆水准器的检验与校正(1)检验方法检验方法2校正方法校正方法2.十字丝中丝的检验与校正1检验方法MMM检验合格检验合格不合格不合格, ,需校正需校正2校正方法水准管轴平行于视准轴的检验校正n 根据上述b2和高差hAB算出A点尺上视野程度时的应读读数为：ABhba 22假设a2与a2相等，表示两轴平行。否那么存在i

14、角，其角值为： ABDaai22 需校正合格,20,20ii 206265其中：11bahABABh水准管轴平行于视准轴的检验校正2校正方法转动微倾螺旋，使十字丝的中丝对准A点尺上应读读数a2，此时视准轴处于程度位置，而水准管气泡不居中。用校正针先拨松水准管一端左、右校正螺钉，再拨动上、下两个校正螺钉，使偏离的气泡重新居中，最后要将校正螺钉旋紧。2.6 水准丈量误差来源及其影响水准丈量误差来源及其影响n 水准丈量观测时采用前后视距相等的观测方法可以消除或水准丈量观测时采用前后视距相等的观测方法可以消除或减小三项误差影响减小三项误差影响:n 水准管轴与视准轴不平行误差水准管轴与视准轴不平行误差;n 地球曲率的影响地球曲率的影响;n 大气折光