水准测量方法

1、水准测量方法水准测量方法2013年年8月月25日日 水准测量水准测量&水准测量的原理水准测量的原理&水准仪及其使用水准仪及其使用&普通水准测量及其成果整理普通水准测量及其成果整理&水准测量注意事项水准测量注意事项主要内容主要内容 水准测量水准测量v1、复习水准测量原理，掌握高差特性；、复习水准测量原理，掌握高差特性；v2、掌握水准点、转点、三种水准路线的含、掌握水准点、转点、三种水准路线的含义和区别；义和区别；v3、掌握水准测量的观测步骤和施测方法；、掌握水准测量的观测步骤和施测方法；v4、能够正确地进行读数、记录、计算和检、能够正确地进行读数、记录、计算和检核

2、；核；v5、知道如何整理、完成好外业测量手簿。、知道如何整理、完成好外业测量手簿。学习目标学习目标4第二章第二章 水准测量水准测量复习：水准仪的使用复习：水准仪的使用v 安置：安置三脚架和水准仪；安置：安置三脚架和水准仪；v 粗平：使圆水准器气泡居中；粗平：使圆水准器气泡居中；v 瞄准：粗瞄和精瞄；瞄准：粗瞄和精瞄；v 精平：使长水准管气泡居中；精平：使长水准管气泡居中；v 读数：用中丝读数；读数：用中丝读数；5第二章第二章 水准测量水准测量复习：水准仪的使用复习：水准仪的使用v 安置仪器安置仪器n在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度

3、调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使使三脚架架头大致水平三脚架架头大致水平。n从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。架架头上。6第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用v 粗平粗平n使圆水准器气泡居中使圆水准器气泡居中b312c312 a13 2气泡移动方向与气泡移动方向与左手大拇指左手大拇指运动的方向一致。运动的方向一致。7第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用准星准星水平粘结制动水平粘结制动水平微动水平微动螺旋螺旋 对光

4、螺旋对光螺旋消除视差消除视差v 瞄准目标瞄准目标n粗瞄、对光、精瞄和消除视差粗瞄、对光、精瞄和消除视差8第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用1213111.251m0.717mv 读数读数n用中横丝读数用中横丝读数9第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的原理水准测量的原理v 计算未知点的高程计算未知点的高程n高差法高差法hABABab前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHBABABhHH视线高度视线高度bahAB10第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的原理水准测量的原理hAB大地水准面大地水准面HB=?Av 连续水准测量连续水准测量 hAB=h =h1+h2 +

5、 =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab11第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 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：我们将用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。水准点记为水准点。水准点记为BM (Bench Mark)。v 水准点有水准点有永久性水准点永久性水准点和和临时性水准点临时性水准点两种。两种。国家等级永久性水准点国家等级永久性水准点12第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH2356.437mH2458.392mH2553.168m水准点的水准

6、点的“点之记点之记”土木工程水准点土木工程水准点临时性水准点临时性水准点v 水准点水准点13第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线单一单一水准路线水准路线附和附和水准路线水准路线闭合闭合水准路线水准路线支支水准路线水准路线水准网水准网v 水准路线水准路线14第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 水准路线水准路线n附和水准路线附和水准路线l从已知高程的水准点从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点出发，沿待定高程的水准点1、2、进进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BMB所构成的水所构成

7、的水准路线，称为附合水准路线。准路线，称为附合水准路线。BMABMB)(始始终终测测HHhfh 15第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 水准路线水准路线n闭合水准路线闭合水准路线l从已知高程的水准点从已知高程的水准点BMA出发，沿各待定高程的水准点出发，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进行水准测量，最后又回到原出发点BM1的环形路线，称为闭合的环形路线，称为闭合水准水准 路线。路线。BMA 测测hfh16第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 水准路线水准路线n支水准路线支水准路线l从已知高程的水准点从已

8、知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点出发，沿待定高程的水准点1，2进行水进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。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。支水准路线要进行往返测量，以资检核。 BMA 返返往往hhfh17第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线BM3BM1BM2结点通过平差方法求得各待定点的高程v 水准路线水准路线n水准网水准网18第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHB19第二章第二章 水准测量水

9、准测量水准测量的外业水准测量的外业v 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。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。加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。v 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，故称之为转点，用的作用，故称之为转点，用TP（Turning Point）表示。）表示。v 转点上需放置尺垫。转点上需放置尺垫。20第二章第二章 水准测量

10、水准测量水准测量的外业水准测量的外业v 已知水准点已知水准点BMA的高程的高程 HA32.432m，现欲测定，现欲测定B点的高程点的高程HB，由于，由于A、B两点相距较远，需分段设站进行测量，具体两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。施测步骤如下。HAHBhAB大地水准面大地水准面AB21第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业AHABHBhAB大地水准面大地水准面TP1h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向1.2301.647测站测站 测点测点水准尺读数水准尺读数/m高差高差/m高程高程/m备注备注后视读数后视读数前视读数前视读数+-32.432已知已知

11、1BMATP11.6471.2300.41732.84922第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业AHABHBhAB大地水准面大地水准面TP11h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向223第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业AHABHBhAB大地水准面大地水准面TP11h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向0.82421.931测站测站 测点测点水准尺读数水准尺读数/m高差高差/m高程高程/m备注备注后视读数后视读数前视读数前视读数+-1 1BMA1.6320.41732.432已知已知TP11.27132.8492 2TP11.9311.

12、10733.956TP20.82424第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业测站测站点号点号水准尺读数（水准尺读数（m）高差高差高程高程(m)备注备注后视前视1BM.A1.647 0.417 32.432 TP.1 1.23032,8492TP.11.931 1,10732,849 TP.2 0.82433.9563TP.22.345 1.933 33.956 TP.3 0.41235.8894TP.32.403 1.893 35.889 TP.4 0.51037.7825TP.40.724 -1.29137.782 TP.5 2.01535.0736TP.50.816-0

13、.93335.073BMB1.74934.14计算检计算检核核9.8666.745.35-2.224 3.126 a b=3.126 h=3.126HBHA3.12625第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业v 注意事项：注意事项：n架仪器要注意前后视距大致相等；架仪器要注意前后视距大致相等；n仪器不能架在路中央；仪器不能架在路中央；n转点注意选在稳固的地点；转点注意选在稳固的地点；n读数前要消除视差；读数前要消除视差；n后视完毕转向前视，一定要注意观察气泡是否偏离了分划后视完毕转向前视，一定要注意观察气泡是否偏离了分划圈，（但切记不能动脚螺旋）；圈，（但切记不能动脚螺旋）

14、；n视线要小于视线要小于100米。米。26第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算（三项检核）水准测量的内业计算（三项检核） 1、测站检核：、测站检核：n在一个测站上观测两次高差，两次高差较差值应在允许范在一个测站上观测两次高差，两次高差较差值应在允许范围内。方法有变仪器高法和双面尺法。围内。方法有变仪器高法和双面尺法。 2、计算检核：、计算检核：当高差计算无错误时，应满足下式成立当高差计算无错误时，应满足下式成立 a-b = h = Ha-b = h = H终终 - H- H始，如上例中，始，如上例中， a-b = h = HB a-b = h = HB HA = + 3.126m

15、HA = + 3.126m， 说明表中计算正确。说明表中计算正确。3、成果检核（线路检核）：、成果检核（线路检核）：n把已知高程点和待测点布设成路线，线路观测高差和理论把已知高程点和待测点布设成路线，线路观测高差和理论高差较差值应在允许范围内。高差较差值应在允许范围内。线路方式主要有闭合水准路线线路方式主要有闭合水准路线 、附合水准路线、附合水准路线 、往返水准路线、往返水准路线27第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差闭合差高差闭合差 fh ：观测值与理论值的差值：观测值与理论值的差值 理测hhfh公式：公式：v 对于闭合水准路线，有：对于闭合水准路线，有

16、：理测hhfhv 对于附合水准路线，有：对于附合水准路线，有：)(始终测理测HHhhhfh返往hhfhv 对于支水准路线，有：对于支水准路线，有：28第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差闭合差的容许值（高差闭合差的容许值（tolerancetolerance）对于普通水准测量：对于普通水准测量：适用于山区适用于平原区容容nfLfhh1030式中，式中，f fh h容容高差闭合差限差，单位：高差闭合差限差，单位：mmmm； L L水准路线长度，单位：水准路线长度，单位：kmkm ； n n测站数测站数 。29第二章第二章 水准测量水准测量小结小结:v 概念：

17、水准点，转点，三种形式水准路线，较差，闭合差概念：水准点，转点，三种形式水准路线，较差，闭合差v 水准观测步骤水准观测步骤v 选线；选线； 定点；定点； 自起点至终点；自起点至终点； 安置水准仪和水准尺；安置水准仪和水准尺；v 观测记录：先后视，再前视；观测记录：先后视，再前视；v 计算高差：后视读数减前视读数；计算高差：后视读数减前视读数；v 测站检核：在允许范围内；测站检核：在允许范围内；v 计算检核：计算检核：a-b = h = H终测终测 - H始始v 成果检核：成果检核：fh fh容容v 闭合差闭合差v 闭合水准路线：闭合水准路线：fh=h测；测；v 附合水准路线：附合水准路线：fh

18、=h测测-( H终知终知 - H始知始知)；v 支水准路线：支水准路线： fh=h往往+h返返30第二章第二章 水准测量水准测量水准测量注意事项水准测量注意事项4观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺；观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺；4仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；4前后视距应尽可能相等；前后视距应尽可能相等；4每次读数前要消除视差；每次读数前要消除视差；4注意对仪器的保护，做到注意对仪器的保护，做到“人不离仪器人不离仪器”；4只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接螺旋是只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接

19、螺旋是否固否固 紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。4认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏中，严禁认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏中，严禁伪造和传抄；伪造和传抄；4字体要端正、清楚、不准连环涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改正字体要端正、清楚、不准连环涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改正时，应在原数字上划线后再在上方重写；时，应在原数字上划线后再在上方重写；4每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。4扶尺人员认真竖立水准尺；扶尺人员认真竖立水准尺；

20、4转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；4水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。31第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 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为已知高为已知高程的水准点，程的水准点，HA6.543m，HB9.578m，1、2、3为待定高为待定高程的水准点。程的水准点。h11.331mh21.813mh31.424mh41.340mL10.60kmL2.0kmL1.6kmL42.05km13BMBBMA232

21、第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 原始数据填表原始数据填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmhi/mvhi/mHi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核33第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差闭合差的计算：高差闭合差的计算：v 高差闭合差的计算和调整高差闭合差的计算和调整v 计算各点改正后的高差计算各点改

22、正后的高差 25)543. 6578. 9(060. 3mmHHhfABh）（测mmLfh10040容008. 0007. 0008. 0002. 04321hhhhihhvvvvLLfviihiivhhv 计算各点改正后的高差计算各点改正后的高差iiihHH1填填表表填填表表填填表表填填表表34第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 辅助计算填表辅助计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.8312

23、1.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容返回返回35第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差改正数计算填表高差改正数计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578

24、已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025返回返回36第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差改正数计算填表高差改正数计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578

25、已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025+1.329+1.805-1.431+1.332+3.035返回返回37第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差改正数计算填表高差改正数计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025+1.329+1.805-1.431+1.332+3.0357.8729.6778.24638第