铁路测量基本知识之高程测量

高程测量第二章测量学一、目的：获得某点的高程；一般测高差，根据已知点的高程，求算未知点的高程二、方法：

水准测量（采用水准仪和水准尺根据水平视线测定两点的高差，适用于平坦地区）三角高程测量（用经纬仪和测距仪测定垂直角和距离，按照三角原理计算两点间的高差，适用于非平坦地区）§2－1高程测量概述水准测量原理用一条水平视线比较两点的高低高差高程a：后视读数b：前视读数1、高差法2、仪高法视线高程：B点高程：B点高程通过水准仪的视线高程计算

为统一全国的高程系统，我国采用黄海平均海水面作为全国高程系统的基准面，在该面上的任一点，其绝对高程为零(zeroelevation)。为确定这个基准面，在青岛设立国家水准原点，经测定，水准原点的高程为72.260m三、水准原点

1956黄海高程系统：

根据（1950年－1956年）的潮汐观测资料

1985年黄海高程系统：青岛验潮站1952年－1979年的潮汐观测资料，1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用，1956年黄海高程系同时废止。

1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m。黄海高程系统

从水准原点出发，用一、二、三、四等水准测量在全国范围内测定一系列水准点的高程。（BM：benchmark）四、水准测量等级

一、二等水准测量称为“精密水准测量”，是国家高程全面控制的基础，又可以为研究地壳形变、地面沉降、地震预报等提供数据。一般大、中城市都建立了独立的二等水准网作为本地区的高程基础（高程系统）。

三、四等水准测量直接为地形测量和各种工程建设提供必须的高程控制依据。二等水准点五、水准面曲率对水准测量的影响如果距离相等，则影响抵消。AB大地水准面过水准仪的水准面过B点的水准面过A点的水准面

两点间距离远或高差大，不可能安置一侧仪器即可测得两点间的高差，应该在水准路线中间加设若干个临时的立尺点，称转点（TP：TurningPoint），转点的作用是传递高程。（测段、测站、转点）六、连续水准测量：ATP1TP2Bb2a2a3b1a1b3一、水准尺和尺垫1、用干燥优质木材、铝材或玻璃钢制成，长度有2m、3m、5m；有整尺、折尺和塔尺。黑面尺：0000；红面尺：（4687或4787：称零点差）2、尺垫：由平面为三角形的铸铁制成，下面有三个尖角，踩入土中，比较稳定；上面有一突起的半球形。§2－2水准仪和水准尺1、等级：按精度分为DS05，DS1，DS3，DS10。

D：大地；S：水准仪；下标：每公里水准测量的误差，以毫米计。

DS05，DS1：精密水准仪；

DS3，DS10：工程水准仪或普通水准仪二、水准仪水准尺和尺垫水准尺的刻划

望远镜（提供视线，读出远处水准尺上的读数）

水准管（指示仪器或视线是否处于水平位置）

基座（支撑仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向转动）2、构造：望远镜圆水准器

管水准器（水准管）基座DS3水准仪组成：物镜和目镜

物镜：倒立的实像（透镜组合：正立像）目镜：正立的放大的虚像分划板：刻在薄玻璃片上的三根横丝和一根纵丝。（中丝：读取水准尺的读数；上丝和下丝，又称视距丝：测定水准仪到水准尺的距离）二、望远镜：（瞄准远处的目标和读数）1、视闷准轴谈：物镜光喇心和十仅字丝交脑点的连菠线。物镜目镜十字丝分划板调焦透镜物镜调焦螺旋物镜调荒焦螺旋李：目标清但晰，精析确瞄准流目标。物镜杂与十征字丝醋分划废板之烈间的社距离睛是固踏定不记变的粥，由目停标发尤出的臂光线会在望盒远镜控内的向成像祥的位训置随公着目迅标的肿远近往而改祝变，需要转严动物镜靠调焦螺口旋移动仔调焦透密镜，使王目标成小像与十序字丝分泰划板重蜜合。目镜调救焦螺旋数：十字丝论像清晰视差：如果目环标像与庆十字丝按平面不为重合，名观测者荣的眼睛盈上下、坑左右移策动时，碑发觉目今标像与猛十字丝元之间有愧相对移局动，这校种现象动称“视差”。消除视还差：转动目迈镜调焦茧螺旋，战十字丝鸭清晰；侨转动物套镜物镜泄调焦螺傲旋，目天标像清躁晰。2、性能孔：放大率赛：通过望哀远镜所匀看到物写象的视痰角与肉脖眼直接崭看物体抱的视角悲之比。分辨率斯：望远呼镜能者够分缴辨出哪两个柿相邻血物点破的能考力。视场麦角：望远镜总所能看与到的视恰野范围棒。亮度：通过乖望远榴镜所煤能看绢到物蛇体的帐明亮杯程度疲。水准株气泡：由玻每璃圆融管制瘦成，虽内壁暴被磨叹成一贸定半什径的碌圆弧鞋，管赚内注逼满酒弟精和李乙醚伤，加尼热封管闭冷慈却以肾后，吩管内沉形成倘空隙厅为液们体的首蒸汽腊充满央，为订水准圾气泡次。水准叮管的随零点：水准管探表面刻暖有2m仙m间隔眉的分条划线疫，分兼划线鸣与水无准管绣的圆朵弧中娇点O对称，O点称为幕水准管扇的零点阵。三、水准希器（垦水准君管和钞圆水舟准器纪）1、水准管：水准旋管轴户：通过目水准休管的漂零点裙作圆盘弧的俘切线克，称望水准黄管轴域。气泡居疾中：气泡袖的中泰点与机水准孩管的督零点拆重合迈时，肿称气钥泡居浆中。水准演管的聚安装盛：装在圆嗓柱形的听上面揩勾油窗口悼的金属壮管内，尘用石膏疗固定，跑一端用禁球形支垦点A，另一掠端用校自正螺丝B、C把金倾属管扣连在撤仪器西上。特点封闭的鼻圆形玻蔽璃容器内；顶盖的败内表面鲁为球面之；容器内届盛乙醚饮类液体隶；留有陪一小似圆气射泡。2、圆水脉准器零点唇：容器漏顶盖花中央希刻有泳小圈筑，小目圈的治中心库是圆饼水准痕器的旷零点古。圆水准交器轴：通过享零点色的球计面法部线是呀圆水怀准器携的轴旅。（圆得水准耕器气膨泡居党中，扎圆水炭准器辫轴位宗于铅挖垂位期置）四、各钟级水准阀仪的技悉术参数工程水准测量2820DS10三、四等水准测量3828DS3二等水准测量4738DS155放大倍数不小于（倍）物镜有效孔径不小于mmDS05一等水准测量42水准仪等级主要用途望远镜每千米水准测量高差中误差（mm）项目一、三角架构：1、松开3个制贱动螺驰旋，伸缩彻架腿添，三旨角架供高度锋适当晃，旋昨紧制章动螺桂旋；2、三角等犁距分开披，使架头修大致水截平；3、取出水推准仪，放在肃架头树上，酿连接姜螺旋条旋入漫水准制仪基挑座的怒螺孔牧内；§2－3水准仪繁的使用粗略乔整平提仪器发，使触圆水衫准器紫气泡页居中络。转动脚译螺旋（剥和左手锅大拇指酸移动方嘴向一致该）方法孕：两手同怪时反方巷向转动扣两个脚巩螺旋；幸再转动凉另一脚报螺旋。二、粗味平望远炮镜对庭准水倍准尺榴，进婚行目聪镜和溪物镜普调焦列，使踪蝶十字袜丝和留水准距尺像乏清晰1、转察动目旁镜，进行调踪蝶焦，十碎字丝清每晰；2、狠准星刃：照准目瞒标，制揭动螺旋誉；3、调焦冲螺旋：物象清膀晰；4、微昂动螺龙旋：十字丝匪竖丝照蜻准水准幼尺。三、抢瞄准微倾螺旋调焦螺旋水平微动螺旋目镜调焦螺旋准星水准管圆水准器微倾螺塘旋，水贝准管气休泡居中搅。四、精加平十字侄丝中乎丝在渠水准岛尺上料的读永数:0.瓶85磁8m添0尸85订8m裕m五、读炒数07坏9709拿00一、水泥准点：永久性夺和临时循性永久性年：混凝仰土制成抽标识，昨标识顶妙部有金接属标志猫，顶部亿标志该者点的高藏程。临时堆性：灶大木诱桩打截入地魄面，母桩顶串钉入蝇铁钉奔。§2－4水准测绵量的方伟法在水同准点盼之间绵进行务水准躬测量创所经探过的陕路线抛，称庆水准夺路线富。分类漂：1、闭考合水腔准路派线：从某承一已曲知高她程的锯水准异点出推发，羞经过枝若干币待定毒的水旗准点1、2、3、4进行猛水准谜测量从，最巩后仍夫回到惧原水宾准点缠，称员闭合滤水准渗路线顷。（各季相邻秆点间袄高差手的总书和理步论为毛零，结可以退作为喉观测梅正确捉性的乎检核慨）二、水速准路线2、附持和水零准路只线：从一已浇知高程炼的水准蹦点出发莫，沿各晶高程待驶定的水石准点进界行水准殃测量，室最后附签和到另动一个已莫知高程茶的水准图点。（高弹差总河和理校论等隔于两滋端已除知点惕间的待高差华）3、支水催准路线尚：从一个亦已知高嘴程的水湖准点出饶发，沿毕各高程肯待定的随水准点望进行水缓准测量帆，其路很线既不勿闭合也闯不附和新，称支砖水准路击线。（往返变测量，探往测高用差与返拆测高差遍的总和野绝对值柳相等，颂符号相碑反。可渗以通过促往返测晚量徕检稍核）1、方法秒：起始点祝立后视脖尺；选希转点立渔前视尺今；中间件架水准邪仪；前施视尺不慰动；后稼视尺前所移；中孙间架水浸准仪。三、克施测鄙方法2、水侨准测闹量记孤录手掌簿

测站测点水准尺盗读数高差高程备注ⅠⅡⅢⅣⅤATP1TP2TP3TP4B14弱67138故518么69142秤513跳67112这416承74094即3121网2173概20.仓34选30.搁28答90.9菜260.2字130.3焦6527.厘35428腹.1重82计算爬检核Σ7.5杆136.逢68伸51.歉48鸦2－0.晌65428前.1剑82－27.贞354=0.染828－6.瓦68籍5=0.假828－0.炮65础4=0脂.8夏28后视前视＋－四、水短准测量裙的检核1、计算狂检核：Σh＝Σa－Σb＝HB－HA2、测站添检核：变仪器叶高法（宗高差容米许值：6m块m）双面汤尺法御（水锁准尺声黑面汽和红释面读是数之搅差：3mm；两次格高差之养差：5m顶m）3、成果衣检核（水准偿路线）附和铲水准慎路线男：理论：Σh＝H终－H起实际笼：Σh且≠H终－H起高程闭罩合差：fh＝Σh－（H终－H起屈）闭合水恭准路线荣：理论：Σh＝0；实际芝：Σh≠汽0高程遮闭合斥差：fh＝Σh支水狠准路左线：理论：Σh往＝－Σh返实际蔬：Σh往≠－Σh返高程右闭合区差：fh＝Σh往＋Σh返（往底返测婚量）fh＝Σh1－Σh2（并行岔测量）一、高沃程闭合出差计算缠：闭合共水准体路线钟上各垃点之京间的搬高差挨代数么和理菌论上弦应等帝于零云；附和索水准珍路线术各点跌之间惠高差奖代数抖和应议等于焰两个店水准额点的静高程沾差值狠；支水准梨路线往孝返测量调的高差敬代数和景应等于荐零。但乏由于测味量误差任的存在陡，理论化条件不啊能满足端，所以电产生高锣程闭合面差。§2－3水准测控量内业闭合水誉准路线附和光水准坏路线支水垦准路胸线高程戒闭合形差计讽算容许高珠程闭合众差（1）存在洗闭合差猛的原因什：测量尝误差是家不可避批免的，驻但应在座限差范滩围内。（误壮差是丘随着杀线路默长度籍或测嚼站数座的增刺加而岛增加四的）水准测狗量成果见整理fh＝Σh－（HB－HA）如果fh<Fh（2）改趣正数(v)：由歼于存勇在误蓝差，师所以护对高涛差进己行改治正，熊即改挠正数怀的计诱算。计算湿原则陡：反符练号、旷按比缓例注意：改正鸭数为免整数隙；改正屯数的召和与圆闭合昼差大忧小相吃等符短号相拣反。如果来符合插限差抗要求酷，进恨行内垫业计值算例：一祸条附和忽水准路危线的野讲外观测太数据如谊下：二、殖水准找测量舅的内洲业计友算（翼闭合珠差的钩分配揪）h1=+海2.籍78继5h2=-拉4.3邪69h3=笔+1食.9亦80h4=介+2艳.3尚45HA=5令6.按34杀5HB=5村9.屑03牛91、闭行合差烤计算脊：fh＝Σh－（HB－HA）＝2.宫74苍1－(5街9.辣03榴9－56点.3兰45稻)=的+0话.0缘瑞47蜜mfh<Fh2、改正室数：反扰符号按印比例（叠距离或百测站数陕）高程计饰算（列喇表）1234ΣA123B0.匀81.31.10.悉73.仗91218131154+2嚼.7窄85-4景.3帖69+1.慰980+2.盯345+2.块741-10-1萄6-1较1-1冒0-4盛7+2.安775-4绿.3劈燕85+1.游969+2母.3扣35+2.蕉69456.粉34559司.1臣2054.会73556芹.7卸0459曾.0轧39辅助计胁算fh＝+47庄mm版n=5晚4打fh/n馅=-挽0.庆87嘉mmFh容=±88m牵m测段编掏号点名距离测站数实测打高差改正恭数改正加后高庄差高程备注（1）画草大图，将互外业观开测数据隶（距离梁、高差锯）填入意表格；（2）计愤算闭怖合差券，改顽正数炸；（3）计算迟改正后速高差（4）计算李高程三、中过程一、水箱准仪的脏轴线及小应满足汇的条件圆水准应器轴平盈行于仪畜器竖轴戚；横丝村垂直蜂于竖岂轴；水准艘管轴福平行掉于视平准轴帖；§2－5水准仪显的检验爪和校正圆水准器水准管目的京：旋转照仇准部，挂圆水准射器气泡可始终居盗中检验兄：旋转坊脚螺寒旋，道使圆矩水准轰器气基泡居蓬中，每仪器伪旋转180度，如夕果气泡典偏于一竖边，说较明两条辟轴线不趋平行。校正：转动脸脚螺苏旋，父使气剃泡向燃圆水糟准器袭中心住移动吨偏距黑的一素半，猾用校扶正针悔拨圆概水准桨器底悼下的喝三个珠校正患螺丝二、钢圆水捡准器香的检饺验和继校正整平仪倾器气泡旷符合转动18跨0度校正螺怨丝调一袋半脚螺霜旋调雨一半检校抽过程目的：水准仪律整平后锻，十字轰丝的横融丝水平倒。检验：整平漏仪器及，十新字丝眼交点绵瞄准姿明显跨点P，拧胸紧制鼻动螺常旋，圣转动堆微动淹螺旋萝，如为果P点相对住望远镜银左右移找动时离铲开横丝抱，表示妻纵轴铅道垂时横症丝不水北平。校正露：旋下靠份目镜处培的十字斯丝环外被罩，用粘螺丝刀覆松开十肿字丝组旗的四个徐固定螺丹丝，按寺横丝倾疮斜反方仇向转动糠十字丝扒组。三、搅十字烛丝的甜检验哑和校伴正目的：水准管良轴平行迟于视准版轴检验方弃法：平坦碰地面灵选定40箱-6遍0m的A、B两点求，立洁水准挥尺。将水准归仪置于眉中点，掏精平后房诚测高差夜；水准仪抛搬到B点相距2m处，精团平后测方高差。如果两测高差相朋等或在谢误差范卡围内，奇说明水湿准管轴最平行于毯视准轴级，否则煮不平行椒。