2015-2020年中國復(fù)合材料市場(chǎng)監(jiān)測(cè)及發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報(bào)告

1、建筑工程測(cè)量第一章 緒 論第一節(jié) 建筑測(cè)量的任務(wù)與作用一、建筑測(cè)量的任務(wù) 測(cè)量學(xué)是一門古老的科學(xué)。它是研究地球表面的形狀和大小以及確定地面點(diǎn)位的科學(xué)。它的內(nèi)容包括測(cè)定和測(cè)設(shè)兩個(gè)部分。 測(cè)定又稱測(cè)圖，是指使用測(cè)量儀器和工具，用一定的測(cè)繪程序和方法將地面上局部區(qū)域的各種固定性物體（地物，如房屋，道路，河流等）以及地面的起伏形態(tài)（地貌），按一定的比例尺和特定的圖例符號(hào)縮繪成地形圖。 測(cè)設(shè)又稱放樣，是指使用測(cè)量儀器和工具，按照設(shè)計(jì)要求，采用一定的方法，將設(shè)計(jì)圖紙上設(shè)計(jì)好的工程建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程標(biāo)定到施工作業(yè)面上，為施工提供正確依據(jù)，指導(dǎo)施工。因?yàn)榉艠邮侵苯訛槭┕し?wù)的，故通常稱為“施工放樣

2、”。 放樣是測(cè)圖的逆過程。測(cè)圖是將地面上地物、地貌的點(diǎn)位相關(guān)位置測(cè)繪在圖紙上，轉(zhuǎn)換為圖面符號(hào)之間的位置。放樣則是特設(shè)計(jì)圖上的點(diǎn)位測(cè)設(shè)到地面上，兩者測(cè)量過程相反。 建筑測(cè)量是測(cè)量學(xué)的一個(gè)組成部分。它是研究建筑工程在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理各階段所進(jìn)行的各項(xiàng)測(cè)量工作中應(yīng)用的測(cè)量儀器、工具，采用的測(cè)量技術(shù)與方法的學(xué)科。 建筑測(cè)量在各種建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用。例如：在工程勘測(cè)階段為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供各種比例尺的地形圖和測(cè)繪資料，在工程設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用地形圖進(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在工程施工階段，要進(jìn)行建筑物、構(gòu)筑物的定位，放線測(cè)量，在施工過程中的土方開挖、基礎(chǔ)工程和主體砌筑中的施工測(cè)量、構(gòu)件的安裝測(cè)量以及在工程施

3、工階段中為銜接各工序的交換，鑒定工程質(zhì)量而進(jìn)行的檢查，校核測(cè)量，施工竣工后的竣工測(cè)量，施測(cè)竣工圖，供日后擴(kuò)建和維修之用；工程運(yùn)營階段，對(duì)某些特殊要求的建筑物和構(gòu)筑物的安全性和穩(wěn)定性所進(jìn)行的變形觀測(cè)，以保證工程的安全使用。二、建筑測(cè)量在建筑施工中的作用 由上述可知，建筑測(cè)量是為建筑工程提供服務(wù)的。它服務(wù)于建筑工程建設(shè)的每一個(gè)階段，貫穿于建筑工程的始終。在工程建設(shè)的各個(gè)階段都離不開測(cè)量工作，都要以測(cè)量工作為先導(dǎo)。而且測(cè)量工作的精度和速度直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。因此，工程測(cè)量人員必須掌握測(cè)量的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，掌握常用的測(cè)量儀器和工具的使用方法，初步掌握小區(qū)域大比例尺地形圖的測(cè)繪

4、方法，具有正確應(yīng)用地形圖和有關(guān)測(cè)量資料的能力，以及具有進(jìn)行一般建筑工程施工測(cè)量的能力。第二節(jié) 地面點(diǎn)位的確定地球表面上的點(diǎn)稱為地面點(diǎn)。測(cè)量工作的實(shí)質(zhì)就是確定地面點(diǎn)的位置。由于地球是空間的一個(gè)球體，因此地面點(diǎn)的空間位置應(yīng)該由地面點(diǎn)在平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)X、Y與高程H三個(gè)量確定，即得到三維坐標(biāo)X、Y、H。一、地面點(diǎn)平面位置的確定 地面點(diǎn)的平面位置可以用大地地理坐標(biāo)（簡稱大地坐標(biāo)或地理坐標(biāo)）或平面直角坐標(biāo)表示。地球表面上任一點(diǎn)的經(jīng)度和緯度叫做該點(diǎn)的大地坐標(biāo)，用來表示該點(diǎn)在地球表面上的位置。在大地測(cè)量和地圖制圖中要用到大地坐標(biāo)。我國現(xiàn)采用陜西省陘陽縣境內(nèi)的國家大地原點(diǎn)為起算點(diǎn)，由此建立起來全國統(tǒng)一的坐標(biāo)

5、系，稱為“1980年國家大地坐標(biāo)系”。 當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小時(shí)（一般半徑不大于10km的面積內(nèi)），可以不考慮地球曲率，而將這個(gè)區(qū)域的地球表面看作水平面，并在該面上建立平面直角坐標(biāo)系，用平面直角坐標(biāo)來確定地面點(diǎn)的平面位置，如圖11所示。 測(cè)量上選用的平面直角坐標(biāo)系，規(guī)定縱坐標(biāo)軸為x軸，x軸向北為正，向南為負(fù)；橫坐標(biāo)軸為y軸，y軸向東為正，向西為負(fù)。點(diǎn)的平面位置是以點(diǎn)到縱軸和橫軸的垂直距離y、x確定，測(cè)量時(shí)只要知道了地面點(diǎn)的坐標(biāo)值x、 y，它的平面位置也就確定了。地面上某點(diǎn)M的平面位置可用 和 來表示，如圖l1所示。 坐標(biāo)系原點(diǎn)為o，可按實(shí)際情況選定。通常為了使測(cè)區(qū)內(nèi)所有各點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)值均為正值，將坐

6、標(biāo)原點(diǎn)選在測(cè)區(qū)的西南角，從而使整個(gè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的點(diǎn)都在直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)。坐標(biāo)系的象限以北東開始按順時(shí)針方向注記為I、II、III、IV四個(gè)象限排列。測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系的區(qū)別在于坐標(biāo)軸互換，象限順序相反。目的是為了測(cè)量工作中定向的方便，這樣變換使數(shù)學(xué)中的三角公式直接引用到測(cè)量上的方向和坐標(biāo)計(jì)算，而不需作任何變更。 建筑測(cè)量由于涉及到的施測(cè)區(qū)域一般都不會(huì)超過半徑10km的面積。因此，建筑測(cè)量工作中完全可以用測(cè)量平面直角坐標(biāo)來表示地面點(diǎn)的平面位置。二、地面點(diǎn)高程位置的確定 地球上自由靜止的海洋水面或湖泊水面所形成的曲面叫水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面上每一個(gè)點(diǎn)的鉛垂線與該點(diǎn)的重力方向線重合。水準(zhǔn)面是一個(gè)重力

7、等位面，處處與重力方向線(鉛垂線)正交。隨著水位的高低，水準(zhǔn)面有無數(shù)多個(gè)，其中與平均海水面相吻合并向大陸、島嶼延伸而形成的閉合曲面，稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面可作為地面點(diǎn)計(jì)算高程的起算面。高程起算面又稱高程基準(zhǔn)面。鉛垂線是測(cè)量工作的基準(zhǔn)線，大地水準(zhǔn)面是測(cè)量工作的基準(zhǔn)面。 地面點(diǎn)至大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程或海拔，簡稱高程。用H表示。如圖12中， 、 分別為地面點(diǎn)A、B的絕對(duì)高程。目前我國采用以青島驗(yàn)潮站19521979年驗(yàn)潮資料計(jì)算確定的平均海水面作為起算高程的基準(zhǔn)面，稱為“1985國家高程基準(zhǔn)”；以該大地水準(zhǔn)面為起算面，其高程為零。水準(zhǔn)原點(diǎn)（國家高程控制網(wǎng)的起算點(diǎn)）設(shè)在青島，其

8、高程為72.260m。 當(dāng)在局部地區(qū)引用絕對(duì)高程有困難時(shí)，也可假定一個(gè)水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面。地面點(diǎn)至假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的相對(duì)高程或假定高程，通常以 表示。如圖12中， 、 即為地面點(diǎn)A、B的相對(duì)高程。 在建筑施工測(cè)量中，常選定底層室內(nèi)地坪面為該工程地面點(diǎn)高程起算的基準(zhǔn)面，記為（0）。建筑物某部位的標(biāo)高，系指某部位的相對(duì)高程，即某部位距室內(nèi)地坪（0）的垂直間距。兩個(gè)地面點(diǎn)之間的高程差，稱為高差，用h表示。如圖12中：由此看出，高差的大小與高程起算面無關(guān)。三、用水平面代替水準(zhǔn)面的限度用水平面代替水準(zhǔn)面，只有當(dāng)測(cè)區(qū)范圍很小，地球曲率影響未超過測(cè)量和制圖的容許誤差，且可以忽略不計(jì)時(shí)，才可以

9、把大地水準(zhǔn)面看做水平面。下面討論，測(cè)區(qū)范圍多大時(shí)，才可以用水平面代替水準(zhǔn)面。（一）用水平面代替水準(zhǔn)面對(duì)距離的影響如圖l3所示。地面上A、B兩點(diǎn)沿鉛垂方向投影到大地水準(zhǔn)面上得ab其弧長為D，用過a點(diǎn)與大地水準(zhǔn)面相切的平面來代替大地水準(zhǔn)面，則A、B兩點(diǎn)投影在水平面上得ab其水平面上的距離為D，則兩者之差D就是用水平面代替水準(zhǔn)面，即地球曲率對(duì)距離的影響值。討論中為敘述方便，將水準(zhǔn)面近似地看成圓球，半徑R=637lkm。D與地球半徑R的關(guān)系為： D 3 或DD 3 (11) 根據(jù)不同的距離D值代入式(11)中，得到表11所列的結(jié)果。表11D（km）D（cm）D/D100.821：1200000206.

10、571：304000501031：48500由表l1可知，當(dāng)D10kin時(shí)，用水平面代替水準(zhǔn)面所引起的誤差為距離的11200000，目前最精密的距離丈量誤差為11000000。由此可以得出結(jié)論：在半徑為10km的測(cè)區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，可以用水平面代替水準(zhǔn)面，不考慮地球曲率對(duì)距離的影響。 （二）用水平面代替水準(zhǔn)面對(duì)高程的影響 如圖13所示，hBbBb就是用水平面代替水準(zhǔn)面，曲率對(duì)高差的影響。其值為h 2R (12) 根據(jù)不同的距離D代入式（12）中，得到表12所列的結(jié)果。由表12可知，用水平面代替水準(zhǔn)面，在距離lkm內(nèi)就有約8cm的高程誤差。由此可見，地球曲率對(duì)高程測(cè)量的影響很大。因此在高程

11、測(cè)量中，即使在較短的距離內(nèi)，也應(yīng)考慮地球曲率對(duì)高程的影響。實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)該考慮通過加以改正計(jì)算或采用正確的觀測(cè)方法，消減地球曲率對(duì)高程測(cè)量的影響。表12D（m）50100200500100020003000h(mm)0.20.783.12078314706四、確定地面點(diǎn)位的三個(gè)基本要素 由前所述，地面點(diǎn)位的確定是測(cè)量工作的根本任務(wù)。點(diǎn)位是由點(diǎn)的平面坐標(biāo)X、Y與高程H值所決定的。而坐標(biāo)值X、Y與高程H并不能直接測(cè)定出來，而是間接測(cè)定的，或者說是通過計(jì)算傳遞過來的。如圖14所示。為了測(cè)算地面點(diǎn)的坐標(biāo)，要測(cè)量的是地面點(diǎn)投影到水平面以后投影點(diǎn)之間組成的水平角 、 和水平距離D1、D2以及水平面上ab直

12、線與指北方向間的夾角 （稱方位角），再根據(jù)已知點(diǎn)A的坐標(biāo)就可以計(jì)算出B、C、D、E各點(diǎn)的坐標(biāo)。 通過測(cè)定A、B、C各點(diǎn)間的高差 、 ，再根據(jù)已知點(diǎn)A的高程就可以計(jì)算出B、C、D、E各點(diǎn)的高程。由此可見，水平距離、水平角和高程是確定地面點(diǎn)位置的三個(gè)基本要素。水平距離測(cè)量、水平角測(cè)量和高差測(cè)量是測(cè)量的三項(xiàng)基本工作。觀測(cè)、計(jì)算、繪圖是測(cè)量的摹本技能。第三節(jié) 測(cè)量工作的原則和程序無論是測(cè)繪地形圖或是施工放樣，都不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差，甚至還會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。為了限制誤差的傳遞，保證測(cè)區(qū)內(nèi)一系列點(diǎn)位之間具有必要的精度，測(cè)量工作都必須遵循“從整體到局部、先控制后碎部、由高級(jí)到低級(jí)”的原則進(jìn)行。如圖l5所示。首先在

13、整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)，選擇若干個(gè)起著整體控制作用的點(diǎn)1、2、3，作為控制點(diǎn)，用較精密的儀器和方法，精確地測(cè)定各控制點(diǎn)的平面位置和高程位置的工作稱為控制測(cè)量。這些控制點(diǎn)測(cè)量精度高，均勻分布整個(gè)測(cè)區(qū)。因此，控制測(cè)量是高精度的測(cè)量，也是帶全局性的測(cè)量。然后以控制點(diǎn)為依據(jù)，用低一級(jí)精度測(cè)定其周圍局部范圍的地物和地貌特征點(diǎn)，稱為碎部測(cè)量。例如：圖上在控制點(diǎn)1測(cè)定周圍碎部點(diǎn)L、M、N、O。碎部測(cè)量是較控制測(cè)量低一級(jí)的測(cè)量，是局部的測(cè)量，碎部測(cè)量由于是在控制測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此碎部測(cè)量的誤差就局限在控制點(diǎn)的周圍，從而控制了誤差的傳播范圍和大小，保證了整個(gè)測(cè)區(qū)的測(cè)量精度。建筑施工測(cè)量是首先對(duì)施工場(chǎng)地布設(shè)整體控制網(wǎng)，

14、用較高的精度測(cè)設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)的位置，然后在控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行各局部軸線尺寸和高低的定位測(cè)設(shè)，其精度較低。例如：圖中利用控制點(diǎn)1、6測(cè)設(shè)擬建的建筑物R、Q、P。因此，施工測(cè)量也遵循“從整體到局部、先控制后碎部、由高級(jí)到低級(jí)”的施測(cè)原則。 測(cè)量工作的程序分為控制測(cè)量和碎部測(cè)量兩步。 遵循測(cè)量工作的原則和程序，不但可以減少誤差的累積和傳遞，而且還可以在幾個(gè)控制點(diǎn)上同時(shí)進(jìn)行測(cè)量工作，即加快了測(cè)量的進(jìn)度，縮短了工期，又節(jié)約了開支。 測(cè)量工作有外業(yè)和內(nèi)業(yè)之分，上述測(cè)定地面點(diǎn)位置的角度測(cè)量，水平距離測(cè)量，高差測(cè)量是測(cè)量的基本工作，稱為外業(yè)。將外業(yè)成果進(jìn)行整理、計(jì)算(坐標(biāo)計(jì)算、高程計(jì)算)、繪制成圖，稱為內(nèi)業(yè)。

15、 為了防止出現(xiàn)錯(cuò)誤，無論在外業(yè)或內(nèi)業(yè)工作中，還必須遵循另一個(gè)基本原則“邊工作邊校核”。用檢核的數(shù)據(jù)說明測(cè)量成果的合格和可靠。測(cè)量工作實(shí)質(zhì)是通過實(shí)踐操作儀器獲得觀測(cè)數(shù)據(jù)，確定點(diǎn)位關(guān)系。因此是實(shí)踐操作與數(shù)字密切相關(guān)的一門技術(shù)，無論是實(shí)踐操作有誤，還是觀測(cè)數(shù)據(jù)有誤，或者是計(jì)算有誤，都體現(xiàn)在點(diǎn)位的確定上產(chǎn)生錯(cuò)誤。因而在實(shí)踐操作與計(jì)算中都必須步步有校核，檢核已進(jìn)行的工作有無錯(cuò)誤。一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或達(dá)不到精度要求的成果，必須找出原因或返工重測(cè)，必須保證各個(gè)環(huán)節(jié)的可靠。建筑施工測(cè)量應(yīng)遵循“先外業(yè)、后內(nèi)業(yè)”，也應(yīng)遵循“先內(nèi)業(yè)、后外業(yè)”這種雙向工作程序。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段所采用的地形圖，是首先取得實(shí)地野外觀測(cè)資料、數(shù)據(jù)，

16、然后再進(jìn)行室內(nèi)計(jì)算、整理、繪制成圖，即“先外業(yè)、后內(nèi)業(yè)”。測(cè)設(shè)階段是按照施工圖上所定的數(shù)據(jù)、資料，首先在室內(nèi)計(jì)算出測(cè)設(shè)所需要的放樣數(shù)據(jù)，然后再到施工場(chǎng)地按測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)把具體點(diǎn)位放樣到施上作業(yè)面上，井做出標(biāo)記，作為施工的依據(jù)。因而是“先內(nèi)業(yè)、后外業(yè)”的工作程序。第二章 水準(zhǔn)測(cè)量確定地面點(diǎn)高程的測(cè)量工作，稱為高程測(cè)量。根據(jù)所使用的儀器和施測(cè)方法的不同，分為水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、氣壓高程測(cè)量及流體靜力水準(zhǔn)測(cè)量和GPS高程測(cè)量等。其中，水準(zhǔn)測(cè)量是高程測(cè)量中最精密、最常用的方法。本章主要介紹水準(zhǔn)測(cè)量的原理、水準(zhǔn)儀的使用、水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法以及水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算等內(nèi)容。第一節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀

17、和水準(zhǔn)標(biāo)尺，根據(jù)水平視線原理測(cè)定兩點(diǎn)間高差的測(cè)量方法。測(cè)定待測(cè)點(diǎn)高程的方法有兩種：高差法和儀高法。一、高 差 法 如圖2l所示，若A點(diǎn)的高程已知為 ，欲測(cè)定B點(diǎn)的高程 施測(cè)時(shí)在A、B兩點(diǎn)上分別豎立一根水準(zhǔn)標(biāo)尺（簡稱水準(zhǔn)尺），井在A、B兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀，照準(zhǔn)A點(diǎn)標(biāo)尺，利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)為a，再照準(zhǔn)B點(diǎn)的標(biāo)尺，用水準(zhǔn)儀的水平視線讀出讀數(shù)為b，則B點(diǎn)對(duì)于A點(diǎn)的高差為：ab （21）B點(diǎn)的高程為； （22） 在此施測(cè)過程中，A點(diǎn)為已知高程點(diǎn)，B點(diǎn)為待測(cè)定高程的點(diǎn)，測(cè)量是由A點(diǎn)向B點(diǎn)為前進(jìn)方向，故稱A點(diǎn)為后視點(diǎn)，B點(diǎn)為前視點(diǎn)；a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)。由上述可知：測(cè)定待定點(diǎn)與已知

18、點(diǎn)之間的高差，就可以求算得待定點(diǎn)的高程。 用文字表述(21)式，則為：兩點(diǎn)間高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。 相對(duì)來說，讀數(shù)小表示地面點(diǎn)高，讀數(shù)大表示地面點(diǎn)低。為此，高差有正、負(fù)之分；當(dāng) 為正值時(shí)，即表示前視點(diǎn)B比后視點(diǎn)A高； 為負(fù)值時(shí)，表示B點(diǎn)比A點(diǎn)低。在計(jì)算高程時(shí)，高差應(yīng)連同其符號(hào)一并運(yùn)算。在書寫 時(shí)，必須注意h的下標(biāo)， 是表示B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的高差。若高差寫作 ，則表示A點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)的高差。 與 的絕對(duì)值是相等的，但符號(hào)相反。上述利用高差計(jì)算待測(cè)點(diǎn)高程的方法，叫高差法。二、儀 高 法由圖21可以看出， 是儀器水平視線的高程，通常叫視線高程或儀器高程，簡稱儀高。前視點(diǎn)高程也可以通過儀高 ，求得

19、。 儀高法的觀測(cè)方法與高差法完全相同。計(jì)算時(shí)，先算出儀高 。如圖22所示，儀高等于后視點(diǎn)高程加后視讀數(shù)，即： 十a(chǎn) (23) 則B點(diǎn)、M點(diǎn)、N點(diǎn)的高程可用下式分別計(jì)算： b m n (24) 用文字表示(24)式，則為：前視點(diǎn)高程等于儀高減去前視讀數(shù)。 儀高法是計(jì)算一次儀高，就可以簡便地測(cè)算幾個(gè)前視點(diǎn)的高程。因此，當(dāng)安置一次儀器，同時(shí)需要測(cè)出數(shù)個(gè)前視點(diǎn)的高程時(shí)，使用儀高法是比較方便的。因此，在建筑工程測(cè)量中儀高法被廣泛地應(yīng)用。 這里需要注意：前視與后視的概念一定耍弄清楚，不能誤解為往前看或往后看所得的尺讀數(shù)。綜上所述，高差法與儀高法都是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線測(cè)定地面點(diǎn)高程。如果視線不水平，上

20、述公式不成立，測(cè)算將發(fā)生錯(cuò)誤。因此，望遠(yuǎn)鏡視線水于是水準(zhǔn)測(cè)量過程中要時(shí)刻牢記的關(guān)鍵操作。此外，施測(cè)過程中，水準(zhǔn)儀安置的高度對(duì)測(cè)算地面點(diǎn)高程并無影響。因此，只要當(dāng)水準(zhǔn)儀的視線水平時(shí)，能在前、后視的標(biāo)尺上讀數(shù)即可。第二節(jié) 水準(zhǔn)儀及其使用一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀亦稱補(bǔ)償器水準(zhǔn)儀，它的構(gòu)造特點(diǎn)是沒有水準(zhǔn)管和徽傾螺旋，而是利用自動(dòng)安干補(bǔ)償器代替水準(zhǔn)管和微傾螺旋。使用時(shí)只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，將儀器粗平之后，借助儀器內(nèi)的補(bǔ)償器即可讀得水平視線時(shí)的尺上讀數(shù)。因此，使用這種儀器，可大大縮短觀測(cè)時(shí)間。另外由于觀測(cè)時(shí)間長，風(fēng)力和溫度變化等原因造成的視線不水平，也可以由“補(bǔ)償器”迅速調(diào)整，而得到水平視線時(shí)

21、的尺上讀數(shù)，從而提高了觀測(cè)精度。它具有操作簡便，速度快、精度穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的種類很多，現(xiàn)將北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的AL系列自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀作簡要介紹。圖222是該廠生產(chǎn)的DSZ1.5型自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀外形圖。該類型儀器廣泛應(yīng)用于國家三、四級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量和一般工程及大型機(jī)器安裝等水準(zhǔn)測(cè)量。補(bǔ)償器采用交叉彈性吊絲懸掛反射棱鏡的結(jié)構(gòu)形式。為了在視準(zhǔn)軸有微小傾斜時(shí)也能讀得視準(zhǔn)軸水平時(shí)的數(shù)值，在十字絲分劃板與調(diào)焦透鏡之間安裝了一個(gè)光學(xué)補(bǔ)償器。雖然視準(zhǔn)軸有微小的傾斜，但通過物鏡光心的水平視線經(jīng)過補(bǔ)償器的作用，仍能通過十字絲交點(diǎn)，達(dá)到自動(dòng)安平的目的(達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康?，從而經(jīng)過十字絲交點(diǎn)的讀數(shù)就是視

22、線水平時(shí)的讀數(shù)。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍般為8，故要求在觀測(cè)時(shí)，首先要進(jìn)行粗平，然后再照準(zhǔn)目標(biāo)，并進(jìn)行水準(zhǔn)尺讀數(shù)。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用方法與微傾式水準(zhǔn)儀大致相同，即：（1）安置儀器、高度適中；（2）粗平(轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中)；（3）照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺(注意消除視差)；（4）進(jìn)行水準(zhǔn)尺讀數(shù)(一般當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后2s內(nèi)，便可進(jìn)行水準(zhǔn)尺讀數(shù))。通常自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的目鏡下方安裝有補(bǔ)償器控制按鈕，觀測(cè)時(shí)，輕輕按動(dòng)按鈕，若尺上讀數(shù)無變化，則說明補(bǔ)償器處于正常的工作狀態(tài)，否則應(yīng)進(jìn)行檢修。此按鈕用于進(jìn)行校核讀數(shù)。在使用、攜帶和運(yùn)輸自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的過程中，應(yīng)盡量減少和避免劇烈振動(dòng)、以免損壞補(bǔ)償器。二

23、、水準(zhǔn)尺和尺墊（一）水準(zhǔn)尺 配合水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的標(biāo)尺，稱為水準(zhǔn)尺常用的有雙面水準(zhǔn)尺和塔尺兩種。 1雙面水準(zhǔn)尺 雙面水準(zhǔn)尺又稱板尺如圖27中（a）、（b）所示。尺長為3m，尺的兩面分劃格均為lcm，在每一分米處注有兩位數(shù)，表示從零點(diǎn)到此刻劃線的分米值。一面為黑白格相間的分劃，稱為黑面尺。黑面尺尺底從零起算，另一面為紅白格相問的分劃，稱為紅面尺。紅面尺尺底以4687m或4787m起算。也就是說，雙面尺的紅面與黑面尺底不是從同一數(shù)開始，一般相差4678m或4787m通常是這樣的兩根水準(zhǔn)尺組成一對(duì)使用。其目的是為了檢核水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)讀數(shù)的正確性。為了便于扶尺和豎直，在尺的兩側(cè)面裝有把手和圓水準(zhǔn)器。

24、雙面水準(zhǔn)尺由于直尺整體性好，故多用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)。 2塔尺 全長5m，由三節(jié)尺段套接而成，可以伸縮。如圖27中（c）所示。尺的底部從零起算，尺面為黑白格相間分劃，分劃格為lcm或0.5cm；每分米處加一注字，表示從零點(diǎn)到此刻劃線的分米值。分米的準(zhǔn)確位置有的尺以字頂為準(zhǔn)，有的尺以字底為準(zhǔn)，使用時(shí)要注意認(rèn)清分米的準(zhǔn)確位置。在分米數(shù)值上方加的紅點(diǎn)數(shù)表示米數(shù)，如2表示1.2m，3表示2.3m等。塔尺拉出使用時(shí)，定定要注意接合處的卡簧是否卡緊，數(shù)值是否連續(xù)。由于尺段接頭處易于損壞和常有對(duì)接不準(zhǔn)的差錯(cuò)，故塔尺多用于等外水準(zhǔn)測(cè)量。當(dāng)高差不大時(shí)，可只用第一節(jié)。由于攜帶方便，塔尺也多用于建筑測(cè)量中。

25、（二）尺墊 尺墊一般用生鐵鑄成，如圖28所示。在長距離的水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，尺墊用作豎立水準(zhǔn)尺和標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)尺墊中心部位凸起的圓頂，即為置尺的轉(zhuǎn)點(diǎn)。在土質(zhì)松軟地段進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，要將三個(gè)尖腳牢固地踩入地下，然后將水準(zhǔn)尺立于圓頂上。這樣，尺子在此轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，高程不會(huì)改變。因此，尺墊僅限于高程傳遞的轉(zhuǎn)點(diǎn)上使用，以防止觀測(cè)過程中，尺子位置改變而影響讀數(shù)。三、水準(zhǔn)儀的使用 使用水準(zhǔn)儀的基本操作程序?yàn)椋喊仓脙x器、粗略整平、對(duì)光與照準(zhǔn)、精干與讀數(shù)等。 （一）安置儀器 將水準(zhǔn)儀安置在測(cè)站上，安置時(shí)，三腳架高度要適中（與觀測(cè)者身高相適應(yīng)），架頂面大致水平，用連接螺旋將水準(zhǔn)儀固連在三腳架上。 （二）粗略整平（簡稱粗平） 粗

26、平是通過轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，達(dá)到使儀器豎軸豎直，為視準(zhǔn)軸在各方向精密水平創(chuàng)造條件。 （三）對(duì)光與照準(zhǔn) （1）目鏡對(duì)光：用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)之前，先調(diào)節(jié)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲影像達(dá)到最清晰。 （2）概略瞄準(zhǔn)目標(biāo)：通過鏡簡上的缺口和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。 （3）物鏡對(duì)光；轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋使水準(zhǔn)尺在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)成像達(dá)到最清晰。 （4）精確照準(zhǔn)：用十字絲豎絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺邊緣或用豎絲平分水準(zhǔn)尺，如圖29所示。以利于用橫絲中央部分截取水準(zhǔn)尺讀數(shù)。若尺歪斜，要指揮扶尺者扶正。 （5）消除視差：做好對(duì)光的標(biāo)準(zhǔn)是不僅目標(biāo)成像清晰，而且要求必須成像在十字絲分劃板平面上，如圖210（d）所示。如果對(duì)光不好，目標(biāo)的影像未落

27、在十字絲分劃板子面上，如圖210（b）所示。當(dāng)眼睛在靠近目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)十字絲的橫絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)也隨之變動(dòng)，這種現(xiàn)象稱之為視差。若有視差，將直接影響讀數(shù)的精度，故必須加以消除。 （四）精平與讀數(shù) 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)器氣泡兩端的半像吻合。如圖25（c）所示。從而使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸精確地處于水平位置，稱為精平。精干后隨即讀出十字絲橫絲在尺上所截位置的米、分米、厘米并估讀毫米（共四位數(shù)）。進(jìn)行三、四等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，要求用橫絲讀數(shù)的瞬間，同時(shí)讀出上絲與下絲的讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)要首先弄清水準(zhǔn)尺的分劃與注記，讀數(shù)時(shí)要按照從小到大數(shù)值增加方向讀。如圖29中正確的讀數(shù)為1273m。 精干與讀數(shù)雖然是兩

28、項(xiàng)不同的操作程序，但在水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施過程中，應(yīng)該將兩項(xiàng)操作視為一個(gè)整體。即一邊觀察氣泡，一邊觀測(cè)讀數(shù)，當(dāng)氣泡吻合后立即讀數(shù)。讀數(shù)后還須再檢查氣泡是否仍吻合。若氣泡不吻合，則應(yīng)重新精于，重新讀數(shù)。 第三節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量方法一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線 （一）水準(zhǔn)點(diǎn) 用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，簡記為BM。 水準(zhǔn)點(diǎn)分為永久性和臨時(shí)性兩種。永久性水準(zhǔn)點(diǎn)是國家有關(guān)專業(yè)測(cè)量單位，按一、二、三、四等，四個(gè)精度等級(jí)分級(jí)，在全國各地建立的國家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)。永久性水準(zhǔn)點(diǎn)多用石料，金屬或混凝土制成，頂面設(shè)置半球狀的金屑標(biāo)志，其頂點(diǎn)表示水準(zhǔn)點(diǎn)的高程和位置。如圖211（a）所示。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在不易損毀的堅(jiān)實(shí)土質(zhì)內(nèi)。

29、在城鎮(zhèn)，廠礦區(qū)可將水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)于基礎(chǔ)穩(wěn)定的建筑物墻角適當(dāng)高度處，稱之為墻上水準(zhǔn)點(diǎn)。在凍土帶，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)深埋在冰凍線以0.5m，稱為地下水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的高程可在當(dāng)?shù)販y(cè)量主管部門索取，作為地形圖測(cè)繪、工程建設(shè)和科學(xué)研究引測(cè)高程的依據(jù)。建筑工地上布設(shè)的臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)（只用于一個(gè)時(shí)期而不需永久保留）通?？蓪⒋竽緲叮ㄒ话沩斆?0cm10cm）打入地下，樁頂釘一個(gè)半球狀鐵釘來標(biāo)定，也可以利用穩(wěn)固的地物，如堅(jiān)硬的巖石、房角等。如圖211（b）所示。臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)高程都是從國家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)上引測(cè)的，若引測(cè)有困難，可采用相對(duì)高程。臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)一般都為等外水準(zhǔn)測(cè)量的水準(zhǔn)點(diǎn)。埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)后，應(yīng)編號(hào)并繪制點(diǎn)位地面略圖，在圖

30、上要注明定位尺寸、水準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)和高程，稱為點(diǎn)之記，必要時(shí)設(shè)置指示樁，以便保管和使用。（二）水準(zhǔn)路線 在一系列水準(zhǔn)點(diǎn)間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過的路線，稱為水準(zhǔn)路線。為避免在測(cè)量成果中存在錯(cuò)誤，保證測(cè)量成果能達(dá)到定的精度要求，水準(zhǔn)測(cè)量都要根據(jù)測(cè)區(qū)的實(shí)際情況和作業(yè)要求布設(shè)成某種形式的水準(zhǔn)路線，并利用一定的條件來檢核測(cè)量成果的正確性。水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式主要有閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線和支線水準(zhǔn)路線三種。 1閉合水準(zhǔn)路線 如圖212（a）所示，從水準(zhǔn)點(diǎn) 出發(fā)，沿各待定高程的點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原出發(fā)的水準(zhǔn)點(diǎn) ，這種形成環(huán)形的路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。 2附合水準(zhǔn)路線 如圖212（b）所示，從水

31、準(zhǔn)點(diǎn) 出發(fā)，沿各待定高程的點(diǎn)1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn) 。這種在兩個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)之間布設(shè)的路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。 3支線水準(zhǔn)路線 如圖212（c）所示，從水準(zhǔn)點(diǎn) 出發(fā)，沿各待定高程的點(diǎn)1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，這種從一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，而另一端為未知點(diǎn)的路線，該路線即不自行閉合，也不附合到其他水準(zhǔn)點(diǎn)上，稱為支線水準(zhǔn)路線。 二、水準(zhǔn)測(cè)量方法和記錄 水準(zhǔn)測(cè)量般都是從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，引測(cè)未知點(diǎn)的高程。當(dāng)欲測(cè)高程點(diǎn)距水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)或高差較大時(shí)，或有障礙物遮擋視線時(shí)，在兩點(diǎn)間僅安置一次儀器難以測(cè)得兩點(diǎn)間的高差（安置一次儀器只能測(cè)定100200m或高差小于水準(zhǔn)尺長度的兩點(diǎn)間高差），此時(shí)

32、應(yīng)把兩點(diǎn)間距分成若干段，分段連續(xù)進(jìn)行測(cè)量。 下面分別以高差法和儀高法，用實(shí)例說明普通水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)和記錄、計(jì)算方法。 （一）高差法 如圖213所示，已知A點(diǎn)高程 43.150m，欲測(cè)出B點(diǎn)高程 ?？上仍贏B之間增設(shè)若干個(gè)臨時(shí)立尺點(diǎn)，將AB路線分成若干段，然后由A點(diǎn)向B點(diǎn)逐段連續(xù)安置儀器，分段測(cè)定高差。具體觀測(cè)步驟如下：在距A約100200m處選定 點(diǎn)，分別在A和 點(diǎn)豎立水準(zhǔn)尺，在距A點(diǎn)與 點(diǎn)大致等距離的I處安置水準(zhǔn)儀，按規(guī)定操作程序，精平后讀取A點(diǎn)尺上后視讀數(shù)。 1.525m， 點(diǎn)尺上前視讀數(shù) 0.897m，則A點(diǎn)與 點(diǎn)之間高差為： 0.628m； 點(diǎn)的高程 43.778m，以上完成第一個(gè)測(cè)站

33、的觀測(cè)與計(jì)算。然后將水準(zhǔn)儀搬至測(cè)站ii處安置，將點(diǎn) 上的尺面在原處反轉(zhuǎn)過來，變?yōu)闇y(cè)站II的后視尺，點(diǎn)A上的尺子向前移至 ，按照測(cè)站I的工作程序進(jìn)行測(cè)站II的工作。按上述步驟依次沿水準(zhǔn)路線前進(jìn)方向，連續(xù)逐站進(jìn)行施測(cè)，多次重復(fù)一個(gè)測(cè)站的操作程序，直至測(cè)定終點(diǎn)B的高程為止。觀測(cè)、記錄與計(jì)算見表2-1。由圖213可知，每安置一次儀器，就測(cè)得一個(gè)高差，即各站高差分別為： 一 1.525一0.8970.628m 一 1.393一1.2610.132m 一 1.432一1.5150.083m 一 0.834一1.3570.523m 將以上各式相加，并用總和符號(hào)表示，則得A、B兩點(diǎn)的高差： （ ）（ ）hab

34、 （25） 即A、B兩點(diǎn)高差等于各段高差之代數(shù)和，也等于后視讀數(shù)的總和減去前視讀數(shù)的總和。 若逐站推算高程，則有下列各式： 43.1500.62843.778m 43.7780.13243.910m 43.910（0.083）43.827m 43.827（0.523）43.304m分別填入表21相應(yīng)欄內(nèi)。 最后由B點(diǎn)高程 減去A點(diǎn)高程 ，應(yīng)等于h，即 h （26） 根據(jù)式（25），則得 hab （27） 圖213中， 與B之間的臨時(shí)立尺點(diǎn) 、 是高程傳遞點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，通常用“TP”表示。在轉(zhuǎn)點(diǎn)上即有前視讀數(shù)，也有后視讀數(shù)。轉(zhuǎn)點(diǎn)高程的施測(cè)、計(jì)算是否正確，直接影響最后一點(diǎn)高程的準(zhǔn)確，因此是有關(guān)全局

35、的重要環(huán)節(jié)。通常這些轉(zhuǎn)點(diǎn)都是臨時(shí)選定的立尺點(diǎn)，并沒有固定的標(biāo)志，所以立尺員在每一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)上必須等觀測(cè)員讀完前，后視讀數(shù)并得到觀測(cè)員的準(zhǔn)許后才能移動(dòng)(即相鄰前、后兩測(cè)站觀測(cè)中的轉(zhuǎn)點(diǎn)位置不得變動(dòng))。 由上述可知，長距離的水準(zhǔn)測(cè)量，實(shí)際上是水準(zhǔn)測(cè)量基本操作方法、記錄與計(jì)算的重復(fù)連續(xù)性工作，其特點(diǎn)就是工作的連續(xù)性。因而應(yīng)養(yǎng)成操作按程序、記錄與計(jì)算依順序進(jìn)行的工作習(xí)慣。 （二）儀高法 儀高法測(cè)高程的施測(cè)步驟與高差法基本相同，如圖214所示。在相鄰兩測(cè)站之間出現(xiàn)了中間點(diǎn)l、2、3，它是待測(cè)的高程點(diǎn)，而不是轉(zhuǎn)點(diǎn)。在測(cè)站I上，除讀出 點(diǎn)上的前視讀數(shù)1.310m外，還要讀取中間點(diǎn)尺上的讀數(shù)，如1點(diǎn)尺上的讀數(shù)為1.

36、585m、2點(diǎn)尺上的讀數(shù)為1.312m、2點(diǎn)尺上讀數(shù)1.405m，以便求出中間點(diǎn)地面高程。中間點(diǎn)尺上的讀數(shù)稱為中間前視。中間點(diǎn)只有前視讀數(shù)，與了幾使用同一視線高，而無后視讀數(shù)。記錄與計(jì)算見表22相應(yīng)欄。 儀高法的計(jì)算方法與高差法不同，須先計(jì)算儀器視線高程 ，再推算前視點(diǎn)和中間點(diǎn)高程。為了減少高程傳遞誤差，觀測(cè)時(shí)應(yīng)先觀測(cè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，后觀測(cè)中間點(diǎn)。計(jì)算過程如下：第I測(cè)站 2l.335+1.63022.965m 22.9651.58521.380m 22.965一l.31221.653m 22.9651.40521.560m 22.9651.31021.655m 第II測(cè)站 21.655+0.51522.

37、170m 22.1701.05021.120m 22.1700.96521.235m =22.170一1.73220.438m 最后由B點(diǎn)高程 減去A點(diǎn)高程 ，應(yīng)等于ab。在計(jì)算b時(shí)，應(yīng)剔除中間點(diǎn)讀數(shù)。三、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核 長距離水準(zhǔn)測(cè)量工作的連續(xù)性很強(qiáng)，待定點(diǎn)的高程是通過各轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程傳遞而獲得的。若在一個(gè)測(cè)站的觀測(cè)中存在錯(cuò)誤，則整個(gè)水準(zhǔn)路線測(cè)量成果都會(huì)受到影響，所以水準(zhǔn)測(cè)量的檢核是非常重要的。檢核工作有如下幾項(xiàng)： （一）計(jì)算檢核 計(jì)算校核的目的是及時(shí)檢核記錄手簿中的高差和高程計(jì)算中是否有錯(cuò)誤。式（27）為觀測(cè)記錄中的計(jì)算檢核式，若等式成立時(shí)，表示計(jì)算正確，否則說明計(jì)算有錯(cuò)誤。 （二）測(cè)站檢核

38、測(cè)站檢核的目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正施測(cè)過程中圍觀測(cè)、讀數(shù)、記錄等原因?qū)е碌母卟铄e(cuò)誤。為保證每個(gè)測(cè)站觀測(cè)高差的正確性，必須進(jìn)行測(cè)站檢核。測(cè)站檢核的方法有雙儀器高法和雙面尺法兩種。 1雙儀器高法 在同一個(gè)測(cè)站上用兩次不同的儀器高度、分別測(cè)定高差，用兩次測(cè)定的高差值相互比較進(jìn)行檢核。即測(cè)得第一次高差后，改變水準(zhǔn)儀視線高度大于l0cm以上重新安置，再測(cè)一次高差。兩次所測(cè)高差之差對(duì)于等外水準(zhǔn)測(cè)量容許值為6mm。對(duì)于四等水準(zhǔn)測(cè)量容許值為5mm。超過此限差，必須重測(cè)，若不超過限差時(shí)，可取其高差的平均值作為該站的觀測(cè)高差。 2雙面尺法 在同一個(gè)測(cè)站上，儀器的高度不變，根據(jù)立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上的雙面水準(zhǔn)尺，分別用黑

39、面和紅面各進(jìn)行一次高差測(cè)量，用兩次測(cè)定的高差值相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測(cè)高差之差的限差與雙儀高法相同。同時(shí)每一根尺子紅面與黑面讀數(shù)之差與常數(shù)(4.687m或4.787m)之差，不超過3mm(四等水準(zhǔn)測(cè)量)或4mm(等外水準(zhǔn)測(cè)量)，可取其高差的平均值作為該站的觀測(cè)高差。若超過限差，必須重測(cè)。 （三）成果檢核 測(cè)站檢核只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差是否超限。儀器誤差，估讀誤差，轉(zhuǎn)點(diǎn)位置變動(dòng)的錯(cuò)誤、外界條件影響等，雖然在一個(gè)測(cè)站上反映不明顯，但隨著測(cè)站數(shù)的增多，就會(huì)使誤差積累，就有可能使誤差超過限差。因此為了正確評(píng)定一條水準(zhǔn)線路的測(cè)量成果精度，應(yīng)該進(jìn)行幢個(gè)水準(zhǔn)路線的成果檢核。水準(zhǔn)測(cè)量成果的精度

40、是根據(jù)閉合條件來衡量的，即將路線上觀測(cè)高差的代數(shù)和值與路線的理論高差值相比較，用其差值的大小來評(píng)定路線成果的精度是否合格。 成果檢核的方法，因水準(zhǔn)路線布設(shè)形式不同而異，主要有以下幾種： 1閉合水準(zhǔn)路線 從理論上講，閉合水準(zhǔn)路線各段高差代數(shù)和值應(yīng)等于零，即 0。 2附合水準(zhǔn)路線 從理論上講，附合水準(zhǔn)路線各段實(shí)測(cè)高差的代數(shù)和值應(yīng)等于兩端水準(zhǔn)點(diǎn)間的已知高差值，即 。 3支線水準(zhǔn)路線 支線水準(zhǔn)路線本身沒有檢核條件，通常是用往、返水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行路線成果的檢核。從理論上講，往測(cè)高差與返測(cè)高差，應(yīng)大小相等，符號(hào)相反，即 。 實(shí)際上，由于測(cè)量值含有不可避免的誤差，因此，觀測(cè)的高差代數(shù)和值不能等于高差的理論值

41、，這種不符合的差值稱為高差閉合差，用 表示高差閉合差的大小是用來確定錯(cuò)誤和評(píng)定水準(zhǔn)測(cè)量成果精度的標(biāo)準(zhǔn)。若 在容許限差之內(nèi)，表示觀測(cè)結(jié)果精度合格，否則應(yīng)返工重測(cè)。具體計(jì)算方法將在下面節(jié)中詳述。四、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差和注意事項(xiàng) 由于測(cè)量成果中都不可避免地含有誤差，因此，需要通過分析水準(zhǔn)測(cè)量誤差產(chǎn)生的因素，找出測(cè)量人員在施測(cè)過程中應(yīng)該防止和減少各類誤差的方法、提高水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)成果的質(zhì)量，是測(cè)量工作中要認(rèn)真研究和解決的問題。 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差主要包括儀器、工具誤差，觀測(cè)誤差和外界條件影響三個(gè)方面。 （一）儀器、工具誤差 l水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸 水準(zhǔn)儀在使用前雖然經(jīng)過了檢驗(yàn)和校正，但仍存在檢驗(yàn)和校正

42、后的殘余誤差，使得儀器的水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不嚴(yán)格平行。也就是說即使水準(zhǔn)管氣泡居中，視準(zhǔn)軸也不會(huì)水平。結(jié)果在水準(zhǔn)尺上引起讀數(shù)誤差。這項(xiàng)誤差的大小與儀器至水準(zhǔn)尺之間的距離成正比增加，因此可以按等距離等影響的原則，采用在觀測(cè)中使前、后視距離相等的方法就可以消除或削弱此項(xiàng)誤差的影響。國家工程測(cè)量規(guī)范規(guī)定，三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的夾角，DS3型不應(yīng)超過20。 2水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確、尺身彎曲 由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺身彎曲而引起的尺長變化，將直接給讀數(shù)帶來誤差。當(dāng)水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求較高時(shí)，應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢定，對(duì)不符合規(guī)定要求的水準(zhǔn)尺，應(yīng)停止使用。國家工程測(cè)量規(guī)范規(guī)定，對(duì)于雙面水準(zhǔn)尺，尺上的米

43、間隔平均長與名義長之差不應(yīng)超過0.5mm，否則對(duì)所測(cè)得的高差值應(yīng)進(jìn)行改正。 3水準(zhǔn)尺零點(diǎn)誤差 水準(zhǔn)尺底端磨損或者底部粘上泥土，致使尺底的零點(diǎn)位置發(fā)生改變，而且施測(cè)中使用的一副（兩根）尺，尺底磨損又不相同，造成一副尺零點(diǎn)不一致的情況。如果在測(cè)量中兩根尺交替作為后視尺或前視尺，同時(shí)在起終點(diǎn)之間采用設(shè)置偶數(shù)站的方法施測(cè)，就可以消除或削弱此項(xiàng)誤差對(duì)高差測(cè)量的影響。 （二）觀測(cè)誤差 1水準(zhǔn)管氣泡居中誤差 水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，視線的水平是根據(jù)符合水準(zhǔn)器氣泡兩端的像完全吻合來判斷的。由于生理?xiàng)l件的限制，人眼在判斷氣泡的吻合時(shí)可能會(huì)存在誤差。另外在調(diào)節(jié)微傾螺旋使氣泡吻合的過程中，由于氣泡移動(dòng)存在慣性，所以人眼判斷氣泡

44、吻合也可能存在誤差。而且液體在水準(zhǔn)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)與管壁間存在粘滯作用。以上各原因所造成的人眼在判斷氣泡吻合時(shí)所產(chǎn)生的誤差叫水準(zhǔn)管氣泡居中誤差。這項(xiàng)誤差對(duì)高差觀測(cè)值的影響大小是與儀器到水準(zhǔn)尺的距離成正比增加的。因此，觀測(cè)時(shí)要仔細(xì)精確整平，保證在讀數(shù)過程中氣泡穩(wěn)定、吻合。 2水準(zhǔn)尺上的估讀誤差 在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大率及視距長度有關(guān)。規(guī)范中已明確規(guī)定了各級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量中儀器望遠(yuǎn)鏡的放大率和限制視距的最大長度。減小估讀誤差的主要措施是提高技術(shù)水平，適當(dāng)控制視距長度，以保證估讀精度。普通水準(zhǔn)測(cè)量使用的DS3型水準(zhǔn)儀，望遠(yuǎn)鏡的放大率為28倍，視距長度四等水準(zhǔn)最好控制在7580m，

45、不要超過100m。3視差未消除有視差存在，對(duì)讀數(shù)的影響很大，應(yīng)仔細(xì)地進(jìn)行對(duì)光操作，以消除視差。 4水準(zhǔn)尺傾斜誤差 水準(zhǔn)尺左右傾斜，觀測(cè)者在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)容易發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)糾正，若前后傾斜，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)不易發(fā)現(xiàn)，且對(duì)讀數(shù)影響較大。前后傾斜總是使尺上的讀數(shù)增大當(dāng)尺子傾角為2，尺上讀數(shù)為2m時(shí)，將產(chǎn)生1.2mm的讀數(shù)誤差。若讀數(shù)或傾角增大，水準(zhǔn)尺傾斜引起的讀數(shù)誤差也增大。當(dāng)水準(zhǔn)儀精確調(diào)平后，扶尺者可將水準(zhǔn)尺緩緩前后俯仰，觀測(cè)者在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到尺上讀數(shù)隨之變化，當(dāng)尺子豎直時(shí)，讀數(shù)最小，所以應(yīng)讀出尺上最小的讀數(shù)就對(duì)了。 （三）外界條件影響 1地球曲率和大氣折光的影響 由于地面上空氣密度不同（上疏下密），因此視線通過不

46、同密度的空氣層時(shí)，受大氣的折射影響，視線并不是水平的，而呈現(xiàn)向下彎曲狀。實(shí)驗(yàn)證明，在穩(wěn)定的氣象條件下，大氣折光對(duì)水準(zhǔn)尺讀數(shù)產(chǎn)生的影響約為地球曲率影響的l7，且符號(hào)相反，則地球曲率與大氣折光的共同影響為：f 2 14 0.43 (28)地球曲率的影響，見式(12)，當(dāng)前、后視距相等時(shí)，地球曲率與大氣折光對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響將可以得到減小或消除。 2溫度和風(fēng)力的影響 由于溫度高和日曬，水準(zhǔn)尺接近地面部分的影響就會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)，而影響讀數(shù)。工程測(cè)量規(guī)范規(guī)定，四等水準(zhǔn)測(cè)量視線離地面最低高度應(yīng)達(dá)到三絲能同時(shí)讀數(shù)。另外，當(dāng)水準(zhǔn)管受到烈日直接照射時(shí)，氣泡會(huì)向溫度高的方向移動(dòng)，從而影響氣泡居中，所以烈日下作業(yè)應(yīng)撐傘遮

47、陽。 風(fēng)力較大時(shí)（超過四級(jí)），風(fēng)力將影響儀器的精平，因此應(yīng)該停止觀測(cè)。 （四）注意事項(xiàng) 為杜絕測(cè)量成果中存在錯(cuò)誤，提高觀測(cè)成果的精度，水準(zhǔn)測(cè)量還應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （1）安置儀器要穩(wěn)、防止下沉，防止碰動(dòng)，安置儀器時(shí)盡量使前、后視距相等。 （2）觀測(cè)前必須對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)與校正。 （3）觀測(cè)過程中，手不要扶腳架。在土質(zhì)松軟地區(qū)作業(yè)時(shí)，轉(zhuǎn)點(diǎn)處應(yīng)該使用尺墊。搬站時(shí)要保護(hù)好尺墊，不得碰動(dòng)，避免傳遞高程產(chǎn)生錯(cuò)誤。 （4）要確保讀數(shù)時(shí)氣泡嚴(yán)格居中，視線水平。 （5）每個(gè)測(cè)站應(yīng)記錄、計(jì)算的內(nèi)容必須當(dāng)站完成。測(cè)站檢核無誤后，方可遷站。做到隨觀測(cè)、隨記錄、隨計(jì)算、隨檢核。 第四節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算 進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量成果

48、計(jì)算前，要先檢查觀測(cè)手簿，計(jì)算各點(diǎn)間的高差。待計(jì)算校核無誤后，則根據(jù)外業(yè)觀測(cè)高差計(jì)算水準(zhǔn)路線的高差閉合差，以確定成果的精度。若閉合差在容許的范圍內(nèi)，認(rèn)為精度合格，成果可用，否則應(yīng)查找原因予以糾正，必要時(shí)應(yīng)返工重測(cè)，直至達(dá)到精度為止。在精度合格的情況下，調(diào)整閉合差，最后計(jì)算各點(diǎn)的高程，以上工作稱為水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)。下面將根據(jù)水準(zhǔn)路線布設(shè)的不同形式，舉例說明計(jì)算的方法、步驟。一、水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求 高差閉合差是用來衡量水準(zhǔn)測(cè)量成果精度的，不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量，對(duì)高差閉合差的限差規(guī)定也不同，工程測(cè)量規(guī)范中對(duì)限差 的規(guī)定見表23。 當(dāng)計(jì)算出 以后，即可進(jìn)行高差閉合差 與容許高差閉合差 的比較，若 時(shí)，則精

49、度合格，在精度合格的情況F，可以進(jìn)行水準(zhǔn)路線成果計(jì)算。二、閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算 如圖215所示，水準(zhǔn)點(diǎn) 高程為27.015m，l、2、3、4點(diǎn)為待定高程點(diǎn)?，F(xiàn)用圖根水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行觀測(cè)，各段觀測(cè)數(shù)據(jù)及起點(diǎn)高程均注于圖上，田中箭頭表示測(cè)量前進(jìn)方向，現(xiàn)以該閉合水準(zhǔn)路線為例將成果計(jì)算的方法，步驟介紹如下，并將計(jì)算結(jié)果列入表24中。 （一）將觀測(cè)數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)填入計(jì)算表 按高程推算順序?qū)⒏鳒y(cè)點(diǎn)、各段距離(或測(cè)站數(shù))、實(shí)測(cè)高差及水準(zhǔn)點(diǎn)A的已知高程填入表24相應(yīng)各欄內(nèi)。（二）計(jì)算高差閉合差 如前所述，在理論上，閉合水準(zhǔn)路線的各段高差代數(shù)和值應(yīng)等于零，即 0，實(shí)際上由于各測(cè)站的觀測(cè)高差存在誤差，致使觀測(cè)高差

50、的代數(shù)和值不能等于理論值，故存在高差閉合差，即 (29) 上例中 0.022m。 （三）計(jì)算高差閉合差容許值 根據(jù)表23，圖根水準(zhǔn)的容許限差 40 mm，本例中，路線總長為4.8km，則 40 87mm 由于 ，則精度合格。在精度合格的情況下，可進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整（即允許施加高差改正數(shù)）。 （四）調(diào)整高差閉合差 根據(jù)誤差理論，高差閉合差的調(diào)整原則是：將閉合差 以相反的符號(hào)，按與測(cè)段長度(或測(cè)站數(shù))成正比的原則進(jìn)行分配到各段高差中去。公式表達(dá)為： (2l0a)或 (2l0b)式中 第i段的高差改正數(shù)； 高差閉合差： 路線總長度； 路線總測(cè)站數(shù)； 第i段的長度； 第i段的測(cè)站數(shù)。 對(duì)于圖根水準(zhǔn)測(cè)

51、量計(jì)算中取值，精確度為0.001m。 按上述調(diào)整原則，第一段至第五段各段高差改正數(shù)分別為： V1（0.022）/4.81.1=0.005mV2（0.022）/4.80.7=0.003mV3（0.022）/4.80.9=0.004mV4（0.022）/4.80.8=0.004mV5（0.022）/4.81.3=0.006m 將各段改正數(shù)記入表24改正數(shù)欄內(nèi)。計(jì)算出各段改正數(shù)之后，應(yīng)進(jìn)行如下計(jì)算檢核：改正數(shù)的總和應(yīng)與閉合差絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，即 。 (五)計(jì)算改正后高差 各段實(shí)測(cè)高差加上相應(yīng)的改正數(shù)，即得改正后的高差，即 (211)上例中各段改正后高差分別為： 將上述結(jié)果分別記入表24改正后高差

52、欄內(nèi)。改正后各段高差的代數(shù)和值應(yīng)等于高差的理論值，即 ，以此作為計(jì)算檢核。 (六)推算各待定點(diǎn)的高程 根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)BMA的高程和各段改正后的高差，按順序逐點(diǎn)計(jì)算各待定點(diǎn)的高程，填入表24中的高程欄內(nèi)，上例中各待定點(diǎn)高程分別為：H1=27.015+3.246=30.261mH2=30.261+(-0.677)=29.584mH3=29.584+(-2.876)=26.708mH4=26.708+(-0.151)=26.557m=26.557+0.458=27.015m 此時(shí)推算出的HA與該點(diǎn)的已知高程相等，則計(jì)算無誤，以此作為計(jì)算檢核。三、附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算 如圖216所示，擬從水準(zhǔn)點(diǎn)BM1開始，經(jīng)A、B、C、D四個(gè)待定點(diǎn)后，附合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)BM2上，現(xiàn)用圖根水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行觀測(cè)，各段觀測(cè)高差、距離及起、終點(diǎn)高程均注于圖上，圖中箭頭表示測(cè)量前進(jìn)方向。現(xiàn)以該附合水準(zhǔn)路線為例，介紹成果計(jì)算的步驟如下，并將計(jì)算結(jié)果記入表25中。(一)將觀測(cè)數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)填入計(jì)算表 將各測(cè)點(diǎn)、各段距離、實(shí)測(cè)高差及水準(zhǔn)點(diǎn)BMl和BM2的已知高程填入表25相應(yīng)的各欄內(nèi)。 (二)計(jì)算高差閉合差