測量員學習材料課件

1、水準測量工程測量課 件227 七月 2022本 章 摘 要 本章主要介紹水準測量原理、水準儀的基本構(gòu)造和使用、水準測量的實施方法和成果計算、檢核等內(nèi)容。327 七月 2022測定地面點高程的工作稱為高程測量。按使用儀器和施測方法的不同，高程測量分為水準測量是精密測量地面點高程最主要的方法。427 七月 20222.1 水準測量原理圖示圖2-1，A、B兩點高差為：hAB=a-b (2-1)hAB=a-b圖2-1中，A為已知高程點，B為待測高程點，a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)。hAB可正可負。當ab時，hAB為正，B點高于A點；當a10cm)，測得兩次高差以相互比較進行檢核。兩次所測高差之差不超過容

2、許值(等外水準測量容許值為6mm)。否則必須重測。雙面尺法是儀器的高度不變，而前視和后視上的水準尺分別用黑和紅面各進行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進行檢核。若同一水準尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后)之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。2.3.3 水準測量檢核紅黑面零點差相差100mm，兩個高差也應相差l00mm，應在紅面高差中加或減100mm后再與黑面高差比較。每次讀數(shù)時均應使符合水準氣泡嚴密吻合，每個轉(zhuǎn)點均應安放尺墊，但所有已知水準點和待求高程點上不能放置尺墊。1427 七月 20222、成果檢核符合水準路線檢核條件

3、為高差閉合差fh=h測-(H終-H始)閉合水準路線檢核條件為高差閉合差fh=h測支水準路線高差閉合差 fh=h往+h返(2-8)fh=h往+h返2.3.3 水準測量檢核1527 七月 20222、成果檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應該在容許范圍內(nèi)，否則應檢查原因，返工重測。圖根水準測量高差閉合差容許值為：平地山地 (2-9)四等水準測量高差閉合差容許值為：平地山地 (2-10)式中：L為水準路線總長(km)；n為測站數(shù) 2.3.3 水準測量檢核1627 七月 20222.4 水準測量成果計算高差閉合差的計算由式(2-6)：fh=h測-(HB-HA)=-9.811-(32

4、.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地及圖根水準精度計算閉合差容許差為：fh容=12n1/2=12241/2=58mm|fh|fh容|，符合圖根水準測量技術(shù)要求。 fh=h測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm2.4.1 附合水準路線測量成果計算1727 七月 2022閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各測段高差中。第i測段高差改正數(shù)按下式計算：式中：n路線總測站數(shù)；ni第i段測站數(shù)； L路線總長；Di第i段距離。由式(2-11)算出第一段(A1)的改正數(shù)為：(2-11)或(2-12)其他各測

5、段改正數(shù)按式(2-11)算出后列入表2-2中。改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號相反。每測段實測高差加相應的改正數(shù)便得到改正后的高差。2.4.1 附合水準路線測量成果計算1827 七月 2022計算各點高程用改正后的高差，由已知水準點A開始，逐點算出各點高程，列入表2-2中。由計算得到的B點高程應與B點的已知高程相等，以此作為計算檢核?？倻y站數(shù)實測高差高差閉合差閉合差容許按2-11、2-12計算調(diào)整值實測高差加改正數(shù)A點已知高程B點已知高程42.365+改正后高差1927 七月 2022閉合水準路線高差閉合差按式(2-7)計算，若閉合差在容許值范圍內(nèi)，按上述附合水準路線相同的方法調(diào)整閉合差，

6、并計算高程。2.4.2 閉合水準路線測量成果計算2027 七月 20222.6 水準測量誤差及其消減方法水準測量的誤差包括水準儀本身的儀器誤差、人為的觀測誤差以及外界條件的影響三個方面。2127 七月 2022儀器校正后的殘余誤差水準儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準管軸平行視準軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響與距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。水準尺誤差包括水準尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差等。精密水準測量應對水準尺進行檢定，并對讀數(shù)進行尺長誤差改正。零點誤差在成對使用水準尺時，可采取設(shè)置偶數(shù)測站的方法來消除；也可在前、后視中使用同一根水準

7、尺來消除。2.6.1 儀器誤差2227 七月 2022水準管氣泡對中誤差水準管氣泡居中誤差一般為0.15。符合水準器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：讀數(shù)誤差估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：式中：V望遠鏡放大率；D視線長； 60人眼能分辨的最小角度；206265；水準管分劃值。(2-15)(2-16)為保證讀數(shù)精度，各等水準測量對望遠鏡放大率和最大視線長有相應規(guī)定。2.6.2 觀測誤差2327 七月 2022視差影響視差對水準尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應仔細調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。水準尺傾斜誤差水準尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾

8、斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。2.6.2 觀測誤差2427 七月 2022儀器下沉選擇堅實的地面作測站，并將腳架踏實。用雙面尺法進行測站檢核時，采用“后、前、前、后”的觀測程度，可減小其影響。尺墊下沉水平視線在尺上的讀數(shù)b，理論上應改算為相應水準面截于水準尺的讀數(shù)b，兩者的差值c稱為地球曲率差。測量中當前、后視距相等時，通過高差計算可消除該影響。地球曲率的影響(2-17)2.6.3 外界條件影響2527 七月 2022大氣折光影響由于地面上空氣密度不均勻，使I光線發(fā)生折射。因而水準測量中，實際的讀數(shù)不是水平視線的讀數(shù)，而是一向下彎曲視線的讀數(shù)。兩者之差稱為大氣折光差，用表示。在穩(wěn)定的氣象條件

9、下，大氣折光差約為地球曲率差的1/7，即：溫度的影響(2-18)此項誤差可用前、后視距相等的方法來消除。地球曲率差和大氣折光差是同時存在的兩者對讀數(shù)的共同影響可用下式計算：(2-19)2.6.3 外界條件影響2627 七月 20222.8 自動安平水準儀和激光掃平儀2727 七月 2022用自動補償器代替水準管，只需將水準儀上的圓水準器氣泡居中，便可通過中絲讀到水平視線在水準尺上的讀數(shù)。2.8.1 自動安平水準儀的基本原理2827 七月 2022結(jié)構(gòu)形式較多，國產(chǎn)DSZ3型采用懸吊棱鏡組借助重力作用達到補償。2.8.2 自動安平補償器2927 七月 20222.8.2 自動安平補償器3027 七月 2022 測量地面上兩點之間的高差。 即首先測定B點對A點的高差hA