第2章水準(zhǔn)測(cè)量

第2章水準(zhǔn)測(cè)量

§2-1.水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)出兩點(diǎn)間的高差。即在兩個(gè)點(diǎn)上分別豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)測(cè)量的儀器提供的一條水平視線，瞄準(zhǔn)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，從而求得兩點(diǎn)間的高差。前進(jìn)方向水平視線大地水準(zhǔn)面HiHAHBAB后視尺前視尺bhab§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀，所使用的工具為水準(zhǔn)尺和尺墊。水準(zhǔn)儀按其精度劃分為四個(gè)等級(jí)：精密水準(zhǔn)儀DS05、DS1；普通水準(zhǔn)儀DS3、DS10

下標(biāo)的數(shù)字代表儀器的測(cè)量精度（每公里往返測(cè)高差中數(shù)的中誤差n毫米，即精度）。水準(zhǔn)儀按其構(gòu)造可分為三種：微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀。目前，普通工程測(cè)量中最常用的水準(zhǔn)儀是：

DS3微傾式水準(zhǔn)儀（或DS3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀）§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造132765498101412131115161.微傾螺旋；2.分劃板護(hù)罩；3.目鏡；4.物鏡調(diào)焦螺旋；5.制動(dòng)螺旋；6.微動(dòng)螺旋；7.底板；8.三角壓板；9.腳螺旋；10.彈簧帽；11.望遠(yuǎn)鏡；12.物鏡；13.管水準(zhǔn)器；14.圓水準(zhǔn)器；15.連接小螺釘；16.軸座

§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造作用：為測(cè)量高差提供一條水平視線

組成：望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器基座§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1.望遠(yuǎn)鏡（1）組成：物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、物鏡對(duì)光螺旋、目鏡對(duì)光螺旋

（2）作用:

瞄準(zhǔn)目標(biāo)，提供水平視線

CC視準(zhǔn)軸CC：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線。§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1.望遠(yuǎn)鏡2.水準(zhǔn)器（1）管水準(zhǔn)器：用于儀器精平（2）圓水準(zhǔn)器：用于儀器粗平§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1.望遠(yuǎn)鏡2.水準(zhǔn)器（1）管水準(zhǔn)器：用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平水準(zhǔn)管軸LL：過(guò)水準(zhǔn)管零點(diǎn)所作圓弧面的縱切線。水準(zhǔn)管分劃值：是水準(zhǔn)管表面2mm圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角。氣泡居中：氣泡零點(diǎn)與水準(zhǔn)管零點(diǎn)重合。2mm0點(diǎn)§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具

常采用符合水準(zhǔn)管系統(tǒng)

——目的是提高水準(zhǔn)管氣泡居中的精度微傾螺旋

符合氣泡符合尚未符合

2mm§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1.望遠(yuǎn)鏡2.水準(zhǔn)器（1）管水準(zhǔn)器（2）圓水準(zhǔn)器：用來(lái)指示儀器豎軸是否豎直圓水準(zhǔn)器軸：過(guò)圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)所作圓球面的法線§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具一、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1.望遠(yuǎn)鏡2.水準(zhǔn)器3.基座基座通過(guò)連接螺旋與三腳架相連?；糜谥С兴疁?zhǔn)儀上部，水準(zhǔn)儀旋轉(zhuǎn)軸插入基座軸套可自由旋轉(zhuǎn)。基座上的三個(gè)腳螺旋用于調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)氣泡。儀器豎軸VV：就是水準(zhǔn)儀的旋轉(zhuǎn)軸?；_架VV§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具二、水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺有雙面尺和塔尺兩種標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺為一對(duì)雙面尺，

其中:A尺和B尺黑面0－3m;

A尺紅面4.687－7.687m,B尺紅面4.787－7.787m。尺墊半球形頂部用來(lái)豎立水準(zhǔn)尺，并標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)位置?！?-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具三、水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用包括儀器的安置、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精平和讀數(shù)等操作步驟1.安置水準(zhǔn)儀2.粗略整平：調(diào)節(jié)三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，氣泡移動(dòng)的方向始終與左手大拇指的運(yùn)動(dòng)方向一致。

abc§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具三、水準(zhǔn)儀的使用1.安置水準(zhǔn)儀2.粗略整平3.瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺：首先轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋使十字絲清晰，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，再轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)清晰。注意消除視差！什么是視差？產(chǎn)生的原因？如何消除？當(dāng)眼睛在目鏡端上下微微移動(dòng)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標(biāo)像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為視差。？§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具三、水準(zhǔn)儀的使用1.安置水準(zhǔn)儀2.粗略整平3.瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺4.精平與讀數(shù)在每次讀數(shù)之前，都應(yīng)注視符合水準(zhǔn)氣泡觀測(cè)窗，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中。讀數(shù)：儀器精確整平后，即可用十字絲橫絲（即中絲）在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。微傾螺旋§2-2.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和工具三、水準(zhǔn)儀的使用1.安置水準(zhǔn)儀2.粗略整平3.瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺4.精平與讀數(shù)讀數(shù)：

0.730§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理一、水準(zhǔn)點(diǎn)及水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)點(diǎn)國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)

一般水準(zhǔn)點(diǎn)§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理一、水準(zhǔn)點(diǎn)及水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)點(diǎn)2.水準(zhǔn)路線：在兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過(guò)的路線稱(chēng)為水準(zhǔn)路線。水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式：閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線。

§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理一、水準(zhǔn)點(diǎn)及水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)點(diǎn)2.水準(zhǔn)路線：1BM.A234閉合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線BM.A12

附合水準(zhǔn)路線BM.ABM.B123§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理二、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施轉(zhuǎn)點(diǎn)：如果兩點(diǎn)間高差較大或相距較遠(yuǎn)，僅安置一次儀器不能測(cè)得它們的高差，這時(shí)需要加設(shè)若干個(gè)臨時(shí)的立尺點(diǎn)，作為傳遞高程的臨時(shí)點(diǎn)。連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量：依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)定相鄰各點(diǎn)間高差，最后取各個(gè)測(cè)站高差的代數(shù)和，即求得兩點(diǎn)間的高差值。觀測(cè)步驟

§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理二、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施觀測(cè)步驟

已知HA，求高程HB，中間臨時(shí)放置標(biāo)尺的過(guò)度點(diǎn)1，2….稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn),起高程傳遞作用,常用ZD表示，實(shí)測(cè)時(shí)轉(zhuǎn)點(diǎn)上應(yīng)使用尺墊。每測(cè)站高差：各測(cè)站高差之和：待定點(diǎn)B點(diǎn)高程：§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理二、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施施測(cè)方法

BMA

BMB

1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進(jìn)方向1.1341.677TP1h1=-0.543§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理二、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施普通水準(zhǔn)測(cè)量記錄表0.7182.20950.5831.2681.425ZD1∑a–∑b=5.358–3.867=1.491∑h=2.209–0.718=1.491HB–

HA=51.491–50.000=1.491HB–

HA=∑h=∑a–

∑b(計(jì)算無(wú)誤)計(jì)算檢核3.8675.358Σ51.4910.346B50.6181.5811.219ZD351.3360.6720.863ZD2HA=50.000m50.0000.5830.7530.8731.851A–前視+后視備注高程（m）高差標(biāo)尺讀數(shù)（m）測(cè)點(diǎn)0.718§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理三、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核方法1．計(jì)算檢核計(jì)算檢核只能檢查計(jì)算是否正確，并不能檢核觀測(cè)和記錄時(shí)是否產(chǎn)生錯(cuò)誤。2．測(cè)站檢核變動(dòng)儀器高法：是在同一個(gè)測(cè)站上用兩次不同的儀器高度，測(cè)得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。雙面尺法：是儀器的高度不變，而立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測(cè)得兩次高差，相互進(jìn)行檢核?！?-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果整理1.計(jì)算高差閉合差附合水準(zhǔn)路線高差理論值：高差閉合差：閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差：支水準(zhǔn)路線

高差閉合差：：AB2h1h31h2?返往§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果整理1.計(jì)算高差閉合差2.高差閉合差容許誤差式中，L為水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，以公里計(jì)；為測(cè)站數(shù)。等外水準(zhǔn)測(cè)量山地：平地：國(guó)家四等水準(zhǔn)測(cè)量山地：平地：§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果整理1.計(jì)算高差閉合差2.高差閉合差容許誤差3.判斷閉合差是否超限：4.閉合差的調(diào)整

閉合、附合水準(zhǔn)路線：與測(cè)站數(shù)（或距離）成正比例反符號(hào)進(jìn)行分配：5.高程的計(jì)算閉合、附合水準(zhǔn)路線：支水準(zhǔn)：§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理四、水準(zhǔn)測(cè)量的成果整理例:如圖，BM.A

和BM.B為已知水準(zhǔn)點(diǎn)，按普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)得各測(cè)段觀測(cè)高差和測(cè)段路線長(zhǎng)度分別標(biāo)注在路線的上、下方。將計(jì)算成果列于表中。+3.035-0.025+3.0606.25Σ

9.578BM.B+1.332-0.008+1.3402.058.2463-1.431-0.007-1.4241.609.6772+1.805-0.008+1.8132.007.8721

6.543+1.329-0.002+1.3310.60BM.AH(m)h(m)v(m)hi(m)L(km)點(diǎn)號(hào)解：§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理§2-3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施及成果整理1.計(jì)算高差閉合差2.判斷閉合差是否超限3.計(jì)算各測(cè)段觀測(cè)高差的改正數(shù)4.計(jì)算各測(cè)段的改正后的高差:5.計(jì)算各點(diǎn)的高程值§2-4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及注意事項(xiàng)一、水準(zhǔn)測(cè)量誤差來(lái)源水準(zhǔn)測(cè)量誤差包括儀器誤差、觀測(cè)誤差和外界條件的影響三個(gè)方面。1.儀器誤差

(1)儀器校正后的殘余誤差：i角誤差；處理方法：前、后視距離相等。(2)水準(zhǔn)尺誤差：水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確、尺長(zhǎng)變化、彎曲等。處理方法：檢驗(yàn)水準(zhǔn)尺；對(duì)于零點(diǎn)差，還可用一水準(zhǔn)測(cè)段中使測(cè)站為偶數(shù)的方法予以消除。

2.觀測(cè)誤差(1)水準(zhǔn)管氣泡居中誤差(2)讀數(shù)誤差(3)視差影響(4)水準(zhǔn)尺傾斜影響

3.外界條件的影響(1)儀器下沉:采用“后、前、前、后”觀測(cè)程序，減弱其影響。(2)尺墊下沉:采用往返觀測(cè)，取成果的中數(shù)，減弱其影響。(3)地球曲率及大氣折光影響:前、后視距離相等處理。(4)溫度影響:觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意撐傘遮陽(yáng)。

二、水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng)1.讀數(shù)前觀察符合水準(zhǔn)氣泡居中后，方可讀數(shù)，讀完數(shù)后應(yīng)檢查符合水準(zhǔn)氣泡是否居中。2.讀尺時(shí)不能誤讀整米數(shù)，或誤把6讀成9。3