測量教案章水準(zhǔn)測量

測量教案章水準(zhǔn)測量第一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一§2.1水準(zhǔn)測量原理

水準(zhǔn)儀——水平視線，讀取水平視線在標(biāo)尺上的讀數(shù)，水準(zhǔn)測量方向——A→B。A尺——后視尺，讀數(shù)a——后視讀數(shù)。B尺——前視尺，讀數(shù)b——前視讀數(shù)。第二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一A→B高差hAB=a－bA點高程HA已知，求出B點高程HB=HA+hAB視線高程

Hi=HA+aB點高程HB=Hi

－b常用于施工測量，放樣點的高程。第三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一A，B兩點相距較遠(yuǎn)時，連續(xù)水準(zhǔn)測量。中間設(shè)置轉(zhuǎn)點(TP)，放置尺墊。h1=a1－b1，h2=a2－b2，h3=a3－b3，……，hn=an－bn。hAB=h1＋h2＋h3＋……＋hn=ΣhihAB=Σai－Σbi第四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一§2.2水準(zhǔn)測量的儀器與工具

水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺，尺墊。第五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一微傾式水準(zhǔn)儀調(diào)整微傾螺旋→管水準(zhǔn)氣泡居中→水平視線，水準(zhǔn)儀——望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座。第六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一1)望遠(yuǎn)鏡作用——照準(zhǔn)豎立水準(zhǔn)尺并讀取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。組成——物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡。倒像望遠(yuǎn)鏡，正像望遠(yuǎn)鏡。視準(zhǔn)軸CC——物鏡中心與十字絲分劃板中心連線。中絲——讀取視準(zhǔn)軸CC與標(biāo)尺交點的讀數(shù)。上下絲——讀取水準(zhǔn)儀到標(biāo)尺的距離(視距)。第七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一十字絲分劃板結(jié)構(gòu)——安裝在金屬圓環(huán)上，用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。第八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一視差：標(biāo)尺像沒成在十字絲分劃板上引起的讀數(shù)誤差消除：望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空(或明亮背景)，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。第九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空(或明亮背景)旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰。第十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰。第十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一2)水準(zhǔn)器分類——圓水準(zhǔn)器，管水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器軸L’L’——內(nèi)圓弧中點的法線，氣泡居中時，L’L’鉛垂。圓水準(zhǔn)器格值τ——內(nèi)圓弧2mm弧長所對圓心角。DS3的τ=8′~10′。圓水準(zhǔn)器軸L’L’∥豎軸VV，用于粗略整平儀器。第十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一管水準(zhǔn)器軸LL——內(nèi)圓弧中點切線，氣泡居中時，LL水平。管水準(zhǔn)器格值τ——內(nèi)圓弧2mm弧長所對圓心角。DS3的τ=20″。管水準(zhǔn)器軸LL∥望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC，精確整平儀器。第十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一管水準(zhǔn)器安裝。管水準(zhǔn)器符合棱鏡系統(tǒng)，提高管水準(zhǔn)氣泡的居中精度。第十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一3)水準(zhǔn)尺與尺墊水準(zhǔn)尺：2m~5m，有四種類型，常用直尺。第十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一直尺——A、B尺，兩把一對，每把有黑、紅兩面分劃與注記。A尺——黑面分劃0~3m，紅面分劃4.687m~7.687m。B尺——黑面分劃0~3m，紅面分劃4.787m~7.787m。A、B尺黑面注記的零點差為0，紅面注記的零點差為0.1m。第十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一2.375m1.150m0.710m正像望遠(yuǎn)鏡觀測標(biāo)尺讀數(shù)第二十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一尺墊——轉(zhuǎn)點處放置水準(zhǔn)尺用。生鐵鑄成的三角形板座。第二十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一(3)微傾式水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)測量操作步驟：粗平→瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺→精平→讀數(shù)粗平——旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。第二十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一瞄準(zhǔn)：先目鏡對光，再物鏡對光，消除視差。粗略瞄準(zhǔn)：松開制動螺旋，照準(zhǔn)標(biāo)尺，使準(zhǔn)星、照門、標(biāo)尺在一直線上。精確瞄準(zhǔn)：擰緊制動螺旋，從望遠(yuǎn)鏡觀察標(biāo)尺像，旋轉(zhuǎn)微動螺旋，使十字絲豎絲位于標(biāo)尺中央。精平：旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中。第二十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第二十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一管水準(zhǔn)氣泡偏離中點較大時，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋的同時，從儀器側(cè)面觀測管水準(zhǔn)氣泡的移動，使其大致居中，再從管水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況。第二十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一從管水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況第二十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一讀數(shù)：倒像望遠(yuǎn)鏡，從上向下讀。m位與dm位直讀標(biāo)尺上的數(shù)字，cm為數(shù)格子，mm位估讀。紅黑面讀數(shù)差為6295-1608=4687。第二十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一§2.3水準(zhǔn)測量的方法與成果處理(1)水準(zhǔn)點

水準(zhǔn)測量等級：一、二、三、四等與圖根水準(zhǔn)。一、二等為精密水準(zhǔn)測量，三四等為普通水準(zhǔn)測量。為統(tǒng)一全國高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要國家各級測繪部門在全國各地埋設(shè)并測定了很多高程點稱水準(zhǔn)點(BM)，分地面點與墻上點。第二十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一(2)水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)點之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線。附合水準(zhǔn)路線，閉合水準(zhǔn)路線，支水準(zhǔn)路線。檢核條件——高差閉合差fh。附合水準(zhǔn)路線：fh=Σhi－(HBM2－HBM1)。閉合水準(zhǔn)路線：fh=Σhi－0=Σhi

。支水準(zhǔn)路線：fh=Σh往＋Σh返。第二十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一(2)水準(zhǔn)測量方法每站高差觀測兩次，以檢核觀測數(shù)據(jù)的正確性。1)兩次儀器高法兩次不同儀器高度的水平視線——(改變儀器高度應(yīng)在10cm以上)測定相鄰兩點間的高差，圖根水準(zhǔn)測量兩次高差之差應(yīng)小于5mm，否則應(yīng)重測。第三十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第三十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一2)雙面尺法

讀取每一把水準(zhǔn)尺的黑面和紅面分劃讀數(shù)，前、后視尺的黑面讀數(shù)計算出一個高差，前后視尺的紅面讀數(shù)計算出另一個高差，兩次高差之差應(yīng)小于5mm，否則應(yīng)重測。①瞄準(zhǔn)后視點水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)；②瞄準(zhǔn)后視點水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)；③瞄準(zhǔn)前視點水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)；④瞄準(zhǔn)前視點水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)。上述觀測順序簡稱為“后—后—前—前”。第三十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第三十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一(5)水準(zhǔn)測量成果處理根據(jù)已知水準(zhǔn)點的高程，水準(zhǔn)路線高差觀測值，分配高差閉合差，計算出未知點的高程。附合水準(zhǔn)路線——fh=Σhi－(H終－H起)。閉合水準(zhǔn)路線——fh=Σhi－0=Σhi

。支水準(zhǔn)路線——fh=Σh往＋Σh返。圖根水準(zhǔn)高差閉合差允許值fh允平坦地區(qū)——fh允=±40√L(mm)

山地——fh允=±12√n(mm)fh<fh允時，可以分配高差閉合差。原則：反號，按路線長Li(平坦)或測站數(shù)ni(山地)比例分配高差改正數(shù)Vi公式：第三十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一[例2-1]

按圖根水準(zhǔn)測量要求施測某附合水準(zhǔn)路線觀測成果，BM－A和BM－B為已知高程水準(zhǔn)點，箭頭為水準(zhǔn)測量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點間的高差，路線下方數(shù)字為該段路線的長度，試計算待定點1，2，3點的高程。第三十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一計算高差閉合差fh

，限差fh允。fh=Σhi－(HB－HA)=4.330-(49.579-45.286)=0.037m=37mm

fh允=±40√L=±40√7.4=±109mmfh<fh允，可以分配閉合差。第三十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一§2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正(1)水準(zhǔn)儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件視準(zhǔn)軸CC、管水準(zhǔn)器軸LL、圓水準(zhǔn)器軸L’L’、豎軸VV。應(yīng)滿足三個條件：①圓水準(zhǔn)器軸L’L’∥豎軸VV；②十字絲分劃板的橫絲⊥豎軸VV；③管水準(zhǔn)器軸LL∥視準(zhǔn)軸CC。第三十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一水準(zhǔn)儀的主要軸線第三十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一①圓水準(zhǔn)器軸L’L’∥豎軸VV旋轉(zhuǎn)腳螺旋→圓水準(zhǔn)氣泡居中；儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180°，氣泡中心偏離圓水準(zhǔn)器零點時，關(guān)系不滿足，需要校正。旋轉(zhuǎn)腳螺旋調(diào)整氣泡偏移量的一半。松開圓水準(zhǔn)器固定螺絲，旋轉(zhuǎn)圓水準(zhǔn)器校正螺絲→氣泡中心移到圓水準(zhǔn)器零點。第三十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一儀器再繞豎軸旋轉(zhuǎn)180°，氣泡中心與圓水準(zhǔn)器的零點重合時，校正完畢，否則還需要重復(fù)前面的校正工作。勿忘擰緊固定螺絲。第四十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一②十字絲分劃板橫絲⊥豎軸VV整平儀器，十字絲橫絲一端對準(zhǔn)遠(yuǎn)處一明顯標(biāo)志點，旋緊制動螺旋，旋轉(zhuǎn)微動螺旋轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)儀標(biāo)志點始終在橫絲上移動→橫絲垂直于豎軸。否則，需要校正。第四十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第四十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一旋下十字絲分劃板護(hù)罩用螺絲刀松開四個壓環(huán)螺絲按橫絲傾斜的反方向轉(zhuǎn)動十字絲組件，再檢驗。最后應(yīng)擰緊四個壓環(huán)螺絲。第四十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一③管水準(zhǔn)器軸LL∥視準(zhǔn)軸CC若不平行，則有i角。選擇場地：平坦，A，B兩點相距約80m，立尺。安置水準(zhǔn)儀于兩尺中間，觀測高差hAB=a1－b1，不受i角影響。安置水準(zhǔn)儀距B點2~3m處，觀測高差h’AB=a2－b2

。兩次高差之差Δh=h’AB－h(huán)AB。ρ”=206265，弧秒值。i”應(yīng)小于20″，否則應(yīng)校正。第四十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一求出點B尺正確讀數(shù)：a’2=a2－Δh。旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對準(zhǔn)a’2

管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心，用校正針撥動管水準(zhǔn)器一端的上、下兩個校正螺絲使氣泡的兩個影像符合。第四十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第四十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一第四十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一§2.5水準(zhǔn)測量的誤差及其削減方法儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境的影響(1)儀器誤差

1)校正殘余誤差i角誤差(大于20″才需要校正)，保持前、后視距相等。2)水準(zhǔn)尺誤差

檢驗水準(zhǔn)尺每米間隔平均真長與名義長之差。區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺，不應(yīng)大于0.5mm。否則，應(yīng)在所測高差中進(jìn)行米真長改正。一對水準(zhǔn)尺的零點差，在一水準(zhǔn)測段的觀測中安排偶數(shù)個測站予以消除。第四十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一(2)觀測誤差

1)管水準(zhǔn)氣泡居中誤差設(shè)分劃值τ″=20″/2mm，視線長為100m，氣泡偏離居中位置0.5格由此引起的讀數(shù)誤差為5mm。每次讀尺前應(yīng)嚴(yán)格居中管水準(zhǔn)氣泡。2)讀數(shù)誤差mm位數(shù)字——十字絲橫絲在標(biāo)尺厘米分劃內(nèi)位置估讀望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到的橫絲寬度相對厘米分劃格寬度比例決定了估讀的精度，讀數(shù)誤差與望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)及視線長有關(guān)，視線愈長，讀數(shù)誤差愈大，規(guī)范規(guī)定，使用DS3水準(zhǔn)儀進(jìn)行四等水準(zhǔn)測量時，視線長≤80m。第四十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一3)水準(zhǔn)尺傾斜讀數(shù)時，水準(zhǔn)尺應(yīng)豎直。水準(zhǔn)尺前后傾斜，在水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡視場中不會察覺，由此引起的水準(zhǔn)尺讀數(shù)總是偏大。視線高度愈大→誤差就愈大。在水準(zhǔn)尺上安裝圓水準(zhǔn)器→保證尺子豎直。4)視差水準(zhǔn)尺像沒有準(zhǔn)確成在十字絲分劃板上，造成眼睛的觀察位置不同時，讀出的標(biāo)尺讀數(shù)也不同，由此產(chǎn)生讀數(shù)誤差。按操作規(guī)定進(jìn)行目鏡對光，物鏡對光。第五十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一(3)外界環(huán)境影響1)儀器下沉和尺墊下沉儀器或水準(zhǔn)尺安置在軟土或植被上→產(chǎn)生下沉?！昂蟆啊啊蟆钡挠^測順序，削弱儀器下沉的影響，往返觀測取觀測高差的中數(shù)，削弱尺墊下沉的影響。2)大氣折光影響晴天，日光照射下，地面溫度較高，靠近地面的空氣溫度也較高，其密度較上層為稀。水準(zhǔn)儀的水平視線離地面越近，光線折射越大。規(guī)范規(guī)定，三、四等水準(zhǔn)測量，應(yīng)保證上、中、下三絲能讀數(shù)，二等水準(zhǔn)測量則要求下絲讀數(shù)≥0.3m。

第五十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期一3)溫度影響日光照射水準(zhǔn)儀，儀器各構(gòu)件受熱不勻引起不規(guī)則膨脹，影響儀器軸線間的正常關(guān)系→觀測產(chǎn)生誤差。觀測時注意撐傘遮陽。