浅谈水准测量施工技术

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1、浅谈水准测量施工技术高程测量是测量三项基本工作之一,它是测量地面上各点高程的工作，常用的有几何水准测量、三角高程测量、物理高程测量（包括：气压高程测量、液体静力水准测量）、GPS高程测量等，其中几何水准测量是高程测量最主要的方法，文章就水准测量的原理、使用、测量方法以及测量的误差分析及注意事项进行了详细的阐述。　　关键词水准测量；原理；测量方法；误差分析；注意事项　　P21A1674-6708（2011）46-0194-02　　1水准测量的原理　　水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺来

2、测定地面两点间的高差，从而由已知点的高程和测得的高差，求出待定点的高程。现举例如下：　　1.1直接测出AB两点的高差如图1所示　　1.1.1高差法　　hAB=后视读数—前视读数，即：　　待定点B点的高程：　　1.1.2仪高法(视线高法)：　　1.2间接测出AD两点间的高差　　如果是长距离、多中间点的高程测量是通过高程传递实现的。如上图2所示：hA1=a1-b1;h12=a2-b2；h2D=a3-b3;因此AD两点间的高差为：hAD=HA1H12H2D=(a1-b1)(a2-b2)(a3-b3)=Σa-Σb

3、；D点的高程为：HD=HAhAD　　2水准仪类型及DS3微倾式水准仪的使用　　水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度划分为4个等级：精密水准仪DS05、DS1；普通水准仪DS3、DS10，D—大地测量；S—水准仪；后面的数字代表仪器的测量精度（每公里往返测高差中数的中误差，即精度）。水准仪按其构造可分为4种：微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪和数字水准仪目前，普通工程测量中最常用的水准仪是：DS3微倾式水准仪（或DS3自动安平水准仪，其使用方法如下：为测定A、B两点

4、的高差，首先将水准仪安置在A、B两点之间，然后按以下4个步骤进行操作：　　1）粗平（粗略整平）　　其目的是使仪器竖轴铅直。调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，气泡移动的方向始终与左手大拇指的运动方向一致。　　2）瞄准（瞄准水准尺）　　首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰，转动望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。注意消除视差，如图3所示。　　没有视差现象没有视差现象　　3）精平（精确整平）　　在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗，转动微倾螺旋使水准管气泡居中，即符合水准器的两端气泡影像对齐，只有

5、当气泡已经稳定不动而又居中的时候，水准管轴水平，视准轴亦水平，即提供了一条水平视线。　　4）读数（精确整平）　　仪器精确整平后，即可用十字丝横丝（即中丝）在水准尺上读数。读数按由小到大的方向，读出米、分米、厘米、并仔细估读毫米数。读数记录一般均不加小数点，读记四位数，以毫米为单位。　　3水准测量方法与计算　　3.1水准测量的外业实施　　3.1.1水准点　　事先埋设标志在地面上，用水准测量方法建立的高程控制点(BenchMark)，常以BM表示。水准点分为永久性和临时性两种，其顶部通常为凸起的半球面,用于放

6、置水准尺。　　3.1.2待定点高程的测量和计算检核　　待定点高程的测量和计算检核，如图5所示。已知HA，求高程HB，中间临时放置标尺的过度点1，2….称为转点，起高程传递作用,常用TP表示，实测时转点上应使用尺垫。　　每测站高差：　　各测站高差之和：　　待定点B点高程：　　3.1.3测站检核　　为保证每一测站的高差正确，或在误差允许范围之内，必须进行测站检核。测站检核有双仪高法和双面尺法：　　1）双面尺法：黑面读数高差：；红面读数高差：　　红黑面高差之差：　　最后高差中数：　　2）双仪高法：改变仪器高度1

7、0cm以上，测出两次高差，进行检核。　　3.2水准测量的内业计算　　按一定的原则将计算出的水准线路高差闭合差进行分配，确保各测段（或各测站）高差经改正后严格满足检核条件。　　等外水准测量高差闭合差容许误差：山地：平地：　　国家四等水准测量高差闭合差容许误差：山地：平地：　　例如：附合水准测量业内计算　　4水准测量误差分析及注意事项　　4.1水准测量误差　　水准测量误差有3种：仪器误差、观测误差和仪器下沉和尺垫下沉误差。其中仪器多是因为仪器校正后的残余误差或者是水准尺误差(包含:刻划、变形和零点误差等）。而

8、观测误差一方面来自测量员主观的因素，比如读数误差和视觉产生的误差，另外就是水准管气泡居中误差。关于仪器下沉和尺垫下沉误差则是仪器放置不当，在具体的测量中都要注意，对各个方面进行全面的检查完毕之后方可测量、读数、记录。　　4.2外界条件的影响　　外界对测量的影响主要是地球曲率和大气折光的影响，这是因为在晴天，地面温度高，空气的密度较上面的稀，光线向上折射。为了避免这些影响，在测量时要视线高出地面0.3m，选择合适的天气（阴天、晚