《水准测量》word版

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1、第二章水准测量本章提要:本章主要介绍水准测量的原理；水准仪构造、使用及其检校；水准路线施测方法及成果处理；水准测量误差来源及消除方法；自动安平水准仪、精密水准仪的基本构造和使用。§2－1高程测量概述一、高程测量的概念　　地面上某点的高程是这个点沿着铅垂线方向至大地水准面的距离。高程是确定地面点位置的基本要素之一，测定地面上各点高程或两点之间的高程差的测量工作叫做高程测量。二、高程测量的种类高程测量的方法有水准测量、三角高程测量、GPS、气压高程测量等几种。水准测量是利用仪器的水平视线来确定地面点的高低起伏；三角高程测量是测量竖直角及水平距离以求定两点之间高程差的方法；气压高程

2、测量是利用气压计测定两点之间高程差的方法。水准测量精度较高，是高程测量中最主要的方法。全站仪的普及，使三角高程广泛地运用在高程测量中。随着GPS技术的推广和运用，用GPS测量可以直接确定点的三维坐标。气压高程测量精度较差，在工程测量中很少使用。　　三、水准原点　　为了建立全国统一的高程系统，我国国家测绘总局在青岛建立验潮站，在近岸一点上利用水位标尺长期记录海水潮汐的水位升降。根据多年的记录求出这个点的平均位置，即平均海水面，作为全国高程系统的起算面，称为黄海平均海水面。在验潮站附近地面埋设固定标志，用精密水准测量的方法与验潮站的水位标尺相联系，测定它的高程，作为全国高程的起点

3、,称为水准原点。标志的式样如图2-1所示，为平截锥形花岗石柱，玛瑙标心，上加铜盖保护，铜盖上又加石盖。国家测绘局国测发[1987]198号文《关于启用1985国家高程基准及国家一等水准网成果的通告》中规定：1985国家高程基准是采用青岛验潮站1952年至1979年验潮资料计算确定的，依此推算的青岛国家水准原点高程值确定为高出该基准72.260m。图2-135　　四、水准点　　从青岛水准原点出发，在全国各地埋设一系列永久性的稳固的标石，并用精密水准测量方法测定这些标石点的高程。这些具有国家统一高程的稳固点，称为水准点，常用“BM”表示。我国按一、二、三、四等不同精度的水准测量建

4、立各级国家水准点，沿河流、交通线路遍布全国。水准点的高程用水准测量方法从水准原点引出，逐级测定。由于各级水准点的用途及精度要求不同,因此对各级水准测量的路线布设、点的密度、使用仪器及具体操作在规范中都有相应的规定。国家水准点的标志或标石，如图２－２所示，一般有：　　（a）金属水准标志　　（b）墙上水准标志（c）混凝土基本水准标石图２－２　　为了进一步满足工程建设和地形测图的需要，以国家三、四等水准点为起始点，进行工程水准测量或图根水准测量，通常统称为普通水准测量，也称等外水准测量。普通水准测量的精度较国家等级水准测量低一些，水准路线的布设及水准点的密度可根据具体工程和地形测图

5、的要求而灵活设置，并根据需要可埋设临时木制水准点和混凝土永久性水准点，其式样如图２－３所示。图2-3除此之外，根据需要，还可在岩石、大树根、桥台或其他固定建筑物基础上设置水准点。35§2－2　　水准测量原理图２－4中，已知Ａ点高程ＨＡ，欲求Ｂ点高程ＨＢ。若能够设法求出A、B两点的高差，即A、B两点高程的差值,就能根据Ａ点高程ＨＡ推算出Ｂ点高程ＨＢ。在Ａ、Ｂ两点间安置一台能提供水平视线的仪器—水准仪，在Ａ、Ｂ两点上竖立有刻划的尺子—水准尺。根据仪器的水平视线，在Ａ点尺上读数，设为a，在Ｂ点尺上读数，设为b。则Ｂ点对Ａ点的高差　（２－１）待求点Ｂ的高程　　　　（２－２）设测量前进

6、方向为Ａ至Ｂ。每一仪器位置称为一测站。在每一测站上，与测量前进方向相反的观测方向，称为后视方向，后视方向上的观测点称为后视点，后视点上尺读数称为后视读数，用ａ表示。与测量前进方向一致的观测方向，称为前视方向，前视方向上的观测点称为前视点，前视点上尺读数称为前视读数，用ｂ表示。换句话，在已知高程点上水准尺读数称后视读数，在待定高程点上水准尺读数称前视读数。高差的符号有正有负，当Ｂ点比Ａ点高时，前视读数ｂ比后视读数ａ要小，高差为正；当Ｂ点比Ａ点低时，则前视读数ｂ比后视读数ａ要大，高差为负。　　由式（２－２）根据高差推算高程，称为高差法图２－4　　在地形测量和各种工程的施工测量中，

7、安置一次仪器常常要求出许多点的高程。这时，为便于计算，可以先求出水准仪水平视线的高程，简称视线高程Ｈｉ，再分别计算各待定点的高程。　　视线高程　　（２－３）　　待定点高程　　（２－４）　　由式（２－４）利用视线高程推算高程，称为仪高法。35当两点相距很远或高差较大时，安置一次仪器不可能测定其高差。此时必须将地面点分成若干段，多次放置仪器，才能完成施测任务。图2—5如图2－5所示，已知水准点Ａ的高程，欲测定Ｂ点高程。在起、终点中间，逐段安放仪器，测出各段高差：以上各式相加：(2-5)从图２－5中可看出各段