土木工程测量第02章水准测量

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1、第二章水准测量土木工程测量教学课件§2.1水准测量原理测定地面点高程的工作称为高程测量。按使用仪器和施测方法的不同，高程测量分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。图2-1，A、B两点高差为：hAB=a-b(2-1)hAB=a-b图2-1中，A为已知高程点，B为待测高程点，a为后视读数，b为前视读数。若已知A点高程为HA，则B点高程为：HB=HA+hAB=HA+(a-b)(2-2)HB=HA+hAB=HA+(a-b)B点高程还可通过仪器的视线高程Hi计算：Hi=HA+aHB=Hi-b(2-3)

2、(2-2式)称高差法(2-3)式称仪高法§2.2水准仪和水准尺DS3型水准仪，进行水准测量每千米往、返测高差精度可达±3mm.其主要由望远镜、水准器和基座三部分构成。2.2.1DS3微倾式水准仪的构造§2.2水准仪和水准尺1、望远镜2.2.1DS3微倾式水准仪的构造望远镜主要由物镜、镜筒、调焦透镜、十字丝分划板、目镜等部件构成。§2.2水准仪和水准尺2、水准器2.2.1DS3微倾式水准仪的构造水准器是用来标志视准轴是否水平或仪器竖轴是否铅垂的装置。⑴管水准器(水准管)——用来指示视准轴是否水平水

3、准管圆弧中点O称为水准管零点。过零点与内壁圆弧的直线LL，称为水准管轴。当水准管气泡中心与零点重合时，称气泡居中，此时水准管轴处于水平位置；若气泡不居中，则水准管轴处于倾斜位置。水准管零点水准管轴气泡居中§2.2水准仪和水准尺2、水准器2.2.1DS3微倾式水准仪的构造⑴管水准器水准管2mm的弧长所对应的圆心角τ称为水准管分划值。(2-4)R——水准管圆弧半径，mmρ——206265″DS3型水准管分划值为20″/2mm水准管分划值符合水准器§2.2水准仪和水准尺2、水准器2.2.1DS3微倾式

4、水准仪的构造⑵圆水准器——用来指示竖轴是否竖直。球面中央圆圈，圆圈的圆心称为水准器零点。过零点的球面法线，称为圆水准轴，当圆水准器气泡居中时，圆水准轴处于竖直位置。圆水准器分划值是指通过零点的任意一个纵断面上，气泡中心偏离2mm的弧长所对圆心角的大小。DS3水准仪圆水准器分划值一般为8′～10′/2mm，故只用于仪器的概略整平。§2.2水准仪和水准尺3、基座2.2.1DS3微倾式水准仪的构造主要由轴座、脚螺旋和连接板构成。轴座脚螺旋连接板§2.2水准仪和水准尺1、水准尺2.2.2水准尺和尺垫塔尺

5、——由两节或三节套接而成，长3m或5米，接头处存在误差，多用于精度较低的水准测量中。双面尺(直尺或板尺)；黑面尺(基本分划)、红面尺(辅助分划)；常数K1=4.687m，K2=4.787m。用于三、四等精度以下的水准测量中。2、尺垫§2.2水准仪和水准尺1、安置水准仪2.2.3水准仪的使用2、粗略整平——目的使仪器竖轴大致铅直，视准轴粗略水平。3、瞄准水准尺视差——消除视差的方法§2.2水准仪和水准尺2.2.3水准仪的使用4、精确整平——使视准轴处于精确水平位置5、读数§2.3水准测量方法2.3

6、.1水准点用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点(记为BM.(BenchMark))国家水准点分为一、二、三、四等，按规范规定埋设永久性标石标志。图根水准点和施工测量水准点常采用临时性标志。二、三等§2.3水准测量方法2.3.2水准测量的实施图2-15转点(TuringPoint),简写为TP§2.3水准测量方法2.3.2水准测量的实施每一测站可测得前、后视两点间的高差，即：h1=a1-b1h2=a2-b2……hn=an-bn各式相加，得：hAB=Σh=Σa-ΣbB点高程为：HB=HA+Σh(

7、2-5)hAB=Σh=Σa-ΣbHB=HA+Σh§2.3水准测量方法2.3.2水准测量的实施§2.3水准测量方法2.3.3水准测量检核1、测站检核⑴变动仪高法——是在同一个测站上用两次不同的仪器高度(>10cm)，测得两次高差以相互比较进行检核。两次所测高差之差不超过容许值(等外水准测量容许值为6mm)。否则必须重测。⑵双面尺法——:是仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。若同一水准尺红面与黑面读数(加常数后)之差，不超过3mm

8、；且两次高差之差，又未超过5mm,则取其平均值作为该测站的观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。§2.3水准测量方法2.3.3水准测量检核2、成果检核⑴符合水准路线高差闭合差fh=Σh测-(H终-H始)(2-6)fh=Σh测-(H终-H始)⑵闭合水准路线高差闭合差fh=Σh测(2-7)fh=Σh测⑶支水准路线高差闭合差fh=Σh往+Σh返(2-8)fh=Σh往+Σh返§2.3水准测量方法2.3.3水准测量检核2、成果检核高差闭合差是各种因素产生的测量误差，故闭合差的数值应该在容许范围内，否则应