工程测量第二章水准测量精.ppt

工程测量第二章水准测量第1页，本讲稿共58页 水准测量是利用水准仪提供水平视线，借助水准尺来测定地面上两点的高差，从而由已知点高程推出未知点的高程。高程：地面点到大地水准面的铅垂距离高差：地面上两点的高程之差bba大地水准面aHAHBhABAB前进方向前视？前视？后视？后视？第一节水准测量原理已知已知HA，求，求HB?第2页，本讲稿共58页hAB=HBHAHBHAhABhABabHBHA(a-b)=HA hAB一测站高程计算方法：一测站高程计算方法：n 高差法：先计算两点高差再计算未知点的高程；高差高差例：图中已知例：图中已知A A点高程点高程H HA A=452.623m=452.623m，后视读数，后视读数a=1571a=1571，前视读数，前视读数 b=0685 b=0685，求，求B B点高程。点高程。解：解：B点对于点对于A点高差：点高差：hAB=a-b=1.5710.685=0.886mB点高程为：点高程为：HB452.6230.886453.509m第3页，本讲稿共58页n视线高法视线高法：先计算视线的高程，减去未知点上水准尺读数，即得未知点高程。hABi=HBiHAHBiHAhABihABiabiHB(HAa)-bi =H视线-bi视线高视线高面水准测量模拟H视=a+HAab3 32 21 1A AH1 H视-bcH2 H视-cH3 H视-dd第4页，本讲稿共58页面水准测量(视线高法的应用)此种方法可以解决一次后多次前视时作业效率问题。如:土方测算;道路断面测量第5页，本讲稿共58页例：图中已知例：图中已知A A点高程点高程H HA A=423.518m=423.518m，要测出相邻，要测出相邻1 1、2 2、3 3点的高点的高程。先测得程。先测得A A点后视读数点后视读数a=1563ma=1563m，接着在各待定点上立尺，分别，接着在各待定点上立尺，分别测得读数测得读数b1=0953b1=0953，b2=1152b2=1152，b3=1328b3=1328。高差法和视线高法的测量原理是相同的，区高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便，因而视线高法在建筑施工中被广泛采法方便，因而视线高法在建筑施工中被广泛采用。用。解：先计算出视线高程解：先计算出视线高程Hi=HHi=HA A+a=423.518+a=423.5181.5631.563425.081m425.081m各待定点高程分别为：各待定点高程分别为：H1H1HiHib1b1425.081425.0810.9530.953424.128m424.128mH2H2HiHib2b2425.081425.0811.1521.152423.929m423.929mH3H3HiHib3b3425.081425.0811.3281.328423.753m423.753m第6页，本讲稿共58页连续水准测量：原因：由于两点间距离太远或高差过大不能一次测出其高差需设立一些临时立尺点，作为高程传递过渡点。第7页，本讲稿共58页1、3米？6米？其他？2、水准尺倒立？3、规范要求视线读数范围？问题:一测站能测到的最大高差为多少?(以3m水准尺为例)第8页，本讲稿共58页A AP P前进方向hAP=h1+h2+h3HpHAhAP连续水准测量模拟(纵断面视图关系)h1h2h3hAP第9页，本讲稿共58页A AP P前进方向h1h2h3h4hAP=h1+h2+h3+h4HpHAhAP连续水准测量模拟(平面视图关系)第10页，本讲稿共58页第二节第二节水准测量的仪器及工具水准测量的仪器及工具水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺、尺水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺、尺垫。水准仪的作用是垫。水准仪的作用是提供一条水平视线提供一条水平视线，通过水准器气泡，通过水准器气泡获得水平视线的为微倾式水准仪；通过补偿器获得水平视获得水平视线的为微倾式水准仪；通过补偿器获得水平视线的为自动安平水准仪线的为自动安平水准仪。微倾式水准仪微倾式水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪数字数字(电子电子)水准仪水准仪第11页，本讲稿共58页一、一、DS3型水准仪的构造型水准仪的构造微倾式水准仪有微倾式水准仪有DS05、DS1、DS3、DS10四个等级：四个等级：D：大地测量仪器的总代号；：大地测量仪器的总代号；S：水准仪的代号；：水准仪的代号；05、1、3、10：每千米往返测高差中数的中误差：每千米往返测高差中数的中误差mm。水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。第12页，本讲稿共58页（1002厂）（北光）DSZ2DSZ2+FS1欧波水准仪电子水准仪 天宝 Trimble DINI12第13页，本讲稿共58页1、望远镜、望远镜望远镜的用途是用来瞄准水准尺上的刻划，主要由物镜、望远镜的用途是用来瞄准水准尺上的刻划，主要由物镜、调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板上有调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板上有两条垂直的长线。竖直的线称为竖丝，用以瞄准目标及检两条垂直的长线。竖直的线称为竖丝，用以瞄准目标及检查水准尺是否竖直；横丝的长的一条称为中丝，用以在水查水准尺是否竖直；横丝的长的一条称为中丝，用以在水准尺上读取刻划数据，横丝的上下一对对称的短横线称为准尺上读取刻划数据，横丝的上下一对对称的短横线称为视距丝（上丝、下丝），用来测定距离。视距丝（上丝、下丝），用来测定距离。十字丝交点与十字丝交点与物镜光心的连线称为视准轴，用物镜光心的连线称为视准轴，用CC表示。表示。第14页，本讲稿共58页2、水准器、水准器水准器分为管水准器和圆水准器。管水准器安装在望远镜水准器分为管水准器和圆水准器。管水准器安装在望远镜上，用以检查视线是否水平；圆水准器安装在基座上，用上，用以检查视线是否水平；圆水准器安装在基座上，用以检查竖轴是否竖直。以检查竖轴是否竖直。1）管水准器）管水准器是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，装进酒精和乙醚的混合是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，装进酒精和乙醚的混合液，加热密封冷却后，形成一气泡。水准管上有间隔液，加热密封冷却后，形成一气泡。水准管上有间隔2mm的刻划。刻划线的对称中心为水准管的零点，通过零点与的刻划。刻划线的对称中心为水准管的零点，通过零点与水准管圆弧的纵切线水准管圆弧的纵切线LL称为水准管轴。称为水准管轴。每每刻划线间的弧长对应的圆心角称为水刻划线间的弧长对应的圆心角称为水刻划线间的弧长对应的圆心角称为水刻划线间的弧长对应的圆心角称为水准管的分划值准管的分划值准管的分划值准管的分划值：R越大，越大，越小，水准管的灵敏度越高。越小，水准管的灵敏度越高。第15页，本讲稿共58页为了提高水准管居中的精度，目前生产的水准仪都采用符为了提高水准管居中的精度，目前生产的水准仪都采用符合水准器。即采用一组棱镜，通过棱镜的折光，使气泡两合水准器。即采用一组棱镜，通过棱镜的折光，使气泡两端的的影像反映在望远镜旁的观察窗中，若两侧的的影像端的的影像反映在望远镜旁的观察窗中，若两侧的的影像吻合（相似于两片胡豆瓣的图形），则说明气泡居中。吻合（相似于两片胡豆瓣的图形），则说明气泡居中。第16页，本讲稿共58页2）圆水准器）圆水准器圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心是圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心是圆水准器的的零点。通过零点的球面法线圆水准器的的零点。通过零点的球面法线LL为圆水准为圆水准器轴。当气泡处于中间圆的圆心时，圆水准器轴处于铅垂器轴。当气泡处于中间圆的圆心时，圆水准器轴处于铅垂位置。气泡中心每偏离零点位置。气泡中心每偏离零点2mm对应的圆心角称为圆水准对应的圆心角称为圆水准器的分划值。器的分划值。3 基座基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。其作用是支承仪器主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。其作用是支承仪器的上部并连接三脚架，通过脚螺旋配合的上部并连接三脚架，通过脚螺旋配合圆水准器，使仪器大致水圆水准器，使仪器大致水圆水准器，使仪器大致水圆水准器，使仪器大致水平。平。平。平。第17页，本讲稿共58页二、自动安平水准仪二、自动安平水准仪自动安平水准仪采用补偿器代替符合水准器和微倾螺旋，自动安平水准仪采用补偿器代替符合水准器和微倾螺旋，在圆水准器粗略整平情况下，可以使仪器处于水平状态。在圆水准器粗略整平情况下，可以使仪器处于水平状态。其代号为其代号为DSZ05、DSZ1、DSZ3、DSZ10。第18页，本讲稿共58页三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫v水准尺水准尺1.塔尺塔尺3m、5m底部为零底部为零2.板尺板尺3m，每隔，每隔1cm涂有黑涂有黑白或红白相间的分格，每白或红白相间的分格，每1dm标注一数值。水准尺中的双面标注一数值。水准尺中的双面尺两面都有刻划，一面为黑白尺两面都有刻划，一面为黑白相间（黑面），起始读数为相间（黑面），起始读数为零；另一面为红白相间（红零；另一面为红白相间（红面），起始读数为面），起始读数为4687mm或或4787mm。第19页，本讲稿共58页v尺垫尺垫尺垫下面有三个尖角可以踩入土中，尺垫下面有三个尖角可以踩入土中，上面有个半球，以支承水准尺。上面有个半球，以支承水准尺。只用只用于转点，不能用于已知点和待测点。于转点，不能用于已知点和待测点。作用：防止位移和下沉作用：防止位移和下沉连续水准测量：由于两点间距离过远连续水准测量：由于两点间距离过远或高差过大不能一次测出其高差需设或高差过大不能一次测出其高差需设立一些临时立尺点，作为立一些临时立尺点，作为高程传递过高程传递过渡点渡点。尺垫在转点。尺垫在转点TP(turningpoint)垫上，支承尺子。垫上，支承尺子。第20页，本讲稿共58页四、水准仪的使用四、水准仪的使用1、微倾水准仪的使用、微倾水准仪的使用使用过程包括使用过程包括安置安置粗平粗平瞄准瞄准精平精平读数读数四步：四步：1）安置水准仪）安置水准仪在与前、后视尺距离相近处，架脚架，在与前、后视尺距离相近处，架脚架，使高度适中、踩实，将水准仪安置在三脚架上。使高度适中、踩实，将水准仪安置在三脚架上。2）粗略整平）粗略整平调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。整平要领：整平要领：气泡所在位置标志基座倾斜的高位置；气泡所在位置标志基座倾斜的高位置；脚螺旋顺时针旋转使该脚螺旋基座升高。脚螺旋顺时针旋转使该脚螺旋基座升高。a a123b b312c c312第21页，本讲稿共58页3）瞄准水准尺）瞄准水准尺调节目镜调节目镜对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰；对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰；瞄准瞄准通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十子丝对准水准尺中央；子丝对准水准尺中央；消除视差消除视差消除视差消除视差 尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子的影像，尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子的影像，尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子的影像，尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子的影像，若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为视差视差。原因原因是是尺像没有落在十字丝平面上。尺像没有落在十字丝平面上。消除视差的方法消除视差的方法:是先调目镜调是先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节物镜调焦螺旋一面仔调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节物镜调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上。像与十字丝在同一平面上。视差现象：视差现象：第22页，本讲稿共58页4）精平转动微倾螺旋，使水准管气泡居中（若是符合水准器，使气泡的两半影像重合）。每次读数前都重新使气泡符合。5）读数：（由四位数字组成：米、分米、厘米、毫米）估读至毫米，不足位用0补齐，不记小数点如0809、0560。第23页，本讲稿共58页水准仪读数实例水准仪读数实例6252625214771477072307235 54 4 14061406第24页，本讲稿共58页2、自动安平水准仪的使用1）安置水准仪并粗略整平（同微倾水准仪）；2）检查补偿器的正确性采用检验钮或者望远镜警示窗；按检验钮，视场影像产生上下摆动并很快静止，说明补偿器能发挥作用；望远镜警示窗呈现绿色，说明补偿器能发挥作用；视场影像不动或者望远镜警示窗呈现红色，说明粗平的水准仪倾斜程度已经超出补偿器的补偿能力范围，需要重新整平。读数第25页，本讲稿共58页第三节水准测量的一般方法和要求一、水准点与水准路线一、水准点与水准路线1、水准点、水准点水准测量中，标志和保存水准测量成果的固定点称为水准水准测量中，标志和保存水准测量成果的固定点称为水准点，有点，有永久点永久点和和临时点临时点两种。永久点多采用混凝土预制而两种。永久点多采用混凝土预制而成，其上表面嵌有半球形金属标志。临时点可以利用地面成，其上表面嵌有半球形金属标志。临时点可以利用地面凸出的坚硬基岩凸出的坚硬基岩涂红漆标志，或者在地面打入木桩，桩顶涂红漆标志，或者在地面打入木桩，桩顶钉入半球形铁钉。水准点应选在地质条件较好的地方，并钉入半球形铁钉。水准点应选在地质条件较好的地方，并用红油漆编号，号前多加字母用红油漆编号，号前多加字母BM（BenchMark）。测。测量后，还应绘制点位略图，称为点之记。量后，还应绘制点位略图，称为点之记。第26页，本讲稿共58页2、水准路线、水准路线测量工作是几个人一起共同完成，其测测量工作是几个人一起共同完成，其测量数据多，操作过程中很容易出错误。为了保证待测点的量数据多，操作过程中很容易出错误。为了保证待测点的高程正确，必须布设成可以利用一定条件来检查测量数据高程正确，必须布设成可以利用一定条件来检查测量数据正确性的水准路线。正确性的水准路线。1）符合水准路线）符合水准路线由已知高程点出发，经过待测点，最由已知高程点出发，经过待测点，最后连测到另外一已知高程点的测量路线。后连测到另外一已知高程点的测量路线。2）闭合水准路线）闭合水准路线由已知高程点出发，经过待测点，最由已知高程点出发，经过待测点，最后连测到出发的已知高程点的测量路线。后连测到出发的已知高程点的测量路线。3）支水准路线）支水准路线由已知高程点出发，经过待测点，不由已知高程点出发，经过待测点，不与其它已知高程点连测的测量路线。与其它已知高程点连测的测量路线。第27页，本讲稿共58页二、水准测量方法：二、水准测量方法：连续水准测量连续水准测量水准测量的路线一般较长，不能架设一次仪器就得出水准测量的路线一般较长，不能架设一次仪器就得出待测点高程，通常进行连续设站测量。待测点高程，通常进行连续设站测量。方法：方法：在两点间加设若干个临时立尺点，分段连续多次安在两点间加设若干个临时立尺点，分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作为传递高程用的，称为为传递高程用的，称为转点转点，一般用符号，一般用符号TP表示。表示。第28页，本讲稿共58页A AP P前进方向hAP=h1+h2+h3HpHAhAP连续水准测量模拟h1h2h3hAP第29页，本讲稿共58页示例：示例：在第一测站上的观测程序为：在第一测站上的观测程序为：安置仪器，使圆水准器气泡居中；安置仪器，使圆水准器气泡居中；照准后视照准后视(A(A点点)尺，并转动微倾螺旋使水准管气泡精确居中，用中尺，并转动微倾螺旋使水准管气泡精确居中，用中丝读后视尺读数丝读后视尺读数a1=2036a1=2036。记录员。记录员复诵复诵后记入手簿。后记入手簿。照准前视（即转点照准前视（即转点TP1TP1）尺，精平，读前视尺读数）尺，精平，读前视尺读数b1=1547b1=1547。记录员。记录员复复诵诵后记入手簿，并计算出后记入手簿，并计算出A A点与转点点与转点TP1TP1之间的高差：之间的高差：h1h12.036-1.547=2.036-1.547=0.4890.489填入高差栏。填入高差栏。水准测量手薄见表水准测量手薄见表P6P6。观测要求观测要求（1 1 1 1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2 2 2 2）为及时发现错误，常采用）为及时发现错误，常采用）为及时发现错误，常采用）为及时发现错误，常采用“两次仪器高法两次仪器高法两次仪器高法两次仪器高法”或或或或 “双面尺法双面尺法双面尺法双面尺法”P9P9P9P9。两次仪器高法：高差之差两次仪器高法：高差之差h h-h-h 5mm5mm第30页，本讲稿共58页BMAB20361118TP1H H1 1=+0.918=+0.9180869 TP2h h1 1=-0.318=-0.3181187 TP31495H H1 1=+0.417=+0.41710781256h h1 1=-0.575=-0.5751831前进方向测测站站测测点点水准尺水准尺读读数数高差（高差（m）高程（高程（m）备备注注后后视视前前视视-BMATP1203611180.91827.354TP1TP2086911870.318TP2TP3149510780.417TP3B125618310.57527.796计计算算检检核核5656521452141.3350.8930.89327.79627.35404420.4420.442表表P6第31页，本讲稿共58页注意注意：1）计算出的）计算出的h和和a-b应该相等；应该相等；2）此表格只能检查计算是否正确，不能提高观测精度；）此表格只能检查计算是否正确，不能提高观测精度；3）1、2、3点只传递高程，采用临时点，在前加字母点只传递高程，采用临时点，在前加字母TP；4）A到到B称为一测段，且还返测；称为一测段，且还返测；5）若路线长，可以分为几个测段进行测量。）若路线长，可以分为几个测段进行测量。第32页，本讲稿共58页三、水准测量注意事项三、水准测量注意事项 测量误差处处存在，无法完全消除其影响。但可采取一定的措测量误差处处存在，无法完全消除其影响。但可采取一定的措施施减弱减弱其影响，提高测量成果精度，同时其影响，提高测量成果精度，同时绝对避免绝对避免成果中存在成果中存在错误。进行水准测量时，应注意以下各点：错误。进行水准测量时，应注意以下各点：观测前对所用仪器和工具，必须认真进行检验和校正。观测前对所用仪器和工具，必须认真进行检验和校正。在野外测量过程中，水准仪及水准尺应尽量安置在在野外测量过程中，水准仪及水准尺应尽量安置在坚实的坚实的地面地面上。上。三脚架和尺垫三脚架和尺垫要踩实，以防仪器和尺子下沉。要踩实，以防仪器和尺子下沉。前、后视距离应尽量相等前、后视距离应尽量相等，以消除视准轴不平行水准管轴的，以消除视准轴不平行水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。误差和地球曲率与大气折光的影响。视距视距=（上丝读数（上丝读数-下丝读数）下丝读数）100100第33页，本讲稿共58页前、后视距离不宜太长，一般不要超过前、后视距离不宜太长，一般不要超过100m。视线高。视线高度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。光影响。水准尺必须竖直。使用过程中，要经常检查和清除尺底水准尺必须竖直。使用过程中，要经常检查和清除尺底泥土。塔尺衔接处要卡住，防止二、三节塔尺下滑。泥土。塔尺衔接处要卡住，防止二、三节塔尺下滑。读完数后应再检查气泡是否仍然吻合，否则应重读。读完数后应再检查气泡是否仍然吻合，否则应重读。记录员要记录员要复诵读数复诵读数，以便核对。记录要整洁、清楚端，以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错，正。如果有错，不能用橡皮擦不能用橡皮擦去而应在改正处划一横，在去而应在改正处划一横，在旁边注上改正后的数字。旁边注上改正后的数字。在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定性。影响其稳定性。第34页，本讲稿共58页四、水准测量的检核四、水准测量的检核为了避免测量数据出现错误并在误差容许范围内，必须对为了避免测量数据出现错误并在误差容许范围内，必须对测量数据进行检核，有测量数据进行检核，有测站检核测站检核和和路线检核路线检核两种，主要是两种，主要是检查观测精度是否满足要求。检查观测精度是否满足要求。第35页，本讲稿共58页1、测站检核、测站检核v改变仪器高法：改变仪器高法：是在同一测站上用两次不同的仪器高是在同一测站上用两次不同的仪器高度，两次测定高差。即测得第一次高差后，改变仪器高度度，两次测定高差。即测得第一次高差后，改变仪器高度约约10cm以上，再次测定高差。若两次测得的高差之差未以上，再次测定高差。若两次测得的高差之差未超过超过5mm，则取其平均值作为该测站的观测高差。否则，则取其平均值作为该测站的观测高差。否则需重测。需重测。改变仪器高法：改变仪器高法：立尺，尺中间安置水准仪，整平立尺，尺中间安置水准仪，整平 照准后视尺，读数照准后视尺，读数 照准前视尺，读数照准前视尺，读数 计算高差计算高差 变动仪器高（升或降大于变动仪器高（升或降大于10cm10cm）再观测）再观测 高差互差不大于高差互差不大于5mm5mm时，取平均值时，取平均值第36页，本讲稿共58页v双面尺法：双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分双面尺法：双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过高差之差未超过5mm，取其平均值作为该测站的高差。，取其平均值作为该测站的高差。否则需要重测。否则需要重测。双面尺法（黑面、红面）：双面尺法（黑面、红面）：用双面尺，每尺均读黑、红面读数用双面尺，每尺均读黑、红面读数立尺，尺中间安置水准仪，整平立尺，尺中间安置水准仪，整平瞄准瞄准后后视尺视尺黑黑面，读数面，读数瞄准瞄准前前视尺视尺黑黑面，读数面，读数瞄准瞄准前前视尺视尺红红面，读数面，读数瞄准瞄准后后视尺视尺红红面，读数面，读数黑面：以零开始刻划黑面：以零开始刻划红面：一尺从红面：一尺从4687开始刻划，另一尺从开始刻划，另一尺从4787开始开始红黑面计算高差理论上相差红黑面计算高差理论上相差0.1m测站未检查测站未检查完，禁止搬完，禁止搬动水准仪、动水准仪、挪动尺垫。挪动尺垫。否则。否则。第37页，本讲稿共58页2、路线检核、路线检核虽然每一测站都进行了检核，但一条水准路线是否有错还虽然每一测站都进行了检核，但一条水准路线是否有错还是没有保证。例如，在前、后视某一转点时，水准尺未放是没有保证。例如，在前、后视某一转点时，水准尺未放在同一点上，利用该转点计算的相邻两站的高差虽然精度在同一点上，利用该转点计算的相邻两站的高差虽然精度符合要求，但这一条水准路线却含有错误，因此必须进行符合要求，但这一条水准路线却含有错误，因此必须进行路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种：路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种：1）符合水准路线）符合水准路线符合水准路线上各测站的高差和理论上应该等于两已知高符合水准路线上各测站的高差和理论上应该等于两已知高程点高程之差：程点高程之差：fh=h-(H终终-H始始)。由于误差的存在，。由于误差的存在，fh一一般不等于零，但要符合相应等级的水准测量的要求。般不等于零，但要符合相应等级的水准测量的要求。2）闭合水准路线）闭合水准路线闭合水准路线的环形线上，各测站的高差和理论上应该等闭合水准路线的环形线上，各测站的高差和理论上应该等于零：于零：fh=h；3）支水准路线）支水准路线支水准路线必须进行往返测，往返测理论上应该等于零：支水准路线必须进行往返测，往返测理论上应该等于零：fh=h往往+h返返第38页，本讲稿共58页第四节第四节水准测量的内业计算水准测量的内业计算水准测量的内业计算的目的是根据外业的测量数据，推求水准测量的内业计算的目的是根据外业的测量数据，推求待测点的高程，其步骤如下：待测点的高程，其步骤如下：1、全面检查外业数据；、全面检查外业数据；2、计算高差闭和差；、计算高差闭和差；3、进行高差闭和差的分配；、进行高差闭和差的分配；4、求出各测段高差；、求出各测段高差；5、计算待测点的高程。、计算待测点的高程。第39页，本讲稿共58页水准测量的成果计算水准测量的成果计算1水准测量的精度要求水准测量的精度要求建筑工程中对水准测量的精度要求，一般规定为：建筑工程中对水准测量的精度要求，一般规定为：平地平地(mm)(2.12)(mm)(2.12)山地山地(mm)(2.13)(mm)(2.13)式中式中f fh h容容为高差闭合差的容许值；为高差闭合差的容许值；L L为水准路线长度，以为水准路线长度，以kmkm为单为单位；位；n n为水准路线测站数。当地形起伏较大，每为水准路线测站数。当地形起伏较大，每1km1km水准路线超水准路线超过过1616个测站时按山地计算容许闭合差个测站时按山地计算容许闭合差。第40页，本讲稿共58页2水准测量成果计算水准测量成果计算计算步骤如下（以附合水准路线为例）：计算步骤如下（以附合水准路线为例）：计算实测高差之和计算实测高差之和hh测测与理论高差与理论高差h理理H终终一一H始始计算高差闭合差计算高差闭合差计算容许闭合差计算容许闭合差 如果如果fh=fhfh=fh容容 ，可做下一步计算。，可做下一步计算。计算高差改正数：按计算高差改正数：按与测站数或与距离成正比与测站数或与距离成正比的分配原则，的分配原则，改正数的符号与闭合差的符号相反。改正数的符号与闭合差的符号相反。检核检核 v=-f v=-fh h各测段改正数为：各测段改正数为：每一测站的改正数为：每一测站的改正数为：第41页，本讲稿共58页计算改正后高差计算改正后高差 h h改改各测段观测高差各测段观测高差hihi分别加上相应的改正数后分别加上相应的改正数后vivi，即得改，即得改正后高差：正后高差：h1h1改改=h1+v1=h1+v1h2h2改改=h2+v2=h2+v2 hihi改改=hi+vi=hi+vi改正后的高差代数和，应等于高差的理论值，即：改正后的高差代数和，应等于高差的理论值，即：hi hi改改=h=h理理如不相等，说明计算中有错误存在。如不相等，说明计算中有错误存在。第42页，本讲稿共58页待定点高程计算待定点高程计算 测段起点高程加测段改正后高差，即得测段终点高程，测段起点高程加测段改正后高差，即得测段终点高程，以此类推。最后推出的终点高程应与该点的已知高程相等。以此类推。最后推出的终点高程应与该点的已知高程相等。即：即：H1=HA+h1H1=HA+h1改改H2=H1+h2H2=H1+h2改改HAHA（算）（算）=HA(=HA(已知已知)计算中应注意各项检核的正确性。计算中应注意各项检核的正确性。第43页，本讲稿共58页对于闭合水准路线计算步骤类似于附合水准路线，以下例说对于闭合水准路线计算步骤类似于附合水准路线，以下例说明其计算步骤：明其计算步骤：点号点号测测站站nini（站）（站）实测实测高差高差hi(m)hi(m)高差改正高差改正数数vivi（m m）改正后高改正后高差差h h改改(m)(m)高程高程H(m)H(m)备备注注BMA111.35251.732已知点已知点182.158262.574373.397BMA51.732已知点已知点320.017计算实测高差之和计算实测高差之和 hh测测=-0.017m=-0.017m理论高差理论高差h理理0计算高差闭合差计算高差闭合差 =-0.017m=-0.017m计算容许闭合差计算容许闭合差因为因为fh=fhfh=fh容容 ，故其精度符合要求，可做下一步计算。，故其精度符合要求，可做下一步计算。第44页，本讲稿共58页计算高差改正数计算高差改正数高差闭合差的调整方法和原则与符合水准路线的方法一样。高差闭合差的调整方法和原则与符合水准路线的方法一样。本例各测段改正数本例各测段改正数vivi计算如下：计算如下：v1=-(fh/n)n1=-(-17/32)11=6mmv1=-(fh/n)n1=-(-17/32)11=6mmv2=-(fh/n)n2=-(-17/32)8=4mm v2=-(fh/n)n2=-(-17/32)8=4mm 检核检核 v=-fh=0.017m v=-fh=0.017m 点号点号测测站站ni（站）（站）实测实测高差高差hi(m)高差改正数高差改正数vi（m）改正后高改正后高差差h改改(m)高程高程H(m)备备注注BMA111.3520.00651.732已知点已知点182.1580.004262.5740.003373.3970.004BMA51.732已知点已知点320.0170.017第45页，本讲稿共58页计算改正后高差计算改正后高差 h h改改各测段观测高差各测段观测高差hihi分别加上相应的改正数后分别加上相应的改正数后vivi，即得改正后，即得改正后高差：高差：h1h1改改=h1+v1=h1+v1=-1.352+0.006=-1.346mh2h2改改=h2+v2=h2+v2=2.158+0.004=2.162m hi hi改改=hi+vi=hi+vi改正后的高差和，应等于高差的理论值改正后的高差和，应等于高差的理论值0 0，即：，即：hh总总=0=0 如不相等，说明计算中有错误存在。如不相等，说明计算中有错误存在。点号点号测测站站ni（站）（站）实测实测高差高差hi(m)高差改正数高差改正数vi（m）改正后高改正后高差差h改改(m)高程高程H(m)备备注注BMA111.3520.0061.34651.732已知点已知点182.1580.0042.162262.5740.0032.577373.3970.0043.393BMA51.732已知点已知点320.0170.0170第46页，本讲稿共58页待定点高程计算待定点高程计算测段起点高程加测站改正后高差，即得测点高程，以此类测段起点高程加测站改正后高差，即得测点高程，以此类推。最后推出的终点高程应与起始点的高程相等。推。最后推出的终点高程应与起始点的高程相等。H1=HA+h1H1=HA+h1总总=51.732-1.346=50.386m=51.732-1.346=50.386mH2=H1+h2H2=H1+h2总总=50.386+2.162=52.548m=50.386+2.162=52.548m HA HA（算）（算）=HA(=HA(已知已知)=51.732m)=51.732m 计算中应注意各项检核的正确性。计算中应注意各项检核的正确性。点号点号测测站站ni（站）（站）实测实测高差高差hi(m)高差改正数高差改正数vi（m）改正后高改正后高差差h改改(m)高程高程H(m)备备注注BMA111.3520.0061.34651.732已知点已知点182.1580.0042.16250.386262.5740.0032.57752.548373.3970.0043.39355.125BMA51.732已知点已知点320.0170.0170第47页，本讲稿共58页第五节第五节水准仪的检验水准仪的检验一、水准仪满足的条件一、水准仪满足的条件水准仪的作用是提供一条水平视线，而水平视线是通过水准仪的作用是提供一条水平视线，而水平视线是通过水准管气泡居中来实现的。水准管气泡居中来实现的。条件条件1、水准管轴平行于视准轴；、水准管轴平行于视准轴；条件条件2、圆水准器轴平行于竖轴；、圆水准器轴平行于竖轴；条件条件3：十字丝的横丝垂直于仪器竖轴。：十字丝的横丝垂直于仪器竖轴。第48页，本讲稿共58页二、检验二、检验1、圆水准器轴平行于竖轴的检验方法、圆水准器轴平行于竖轴的检验方法旋转脚螺旋，使气泡居中；旋转脚螺旋，使气泡居中；将望远镜旋转将望远镜旋转180o，若气泡偏于一侧，则说明圆水准器，若气泡偏于一侧，则说明圆水准器轴不平行于竖轴。轴不平行于竖轴。第49页，本讲稿共58页2、十字丝横丝垂直于竖轴的检验方法、十字丝横丝垂直于竖轴的检验方法整平仪器后，在远处的墙壁上，将十字丝的交点用笔做整平仪器后，在远处的墙壁上，将十字丝的交点用笔做上明显标志点上明显标志点P；拧紧制动螺旋，旋转微动螺旋；拧紧制动螺旋，旋转微动螺旋；若点若点P离开横丝，则十字丝的横丝不平。离开横丝，则十字丝的横丝不平。第50页，本讲稿共58页3、水准管轴平行于视准轴的检验方法、水准管轴平行于视准轴的检验方法在相距在相距80米的米的A、B点立水准尺，在正中央立水准仪；点立水准尺，在正中央立水准仪；测定高差测定高差hAB（其不受（其不受i角的影响）角的影响）；在距后视点在距后视点A约约3m的地方立水准仪；读取的地方立水准仪；读取A、B点水准点水准尺上的读数；尺上的读数；B点水准尺上的读数理论值应点水准尺上的读数理论值应为为b2=a2-hAB；若若B点水准尺上的实际读数与理论值之差在限定的范围点水准尺上的实际读数与理论值之差在限定的范围内，则水准管轴平行于视准轴，否则需要校正。内，则水准管轴平行于视准轴，否则需要校正。上述三项检验与校正应反复进行，最后还要进行总体检验。上述三项检验与校正应反复进行，最后还要进行总体检验。第51页，本讲稿共58页第六节第六节水准测量误差来源及消减方法水准测量误差来源及消减方法水准测量误差包括测量仪器（工具）误差（操作对水准测量误差包括测量仪器（工具）误差（操作对象）、观测误差（操作者）、外界条件（环境）的影响。象）、观测误差（操作者）、外界条件（环境）的影响。第52页，本讲稿共58页一一、仪器误差、仪器误差仪器校正后的残余仪器校正后的残余i角误差：角误差：原因：原因：i角误差检校后的残余值角误差检校后的残余值方法：观测时注意使前、后视距相等，可消除或减弱其影响。方法：观测时注意使前、后视距相等，可消除或减弱其影响。水准尺误差：水准尺误差：原因：水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等。原因：水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等。方法：检验水准尺上真长与名义长度，加尺长改正数；方法：检验水准尺上真长与名义长度，加尺长改正数；水准尺零点差：一测段中采用偶数站到达方式予以消除。水准尺零点差：一测段中采用偶数站到达方式予以消除。二二、观测误差、观测误差气泡居中误差气泡居中误差读数误差读数误差水准尺倾斜（尤其注意前后倾斜）水准尺倾斜（尤其注意前后倾斜）视差的影响视差的影响这些误差须严格认真操作、读数，来避免误差的影响这些误差须严格认真操作、读数，来避免误差的影响第53页，本讲稿共58页三、外界环境的影响三、外界环境的影响仪器下沉：（在软土或植被上时容易发生下沉）仪器下沉：（在软土或植被上时容易发生下沉）采用采用“后后前前前前后后”，的观测顺序，可以削弱其影响。，的观测顺序，可以削弱其影响。尺垫下沉：采用往返观测取观测高差的中数可以削弱其影尺垫下沉：采用往返观测取观测高差的中数可以削弱其影响。响。地球曲率和大气折光影响：地球曲率和大气折光影响：地球曲率影响：（地球曲率影响：（前后视距相等来消除，即地球曲率对前前后视距相等来消除，即地球曲率对前后尺读数影响相同）。后尺读数影响相同）。大气折光影响：（大气折光影响：（由于大气折光，视线会发生弯曲。越靠近地由于大气折光，视线会发生弯曲。越靠近地面，光线折射的影响也就越大。因此要求视线要高于地面面，光线折射的影响也就越大。