建筑工程测量第2章水准测量.ppt
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1、化学工业出版社建筑工程测量第2章水准测量 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节水准测量原理测定地面点的高程的方法测定地面点的高程的方法几何水准测量几何水准测量(水准测量)(水准测量)三角高程测量三角高程测量(间接高程测量)(间接高程测量)GPS高程测量高程测量气压高程测量气压高程测量(物理高程测量)(物理高程测量)一、水准测量原理 利用水准仪提供水平视线,读取水准尺的读数,测定两点间的高差,有已知点高程推求未知点高程。如图:hAB=a b HB=H
2、A+hAB高差法Hi=HA+aHB=Hi-b视线高法当a b时,hAB 为正,B高于A;当a b时,hAB 为负,B低于A。大地水准面HibHBHAhAB前进方向ABa二、转点、测站 当两点相距较远或高差较大时,需连续安置水准仪测定相邻各点间的高差,最后取各个高差的代数和,可得到起终两点间的高差。BATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4AA、B两点高差计算的一般公式:hAB=n为测站数注:n为测站数ATP1TP2TP3a1b1a2b2a3b3a4b4b2b4A如图所示:每站的高差:h1=a1-b1 h2=a2-b2 h3=a3-b3 hn=an-bn A、B两点高差计算的
3、一般公式:A、B两点高差计算的一般公式:如果点高程已知为如果点高程已知为,则,则B B的高程为:的高程为:几何水准测量的规律:几何水准测量的规律:(1 1)每站高差等于水平视线的后视读数减去)每站高差等于水平视线的后视读数减去前视读数;前视读数;(2 2)起点至闭点的高差等于各站高差的总和,)起点至闭点的高差等于各站高差的总和,也等于各站后视读数的总和减去前视读数也等于各站后视读数的总和减去前视读数的总和。的总和。第二节水准测量的仪器和工具 水准测量所使用的仪器、工具:水准仪 水准尺 尺垫水准仪的等级 DS05、DS1、DS3、DS10、DS20 D大地测量仪器 S水准仪 数字 表示仪器的精度
4、,即每公里往、返 测得高差中数的中误差(mm)。水准仪的作用是提供一条水平视线;工程测量中常使用DS3型水准仪,该仪器标称精度为3mm/km。目镜水准管目水准管目镜镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋一、S3型水准仪水准仪主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。微倾螺旋(一一)望远镜)望远镜:用来瞄准远处的水准尺进行读数:用来瞄准远处的水准尺进行读数 望远镜的构造:由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成;放大率一般为25-30倍。视准轴:物镜中心 与十字丝交点的连线。测量望远镜1.物镜;2.目镜;3.调焦透镜;4.十字丝分划板;5.物镜调焦
5、螺旋;6.目镜调焦螺旋;7.十字丝放大像十字丝:十字丝分划板是用来准确瞄准目标用的,中间一根长横丝称为中丝,与之垂直的一根丝称为竖丝,在中丝上下对称的两根与中丝平行的短横丝称为上、下丝(又称观距丝)。在水准测量时,用中丝在水准尺上进行前、后视读数,用以计算高差,用上、下丝在水准尺上读数,用以计算水准仪至水准尺的距离(视距)。(a)(b)(c)(d)(二)水准器 水准仪的水平视线是应用一个称为水准器的部件获得的。水准器是利用液体受重力作用后气泡居最高处的特性,使水准器的一条特定的直线位于水平或竖直位置的一种装置。水准器分两种:管水准器,通常称为水准管圆水准器水准器的作用:整平仪器,使视准轴处于水
6、平位置。管水准器 作用:精确整平结构:如图所示 精度:一般=20/2mm 水准管的分划值:气泡中心偏离零点2mm所对的圆心角。公式:分析:R越大,越小,灵敏度越高。DS3:R=20.6265米 =20 在水准管上装有符合棱镜系统,当气泡两端影象符合一致时就表明气泡已经居中。此种水准器称符合水准器。在判断两端气泡的符合程度时常会出现误差,而气泡不符合的程度是指两个端点之间的距离,它正好是距完全符合位置的两倍。因此,用符合水准器作业可使气泡居中的精度提高一倍。圆水准器 作用:粗略整平 结构:如图所示 精度:一般为 8-10/2mm (气泡中心偏离零点2mm 所对的圆心角)(三)(三)基座基座轴座:
7、承托仪器上部脚螺旋:调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板:连接三脚架组成 轴座脚螺旋连接板二、水准尺及附件塔尺:可以伸缩,一般全长3m、5m,用于等外水准测量。双面尺:不可伸缩,一般全长3m,用于三、四等水准测量。一般全长一般全长3m3m、5m5m,双面木质标尺。,双面木质标尺。尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用,防止点位移动和水准尺下沉。已知点或待定点不能放尺垫第三节水准仪的基本操作程序一、使用微倾式水准仪的方法一、使用微倾式水准仪的方法 水准仪操作的程序:水准仪操作的程序:1.1.安置水准仪安置水准仪 2.2.粗略整平(粗略整平(粗平粗平)3.3.照准和调焦照准和调焦 4.4.精确整精确整平平
8、 5.5.读数读数 1.1.安置水准仪安置水准仪 打开三脚架并使高度适中,目估使架头大致水平,检查脚架腿是否安置稳固,脚架伸缩螺旋是否拧紧,然后打开仪器箱取出水准仪,置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。2.粗略整平(粗平)目的:使圆水准气泡居中,视准轴粗略水平。方法(如图所示):圆水准器气泡居中操作示意图3.照准和调焦 步骤:(1)目镜调焦(使十字丝清晰)(2)准星瞄准(粗略瞄准水准尺)(3)物镜调焦(使目标成像清晰)(4)精确瞄准(使纵丝对准目标)(5)消除视差视差:当目镜、物镜对光不够精细时,目标的影像 不在十字丝平面上,以致两者不能同时被看清消除方法:仔细进行目镜、物镜
9、调焦。视差:当目镜、物镜对光不够精细时,目标的影像 不在十字丝平面上,以致两者不能同时被看清。消除方法:反复仔细地调节物镜、目镜调节螺旋,直 到眼睛上下移动时读数不变为止。4.精确整平目的:使水准管气泡居中,视准轴精确水平。方法:调节微倾螺旋,使气泡影像符合。水准管气泡两端像的符合水准管气泡两端像的符合5.读数 用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向读数,读取米、分米、厘米、毫米(估读数)四位数字。如图的读数 0.860m注意:读数前必须精平,精平后立即读数。二、注意事项(1)(1)须检查仪器箱是否扣好或锁好,提手和背带是否牢固。须检查仪器箱是否扣好或锁好,提手和背带是否牢固。(2)(2)取出
10、仪器时,应先看清仪器在箱内的安放位置,以便使用完毕照原样取出仪器时,应先看清仪器在箱内的安放位置,以便使用完毕照原样装箱,仪器取出后,应盖好仪器箱。装箱,仪器取出后,应盖好仪器箱。(3)(3)安置仪器时,注意拧紧架腿螺旋和中心连接螺旋;在测量过程中作业安置仪器时,注意拧紧架腿螺旋和中心连接螺旋;在测量过程中作业员不得离开仪器,特别是在建筑工地等处工作时,更须防止意外事故发员不得离开仪器,特别是在建筑工地等处工作时,更须防止意外事故发生。生。(4)(4)操作仪器时,制动螺旋不要拧的过紧,转动仪器时必须先松开制动螺操作仪器时,制动螺旋不要拧的过紧,转动仪器时必须先松开制动螺旋,仪器制动后,不得用力
11、扭转仪器。旋,仪器制动后,不得用力扭转仪器。(5)(5)仪器在工作时,为避免仪器被暴晒和雨淋,应撑伞遮住仪器。仪器在工作时,为避免仪器被暴晒和雨淋,应撑伞遮住仪器。(6)(6)迁站时,若距离较近,可将仪器各制动螺旋固紧,收拢三脚架,一手迁站时,若距离较近,可将仪器各制动螺旋固紧,收拢三脚架,一手持脚架,一手托住仪器搬移。若距离较远,应装箱搬运。持脚架,一手托住仪器搬移。若距离较远,应装箱搬运。(7)(7)仪器装箱前,先清除仪器外部灰尘,松开制动螺旋,将其它螺旋旋至仪器装箱前,先清除仪器外部灰尘,松开制动螺旋,将其它螺旋旋至中部位置。按仪器在箱内的原安放位置装箱。中部位置。按仪器在箱内的原安放位
12、置装箱。(8)(8)仪器装箱后,应放在干燥通风处保存,注意防潮、防霉、防碰撞。仪器装箱后,应放在干燥通风处保存,注意防潮、防霉、防碰撞。第四节水准测量的方法 国家水准测量按精度要求分一、二、国家水准测量按精度要求分一、二、三、四等,不属于国家规定等级的水准测三、四等,不属于国家规定等级的水准测量一般称为普通(或称等外)水准测量。量一般称为普通(或称等外)水准测量。普通水准测量特点普通水准测量特点:1.1.精度要求低;精度要求低;2.2.布设灵活;布设灵活;3.3.水准点的密度要求不高;水准点的密度要求不高;4.4.与等级水准测量作业原理相同。与等级水准测量作业原理相同。一、水准点与水准路线(一
13、)水准点(一)水准点用用水准水准测量方法测定高程的控制点称为水准点,测量方法测定高程的控制点称为水准点,一般一般用用BMBM表示。表示。水准点分为水准点分为永久性永久性和和临时性临时性且分等级且分等级。水准点。水准点埋设后,为便于以后使用时查找,需绘制说明点位的埋设后,为便于以后使用时查找,需绘制说明点位的平面图,称为平面图,称为点之记点之记。(二)水准路线水准路线水准路线:是水准测量时所经过的路线。:是水准测量时所经过的路线。测段:水准路线上两相邻水准点之间称为一个测段。布设要求:沿公路、大道等平坦地面。布设形式:单一水准路线和水准网。BMABMB1234图1123图3BMA34图2BMAB
14、MABMB1234图1123图3BMA34图2BMA单一水准路线形式 附合水准路线(见图1)闭合水准路线(见图2)支水准路线(见图3)观测程序附合水准路线和闭合水准路线采用附合水准路线和闭合水准路线采用单程观单程观测测(因为有检核条件);(因为有检核条件);支水准路线进行往返测或单程双线观测(因为无检核条件)。二、水准测量的方法、记录计算及注意事项1.普通水准测量观测程序 (1)(1)在有已知高程的水准点上立水准尺,作为后视尺;在有已知高程的水准点上立水准尺,作为后视尺;高程基准面 (2)在路线的前进方向上的适当位置放置尺垫,在尺垫上竖立水准尺作为前视尺。仪器到两水准尺间的距离应基本相等,最大
15、视距不大于150 m。(3)安置仪器,使圆水准器气泡居中。照准后视标尺,消除视差,用微倾螺旋调节水准管气泡并使其精确居中,用中丝读取后视读数,并记入手薄。(4)照准前视标尺,使水准管气泡居中,用中丝读取前视读数,并记入手薄。(5)将仪器迁至第二站,此时,第一站的前视尺不动,变成第二站的后视尺,第一站的后视尺移至前面适当位置成为第二站的前视尺,按第一站相同的观测程序进行第二站测量。(6)如此连续观测、记录,直至终点。测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视(后视(a a)前视(前视(b b)高差高差 (m m)高程高程(m m)备备注注43 2 1 BM1TP1TP1TP2TP2TP3 TP3
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