工程测量-2章水准测量.ppt

郑州大学土木工程学院 宋建学 郑州大学讲义 宋建学 代辉 土木工程测量 高程是工程测量中三个基本量之一，在实际中具有重要的意义，如房屋的设计室内地坪测设，所有构件的安装测设，建筑沉降观测等都是以高程测量为依据的。 高程测量按使用仪器和施测方法不同可分为水准测量、三角高程测量，其中水准测量（leveling survey）是最经典的测量方法，精度高、用途广，是高程测量中普遍采用的方法。 2.1　水准测量原理 水准测量是用水准仪和水准尺测定两固定点间高差,进而求得待测点高程。 2.1.1、高差法 依据两点高差求待定点B高程，称为高差法。 2.2　水准测量的仪器和工具 水准测量所用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。 水准仪主要由望远镜、水准器、基座三部分构成 DS3水准仪构造 2.2.3、尺垫(foot pin) 由生铁铸成，下面有三个脚尖，能稳定地立于地上或踏入土中，上部中央有一凸起的半球体，供立尺之用。尺垫只限于用在转点上，以防水准尺下沉。 2.3 水准仪的使用 水准仪的使用按以下五个步骤进行： 2.4　水准测量外业 2.4.1、水准点 2.4.2、水准测量的实施 当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时，就需要多次安置仪器以测出两点的高差。此时设置转点（Turning Point 简记为TP）,连续观测，将数据记录在水准测量手簿中，并应注意前、后视水准尺应交替移动（测量中称为“倒尺”）。 （1）、 架设设备 将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，水准仪安置于水准路线附近的适当位置，在施测路线的前进方向上，在与后视距大致相等的地方放置尺垫作为转点TP，在尺垫上竖立水准尺作为前视。 （2） 第一测站施测 测量员将水准仪粗平后，瞄准后视尺，用微倾螺旋使管水准器气泡居中。用中丝读取后视读数a1，估读至mm。 转动望远镜瞄准前视尺，精平后读取中丝读数b1，并由记录员立即计算本次高差h1=a1－b1。此为第一测站的全部工作。 水准测量结果检校 测量工作的基本原则之是“本步不作检核不作下一步测量”，以保证观测精度。 测量结果检核有三种常用方法： （1） 测站检核 为了避免离开测量现场后发现有不可弥补的错误，在每一个测站都必须进行测站检核。具体方法有变仪高法和双面尺法两种。 （a）变仪高法：在同一测站位置上，采用两种不同的仪器视线高度测量高差。两次仪高通常相差10cm以上。 当两次结果符合一定的误差限值时（四等水准测量，两次高差之差的绝对值不超过5mm），取平均值作为最终结果。 （3） 成果检核 测站检核只能检核一个测站上误差不超限，不能保证全部测程上误差不会积累。测站误差有积累的可能，还必须对整个水准路线进行成果检核，以保证测量资料满足使用要求。 成果检核有以下方法: （b）、附合水准路线(connecting leveling route) 2.5　水准测量的内业 整理野外测量结果，计算高差闭合差，若闭合差在容许值范围内，则调整闭合差，最后计算各点高程，此项工作称为水准测量的内业。 2.5.1　附合水准路线的计算 例题【2.5.1】：如图所示，进行等外水准测量。 已知A、B两点高程HA=90.000m、HB=91.754m,各测段高差与测站数如下： hA1=+0.624m,8站; h12=+0.763m、9站；h23=―0.505m,7站； h3B=+0.831m 、10站。 求1、2、3点高程。 （1）、将已知数据填入计算表格 （2）、计算高差闭合差　 （4）、闭合差的调整 在同一条水准路线中，假定各测站产生误差的机会是相等的，则各测段产生误差的机会与其对应的距离或测站数成正比。 各测段改正数Vi与高差测量值hi相加，即得各测 段改正后高差hi改。 每一站的改正数为 测段的改正数分别为 V1=1.2×8=9.6 =+10 mm V2=1.2×9=10.8=+11 mm V3=1.2×7=8.4=+8 mm V4=1.2×10=12=+12 mm ∑Vi= +41 mm =－fh= 41 mm 2.5.2、闭合水准路线的计算 其闭合差为fh= Σh测，如在容许范围内，则计算步骤同附合水准路线 。 2.6　 精密水准测量 采用高精度的