建筑工程测量 第三讲 水准测量.ppt

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1、建筑工程测量 第三讲 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2.3 2.3 水准测量的施测方法水准测量的施测方法2.3.1 2.3.1 水准点水准点:在全国各地埋设的固定测量标志，并用在全国各地埋设的固定测量标志，并用水准测量的方法测定了它们的高程，这些高程标志叫水准测量的方法测定了它们的高程，这些高程标志叫做高程点（做高程点（bench Mark),bench Mark),简记为简记为BMBM。永久点和临时点永久点和临时点:点之记：草图点之记：

2、草图高程标志中华人民共和国测量标志保护条例中华人民共和国测量标志保护条例 中华人民共和国国务院令第203号，自1997年1月1日起施行。第二十二条 测量标志受国家保护，禁止有损测量标志安全和使测量标志失去使用效能的行为：2.水准路线水准路线3.支水准路线BM.ABM.ATBM1TBM2TBM1BM.ABM.ATBM2TBM3TBM41.闭合水准路线2.附合水准路线BM.ABM.ABM.BBM.BTBM1TBM2TBM32.1.2水准路线水准路线三种水准路线的布置形式三种水准路线的布置形式国家第二期一等水准网共有国家第二期一等水准网共有292条线路、条线路、19931个水准点，总长度为个水准点，

3、总长度为93341公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网（台湾资料暂缺）公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网（台湾资料暂缺）国家水准网按逐级控制、分级布设的原则分为一、二、三、四等。一等水准是国家高程控制的骨干一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。一等水准路线全长为 93 000多公里，包括 100个闭合环，环的周长为8001500公里(见上图)。二等水准是国家高程控制网的基础二等水准是国家高程控制网的基础,一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300700公里，全长为 137 000多公里，包括822个闭合环。沿一

4、、二等水准路线还要进行重力测量，提供重力改正数据。一、二等水准环线要定期复测，检查水准点的高程变化供研究地壳垂直运动用。一、二等水淮测量称为精密水准测量，三、四等水准直接为测制三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用地形图和各项工程建设用。三等环不超过300公里；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80公里。全国各地地面点的高程，不论是高山、平原及江河湖面的高程都是根据国家水准网统一传算的。2.3.2 水准测量的方法水准测量的方法简单水准测量简单水准测量复合水准测量复合水准测量hABhAB=h1+h2+hn =(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn)=a-b

5、精密水准测量水准测量的注意事项水准测量的注意事项（一）观测：（一）观测：1 1、观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺；、观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺；2 2、仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；、仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；3 3、前后视距应尽可能相等；、前后视距应尽可能相等；4 4、每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数；、每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数；5 5、注意对仪器的保护，做到、注意对仪器的保护，做到“人不离仪器人不离仪器”；6 6、只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接、只有当一测站记录计算合格后才能搬站

6、，搬站时先检查仪器连接螺旋是否固紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。螺旋是否固紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。（二）记录：（二）记录：认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏中，认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏中，严禁伪造和传抄；严禁伪造和传抄；字体要端正、清楚、不准涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改字体要端正、清楚、不准涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改正时，应在原数字上划线后再在上方重写；正时，应在原数字上划线后再在上方重写；每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。（三）扶尺：（

7、三）扶尺：扶尺人员认真竖立水准尺；扶尺人员认真竖立水准尺；转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。测站测站测点测点水准尺读数水准尺读数高差（高差（m）高程高程（m）备注备注后视后视（a）前视前视（b）计算检核计算检核BMATP12.0361.1180.918TP1TP20.8691.1870.318TP2TP31.4951.0780.417TP3B1.2561.8310.5755.6565.2140.4425.2141.3350.8930.4420.893+0.442

8、27.79627.35428.27227.95428.37127.79627.354高高差差法法视视线线高高法法BMATP2TP1BTP32.0360.8691.4951.2561.1181.1871.0781.83127.79627.35428.27227.95428.371已知已知高程点高程点待测点待测点29.39029.14129.44929.6275.6565.2140.44227.79627.354=+0.442计算计算无误无误视点视点水准尺读数水准尺读数前视读数前视读数b（m）高程高程（m）备注备注后视读数后视读数（a）视线高视线高（Hi）转点转点中间点中间点计算检计算检核核高差法

9、计算题:BMABMB1.444 1.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543HBMA=5.600m测站测站测点测点水准尺读数水准尺读数高差（高差（m）高程高程（m）备注备注后视后视（a）前视前视（b）计算检核计算检核BMATP1TP1TP2TP2TP3TP3TP4TP4B1.1341.6770.5431.4441.3241.8220.8761.8201.4351.4221.3040.1200.9460.3850.1186.616

10、 7.642 6.616 1.569 0.543+1.0260.5435.6006.626高差法计算高差法计算:+1.026水准测量记录表2.4.4 2.4.4 水准测量的测站检核方法水准测量的测站检核方法 2.4.4.12.4.4.1测站检核测站检核(一一)两次仪高法两次仪高法 两次仪器架设高度差应两次仪器架设高度差应10c10c 两次高差之差两次高差之差5 5，取两次平均；，取两次平均；(二二)双面尺法双面尺法两次高差之差两次高差之差 5 5，取两次平均；，取两次平均；(三三)双仪器观测法双仪器观测法 两次高差之差两次高差之差 5 5，取两次平均；，取两次平均；对每一站高差进行检核，保证每

11、一站高差正确。对每一站高差进行检核，保证每一站高差正确。(一一)两次仪高法、两次仪高法、(二二)双面尺法、双面尺法、(三三)双仪器观测双仪器观测法法 双面水准尺双面水准尺 两根尺的两根尺的黑面黑面底底部均为零；部均为零；而而红面红面底部，一底部，一根尺为根尺为4.687m，另，另一根为一根为4.787m。路线检核路线检核水准测量成果计算路线检核路线检核对整条路线的总高差总高差进行检核检核2.支水准路线BM.ABM.ATBM1TBM2TBM1BM.ABM.ATBM2TBM3TBM41.闭合水准路线3.附合水准路线BM.ABM.ABM.BBM.BTBM1TBM2TBM3 h h允允=4040 L

12、mmL mm或或 h h允允=1212 n mmn mm检核公式检核公式 h h理理=0=0f fh h=h h测测 f fh h f fh h允允f fh h=h h往往+h h返返 f fh h f fh h允允检核公式检核公式 h h理理=h h终终-h h始始f fh h=h h测测-h h理理 f fh h f fh h允允1.1.附合水准路线：附合水准路线：h h理理=H=H终终-H-H始始 闭合差闭合差f fh h:f fh h=hh测测-（H H终终-H-H始始）2.2.闭合水准路线闭合水准路线.h h理理A A=0=0 f fh h=h=h测测3.3.支线水准路线支线水准路线

13、.f fh h=h=h往往-h-h返返2.5 水准测量成果计算水准测量成果计算水准测量的精度要求水准测量的精度要求在测量工作中，由于种种原因，如仪器不够完善，观测、读数带有误差，以及外界条件的影响（如在大气 折光，温度变化等），使得观测结果总是存在误差。虽然测量误差是不可避免的，但经过实践经验和科学分析，人们找出了有关测量误差的规律，从而规定了一定观测条件下观测误差的容许范围，作为区分误差和错误的界限。当观测误差小于容许误差时，认为测量成果合格，可供使用；若大于容许误差，一般说明发生了差错，应该查明原因，予以重测。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

14、规定为：式中式中fh容容为高差闭合差的容许值；为高差闭合差的容许值；L为水准路线长度，以为水准路线长度，以km为单位；为单位；n为水准路线测站数。为水准路线测站数。当地形起伏较大，每当地形起伏较大，每1km水准路线超过水准路线超过16个测站时个测站时按山地计算容许闭合差。按山地计算容许闭合差。四四.水准水准测量测量成果整理成果整理水准水准测量成果整理测量成果整理计算步骤：计算步骤：高差闭合差的计算 路线闭合差检验 闭合差分配：计算每公里（每站）高差改正数 计算测段高差改正数 计算改正后高差 计算各点高程水准水准测量成果整理算例测量成果整理算例水准测量成果整理点号测站数观测高差 （m）改正数(m

15、m)该正后高差（m）高程（m）备注BMA60.152421.32615-0.325251.428342.511BMB425.062203.766：（1）附合水准路线的成果计算）附合水准路线的成果计算高差闭合差计算：fh=h-(HB-HA)=3.766（425.062421.326）=0.030m：（1）附合水准路线的成果计算）附合水准路线的成果计算 高差闭合差的调整高差闭合差的调整计算各待定点高程计算各待定点高程|f fh h|f fh h容容|,|,观测精度符合观测精度符合 要求，继续向下计算。要求，继续向下计算。容许闭合差的计算：点号测站数观测高差 （m）改正数(mm)该正后高差（m）高程

16、（m）备注BMA60.152421.32615-0.325251.428342.511BMB425.062203.766-0.008-0.008-0.008-0.006-0.0300.114-0.3331.4202.5053.736421.470421.137422.557（2）闭合水准路线的成果计算 改正数总和应等于高差闭合差（符改正数总和应等于高差闭合差（符号相反），改正后高差总和应等于零。号相反），改正后高差总和应等于零。计算时应注意用此条校核。（2）闭合水准路线的成果计算点号点号测站数测站数观测高差观测高差 （m）改正数改正数(mm)改正后高差（改正后高差（m）高程高程（m）备注备注B

17、MA6+4.736-12+4.724200.0001204.7248-6.645-16-6.6612198.0633-3.128-6-3.1343194.9297+5.085-14+5.071BMA200.00024+0.048-480.000（3）支水准路线成果计算）支水准路线成果计算支水准路线在外业工作时已进行了往返观测，每测段都有往测高差h往和返测高差h返，每一测段的往、返相当于一个小闭合路线，其闭合差为fh=h往+h返。如闭合差在容许范围以内，则可取其绝对值的平均值作为测段 高差，符号与往测相同，用这个高差即可计算支线各点高程。A1hA1(往)=-1.375h1A(返)=+1.396往

18、返共16站fh=h往+h返=-1.375+1.396=0.021m闭合差容许值为：HA=86.7852.4 减少水准测量误差的措施一、仪器误差一、仪器误差1、水准管轴误差：使前后视距相等。2、水准尺误差：检验尺子和设置偶数站。二、观测误差二、观测误差1、整平误差：严格整平。2、读数误差：限制视距或提高望远镜放大倍数。3、视差影响：仔细进行物镜和目镜对光。4、水准尺倾斜误差三、外界条件的影响1、地球曲率及大气折光的影响：使前后视距相等。2、水准仪、水准尺下沉的影响：选择坚实地面及熟练操作缩短观测时间，选择适宜的观测方法。小小 结结1水准测量的原理 是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间

19、的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。2水准仪的作用 提供一条水平视线。3高差法 根据高差推算待定点高程的方法叫做高差法。4视线高法 通过视线高推算待定点高程的方法称为视线高法。5水准仪的构成 由望远镜、水准器、基座三部分构成：望远镜：它主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板等构成，物镜光心与十字丝交点的连线为视准轴CC。来用照准不同距离的目标。水准器：水准仪上通常装置有圆水准器和管水准器（简称水准管）两种：水准管：由两端封闭的玻璃管,纵向内壁磨成圆弧制成,管内有一气泡；过水准管零点的切线为水准管轴LL。其作用是使仪器精平。圆水准器：由一玻璃圆盒、顶面磨成球面制成,内有一

20、气泡；过水准管零点的法线为圆水准轴LL。用来对水准仪进行粗略整平基座 主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。基座的作用是支撑仪器上部，即将竖轴VV插入轴座。6水准仪的操作方法 粗平 圆水准气泡居中(竖轴大致铅直,视准轴粗平)。照准 望远镜照准目标。精平 管水准气泡居中(视准轴精确水平)。读数 用望远镜中心十字丝横丝截取标尺读数。7水准测量的方法 当高程待定点离已知点较远或高差较大时，需要加设转点，分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。8一个测站的操作程序：安置粗平照准精平读数记录9水准点 测绘部门在全国各地埋设的固定的测量标志，并用水准测量的方法测定了它们的高程，这些标志称为水准点。10水准测量的检核方法 有测站检核和路线检核。测站检核：常用的检核方法有两次仪器高法和双面尺法两种。路线检核：有闭合水准路线、符合水准路线、支水准路线三种 11成果计算 高差闭合差的计算：闭合水准路线 fhh测 附和水准路线 fhh测一(H终一H始)支水准路线 fhh往+h返 容许闭合差计算：测段高差改正数的计算：或 改正数的计算检核：改正后高差的检核：闭合水准路线 符合水准路线 支水准路线 结结束束