工程测量第二章水准测量

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1、第二章水准测量测量确定点的位置是空间三维，其中点的高程是地面点的要素之一，测定高程的工作称为高程测量，测定高程的常用方法有水准测量、三角高程测量。水准测量的精度高，经常使用。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？后视？第一节水准测量原理已知HA，求HB?hAB=HB－HAHB＝HA＋hABhAB＝a－bHB＝HA＋(a-b)=HA＋hAB一测站高程计算方法：高差法：先计算两点高差再计算未知点的高程；高差例：图中已知A

2、点高程HA=452.623m，后视读数a=1571，前视读数b=0685，求B点高程。解：B点对于A点高差：hAB=a-b=1.571－0.685=0.886mB点高程为：HB＝452.623＋0.886＝453.509m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=HBi－HAHBi＝HA＋hABihABi＝a－biHB＝(HA＋a)-bi=H视线-bi视线高面水准测量模拟H视=a+HAab321AH1＝H视-bcH2＝H视-cH3＝H视-dd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;道路断面测量例：图中已知

3、A点高程HA=423.518m，要测出相邻1、2、3点的高程。先测得A点后视读数a=1563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0953，b2=1152，b3=1328。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用。解：先计算出视线高程Hi=HA+a=423.518＋1.563＝425.081m各待定点高程分别为：H1＝Hi－b1＝425.081－0.953＝424.128m    H2＝Hi－b2＝425.081－1.152＝423.929m    H3＝Hi

4、－b3＝425.081－1.328＝423.753m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。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)AP前进方向hAP=h1+h2+h3Hp＝HA＋hAP连续水准测量模拟(纵断面视图关系)h1h2h3hAPAP前进方向h1h2h3h4hAP=h1+h2+h3+h4Hp＝HA＋hAP连续水准测量模拟(平面视图关系)第二节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、尺垫。水准仪的作用是提供一条水

5、平视线，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线的为自动安平水准仪。微倾式水准仪自动安平水准仪数字(电子)水准仪一、DS3型水准仪的构造微倾式水准仪有DS05、DS1、DS3、DS10四个等级：D：大地测量仪器的总代号；S：水准仪的代号；05、1、3、10：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。（1002厂）（北光）DSZ2DSZ2+FS1欧波水准仪电子水准仪天宝TrimbleDINI121、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、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

6、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。十字丝交点与物镜光心的连线称为视准轴，用CC表示。2、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。1）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，通过零点与水准管圆弧的纵切线LL称为水准管轴。每刻划线间的弧长对应的圆心角称为水准管的分划值τ：R越

7、大，τ越小，水准管的灵敏度越高。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。2）圆水准器圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心是圆水准器的的零点。通过零点的球面法线L′L′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位置。气泡中心每偏离零点2mm对应的圆心角