当前位置:首页 >> 初中教育 >>

测量员学习材料


土木工程测量

水准测量

教学课件

2 水准测量

2

本章摘要
本章主要介绍水准测量原理、水准仪的基本构 造和使用、水准测量的实施方法和成果计算、检 核等内容。

工程测量学

2013年7月11日星期四

/> 2 水准测量
测定地面点高程的工作称为高程测量。 按使用仪器和施测方法的不同,高程测量分为

3

?水准测量 ? ?三角高程测量 ? ? ?物理高程测量 ? ?GPS 高程测量 ?

?气压高程测量 ? ?液体静力水准测量

水准测量是精密测量地面点高程最主要的方法。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 §2.1 水准测量原理
图2-1,A、B两点高差为: hAB=a-b (2-1) hAB=a-b 图2-1中,A为已知高程点 ,B为待测高程点,a为后视读 数,b为前视读数。
hAB可正可负。当a>b时,hAB为正,B点 高于A点;当a<b时hAB 为负,即B点低 于A点。注意h的下标。

图示

4

若已知A点高程为HA,则B点高程为: HB=HA+hAB=HA+(a-b) H =H +h =H +(a-b)
B A AB A

(2-2)

B点高程还可通过仪器的视线高程Hi计算: (2-2式)称高差法 Hi=HA+a (2-3) HB=Hi-b (2-3)式称仪高法 工程测量学 2013年7月11日星期四

2 水准测量 §2.2 水准仪和水准尺

5

2.2.1

DS3微倾式水准仪的构造

DS3型水准仪,进行水准测量每千米往、返测高差精度可达 ±3mm.其主要由望远镜、水准器和基座三部分构成。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造

6

1、望远镜 望远镜主要由物镜、镜筒、调焦透镜、十字丝分划板 、目镜等部件构成。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 2、水准器

7

水准器是用来标志视准轴是否水平或仪器竖轴是否铅 垂的装置。 ⑴管水准器(水准管)——
用来指示视准轴是否水平

水准管圆弧中点O称为水准管零点。过零点与内壁圆 水准管零点 弧的直线LL,称为水准管轴。当水准管气泡中心与零点重 水准管轴 合时,称气泡居中,此时水准管轴处于水平位置;若气泡 气泡居中 不居中,则水准管轴处于倾斜位置。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 2、水准器 ⑴管水准器 水准管2mm的弧长所对应的 圆心角τ 称为水准管分划值。 水准管分划值

8

2 ? ? ? R

(2-4)

R——水准管圆弧半径,mm ρ ——206265″
DS3型水准管分划值为20″/2mm

符合水准器(提 高气泡居中精度) 工程测量学
2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 2、水准器 ⑵圆水准器——用来指示竖轴是否竖直。
球面中央圆圈,圆圈的圆心称为 水准器零点。过零点的球面法线,称 为圆水准轴,当圆水准器气泡居中时 ,圆水准轴处于竖直位置。圆水准器 分划值是指通过零点的任意一个纵断 面上,气泡中心偏离2mm的弧长所 对圆心角的大小。 DS3水准仪圆水准器分划值一般 为8′~10′/2mm,故只用于仪器的概 略整平。

9

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 3、基座

10

主要由轴座、脚螺旋和连接板构成。 基座用于支承仪器的上部并通过连接螺旋使仪器与三脚架相连 。调节基座上的三个脚螺旋可使圆水准器气泡居中。 轴座

脚螺旋

连接板
工程测量学
2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.2 水准尺和尺垫 1、水准尺 塔尺——由两节或三节套接而成 ,长3m或5米,接头处存在误差,多 用于精度较低的水准测量中。 双面尺(直尺或板尺);黑面尺( 基本分划)、红面尺(辅助分划);常 数K1=4.687m,K2=4.787m。用于三、 四等精度以下的水准测量中。 2、尺垫

11

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.3 水准仪的使用 1、安置水准仪

12

2、粗略整平——目的使仪器竖轴大致铅直,视准轴 粗略水平。动画

3、瞄准水准尺 视差—— 消除视差的方法

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.3 水准仪的使用 4、精确整平——使视准轴处于精确水平位置 5、读数

13

0.5cm/格

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.2.3 水准仪的使用

14

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 §2.3 水准测量方法 2.3.1 水准点

15

用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点(记为BM. (Bench Mark)) 国家水准点分为一、二、三、四等,按规范规定埋设永久性标 石标志。 图根水准点和施工测量水准点常采用临时性标志。

二、三等 工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.3.2 水准测量的实施

16

图2-15 转点(Turing Point) :每站之间的立尺点,仅起高程传递作用, 称为转点,简写为TP 。 测站:安置仪器的位置称为测站。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.3.2 水准测量的实施
每一测站可测得前、后视两点间的高差,即: h1=a1-b1 h2=a2-b2
……

17

hn=an-bn 各式相加,得: hAB=Σh=Σa-Σb hAB=Σh=Σa-Σb B点高程为:HH=HA+Σh B =H +Σh
B A

(2-5)

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.3.2 水准测量的实施 a
1.346 1.259 1.278

18

b
0.385

0.979
0.547 0.712 0.712 0.566 HB=54.206+0.433 =54.639

0.653

1.211
1.864 4.554 4.121 0.433

4.121

0.433

54.639 54.206 0.433

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.3.3 水准测量检核

19

1、测站检核 ⑴变动仪高法——是在同一个测站上用两次不同的仪器高度 (>10cm),测得两次高差以相互比较进行检核。两次所测高差之差 不超过容许值(等外水准测量容许值为6mm)。否则必须重测。 ⑵双面尺法——是仪器的高度不变,而前视和后视上的水准尺 分别用黑和红面各进行一次读数,测得两次高差,相互进行检核。 若同一水准尺红面与黑面读数(加常数后)之差,不超过3mm;且两 次高差之差,又未超过5mm,则取其平均值作为该测站的观测高差。 否则,需要检查原因,重新观测。 红黑面零点差相差100mm,两个高差也应相差l00mm,应在红面 高差中加或减100mm后再与黑面高差比较。 每次读数时均应使符合水准气泡严密吻合,每个转点均应安放 尺垫,但所有已知水准点和待求高程点上不能放置尺垫。 工程测量学 2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.3.3 水准测量检核
2、成果检核 ⑴符合水准路线 检核条件为 高差闭合差

20

?h

i

? HB ? H A

fh=Σh测-(H终-H始)

⑵闭合水准路线 检核条件为 高差闭合差 fh=Σh测 ⑶支水准路线
高差闭合差 fhf=Σh往往+Σh返 +Σh返 h=Σh (2-8)

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.3.3 水准测量检核
2、成果检核

21

高差闭合差是各种因素产生的测量误差,故闭合差的数值应该 在容许范围内,否则应检查原因,返工重测。 图根水准测量高差闭合差容许值为: 平地
山地 四等水准测量高差闭合差容许值为: 平地 (2-10) 山地 式中:L为水准路线总长(km);n为测站数 (2-9)

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 §2.4 水准测量成果计算 2.4.1 附合水准路线测量成果计算

22

⑴高差闭合差的计算 由式(2-6): fh=Σh测-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm fh=Σh测-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm 按山地及图根水准精度计算闭合差容许差为: fh容=±12n1/2=±12×241/2=±58mm |fh|<|fh容|,符合图根水准测量技术要求。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.4.1 附合水准路线测量成果计算

23

⑵闭合差调整 闭合差的调整是按与距离或与测站数成正比例反符号分配到各 测段高差中。第i测段高差改正数按下式计算: 或

vi ? ? vi ? ?

fh n fh L

ni Di

(2-11)

(2-12)

式中:n——路线总测站数;ni——第i段测站数; L——路线总长;Di——第i段距离。 由式(2-11)算出第一段(A~1)的改正数为:
045 vi ? ? 0.24 ? 6 ? ?0.011m

其他各测段改正数按式(2-11)算出后列入表2-2中。改正数的总 和与高差闭合差大小相等符号相反。每测段实测高差加相应的改正 数便得到改正后的高差。 工程测量学 2013年7月11日星期四

2 水准测量

按2-11、2-12 计算调整值

实测高差加改 正数

24

⑶计算各点高程 A点已知高程 附合水准路线成果计算 用改正后的高差,由已知水准点A开始,逐点算出各点高程, 测 测站数 实测高差 改正数 改正后高差 高 程 列入表2-2中。由计算得到的B点高程应与B点的已知高程相等,以 备 注 点 (n) (m) (m) (m) (m) 此作为计算检核。
42.365 A 1 6 2 -3.227 +1.378 -5.447 -0.011 -0.008 -0.015 -3.238 36.601 4 3 8 B +1.370 37.971 -5.426 32.509 6 -2.515 -0.011 -2.526 39.839

42.365+改正 后高差

总测站数

实测高差
高差闭合差


B点已知高程
24 -9.811 -0.045
1/2

-9.856 n=24

闭合差容许 助 辅

fh=∑h=+45mm

工程测量学

计算

fh 容 =± 12n =± 58mm

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.4.2 闭合水准路线测量成果计算

25

闭合水准路线高差闭合差按式(2-7)计算,若闭合差在容许值范 围内,按上述附合水准路线相同的方法调整闭合差,并计算高程。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量微倾式水准仪的检验与校正 §2.5

26

四条主要轴线: 视准轴CC、水准管轴LL、圆水准器轴L?L? 仪器竖轴VV 水准仪之所以能提供一条水准路线,取决于仪器本身的构造特 点,主要表现在轴线间应满足的几何条件:
各轴线间应满足的几何条件是: ①圆水准器l轴平行仪器竖轴; ②十字丝横丝垂直仪器竖轴; ③水准管轴平行视准轴。 工程测量学 2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.5.1 圆水准器轴平行仪器竖轴的检验校 正
⑴检验

27

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.5.1 圆水准器轴平行仪器竖轴的检验校 正
⑵校正

28

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.5.2 十字丝横丝垂直仪器竖轴的检验与校正
⑴检验

29

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.5.2 十字丝横丝垂直仪器竖轴的检验与校正
⑵校正 改正偏移量的一半。

30

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.5.3 水准管轴平行视准轴的检验与校正
⑴检验 在高差不大的地 面上选择相距80m左 右的A、B两点… 将仪器搬至距A点 2~3m的Ⅱ处,…… B点尺上水平视线 的正确读数为: b0’=a’+hAB (2-13)

31

b’

正确读数

实测的b’与计算得到的b’0应相等,则表明水准管平行视准轴否 ' 则,两轴不平行,其夹角为: b ' ? b0 i ? ? (2-14)
D AB

DS3水准仪的i角不得大于20″,否则应校正。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.5.3 水准管轴平行视准轴的检验与校正
⑵校正 仪器仍处 在Ⅱ处,调节 微倾螺旋,使 中丝在B尺上 的读数移到b0’, 这时视准轴处 于水平位置, 但水准管气泡 不居中(符合气 泡不吻合)。…

32

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量水准测量误差及其消减方法 §2.6 水准测量的误差

33

包括水准仪本身的⑴仪器误差、人为的⑵观测误差 以及⑶外界条件的影响三个方面。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.6.1 仪器误差
⑴仪器校正后的残余误差

34

水准仪经过校正后,不可能绝对满足水准管轴平行视准轴的条 件,因而使读数产生误差。这种误差的影响与距离成正比,只要观 测时注意使前、后视距离相等,便可消除或减弱此项误差的影响。
⑵水准尺误差

包括水准尺长度变化、刻划误差和零点误差等。 精密水准测量应对水准尺进行检定,并对读数进行尺长误差改 正。零点误差在成对使用水准尺时,可采取设置偶数测站的方法来 消除;也可在前、后视中使用同一根水准尺来消除。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.6.2 观测误差
⑴水准管气泡对中误差

35

水准管气泡居中误差一般为±0.15τ″。符合水准器,气泡居中 精度可提高一倍。由气泡居中误差引起的读数误差为:

0.15? ? m? ? D 2?
60? D mv ? ? v ??

(2-15)

⑵读数误差——估读毫米数的误差,与人眼分辨能力、望远镜 放大率以及视线长度有关。按下式计算: (2-16)

式中:V——望远镜放大率;D——视线长; 60″——人眼能分 辨的最小角度;ρ——206265″;τ——水准管分划值。

为保证读数精度,各等水准测量对望远镜放大率和最大视线长 有相应规定。 工程测量学 2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.6.2 观测误差

36

⑶视差影响——视差对水准尺读数会产生较大误差。应仔细调 焦,避免出现视差。
⑷水准尺倾斜——误差水准尺倾斜会使读数增大,其误差大小 与尺倾斜的角度和在尺上的读数大小有关。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.6.3 外界条件影响
⑴仪器下沉

37

选择坚实的地面作测站,并将脚架踏实。用双面尺法进行测站 检核时,采用“后、前、前、后”的观测程度,可减小其影响。 ⑵尺垫下沉—— ⑶地球曲率的影响 水平视线在尺上的 读数b,理论上应改算 为相应水准面截于水准 尺的读数b’,两者的差 值c称为地球曲率差。

D2 c? 2R

(2-17)

测量中当前、后视距相等时,通过高差计算可消除该影响。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.6.3 外界条件影响
⑷大气折光影响

38

由于地面上空气密度不均匀,使I光线发生折射。因而水准测 量中,实际的读数不是水平视线的读数,而是一向下弯曲视线的读 数。两者之差称为大气折光差,用γ表示。在稳定的气象条件下, 大气折光差约为地球曲率差的1/7,即:

? ? c ? 0.07
1 7

D2 R

(2-18)

此项误差可用前、后视距相等的方法来消除。 地球曲率差和大气折光差是同时存在的两者对读数的共同影响 可用下式计算: D2 (2-19) f ? c ? ? ? 0.43 R

⑸温度的影响 工程测量学
2013年7月11日星期四

2 水准测量精密水准仪和水准尺 §2.7 精密水准仪主要用于高等级高程控制测量和精 密工程测量中,例如国家一、二等精密水准测量、 高层建筑物沉降观测、大型精密设备安装等测量工 作。

39

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.7.1 精密水准仪构造特点及读数原理
精密水准仪的特点:

40

?水准管分划值较小,一般设计为10?/2mm;
? 望远镜亮度好,放大率较大,不小于40倍; ? 仪器整体结构稳定,受温度变化的影响小; ? 为了提高读数精度,精密水准仪上还设有光 学测微器读数系统。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.7.2 精密水准尺及读数方法

41

精密水准仪必须配有精密水准尺。这种水准尺一般是在木质尺 1.97m 1.54mm 身的槽内,引张一根因瓦合金带。在带上标有刻划,数字注在木尺 上。
基本分划, 分划值1cm

1.97154/2=0.98577m
辅助分划,分 划值1cm 1.48m

工程测量学

2013年7月11日星期四 6.50mm

1.48650m

2 水准测量 自动安平水准仪和激光扫平仪 §2.8

42

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.8.1 自动安平水准仪的基本原理

43

用自动补偿器代替水准管,只需将水准仪上的圆水准器气泡居 中,便可通过中丝读到水平视线在水准尺上的读数。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.8.2 自动安平补偿器
结构形式较多,国产DSZ3型采用悬吊棱镜组借助重力作用达 到补偿。

44

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.8.2 自动安平补偿器

45

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量 2.8.3 激光扫平仪
激光扫平仪是一 种新型的自动安平 平面的定位仪器。

46

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量

47

水准测量的实质:
测量地面上两点之间的高差。 即首先测定B点对A点的高差hAB,

然后用公式HB=HA+ hAB计算待定点高程。

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量

48

hAB详解:
? 两点间的高差等于后视读数减前视读数 ? 高差可正可负,其正、负视前后视点的高低而定 ? 高差为正,表示前视点B高于后视点A

? 高差为负,表示前视点B低于后视点A

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量

49

习题与思考题 2、3、4、5、6、7、8、9

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量

50

工程测量学

2013年7月11日星期四

§5.2 地下水的类型 §10.2 工程地质测绘

7.1.1

地下水

?sAs
图7-10

课 程 目 录
第一部分
绪 论 第一章 第二章 第三章 第四章

2 水准测量

53

工程测量学

2013年7月11日星期四

2 水准测量

54

祝同学们节日快乐

工程测量学

2013年7月11日星期四


相关文章:
测量学习知识
本书将在本章阅读材料中介绍这一坐标系统。 如前所述,地面点的空间位置是以...观测员指挥另一测量员持测钎由远及近,将测钎按十字丝纵丝位置垂直插入地下,即...
基础测量培训材料
基础测量培训材料_工作范文_实用文档。工程测量理论知识 1. 工程测量的基本内容 ...15 附录 2 测绘行业职业技能培训教材《工程测量》 (测量员版)内容提纲第一章...
测量专业培训材料
测量专业培训材料_建筑/土木_工程科技_专业资料。锡林郭勒盟山金阿尔哈达矿业有限...测量员培训资料 6页 1下载券 人体测量培训资料 9页 1下载券 影像测量仪...
工程测量培训教材
工程测量培训教材_建筑/土木_工程科技_专业资料。《工程测量》课程 教案 石家庄铁路...工程测量学课件 64页 1下载券 施工测量员培训教材 13页 2下载券©...
测量员全站仪操作培训(非常经典)
测量员全站仪操作培训(非常经典)_建筑/土木_工程科技_专业资料。全站仪操作要点 测量员全站仪操作培训项目部为更好的推进项目测量工作,保证项目测量成果和质量,规范...
如何更好的学习工程测量
如何更好的学习工程测量_自然科学_专业资料。如何更好的学习工程测量作者:崔腾飞 日期:2011-9-25 论文类别:科技学术 【内容摘要 内容摘要】工程测量是一门应用学科...
测量培训资料修改的
测量培训资料修改的_企业管理_经管营销_专业资料。公司专业培训 测量员职责 工作...测 点附近严禁堆放材料,避免影响测量工作的顺利进行。 6.为了保证测量精度,土建...
测量员培训考试题(新)
测量员培训考试题(新)_建筑/土木_工程科技_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 测量员培训考试题(新)_建筑/土木_工程科技_专业资料。...
测量知识培训教材
地确定了的特性, 用以校准测量装置、 评价测量方法或给材料赋值的一种材料或...1)与内部审核员有关的原则: a)诚信、正直、和谨慎是内部审核员最基本的原则;...
测量培训讲义
测量技术培训讲义 测量技术培训讲义 技术一、水准高程测量 1、水准高程系统 任意自然静止的液体表面都构成一个水准面, 那么具有液面这种性质的球面 称为水准面,因此...
更多相关标签: