控制测量技术_林玉祥_第 六 章高程控制测量

直读到0.1mm，估读至0.01mm。
水准标尺
水准仪
154
152
454
150
452
148
450
146
448
144
446
142
444
442
平行玻璃板 物镜
十字丝面
测微螺旋
测微分划尺
10
9
8
指标线
读数：147 cm+0.960 cm= 147.960 cm
控制测量技术
10
一点说明
由于在光路中加入了“测微器”，使得各读 数均偏大了测微范围的一半 — 5mm。
控制测量技术
3
验潮与高程
控制测量技术
4
6.1.2 高程系
我国现行的两个高程系统：
1956年黄海高程系的水准原点高72.2893米 1985国家高程基准的水准原点高72.2604米
两高称系统间差一常数（0.0289m） H85=H56-0.0289m，如某点1956年黄海高程 系的高程为60m，则该点1985高程基准的高 程为59.9711m。
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26
1. i 角误差检验
因为 h1 h2
(a 2 b2 ) (a1 b1) 2
i 206000 10mm
S
控制测量技术
20600mm
27
i 角的检验
仪器：N3 52965 时间：8时15分 日期：75年9月25日
水准尺： A 1631
-199.48
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6.4.1.4 测微器隙动差与分划值的测定 测微器是量测工具，要准确。 测定测微器分划值：
1、设置仪器和“特制标尺”，使二者相距30米。 2、用测微器去量取特制标尺的刻划间隔。
3、利用公式 g=d/L 计算测微器的 实际分格值。
4、实际的 g 与其 名义值之差应小于0.001mm。
二等网是国家高程控制网的全面基础；
三四等网主要为工程建设而设置。
控制测量技术
6
6.2.2 城市和工程建设高程控制网的布设
分级：二、三、四等，精度同国家水准网； 水准测量工作程序：
图上设计、选点埋石、观测、平差计算、 编制成果表。 图上设计注意事项 埋石注意事项
控制测量技术
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水准标石的规格
图6-2 普通水准标石的埋设规格
测微器100格，分格值0.05mm；
控制测量技术
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3. 国产S1水准仪（ S1级） 北京光学仪器厂生产
基本参数与Ni004相似。
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水准仪技术参数：
控制测量技术
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6.3 精密水准标尺
特点：1. 温度特性好；
2. 标尺刻划精密、正确；
3. 尺身不易弯曲；
4. 附有圆水准器和扶尺环；
水准标尺弯曲差：通过分划面两端点的直线中点至 分划面的距离。
设标尺的弯曲长度为l，直线长度L。则尺长变化 Δl=l-L。若测得分划面的弯曲差为f，则：
8f 2 l
3l
弯曲差的测定方法是：在水准标尺的两端点引张一
条细线，量取细线中点至分划面的距离，即为标尺的
弯曲差。
控制测量技术
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6.4.2.4 一对水准标尺分划线每米真长的测定 平均米真长误差：一对标尺平均每米真长 （每米刻划的真实长度）与名义值1米之差。 f = 平均每米真长—1m 规定：当| f | >0.1mm，标尺报废。 当| f | >0.02mm，须对高差进行改正 高差改正公式：h/=h+=h+f×h f 的测定：目前一般都是由专门的计量检定部 门用“双频激光干涉法”测定。
控制测量技术中数=-1.4
78.50
8.030
0.102331
g中数=0.1006mm
6.4.2 精密水准标尺的检验
按水准测量规范规定，在作业前对水准标尺应检验
的项目为：
⑴ 标尺的检视；
⑵ 标尺上圆水准器的检校；
⑶ 标尺分划面弯曲差的测定；
⑷ 标尺名义米长及分划偶然中误差的测定；
⑸ 标尺尺带拉力的测定；
⑶ 光学测微器隙动差和分划值的测定；
⑷ 水泡式水准仪交叉误差的检校；
⑸ i角检校。
对于新购置的仪器还需要进行调焦透镜运行误差的
测定；微倾螺旋隙动差、分划误差和分划值的测定。
用于跨河水准测量的仪器，还要进行符合水准器分
划值的测定。
控制测量技术
23
6.4.1.1 水准仪的检视
⑴ 外观检查，各部件是否清洁，有无碰伤、划痕、污 点、脱胶、镀膜脱落等现象；
视准轴与水准轴关系稳定； 因钢制造，温度系数小； 加隔热层。
控制测量技术
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5、高性能的补偿装置
具有精准的补偿量。
控制测量技术
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6.3.2 精密水准仪
1. 威特N3精密水准仪（ S1级） 标尺分划间隔：10mm，测微范围：10mm； 读数=标尺读数+测微器读数；
（米分米厘米）+毫米0.1毫米
1）微倾装置 用于精平仪器，使用前提：符合气泡端距<1cm 2）测微器 100分格，测量范围：10mm，
⑵ 转动部件检查，各转动部件、转动轴和调整制动等 转动是否灵活、平稳，各部件有无松动、失调、明 显晃动，螺纹的磨损程度等 ；
⑶ 光学性能检查，望远镜视场是否明亮、清晰、均匀， 调焦性能是否正确等；
⑷ 补偿性能检查，对于自动安平水准仪应检查其补偿 器是否正常，有无沾摆现象；
⑸ 设备件数清点，仪器部件及附件和备用零件是否齐
测微器效用正确性：旋进读数与旋出读数之 差。其值应小于测微器的2格（0.2mm)。 规定：测微器应 旋进读数。
控制测量技术
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测微器效用正确性检验用的特制尺
说明：
1
1、刻划线的名义间隔
2
刻划线宽
为8mm，实际的间隔
3
度：1mm
值应由计量部门精确 4
检定。
2、右图所示的特制尺
5
分划线间隔
是检验测微范围为10
6
值：8mm
mm水准仪而专用的。
7
控制测量技术
8 30
光学测微器效用正确性和格值的测定
视线长度:30米 日期:79.9.15
仪器:N3 NO52965 温度:始4.8°C
末5.0°C
观测者: 记录者: 检查者:
测 分划线 测微器读数 旋进减
分划尺的分划间隔
测微器格值
旋进 旋出 中数 选出 测微器测的格数 标准尺检定的长度
控制测量技术
1
序
平面控制网
控 制 网
高程控制网
控制测量技术
仪器：经纬仪、测距仪、全站仪 网形：三角网、测边网、导线网等 误差：外界、仪器、观测 观测：测回法、方向法 平差：求出控制点平差坐标(下学期)
仪器：水准仪、经纬仪、全站仪 网形：符合水准路线、水准网等 误差：外界、仪器、观测 观测：几何水准、三角高程 平差：求出控制点平差高程
5. 底面坚固耐磨，且垂直尺身；
6. 尺身颜色协调。
标尺构成：铟钢刻划尺 + 木制尺面。
标尺分格值：5mm；10mm。
刻划形式：基、辅刻划；奇、偶刻划。
控制测量技术
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6.4.1 精密水准仪的检验
按水准测量规范的规定，水准测量作业前应做如下 项目的检验：
⑴ 水准仪的检视；
⑵ 水准仪上概略水准器的检校；
2 85.1 88.0 86.55 -2.9
79.85
7.970
0.0998
4 1 6.0 8.8 7.40 -2.8
2 86.2 88.2 87.20 -2.0
79.80
7.970
0.0999
…………………………………
8 4 8.4 8.6 8.50 -0.2
5 86.6 87.4 87.00 -0.8
⑹ 标尺温度膨胀系数的测定；
⑺ 水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定。
对于新购置的水准标尺还需进行标尺中轴线与标尺
底面垂直性等项目的检验。
控制测量技术
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6.4.2.1 水准标尺的检视
此项检验，要求从外观上对水准标尺作 出评价，并作记载。检查内容如下：
⑴ 标尺有无凹陷、裂缝、碰伤、划痕、脱漆等 现象；
⑵ 标尺刻划线和注记是否粗细均匀、清晰、有 无异常伤痕，能否读数。
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6.4.2.2 水准标尺上圆气泡的检校
⑴ 距仪器约50米处安置水准标尺，使水准标尺的中线
（或边缘）与望远镜竖丝精密重合。如标尺上的气
泡偏离，则用改针将标尺圆气泡导至中央；
⑵ 将水准标尺旋转180˚，使水准标尺的的中线（或边
图6-4 基本水准标石埋设规格
控制测量技术
图6-3 水准点标志
8
6.3.1 精密水准仪的特点
1. 高灵敏度的管水准器
水准器的作用：建立水平视线。 格值： 5″ ~10″/2mm； 具有微倾螺旋，用于精确整平。
控制测量技术
9
2. 高精度的测微装置
用于测量小于水准标尺分划的读数；
测微器100格，对应标尺一个分划：10mm；
控制测量技术
15
N3水准仪读数视场
符合水准气泡
6
7
测微器读数
控制测量技术
452 150
148
450
448 146
144
446
444 142
140
442
138
440
136
438
物镜视场
十字丝刻划
十字丝卡准刻划
16
测微器工作原理
水准标尺
154
152
454
150
452
148
450
146
448
144
446
B 1632 成 像：清晰稳定
观测者：王 刚 记录者：李玉敏 检查者：张建功
测站 观测次序
水准尺读数
A尺读数a B尺读数b
1 158 712 179 140
2
704
142
J1
3
4
708
154
708
150
中数 158 708 179 146
1 166 708 186 394
2
456
410
J2
3
444
4
全。
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6.4.1.2 水准仪上概略水准器的检校
用脚螺旋使概略水准气泡居中，然后旋转仪 器180˚。此时若气泡偏离中央，则用水准器 改正螺丝改正其偏差的一半，用脚螺旋改正 另一半，使气泡回到中央。
如此反复检校，直到仪器无论转到任何方向， 气泡中心始终位于中央时为止。
控制测量技术
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6.4.1.3 视准轴与水准管轴相互关系的检验与校正
对水准测量前后视影响相等。
水准标尺
154
152
454
150
452
148
450
146
448
144
446
142
444
442
控制测量技术
水准仪
平行玻璃板 物镜
十字丝面
测微螺旋
测微分划尺
10
9
8
指标线
11
3. 高质量望远镜
孔径：大于50mm； 放大倍率大于40倍； 十字丝设计为楔形。
控制测量技术
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4. 坚固稳定的仪器结构
2
6.1 高程基准面与高程系统
6.1.1 高程基准面和水准原点
高程基准面是地面高程的起算面 人们通常使用大地水准面作为高程基准面 大地水准面如何确定？——验潮 1956年黄海高程系，使用了7年验潮资料 1985国家高程基准，使用了19年验潮资料 各国都通过水准原点表示水准面，中国的水准原点 位于青岛
第六章 高程控制测量
3.1 高程基准面与高程系统 3.2 高程控制网的布设
3.3 精密水准仪和水准标尺 3.4 精密水准仪和水准标尺的检验 3.5 数字水准仪及条码标尺
3.6 精密水准测量的误差来源及影响 3.7 精密水准测量的实施 3.8 正常水准面的不平行性及改正
3.9 水准测量的概算 3.10 水准网平差算例及软件介绍
水准测量的基本原理是根据水平视线在水准标尺上 的读数，从而求得各点间的高差，而水平视线的建 立又是借助于水准气泡居中来实现的。
视准轴与水准轴是两条既不平行也不相交。
两轴在垂直面内投影直线的交角为：
i 角误差。
两轴在水平面内投影直线的交角为：
角误差（也叫交叉误差）。
i 角对水准测量的影响较角要大得多。
142
444
442
水准仪
平行玻璃板 物镜
十字丝面
测微螺旋
测微分划尺
10
9百度文库
8
指标线
假设没有测微器，直接估读：约为 147.5 cm 用测微器读：147 cm+0.960 cm= 147.961 cm
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控制测量技术
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2. 蔡司Ni004水准仪（S05级） 标尺分划间隔：5mm，测微范围：5mm；
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5
6.2 高程控制网的布设
6.2.1 国家水准网的布设方案和精度
国家水准网的作用：作为全国范围内高程控制测量 的骨干和基础，是施测各种比例尺地形图和水利、 交通、建筑等各类工程建设的最基本的高程控 制。…… 布设原则：由高级到低级，从整体到局部，逐级控 制，逐级加密；
分四个等级；
一等网是国家高程控制网的骨干；
回 号数 （往）（返） l

1 0 4.9 8.0 6.45 -3.1
L=li+1－li
d
g=d/L
1 83.1 87.0 85.05 -3.9
78.60
7.920
0.1008mm
2 0 5.1 7.2 6.15 -2.1
1 81.8 86.4 84.10 -4.6
77.95
7.920
0.1016
3 1 4.9 8.5 6.70 -3.6
缘）与望远镜竖丝精密重合。观察气泡，若气泡居
中，表示标尺此面已经垂直，否则应对水准仪十字
丝进行检校；
⑶ 旋转水准标尺90˚，检查标尺另一面是否垂直，其
检验方法同⑴、⑵；
⑷ 如此反复检校多次，使标尺能按尺面上圆水准器准
确地竖直。
控制测量技术
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6.4.2.3 水准标尺分划面弯曲差的测定
水准标尺分划面如有弯曲，将使读数失之过大。
458
中数 166 452
控制测量技术
396 400 186 400
高差 (a-b) i角计算
S=20.6m 2mm = (a2-b2)
－ (a1-b1) = +4.90mm
-204.38 i"=10 =+24.5"
校正后标尺读数：
a/2=a2-2=165962
b/2=b2- =186155