现代普通测量学分析

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土建学院测量工程系
水准测量的等级
水准测量分为一等、二等、三等、四等四个等级, 以一等精度最高。 上一等水准测量成果作为下一等水准测量的起算依 据。 为满足测图以及一般工程测量的需要,还须进行测 区的高程控制加密,采用普通水准测量方法,也称 图根水准测量或等外水准测量(本章主要介绍)。
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圆水准器、管水准器

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L
O
L



圆水准器
L'
τ 管水准器
圆水准器:用于仪器粗平,精度 τ= 8'/2 ㎜ 管水准器:用于仪器精平,精度 τ= 20"/2 ㎜
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➢水准管分划值τ:
水准管圆弧形玻璃管外表面刻有2mm间隔的分
划线,2mm所对的圆心角。
也可根据工程情况编号: 水-1、水-2, 水-3, ……; 固-1, 固-2, 固-3, ……
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二.水准路线
——进行水准测量的路线,由已知水准 点和新建水准点组成。
1.闭合水准路线


2.附合水准路线

线
3.支水准路线
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1.闭合水准路线
1
闭合水准路线分析:
∑h理 = H终-H始= 0 fh = ∑h测-∑h理 = ∑h测
其余计算与附合水准路线相同
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§3.5 微倾式水准仪的检验和校正
一.水准仪的轴线及其应满足的条件
➢四条轴线 视 准 轴 CC ——望远镜十字丝交点与物镜光心的连线,其 延长线即视线。 水 准 管 轴LL ——水准管零点处的切线,气泡居中,LL水平。 圆水准器轴L'L'——水准器球面圆圈中心与球面所对球心的连线。 竖 轴VV ——仪器旋转轴
等外(图根)水准路线测量容许高差闭合差公式:
fh容 = 40mmL fh容 = 12mmn
式中:L——路线长,以公里为单位 n——路线测站总数
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五.水准路线成果计算
1、高差闭合差计算与比较
闭合水准路线高差闭合差 fh h观测 附合水准路线高差闭合差 fhh 观 测 ( H B2 M H B 1 ) M 支水准路线高差闭合差 fh h 往 测 h 返测
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第三章 水准测量
学习要求:掌握水准测量的原理,熟悉水准仪 的构造,掌握普通水准测量的基本方法、水准 测量的内业计算方法,应会对仪器进行检验与 校正,了解自动安平水准仪及精密水准仪,了 解水准测量误差产生的原因及消减方法。
本章重点:水准测量的原理,水准测量的外业 工作及内业计算,水准管轴平行于视准轴的检 验与校正。
BM1
理论上:
h理论 0
实际上:
h观测 0
4
2
令: fh h观测
3
有: fh fh容,观测成果合格;
fh fh容,观测不合格,重测。
✓结合论肥工:业闭大学合水准路线具有严密的检核条件。
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2.附合水准路线
附合水准路线分析:
理论上:
h 理 论 H B2 M H B1 M
测量望远镜
竖 丝
横丝
上丝 下丝
望远镜十字丝
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视准轴(CC):
视差:
十字丝交点与物镜光心的连线。
望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。
现象:观测时,改变眼睛与目镜的相对位置,十字
丝与目标的像有相对移动。
消除视差的步骤:
➢ ➢
目物土镜镜建合调调学肥院焦焦工测业,,量大工使使学程十目系 字标丝像最最清清晰晰;,且无视差。
L
O
L
➢水准管轴:
通过水准管零点作水准管圆弧
的切线(LL)。
➢圆水准轴:
过圆水准器球面零点
的法线(L´L´ )。
➢圆水准器分划值τ:
气泡中心偏移零点2mm,
轴线所倾斜的角值。
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L'
τ 管水准器
圆水准器
三.水准尺、尺垫
➢ 直尺:双面(黑、红)水准尺,尺 常数4.687m、 4.787m,用于 三等以下水准路线测量。
1
实际上:
h 观 测 H B2 M H B1 M
令: fhh 观 ( 测 H B2 M H B1 M )
有: fh fh容,观测成果合格; BM2
fh fh容,观测不合格,重测。
BM1 2
3
✓结合论肥工:业附大学合水准路线具有严密的检核条件。
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3.支水准路线
支线水准路线分析支:线水准路 线不严密,
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§3.4 水准测量的方法
外业:用水准路线测量方法,在新建水准点和已知水 准点之间进行高差测量。
内业:评定测量精度,计算新建水准点的高程。
一.水准点 ——用水准测量的方法测定了高程的高程控制点。
➢水准点的类型: 永久性 临时性
✓ 各等水准点均应埋设永久性标石或标志,水准点的等级 应注记在水准点标石或标记面上。
五.水准路线成果计算
1.附合水准路线成果整理例:
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1.高差闭合差的计算
2.高差闭合差的
调整与各待定 点高程的计算
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每公里改正V数 fh li
测段改正V数 i Vli
fh li
li
H前 = H后+h
2.闭合水准路线成果计算 与附合水准路线不同之处是终点和起点是同一点,因此:
2.计算检核
黑面: h黑 = a-b 红面: h红 = a-b
平均高差: h =(h黑 + h红)/2 或 h =(h黑 + h红±0.1)/2 h = ( a-b )/2 或 h = ( a-b±0.1 )/2
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2.计算检核 黑面: h黑 = a-b 红面:h红 = a-b
仪高法
§3.2 水准仪及其使用
一.水准仪的精度和类型
1.精度系列: DS05 DS1 DS3 DS10
➢ 型号下标:毫米数,表示每公里往、返测量的高差 平均值的中误差(由仪器引起的) 。
➢ DS05、DS1属精密水准仪,有测微读数装置,配置铟 钢带精密水准尺,用于一、二等水准测量及精密水 准测量。DS3用于三、四等水准测量及一般工程测量。
2
BM2
h3
h4 3
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(2)闭合水准路线
1
h1
h1
BMB1MA
h2
h5
4 h4 3
2
h3
∑h测 =h1+h2+h3+h4+h5
∑h理=0 fh = ∑h测 要求:fh fh容
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(3)支水准路线
1
h往
BM1 2
h返
3
fh = ∑h往+∑h返 要求:fh fh容
fh fh容,观测成果合格; fh fh容,观测不合格,重测。
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五.水准路线成果计算
2、高差闭合差的分配和各点高程的计算
➢ 高差改正数为:
Vi L Li fh或 Vi n ni fh
➢改正后高差为:
hˆi hi Vi
➢计算各点高程:
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Hi1 Hi h ˆi
➢应满足的三个条件
(1)圆水准轴平行于竖轴 L'L'// VV (2)十字横丝垂直于竖轴 横丝⊥VV (3)水准管轴平行于视准轴 LL // CC
➢ 目前某些型号的自动安平水准仪,也有DS1.5、DS2.5 级别的。
2.水准仪类型
微倾式水准仪 自动安平水准仪 电子水准仪
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二. 微倾式水准仪的构造
三大部件: 望远镜 水准器 基座
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➢ 塔尺:可伸缩,伸足为3米、5米, 用于一般工程测量。
➢尺垫:转点立尺用。
➢精密水土建合准学肥院尺工测业量:大工铟学程系钢带精密水准尺,精密水准测量用。
四.水准仪的使用
操作步骤:安置——粗平——瞄准——精平、读数 1.安置:仪器位置(前、后视等距) 脚架头放平 2.粗平:用脚螺旋调节圆水准气泡居中,纵轴铅垂。 用“左手大拇指法”:气泡移动的方向与左手大拇
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高程测量概述
高程测量——确定地面上各点高程的工作。
高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同,可分为:
水准测量
高 程 测 量
三角高程测量 物理高程测量
气压高程测量 液体静力水准测量
GPS高程测量
水准测量——用水准仪进行高程测量的工作。
水准测量是高程测量的主要方法。 合肥水工准业大测学量使用仪器:水准仪
✓ 水准点标石的类型可分为:基岩水准标石、基本水准标 石、普通水准标石和墙脚水准标志四种,
✓ 其中混凝土普通水准标石和墙脚水准标志的埋设要求见 下图。
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➢水准点的编号:
例:BM(Bench Mark): BM.1、BM.2……,BM.A、BM.B……
TBM (Temporary Bench Mark): TBM.1、TBM.2……
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四.水准测量的检核(适用于等外水准路线)
1.测站检核——对每一站高差进行检核,每站
进行(避免读错、听错、记错、 未精平等粗差)。
h '=a ' –b ' h "=a"–b"
➢两次仪器高法
a'
b'
要求:
a"
b"
改变仪器高度应在10cm以上 h '–h " ≤ ±5mm
A
h3=+0.946 1.820 1.822 0.876
1.422 1.435
1.304
BMB
1.134
BMA
1.677 1.444 1.324
TP4 TP3
TP2 TP1
前进方向
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水准测量记录表
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四.水准测量的检核(适用于等外水准路线)
1.测站检核 2.计算检核 3.路线检核(成果检核)
B
取 h=(h ' +h ") / 2
➢双面尺法
h ' = a黑–b黑
读数要求 (黑+常数– 红)≤ ±3mm 高差要求 h '–h " ≤ ±5mm
h " = a红–b红
取 h=(h ' +h ") / 2
a黑
b黑
✓两尺常数不一致时,考虑两尺常数差 a红
b红
0.100米。
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A
B
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➢ 高差必须带“+、 -”号;
➢ hAB的下标次序必须与测量的前进方向一致。 例:已知 hAB= +1.436 m 则 hBA= -1.436 m
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高程的计算:
高差法:
HB = HA+hAB =HA+(a-b)
Hi = HA+a
HB = Hi-b
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平均高差: h =( h黑 + h红±0.1)/2
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3.路线检核(成果检核)
——计算路线高差闭合差,检验整条路线的测量精度。
(1)附合水准路线 ∑h测 =h1+h2+h3+h4+h5 ∑h理 = H终-H始 fh = ∑h测-∑h 要求:fh fh容
BM1
1
h1
h2
理论上: h理论 ?必须测作!往返
1
实际上: h观与 测 h理无 论 法比较
BM1
令: fh h 往 测 h 返测
有: fh fh容,观测成果合格;
fh fh容,观测不合格,重测。
2 3
✓结论:支水准路线往返观测具有严密性。 合肥工业大学 土建学院测量工程系
三.连续安置水准仪的测量方法
尚未符合 符合气泡符合
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(:
:(
读数——用横丝在水准尺上读数。
➢每次读数时都必须保持精平状态(符合气泡符合)。 ➢读数以米为单位,估读到毫米(读出四位读数)。
读数:0.859
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读数——用横丝在水准尺上读数。
➢每次读数时都必须保持精平状态(符合气泡符合)。 ➢读数以米为单位,估读到毫米(读出四位读数)。
指转动脚螺旋的方向一致。
合a肥工业大学
b
c
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3.瞄准——瞄准水准尺,消除视差。 操作:
➢调节目镜螺旋,使十字丝最清晰←(消除视差的关键)。 ➢粗瞄——制动——物镜调焦、消除视差——水平微动。
4.精平——符合气泡符合,水准管轴与视线水平。 ➢操作:用微倾螺旋调节管水准器的符合气泡符合。
§3.1 水准测量原理
水准测量的实质是测量地面上两点之间的高差。 水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。
水平视线
后视尺
a Hi A HA
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前进方向 大地水准面
前视尺
bB hab HB
§3.1 水准测量原理
高差 = 后视读数-前视读数:
hAB = a - b hAB >0,高差为正,前视点高; hAB <0,高差为负,前视点低。
两点间距离较长或高差较大时,在两点间设若 干转点,分段测量高差,取各分段高差的总和。
hAB = h1+ h2++ hn
= (a1-b1)+(a2-b2)++(an-bn)
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= a-b
水准测量记录格式
h1=-0.543
h2=+0.120
h4=+0.385
h5=+0.118
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