铁道测量技术

铁道测量技术

一、测量技术的任务：

一、测绘：地面——图纸。

二、测设：图纸——地面。

二、测量的基本要素：

一、距离（水平距离或斜距)；

二、角度（水平角和竖直角）；

三、直线的方向；

四、高程。（确定空间点的位置）

水准测量的原理

一、定义：

水准测量是利用水准仪提供的水平视线来求得两点的高差。

要求：A、B两点的高差等于两个标尺读数之差。即：

h AB=a-b

如果A为已知高程的点，B为待求高程的点，则B点的高程为：

H B=H A+h AB

二、水准仪和水准尺

水准仪是进行水准测量的主要仪器，它可以提供水准测量所必需的水平视线。

分类：

1．微倾式水准仪（利用水准管来获得水平视线的水准管水准仪）

2．自动安平水准仪（利用补偿器来获得水平视线）3．电子水准仪（可自动显示高程和距离）

4．水准仪系列标准分为四个等级：DS05、DS1、DS3、DS20。（D是大地测量仪器的代号，S是水准仪的代号，角码表示仪器的精度。其中DS05、DS1、用于精密水准测量，DS3用于一般水准测量，DS20则用于简易水准测量。）

三、微倾式水准仪的构造和使用（DS3）

1.构造：（三部分）

望远镜：它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数。

水准器：用于指示仪器或视线是否处于水平位置。

基座：用于安置仪器，它支承仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向转动。

2.使用：

1．安置水准仪

2．仪器粗略整平

3．照准目标（利用望远镜上的准星从外部瞄准水准尺，再旋转调焦螺旋使尺像清晰，也就是使

尺像落到十字丝平面上。）

4．视线的精确整平

5．读数（中丝读数，必须读出四位数。）

四、水准测量的方法

水准测量的任务，是从已知高程的水准点开始测量其他水准点或地面点的高程。

（一）水准路线的形式

①附合水准路线是水准测量从一个高级水准点开始，结束于另一高级水准点的水准路线。这种形式的水准路线，可使测量成果得到可靠的检核。（带状地区、公路、铁路。）

②闭合水准路线是水准测量从一个已知高程的水准点开始，最后又闭合到起始点上的水准路线。这种形式的水准路线也可以使测量成果得到检核。（用于面积宽阔、独立的范围、房屋建筑。）

③水准支线是由一已知高程的水准点开始，最后既不附合也不闭合到已知高程的水准点上的一种水准路线。这种形式的水准路线由于不能对测量成果自行检

核，因此必须进行往测和返测，或用两组仪器进行并测。（图跟水准测量。）

④水准网当几条附合水准路线或闭合水准路线连接在一起时，就形成了水准网。水准网可使检核成果的条件增多，因而可提高成果的精度。

(二）水准测量的施测方法

测点后视读数前视读数

高差

高程备注+ -

A 2.073 50.118 已知A点高程=50.118

Z1 1.624 1.526 0.547

Z2 1.678 1.407 0.217

Z3 1.595 1.392 0.286

Z40.921 1.402 0.193

B 1.503 0.582 50.779

∑7.891 7.230 1.243 0.582

计算检核

-）7.230-）0.582-）50.118 ∑a-∑b=+0.661∑h=+0.661H A-H B=+0.661 （三）计算检核：

检查后视读数之和减去前视读数之和（∑a-∑b）是否等于各站高差之和（∑h），并等于终点高程减起点高程。

（四）水准测量成果的检核（※）

方法：测站检核、水准路线检核。

一、测站检核

1．两次仪器高法在每个测站上一次测得两转点间的高差后，改变一下水准仪的高度，再次测量两转点间的高差。对于一般水准测量，当两次所得高差之差小于5mm时可认为合格，取其平均值作为该测站所得高差，否则应进行检查或重测。

2．双面尺法利用双面水准尺分别由黑面和红面读数得出的高差，扣除一对水准尺的常数差后，两个高差之差小于5 mm时可认为合格，否则应进行检查或重测。

二、水准路线的检核

1．附合水准路线为使测量成果得到可靠的检核，最好把水准路线布设成附合水准路线。对于附合水准路线，理论上在两已知高程水准点间所测得各站高差之和应等于起讫两水准点间高程之差。即

∑h=H终-H起

如果它们不能相等，其差值称为高程闭合差，用fh表

示。所以附合水准路线的高程闭合差为：

f h=∑h-(H终-H起)

高程闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质量。

2．闭合水准路线在闭合水准路线上亦可对测量成果进行检核。对于闭合水准路线，因为它起讫于同一个点，所以理论上全线各站高差之和应等于零。即∑h=0

如果高差之和不等于零，则其差值即∑h就是闭合水准路线的高程闭合差。即

f h=∑h

3．水准支线水准支线必须在起终点间用往返测进行检核。理论上往返测所得高差的绝对值应相等，但符号相反，或者是往返测高差的代数和应等于零。即∑h往=-∑h返或∑h往+∑h返=0

如果往返测高差的代数和不等于零，其值即为水准支线的高程闭合差。即

f h=∑h往+∑h返

有时也可以用两组并测来代替一组的往返测以加快工作进度。两组所得高差应相等，若不等，其差值即

为水准支线的高程闭合差。故

f h=∑h1-∑h2

闭合差的大小反映了测量成果的精度。在各种不同性质的水准测量中，都规定了高程闭合差的限值即容许高程闭合差，用Fh表示。一般水准测量的容许高程闭合差为：

平地 Fh=±40√L(mm)

山地 Fh=±12√L(mm)

铁路线路水准测量的容许高程闭合差则为：

Fh=±30√L(mm)

式中L为附合水准路线或闭合水准路线的长，在水准支线上，L为测段的长，均以公里为单位;n为测站数。当实际闭合差小于容许闭合差时，表示观测精度满足要求，否则应对外业资料进行检查甚至返工重测。（五）闭合差的分配和高程的计算（※）

当实际的高程闭合差在容许值以内时，可把闭合差分配到各测段的高差上。显然，高程测量的误差是随水准路线的长度或测站数的增加而增加，所以分配的原则是把闭合差以相反的符号根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上。故各测段高差的改正数为：