1、高程测量测量地面点高程方法水准测量、三角高程测量GPS高程测量、气压高程测量水准测量精度最高工作任务二高程测量与测设一、水准测量原理一、水准测量原理 水准仪水平视线，水平视线在标尺读数 水准测量方向AB A尺后视尺，a后视读数 B尺前视尺，b前视读数 AB高差 hAB=ab A点高程HA已知，求出B点高程 HB=HA+hAB 视线高程 Hi=HA+a B点高程 HB=Hi b 常用于施工测量，放样点的高程 A，B两点相距较远时，连续水准测量 中间设置转点(TP)，放置尺垫 h1=a1b1,h2=a2b2,h3=a3b3，,hn=anbn hAB=h1 h2 h3 hn=hi hAB=aibi
2、二、水准测量的仪器与工具 水准仪，水准尺，尺垫 1.微倾式水准仪 调整微倾螺旋管水准气泡居中水平视线 水准仪望远镜、水准器、基座 视差：标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差 消除：望远镜对准天空(或明亮背景)旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰 望远镜对准标尺 旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰望远镜对准天空(或明亮背景)旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰 望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋 使标尺像清晰 2.自动安平水准仪自动安平水准仪 无管水准器、微倾螺旋 视准轴水平时，水准尺上的正确读数a 圆水准器粗平，视准轴相对于水平面有微小倾斜角 无补偿器时水准尺上读数设a 物镜与目镜间补偿器使进入十
3、字丝分划板光线偏转 正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝 读出视线水平时的正确读数a 天津欧波DS30自动安平水准仪3.水准尺与尺垫 水准尺：2m5m，有四种类型，常用直尺 直尺A、B尺，两把一对 每把有黑、红两面分划与注记 A尺黑面分划03m，红面分划4.687m7.687m B尺黑面分划03m，红面分划4.787m7.787m A、B尺黑面注记的零点差0 红面注记的零点差0.1m2.375m1.150m0.710m正像望远镜观测标尺读数 尺垫转点处放置水准尺用 生铁铸成的三角形板座 三、微倾式水准仪的使用 水准测量操作：粗平瞄准水准尺精平读数 粗平粗平旋转脚螺旋，使圆水准器气泡居中
4、1.瞄准瞄准：先目镜对光，再物镜对光，消除视差 粗略瞄准粗略瞄准：松开制动螺旋，照准标尺 使准星、照门、标尺在一直线上 精确瞄准精确瞄准：拧紧制动螺旋，从望远镜观察标尺像 旋转微动螺旋，使十字丝竖丝位于标尺中央 2.精平精平：旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中 3.读数读数：倒像望远镜，从上向下读 m位与dm位直读标尺上的数字 cm位数格子，mm位估读 红黑面读数差为6295-1608=4687 四、水准测量方法与内业整理 1.水准点 水准测量等级：一、二、三、四等与图根水准 一、二等精密水准测量，三四等普通水准测量 为统一全国高程系统和满足各种测量的需要 国家各级测绘部门在全国各地埋设并测定了很
5、多高程点 称水准点(BM)，分地面点与墙上点 2.水准路线 水准点之间进行水准测量所经过的路线 附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线 检核条件高差闭合差fh 附合水准路线fh=hi(HBM2 HBM1)闭合水准路线fh=hi0=hi 支水准路线fh=h往h返 3.水准测量方法 每站高差观测两次，以检核观测数据的正确性（1）两次仪器高法 两次不同仪器高度的水平视线(改变仪器高度应在10cm以上)测定相邻两点间的高差，图根水准测量 两次高差之差应小于5mm，否则应重测 （2）双面尺法 读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数 前、后视尺的黑面读数计算出一个高差 前后视尺的红面读数计算出另一个高差 两
6、次高差之差应小于5mm，否则应重测 瞄准后视点水准尺黑面分划精平读数 瞄准后视点水准尺红面分划精平读数 瞄准前视点水准尺黑面分划精平读数 瞄准前视点水准尺红面分划精平读数 上述观测顺序简称为“后后前前”4.水准测量内业整理 根据已知水准点的高程，水准路线高差观测值，分配高差闭合差，计算出未知点的高程。附合水准路线fh=hi(H终 H起)。闭合水准路线fh=hi0=hi。支水准路线fh=h往h返。图根水准高差闭合差允许值fh允 平坦地区 fh允=40L(mm)山地fh允=12n(mm)fh fh允时，可以分配高差闭合差。原则反号，路线长Li(平坦)或测站数ni(山地)比例分配 高差改正数 Vi公
7、式：hiifLLVhiifnnV 例例 图根水准测量要求施测 BMA和BMB已知高程水准点 计算待定点1，2，3点的高程 计算高差闭合差fh，限差fh允 fh=hi(HB HA)=4.330-(49.579-45.286)=0.037m=37mm fh允=40L=407.4=109mm fh fh允，可分配闭合差 五、微倾式水准仪的检验与校正五、微倾式水准仪的检验与校正 水准仪的轴线及其应满足的条件水准仪的轴线及其应满足的条件 视准轴CC、管水准器轴LL、圆水准器轴LL、竖轴VV 应满足三个条件 1.圆水准器轴LL竖轴VV 2.十字丝分划板的横丝竖轴VV 3.管水准器轴LL视准轴CC水准仪的主
8、要轴线六、水准测量的误差及其削减方法六、水准测量的误差及其削减方法 仪器误差、观测误差和外界环境的影响仪器误差、观测误差和外界环境的影响 1.仪器误差仪器误差 （1）校正残余误差 i角误差(大于20才需校正)保持前、后视距相等（2）水准尺误差 检验水准尺每米间隔平均真长与名义长之差 区格式木质标尺，不应大于0.5mm 否则，应在所测高差中进行米真长改正 一对水准尺的零点差 在一水准测段的观测中安排偶数个测站予以消除 2.观测误差观测误差 （1）管水准气泡居中误差 设分划值=20/2mm，视线长为100m 气泡偏离居中位置0.5格引起读数误差5mm 每次读尺前应严格居中管水准气泡（2）读数误差
9、mm位十字丝横丝在标尺厘米分划内位置估读 望远镜内看到的横丝宽度相对厘米分划格宽度比例 决定估读精度 读数误差与望远镜的放大倍数及视线长有关 视线愈长，读数误差愈大 规范规定，使用DS3水准仪进行四等水准测量时 视线长80m （3）水准尺倾斜 读数时，水准尺应竖直 水准尺前后倾斜，水准仪望远镜视场不会察觉 引起水准尺读数总偏大 视线高度愈大误差愈大 水准尺上安装圆水准器保证尺子竖直（4）视差 水准尺像未准确成在十字丝分划板上 造成眼睛的观察位置不同时 读出的标尺读数也不同，由此产生读数误差 按操作规定进行目镜对光，物镜对光3.外界环境影响外界环境影响（1）仪器下沉和尺垫下沉 仪器或水准尺安置在
10、软土或植被产生下沉“后前前后”观测顺序，削弱仪器下沉影响 往返观测取观测高差中数，削弱尺垫下沉影响（2）大气折光影响 晴天，日光照射下，地面温度较高 靠近地面空气温度也高，其密度较上层为稀 水准仪的水平视线离地面越近，光线折射越大 规范规定，三、四等水准测量 应保证上、中、下三丝能读数 二等水准测量则要求下丝读数0.3m（3）温度影响 日光照射水准仪 仪器各构件受热不匀引起不规则膨胀 影响仪器轴线间的正常关系观测产生误差 观测时注意撑伞遮阳 七、地面上已知高程的测设七、地面上已知高程的测设 1.概念概念 已知高程的测设是利用水准测量已知高程的测设是利用水准测量的方法，根据已知水准点，将设计高程
11、的方法，根据已知水准点，将设计高程测设到现场作业面上。测设到现场作业面上。2.测设方法测设方法 如图所示，某建筑物的室内地坪如图所示，某建筑物的室内地坪设计高程为设计高程为45.000m，附近有一水准点，附近有一水准点BM3，其高程为，其高程为H3=44.680m。现在要求。现在要求把该建筑物的室内地坪高程测设到木桩把该建筑物的室内地坪高程测设到木桩A上，作为施工时控制高程的依据。上，作为施工时控制高程的依据。地面上已知高程的测设（1）在水准点BM3和木桩A之间安置水准仪，在BM3立水准尺上，用水准仪的水平视线测得后视读数为1.556m，此时视线高程为：44.680m+1.556m=46.236m（2）计算A点水准尺尺底为室内地坪高程时的前视读数：b=46.236m-45.000m=1.236m（3）上下移动竖立在木桩A侧面的水准尺，直至水准仪的水平视线在尺上截取的读数为1.236m时，紧靠尺底在木桩上画一水平线，其高程即为45.000m。
