1、水準測量方法水準測量方法2013年年8月月25日日 水準測量水準測量&水準測量的原理水準測量的原理&水準儀及其使用水準儀及其使用&普通水準測量及其成果整理普通水準測量及其成果整理&水準測量注意事項水準測量注意事項主要內容主要內容 水準測量水準測量v1、復習水準測量原理，掌握高差特性；、復習水準測量原理，掌握高差特性；v2、掌握水準點、轉點、三種水準路線的含、掌握水準點、轉點、三種水準路線的含義和區別；義和區別；v3、掌握水準測量的觀測步驟和施測方法；、掌握水準測量的觀測步驟和施測方法；v4、能夠正確地進行讀數、記錄、計算和檢、能夠正確地進行讀數、記錄、計算和檢核；核；v5、知道如何整理、完成好

2、外業測量手簿。、知道如何整理、完成好外業測量手簿。學習目標學習目標4第二章第二章 水準測量水準測量復習：水準儀的使用復習：水準儀的使用v 安置：安置三腳架和水準儀；安置：安置三腳架和水準儀；v 粗平：使圓水準器氣泡居中；粗平：使圓水準器氣泡居中；v 瞄準：粗瞄和精瞄；瞄準：粗瞄和精瞄；v 精平：使長水準管氣泡居中；精平：使長水準管氣泡居中；v 讀數：用中絲讀數；讀數：用中絲讀數；5第二章第二章 水準測量水準測量復習：水準儀的使用復習：水準儀的使用v 安置儀器安置儀器n在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調整在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調整架腿長度，再擰緊固定螺旋，張

3、開三腳架將架腿踩實，并架腿長度，再擰緊固定螺旋，張開三腳架將架腿踩實，并使使三腳架架頭大致水平三腳架架頭大致水平。n從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳架架頭上。架架頭上。6第二章第二章 水準測量水準測量水準儀的使用水準儀的使用v 粗平粗平n使圓水準器氣泡居中使圓水準器氣泡居中b312c312 a13 2氣泡移動方向與氣泡移動方向與左手大拇指左手大拇指運動的方向一致。運動的方向一致。7第二章第二章 水準測量水準測量水準儀的使用水準儀的使用準星準星水平粘結制動水平粘結制動水平微動水平微動螺旋螺旋 對光螺旋對光螺旋消除視差消除視差v

4、瞄準目標瞄準目標n粗瞄、對光、精瞄和消除視差粗瞄、對光、精瞄和消除視差8第二章第二章 水準測量水準測量水準儀的使用水準儀的使用1213111.251m0.717mv 讀數讀數n用中橫絲讀數用中橫絲讀數9第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的原理水準測量的原理v 計算未知點的高程計算未知點的高程n高差法高差法hABABab前進方向前進方向大地水準面大地水準面HAHBHBABABhHH視線高度視線高度bahAB10第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的原理水準測量的原理hAB大地水準面大地水準面HB=?Av 連續水準測量連續水準測量 hAB=h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2

5、 )+ = ab11第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線v 水準點：我們將用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點：我們將用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點。水準點記為水準點。水準點記為BM (Bench Mark)。v 水準點有水準點有永久性水準點永久性水準點和和臨時性水準點臨時性水準點兩種。兩種。國家等級永久性水準點國家等級永久性水準點12第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH2356.437mH2458.392mH2553.168m水準點的水準點的“點之記點之記”土木工程水準

6、點土木工程水準點臨時性水準點臨時性水準點v 水準點水準點13第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線單一單一水準路線水準路線附和附和水準路線水準路線閉合閉合水準路線水準路線支支水準路線水準路線水準網水準網v 水準路線水準路線14第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線v 水準路線水準路線n附和水準路線附和水準路線l從已知高程的水準點從已知高程的水準點BMA出發，沿待定高程的水準點出發，沿待定高程的水準點1、2、進進行水準測量，最后附合到另一已知高程的水準點行水準測量，最后附合到另一已知高程的水準點BMB所構成的水所構成的水準路線，稱為附合水準路線。準

7、路線，稱為附合水準路線。BMABMB)(始始終終測測HHhfh 15第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線v 水準路線水準路線n閉合水準路線閉合水準路線l從已知高程的水準點從已知高程的水準點BMA出發，沿各待定高程的水準點出發，沿各待定高程的水準點1、2、3、4進行水準測量，最后又回到原出發點進行水準測量，最后又回到原出發點BM1的環形路線，稱為閉合的環形路線，稱為閉合水準水準 路線。路線。BMA 測測hfh16第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線v 水準路線水準路線n支水準路線支水準路線l從已知高程的水準點從已知高程的水準點BMA出發，沿待定

8、高程的水準點出發，沿待定高程的水準點1，2進行水進行水準測量，這種既不閉合又不附合的水準路線，稱為支水準路線。準測量，這種既不閉合又不附合的水準路線，稱為支水準路線。支水準路線要進行往返測量，以資檢核。支水準路線要進行往返測量，以資檢核。 BMA 返返往往hhfh17第二章第二章 水準測量水準測量水準點和水準路線水準點和水準路線BM3BM1BM2結點通過平差方法求得各待定點的高程v 水準路線水準路線n水準網水準網18第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外業ABabhAB前進方向前進方向大地水準面大地水準面HAHBHB19第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外

9、業v 當已知高程的水準點距欲測定高程點較遠或高差較大時，不當已知高程的水準點距欲測定高程點較遠或高差較大時，不能安置一次儀器即可測得兩點間的高差。能安置一次儀器即可測得兩點間的高差。這時需要在兩點間這時需要在兩點間加設若干個立尺點，分段設站，連續進行觀測。加設若干個立尺點，分段設站，連續進行觀測。v 加設的這些立尺點并不需要測定其高程，它們只起傳遞高程加設的這些立尺點并不需要測定其高程，它們只起傳遞高程的作用，故稱之為轉點，用的作用，故稱之為轉點，用TP（Turning Point）表示。）表示。v 轉點上需放置尺墊。轉點上需放置尺墊。20第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的

10、外業v 已知水準點已知水準點BMA的高程的高程 HA32.432m，現欲測定，現欲測定B點的高程點的高程HB，由于，由于A、B兩點相距較遠，需分段設站進行測量，具體兩點相距較遠，需分段設站進行測量，具體施測步驟如下。施測步驟如下。HAHBhAB大地水準面大地水準面AB21第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外業AHABHBhAB大地水準面大地水準面TP1h1后視點后視點前視點前視點進行方向進行方向1.2301.647測站測站 測點測點水準尺讀數水準尺讀數/m高差高差/m高程高程/m備注備注后視讀數后視讀數前視讀數前視讀數+-32.432已知已知1BMATP11.6471.23

11、00.41732.84922第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外業AHABHBhAB大地水準面大地水準面TP11h1后視點后視點前視點前視點進行方向進行方向223第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外業AHABHBhAB大地水準面大地水準面TP11h1后視點后視點前視點前視點進行方向進行方向0.82421.931測站測站 測點測點水準尺讀數水準尺讀數/m高差高差/m高程高程/m備注備注后視讀數后視讀數前視讀數前視讀數+-1 1BMA1.6320.41732.432已知已知TP11.27132.8492 2TP11.9311.10733.956TP20.82

12、424第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外業測站測站點號點號水準尺讀數（水準尺讀數（m）高差高差高程高程(m)備注備注后視前視1BM.A1.647 0.417 32.432 TP.1 1.23032,8492TP.11.931 1,10732,849 TP.2 0.82433.9563TP.22.345 1.933 33.956 TP.3 0.41235.8894TP.32.403 1.893 35.889 TP.4 0.51037.7825TP.40.724 -1.29137.782 TP.5 2.01535.0736TP.50.816-0.93335.073BMB1.7

13、4934.14計算檢計算檢核核9.8666.745.35-2.224 3.126 a b=3.126 h=3.126HBHA3.12625第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的外業水準測量的外業v 注意事項：注意事項：n架儀器要注意前后視距大致相等；架儀器要注意前后視距大致相等；n儀器不能架在路中央；儀器不能架在路中央；n轉點注意選在穩固的地點；轉點注意選在穩固的地點；n讀數前要消除視差；讀數前要消除視差；n后視完畢轉向前視，一定要注意觀察氣泡是否偏離了分劃后視完畢轉向前視，一定要注意觀察氣泡是否偏離了分劃圈，（但切記不能動腳螺旋）；圈，（但切記不能動腳螺旋）；n視線要小于視線要小于100米

14、。米。26第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算（三項檢核）水準測量的內業計算（三項檢核） 1、測站檢核：、測站檢核：n在一個測站上觀測兩次高差，兩次高差較差值應在允許范在一個測站上觀測兩次高差，兩次高差較差值應在允許范圍內。方法有變儀器高法和雙面尺法。圍內。方法有變儀器高法和雙面尺法。 2、計算檢核：、計算檢核：當高差計算無錯誤時，應滿足下式成立當高差計算無錯誤時，應滿足下式成立 a-b = h = Ha-b = h = H終終 - H- H始，如上例中，始，如上例中， a-b = h = HB a-b = h = HB HA = + 3.126m HA = + 3.126m， 說

15、明表中計算正確。說明表中計算正確。3、成果檢核（線路檢核）：、成果檢核（線路檢核）：n把已知高程點和待測點布設成路線，線路觀測高差和理論把已知高程點和待測點布設成路線，線路觀測高差和理論高差較差值應在允許范圍內。高差較差值應在允許范圍內。線路方式主要有閉合水準路線線路方式主要有閉合水準路線 、附合水準路線、附合水準路線 、往返水準路線、往返水準路線27第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 高差閉合差高差閉合差 fh ：觀測值與理論值的差值：觀測值與理論值的差值 理測hhfh公式：公式：v 對于閉合水準路線，有：對于閉合水準路線，有：理測hhfhv 對于附合水準路

16、線，有：對于附合水準路線，有：)(始終測理測HHhhhfh返往hhfhv 對于支水準路線，有：對于支水準路線，有：28第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 高差閉合差的容許值（高差閉合差的容許值（tolerancetolerance）對于普通水準測量：對于普通水準測量：適用于山區適用于平原區容容nfLfhh1030式中，式中，f fh h容容高差閉合差限差，單位：高差閉合差限差，單位：mmmm； L L水準路線長度，單位：水準路線長度，單位：kmkm ； n n測站數測站數 。29第二章第二章 水準測量水準測量小結小結:v 概念：水準點，轉點，三種形式水準路線，

17、較差，閉合差概念：水準點，轉點，三種形式水準路線，較差，閉合差v 水準觀測步驟水準觀測步驟v 選線；選線； 定點；定點； 自起點至終點；自起點至終點； 安置水準儀和水準尺；安置水準儀和水準尺；v 觀測記錄：先后視，再前視；觀測記錄：先后視，再前視；v 計算高差：后視讀數減前視讀數；計算高差：后視讀數減前視讀數；v 測站檢核：在允許范圍內；測站檢核：在允許范圍內；v 計算檢核：計算檢核：a-b = h = H終測終測 - H始始v 成果檢核：成果檢核：fh fh容容v 閉合差閉合差v 閉合水準路線：閉合水準路線：fh=h測；測；v 附合水準路線：附合水準路線：fh=h測測-( H終知終知 - H

18、始知始知)；v 支水準路線：支水準路線： fh=h往往+h返返30第二章第二章 水準測量水準測量水準測量注意事項水準測量注意事項4觀測前應認真按要求檢驗水準儀和水準尺；觀測前應認真按要求檢驗水準儀和水準尺；4儀器應安置在土質堅實處，并踩實三角架；儀器應安置在土質堅實處，并踩實三角架；4前后視距應盡可能相等；前后視距應盡可能相等；4每次讀數前要消除視差；每次讀數前要消除視差；4注意對儀器的保護，做到注意對儀器的保護，做到“人不離儀器人不離儀器”；4只有當一測站記錄計算合格后才能搬站，搬站時先檢查儀器連接螺旋是只有當一測站記錄計算合格后才能搬站，搬站時先檢查儀器連接螺旋是否固否固 緊，一手托住儀器

19、，一手握住腳架穩步前進。緊，一手托住儀器，一手握住腳架穩步前進。4認真記錄，邊記邊回報數字，準確無誤的記入記錄手簿相應欄中，嚴禁認真記錄，邊記邊回報數字，準確無誤的記入記錄手簿相應欄中，嚴禁偽造和傳抄；偽造和傳抄；4字體要端正、清楚、不準連環涂改，不準用橡皮擦，如按規定可以改正字體要端正、清楚、不準連環涂改，不準用橡皮擦，如按規定可以改正時，應在原數字上劃線后再在上方重寫；時，應在原數字上劃線后再在上方重寫；4每站應當場計算，檢查符合要求后，才能通知觀測者搬站。每站應當場計算，檢查符合要求后，才能通知觀測者搬站。4扶尺人員認真豎立水準尺；扶尺人員認真豎立水準尺；4轉點應選擇土質堅實處，并踩實尺

20、墊；轉點應選擇土質堅實處，并踩實尺墊；4水準儀搬站時，應注意保護好原前視點尺墊位置不移動。水準儀搬站時，應注意保護好原前視點尺墊位置不移動。31第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 下圖是一附合水準路線等外水準測量示意圖，下圖是一附合水準路線等外水準測量示意圖，A、B為已知高為已知高程的水準點，程的水準點，HA6.543m，HB9.578m，1、2、3為待定高為待定高程的水準點。程的水準點。h11.331mh21.813mh31.424mh41.340mL10.60kmL2.0kmL1.6kmL42.05km13BMBBMA232第二章第二章 水準測量水準測量水

21、準測量的內業計算水準測量的內業計算v 原始數據填表原始數據填表點號點號路線長度路線長度觀測高差觀測高差高差改正數高差改正數改正后高差改正后高差高程高程備注備注 L/kmhi/mvhi/mHi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060計算計算檢核檢核33第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 高差閉合差的計算：高差閉合差的計算：v 高差閉合差的計算和調整高差閉合差的計算和調整v 計算各點改正后的高差計算各點改正后的高差 25)543. 65

22、78. 9(060. 3mmHHhfABh）（測mmLfh10040容008. 0007. 0008. 0002. 04321hhhhihhvvvvLLfviihiivhhv 計算各點改正后的高差計算各點改正后的高差iiihHH1填填表表填填表表填填表表填填表表34第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 輔助計算填表輔助計算填表點號點號路線長度路線長度觀測高差觀測高差高差改正數高差改正數改正后高差改正后高差高程高程備注備注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+

23、1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060計算計算檢核檢核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 測容返回返回35第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 高差改正數計算填表高差改正數計算填表點號點號路線長度路線長度觀測高差觀測高差高差改正數高差改正數改正后高差改正后高差高程高程備注備注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060計

24、算計算檢核檢核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 測容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025返回返回36第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 高差改正數計算填表高差改正數計算填表點號點號路線長度路線長度觀測高差觀測高差高差改正數高差改正數改正后高差改正后高差高程高程備注備注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060計

25、算計算檢核檢核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 測容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025+1.329+1.805-1.431+1.332+3.035返回返回37第二章第二章 水準測量水準測量水準測量的內業計算水準測量的內業計算v 高差改正數計算填表高差改正數計算填表點號點號路線長度路線長度觀測高差觀測高差高差改正數高差改正數改正后高差改正后高差高程高程備注備注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060計算計算檢核檢核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 測容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025+1.329+1.805-1.431+1.332+3.0357.8729.6778.24638第二