第2章-普通水准测量

2．3普通水准测量1．水准点(BenchMark)BM用水准测量的方法建立的高程控制点称为水准点记做BM永久性水准点:临时水准点:BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH23＝56.437mH24＝58.392mH25＝53.168m水准点的“点之记”三、水准测量的施测方法ABabhAB前进方向大地水准面HAHBHBAHACHChAC大地水准面D＝1000mBMABhAB＝＋12.500mDAB＝50m当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点间的高差。这时需要在两点间加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。提出问题：解决方法：加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它们只起传递高程的作用，故称之为转点，用TP（TurningPoint）表示。AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1ⅠTP4TP3h1ⅡTP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5ⅢⅣⅤAHACHChAC大地水准面D＝1000m[例]已知水准点BMA的高程HA＝32.186m，现欲测定C点的高程HC，由于A、C两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。1.观测与记录表2-1水准测量手簿日期：2003年5月14日天气：多云仪器：DS3水准仪地点：校内实训基地观测：张鹏记录：李翔测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1Ⅰh1后视点前视点进行方向测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数ⅠBMA2.014+0.79132.186TP11.223AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1Ⅰ2.0141.223h1后视点后视读数前视读数前视点进行方向2.测站检核（1）变动仪器高法在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（大于10cm），再测一次高差。两次所测高差之差不超过容许值（例如等外水准测量容许值为±6mm），则认为符合要求。取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数ⅠBMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1Ⅰ2.0141.223h1.9011.108进行方向（2）双面尺法仪器的高度不变，而分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测。这样可以利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如果不符值不超过规定的限差，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1Ⅰ2.0141.223h11.9011.108ⅡTP2进行方向测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数ⅠBMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108ⅡTP12.312+1.864TP20.450AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1Ⅰh1ⅡTP2进行方向h22.3120.450后视点前视点后视读数前视读数测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数ⅠBMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108ⅡTP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1Ⅰh1ⅡTP2进行方向h22.3120.4502.4240.558AHACHCHAC大地水准面D＝1000mTP1ⅠTP3h1ⅡTP2进行方向h22.3120.4502.4240.558AHACHChAC大地水准面D＝1000mTP1ⅠTP4TP3h1ⅡTP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5ⅢⅣⅤ测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数ⅠBMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108ⅡTP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558ⅢTP22.077+1.211+1.2131.955TP30.866+1.2150.740ⅣTP32.413+1.512+1.5142.287TP40.901+1.5160.771ⅤTP40.418-1.932-1.9330.533BMC2.350-1.9342.4673.计算与计算检核（1）计算AC两点的高差等于各测站的高差总和，即则C点高程为：在本例题中：hhACACAChHHm450.3AChm636.35CH水准路线在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。1）闭合水准路线：从一个已知高程点BM.A出发，沿着待测定的点，测定各点高程，最后回到BM.A，这样的测量路线称为闭合水准路线hhf测理论－h闭合水准路线的闭合高差：0理论h12345hhhhhh测＝2）附合水准路线从一个已知高程点BM.A出发，沿若干待测点，到达另一个已知高程点，这样的路线叫附合水准路线hhf测已知－h附合水准路线闭合差：123hhhh测＝BAHH已知h3）支水准路线从一个已知高程点出发，沿着各待测点，最后既没闭合到原来的已知高程点，也没有附合到另外的已知高程点上，这种水准路线叫支水准路线hhf返往－h支水准路线闭合差：12hhh往＝12h''hh返＝3等：平地：山地：4等：平地：山地：普通：平地：山地：12mmhfL容＝4mmnhf容＝6mmnhf容＝12mmnhf容＝20mmLhf容＝40mmLhf容＝各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则即认为观测结果不符和要求。不同等级的水准测量其高差闭合差的容许值不同。四、水准测量的等级及主要技术要求在工程上常用的水准测量有：三、四等水准测量等外水准测量1．三、四等水准测量三、四等水准测量，常作为小地区测绘大比例尺地形图和施工测量的高程基本控制。等级路线长度/km水准仪水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差与已知点联测符合或环线平地/mm山地/mm三≤50DS1因瓦往返各一次往一次±12±4DS3双面往返各一次四≤16DS3双面往返各一次往一次±20±6•注：L为水准路线长度（km）；n为测站数。三、四等水准测量的主要技术要求LLnn等级路线长度/km水准仪水准尺视线长度/m观测次数往返较差、附合或环线闭合差与已知点联测符合或环线平地/mm山地/mm等外≤5DS3单面100往返各一次往一次2．等外水准测量等外水准测量又称为图根水准测量或普通水准测量，其主要用于测定图根点的高程及作工程水准测量之用。等外水准测量的主要技术要求五、三、四等水准测量1．三、四等水准测量观测的技术要求等级水准仪视线长度/m前后视距差/m前后视距累积差/m视线高度黑面、红面读数之差/mm黑面、红面所测高差之差/mm三DS110036三丝能读数1.01.5DS3752.03.0四DS3100510三丝能读数3.05.02．一个测站上的观测程序和记录（1）瞄准后视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入表2-5中⑴、⑵、⑶位置；（2）瞄准前视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入表2-5中⑷、⑸、⑹位置；（3）瞄准前视红面尺，读中丝读数，记入表2-5中⑺位置；（4）瞄准后视红面尺，读中丝读数，记入表2-5中⑻位置。一个测站上的这种观测程序简称“后—前—前—后”或“黑—黑—红—红”。四等水准测量也可采用“后—后—前—前”或“黑—红—黑—红”的观测程序。3．测站计算与检核（1）视距部分视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以100。后视距离：⑼＝［⑴－⑵］×100前视距离：⑽＝［⑷－⑸］×100计算前、后视距差：⑾＝⑼－⑽计算前、后视距累积差：⑿＝上站⑿＋本站⑾前4787第五节水准测量的成果计算一、附合水准路线的计算下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，A、B为已知高程的水准点，HA＝65.376m，HB＝68.623m，1、2、3为待定高程的水准点。h1＝＋1.575mh2＝＋2.036mh3＝－1.742mh4＝＋1.446mn1＝8L1＝1.0kmn2＝12L2＝1.2kmn3＝14L3＝1.4kmn4＝16L4＝2.2kmBMA123BMB4点号距离/km测站数实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注123456789∑辅助计算1．填写观测数据和已知数据2点号距离/km测站数实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注123456789BMA1.08＋1.57565.376BMA111.212＋2.036221.414－1.742332.216＋1.446BMB68.623BMB∑辅助计算2．计算高差闭合差点号距离/km测站数实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注123456789BMA1.08＋1.57565.376BMA111.212＋2.036221.414－1.742332.216＋1.446BMB68.623BMB∑5.850＋3.315辅助计算mm68m068.0m)376.65m623.68(m315.3)(ABmhHHhW6根据附合水准路线的测站数及路线长度求出每公里测站数，以便确定采用平地或山地高差闭合差容许值的计算公式。在本例题中6.8km8.550站Ln站/km＜16站/km故高差闭合差容许值采用平地公式计算。等外水准测量平地高差闭合差容许值Whp的计算公式为LWhp405点号距离/km测站数实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注123456789BMA1.08＋1.57565.376BMA111.212＋2.036221.414－1.742332.216＋1.446BMB68.623BMB∑5.850＋3.315辅助计算mm68m068.0m)376.65m623.68(m315.3)(ABmhHHhWmm96km8.54040LWhphphWW成果合格93．调整高差闭合差高差闭合差调整的原则和方法是：按与测站数或测段长度成正比例的原则，将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上，得改正后高差。即ihinnWvihiLLWv式中vi——第i测段的高差改正数（mm）；、——水准路线总测站数与总长度；、——第测段的测站数与测段长度。nLiniL在本例中，各测段改正数为：mm12km0.1km8.5mm6811LLWvhmm14km2.1km8.5mm6822LLWvhmm16km4.1km8.5mm6833LLWvhmm26km2.2km8.5mm6844LLWvh计算检核：hiWv710若∑v≠-fh，存在凑整后的余数，且计算中无错误，则可在测站数最多或测段长度最长的路线上多（或少）改正1mm。点号距离/km测站数实测高差/m改正数/mm改正后高差/m高程/m点号备注123456789BMA1.08＋1.575－1265.376BMA111.212＋2.036－14221.414－1.742－16332.216＋1.446－26BMB68.623BMB∑5.850＋3.315－68辅助计算mm68m