[]工程施工测量(水准测量、导线测量)7276.pptx
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1、施施 工工 测测 量量xx交通职业技术学院交通职业技术学院王王 东东施工测量施工测量复复 测测 施工放样施工放样水准点复测水准点复测导线点复测导线点复测高程放样高程放样平面放样平面放样一、水一、水 准准 测测 量量一、原理一、原理二、二、DS3型水准仪的构造型水准仪的构造三、水准测量的实施三、水准测量的实施四、水准测量的计算四、水准测量的计算五、误差分析五、误差分析水准测量原理水准测量原理 一、水准测量原理一、水准测量原理A、B两点间的高差为两点间的高差为 hAB ab若水准测量前进方向是由若水准测量前进方向是由A A点测到点测到B B点,规定:点,规定:A点为点为后视点后视点,A点尺上的读数
2、点尺上的读数a 为为后视读数后视读数 B点为点为前视点前视点,B点尺上的读数点尺上的读数b 为为前视读数前视读数 高差高差 后视读数前视读数后视读数前视读数一、一、水准测量原理水准测量原理当当a 大于大于b 时,时,hAB值为正,值为正,B点高于点高于A点;点;当当a 小于小于b 时,时,hAB B 值为负,值为负,B点低于点低于A点。点。hAB表示由表示由A点至点至B点的高差;点的高差;hBA表示由表示由B点至点至A点的高差,点的高差,hABhBA一、水准测量原理一、水准测量原理 直接利用高差直接利用高差hAB计算计算B点高程的方法称为点高程的方法称为高差法高差法。若已知若已知A点的高程点的
3、高程HA,求未知点,求未知点B的高程的高程HBHBHAhAB利用仪器视线高程利用仪器视线高程Hi 计算计算B点高程的方法称为点高程的方法称为视线视线高法高法。HiHAa HBHA(ab)Hib 若若A A、B B两点之间相距较远或高差较大时两点之间相距较远或高差较大时 连续设站水准测量连续设站水准测量 转点转点 起传递高程的作用起传递高程的作用hABh1h2hn 二、二、DS3微倾式水准仪微倾式水准仪一)水准仪的分类一)水准仪的分类1 1按精度划分按精度划分 分为分为DS05、DS1、DS3、DS10等四个等级,等四个等级,“D”和和“S”分别为分别为“大地测量大地测量”和和“水准仪水准仪”的
4、汉语拼音第一的汉语拼音第一个字母,个字母,下标下标05、1、3、10表示仪器的精度等级,即表示仪器的精度等级,即“每千米往返测高差每千米往返测高差中数的中误差(单位:中数的中误差(单位:mm)。)。”DS05、DS1称为称为精密水准仪精密水准仪,DS3、DS10称为称为普通水准仪普通水准仪。光学水准仪光学水准仪 微倾式水准仪微倾式水准仪 自动安平水准仪自动安平水准仪 电子水准仪电子水准仪2 2按结构划分按结构划分 二)二)DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造 望远镜、水准器和基座望远镜、水准器和基座二)二)DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造 主要由物镜、目镜、十字
5、丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋和主要由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋和镜筒组成。镜筒组成。十字丝中心交点与物镜光心的连线称为望远镜的十字丝中心交点与物镜光心的连线称为望远镜的视准轴。视准轴。二)二)DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造2 2水准器水准器(1 1)圆水准器)圆水准器 球面中心刻有一个小圆圈,小圆圈的球面中心刻有一个小圆圈,小圆圈的中心称为中心称为圆水准器的零点圆水准器的零点。通过零点的球面法线,称为通过零点的球面法线,称为圆水准器圆水准器轴轴。当圆水准气泡中心与零点重合时,即当圆水准气泡中心与零点重合时,即气泡居中气泡居中,说明圆水准器轴处于铅垂位置。,
6、说明圆水准器轴处于铅垂位置。圆水准器圆水准器分划值分划值是指气泡由零点向任是指气泡由零点向任意方向移动意方向移动2mm 时所对应的圆心角值。时所对应的圆心角值。DS3水准仪圆水准器分划值一般为水准仪圆水准器分划值一般为8/2mm。二)二)DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造2 2水准器水准器(2 2)管水准器)管水准器 又称水准管,纵向圆孤的中心又称水准管,纵向圆孤的中心O O为为管水准器的零点管水准器的零点,过过O点的切线点的切线 LL称为称为水准管轴水准管轴。当水准管气泡中心位于零点时,称为当水准管气泡中心位于零点时,称为气泡居中气泡居中,此时水准管轴处,此时水准管轴处于水平
7、位置。于水平位置。水准管圆弧水准管圆弧2mm 所对的圆心角所对的圆心角,称为,称为水准管分划值水准管分划值。DS3水准仪的水准管分划值一般为水准仪的水准管分划值一般为20/2mm。2 2水准器水准器(2 2)管水准器)管水准器 管水准器的灵敏度比圆水准器高得多,因此,管水准器用于管水准器的灵敏度比圆水准器高得多,因此,管水准器用于水准仪的精确整平,而圆水准器只能用于粗略整平。水准仪的精确整平,而圆水准器只能用于粗略整平。管水准器与符合棱镜管水准器与符合棱镜 二)二)DS3微倾式水准仪的基本构造微倾式水准仪的基本构造3.3.基座基座 基座的基座的作用作用 支承仪器的上部并与三脚架相接。支承仪器的
8、上部并与三脚架相接。基座的基座的构成构成 主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板。主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板。通过调节三个脚螺旋可使圆水准器气泡居中,供粗略整平用。通过调节三个脚螺旋可使圆水准器气泡居中,供粗略整平用。4.4.脚架脚架 脚架是用于支撑和安置水准仪的。脚架是用于支撑和安置水准仪的。水准仪通过中心连接螺旋与脚架相连,水准仪通过中心连接螺旋与脚架相连,并可根据需要调节脚架的高度。并可根据需要调节脚架的高度。三)水准尺和尺垫三)水准尺和尺垫 区格式木质双面水准尺区格式木质双面水准尺多用于三、多用于三、四等水准测量,其长度为四等水准测量,其长度为3m3m。黑面黑面尺底为零,称为基本分
9、划尺底为零,称为基本分划(或主尺);(或主尺);红面红面尺底不为零,其中一根为尺底不为零,其中一根为4687mm,另一根为,另一根为4787mm,称为辅,称为辅助分划(或辅尺),助分划(或辅尺),两根尺构成一对两根尺构成一对。1 1水准尺水准尺2 2尺垫尺垫 尺垫用在尺垫用在转点转点处。处。四)四)DS3水准仪的使用水准仪的使用水准仪的基本操作包括以下步骤:水准仪的基本操作包括以下步骤:1.1.安置仪器安置仪器2.2.粗平粗平四)四)DS3水准仪的使用水准仪的使用3.3.瞄准水淮尺瞄准水淮尺使水准尺影像位于十字丝竖丝附近使水准尺影像位于十字丝竖丝附近 注意消除注意消除视差视差四)四)DS3水准
10、仪的使用水准仪的使用4.4.精平精平5.5.读数读数三、水准测量的外业施测三、水准测量的外业施测 一)水准点一)水准点 为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要,测绘部门为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要,测绘部门在各地埋设且在各地埋设且用水准测量方法测定的高程控制点用水准测量方法测定的高程控制点,称为水准点,称为水准点,记为记为BM(BenchMark)。)。水准点是水准测量引测高程的依据。水准点是水准测量引测高程的依据。水准点应设在土质坚实,便于保存和使用的地方,水准点应设在土质坚实,便于保存和使用的地方,永久性水准点永久性水准点临时性水准点临时性水准点二)水准路线布设二)水准路
11、线布设1 1单一水准路线单一水准路线(1 1)闭合水准路线闭合水准路线 如图(如图(a),从一个已知高程的水准点),从一个已知高程的水准点BMA出发,沿一条环出发,沿一条环形路线进行水准测量,依次测定若干个待定高程的水准点形路线进行水准测量,依次测定若干个待定高程的水准点1、2、3、,最后又回到水准点,最后又回到水准点BMA,称为闭合水准路线。,称为闭合水准路线。在普通水准测量中,路线长一般不超在普通水准测量中,路线长一般不超过过8km。二)水准路线布设二)水准路线布设 1 1单一水准路线单一水准路线(2 2)附合水准路线附合水准路线 如图(如图(b),从一个已知高程的水准点),从一个已知高程
12、的水准点BMA出发,出发,沿一条路线进行沿一条路线进行水准测量,依次测定若干个待定高程的水准点水准测量,依次测定若干个待定高程的水准点1、2、3、,最后,最后附合到另一个已知高程的水准点附合到另一个已知高程的水准点BMB上,称为附合水准路线。上,称为附合水准路线。在普通水准测量中,路线长一在普通水准测量中,路线长一般不超过般不超过8 8km。二)水准路线布设二)水准路线布设1 1单一水准路线单一水准路线 (3 3)支水准路线支水准路线 如图(如图(c),从一个已知高程的水准点),从一个已知高程的水准点BMA出发,出发,沿一条路线沿一条路线进行水准测量,依次测定若干个待定高程的水准点进行水准测量
13、,依次测定若干个待定高程的水准点1 1、2 2、,最后,最后既不回到起始水准点,也不附合到另一个已知高程的水准点上,称既不回到起始水准点,也不附合到另一个已知高程的水准点上,称为支水准路线。为支水准路线。由于支水准路线缺乏由于支水准路线缺乏检核,故路线一般不超过检核,故路线一般不超过4km。通常通常要进行往返观测,要进行往返观测,以加强检核以加强检核。二)水准路线布设二)水准路线布设2 2水准网水准网(1 1)附合水准网附合水准网 如(如(a),从多个已知高程的水准点出发,由若),从多个已知高程的水准点出发,由若干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形
14、。(2 2)独立水准网独立水准网 如(如(b),从一个已知高程的水准点),从一个已知高程的水准点BMA出发,出发,由若干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。由若干条单一水准路线相互连接而构成的网状图形。在水准网中,至少连接三条水准路线的水准点称为在水准网中,至少连接三条水准路线的水准点称为结点结点。(a)(b)三)普通水准测量三)普通水准测量 普通水准测量常用于一般工程的高程测量和地形图测绘的图根普通水准测量常用于一般工程的高程测量和地形图测绘的图根控制点高程测量。控制点高程测量。1 1施测一般要求施测一般要求 普通水准测量采用普通水准测量采用DS3或或DS10级水准仪,测量前应对仪器进行
15、检级水准仪,测量前应对仪器进行检验,采用验,采用中丝读数法中丝读数法单程观测,施测中各项限差应满足相应测量规单程观测,施测中各项限差应满足相应测量规范的各项要求。范的各项要求。2 2观测、记录和计算观测、记录和计算日期:2009.5.28天气:晴观测者:仪器型号:DS3703654成像:清晰记录者:测站测点水准尺读数/m每站高差/m高程/m备注后视(a)前视(b)1A2.138+1.44168.200A点为水准点B点为待求点TP10.6972TP10.8141.739TP22.5533TP21.1300.318TP31.4484TP31.545+0.887B0.65868.471计算检核ab5
16、.6275.356+0.271h+0.271HBHA+0.271HBHAhab(说明计算无误)3.3.普通水准测量的检核普通水准测量的检核(1 1)计算检核)计算检核HBHAhab(2)测站检核 两次仪器高法 在同一测站上用在同一测站上用两次不同的仪器高度两次不同的仪器高度(仪器高度差在(仪器高度差在1010cm以上),测得两次高差进行比较,若两次高差之差不超过容许以上),测得两次高差进行比较,若两次高差之差不超过容许值(普通水准测量容许值为值(普通水准测量容许值为6mm),则取平均值作为该测站观),则取平均值作为该测站观测高差,否则,必须重测。测高差,否则,必须重测。双面尺法双面尺法 保持仪
17、器高度不变,用双面尺的保持仪器高度不变,用双面尺的黑、红面黑、红面两次测量高差进行比较,若两次测量高差进行比较,若两次高差之差不超过容许值,则取平均值作为该测站观测高差,否则,两次高差之差不超过容许值,则取平均值作为该测站观测高差,否则,必须重测。必须重测。四、水准路线的计算四、水准路线的计算 一)附合水准路线的计算一)附合水准路线的计算1 1高差闭合差的计算高差闭合差的计算 在水准测量中,由于测量误差的影响,使在水准测量中,由于测量误差的影响,使水准路线的实测高差值与应有高差值不相等,水准路线的实测高差值与应有高差值不相等,其差值称为其差值称为高差闭合差高差闭合差,用,用 fh 表示。表示。
18、fhh测测h理理h测测(H终终H始始)一)附合水准路线的计算一)附合水准路线的计算2 2高差闭合差的调整高差闭合差的调整 当当 fhfh 容容 时,即可进行高差闭合差的调整。时,即可进行高差闭合差的调整。消除闭合差的原则消除闭合差的原则是:将是:将 fh 反号,按与各测段的路线长度反号,按与各测段的路线长度或测站数成正比地改正各段观测高差。或测站数成正比地改正各段观测高差。或或高差改正数的高差改正数的计算检核计算检核:Vifh 水准水准等级等级适用公路等级适用公路等级往返较差、附合或环线闭往返较差、附合或环线闭合差(合差(mm)检测已测测段检测已测测段高差之差高差之差(mm)平原微丘区平原微丘
19、区山岭重丘区山岭重丘区三等三等4000米以上特长隧道、米以上特长隧道、2000米以米以上特大桥上特大桥12L3.5n或或15L20Li四等四等高速公路、一级公路、高速公路、一级公路、10002000米特大桥、米特大桥、20004000米隧道米隧道20L6.0n或或25L30Li五等五等二级及以下公路、二级及以下公路、1000米以下桥梁米以下桥梁30L45L40Li一)附合水准路线的计算一)附合水准路线的计算3 3待求点高程的计算待求点高程的计算 根据各段改正后的高差和起始点的高程,分别求得各待求点根据各段改正后的高差和起始点的高程,分别求得各待求点的高程。的高程。例例2-1 2-1 下图为某附
20、合水准路线,各测段的路线长、实测高差和起点下图为某附合水准路线,各测段的路线长、实测高差和起点高程如图所示,该附合水准路线的计算结果列于下表中。高程如图所示,该附合水准路线的计算结果列于下表中。点名路线长/km实测高差/m高差改正数/m改正后高差/m高程/mBM11.5+8.200-0.006+8.19468.933P77.1271.3-10.364-0.006-10.370Q66.7570.9-1.598-0.004-1.602R65.1550.7+1.648-0.003+1.645BM266.8004.4-2.114-0.019-2.133辅助计算成果符合要求。二)闭合水准路线的计算二)闭
21、合水准路线的计算 高差闭合差按下式计算高差闭合差按下式计算:fhh测测 例例2-22-2 下图为某闭合水准路线,各测段的路线长、实测高差和起点高程均注于图中,该闭合水准路线的计算结果列于表中。BMAPQ-0.108m+4.312m-1.289m-2.933m15站13站19站16站HA88.342mRfh18mmh容12点名测站数实测高差/m高差改正数/mm改正后高差/m高程/m备注BMA15+4.312+4+4.31688.342A为已知点,其余为待求点P92.65813-1.289+4-1.285Q91.37319-2.933+5-2.928R88.44516-0.108+5-0.103B
22、MA88.34263-0.018+180辅助计算mmfhfh容,成果符合要求。三)支水准路线的计算三)支水准路线的计算设设A点为已知点,高程为点为已知点,高程为68.200m,从从A点测到点测到B点,高差为点,高差为+4.385m,若再从若再从B点测到点测到A点,高差为点,高差为4.373m,此时此时B点高程的点高程的计算方法计算方法如下:如下:高差闭合差:高差闭合差:fhh往往+h返返+4.3854.373+0.012m高差闭合差允许值为:高差闭合差允许值为:则则B点的高程为点的高程为:HBHA+hAB68.200+4.37972.579m。f h fh 容容,说明观测结果符合精度要求。说明
23、观测结果符合精度要求。微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正1.1.微倾式水准仪应满足的几何条件微倾式水准仪应满足的几何条件主要轴线主要轴线有:有:圆水准轴圆水准轴LL管水准轴管水准轴LL视准轴视准轴CC纵轴(竖轴)纵轴(竖轴)VV根据水准测量的原理,水准仪应满足的根据水准测量的原理,水准仪应满足的主要条件是主要条件是LLCC。两个次要条件两个次要条件:LLVV;十字丝中丝十字丝中丝VV。2.微倾式水准仪的检验与校正微倾式水准仪的检验与校正(1)(1)圆水准轴平行于仪器竖轴圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正的检验与校正目的目的 通过检校,可使仪器圆水准气泡居中时,仪器竖轴基本竖通过检
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