1. 建筑工程测量中水平测量常用方法
一、水准测量原理 测定地面点高程的测量工作,称为高程测量,根据仪器不同分为水准测量,三角高程测量,气压高程测量。 水准测量原理是利用水准仪提供一条水平线,借助竖立在地面点的水准尺,直接测定地面上各点间的高差,然 而根据其中一点的已知高程,推算其他各点的高程。
二、水准仪和水准尺 水准测量所用的仪器有:水准仪,水准尺和尺垫三种。 DS3型微倾水准仪由望远镜,水准器和基座等部件构成。 水准尺有双面水准尺和塔尺两种。 尺垫用于水准测量中竖立水准尺和标志转点。 使用微倾水准仪的基本*作程序为:安置仪器、粗略整平(简称粗平)、调焦和照准、精确整平(简称精平)和读数。
三、水准测量方法 为了统一全国的高程系统、满足各种比例尺测图、各项工程建设以及科学研究的需要,在全国各点埋设了许多 固定的高程标志,称为水准点,常用“BM”表示。水准点有永久性和临时性两种。 水准测量通常是从某一已知高程的水准点开始,引测其他点的高程。 在一般的工程测量中,水准路线主要有三种形式:闭合水准路线,附合水准路线,支线水准路线。 水准测量的方法和记录。 水准测量的测站检核方法有变动仪高法和双面尺法。
四、水准测量成果计算 计算水准测量成果计算时,要先检查野外观测手簿,计算各点间高差,经检核无误,则根据野外观测高差计算 高差闭合差。若闭合差符合规定的精度要求,则调整闭合差,最后计算各点的高程。
五、微倾水准仪的检验与校正 微倾水准仪有四条轴线,轴线应满足的条件:园水准器轴‖仪器竖轴、十字丝横丝⊥仪器竖轴、水准管轴平行于视准轴。 水准测量误差及其消减方法 水准测量误差包括:仪器误差、水准尺误差、水准管气泡居中误差、读数误差、视差影响、水准尺倾斜误差、 仪器和尺垫下沉、地球曲率和大气折光的影响、温度的影响等。
六、精密水准仪和水准尺 精密水准仪是能够提供水平视线和精确照准读数的水准仪。主要用于国家一、二等水准测量和高精度的工程测量中。如国产DS1型精密水准仪。
七、自动安平水准仪和激光扫平仪 自动安平水准仪不用水准管和微倾螺旋,而是在望远镜中设置一个补偿装置进行水平调整。 的测量方法,了解经纬仪的检验与校正 希望能帮助到你
2. 四等水准测量数据都要进行哪几方面的检核
一般进行五方面检核:
①视距:水准尺黑面上下丝读数之差即视距,限差≤100m
②前后视距差:即后尺视距-前尺视距,限差≤3m
③前后视距累计差:指多个站点累计的前后视距差,等于每个站点前后视距差之和,限差≤10m
④黑红面读数差:即 后尺黑面中丝读数-红面中丝读数、前尺黑面中丝读数-红面中丝读数,限差≤3mm
⑤黑红面所测高差之差:即(后尺黑面中丝读数-前尺黑面中丝读数)-(后尺红面中丝读数-前尺红面中丝读数),限差≤5mm
一般就记住3、3、5、10、100这五个数就好
以上
3. 水准测量的检核
1.计算检核
B点对A点的高差等于各转点之间高差的代数和,也等于后视读数之和减去前视读数之和,因此,此式可用来作为计算的检核。但计算检核只能检查计算是否正确,不能检核观测和记录时是否产生错误。
2.测站检核
B点的高程是根据A点的已知高程和转点之间的高差计算出来。若其中测错任何一个高差,B点高程就不会正确。因此,对每一站的高差,都必须采取措施进行检核测量。
1)变动仪器高法:同一测站用两次不同的仪器高度,测得两次高差以相互比较进行检核。
2)双面尺法:仪器高度不变,立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数,测得两次高差,相互进行检核。
3.成果检核
测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差超限。由于温度、风力、大气折光、尺垫下沉和仪器下沉等到外界条件引起的误差,尺子倾斜和估读的误差,以及水准仪本身的误差等,虽然在一个测站上反映不很明显,但随着测站数的增多使误差积累,有时也会超过规定的限差。
1)附合水准路线检核
2)闭合水准路线检核
3)支水准路线检核
4. 水准测量路线校核方法有几种,各有何优缺点,应用场合又如何
一、水准路线有几种,校核时有所不同:在闭合水准路线中,起始点和终止点都是同一个点,将各段高差求和,与理论值0进行比较。在附合水准路线总,用终点高程和起点高程之间的差值作为高差理论值,将高程求和,求误差。支水准路线用往返测量的方法,比较往返测量的高差绝对值进行检核。
二、优缺点:闭合路线对于起始点的精度过于依赖,一旦点位变动,无法发现;附合水准路线因为需要两个水准点,其精度可靠性好,控制点有问题时容易发现;支水准路线可靠性和精度稍差,如果不往返测量,就很难确定精度,往返测量时,与闭合水准路线类似。
三、校核时,高差测量值的限差有两种方法计算:其一是根据测站数进行计算,比如±12√n,其二是根据路线长度进行计算,比如±12√L。
前者缺点是:如果每站视距较小,则n多,限差偏大,适合坡度大的地方和山地进行测量。后者适合多种情况。
四、每站测量的方法有两种:两次仪器高法和双面尺法。各有优缺点,前者测量时间长,后者更快速;前者适合于单面尺,后者适合红黑尺和基辅分划尺。
5. 水准测量的校核方法
1.掌握水准测量的原理。
2.掌握水准仪、水准尺的结构及用法。
3.学会高差测量及高程计算的方法,掌握水准路线测量的方法。
4.学会水准仪的检验与校正方法。
教学重点:1、水准测量原理
2、路线校核
3、水准仪的检验与校正方法
教学难点:1、路线校核
2、水准仪的检验与校正方法
教学资料:测量学教材、教学课件。
教学方法:讲授法、演示法。
讲授新课:
第二章 水准测量
高程是确定地面点位置的一个要素,水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。
第一节 水准测量原理
一、水准测量原理
水准测量的原理是借助水准仪提供的水平视线,配合水准尺测定地面上两点间的高差,然后根据已知点的高程来推求未知点的高程。
如右图所示,已知A点高程为HA,要测出B点高程HB,在A、B两点间安置一架能提供水平视线的仪器—水准仪,并在A、B两点各竖立水准尺,利用水平视线分别读出A点尺子上的读数α及B点尺子上的读数b,则A、B两点间的高差为
HAB= a-b (2—1)
如果测量是由A→B的方向前进,则A点称为后视点,B点称为前视点,a及b分别为后视读数和前视读数,两点间的高差就等于后视读数减去前视读数。如果B点高于A点,则高差为正,反之,高差为负。
二、计算高程的方法
(一)由高差计算高程
B点(未知点)的高程等于A点(已知点)的高程加上两点间的高差,即
HB=HA+HAB=HA+(a-b) (2—2)
(二)由视线高程计算高程
由图可知,A点高程加后视读数等于仪器视线的高程,设视线高程为Hi,即Hi=HA+a
则B点高程等于视线高程减去前视读数,即
HB=Hi-b=(HA+a)-b (2—3)
(备注:利用课件采取启发式教学手段,调动同学分析问题、解决问题的能力)
第二节水准仪和水准尺
6. 水准测量路线成果校核的方法有几种
闭合路线、附合路线和往返路线三种
闭合路线一般用于场地的环形测量,从一个水准点出发然后又环形回到起点,如果起始点的高程有错误,则发现不了,只能是用于测量与起点的相对高程。
附合路线一般用于公路、铁路等带状线路测量,从一个已知点附合到另一个已知点,进行对比。如是某一个点有错误则可以通过测量复核发现错误。一般的高等级测量都用这种方式。
返往测量用于没有附合点的带状路线测量,从起点出发,从原路返回。
(6)水准测量检核方法有扩展阅读:
闭合水准路线是从已知水准点BM.A出发,沿待测点B、C、D、E进行水准测量,最后测回到BM.A。相邻两点称为一个测段。各测段高差的代数和应等于零,即理论值应为零。
但在测量过程中,不可避免的存在误差,使得实测高差之和(测量值)往往不为零,从而产生高差闭合差。所谓闭合差,就是测量值和理论值(或已知值)之差,用Fh来表示。因此,闭合水准路线的高差闭差为: Fh=∑h测-∑h理=∑h测。
7. 普通水准测量中采取哪些措施减少误差
水准测量是确定水利工程中地面点高程的方法之一,是高程测量中精度较高且常用的方法。实施过程中,需要几个人合作才能完成,误差允许范围内的精度由于仪器和人为的影响而不容易控制,而且易出现隐蔽性错误,如果不能及早发现,基础资料是错误的,从而水准点高程不正确,直接影响水利工程的设计和施工。
一、水准测量的误差分析及控制方法
水准测量误差有仪器误差、观测误差和外界条件的影响。
1、仪器误差之一是水准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差。
仪器虽在测量前经过校正,仍会存在残余误差。因此造成水准管气泡居中,水准管轴居于水平位置而望远镜视准轴却发生倾斜,致使读数误差。这种误差与视距长度成正比。观测时可通过中间法(前后视距相等)和距离补偿法(前视距离和等于后视距离总和)消除。针对中间法在实际过程中的控制,立尺人是关键,通过应用普通皮尺测距离,之后立尺,简单易行。而距离补偿法不仅繁琐,并且不容易掌握。
2、仪器误差之二是水准尺误差
主要包含尺长误差(尺子长度不准确)、刻划误差(尺上的分划不均匀)和零点差(尺的零刻划位置不准确),对于较精密的水准测量,一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。尺的零误差的影响,控制方法可以通过在一个水准测段内,两根水准尺交替轮换使用(在本测站用作后视尺,下测站则用为前视尺),并把测段站数目布设成偶数,即在高差中相互抵消。同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。
3、观测误差之一是符合水准管气泡居中的误差
由于符合水准气泡未能做到严格居中,造成望远镜视准轴倾斜,产生读数误差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关,主要是水准管分划值τ的大小。此外,读数误差与视线长度成正比。水准管居中误差一般认为是0.1•τ,根据公式m居=0.1•τ•S/ρ,DS3级水准仪水准管的分划值一般为20″,视线长度S为75m,ρ=206265″,那么,m居=0.4mm。由此看来,只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中,且对视线长度加以限制,与中间法一致,此误差可以消除。
4、观测误差之二是视差的影响
当存在视差时,尺像不与十字丝平面重合,观测时眼睛所在的位置不同,读出的数也不同,因此,产生读数误差。所以在每次读数前,控制方法就是要仔细进行物镜对光,消除视差。
5、观测误差之三是水准尺的倾斜误差
水准尺如果是向视线的左右倾斜,观测时通过望远镜十字丝很容易察觉而纠正。但是,如果水准尺的倾斜方向与视线方向一致,则不易察觉。尺子倾斜总是使尺上读数增大。它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的大小(即视线距地面的高度)有关。尺的倾斜角越大,对读数的影响就越大;尺上读数越大,对读数的影响就越大。因此,在水准测量中,立尺是一项十分重要的工作,一定要认真立尺,使尺处于铅垂位置。尺上有圆水准的应使气泡居中。必要时可用摇尺法,即读数时尺底置于点上,尺的上部在视线方向前后慢慢摇动,读取最小的读数。当地面坡度较大时,尤其应注意将尺子扶直,并应限制尺的最大读数。最重要的是在转点位置。
6、外界条件和下沉的影响
用水平面代替水准面对高程的影响,可以用公式Δh=D2/(2R)表示,地球半径R=6371Km,当D=75m时,Δh=0.44cm;当D=100m时,Δh=0.08cm;当D=500m时,Δh=2cm;当D=1Km时,Δh=8cm;当D=2Km时,Δh=31cm;显然,以水平面代替水准面时高程所产生的误差要远大于测量高程的误差。所以,对于高程而言,即使距离很短,也不能将水准面当作水平面,一定要考虑地球曲率对高程的影响。实测中采用中间法可消除。大气折光使视线成为一条曲率约为地球半径7倍的曲线,使读数减小,可以用公式Δh=D2/(2x7R)表示,视线离地面越近,折射越大,因此,视线距离地面的角度不应小于0.3m,并且其影响也可用中间法消除或减弱。此外,应选择有利的时间,一日之中,上午10时至下午4时这段时间大气比较稳定,便于消除大气折光的影响,但在中午前后观测时,尺像会有跳动,影响读数,应避开这段时间,阴天、有微风的天气可全天观测。
仪器下沉是指在一测站上读的后视读数和前视读数之间仪器发生下沉,使得前视读数减小,算得的高差增大。为减弱其影响,当采用双面尺法或变更仪器高法时,第一次是读后视读数再读前视读数,而第二次则先读前视读数再读后视读数。即“后、前、前、后”的观测程序。这样的两次高差的平均值即可消除或减弱仪器下沉的影响。
水准尺下沉的误差是指仪器在迁过程中,转点发生下沉,使迁站后的后视读数增大,算得的高差也增大。如果采取往返测,往测高差增大,返测高差减小,所以取往返高差的平均值,可以减弱水准尺下沉的影响。最有效的方法是应用尺垫,在转点的地方必须放置尺垫,并将其踩实,以防止水准尺在观测过程中下沉。
二、水准测量注意事项
由于测量误差是不可避免的,我们无法完全消除其影响。但是可采取一定的措施减弱其影响,以提高测量成果的精度。同时应绝对避免在测量成果中存在错误,因此在进行水准测量时,应注意以下各点: ⑴、观测前对所用仪器和工具,必须认真进行检验和校正。 ⑵、在野外测量过程中,水准仪及水准尺应尽量安置在坚实的地面上。三脚架和尺垫要踩实,以防仪器和尺子下沉。 ⑶、前、后视距离应尽量相等,以消除视准轴不平行水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。 ⑷、前、后视距离不宜太长,一般不要超过100m。视线高度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。 ⑸、水准尺必须扶直不得倾斜。使用过程中,要经常检查和清除尺底泥土。塔尺衔接处要卡住,防止二、三节塔尺下滑。 ⑹、完数后应再次检查气泡是否仍然吻合,否则应重读。 ⑺、记录员要复诵读数,以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错,不能用橡皮擦去而应在改正处划一横,在旁边注上改正后的数字。 ⑻、在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定性。
三、水准测量的检核方法
1、测站检核
待定点的高程是根据水准点和沿线各测站所测的高差计算出来的。为了确保观测高差正确无误,须对各测站的观测高差进行检核,这种检核称为测站检核。常用的检核方法有变仪高法和双面尺法
双面尺法是在一测站上,仪器高度不变,分别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过6mm,则取其平均值作为该测站的高差。否则需要重测。
2.路线检核
虽然每一测站都进行了检核,但一条水准路线是否有错还是没有保证。例如,在前、后视某一转点时,水准尺未放在同一点上,利用该转点计算的相邻两站的高差虽然精度符合要求,但这一条水准路线却含有错误,因此必须进行路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种:闭合水准路线、附合水准路线、支水准路线。
减小和消除误差的方法都是以增加时间或采取更多的步骤为代价。在测量中操作熟练,才能提高观测的速度,采取规范的办法,严格执行正确步骤,司仪与立尺互相配合,才能得到正确结果。通过实践证明,将控制方法应用到实际工作中后,没有出现过错误,达到了“多干事、动作快、效率好、省时间”的目的。
8. 水准测量时测站检核方法有哪几种
测站检核方法有变动仪器高度法和双面尺法
9. 水准测量的测站校核一般用什么法
水准测量的测站校核方法一般有
1,双仪器法
2、双面尺法
3.改变仪高法。
准测量,最后附合到另外一个已知高程的水准点BM2上,其检核条件为:
(2)闭合水准路线: 从一个已知高程的水准点BM5处发,沿各高程待定点1、2、3、4、5进行测量,最后仍回到原水准点BM5上,其检核条件是:
(3)支水准路线: 从一个已知高程的水准点BM8出发,沿各高程待定点1、2进行水准测量。支水准路线应进行往返测量,其检核条件为:
二、水准路线的实施
水准测量按一定的水准路线进行。
HB=HA+ hAB
hAB= ∑h =h1+h2 +…
=(a1-b1)+(a2-b2)+ … = ∑a-∑b
水准测量方法:在进行连续水准测量时,如果任何一测站的后视读数或前视读数有错误,都将影响所测高差的正确性。在每一测站的水准测量中,为了能及时发现观测中的错误,通常采用两次仪器高法或双面尺法进行观测,以检核高差测量中可能发生的错误,这种检核称测站检核。
1)两次仪器高法
在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线(改变仪器高度应在250px以上)来测定相邻两点间的高差;如果两次高差观测值不相等,对图根水准测量,其差的绝对值应小于5mm,否则应重测。
2)双面尺法
用双面尺法进行水准测量就是同时读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数,然后由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,以这两个高差之差是否小于某一限值来进行检核。在每一测站上仪器高度不变,这种方法可加快观测的速度。立尺点和水准仪的安置同两次仪器高法。
在每一测站上,仪器经过粗平后,其观测程序为:
①瞄准后视点水准尺黑面分划→精平→读数;
② 瞄准前视点水准尺黑面分划→精平→读数;
③ 瞄准前视点水准尺红面分划→精平→读数;
④ 瞄准后视点水准尺红面分划→精平→读数。
其观测顺序简称为“后一前一前一后”,对于尺面分划来说,顺序为“黑一黑一红一红”。
由于在一对双面水准尺中,两把尺子的红面零点注记分别为4687和4787,零点差为100mm,在每站观测高差的计算中,当4787水准尺位于后视点,4687水准尺位于前视点时,采用红面尺读数计算出的高差比采用黑面尺读数计算出的高差大100mm;当4687水准尺位于后视点,4787水准尺位于前视点时,采用红面尺读数计算出的高差比采用黑面尺读数计算出的高差小100mm。因此在每站高差计算