不动产关第二章.doc

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1、第二章 水准测量u 2.1 水准测量原理与仪器操作u 2.2 普通水准测量的实施及成果整理u 2.3普通水准仪的检验与校正u 2.4 水准仪简介（自动安平、精密、电子）u 2.5 水准测量误差及注意事项2.1 水准测量原理与仪器操作一、基本原理 利用水准仪提供的水平视线，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。A后视点 a后视读数B前视点 b前视读数1.A B两点间高差： hAB = a - b2.B点的高程: HB = HA + hAB3.视线高程：4.转点TP(turning point)的概念若A、B 两点间布设一些过渡点（转点）1、2、3，将其分为n段，则用水准仪分别测得各段

2、高差为h1， h2 hn，则有：hAB=h1+ h2+LL+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+LL+(an-bn) =Sa-Sb转点的作用：传递高差注意解决两个问题： 1.前、后视角问题 2.仪器高与视线高问题二、水准测量的仪器与工具（一）水准仪(level)1. 望远镜(telescope)2. 水准器(bubble)3. 基座(tribrach)二、水准测量的仪器与工具（一）水准仪(level)1. 望远镜(telescope)u 物镜u 目镜u 十字丝（上、中、下丝）2. 水准器(bubble)u 圆水准器(circular bubble) ：用于整平。u 水准管(bubble

3、tube) ： 用于精平。特性：气泡始终向高处移动。3. 基座(tribrach) （二）水准尺(leveling staff) 主要有单面尺、双面尺和塔尺。 1、尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。2、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，另一把为4787mm。 （三）尺垫(staff plate) 放在转点上，以防水准尺下沉三、水准仪的使用操作程序：粗平瞄准精平读数（一）粗平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 1方法 对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、 2方向中间转动脚螺旋3，使气泡居中。粗平的操作方法示意图： a123b312c3122规律气泡移动方向与左

4、手大拇指运动的方向一致。（二） 瞄准1方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2视差：n 概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。n 产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。n 消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。（三）精平1、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：自动安平水准仪（compensator level），不需进行精平。（四）读数精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。 小 结高程

5、测量的概念（Height Measurement）u 根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方法。u 高程测量的方法分类1、水准测量 (leveling)2、三角高程测量 (trigonometric leveling)3、气压高程测量 (air pressure leveling)4、GPS测量 (GPS leveling) 2.2 普通水准测量的实施及成果整理 一、水准点(Bench Mark) 通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点，一般用BM表示。有永久性和临时性两种。二、水准路线(leveling line) 1闭合水准路线(closed lev

6、eling line) 由已知点BM1已知点BM12附合水准路线(annexed leveling line) 由已知点BM1已知点BM23支水准路线(spur leveling line) 由已知点BM1某一待定水准点A 水准路线布设形式：3.支水准路线BM 1 2 1BM 2 3 41.闭合水准路线2.附合水准路线BM1BM2 1 2 3三、水准测量的实施（外业）（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2）为及时发现错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺法”。 两次仪器高法：高差之差hM-hN3mm水准测量实施与记录对照图：1.4441.324TP2h2=+0.1201.822

7、0.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543水准测量记录仪器型号 日期 年 月 日 天气 观测者 记录者测 站测 点后视读数(m)前视读数(m)高差(m)高程（m）备 注+-1A1.6521.1021556.482HA已知HB=HA+hAB=1557.793TP10.5502TP11.5480.306TP21.2423TP20.9100.462TP31.3724TP31.8650.3651557.793B1.500计算校核a=5.975 b=4.664 h=+1.311a

8、-b=5.975-4.664=+1.311 hAB=HB-HA=+1.311四.水准测量成果整理步骤（内业）由于水准测量中仪器误差、观测误差以及外界的影响，使水准测量中不可避免地存在着误差，高差闭合差就是水准测量观测误差中各误差影响的综合反映。1、支水准路线沿同一路线进行了往返观测，由于往返观测的方向相反，因此往测和返测的高差绝对值相同而符号相反，即往测高差总和h往与返测高差总和h返的代数和在理论上应等于零，但由于测量中各种误差的影响，往测高差总和与返测高差总和的代数和不等于零，即有高差闭合差=h往+h返2、闭合水准路线，因起点和终点均为同一点BM.A，构成一个闭合环，因此闭合水准路线所测得各

9、测段高差的总和，理论上应等于零，即h理=0。设闭合水准路线实际所测得各测段高差的总和为h测，其高差闭合差=h测-h理3、附合水准路线，因起点A和终点B的高程HA、HB已知，两点之间的高差是固定值，附合水准路线实测的各测段高差总和与高差理论值之差即为附合水准路线的高差闭合差=h测-（HB-HA)当高差闭合差在容许范围内时，可进行高差闭合差的分配，分配原则是：对于闭合或附合水准路线，按与路线长度L或按路线测站数n成正比的原则，将高差闭合差反其符号进行分配。（一）计算高差闭合差(closing error)公式：fh = h测 - h理故对于闭合水准路线，有：fh = h测 - h理=h测对于附合水

10、准路线，有：fh = h测 - h理=h测-（H始 - H终）（二）分配高差闭合差1、计算高差闭合差的容许值（tolerance） 对于普通水准测量式中，fh容高差闭合差限差，单位：mm。 L 水准路线长度，单位：km 。 n 测站数 。2、分配原则按与距离L或测站数n成正比原则，将高差闭合差反号分配到各段高差上。（三）计算各待定点高程用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。 五.水准测量成果整理实例【例1】闭合水准路线高差闭合差的计算闭合水准路线高程计算表计算者 日期 年 月 日点号距离（km）实测高差(m)改正值(mm)改正后高差(m)高程（m）备注BM11528.400(已知

11、高程)fh=+30mmfh允=20 mm=40mmfh fh允成果合格，可改正。(已知高程)1.15+1.990-9+1.98111530.3810.70-1.729-5-1.73421528.6471.05-1.896-8-1.90431526.7431.10+1.665-8+1.657BM11528.4004.0+30-300【例2】附合水准路线高差闭合差的计算附合水准路线高程计算表计算者 日期 年 月 日 点号测站数高 差(m)改正后高差(m)高程（m）备注观测值改正值BM1139.833(已知)H终H始=+8.813 =h正(已知)24+8.364-0.014+8.3501148.18

12、38-1.433-0.004-1.4372146.74612-2.745-0.007-2.7523143.99416+4.661-0.009+4.652BM2148.64660+8.847-0.0348.813【例3】支水准路线高差闭合差的计算支水准路线高程计算表计算者 日期 年 月 日 往测点号距 离（km）实测高差(m)改正值(mm)改正后高差(m)高程（m）备 注A45.286(已知高程)fh=fh往-fh返290029033mm1.6+2.331+1+2.332147.6182.1+2.813+1+2.814250.4321.7-2.244+1-2.243348.1895.4+2.90

13、0+30点号距 离（km）实测高差(m)改正值(mm)改正后高差(m)高程（m）备 注11.5+2.24222.1-2.81631.8-2.329A5.4-2.903【例4】如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A和BM-B为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段路线的长度(以km为单位)，试计算待定点1、2、3点的高程。第一步: 计算高差闭合差：第二步: 计算限差：故可进行闭合差分配第三步: 计算各段高差改正数 Vi = li / L * (-fH)四舍五入后，使：Vi = -fh故有：V1=-8

14、mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。第四步：计算各段改正后的高差。第五步：计算各点的高程。 故可得： H1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m) H2=H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m) H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m) HBM-B=H3+(h4+V4)=48.059+1.420=49.579(m) 改正后高差=改正前高差+改正数Vi2.3水准仪的检验与校正 一、水准仪轴线应满足的几何关系 u 水准管轴LL视准轴CCu 圆水准轴LL 竖轴VVu 横丝要水平（即：VV

15、） 二.水准仪的检验与校正（一）圆水准器的检验与校正 1、检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转180，看气泡是否居中。 2、校正：用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半, 再用三个“校正螺旋”， 使气泡居中。注意： 应反复检校。（二）十字丝横丝的检验与校正 1、检验：整平后，用横丝的一端对准一固定点P，转动微动螺旋，看P点是否沿着横丝移动。 2、校正：旋下目镜处十字丝环外罩，转动分划 板座使横丝水平。 注意： 再次检校（三）水准管轴视准轴（i角）的检校1、检验：（1）平坦地上选A、B两点，距离50m。（2）在中点C架仪，读取a1、b1 ； h1 a1b1 。（3）在距B点约2m处架仪，读取a2、b2

16、，得： h2=a2-b2 。若h2 - h13mm , 则水准管轴不平行视准轴 , 需校正。2、校正（1）计算校正量 a2 a2 = h1 + b2（2）校正水准管或十字丝 校正水准管：旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准(a2=h1+b2)，拨动水准管“校正螺丝”，使水准管气泡居中。 校正十字丝（可用于自动安平水准仪）：保持水准管气泡居中，拨动十字丝上下两个“校正螺丝”，使横丝对准(a2= h1+b2)。注意：重复上述步骤直至h2 - h13mm 。2.4 水准测量误差来源及减弱措施来源：仪器本身；操作过程 ；外界条件影响。 一、仪器误差 主要有：视准轴不平行于水准管轴（i角） 的误差；调焦误差；

17、水准尺误差。 减弱措施：等距离安置仪器；转向时不重新调焦；测站数为偶数。 二、观测误差主要有：整平误差；照准误差；估读误差；水准尺竖立不直误差 减弱措施：视线不要太长，气泡居中（转向时调整微倾螺旋），保护好水准管；选择高精度仪器；积累实践经验；测前验尺并保证读数不能太大。三、外界条件影响的误差主要有：仪器升降、尺垫升降、地球曲率、大气折光、气温和风力。 减弱措施：取两次读数的平均值（如后黑、前黑、前红、后红）；取往返观测的平均值；等距离安置仪器；等视距安置仪器（平坦、均一）、缩短视线长度与提高视线高度（山地）；选择合适的时间。 2.5 自动安平水准仪与电子水准仪一、自动安平水准仪(compen

18、sator level)1原理望远镜的光路上加有一个补偿器。2使用 粗平后，望远镜内观察警告指示窗应全部呈绿色；最好状态是指示窗的三角形尖顶与横指标线平齐。3检校 要增加一项补偿器的检验，即：转动脚螺旋，破坏粗平， （看警告指示窗是否出现红色）尺上读数不变说明补偿器正常；或：按下掀钮触动补偿器，稳定后看尺上读数是否有变，尺上读数不变说明补偿器正常。 二、精密水准仪(precise level)1、精密水准仪提供精确的水平视线和精确读数；2、精密水准尺刻度精确(铟瓦尺invar leveling staff)。3、读数方法：n 精平后，转动“测微螺旋”，使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。n 将整分划值和测微器中的读数合起来。 1.48655m三数字水准仪(digital level)及条纹码水准尺(coding level staff) 优点:具有自动安平、显示读数和视距功能。与计算机数据通讯，避免人为观测误差。