第四节 水准测量的方法111.doc

水准测量的方法一、水准点用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点，记为 BM(Bench Mark)水准点有永久性水准点和临时性水准点两种1）永久性水准点 国家等级永久性水准点，如 图 2-14 所示有些永久性水准点的金属标志也可镶嵌在稳定的墙角上，称为墙上水准点，如图 2-15 所示建筑工地上的永久性水准点，其形式如图 2-16a 所示图 2-14 国家等级水准点图 2-15 墙上水准点（2）临时性水准点 临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩顶钉以半球状铁钉，作 为水准点的标志，如图 2-16b 所示图 2-16 建筑工程水准点a）永久性水准点 b）临时性水准点二、水准路线及成果检核在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线相邻两水准点间的路线称为测段在一般的工程测量中，水准路线布设形式主要有以下三种形式1．附合水准路线（1）附合水准路线的布设方法 如图 2-17 所示，从已知高程的水准点 BM.A出发，沿待定高程的水准点 1、2、3 进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点 BM.B 所构成的水准路线，称为附合水准路 线BMABMBh1 h2h3h4123图 2-17 附合水准路线（2）成果检核 从理论上讲，附合水准路 线各测段高差代数和应等于两个已知高程的水准点之间的高差，即ABthH各测段高差代数和 m与其理论值 t的差值，称为高差闭合差 hW，即)(ABthhW（2-5）2．闭合水准路线（1）闭合水准路线的布设方法 如图 2-18 所示，从已知高程的水准点 BM.A出发，沿各待定高程的水准点 1、2、3、4 进行水准测量，最后又回到原出发点BM.A 的环形路线，称为闭 合水准路线。

BMAh1h2h3h4h51234图 2-18 闭合水准路线（2）成果检核 从理论上讲，闭合水准路线各测段高差代数和应等于零，即 0th如果不等于零，则高差闭合差为：mhW （2-6）3．支水准路线（1）支水准路线的布设方法 如图 2-19 所示，从已知高程的水准点 BM.A 出发，沿待定高程的水准点 1 进行水准测量， 这种既不 闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线支水准路 线要进行往返测量，以 资检 核BMA1hfhb图 2-19 支水准路线（2）成果检核 从理论上讲，支水准路 线往测高差与返测高差的代数和应等于零 0bfh如果不等于零，则高差闭合差为：bfhW （2-7）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合要求三、水准测量的施测方法转点用 TP(Turning Point)表示，在水准测量中它们起传递高程的作用如图 2-20 所示，已知水准点 BM.A 的高程为 HA，现欲测定 B 点的高程 HBAHABHBhAB大地水准面D＝1000mTP1ⅠTP4TP3h1ⅡTP2进行方向h22.312 0.4502.424 0.5582.014 1.2231.901 1.1081.955 0.7402.077 0.866h32.413 0.9012.287 0.771h40.4180.533 2.4672.350h5ⅢⅣⅤ图 2-20 水准测量的施测1．观测与记录表 2-1 水准测量手簿水准尺读数/m 高差/m测站 测点 后视读 数 前视读 数 + － 高程/m 备注1 2 3 4 5 6 7BM.A 1.453 132.8151TP.1 0.873 0.580TP.1 2.5322TP.2 1.762 0.770TP.2 1.3723TP.3 0.035 1.337TP.3 0.8744TP.4 1.803 0.929TP.4 1.0205B 1.584 0.564 134.009∑ 7.251 6.057 2.687 1.493计算检核∑a－∑b= ＋1.194 ∑h= ＋1.194 hAB=HB－H A=＋1.1942．计算与计算检核（1）计算 每一测站都可测得前、后视两点的高差，即 11ba22h55将上述各式相加，得 bahAB则 B 点高程 为： hHA（2）计算检核 为了保证记录表中数据的正确， 应对后视读数总和减前视读数总和、高差总和、B 点高程与 A 点高程之差进行 检核，这三个数字应相等。

m194.057.621.7ba493m8h.8..ABH3．水准测量的测站检核（1）变动仪器高法 是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要求：改变仪 器高度应大于 10cm，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），取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测2）双面尺法 分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测利用前、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（例如四等水准测量容许值为±5mm），取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测四、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、四等水准测量和等外水准测量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三、四等水准测量的主要技术要求见表 2-2表 2-2 三、四等水准测量的主要技术要求观 测 次 数 往返较差、附合或环线闭合差等级路线长度/km水准仪水准尺 与已知点联测符合或环线 平地/mm 山地 /mmDS1 因瓦 往一次三 ≤50 DS3 双面往返各一次 往返各一 次 ±12 L±4 n四 ≤16 DS3 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。

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，主要用于测定图根点的高程及用于工程水准测量等外水准测量的主要技术要求见表 2-3表 2-3 等外水准测量的主要技术要求观 测 次 数 往返较差、附合或环线闭合差等级路线长度/km水准仪 水准 尺视线长度/m 与已知点联 测 符合或环 线 平地/mm 山地/mm等外 ≤5 DS3 单面 100 往返各次 往一次 ±40 L±12 n注：L 为水准路线长度（km） ；n 为测站数五、三、 四等水准测量 1．三、四等水准测量观测的技术要求三、四等水准测量观测的技术要求见表 2-4表 2-4 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/mmDS1 100 1.0 1.5三DS3 75 3 6三丝能读数 2.0 3.0四 DS3 100 5 10 三丝能读 数 3.0 5.02．一个测站上的观测程序和记录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。

表 2-5 三、四等水准测量手簿(双面尺法)上丝上丝后尺 下丝前尺 下丝水准尺读数后视距前视距测站编号点号视距差 d方向及尺号 黑面 红面K+黑－红平均高差/m备注⑴⑵⑼⑾⑷⑸⑽⑿后前后-前⑶⑹⒂⑻⑺⒃⒁⒀⒄⒅1 BM.1-TP.11 5711 19737.4-0.20 7390 36337.6-0.2后 12前 13后-前1 3840 551+0.8336 1715 239+0.9320-1+1+0.83252 TP.1- TP.22 1211 74737.4-0.12 1961 82137.5-0.3后 13前 12后-前1 9342 008-0.0746 6216 796-0.1750-1+1-0.07453 TP.2- TP.31 9141 53937.5-0.22 0551 67837.7-0.5后 12前 13后-前1 7261 866-0.1406 5136 554-0.0410-1+1-0.14054 TP.3-A1 9651 70026.5-0.22 1411 87426.7-0.7后 13前 12后-前1 8322 007-0.1756 5196 793-0.2740+1-1-0.1745K 为水准尺尺常数表中K12=4.787K13=4.687每页检核∑⑼＝138.8 ∑［⑶＋⑻］＝32.700 ∑［⒂＋⒃］＝＋0.886－)∑⑽ ＝139.5 －)∑［⑹＋⑺］＝31.814 ＝－0.7＝4 站⑿ ＝＋0.886∑⒅＝＋0.443 2∑⒅＝＋0.886 总视距∑⑼＋∑⑽＝287.33．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（2）水准尺读数检核 同一水准尺的红、黑面中丝读数之差，应等于该尺红、黑面的尺常数 K（4.687m 或 4.787m）红、黑面中 丝读 数差⒀、 ⒁按下式计算：⒀＝⑹＋K 前 －⑺⒁＝⑶＋K 后 －⑻红、黑面中丝读数差⒀、⒁的值，三等不得超 过 2mm，四等不得超 过 3mm3）高差计算与校核 根据黑面、红面读数计算黑面、红面高差⒂、⒃，计算平均高差⒅黑面高差：⒂＝⑶－⑹红面高差：⒃＝⑻－⑺黑、红面高差之差：⒄＝⒂－［⒃±0.100］＝⒁－⒀（校核用）式中 0.100——两根水准尺的尺常数之差（m）黑、红面高差之差⒄的值，三等不得超过 3mm，四等不得超过 5mm平均高差：⒅ 21⒂＋［⒃±0.100］ 当 K 后 ＝4.687m 时，式中取+0.100 m；当 K 后 ＝ 4.787m 时，式中取－0.100 m4．每页计算的校核（1）视距部分 后视距离总和减前视距离总和应等于末站视距累积差即∑⑼－∑ ⑽＝末站⑿总视距＝∑ ⑼+∑⑽（2）高差部分 红、黑面后视读数总和减红、黑面前视读数总和应等于黑、 红面高差总和，还应等于平均高差总和的两倍。

即测站数为偶数时∑［⑶＋⑻］－∑［⑹＋⑺］＝∑ ［⒂＋ ⒃］＝2∑ ⒅测站数为奇数时∑［⑶＋⑻］－∑［⑹＋⑺］＝∑ ［⒂＋⒃］＝2∑ ⒅±0.100用双面水准尺进行三、四等水准测量的记录、 计算与校核，见表 2-5。