土木工程测量学教程 第1页共5页 第二章 高程测量 本章教学目标：了解高程测量常用的几种方法，掌握水准仪的使用、检校，掌握水准测量的 实施和消减误差的措施。 本章教学重点：水准仪，水准测量外业实施、内业数据处理。 本章教学难点：内业数据处理中的误差配赋方法。 为了确定地面点的位置，必须测定点的高程，测定地面点高程的工作称为高程称为高 程测量。 高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同，可分为水准测量，三角高程测量，气压 高程测量、无线电测高、立体摄影测量测高、GPS测高等几种方法。其中，水准测量是高 程测量的主要方法，在国家控制测量、工程勘测和施工测量中经常用到。 ↓2-1水准测量原理 目的：HB=HA+hAB 前进方向 前视尺 转化为：hAB=a-b 后视尺 hAB=后视读数a-前视读数b 水平视线 ↑ (1高差hAB本身可正可负； b B 2注意h下标的顺序。) a H A点的高程HA加后视读数a,得视线高程H hB A HB ↓2-2微倾式水准仪 HA 大地水准面 大地测量仪器规定的总代号“D”, 水准仪的代号为“S” 一、水准仪的构造 望远镜+水准器+基座 1望远镜 是提供视线和照准目标的设备。它山物镜、调焦透镜、十字丝分划板和目镜等组成，如 图2-3。 视准轴-通过物镜光心和十字丝交点的连线称为望远镜的视准轴，即通常据说的视线。 2水准器 用于置平仪器的一种重要装置。分为水准管和圆水准器两种。 (1)圆水准器 分划值约为8'~10′。灵敏度较低，用作粗略整平（或称粗平） 1
土木工程测量学教程第2页共5页（2）水准管ST、S;型水准仪的水准管分划值分别为10”/2mm及20/2mm灵敏度高二、三脚架、水准尺和尺垫脚架，用以安置水准仪水准尺，按尺形分为直尺，折尺，塔尺等几种；又有单面尺与双面尺之分尺垫，上有一个半球，观测时，水准尺立于半球上。作用是防止水准尺的位置和高度发生变化而影响水准测量的精度。只能用于转点三、水准仪的使用1安置安置脚架，固定仪器2粗平E左手拇指旋转方向，使圆水准器的气泡居中。3瞄准E先调1字丝清晰。再使成像清晰，注意检查并消除视差4精平图 2-15水准管的两端气泡影像对齐。5读数读四位数字，估读毫米。如图为1.464m。U2-3水准测量的实施、水准点与水准路线1水准点用水准测量的方法测定的高程达到一定精度的高程控制点叫做水准点(BenchMark),简记为 BM。水准点分为永久性和临时性两种。2水准路线进行水准测量的路线称为水准路线。依测区实际和需要，可成单一水准路线和水准网。单一水准路线又有闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。二、水准测量的方法两点间设置若干个立尺点来传递高程，这些立尺点，称为转点(Turning Point)，简记为TP。也可记作ZDh, =i-b,h,=az-b
土木工程测量学教程第3页共5页h, =a, -bs因此Z h=2(a-b)-2a-2bB点的高程为H=H^+Zh表2-2水准测量记录手薄日期2002年4月8日仪器型号DSs仪器编号 Ss-32班级交00组别8记录名狄缘观测者李了棋水准尺读数(m)高差 h(m)各注点号高程 H(m)后视(α)前视(b)29.053(已知)1.8321.16130.214TP11.5360.671兰项检核：0.921TP2160.61531.135Za-Zb=0.5751.01232.147TP30.7130.612Zh=Zh +Zh.=0.5750.92TP41.2141.63431.226H-H,=0.5751.5982.81229.6286.9196.3440942.519三、水准测量检核1计算检核计算检核只能检查计算是否正确，不能检核观测和记录是否有错。三项Th、Zα-Zb、Ha-Hg。2测站检核避免观测错误，提高观测精度。仪能检查一个测站。3成果检核检核整个水准路线是否达到精度要求。用高差闭合差与容许高差闭合差比较的方法(1）高差闭合差：是指高差观测值与高差理论值之差。闭合水准路线Ji-Ehw—Zh理-Eh附合水准路线fh=Zhm-(H*-Hg)支水准路线.-Zh+Zhz(2）容许高差闭合差：是指高差闭合差的容许值《工程测量规范GB50026-93》，五等为：fm=±30/Lmm
土木工程测量学教程第4页共5页国家《城市测量规范CJ8-99》，图根水准测量路线为：半地=±40/Lmm1J山地Jx=±12/nmmL为水准路线的总长度，公里为单位；n为测站总数。（山地一般指每公里测站数在16个以上的地形)。若」。<，称，则成果符合精度要求，可进行下一步的计算：否则检查原因，返工重测。(3）高差闭合差的调整原则：按与距离或测站数成正比例反符号分配到各段高差上。AL或V=-[n]'(4）高差平差值的计算(h.)=h, +vi(5）未知点高程的计算Hj = H, +(h.)例：闭合水准路线闭合水准路线高差闭合差调整与高程计算表表 2-3 测得高高差改改正后距离高程点号备(km)差(m)正数(m)高差(m)(m)BMS37.1411.10-1.999-0.012-2.01135.130f,=44mm10.751.42000-1.428Jhc=±30/L=60mm33.70221.20+1.825-0.013+1.812Ji<J35.5140.951638-0.0111.627成果合格BM537.1414.00-00440.044附合水准路线U2-4水准仪的检验校正一、水准仪轴线水准管轴LL视准轴 CC圆水准轴LoLo
土木工程测量学教程第5页共5页竖轴 VV十字丝的横丝II二、应满足的关系水准管轴LL//视准轴CC望远镜视准轴不因调焦而变动位置圆水准轴LoLv/竖轴VV1字丝的横丝II工竖轴VU2-5水准测量的主要误差一、仪器及工具误差视准轴与水准管轴不平行的误差物镜调焦引起的误差水准尺误差二、观测误差水准管气泡的居中误差估读误差视差水准尺竖立不直的误差三、外界条件的影响仪器和尺势升沉的误差气候的影响地球曲率及大气折光的影响32-6 自动安平水准仪32-7电子水准仪 2-8 跨河水准测量