一、水准测量的概念
水准测量:又叫几何水准测量。是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪,观测竖立在两点上的水准标尺,按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发,沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。本文以四等水准为例进行讲解。
二、水准测量的原理
利用水准仪提供的水平视线,在两把水准尺上获取读数,来求得该两尺之间的高差,然后推算出高程。
高程—点到大地水准面的铅垂距离,一般用HA表示;
高差—地面上两点的相对高程或绝对高程之差叫做高差,一般用h表示。(高差用正负之分,而高程没有)
hAB=a-b;Hb=HA+hAB
视线高测量有时安置一次仪器须测算出较多点的高程,可先求出水准仪的视线高程,然后再分别计算各点高程,从下图中可以看视线高
Hi=HA+a
B/C点高程
HB=Hi-b ;HC=Hi-C
三、水准仪的构造(微倾式水准仪)
1、物镜
2、目镜
3、调焦螺旋
4、管水准器
5、圆水准器
6、脚螺旋7、制动螺旋
8、微动螺旋
9、微倾螺旋
10、基座
四、四等水准测量的主要技术要求
四等水准路线一般沿道路布设,尽量避开土质松软地段,水准点间的距离一般为2-4km,在城市建筑区为1-2km。水准点应选在地基稳固能长久保保存和便于观测的地点。
根据国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007),四等水准测量基本技术要求如下表所示。
五、四等水准测量的方法
(1)观测方法四等水准测量的观测应在通视良好、望远镜成像清晰、稳定的情况下进行。
(2)观测步骤引入K值的概念:K为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差(常数4.687m或4.787m)对于四等水准测量读数差不能超过3mm
(3)观测时前、后视距离必须读取上、下丝读数计算,上、下丝读数应记录在手簿中。
(4)观测顺序按“后-后-前-前”进行,在没有换站时,后视尺不得移动。
(5)记录字迹工整、清晰,不得任意修改,记录者必须回报读数。
(6)水准测量各测段设站数不限。
(7)高差的计算采用“奇进偶舍”的原则;记录、计算时的占位“0”及“±”必须填写。
六、四等水准测量的计算
1、测站计算
(1) 根据前、后视的上、下丝读数计算前、后视的视距:
后视距离:(9)=100×【(1)-(2)】
前视距离:(10)=100×【(5)-(6)】
计算前、后视距差(11):(11)=(9)-(10)
对于四等水准测量,(11)不得±5m计算前、后视距累计差(12):(12)=上站(12)+本站(11)对于四等水准测量,
(12)不得超过±10m
2、水准尺读数检核
假设后视红面水准尺K1=4.687m,后视水准尺黑面与红面读数差的检核:
(13)=(3)+K1-(4)
前视水准尺黑面与红面读数差的检核:
(14)=(7) +K2-(8) K2=4.787m
对于四等水准测量读数差不得超过士3mm。
3、高差计算与检核
按前、后视水准尺红、黑面中丝读数分别计算该站高差:
黑面高差(15)=(3)-(7)
红面高差(16)=(4) -(8)
红黑面高差之差(17)=(15)-【(16)±100】=(13)-(14)
对四等水准测量,(17)不得超过±5mm高差中数计算:
当上述计算符合限差要求时,可进行高差中数计算:(18)=(15)-(16)±100)÷2
七、注意事项(总结)
(1)每次水准尺翻面以及后视转前视之前,一定要精平,使符合水准气泡居中。
(2)记录员听到观测读数后,要及时回报读数进行数据检验,以免错听、错记。
(3)不允许划改毫米、厘米,不准连环涂改数据。
(4)四舍六入、逢五奇进偶舍。
(5)有正、负意义的量,在记录计算时都应带上“+”、“-”号。
(6)高差中数记录4位数,测段高差记录为3位数。
(7)每进行一步计算都要对照限差要求,有一项超限视为不合格,需重测,并在重測的结果后加注“重测”二字。
(8)上丝、下丝之和除以2约等于中丝读数,即:中丝读数约等于(上丝读数+下丝读数)÷2
(9)红面读数约等于K+黑面读数
(10)黑面高差与红面高差相差约100,且土号交替出现
(11)计算K+黑-红口算技巧,可用公式:K尾数+黑尾数-红尾数或(黑尾数-红尾数) +13计算
(12)计算高差中数口算公式:黑-(K+黑-红)÷2