四等水准测量步骤.doc

三、四等水准测量 (2008-10-10 23:27:42)
三、四等水准测量
控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。
一、三、四等水准测量(leveling)的技术要求
1、高程系统：三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，若测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。
2、布设形式：如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进行加密，则多采用附合水准路线或支水准路线。三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。
3、点位的埋设：其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为1—1．5km，山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。
4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。
二、三、四等水准测量的观测方法
三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。一般采用一对双面尺。
1、  三等水准一个测站的观测步骤：（后-前-前-后；黑-黑-红-红）
（1）       照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（1）、（2）、（3）。
（2）       照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（4）、（5）、（6）。
（3）       照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（7）
（4）       照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（8）
这四步观测，简称为“后一前一前一后(黑一黑一红一红)”，这样的观测步骤可消除或  减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。对于四等水准测量，规范允许采用“后一后一前一前（黑一  红一黑一红)”的观测步骤。

2、  一个测站的计算与检核：
观测记录参看书本表7-11。
①视距的计算与检核
    后视距 (9)=[(1)—(2)]X100m
    前视距 (10)=[(4)—(5)]Xl00m    三等≯75m，四等≯l00m
    前、后视距差 (11)=(9)—(10)    三等≯3m，四等≯5m
    前、后视距差累积 (12)=本站(11)+上站(12)    三等≯6m，四等≯l0rn
②水准尺读数的检核
    同一根水准尺黑面与红面中丝读数之差：   
    前尺黑面与红面中丝读数之差  13)=(6)十K—(7)
    后尺黑面与红面中丝读数之差  (14)=(3)十K—(8)  三等≯2mm，四等≯3mm
    (上式中的K为红面尺的起点数，为4．687m或4．787m)
③高差的计算与检核
    黑面测得的高差   (15)3)—(6)
    红面测得的高差  （16)=(8)—(7)
    校核：黑、红面高差之差   (17)=(15)—[(16)±0．100]
                          或 (17)=(14)—(13)    三等≯3mm，四等≯5mm
    高差的平均值     （18)= [（15)+(16)±0．100]/2
在测站上，当后尺红面起点为4．687m，前尺红面起点为4．787m时，取十0．100，反之，取—0．100。
3、每页计算校核
①高差部分
 在每页上，后视红、黑面读数总和与前视红、黑面读数总和之差，应等于红、黑面高差之和。
 对于测站数为偶数的页：
  2[(3)+(8)]—2[(6)+(7)]=∑[(15)+(16)]=2∑(18)
 对于测站数为奇数的页：
  ∑[(3)+(8)]—2[(6)+(7)]= ∑[(15)十(16)]=2∑(18)±0．100
 ②视距部分
    在每页上，后视距总和与前视距总和之差应等于本页末站视距差累积值与上页末站视距差累积值之差。校核无误后，可计算水准路线的总长度。
 ∑(9)—∑(10)=本页末站之(12)—上页末站之(12)，水准路线总长度=∑(9)+ ∑(10)
4、成果整理
   三、四等水准测量的闭合路线或附合路线的成果整理，首先其高差闭合差应满足表7-10 的要求。然后，对高差闭合差进行调整，调整方法可参见第二章有关部分，最后按调整后的高差计算各水准点的高程。若为支水准路线，则满足要求后，取往返测量结果的平均值为最后结果，据此计算水准点的高程。

5、四等水准采用塔尺进行观测的步骤如下：
后（上、下、中）---前（上、下、中）----改变仪器高----前（中）--后（中）
§7-8 三角高程测量(trigonometric leveling)
原因：1、丘陵地区和山区，地面高低起伏较大
2、水准点位于较高建筑物上。
方法：测距仪三角高程测量（可以代替四等水准测量）、全站仪三角高程测量、经纬仪三角高程测量（主要用于山区图根高程控制）

实验七  四等水准测量

一、实习目的和要求
1．掌握用双面尺进行四等水准测量的观测、记录、计算方法。
2．掌握四等水准测量的主要技术指标，测站及水准路线的检验方法。
3．高差的闭合差应≤±6 mm（山地），或≤±20mm（平地）。
4．每四人一组，轮换操作仪器。 
二、仪器准备
1．由仪器室借领：DS3级水准仪一台，双面尺2根，记录板1块，尺垫2个，测伞1把。
2．自备工具：计算器、铅笔、小刀、计算用纸。 
三、方法与步骤 
1．选定一条闭合水准路线，其长度以安置4~6个测站为宜。沿线标定待定点（转点）的地面标志。
2．在起点与第一个待定点分别立尺然后在两立尺点之间设站，安置好水准仪后，按以下顺序进行观测：
①照准后视尺黑面，进行对光、调焦，消除视差；精平（将水准气泡影象符合）后，分别读取上、下丝读数和中丝读数，分别记入记录表（1）、（2）、（3）顺序栏内。
②照准前视尺黑面，消除视差并精平后，读取上、下丝和中丝读数，分别记入记录表（4）、（5）、（6）顺序栏内。
③照准前视尺红面，消除视差并精平后，读取中丝读数，记入记录表（7）顺序栏内。
④照准后视尺红面，消除视差并精平后，读取中丝读数，记入记录表（8）顺序栏内。
这种观测顺序简称为“后-前-前-后”，目的是减弱仪器下沉对观测结果的影响。
3．测站的检核计算
①计算同一水准尺黑、红面分划读数差（即黑面中丝读数+K－红面中丝读数，其值应≤3mm），填入记录表（9）、（10）顺序栏内。
（9）=（6）+K－（7）
（10）=（3）+K－（8）
②计算黑、红面分划所测高差之差，填入记录表（11）、（12）、（13）顺序栏内。
（11）=（3）－（6）
（12）=（8）－（7）
      （13）=（10）－（9）
③计算高差中数，填入记录表（14）顺序栏内。
（14）= [（11）+（12）±0.100]／2
④计算前后视距（即上、下丝读数差×100，单位为m），填入记录表（15）、（16）顺序栏内。
      （15）=（1）－（2）

（16）=（4）－（5）
⑤计算前后视距差（其值应≤5m），填入记录表（17）顺序栏内。
（17）=（15）－（16）
⑥计算前后视距累积差（其值应≤10m），填入记录表（18）顺序栏内。
（18）=上（18）－本（17）
4．用同样的方法依次施测其它各站。
5．各站观测和验算完后进行路线总验算，以衡量观测精度。其验算方法如下：
当测站总数为偶数时：∑（11）+∑（12）=2∑（14）
         当测站总数为奇数时：∑（11）+∑（12）=2∑（14）±0.100m
          末站视距累积差：    末站（18）=∑（15）－∑（16）
          水准路线总长：L=∑（15）+∑（16）
            高差闭合差：=∑（14）
高差闭合差的允许值：允=±20 或允=±6，单位是mm，式中L为以公里为单位的水准路线长度；N为该路线总的测站数。如果算的结果是＜允，则可以进行高差闭合差调整，若＞允，则应立即进行重测该闭合路线。 
四、注意事项 
1．每站观测结束后应立即进行计算、检核，若有超限则重新设站观测。全路线观测并计算完毕，且各项检核均已符合，路线闭合差也在限差之内，即可收测。
2．注意区别上、下视距丝和中丝读数，并记入记录表相应的顺序栏内。
3．四等水准测量作业的集体性很强，全组人员一定要相互合作，密切配合，相互体谅。
4．严禁为了快出成果而转抄、涂改原始数据。记录数据要用铅笔，字迹要工整、清洁。
5．有关四等水准测量的技术指标限差规定如下表：
等

级
视线高度
（m）
视距长度
（m）
前后视距差
（m）
前后视距累积差
（m）
黑、红面分划读数差（mm）
黑、红面分划所测高差之差
（mm）
路线高差闭合差
（mm）
四
≥0.2
≤80
≤5
≤10
≤3
≤5
±20

竖直角记录表
日期：_____年___月___日 天气：_____ 仪器型号：____________组号：________
观测者：____记录者：_______________ 立测杆者：_____________________
测点
目标
竖盘位置
竖盘读数
（° ′ ″）
半测回竖直角
（° ′ ″）
指标差
（ ″）
一测回竖直角
（° ′ ″）

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

左

四等水准测量外业记录表
日期：_____年___月___日 天气：_____ 仪器型号：____________组号：________
观测者：_______________记录者：_______________ 司尺者：_____________________
测
点编
号
后
尺
上丝
前尺
上丝
方向
及
尺号
标 尺 读 数

K+黑
减红(mm)

高差
中数
（m）

备 注
下丝
下丝

黑面
（m）

红面
（m）
后距
前距
视距差
累加差

（1）
（4）
后尺1#
（3）
（8）
（14）
（18）

已知水准点的高程=
_______m。

尺1#
的K=

尺2#
的K=

（2）
（5）
前尺2#
（6）
（7）
（13）
（9）
（10）
后-前
（15）
（16）
（17）
（11）
（12）