四等水准测量详解.ppt
四等水准测量
2012-4-22
四等水准测量
3、记 录 、计 算 与 检 核 、
（二）计算和检核 1、测站上的计算和检核 • ①视距计算
后视距离： 后视距离： 前视距离： 前视距离： （9）=[（1）-（2）] ×100 ） （ ） （ ） （10）=[（5）-（6）] ×100 ） （ ） （ ）
前后视距差： 前后视距差：（11）=（9）-（10） ） （ ） （ ） 视距累积差： 上一站（ ） 本站 本站（ ） 视距累积差：（12）=上一站（12）+本站（11） ） 上一站
2012-4-22
四等水准测量
1、高 程 控 制 测 量 概 述 、
三、四等水准网是直接为地形测图或工程建设提供 高程控制点。 高程控制点
• 三等水准一般布设成附和在高级点间的附和水准路线， 长度不超过200km。 • 四等水准均为附和在高级点间的附和水准路线，长度 不超过80km。
2012-4-22
每测站观测程序
后视水准尺黑面上丝、下丝、中丝； 视水准尺黑面上丝、下丝、中丝； 前视水准尺黑面上丝、下丝、中丝； 视水准尺黑面上丝、下丝、中丝； 前视水准尺红面中丝； 视水准尺红面中丝； 后视水准尺红面中丝。 视水准尺红面中丝。
以上观测顺序称为后——前——前——后 以上观测顺序称为后——前——前——后 ——
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四等水准测量
2、四 等 水 准 测 量 、
三、四等水准测量是建立测区首级高程控制最常用的方法。通常使用精密仪器或 四等水准测量是建立测区首级高程控制最常用的方法。 普通仪器配合区格式木质双面水准尺施测 使用D 配合区格式木质双面水准尺施测。 使用DS1 或DS3普通仪器配合区格式木质双面水准尺施测。 （1）三等水准观测方法： 三等水准观测方法：
水准测量—四等水准测量(水利水电工程测量课件)
前后车黑红面读数误差之差
三、四等水准测量技术指标
表7-11 三、四等水准测量测站技术要求
等级
视线长度 (m)
前、后视 距离差 (m)
前、后视 距离累积差
(m)
红、黑面 读数差
(mm)
红、黑面 高差之差
(mm)
附合路线或 环线闭合差
(mm)
三 等 ≤75
≤5
≤5
≤2
≤3
±12 L
四 等 ≤100
≤3
≤3
±12 L
四 等 ≤100
≤3
≤10
≤3
≤5
±20 L
三、四等水准测量技术指标
测量过程中仪如器有超到过后，尺则的需距要离调整减前去尺仪位器置到或前者仪尺器的位距置离，然后进行重测
表7-11 三、四等水准测量测站技术要求
等级
视线长度 (m)
前、后视 距离差 (m)
前、后视 距离累积差
(m)
红、黑面 读数差
前、后视 距离累积差
(m)
红、黑面 读数差
(mm)
红、黑面 高差之差
(mm)
附合路线或 环线闭合差
(mm)
三 等 ≤75
≤5
≤5
≤2
≤3±Biblioteka 2 L四 等 ≤100≤3
≤10
≤3
≤5
±20 L
三、四等水准测量技术指标
黑面读数：1211
黑红面读数误差为0
红面读数理论值1211 + 红面起点读数4787
红、黑面 读数差
(mm)
红、黑面 高差之差
(mm)
附合路线或 环线闭合差
(mm)
三 等 ≤75
四等水准测量施测方法
四等水准测量施测方法我折腾了好久四等水准测量施测方法，总算找到点门道。
我刚开始的时候真的是瞎摸索。
就先说说这仪器的架设吧。
水准仪这玩意儿，可得小心着架。
我一开始就犯过胡乱扔在地上就架腿的错，结果测出来的数据那叫一个离谱。
后来我才明白，得先找个相对平坦的地儿，把三条腿撑开，就像把凳子三条腿稳稳地扎在地上一样。
架好后，你还得通过那几个脚螺旋去把圆水准气泡调居中。
这个过程就像把一个歪着的碗慢慢扶正，得耐心慢慢调。
然后就是后视尺和前视尺的立尺。
你可别小看这立尺的人，立不稳或者尺子没立直，那测量结果就会有很大偏差。
我就有次没提醒立尺的兄弟，他就给立歪了，后来的数据整个就不对了。
这立尺就像是在战场上让士兵站得笔直一样重要。
观测读数的时候，也是状况百出。
那十字丝一定要卡准尺子的刻度，我一开始总是瞄不准，有时候还会把上下丝看错。
这就好比写字的时候把同音字认错是一个道理。
而且眼睛一定要平视水准仪目镜中的十字丝，因为一旦斜视啊，那又得产生误差了。
有一次我就没注意这点，就一直测不好。
后来我发现我的姿势不太对，一调整，读数就准确多了。
关于记录数据呢，这个可不能大意。
我试过随便用张纸记录，结果后来数据乱七八糟。
还是得用专门的记录表格。
而且每观测一次就得马上记下来，要是等好几组数据了再一起记，很容易混淆或者记错数字。
至于数据平差，这个是比较麻烦的部分，我也不是完全搞得特别透彻。
我目前就是按照书上教的比较基础的平差方法在做。
先算出每个测站的高差闭合差，看这个差值是不是在允许的范围内。
如果在范围内呢，就可以按照一定的规则去分配这个差值到各个测站上面。
这四等水准测量是个需要耐心和细心的活儿，每一个环节都不能松懈，不然整个测量成果就没有任何意义了。
我还在不断学习和实践当中，之前犯过的错也算是给我的教训，让我以后测量的时候越来越得心应手了。
工程现场水准测量步骤(四等)
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 前、后视距差 (11)=(9) — (10)前、后视距差累积 (12)= 本站 (11)+ 上站 (12)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)或 (17)=(14) — (13)三三等≯ 75m ，四等≯l00m三等≯ 3m ，四等≯ 5m三等≯ 6m ，四等≯ l0rn红面测得的高差 16)=(8) — (7)校核：黑、红面高差之差(17)=(15) —[(16) ±0．100]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。
四等水准测量方法
四等水准测量方法
四等水准测量方法是一种较为简单的高程测量方法，通常用于对地形的初步了解和粗略计算等级较低的水工渠道和灌溉基础设施的高程。
其具体步骤如下：
1. 建立基准点：找到一个稳定、不易移动的标准点，通常采用混凝土柱或钢筋水泥柱。
将基准点的高程作为起始点。
2. 设立测站：选定一些具有代表性的地点，称为测站，采用经验估计其高程，记录在记录本上。
3. 连续接测：从基准点出发，逐一到达每个测站，插入水准仪，记录测量数据。
重复该过程，直到测量全部站点。
4. 数据处理：将每个测站的高程值及其上下距离（即高差）记录在表格中。
通过计算和校验，得到最终的高程数据。
注意事项：
1. 选择基准点时，应尽可能选择稳定、不易移动的物体作为标志。
2. 设立测站时，应尽量选择具有代表性的地点，以便后续工作的参考。
3. 连续接测时，应尽可能保证水准仪的平稳和稳定，确保高差数据的准确性和可靠性。
4. 在数据处理过程中，应注意校验数据的准确性和一致性，确保计算结果的可靠性。
水准测量步骤（以四等水准测量为例）
水准测量步骤（以四等水准测量为例）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H A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）h AB=a-b；H b=H A h AB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H i=H A aB/C点高程H B=H i-b ；H C=H i-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。
项目1.1 水准测量-四等水准测量
（4）. 前视标尺反向，使仪器照准 标尺红面，读取中丝读数；
（5）. 仪器转向后视标尺红面，读 取中丝读数；
（6）. 参照水准测量有关技术指标， 检查有关限差是否超限。
前进方向
h1=-0543
1134
BMA
1677
h2=+0120 1444 1324
h4=+0385
h3=+0946 1820 1822 0876
例题解算（Page2）
第四步计算各段高差改正数：
l Vi
V0
i
L
四舍五入后，使：
vi fh
故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。
第五步计算各段改正后高差后，计算1、2、3各点的 高程。
改正后高差=改正前高差+改正数Vi
例题解算（Page3）
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)
对于附合水准路线，有：
fh h测 h理 h测 (H终 H始)
对于支水准路线，有：
fh h往 h返
（二）分配高差闭合差
1、计算高差闭合差的容许值（tolerance）
对于四等水准测量：
fh容 20 L 适用于平原区 fh容 6 n 适用于山区
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 。
6章高程控制测量-四等水准
视线长度不超过75m。观测顺序应为后一前一前一后 . 后一前一前一后
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三、四等水准测量
(1)、 (1)、视距计算
准测量，不得超过3m。 准测量，不得超过3m。 3m 测站上的计算和检核 对于四等水准测量，前后视距差不得超过5m； 对于四等水准测量，前后视距差不得超过5m；对于三等水 5m
(3)、 (3)、高差的计算和检核
对于四等水准测量，黑、红面高差之差不得超过5mm；对于 对于四等水准测量， 红面高差之差不得超过5mm； 5mm 三等水准测量，不得超过3mm。 三等水准测量，不得超过3mm。 3mm
(4)、 (4)、计算平均高差
8
四等水准测量记录表
复习课& 复习课&习题课
重点
国家高程控制网
国家高程控制网是用精 国家高程控制网是用精 密水准测量方法建立的， 密水准测量方法建立的， 方法建立的 所以又称国家水准网。 所以又称国家水准网。 国家水准网的布设也是 采用从整体到局部 整体到局部， 采用从整体到局部，由 高级到低级， 高级到低级，分级布设 逐级控制的原则。 逐级控制的原则。国家 水准网分为一 水准网分为一、二、三、 个等级。 四，4个等级。
5
水准测量主要技术要求
结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度、 注 ：① 结点之间或结点与高级点之间 ，其路线的长度 、不应大于表中规 定的0 为往返测段，附合或环线的水准路线长度（ 定的0.7倍；② L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测 6 站数。 站数。
三、四等水准测量
视线长度不超过100m。每一测站上，按下列顺序进 视线长度不超过100 每一测站上， 行观测： 行观测： 后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. （1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. 后视水准尺的红面 读中丝读数. 红面， （2）后视水准尺的红面，读中丝读数. 前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. （3）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. 前视水准尺的红面 读中丝读数。 红面， （4）前视水准尺的红面，读中丝读数。 以上的观测顺序称为后一后一前一前 后一后一前一前， 以上的观测顺序称为后一后一前一前，在后视和前 视读数时，均先读黑面再读红面， 视读数时，均先读黑面再读红面，读黑面时读三丝 读数，读红面时只读中丝读数。 读数，读红面时只读中丝读数。
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一个测站上的计算与检核
? 4.同一水准尺黑、红尺面读数差 后视尺黑、红尺面读数差=后黑中+k-后红中 前视尺黑、红尺面读数差=前黑中+k-前红中 要求：三等≤ 2mm，四等≤ 3mm
? 5.高差计算 黑尺面求得的高差=后黑中-前黑中 红尺面求得的高差=后红中-前红中
一个测站上的计算与检核
? 6.黑红面所测高差之差 高差之差=h黑-（h红±0.100） 要求：三等≤3mm，四等≤ 5mm
? 7.平均高差 = [h黑+（h红±0.100）]/2
? 8.水准路线总长L=∑后视距+ ∑前视距
四 等 水 准 测 量 的 记 录 表
一个测站上的检核
? 检验： ? 1.视距部分
∑后视距- ∑前视距=末站视距累积差 ? 2.高差部分
红黑尺面后视总和-红黑尺面前视总和 = ∑ h黑+ ∑ h红=2 ∑平均高差 =2 ∑平均高差±0.100
（13）
（9）
（10）
后-前 （15） （16） （17）
（11）
（12）
2.837
0.381
后尺2# 2.661
7.45
2.489
0.058
前尺1# 0.22
4.908
后-前
高差 中数 （m）
（18）
备注
已知水准点 BM1的高程 =30.867m。 尺1# 的K=4.687 尺2# 的K=4.787
之差
3.0mm
往返较差符 合或闭合闭
合差
±12 L mm
5.0mm ±20 Lmm
一个测站上的观测顺序
? 简称：为后→前→前→后 ? 后尺（黑面）—前尺（黑面）—前尺（红
面）—后尺（红面） ? 后视黑面，读取下、上丝读数、中丝读数； ? 前视黑面，读取下、上丝读数、中丝读数； ? 前视红面，读取中丝读数； ? 后视红面，读取中丝读数；
一个测站上的计算与检核
? 1．视距计算 后视距离=[后尺下丝读数 -后尺上丝读数 ]*100 前视距离=[前尺下丝读数 -前尺上丝读数 ]*100
? 2.前、后视的距离差 =[后视距离 -前视距离 ] 要求：三等≤ 3m，四等≤ 5m
? 3、前、后视距累积差 Σd=前站前、后视距累积差 + 本站前、后视的距离差 要求：三等≤ 6m，四等≤ 10m
作业：四等水准计算
测点 编号
BM1 |
TP1
后 下丝（m） 前 下丝（m）
中丝（m）
方向 及
尺号
K+黑 黑面（m） 红面（m） -红（mm）
视距差（m） 累加差（m）
（1）
（4）
后尺1# （3） （8）
（14）
（2）
（5）
前尺2# （6） （7）
四等水准测量
四等水准测量的技术要求
等 仪器 前后视 黑红面 级 类型 距之差 读数差
视线 长度
视线 高度
前后视 距
差累计
黑红面所 测高差之差
三 DS3 ≤3.0m 2.0mm ≤75m 0.3m ≤6.0m
3.0mm
四 DS3 ≤5.0m 3.0mm ≤100m 0.2m ≤10.0m
5.0mm
检测间 隙高差
2.548
TP1
2.138
|
BM2
1.284 0.871
后尺1# 前尺2# 后-前
2.338 1.076
7.028 5.864