二等水准测量操作及数据处理.ppt共38页
二等水准测量方法与步骤
二等水准测量方法与步骤一、二等水准测量的方法1.直接高程测量法：利用水准仪测量地面上两个或多个点的高程差异，然后根据高程差值确定地面上的高程。
2.差测法：通过测量高程差异点与参考点的高程差异，来确定测区域内其他点的高程。
3.内插法：使用已知高程点的高程值和其位置之间建立的高程变化模型，通过测量其他未知高程点与已知高程点之间的距离和角度，来计算未知点的高程。
二、二等水准测量的步骤1.设计测量路线：根据需要测量的范围和准确度要求，选择合适的测量路线。
通常采用闭合回路或控制线路的设计。
2.建立测量控制网：在测量路线上布设各个测点，并记录其标高和坐标。
控制网中应包含起点、终点、定位点和过渡点等。
3.设置基准点：在测量路线的起点设置一个基准点，以该点的高程作为整个测量工作的基准。
4.仪器校准：对水准仪进行校准，包括调整仪器的水平方向和测量准度。
5.差值测量：在测量路线上选取若干控制点，通过测量其与基准点之间的高程差异，计算出这些控制点的高程值。
6.定位控制点：在测量路线上选取若干控制点，通过观测其与已知控制点之间的高程差异和水平角度，来确定这些控制点的坐标。
7.内插测量：在测量路线上选取若干测点，通常为需要测量的目标点，通过观测其与已知控制点之间的水平角度和垂直角度，来计算出这些测点的高程值。
8.数据处理：使用计算机软件对测量数据进行处理和校正，包括检查观测值的准确度、计算各个控制点和测点的高程值和坐标等。
9.结果分析：根据处理后的测量数据，分析测区域内的地形特征和高程差异，以及确定所需工程设计的要求。
10.编制成果图：将测量结果绘制成高程图或等高线图，作为工程设计和施工的参考。
11.定期监测：对已建成工程进行定期的水准测量，以确保工程的稳定性和安全性。
总结：二等水准测量是一项需要精密仪器和技术的工作，它能够准确测量地表的高程差异，为工程设计和施工提供重要的参考。
在进行二等水准测量时，需要经过设计测量路线、建立测量控制网、设置基准点、仪器校准、差值测量、定位控制点、内插测量、数据处理、结果分析、编制成果图和定期监测等步骤。
二等水准测量原理及水准仪操作讲解ppt课件
A、B两点间高差hAB为：
h AB
a
b
高差=后视读数-前视读数
待定点B高程HB为：
H H h
B
A
AB
5
2.视线高法水Biblioteka 视线前进方向a Hi
A
HA
（已知）
大地水准面
b B
HB
（待定）
水准仪的水平视线高程Hi:
Hi HA a
待定B点高程HB:
HB Hi b
6
三、转点与测站 在实际工作中常常会碰到以下等情况：
安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观 测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头 大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺 旋将水准仪器连接在三脚架上。
2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置圆水准
气泡居于圆指标圈之中。在整平过程中，气泡移动的方向与 大姆指运动的方向一致。
HB H A h
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转点：传递高程的临时立尺点。
如图中 TP1 、TP2等
测站：安置仪器的地方。
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水准仪操作方法
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电子水准仪
徕卡电子水准仪
索佳电子水准仪
以上两款电子水准仪为目前测量班组试用水平测量仪器
12
水准仪的操作
水准仪的使用： 水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、精平、瞄
准、读数五个步骤。 1. 安置
14
水准仪的操作
5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在用的基本是电
子水准仪，读数时直接按下测量键读取及记录（老水准仪） 电子水准仪直接按测量键，读数直接在显示器上显示。
注意：水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒； 在观测过程中，严禁触碰三脚架。
水准测量ⅡPPT课件
S
'' A
B
S
'' B
hAB
hA' B
i
(S
' A
S
' B
)
hAB
h'' AB
i
(
S
'' A
SB'' )
i
(S
'' A
hA'' B SB'' )
hA' B
(S
' A
S
' B
)
•
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第一种检验i角的方法
S
' A
S B'
S
' A
A
S
' B
S
'' A
i
(S
'' A
hA'' B SB'' )
1、符合水准路线
水准路线从已知水准点BM1（起始点）出发，沿着待定点进行水准测量， 最后测到已知水准点BM2（终点），这样的水准路线称为附合水准路线。
∑h理＝H终一H始 (2-4) 实测的高差与已知高差一般不可能完全相等，其差值称为高差闭合差fh:
f h h测 (2(H-5终) H起)
9
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1、视准轴与水准管轴不平行的误差 i角：视准轴与水准管轴在竖直面上投影的夹角
视准轴（CC） 水准管轴（LL）
水准管轴（LL）平行于视准轴（CC）
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向上倾斜i 角的符号为正
xa
二等水准测量方法与步骤
二等水准丈量方法与步调（1）从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。
路线长度为2000－3000m。
(2) 安顿水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下：往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后；（3）手薄记录和计算见表“二等水准丈量记录”中按表头的次序次序(1)－(8)、(9)一(10)为计算结果：后视距离(9)＝100×（(1)(2)) 前视距离(10)＝100×（(5)(6)）视距之差(11)＝(9)－(10) 视距累计差（12）＝上站（12）十本站（11）基辅分划差（13）＝（4）＋K －（7），(k＝30155或60655视标尺而定) （14）＝（3）＋K －（8）基天职划高差（15）＝（3）－（4），辅助分划高差（16）＝（8）－（7）高差之差（17）＝（14）－（13）＝（15）－（16）平均高差（18）＝{（15）＋（16）}/2 每站读数结束记录（1）－（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才干搬站。
(4) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准丈量的规定，线路高差闭合差的容许值±4。
水准丈量作业技术要求等级视线长度前后视距差m视距累计差m视线高m基辅差mm基辅高差之差mm检测间歇点高差之差mm水准路线测段往返测高差不符值仪器类型视距m二DS1,DS05<=50<=1<=3>0.3<=0.4<=0.6<=1±4注：K——测段、区段或路线长度，km；测自______至________ 20 年月日时间始______时______分末______时______ 分成像_____________ 温度____________云量______________ 风向风速_____________ 天气____________土质______________ 太阳方向测站编号后视下丝前视下丝方向及尺号标尺读数基＋K减辅注上丝上丝后距前距基天职划辅助分划视距差d视距差累计(1)(5)后(3)(8)(13)(2)(6)前(4)(7)(14)(9)(10)后－前(15)(16)(17)(11)(12)h(18)后（5）内业计算内业计算包含水准丈量的概算与平差计算。
二等水准测量方法与步骤
二等水准测量方法与步骤（1）从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。
路线长度为2000－3000m。
(2) 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下：往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后；（3）手薄记录和计算见表“二等水准测量记录”中按表头的次序次序(1)－(8)、(9)一(10)为计算结果：后视距离(9)＝100×（(1)-(2)) 前视距离(10)＝100×（(5)-(6)）视距之差(11)＝(9)－(10) 视距累计差（12）＝上站（12）十本站（11）基辅分划差（13）＝（4）＋K －（7），(k＝30155或60655视标尺而定) （14）＝（3）＋K －（8）基本分划高差（15）＝（3）－（4），辅助分划高差（16）＝（8）－（7）高差之差（17）＝（14）－（13）＝（15）－（16）平均高差（18）＝{（15）＋（16）}/2 每站读数结束记录（1）－（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才能搬站。
(4) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值±4。
水准测量作业技术要求注：K——测段、区段或路线长度，km；测自-______至________ 20 年月日时间始______时______分末______时______ 分成像_____________ 温度____________云量______________ 风向风速_____________ 天气____________（5）内业计算内业计算包括水准测量的概算与平差计算。
其概算包括水准尺每米长度误差改正；正常水准面不平行改正；重力异常改正（一般不作要求）；水准路线闭合差计算与闭合差分配；计算各水准点的概略高程。
二等水准测量方法与步骤
二等水准测量方法与步骤（1）从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。
路线长度为2000－3000m。
(2) 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下：往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后；（3）手薄记录和计算见表“二等水准测量记录”中按表头的次序次序(1)－(8)、(9)一(10)为计算结果：后视距离(9)＝100×（(1)-(2)) 前视距离(10)＝100×（(5)-(6)）视距之差(11)＝(9)－(10) 视距累计差（12）＝上站（12）十本站（11）基辅分划差（13）＝（4）＋K －（7），(k＝30155或60655视标尺而定) （14）＝（3）＋K －（8）基本分划高差（15）＝（3）－（4），辅助分划高差（16）＝（8）－（7）高差之差（17）＝（14）－（13）＝（15）－（16）平均高差（18）＝{（15）＋（16）}/2 每站读数结束记录（1）－（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才能搬站。
(4) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值±4。
水准测量作业技术要求注：K——测段、区段或路线长度，km；测自-______至________ 20 年月日时间始______时______分末______时______ 分成像_____________ 温度____________云量______________ 风向风速_____________ 天气____________（5）内业计算内业计算包括水准测量的概算与平差计算。
其概算包括水准尺每米长度误差改正；正常水准面不平行改正；重力异常改正（一般不作要求）；水准路线闭合差计算与闭合差分配；计算各水准点的概略高程。
二等水准测量方法与步骤
二等水准测量方法与步骤（1）从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。
路线长度为2000－3000m。
(2) 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下：往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后；（3）手薄记录和计算见表“二等水准测量记录”中按表头的次序次序(1)－(8)、(9)一(10)为计算结果：后视距离(9)＝100×（(1)-(2)) 前视距离(10)＝100×（(5)-(6)）视距之差(11)＝(9)－(10) 视距累计差（12）＝上站（12）十本站（11）基辅分划差（13）＝（4）＋K －（7），(k＝30155或60655视标尺而定) （14）＝（3）＋K －（8）基本分划高差（15）＝（3）－（4），辅助分划高差（16）＝（8）－（7）高差之差（17）＝（14）－（13）＝（15）－（16）平均高差（18）＝{（15）＋（16）}/2 每站读数结束记录（1）－（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才能搬站。
(4) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值±4。
水准测量作业技术要求注：K——测段、区段或路线长度，km；测自-______至________ 20 年月日时间始______时______分末______时______ 分成像_____________ 温度____________云量______________ 风向风速_____________ 天气____________（5）内业计算内业计算包括水准测量的概算与平差计算。
其概算包括水准尺每米长度误差改正；正常水准面不平行改正；重力异常改正（一般不作要求）；水准路线闭合差计算与闭合差分配；计算各水准点的概略高程。
二等水准测量原理及水准仪操作讲解
水准仪的操作
5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在用的基本是电 子水准仪，读数时直接按下测量键读取及记录（老水准仪）
电子水准仪直接按测量键，读数直接在显示器上显示。
注意：水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒； 在观测过程中，严禁触碰三脚架。
二等水准测量原理及水准仪操作讲解
学习目标
理解在建筑工程测量及地铁沉降监测中 被广泛应用的视线高测量方法,转点和测 站的含义 掌握水准测量的原理 熟练操作水准仪与规范,填写记录手册
水准测量原理
一、水准测量原理
高程、高差概念，并理解水准测量原理（如图示）
前进方向
水平视线
b a A HA
（已知）
A、B两点间高差hAB为： 待定点B高程HB为：
h ab
AB
高差=后视读数-前视读数
H H h
B A
AB
2.视线高法
前进方向
水平视线
b a A HA
（已知）
B Hi HB
（待定）大地水准面来自水准仪的水平视线高程Hi:
Hi H A a
待定B点高程HB:
H B Hi b
三、转点与测站 在实际工作中常常会碰到以下等情况：
B
b a
A
原因:两点地势起伏较大
视距长>150m
a
A
B
b
原因:两点相距较远
解决方法:
在两点间设转点,安置多次仪器,进行连 续观测。如图示
不难看出：
各测站所得高差：
h1 a1 b1 h2 a2 b2 …… hn an bn
hAB h (a1 b1 ) (a2 b2 ) (an bn ) a b
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500km左右
只设于一等水准路 线
40 km左右；经济发达 交叉处 、城市附近、 地20—30km；荒漠地区 坚固岩层中
60 km左右
4—8km；经济发达 高程变换点附近 、
地区2—4km；荒漠 隧道两端 、标尺点
地区10km左右
附近
3、二等水准测量选定水准路线原则
应尽量沿坡度较小的公路、大路进行； 应尽量避免通过大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障
二等水准测量的施测及数据处理
单 位：铁四院工勘院 姓 名：邹文静 时 间：2019年01月10日
内容摘要
随着高速铁路无碴轨道的兴起，对高程控制 测量又提出了新的要求：按照二等水准测量 进行施测。本报告结合郑西客运专线的精密 高程控制测量,重点围绕二等水准测量的施测 过程以及数据处理，其中包括：水准路线的 设计、网的布设、选点、埋石、观测过程、 限差、精度以及数据处理。
碍物； 应避开土质松软的地段和磁场较强的地段； 应避开人、车辆来往繁多的街道和大的火车站等；
4、郑西客运专线二等水准路线的布设原则
二等水准测量的线路基本沿铁路线路布设， 点的间距为2公里左右。对沿线的一、二等水 准点进行联测。以可靠、稳定的一等水准点 作为高程的起算点，构成附和水准路线，利 用二等水准点作为高程检查，水准点可以不 进行重力测量。
郑西线水准点的编号及命名：
水准点的编号为BSⅡ XXX （三位流水号）。 流水号自北向南，自西时，可在编号后加支点编号，如BSⅡ366-1
6、水准路线上的重力测量
水准路线上重力测量的原因：
由《应用大地测量学》中〈高程系统〉的相关理论知识 可知：两个相邻的水准面之间既不会相交也不会相切， 又由于两个水准面之间的位差是一个常数，重力加速度 g不为常数，所以两个水准面之间的高差dH将不为常数, 即：两个水准面之间是不平行的。因此用几何水准观测 所得的两点高差值随水准路线的不同而有差异，这就造 成了水准观测结果的多值性。当水准路线较长时，这种 差异在平原地区约为几厘米；在山区可达几米。二等水 准测量属于精密水准测量，为了减小这方面的影响，在 适当的条件下要求进行重力测量。
短期内将因修建而可能毁掉标石或有障碍物观测的 地点；
地形隐蔽不便观测的地点；
选设土中基本水准点的位置，应特别注意了解 地下水位的深度、地下有无孔洞和流沙、土质是否 坚实稳定等情况，确保标石稳定。每一个水准点选 定后，应设立一个注有点号、标石类型的点位标记， 并且填绘水准点之记，按规定绘制出水准路线图， 填绘接点接测图。
水准面：与重力方向成正交的曲面，该曲面上各点的重 力位相等。
7、重力测量的条件
高程大于4000m或水准点间的平均高差为150—250m 的地区，二等水准路线上每个水准点均应测定重力。
高差大于250m的测段，在地面倾斜变化处应加测重 力。
高程在1500—4000m之间或水准点间的平均高差为 50—150m的地区，二等水准路线上重力点间平均距 离应小于23km。
9、二等水准测量的埋石
填埋水准标石应根据冻土深度及土质状况决定： 在土壤不冻或冻土深度小于0.8m的地区，埋设混凝
土标石 ； 在冻土深度大于0.8米的地区，按有关规定选择埋石
类型； 在有坚硬岩层露头或在地面下不深于1.5m的地点，
可埋设岩层水准标石（包括基本水准标石和普通水 准标石）； 凡有坚固建筑物（房屋、纪念碑、塔、桥基等）和 坚固石崖处，可埋设岩层水准标石。
8、二等水准测量选定水准点原则
保证点位地基坚实稳定、安全僻静、并利于 标石的长期保存与观测。水准点应尽可能选 在机关、学校、公园附近
郑西线的选点原则： 高程路线尽量沿施工便道进行，水准点的选
点必须保证地基坚实稳定，不受施工影响， 利于标石的长期保存与观测。水准点离高速 铁路施工中线距离70---100米为宜。
不应选埋水准点的地方：
易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点；
易发生土崩、滑坡、沉陷、隆起等地面局部 变形的区域；
土堆、河堤、冲击层河岸及土质松软与地下 水位变化较大的地点（如油井、机井附近）；
距铁路50m、距公路30m（特殊情况可以酌情处理） 以内或其它受剧烈震动的地点；
不坚固或准备拆修的建筑物上；
目录
一、郑西客运专线精密高程测量的概况 二、二等水准测量的施测过程 三、二等水准测量的数据处理 四、总结
一、郑西客运专线精密高程测量的概况
1、郑西客运专线是西部大开发的标志性工程 之一，也是《中长期铁路网规划》中“四纵 四横”之一的徐州至兰州客运专线的重要组 成部分。专线自郑州车站引出，经河南省郑 州、洛阳、三门峡市和陕西省渭南、西安、 咸阳市，在咸阳西站与陇海线接轨。专线全 长484.5公里，其中河南省境内318.7公里， 陕西省境内165.8公里。
线路应该沿着坡度较小、交通运输比较方便的地段， 最好是沿公路、铁路、河流布设。 设计过程： 收集测区的有关资料 ； 在1：50万或1：100万的地图上设计二等水准路线 ； 确定设置水准标石的位置和标石的类型。
2、水准点布设密度
水准点的类型 间距
布设要求
基岩水准点 基本水准点 普通水准点
5、水准路线的命名及水准点编号
路线的命名：
水准路线以起止地名的简称定为线名，起止地名的顺序为 “起西止东”、“起北止南”。二等水准线路的等级以Ⅱ表 示。
水准点的编号：
基岩水准点=“地名”+“基岩点”+“数字顺序编号” 基本水准点= “数字顺序编号”+“基”+“上”或“下” 支线水准点=“支”+ “数字顺序编号”
2、铁道第四勘察设计院设计段：郑州---渑池 段，线路里程为168公里，我院对这段布设 了高程控制网，进行二等水准测量。全线所 埋设二等水准点80个,连测的国家一等水准点 5个，施测水准路线往返测的总长度522.85公 里。项目所经历时间为35天。
图1
二、二等水准测量的施测过程
1、二等水准路线的设计 设计原则：