普通水准测量

普通水准测量

普通水准测量是指国家等级控制以下的水准测量，又称等外水准测量，常用于局部地区大比例尺地形图测绘的图根高程控制或一般工程施工的高程测量。

2．3．1 水准点和水准路线

一、水准点

用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点，常以BM表示。

二、水准路线

水准路线一般有以下三种形式：

1．附合水准路线

如图2-14所示，从已知水准点BM1出发，经各待定高程点逐站进行水准测量，最后附合到另一已知水准点BM2上，称为附合水准路线。

2．闭合水准路线

如图2-15所示，从已知水准点BM5出发，经各待定高程点逐站进行水准测量，最后返回到已知水准点BM5上，称为闭合水准路线。

3．支水准路线

若从已知水准点出发，经各待定高程点逐站进行水准测量，既不附合到另一已知水准点，也不返回原已知水准点，称为支水准路线 (图2-16)。

附合路线和闭合路线能对测量成果进行有效的检核，而支水准路线必须进行往返观测，否则不能保证测量成果的可靠性。

2．3．2 水准测量的外业

水准测量的外业包括现场的观测、记录和必要的检核。

一、观测与记录

如图2－17所示。A为已知水准点，高程为36.565m，为测定未知点1、2的高程，布设一条闭合水准路线，分为3个测段，计5个测站。

施测时，首先安置水准仪于测站Ⅰ，以A为测站Ⅰ的后视点，在路线前进方向与后视距离大致相等处，选择转点TP1，作为测站Ⅰ的前视点。所谓转点是临时设置，用于传递高程的点。在A点和TP1点上各立一水准尺。仪器粗略整平后，先后对后视尺和前视尺照准、读数。计算A至TP1点的高差h1＝a1－b1，将结果记入高差栏内。

表2-1 水准测量手簿

测站测点水准尺读数/m 高差 /m 高程

/m 备注

后视(a) 前视(b) + －

Ⅰ A

TP1

2.305 0.875 1.430 36.565

Ⅱ TP1

1

1.526 1.982 0.456

Ⅲ 1 0.936 2.182 ?1.246

2

0.725 2.024 1.299

Ⅳ 2

TP2

2.020 ?0.468 1.552 36.565

Ⅴ TP2

A

检核[] 7.512 ?7.531 2.982 3.001

检核无误后，将仪器搬至测站2，TP1点原地不动，变为测站2的后视尺，而将A点的标尺移至待定点1，作为测站2的前视尺，然后进行与测站1相同的观测和记录，再按同样的作业程序，依次经待定点1、2和转点TP2返回水准点A。

二、检核

1．测站检核

每一测站都应进行必要的测站检核，检核通过后，方能搬站。常用的检核方法有变仪高法和双面尺法两种：

(1) 变仪高法

变仪高法是在同一测站上，第一次高差测定后，重新安置仪器，使仪器高度的改变量大于10cm，再进行第二次高差测定。两次测得的高差之差值若不超过容许值 (如普通水准测量为5mm，则符合要求，取两次高差的平均值作为该测站的观测高差，否则应返工重测。

(2) 双面尺法

双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过容许值 (如普通水准测量为 5mm)，则取其平均值作为该测站的高差。否则需要重测。

2．计算检核

为保证高差计算的正确性，应在每页记录的下方进行计算检核：

[h]＝[a]－[b] (2-7)

若成立，说明计算无误。

2．3．3 水准测量的内业

水准测量的内业即计算路线的高差闭合差，如其符合要求则予以调整，最终推算出待定

点的高程。其步骤为：

1、高差闭合差的计算与检核

终端水准点的已知高程，和经水准路线观测、推算的高程之差值称为高差闭合差。

a.附合水准路线高差闭合差f h为：

f h＝∑h测-(H终-H始) (2-8)

b.闭合水准路线高差闭合差为：

f h＝∑h测(2-9)

为了检查高差闭合差是否符合要求，还应计算高差闭合差的容许值（即其限差）。一般水准测量该容许值规定为

平地f h容＝mm

山地f h容＝mm (2-11)

式中，L―水准路线全长，以km为单位；n―路线测站总数。

2、高差闭合差的调整

若高差闭合差小于容许值，说明观测成果符合要求，但应进行调整。

方法是将高差闭合差反符号，按与测段的长度(平地)或测站数(山地)成正比，即依下式计算各测段的高差改正数，加入到测段的高差观测值中：

⊿h i= -(平地)

⊿h i= -(山地)

式中，∑L―路线总长；l i―第i测段长度 (km) (i＝1、2、3．．．)；

∑N―测站总数；n i―第i测段测站数。

3、计算待定点的高程

将高差观测值加上改正数即得各测段改正后高差。据此，即可依次推算各待定点的高程（上例计算结果列入表2-2之第6、7栏）。

如上所述，闭合水准路线的计算方法除高差闭合差的计算有所区别而外，其余与附合路线的计算完全相同。

4、符合水准路线算例

a.将已知数据填入表2-2之第1、2、3、4栏。

b.计算高差闭合差：

f h＝－ () ＝8.847－(48.646－39.833)＝+ 0.034m

c.计算高差闭合差的容许值：

f h容＝＝= 54mm＞34mm

计算的高差闭合差及其容许值填于表2-2下方的辅助计算栏。

d. 计算高差改正数

上例中，以测站数成正比计算第一测段的高差改正数为：

⊿=－14mm

同法算得其余各测段的高差改正数分别为－5、－7、－8mm，依次列入表2-2中第5栏。

e. 计算改正后高差

将高差观测值加上改正数即得各测段改正后高差。计算结果列入表2-2之第6、栏。

f.计算待定点的高程

根据起始点高程及改正后高差即可依次推算各待定点的高程（上例计算结果列入表2-2之第7栏）。

表2-2 附合水准路线计算