工程水準測量基礎知識教案

1、水準測量基礎知識培訓教案第一節(jié) 水準測量原理及工程測量基礎概念、工程測量的重要性一、水準測量原理水準測量是利用水準儀提供的水平視線，借助于帶有分劃的水準尺，直接測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點高程和測得的高差，推算出未知點高程。ABabHAHBhABHi大地水準面前進方向圖2-1 水準測量原理如圖2-1所示， A、B兩點間高差hAB為 （2-1）設水準測量是由A向B進行的，則A點為后視點，A點尺上的讀數(shù)a稱為后視讀數(shù)；B點為前視點，B點尺上的讀數(shù)b稱為前視讀數(shù)。因此，高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。1 / 56鐵路線路的縱斷面測量設計就是把鐵路線路的各點中樁的高程測量出來，并繪制到一定比例

2、尺的圖上進行縱斷面的拉坡設計、豎曲線設計、設計高程計算等。在工程建設的設計、施工和管理各階段中進行測量工作的理論、方法和技術，稱為“工程測量”。工程測量是測繪科學與技術在國民經(jīng)濟和國防建設中的直接應用，是綜合性的應用測繪科學與技術。按工程建設的進行程序，工程測量可分為規(guī)劃設計階段的測量，施工興建階段的測量和竣工后的運營管理階段的測量。規(guī)劃設計階段的測量主要是提供地形資料。取得地形資料的方法是，在所建立的控制測量的基礎上進行地面測圖或航空攝影測量。施工興建階段的測量的主要任務是，按照設計要求在實地準確地標定建筑物各部分的平面位置和高程，作為施工與安裝的依據(jù)。 一般也要求先建立施工控制網(wǎng)，然后根據(jù)

3、工程的要求進行各種測量工作?？⒐ず蟮臓I運管理階段的測量，包括竣工測量以及為監(jiān)視工程安全狀況的變形觀測與維修養(yǎng)護等測量工作。按工程測量所服務的工程種類，也可分為建筑工程測量、線路測量、橋梁與隧道測量、礦山測量、城市測量和水利工程測量等。此外，還將用于大型設備的高精度定位和變形觀測稱為高精度工程測量；將攝影測量技術應用于工程建設稱為工程攝影測量。工程測量是直接為工程建設服務的，它的服務和應用范圍包括城建、地質、鐵路、交通、房地產(chǎn)管理、水利電力、能源、航天和國防等各種工程建設部門。無論是工程進程各階段的測量工作，還是不同工程的測量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測量平差理論選擇適當?shù)臏y量手段，并對測量成果

4、進行處理和分析，也就是說，測量數(shù)據(jù)處理也是工程測量的重要內容。在當代國民經(jīng)濟建設中，測量技術的應用十分廣泛。在很多工程建設中，從規(guī)劃、勘測、設計、施工及管理和運營階段等的決策和實施都需要有力的測繪技術保障。在研究地球自然和人文現(xiàn)象，解決人口、資源、環(huán)境和災害等社會可持續(xù)發(fā)展中的重大問題以及國民經(jīng)濟和國防建設的重大抉擇同樣需要測繪技術提供技術支撐和數(shù)據(jù)保障。二、計算未知點高程1高差法測得A、B兩點間高差hAB后，如果已知A點的高程HA，則B點的高程HB為： （2-2）這種直接利用高差計算未知點B高程的方法，稱為高差法。2視線高法如圖2-1所示，B點高程也可以通過水準儀的視線高程Hi來計算，即 （

5、2-3）這種利用儀器視線高程Hi計算未知點B點高程的方法，稱為視線高法。在施工測量中，有時安置一次儀器，需測定多個地面點的高程，采用視線高法就比較方便。第二節(jié) 水準測量的儀器和工具水準測量所使用的儀器為水準儀，工具有水準尺和尺墊。國產(chǎn)水準儀按其精度分，有DS05，DS1，DS3，DSZ2及DS10等幾種型號。05、1、3和10表示水準儀精度等級。 圖1 DSZ2自動安平水準儀一 、DSZ2型精密自動安平水準儀的構造DSZ2主要由望遠鏡、水準器及基座三部分組成。1望遠鏡望遠鏡是用來精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的。它主要由物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板組成。（1）十字絲分劃板 是為了瞄準

6、目標和讀數(shù)用的。上絲下絲中絲豎絲十字絲分劃板（2）物鏡和目鏡 物鏡和目鏡多采用復合透鏡組，目標AB經(jīng)過物鏡成像后形成一個倒立而縮小的實像ab，移動對光透鏡，可使不同距離的目標均能清晰地成像在十字絲平面上。再通過目鏡的作用，便可看清同時放大了的十字絲和目標影象ab。（3）視準軸 十字絲交點與物鏡光心的連線，稱為視準軸CC。視準軸的延長線即為視線，水準測量就是在視準軸水平時，用十字絲的中絲在水準尺上截取讀數(shù)的。2水準器（1）圓水準器 圓水準器裝在水準儀基座上，用于粗略整平。圓水準器頂面的玻璃內表面研磨成球面，球面的正中刻有圓圈，其圓心稱為圓水準器的零點。過零點的球面法線LL，稱為圓水準器軸。圓水準

7、器軸LL平行于儀器豎軸VV。氣泡LL圖2-7 圓水準器氣泡中心偏離零點2mm時豎軸所傾斜的角值，稱為圓水準器的分劃值，一般為810，精度較低。3基座基座的作用是支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三腳壓板構成。轉動腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。 二、水準尺和尺墊1水準尺水準尺是進行水準測量時與水準儀配合使用的標尺。常用的水準尺有塔尺和雙面尺兩種。（1）塔尺 是一種逐節(jié)縮小的組合尺，其長度為2m5m，有兩節(jié)或三節(jié)連接在一起，尺的底部為零點，尺面上黑白格相間，每格寬度為1cm，有的為0.5cm，在米和分米處有數(shù)字注記。（2）雙面水準尺 尺長為5m，兩根尺為一對。尺

8、的雙面均有刻劃，一面為黑白相間，稱為黑面尺（也稱主尺）；另一面為紅白相間，稱為紅面尺（也稱輔尺）。兩面的刻劃均為1cm，在分米處注有數(shù)字。2尺墊尺墊是由生鐵鑄成。一般為三角形板座，其下方有三個腳，可以踏入土中。尺墊上方有一突起的半球體，水準尺立于半球頂面。尺墊用于轉點處。第三節(jié) 水準儀的使用微傾式水準儀的基本操作程序為：安置儀器、粗略整平、瞄準水準尺、精確整平和讀數(shù)。一、安置儀器（1）在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調整架腿長度，再擰緊固定螺旋，張開三腳架將架腿踩實，并使三腳架架頭大致水平。（2）從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳架架頭上。二、粗略整平通過調節(jié)腳螺

9、旋使圓水準器氣泡居中。具體操作步驟如下。（1）如圖2-10所示，用兩手按箭頭所指的相對方向轉動腳螺旋1和2，使氣泡沿著1、2連線方向由a移至b。圖2-10 粗略整平（2）用左手按箭頭所指方向轉動腳螺旋3，使氣泡由b移至中心。整平時，氣泡移動的方向與左手大拇指旋轉腳螺旋時的移動方向一致，與右手大拇指旋轉腳螺旋時的移動方向相反。三、瞄準水準尺（1）目鏡調焦 松開制動螺旋，將望遠鏡轉向明亮的背景，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲成像清晰。（2）初步瞄準 通過望遠鏡筒上方的照門和準星瞄準水準尺，旋緊制動螺旋。（3）物鏡調焦 轉動物鏡對光螺旋，使水準尺的成像清晰。（4）精確瞄準 轉動微動螺旋，使十字絲的豎絲瞄

10、準水準尺邊緣或中央，如圖2-11所示。圖2-11 精確瞄準與讀數(shù)（5）消除視差 眼睛在目鏡端上下移動，有時可看見十字絲的中絲與水準尺影像之間相對移動，這種現(xiàn)象叫視差。產(chǎn)生視差的原因是水準尺的尺像與十字絲平面不重合，如圖2-12a所示。視差的存在將影響讀數(shù)的正確性，應予消除。消除視差的方法是仔細地轉動物鏡對光螺旋，直至尺像與十字絲平面重合，如圖2-12b所示。 a）存在視差 b）沒有視差圖2-12 視差現(xiàn)象四、精確整平精確整平簡稱精平。眼睛觀察水準氣泡觀察窗內的氣泡影像，用右手緩慢地轉動微傾螺旋，使氣泡兩端的影像嚴密吻合。此時視線即為水平視線。微傾螺旋的轉動方向與左側半氣泡影像的移動方向一致，如

11、圖2-13所示。圖2-13 精確整平五、讀數(shù)符合水準器氣泡居中后，應立即用十字絲中絲在水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)時應從小數(shù)向大數(shù)讀，如果從望遠鏡中看到的水準尺影像是倒像，在尺上應從上到下讀取。直接讀取米、分米和厘米，并估讀出毫米，共四位數(shù)。如圖2-11所示，讀數(shù)是1.336m。讀數(shù)后再檢查符合水準器氣泡是否居中，若不居中，應再次精平，重新讀數(shù)。第四節(jié) 水準測量的方法一、水準點用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點，記為BM(Bench Mark)。水準點有永久性水準點和臨時性水準點兩種。（1）永久性水準點 國家等級永久性水準點，如圖2-14所示。有些永久性水準點的金屬標志也可鑲嵌在穩(wěn)定的墻角上，

12、稱為墻上水準點，如圖2-15所示。建筑工地上的永久性水準點，其形式如圖2-16a所示。 圖2-14 國家等級水準點圖2-15 墻上水準點（2）臨時性水準點 臨時性的水準點可用地面上突出的堅硬巖石或用大木樁打入地下，樁頂釘以半球狀鐵釘，作為水準點的標志，如圖2-16b所示。圖2-16 建筑工程水準點a）永久性水準點 b）臨時性水準點二、水準路線及成果檢核在水準點間進行水準測量所經(jīng)過的路線，稱為水準路線。相鄰兩水準點間的路線稱為測段。在一般的工程測量中，水準路線布設形式主要有以下三種形式。1附合水準路線（1）附合水準路線的布設方法 如圖2-17所示，從已知高程的水準點BM.A出發(fā)，沿待定高程的水準

13、點1、2、3進行水準測量，最后附合到另一已知高程的水準點BM.B所構成的水準路線，稱為附合水準路線。BMABMBh1h2h3h4123圖2-17 附合水準路線（2）成果檢核 從理論上講，附合水準路線各測段高差代數(shù)和應等于兩個已知高程的水準點之間的高差，即各測段高差代數(shù)和與其理論值的差值，稱為高差閉合差，即 （2-5）2閉合水準路線（1）閉合水準路線的布設方法 如圖2-18所示，從已知高程的水準點BM.A出發(fā)，沿各待定高程的水準點1、2、3、4進行水準測量，最后又回到原出發(fā)點BM.A的環(huán)形路線，稱為閉合水準路線。BMAh1h2h3h4h51234圖2-18 閉合水準路線（2）成果檢核 從理論上講

14、，閉合水準路線各測段高差代數(shù)和應等于零，即如果不等于零，則高差閉合差為： （2-6）3支水準路線（1）支水準路線的布設方法 如圖2-19所示，從已知高程的水準點BM.A出發(fā)，沿待定高程的水準點1進行水準測量，這種既不閉合又不附合的水準路線，稱為支水準路線。支水準路線要進行往返測量，以資檢核。BMA1hfhb圖2-19 支水準路線（2）成果檢核 從理論上講，支水準路線往測高差與返測高差的代數(shù)和應等于零。如果不等于零，則高差閉合差為： （2-7）各種路線形式的水準測量，其高差閉合差均不應超過容許值，否則即認為觀測結果不符合要求。三、水準測量的施測方法轉點用TP(Turning Point)表示，在

15、水準測量中它們起傳遞高程的作用。如圖2-20所示，已知水準點BM.A的高程為HA，現(xiàn)欲測定B點的高程HB。AHABHBhAB大地水準面D1000mTP1TP4TP3h1TP2進行方向h22.3120.4502.4240.5582.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5圖2-20 水準測量的施測1觀測與記錄表2-1 水準測量手簿測站測點水準尺讀數(shù)/m高差/m高程/m備注后視讀數(shù)前視讀數(shù)+12345671BM.A1.4530.580132.815TP.10.8732TP

16、.12.5320.770TP.21.7623TP.21.3721.337TP.30.0354TP.30.8740.929TP.41.8035TP.41.0200.564B1.584134.009計算檢核7.2516.0572.6871.493ab=1.194h=1.194hAB=HBHA=1.1942計算與計算檢核（1）計算 每一測站都可測得前、后視兩點的高差，即將上述各式相加，得則B點高程為：（2）計算檢核 為了保證記錄表中數(shù)據(jù)的正確，應對后視讀數(shù)總和減前視讀數(shù)總和、高差總和、B點高程與A點高程之差進行檢核，這三個數(shù)字應相等。3水準測量的測站檢核（1）變動儀器高法 是在同一個測站上用兩次不同

17、的儀器高度，測得兩次高差進行檢核。要求：改變儀器高度應大于10cm，兩次所測高差之差不超過容許值（例如等外水準測量容許值為±6mm），取其平均值作為該測站最后結果，否則須要重測。（2）雙面尺法 分別對雙面水準尺的黑面和紅面進行觀測。利用前、后視的黑面和紅面讀數(shù)，分別算出兩個高差。如果不符值不超過規(guī)定的限差（例如四等水準測量容許值為±5mm），取其平均值作為該測站最后結果，否則須要重測。第五節(jié) 水準測量的成果計算一、附合水準路線的計算例2-1 圖2-21是一附合水準路線等外水準測量示意圖，A、B為已知高程的水準點，1、2、3為待定高程的水準點，h1、h2、h3和h4為各測段觀

18、測高差，n1、n2、n3和n4為各測段測站數(shù)，L1、L2、L3和L4為各測段長度?，F(xiàn)已知HA65.376m，HB68.623m，各測段站數(shù)、長度及高差均注于圖2-21中。h11.575mh22.036mh31.742mh41.446mn18L11.0kmn212L21.2kmn314L31.4kmn416L42.2kmBMA123BMB圖2-21 附合水準路線示意圖1填寫觀測數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)將點號、測段長度、測站數(shù)、觀測高差及已知水準點A、B的高程填入附合水準路線成果計算表2-6中有關各欄內。 表2-6 水準測量成果計算表點號距離/km測站數(shù)實測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點號備注

19、123456789BM.A1.081.575121.56365.376BM.A166.93911.2122.036142.022268.96121.4141.742161.758367.20332.2161.446261.420BM.B68.623BM.B5.8503.315683.247輔助計算 |Wh|<|Whp|2計算高差閉合差根據(jù)附合水準路線的測站數(shù)及路線長度計算每公里測站數(shù)（站/km）16（站/km）故高差閉合差容許值采用平地公式計算。等外水準測量平地高差閉合差容許值Whp的計算公式為： 因|fh|<|fhp|，說明觀測成果精度符合要求，可對高差閉合差進行調整。如果|fh

20、|fhp|，說明觀測成果不符合要求，必須重新測量。3調整高差閉合差高差閉合差調整的原則和方法，是按與測站數(shù)或測段長度成正比例的原則，將高差閉合差反號分配到各相應測段的高差上，得改正后高差，即 或 （2-8）式中 vi第i測段的高差改正數(shù)（mm）； 、水準路線總測站數(shù)與總長度； ni、Li第i測段的測站數(shù)與測段長度。本例中，各測段改正數(shù)為：計算檢核： 將各測段高差改正數(shù)填入表2-6中第5欄內。4計算各測段改正后高差各測段改正后高差等于各測段觀測高差加上相應的改正數(shù)，既 （2-9）式中 第i段的改正后高差（m）。本例中，各測段改正后高差為：計算檢核： 將各測段改正后高差填入表2-6中第6欄內。5計

21、算待定點高程根據(jù)已知水準點A的高程和各測段改正后高差，即可依次推算出各待定點的高程，即計算檢核： 最后推算出的B點高程應與已知的B點高程相等，以此作為計算檢核。將推算出各待定點的高程填入表2-6中第7欄內。二、閉合水準路線成果計算閉合水準路線成果計算的步驟與附合水準路線相同。三、支線水準路線的計算例2-2 圖2-22是一支線水準路線等外水準測量示意圖，A為已知高程的水準點，其高程HA為45.276m，1點為待定高程的水準點，hf和hf為往返測量的觀測高差。nf和nb為往、返測的測站數(shù)共16站，則1點的高程計算如下。hf2.532mhb2.520mBMA1圖2-22 支線水準路線示意圖1計算高差

22、閉合2計算高差容許閉合差測站數(shù)：因|fh|fhp|，故精確度符合要求。3計算改正后高差取往測和返測的高差絕對值的平均值作為A和1兩點間的高差，其符號和往測高差符號相同，即4計算待定點高程第六節(jié) 微傾式水準儀的檢驗與校正一、水準儀應滿足的幾何條件根據(jù)水準測量的原理，水準儀必須能提供一條水平的視線，它才能正確地測出兩點間的高差。為此，水準儀在結構上應滿足如圖2-23所示的條件。圖2-23 水準儀的軸線（1）圓水準器軸LL應平行于儀器的豎軸VV；（2）十字絲的中絲應垂直于儀器的豎軸VV；（3）水準管軸LL 應平行于視準軸CC 。水準儀應滿足上述各項條件，在水準測量之前，應對水準儀進行認真的檢驗與校正

23、。二、水準儀的檢驗與校正1圓水準器軸LL平行于儀器的豎軸VV的檢驗與校正（1）檢驗方法 旋轉腳螺旋使圓水準器氣泡居中，然后將儀器繞豎軸旋轉180，如果氣泡仍居中，則表示該幾何條件滿足；如果氣泡偏出分劃圈外，則需要校正。 （2）校正方法 校正時，先調整腳螺旋，使氣泡向零點方向移動偏離值的一半，此時豎軸處于鉛垂位置。然后，稍旋松圓水準器底部的固定螺釘，用校正針撥動三個校正螺釘，使氣泡居中，這時圓水準器軸平行于儀器豎軸且處于鉛垂位置。圓水準器校正螺釘?shù)慕Y構如圖2-25 所示。此項校正，需反復進行，直至儀器旋轉到任何位置時，圓水準器氣泡皆居中為止。最后旋緊固定螺釘。2十字絲中絲垂直于儀器的豎軸的檢驗與

24、校正（1）檢驗方法 安置水準儀，使圓水準器的氣泡嚴格居中后，先用十字絲交點瞄準某一明顯的點狀目標M，如圖2-26a所示，然后旋緊制動螺旋，轉動微動螺旋，如果目標點M不離開中絲，如圖2-26b所示，則表示中絲垂直于儀器的豎軸；如果目標點M離開中絲，如圖2-26c所示，則需要校正。MMM(a)(b)(c)圖2-26 十字絲中絲垂直于儀器的豎軸的檢驗（2）校正方法 松開十字絲分劃板座的固定螺釘轉動十字絲分劃板座，使中絲一端對準目標點M，再將固定螺釘擰緊。此項校正也需反復進行。3水準管軸平行于視準軸的檢驗與校正（1）檢驗方法 如圖2-28所示，在較平坦的地面上選擇相距約80m的A、B兩點，打下木樁或放

25、置尺墊。用皮尺丈量，定出AB的中間點C。1）在C點處安置水準儀，用變動儀器高法，連續(xù)兩次測出A、B兩點的高差，若兩次測定的高差之差不超過3mm，則取兩次高差的平均值hAB作為最后結果。由于距離相等，視準軸與水準管軸不平行所產(chǎn)生的前、后視讀數(shù)誤差x1相等，故高差hAB不受視準軸誤差的影響。a1b1x1x1iiABCABia2b2a2xD圖2-28 水準管軸平行于視準軸的檢驗2）在離B點大約3m左右的D點處安置水準儀，精平后讀得B點尺上的讀數(shù)為b2，因水準儀離B點很近，兩軸不平行引起的讀數(shù)誤差x2可忽略不計。根據(jù)b2和高差hAB算出A點尺上視線水平時的應讀讀數(shù)為：然后，瞄準A點水準尺，讀出中絲的讀

26、數(shù)a2，如果a2與a2相等，表示兩軸平行。否則存在角，其角值為： （2-10）式中 DABA、B兩點間的水平距離（m）；i視準軸與水準管軸的夾角（）；一弧度的秒值，=206 265。對于DS3型水準儀來說，角值不得大于20，如果超限，則需要校正。（2）校正方法 轉動微傾螺旋，使十字絲的中絲對準A點尺上應讀讀數(shù)a2，用校正針先撥松水準管一端左、右校正螺釘，如圖2-29所示，再撥動上、下兩個校正螺釘，使偏離的氣泡重新居中，最后要將校正螺釘旋緊。此項校正工作需反復進行，直至達到要求為止。圖2-29 水準管的校正第七節(jié) 水準測量誤差與注意事項一、儀器誤差1、水準管軸與視準軸不平行誤差水準管軸與視準軸不

27、平行，雖然經(jīng)過校正，仍然可存在少量的殘余誤差。這種誤差的影響與距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除此項誤差對測量結果的影響。2、水準尺誤差由于水準尺刻劃不準確、尺長變化、彎曲等原因，會影響水準測量的精度。因此，水準尺要經(jīng)過檢核才能使用。二、觀測誤差1水準管氣泡的居中誤差由于氣泡居中存在誤差，致使視線偏離水平位置，從而帶來讀數(shù)誤差。為減小此誤差的影響，每次讀數(shù)時，都要使水準管氣泡嚴格居中。2估讀水準尺的誤差水準尺估讀毫米數(shù)的誤差大小與望遠鏡的放大倍率以及視線長度有關。在測量作業(yè)中，應遵循不同等級的水準測量對望遠鏡放大倍率和最大視線長度的規(guī)定，以保證估讀精度。3視差的影響誤差當存

28、在視差時，由于十字絲平面與水準尺影像不重合，若眼睛的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，而產(chǎn)生讀數(shù)誤差。因此，觀測時要仔細調焦，嚴格消除視差。4水準尺傾斜的影響誤差水準尺傾斜，將使尺上讀數(shù)增大，從而帶來誤差。如水準尺傾斜330，在水準尺上1m處讀數(shù)時，將產(chǎn)生2mm的誤差。為了減少這種誤差的影響，水準尺必須扶直。三、外界條件的影響誤差1水準儀下沉誤差由于水準儀下沉，使視線降低，而引起高差誤差。如采用“后、前、前、后”的觀測程序，可減弱其影響。2尺墊下沉誤差如果在轉點發(fā)生尺墊下沉，將使下一站的后視讀數(shù)增加，也將引起高差的誤差。采用往返觀測的方法，取成果的中數(shù)，可減弱其影響。為了防止水準儀和尺墊下沉，測站和

29、轉點應選在土質實處，并踩實三腳架和尺墊，使其穩(wěn)定。3地球曲率及大氣折光的影響大地水準面BAbababaHAHB圖2-30 地球曲率及大氣折光的影響如圖2-30所示，A、B為地面上兩點，大地水準面是一個曲面，如果水準儀的視線ab平行于大地水準面，則A、B兩點的正確高差為：但是，水平視線在水準尺上的讀數(shù)分別為a、b。a、a之差與b、b之差，就是地球曲率對讀數(shù)的影響，用c表示。由式（1-12）知： （2-11）式中 D水準儀到水準尺的距離（km）； R地球的平均半徑，R=6 371km。由于大氣折光的影響，視線是一條曲線，在水準尺上的讀數(shù)分別為a、b。a、a之差與b、b之差，就是大氣折光對讀數(shù)的影響

30、，用r表示。在穩(wěn)定的氣象條件下，r約為c的1/7，即 （2-12）地球曲率和大氣折光的共同影響為： （2-13）地球曲率和大氣折光的影響，可采用使前、后視距離相等的方法來消除。4、溫度的影響誤差溫度的變化不僅會引起大氣折光的變化，而且當烈日照射水準管時，由于水準管本身和管內液體溫度的升高，氣泡向著溫度高的方向移動，從而影響了水準管軸的水平，產(chǎn)生了氣泡居中誤差。所以，測量中應隨時注意為儀器打傘遮陽。第八章 豎曲線設計與設計高程計算在縱坡變坡點處，考慮視距要求和行車的平穩(wěn)，設置豎曲線予以緩和。一、豎曲線的基本要素i'ii2i1 圖2-41、變坡角：i= i1- i2 i1，i2帶符號，上坡

31、時為“+”，小坡為“-” i為“+”時凸形曲線i為“-”時凹形曲線 當 i2%時應設豎曲線2、半徑R：盡量采用大半徑 采用50M的倍數(shù) R最小=500M3、切線長：T=T1=T2=L/2=R*i/24、曲線長：L= R*i=2T 最小長度不小于該公路的計算行車速度5、外距： E=T2 /2R6、距起點X處的標高 Y=X2 /2R 設計時 凸形：設計高=切線高-Y 凹形：設計高=切線高+Y 圖2-5第九章 精密水準儀、自動安平水準儀和電子水準儀一、精密水準儀簡介1精密水準儀精密水準儀與一般水準儀比較，其特點是能夠精密地整平視線和精確地讀取讀數(shù)。為此，在結構上應滿足：（1）水準器具有較高的靈敏度。

32、如DS1水準儀的管水準器值為10/2mm。（2）望遠鏡具有良好的光學性能。如DS1水準儀望遠鏡的放大倍數(shù)為38倍，望遠鏡的有效孔徑47mm，視場亮度較高。十字絲的中絲刻成楔形，能較精確地瞄準水準尺的分劃。（3）具有光學測微器裝置?？芍苯幼x取水準尺一個分格（1cm或0.5cm）的1/100單位（0.1mm或0.05mm），提高讀數(shù)精度。（4）視準軸與水準軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定。精密水準儀均采用鋼構件，并且密封起來，受溫度變化影響小。2精密水準尺精密水準儀必須配有精密水準尺。這種尺一般是在木質尺身的槽內，安有一根因瓦合金帶。帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準尺須與精密水準儀配套使用。精密水準尺上

33、的分劃注記形式一般有兩種：一種是尺身上刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃，左邊為輔助分劃。基本分劃的注記從零開始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)K開始，K稱為基輔差。 另一種是尺身上兩排均為基本劃分，其最小分劃為10mm，但彼此錯開5mm。尺身一側注記米數(shù)，另一種側注記分米數(shù)。尺身標有大、小三角形，小三角形表示半分米處，大三角形表示分米的起始線。這種水準尺上的注記數(shù)字比實際長度增大了一倍，即5cm注記為1dm。因此使用這種水準尺進行測量時，要將觀測高差除以2才是實際高差。3精密水準儀的操作方法精密水準儀的操作方法與一般水準儀基本相同，只是讀數(shù)方法有些差異。在水準儀精平后，十字絲中絲往往不恰好對準水準尺

34、上某一整分劃線，這時就要轉動測微輪使視線上、下平行移動，十字絲的楔形絲正好夾住一個整分劃線，被夾住的分劃線讀數(shù)為m、dm、cm。此時視線上下平移的距離則由測微器讀數(shù)窗中讀出mm。實際讀數(shù)為全部讀數(shù)的一半。二、自動安平水準儀自動安平水準儀與微傾式水準儀的區(qū)別在于：自動安平水準儀沒有水準管和微傾螺旋，而是在望遠鏡的光學系統(tǒng)中裝置了補償器。1視線自動安平的原理當圓水準器氣泡居中后，視準軸仍存在一個微小傾角，在望遠鏡的光路上安置一補償器，使通過物鏡光心的水平光線經(jīng)過補償器后偏轉一個角，仍能通過十字絲交點，這樣十字絲交點上讀出的水準尺讀數(shù)，即為視線水平時應該讀出的水準尺讀數(shù)。由于無需精平，這樣不僅可以縮

35、短水準測量的觀測時間，而且對于施工場地地面的微小震動、松軟土地的儀器下沉以及大風吹刮等原因，引起的視線微小傾斜，能迅速自動安平儀器，從而提高了水準測量的觀測精度。2自動安平水準儀的使用使用自動安平水準儀時，首先將圓水準器氣泡居中，然后瞄準水準尺，等待24秒后，即可進行讀數(shù)。有的自動安平水準儀配有一個補償器檢查按鈕，每次讀數(shù)前按一下該按鈕，確認補償器能正常作用再讀數(shù)。三、電子水準儀簡介電子水準儀的主要優(yōu)點是：（1）操作簡捷，自動觀測和記錄，并立即用數(shù)字顯示測量結果。（2）整個觀測過程在幾秒鐘內即可完成，從而大大減少觀測錯誤和誤差。（3）儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件，從而可將觀測結果輸入計算機進入后處理，實現(xiàn)測量工作自動化和流水線作業(yè)，大大提高功效。1電子水準儀的觀測精度電子水準儀的觀測精度高，如瑞士徠卡公司開發(fā)的NA2000型電子水準儀的分辨力為0.1mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準儀的分辨力為0.01mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為0.4mm。2電子水