東英測繪——測量必備知識(shí)-水準(zhǔn)測量方法詳解

水準(zhǔn)測量作業(yè)

一、水準(zhǔn)測量的觀測程序和步驟

水準(zhǔn)測量的觀測程序和步驟，按照國家水準(zhǔn)測量規(guī)范進(jìn)行，有關(guān)的基本要求如下：

（1）觀測前30 min，應(yīng)將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致；設(shè)站時(shí)，應(yīng)用測傘遮蔽陽光；遷站時(shí)，應(yīng)罩以儀器罩。使用數(shù)字水準(zhǔn)儀前，還應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，單次測量預(yù)熱不少于20次。

（2）使用氣泡式水準(zhǔn)儀，觀測前應(yīng)測出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)，并作標(biāo)記，隨著氣溫的變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整零點(diǎn)的位置。對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，應(yīng)嚴(yán)格置平。

（3）在連續(xù)各測站上安置水準(zhǔn)儀的三腳架時(shí)，應(yīng)使其中兩腳與水準(zhǔn)路線的方向平行，而第三腳輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。

（4）除路線轉(zhuǎn)彎處，每一測站上儀器與前后視標(biāo)尺的三個(gè)位置，應(yīng)接近一條直線。

（5）不應(yīng)為了增加標(biāo)尺讀數(shù)，而把尺樁（臺(tái)）安置在壕坑中。

（6）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測微鼓時(shí)，其最后旋轉(zhuǎn)方向，均應(yīng)為旋進(jìn)。

（7）每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時(shí)，兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并重新整置儀器。

（8）在高差很大的地區(qū)，應(yīng)選用長度穩(wěn)定的、標(biāo)尺名義米長度偏差和分劃偶然誤差較小的水準(zhǔn)標(biāo)尺作業(yè)。

（9）對(duì)于數(shù)字水準(zhǔn)儀，應(yīng)避免望遠(yuǎn)鏡直接對(duì)準(zhǔn)太陽；盡量避免視線被遮擋，遮擋不要超過標(biāo)尺在望遠(yuǎn)鏡中截長的20%；儀器只能在廠方規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作；確信震動(dòng)源造成的震動(dòng)消失后，才能啟動(dòng)測量鍵。

二、水準(zhǔn)測量的觀測順序

（1）二等水準(zhǔn)往測時(shí)每站應(yīng)采取的觀測程序?yàn)椋簩?duì)于奇數(shù)站：后—前—前—后，對(duì)于偶數(shù)站：前—后—后—前。

（2）二等水準(zhǔn)返測時(shí)每站應(yīng)采取的觀測程序?yàn)椋簩?duì)于奇數(shù)站：前—后—后—前，對(duì)于偶數(shù)站：后—前—前—后

三、水準(zhǔn)測量的主要限差

水準(zhǔn)測量的主要限差見下表:

水準(zhǔn)觀測方式:包括：a.一、二等水準(zhǔn)測量采用單線路往返觀測。同一區(qū)段的往返測，應(yīng)使用同一類型的儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承沿同一道路進(jìn)行。b.在每一區(qū)段內(nèi)，先連續(xù)進(jìn)行所有測段的往測（或返測），再連續(xù)進(jìn)行返測（或往測）。c.同一測段往測與返測應(yīng)分別在上午與下午進(jìn)行。

下列情況不應(yīng)進(jìn)行觀測:a.日出后與日落前30 min 內(nèi)。b.太陽中天前后各約2h 內(nèi)。c.標(biāo)尺分劃線的影像跳動(dòng)劇烈時(shí)。d.氣溫突變時(shí)。e.風(fēng)力過大而使標(biāo)尺與儀器不能穩(wěn)定時(shí)。

四、水準(zhǔn)測量外業(yè)計(jì)算

（1）外業(yè)高差和概略高程表的編算在國家一、二等水準(zhǔn)測量外業(yè)高差和概略高程表編算時(shí)，所用的高差應(yīng)加添水準(zhǔn)標(biāo)尺長度改正、水準(zhǔn)標(biāo)尺溫度改正、正常水準(zhǔn)面不平行改正、重力異常改正、固體潮改正、環(huán)閉合差改正。在國家三、四等水準(zhǔn)測量外業(yè)高差和概略高程表編算時(shí)，所用的高差只加入水準(zhǔn)標(biāo)尺長度改正、正常水準(zhǔn)面不平行改正、路（環(huán)）線閉合差改正。外業(yè)高差和概略高程表編算應(yīng)由兩人各自獨(dú)立編算一份，并校核無誤。

（2）每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差計(jì)算

每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差按下式計(jì)算：

式中，△為測段往返高差不符值，單位為 mm；R 為測段長度，單位為 km；n 為測段數(shù)。

（3）每千米水準(zhǔn)測量的全中誤差計(jì)算

每千米水準(zhǔn)測量的全中誤差按下式計(jì)算：

式中，W 為經(jīng)過各項(xiàng)改正后的水準(zhǔn)環(huán)閉合差，單位為 mm；F 為水準(zhǔn)環(huán)線周長，單位為 km；N為水準(zhǔn)環(huán)數(shù)。

五、水準(zhǔn)測量誤差來源及其消除或減弱措施

1、儀器誤差：

①儀器校正不完善的誤差其中主要是視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸的誤差：可采用前后視距相等或每測段前后視距總和相等的方法消除；

②對(duì)光誤差：對(duì)光時(shí)，對(duì)光透鏡非直線移動(dòng)而造成光路變化，可采用前后視距相等，前視必重新對(duì)光，可以消除。

③水準(zhǔn)尺誤差：水準(zhǔn)尺長度刻劃不準(zhǔn)確不均勻，水準(zhǔn)尺總長不準(zhǔn)確，水準(zhǔn)尺零點(diǎn)位置不準(zhǔn)確即零點(diǎn)誤差，零點(diǎn)誤差可采用每測段測偶數(shù)站來消除。

2、觀測誤差：

①整平誤差：觀測時(shí)切實(shí)使水準(zhǔn)管氣泡居中，控制視線長。

②照準(zhǔn)誤差：使用望遠(yuǎn)鏡放大倍率大的儀器觀測，控制視線長度。

③視差誤差：先目鏡對(duì)光，使十字絲清晰，再物鏡對(duì)光，使目標(biāo)像清晰，直到眼睛移動(dòng)而目標(biāo)像與十字絲無相對(duì)移動(dòng)為止。

④估讀誤差：使用望遠(yuǎn)鏡放大倍率大的儀器觀測，控制視線長度。

⑤水準(zhǔn)尺豎不直的誤差：觀測時(shí)，豎直水準(zhǔn)尺，視線不要過高。

3、外界條件影響產(chǎn)生的誤差：

①地球曲率影響：采用前后視距相等的方法消除。

②大氣折光的影響：采用前后視距相等的方法消除，觀測時(shí)，視線不能過低。

③溫度影響：選擇合適的時(shí)間段觀測，觀測時(shí)打傘。

④儀器升降：采用“后前前后”的觀測程序削弱。

⑤尺墊升降：對(duì)同一路線進(jìn)行住返觀測可以削弱該誤差。

4、溫度變化對(duì) I 角的影響消除或減弱影響的措施：

①作業(yè)前把儀器放在陰影下半小時(shí)，使儀器與外界氣溫趨于一致；設(shè)站時(shí)，用測傘速蔽陽光；遷站時(shí)，罩以儀器罩；天氣突變時(shí)停止測量。

②奇數(shù)站和倆數(shù)站采用相反的觀測程序

③各測站的往、返測分別安排在上午和下午進(jìn)行。

5、大氣垂直折光影響消除或減弱影響的措施：

①前后視距盡量相等。

②視線離開地面應(yīng)有足夠的高度。

③在坡度較大的地段應(yīng)適當(dāng)縮短視線。

④在有利的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行觀測。日出后半小時(shí)，日落前半小時(shí),以及中午前后一段時(shí)間不要進(jìn)行水準(zhǔn)測量。

6、儀器腳架和尺臺(tái)（尺樁）升降的影響消除或減弱影響的措施：

①應(yīng)選擇良好土質(zhì)的路線作水準(zhǔn)觀測路線。

②精密水準(zhǔn)測量盡量用尺樁。

③立尺輕拿輕放,儀器遷站時(shí)，原前視標(biāo)尺應(yīng)取下。應(yīng)在立尺 20~30 秒后才進(jìn)行觀測。

④相鄰測站觀測順序相反。

⑤安置腳架時(shí),使其自然伸展,切忌強(qiáng)力扭轉(zhuǎn),觀測員應(yīng)繞單腳走動(dòng)并應(yīng)離腳架 0.5m 以外。

⑥往返測應(yīng)沿同-路線進(jìn)行,并使用同一儀器和尺承。

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