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水准尺使用方法(水准测量方法和i角测量计算)

时间:2024-10-28 10:30:13


1.水准测量的方法:

(1)变换仪器高法

同一测站用两次不同的仪器高进行前后视的测量(即后视-前视,变换仪器高,两次仪器高之差大于10cm,重新调平后,前视-后视),测量两次高差取平均值作为本测站的高差值。检核条件就是两次测量的高差对比值。

使用的水准尺特点:只有一面有刻度或仅使用一面。

(2)双面尺法

同一测站,仪器高度不变,立在前视点和后视点上的水准尺有两面分别为红面和黑面。观测顺序为:后视的黑面--前视的黑面--前视的红面--后视的红面,计算两次相同面读数的高差,取平均值作为本测站的高差值;检核条件有两个:一个是利用红黑尺的构造,进行测站的检核(黑红面读数差理论值等于4687或4787mm),一个是两次不同尺面测出的高差。

使用的水准尺特点:两面都有刻度,一面是黑色,从0开始,一面是红色,读数分别从4687mm和 4787mm开始,因此两把尺子不同,必须成对使用。


(3)电子读数法

同一测站,仪器高度不变,利用电子水准仪多次重复瞄准条码尺的进行读数,取其平均值作为该尺的读数值。检核条件就是重复测量时的读数误差限值。

使用的水准尺特点:只有一面有刻度,但刻度没有具体数字,用条形码代替,其精度更高。


2.水准测量之前的准备工作

(1)测量方法选择

国家一、二等水准测量采用单路线往返观测。同一区段的往返观测,应使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道路进行。即往返观测的路线一致,转点一致,仪器一致,观测人员一致,这样操作可以避免相关的误差。

(2)仪器准备

根据测量精度或测量等级的要求选择相应的水准仪,这样才能保证成果的精度要求。如果测量仪器的精度不满足测量精度要求,即便测量过程再精细和优化,也是无法满足要求的,因为仪器本身的条件制约着观测数据的质量。

①国家一等水准测量的每千米测量偶然中误差是0.45mm,全中误差是1mm,符合最低要求的水准仪型号有:DSZ05、DS05、DINI03等;

②国家二等水准测量的每千米测量偶然中误差是1.0mm,全中误差是2mm,符合最低要求的水准仪型号有:DSZ1、DS1;

③国家三等水准测量的每千米测量偶然中误差是3mm,全中误差是6mm,符合最低要求的水准仪型号有:DSZ3、DS3;

④国家四等水准测量的每千米测量偶然中误差是5mm,全中误差是10mm,符合最低要求的水准仪型号有:DSZ3、DS3。

(3)仪器检验

仪器检查有很多项,大部分需要专门的检测机构进行质检,也有一部分需要我们自行检查的,例如i角检查是最为重要的一项自检指标。(i 角指的是水准仪的视准轴与水准管轴不平行形成的角度误差。)

规范要求:数字水准仪,整个作业期间应每天开测前进行i角测定。若开测为未结束测段,则在新测段开始前进行测定。

①i角误差的测定方法及要求:

国家一、二等水准测量的i角指标限差是15",国家三、四等水准测量的i角指标限差是20"。超过该限差值所测得成果皆作废。

②i角的测定方法:


在平整的路面上,用皮尺量一段距离40~50米,并量出中间点位置做好标记,在两端分别放置尺垫,立上水准尺,第一次水准仪架设在中间位置,瞄准A点水准尺读数a1,瞄准B点水准尺读数b1;然后移动水准仪,尺子不动,将水准仪移动至水准尺3-4米处附近,整平仪器后,重新瞄准A、B点水准尺进行读数,读数分别为a2,b2。

计算:

第一次高差:h1=a1-b1(由于等距,i角产生的误差相互抵消,无影响,理论值)

第二次高差:h2=a2-b2(由于不等距,i角产生的误差无法抵消,距离水准尺的较近的观测,i角影响较小,忽略不计,测量值为真实值,距离仪器较远进行读数是包含i角误差的。)

两次高差之差:△=|h2-h1|(两次的高差之差就是由于i角产生的误差引起的)

i角计算公式:i=△ρ"/s=(h2-h1)*ρ"/50000

其中:p"=206265,弧度对应的秒值,S为两个水准尺的距离50米。

(4)测量预热。

观测前30min,应将仪器置于露天阴影处,使仪器与环境气温趋于一致。使用数字水准仪前,应进行预热,预热不少于20次单次测量。

3.水准测量路线的类型:

(1)往返观测:一种水准测量方法,一般应用于高精度的测量任务。尤其是国家一二三四等水准测量,其特点是往测时从已知点出发,到目标点结束,返测时从目标点开始,到已知点结束,往返观测的路线是一致的,测站点位也是一致的,各测站之间的高差是具有相互检核的意义。往返观测检核的条件有两个,一个是总的往返高差,一个是单个测站的高差检核。

(2)闭合水准路线:从已知高程点开始,经过水准测量之后又回到原来的起始点,该路线的特点是对测量路线不做要求,只要起点和终点是同一点即可。闭合水准路线的测量检核条件只有一个,总的路线闭合差理论值为0。

(3)附合水准路线:从一个已知高程点开始,到另一个已知高程点结束,形成的水准路线。检核条件就是两个已知点的高差值与所有测站的高差之和。

(4)支水准路线:从一个已知高程点开始,到另一个未知点结束。该路线一般配备往返观测方法进行测量,不单独使用。


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