控制測量學課件第16講

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1、 習 題 講 解一 二 等 水 準 測 量 規(guī) 范精 密 水 準 測 量 的 誤 差 來 源 及 影 響 精 密 水 準 測 量 的 實 施 用 N3水 準 儀 進 行 二 等 水 準 測 量 返 測 ， 在 第 六 站 上測 得 如 下 讀 數(shù) ： 2406， 1986， 21983， 16006， 1809， 1391， 46136， 52138。 試 求 兩 標 尺間 的 距 離 和 高 差 ， 并 判 斷 該 成 果 是 否 合 格 由 返 測 第 6站 知后 視 距 離 為 (240.6 198.6)*100=42m前 視 距 離 為 （ 180.9-139.1） *100=41.8

2、m所 以 ： 標 尺 間 距 離 為 83.8米基 本 分 劃 中 絲 差 219.83-160.06=59.77厘 米輔 助 分 劃 中 絲 差 521.38-461.36=60.02厘 米基 輔 差 2.5毫 米 依 據(jù) 國 家 規(guī) 范 應 為 0.6毫 米所 以 成 果 超 限 。 視 準 軸 與 水 準 軸 必 須 滿 足 相 互 平 行 這 一 重要 條 件 ， 但 一 般 視 準 軸 與 水 準 軸 既 不 在 同一 平 面 內 ， 也 不 互 相 平 行 ， 而 是 二 條 空 間直 線在 垂 直 平 面 上 投 影 的 交 角 ， 稱 為 i角 誤 差 ，在 水 平 平 面 上

3、 投 影 的 交 角 ， 稱 為 角 誤 差 ，也 叫 交 叉 誤 差 . 視 準 軸 與 水 準 軸 相 互 關 系 的 檢 驗 與 校 正 水 準 測 量 的 精 度 水 準 測 量 有 不 同 于 平 面 控 制 網(wǎng) 中 三 角 網(wǎng) 、 三邊 網(wǎng) 、 邊 角 網(wǎng) 之 處 在 于 它 有 自 已 的 特 點 ， 即 觀 測 精 度高 ， 工 作 量 大 ， 難 于 多 次 重 復 ， 一 般 只 進 行 往 返 測 ，也 就 是 往 返 測 （ 符 合 要 求 的 ） 高 差 平 均 作 為 高 差 的 最或 是 值 。水 準 測 量 的 精 度 當 評 定 這 種 最 或 是 值 的 精

4、 度 時 ， 也 只 有 往 返 測 高差 之 差 可 資 利 用 ， 它 反 映 了 水 準 測 量 各 種 誤 差 共 同 作用 的 結 果 ， 具 有 真 誤 差 的 性 質 ， 它 們 含 有 偶 然 誤 差 的影 響 也 含 有 系 統(tǒng) 誤 差 的 影 響 。 而 系 統(tǒng) 誤 差 具 有 累 積 的特 性 。 水 準 測 量 的 精 度 水 準 測 量 的 精 度我 國 周 江 文 推 算 過 試 圖 能 反 映 系 統(tǒng) 誤 差 的 水 準 測 量 的中 誤 差 公 式 。 1948年 國 際 大 地 測 量 協(xié) 會 的 水 準 測 量 組通 過 了 威 尼 阿 爾 等 人 所 推

5、薦 的 估 算 水 準 測 量 中 誤 差 的方 法 。 但 不 論 用 那 一 種 公 式 都 不 能 正 確 反 映 往 返 測 平均 高 差 中 系 統(tǒng) 誤 差 影 響 的 大 小 。 水 準 測 量 的 精 度 來 源 有 ： 儀 器 誤 差 、 操 作 誤 差 、 外 界 條 件 影 響一 、 儀 器 誤 差主 要 有 ： 視 準 軸 不 平 行 于 水 準 管 軸 （ i角 ） 的誤 差 ； 角 誤 差 ； 水 準 尺 每 米 長 度 誤 差水 準 標 尺 零 點 差 二 、 操 作 誤 差主 要 有 ： 水 準 氣 泡 未 嚴 格 居 中 、 視 差 、 估 讀 誤 差 、 水準

6、 尺 未 豎 直 。 三 、 外 界 條 件 影 響 的 誤 差主 要 有 ： 儀 器 下 沉 、 尺 墊 下 沉 、 地 球 曲 率 、 大 氣 折 光、 氣 溫 和 風 力 、 溫 度 變 化 對 i角 的 影 響 、 磁 場 影響 。 精 密 水 準 測 量 的 實 施精 密 水 準 測 量 作 業(yè) 的 一 般 規(guī) 定精 密 水 準 測 量 觀 測精 密 水 準 測 量 一 般 指 國 家 一 、 二 等 水 準 測 量 ，在 各 項 工 程 的 不 同 建 設 階 段 的 高 程 控 制 測 量 中 ，極 少 進 行 一 等 水 準 測 量 ， 故 在 工 程 測 量 技 術 規(guī)范 中

7、 ， 將 水 準 測 量 分 為 二 、 三 、 四 等 三 個 等 級 ，其 精 度 指 標 與 國 家 水 準 測 量 的 相 應 等 級 一 致 精 密 水 準 測 量 作 業(yè) 的 一 般 規(guī) 定精 密 水 準 測 量 的 實 施 作 出 了 各 種 相 應 的 規(guī) 定 ：（ 1） 觀 測 前 30分 鐘 ， 應 將 儀 器 置 于 露 天 陰 影 處 ，使 儀 器 與 外 界 氣 溫 趨 于 一 致 ； 觀 測 時 應 用 測 傘 遮蔽 陽 光 ； 遷 站 時 應 罩 以 儀 器 罩 。（ 2） 儀 器 距 前 、 后 視 水 準 標 尺 的 距 離 應 盡 量 相等 ， 其 差 應

8、小 于 規(guī) 定 的 限 值 ： 二 等 水 準 測 量 中 規(guī)定 ， 一 測 站 前 、 后 視 距 差 應 小 于 1.0m， 前 、 后 視距 累 積 差 應 小 于 3m。 這 樣 ， 可 以 消 除 或 削 弱 與 距離 有 關 的 各 種 誤 差 對 觀 測 高 差 的 影 響 ， 如 i角 誤差 和 垂 直 折 光 等 影 響 。 （ 3） 對 氣 泡 式 水 準 儀 ， 觀 測 前 應 測 出 傾 斜 螺 旋 的 置平 零 點 ， 并 作 標 記 ， 隨 著 氣 溫 變 化 ， 應 隨 時 調 整 置平 零 點 的 位 置 。 對 于 自 動 安 平 水 準 儀 的 圓 水 準

9、器 ，須 嚴 格 置 平 。（ 4） 同 一 測 站 上 觀 測 時 ， 不 得 兩 次 調 焦 ； 轉 動 儀 器的 傾 斜 螺 旋 和 測 微 螺 旋 ， 其 最 后 旋 轉 方 向 均 應 為 旋進 ， 以 避 免 傾 斜 螺 旋 和 測 微 器 隙 動 差 對 觀 測 成 果 的影 響 。 （ 5） 在 兩 相 鄰 測 站 上 ， 應 按 奇 、 偶 數(shù) 測 站 的 觀測 程 序 進 行 觀 測 ， 對 于 往 測 奇 數(shù) 測 站 按 “ 后 前 前后 ” 、 偶 數(shù) 測 站 按 “ 前 后 后 前 ” 的 觀 測 程 序 在 相鄰 測 站 上 交 替 進 行 。 返 測 時 ， 奇

10、數(shù) 測 站 與 偶 數(shù) 測站 的 觀 測 程 序 與 往 測 時 相 反 ， 即 奇 數(shù) 測 站 由 前 視開 始 ， 偶 數(shù) 測 站 由 后 視 開 始 。 這 樣 的 觀 測 程 序 可以 消 除 或 減 弱 與 時 間 成 比 例 均 勻 變 化 的 誤 差 對 觀測 高 差 的 影 響 ， 如 i角 的 變 化 和 儀 器 的 垂 直 位 移等 影 響 。 （ 6） 在 連 續(xù) 各 測 站 上 安 置 水 準 儀 時 ， 應 使 其 中兩 腳 螺 旋 與 水 準 路 線 方 向 平 行 ， 而 第 三 腳 螺 旋 輪換 置 于 路 線 方 向 的 左 側 與 右 側 。 （ 7） 每

11、一 測 段 的 往 測 與 返 測 ， 其 測 站 數(shù) 均 應 為 偶 數(shù)， 由 往 測 轉 向 返 測 時 ， 兩 水 準 標 尺 應 互 換 位 置 ， 并應 重 新 整 置 儀 器 。 在 水 準 路 線 上 每 一 測 段 儀 器 測 站安 排 成 偶 數(shù) ， 可 以 削 減 兩 水 準 標 尺 零 點 不 等 差 等 誤差 對 觀 測 高 差 的 影 響 。（ 8） 每 一 測 段 的 水 準 測 量 路 線 應 進 行 往 測 和 返 測 ，這 樣 ， 可 以 消 除 或 減 弱 性 質 相 同 、 正 負 號 也 相 同 的誤 差 影 響 ， 如 水 準 標 尺 垂 直 位 移

12、的 誤 差 影 響 。 （ 9） 一 個 測 段 的 水 準 測 量 路 線 的 往 測 和 返 測 應在 不 同 的 氣 象 條 件 下 進 行 ， 如 分 別 在 上 午 和 下 午觀 測 。（ 10)使 用 補 償 式 自 動 安 平 水 準 儀 觀 測 的 操 作 程 序與 水 準 器 水 準 儀 相 同 。 觀 測 前 對 圓 水 準 器 應 嚴 格檢 驗 與 校 正 ， 觀 測 時 應 嚴 格 使 圓 水 準 器 氣 泡 居 中 。 （ 11） 水 準 測 量 的 觀 測 工 作 間 歇 時 ， 最 好 能 結 束 在 固定 的 水 準 點 上 ， 否 則 ， 應 選 擇 兩 個

13、堅 穩(wěn) 可 靠 、 光 滑突 出 、 便 于 放 置 水 準 標 尺 的 固 定 點 ， 作 為 間 歇 點 加以 標 記 ， 間 歇 后 ， 應 對 兩 個 間 歇 點 的 高 差 進 行 檢 測， 檢 測 結 果 如 符 合 限 差 要 求 （ 對 于 二 等 水 準 測 量 ，規(guī) 定 檢 測 間 歇 點 高 差 之 差 應 1.Omm） ， 就 可 以 從間 歇 點 起 測 。 若 僅 能 選 定 一 個 固 定 點 作 為 間 歇 點 ，則 在 間 歇 后 應 仔 細 檢 視 ， 確 認 沒 有 發(fā) 生 任 何 位 移 ，方 可 由 間 歇 點 起 測 。 精 密 水 準 測 量 觀

14、測1.測 站 觀 測 程 序 往 測 時 ， 奇 數(shù) 測 站 照 準 水 準 標 尺 分 劃 的 順序 為 后 視 標 尺 的 基 本 分 劃 ； 前 視 標 尺 的 基 本 分 劃 ； 前 視 標 尺 的 輔 助 分 劃 ； 后 視 標 尺 的 輔 助 分 劃 ； 往 測 時 ， 偶 數(shù) 測 站 照 準 水 準 標 尺 分 劃 的 順 序 為 前 視 標 尺 的 基 本 分 劃 ； 后 視 標 尺 的 基 本 分 劃 ； 后 視 標 尺 的 輔 助 分 劃 ； 前 視 標 尺 的 輔 助 分 劃 。 返 測 時 ， 奇 、 偶 數(shù) 測 站 照 準 標 尺 的 順 序 分 別 與 往測 偶 、

15、 奇 數(shù) 測 站 相 同 。 精 密 水 準 測 量 觀 測以 往 測 奇 數(shù) 測 站 為 例 ， 一 測 站 的 操 作 程 序 如 下 ： （ 一 ） 置 平 儀 器 。 氣 泡 式 水 準 儀 望 遠 鏡 繞 垂 直軸 旋 轉 時 ， 水 準 氣 泡 兩 端 影 像 的 分 離 ， 不 得 超 過lcm， 對 于 自 動 安 平 水 準 儀 ， 要 求 圓 氣 泡 位 于 指標 圓 環(huán) 中 央 。 （ 二 ） 將 望 遠 鏡 照 準 后 視 水 準 標 尺 ， 使 符 合 水 準 氣 泡兩 端 影 像 近 于 符 合 （ 雙 擺 位 自 動 安 平 水 準 儀 應 置 于第 擺 位 ）

16、。 隨 后 用 上 、 下 絲 分 別 照 準 標 尺 基 本 分劃 進 行 視 距 讀 數(shù) （ 如 下 表 中 的 （ 1） 和 （ 2） ） 。 視距 讀 取 4位 ， 第 四 位 數(shù) 由 測 微 器 直 接 讀 得 。 然 后 ，使 符 合 水 準 氣 泡 兩 端 影 像 精 確 符 合 ， 使 用 測 微 螺 旋用 楔 形 平 分 線 精 確 照 準 標 尺 的 基 本 分 劃 ， 并 讀 取 標尺 基 本 分 劃 和 測 微 分 劃 的 讀 數(shù) （ 3） 。 測 微 分 劃 讀數(shù) 取 至 測 微 器 最 小 分 劃 。 （ 三 ） 旋 轉 望 遠 鏡 照 準 前 視 標 尺 ， 并

17、使 符 合 水 準 氣 泡兩 端 影 像 精 確 符 合 （ 雙 擺 位 自 動 安 平 水 準 儀 仍 在 第 擺 位 ） ， 用 楔 形 平 分 線 照 準 標 尺 基 本 分 劃 ， 并 讀取 標 尺 基 本 分 劃 和 測 微 分 劃 的 讀 數(shù) （ 4） 。 然 后 用上 、 下 絲 分 別 照 準 標 尺 基 本 分 劃 進 行 視 距 讀 數(shù) （ 5） 和 （ 6） 。 （ 四 ） 用 水 平 微 動 螺 旋 使 望 遠 鏡 照 準 前 視 標尺 的 輔 助 分 劃 ， 并 使 符 合 氣 泡 兩 端 影 像 精 確 符合 （ 雙 擺 位 自 動 安 平 水 準 儀 置 于 第

18、擺 位 ） ，用 楔 形 平 分 線 精 確 照 準 并 進 行 標 尺 輔 助 分 劃 與測 微 分 劃 讀 數(shù) （ 7） 。 （ 五 ） 旋 轉 望 遠 鏡 ， 照 準 后 視 標 尺 的 輔 助 分劃 ， 并 使 符 合 水 準 氣 泡 兩 端 影 像 精 確 符 合 （ 雙擺 位 自 動 安 平 水 準 儀 仍 在 第 擺 位 ） ， 用 楔 形平 分 線 精 確 照 準 并 進 行 輔 助 分 劃 與 測 微 分 劃 讀數(shù) （ 8） 。 下 表 中 第 （ 1） 至 （ 8） 欄 是 讀 數(shù) 的 記錄 部 分 ， （ 9） 至 （ 18） 欄 是 計 算 部 分 。 測 自 至 20

19、 年 月 日 時 間 始 時 分 末 時 分 成 像 溫 度 云 量 風 向 風 速 天 氣 土 質 太 陽 方 向 精 密 水 準 測 量 觀 測測站編號 后尺 下 絲 前尺 下 絲 方 尺及向 號 標 尺 讀 數(shù) 基 +K減輔（ 一 減 二 ） 備 考上 絲 上 絲后 距 d 前 距 d 基 本 分 劃（ 一 次 ） 輔 助 分 劃（ 二 次 ）（ 1） （ 5） 后 （ 3） （ 8） （ 14）（ 2） （ 6） 前 （ 4） （ 7） （ 13）（ 9） （ 10） 后 -前 （ 15） （ 16） （ 17）（ 11） （ 12） h （ 18） 后前后 -前 h 現(xiàn) 以 往 測

20、奇 數(shù) 測 站 的 觀 測 程 序 為 例 ， 來 說 明 計 算 內容 與 計 算 步 驟 視 距 部 分 的 計 算 （ 9） =（ 1） -（ 2） （ 10） =（ 5） -（ 6） （ 11） =（ 9） -（ 10） （ 12） =（ 11） +前 站 （ 12） 高 差 部 分 的 計 算 與 檢 核 （ 14） （ 3） + K -（ 8）式 中 K 為 基 輔 差 （ 對 于 N3水 準 標 尺 而 言 K =3.0155m) 精 密 水 準 測 量 觀 測 （ 13） =（ 4） + K -（ 7） （ 15） =（ 3） -（ 4） （ 16） =（ 8） -（ 7） （

21、 17） =（ 14） -（ 13） =（ 15） -（ 16） 檢 核 （ 18） = （ 15） +（ 16） 以 上 即 一 測 站 全 部 操 作 與 觀 測 過 程 。 21精 密 水 準 測 量 觀 測 一 、 二 等 精 密 水 準 測 量 外 業(yè) 計 算 尾數(shù) 取 位 規(guī) 定 如 下 表 ：項 目等 級 往 （ 返 ） 測距 離 總 和 km 測 段 距離 中 數(shù) km 各 測 站高 差 mm 往 （ 返 ） 測高 差 總 和 mm 測 段 高 差中 數(shù) mm 水 準 點高 程 mm 一二 0.010.01 0.10.1 0.010.01 0.010.01 0.10.1 11 一 、 二 等 水 準 測 量 限 差 規(guī) 定 如 下 表 ：