控制測(cè)量學(xué)課件第16講

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1、 習(xí) 題 講 解一 二 等 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 規(guī) 范精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 誤 差 來(lái) 源 及 影 響 精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 實(shí) 施 用 N3水 準(zhǔn) 儀 進(jìn) 行 二 等 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 返 測(cè) ， 在 第 六 站 上測(cè) 得 如 下 讀 數(shù) ： 2406， 1986， 21983， 16006， 1809， 1391， 46136， 52138。 試 求 兩 標(biāo) 尺間 的 距 離 和 高 差 ， 并 判 斷 該 成 果 是 否 合 格 由 返 測(cè) 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(biāo) 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(guó) 家 規(guī) 范 應(yīng) 為 0.6毫 米所 以 成 果 超 限 。 視 準(zhǔn) 軸 與 水 準(zhǔn) 軸 必 須 滿 足 相 互 平 行 這 一 重要 條 件 ， 但 一 般 視 準(zhǔn) 軸 與 水 準(zhǔn) 軸 既 不 在 同一 平 面 內(nèi) ， 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(zhǔn) 軸 與 水 準(zhǔn) 軸 相 互 關(guān) 系 的 檢 驗(yàn) 與 校 正 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 精 度 水 準(zhǔn) 測(cè) 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(diǎn) ， 即 觀 測(cè) 精 度高 ， 工 作 量 大 ， 難 于 多 次 重 復(fù) ， 一 般 只 進(jìn) 行 往 返 測(cè) ，也 就 是 往 返 測(cè) （ 符 合 要 求 的 ） 高 差 平 均 作 為 高 差 的 最或 是 值 。水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 精 度 當(dāng) 評(píng) 定 這 種 最 或 是 值 的 精

4、 度 時(shí) ， 也 只 有 往 返 測(cè) 高差 之 差 可 資 利 用 ， 它 反 映 了 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 各 種 誤 差 共 同 作用 的 結(jié) 果 ， 具 有 真 誤 差 的 性 質(zhì) ， 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(zhǔn) 測(cè) 量 的 精 度 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 精 度我 國(guó) 周 江 文 推 算 過(guò) 試 圖 能 反 映 系 統(tǒng) 誤 差 的 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的中 誤 差 公 式 。 1948年 國(guó) 際 大 地 測(cè) 量 協(xié) 會(huì) 的 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 組通 過(guò) 了 威 尼 阿 爾 等 人 所 推

5、薦 的 估 算 水 準(zhǔn) 測(cè) 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(cè) 平均 高 差 中 系 統(tǒng) 誤 差 影 響 的 大 小 。 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 精 度 來(lái) 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(zhǔn) 軸 不 平 行 于 水 準(zhǔn) 管 軸 （ i角 ） 的誤 差 ； 角 誤 差 ； 水 準(zhǔn) 尺 每 米 長(zhǎng) 度 誤 差水 準(zhǔn) 標(biāo) 尺 零 點(diǎn) 差 二 、 操 作 誤 差主 要 有 ： 水 準(zhǔn) 氣 泡 未 嚴(yán) 格 居 中 、 視 差 、 估 讀 誤 差 、 水準(zhǔn)

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(fēng) 力 、 溫 度 變 化 對(duì) i角 的 影 響 、 磁 場(chǎng) 影響 。 精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 的 實(shí) 施精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 作 業(yè) 的 一 般 規(guī) 定精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 觀 測(cè)精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 一 般 指 國(guó) 家 一 、 二 等 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 ，在 各 項(xiàng) 工 程 的 不 同 建 設(shè) 階 段 的 高 程 控 制 測(cè) 量 中 ，極 少 進(jìn) 行 一 等 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 ， 故 在 工 程 測(cè) 量 技 術(shù) 規(guī)范 中

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

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

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

10、數(shù) 測(cè) 站 與 偶 數(shù) 測(cè)站 的 觀 測(cè) 程 序 與 往 測(cè) 時(shí) 相 反 ， 即 奇 數(shù) 測(cè) 站 由 前 視開 始 ， 偶 數(shù) 測(cè) 站 由 后 視 開 始 。 這 樣 的 觀 測(cè) 程 序 可以 消 除 或 減 弱 與 時(shí) 間 成 比 例 均 勻 變 化 的 誤 差 對(duì) 觀測(cè) 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(cè) 站 上 安 置 水 準(zhǔn) 儀 時(shí) ， 應(yīng) 使 其 中兩 腳 螺 旋 與 水 準(zhǔn) 路 線 方 向 平 行 ， 而 第 三 腳 螺 旋 輪換 置 于 路 線 方 向 的 左 側(cè) 與 右 側(cè) 。 （ 7） 每

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

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

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

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

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

16、。 隨 后 用 上 、 下 絲 分 別 照 準(zhǔn) 標(biāo) 尺 基 本 分劃 進(jìn) 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(cè) 微 器 直 接 讀 得 。 然 后 ，使 符 合 水 準(zhǔn) 氣 泡 兩 端 影 像 精 確 符 合 ， 使 用 測(cè) 微 螺 旋用 楔 形 平 分 線 精 確 照 準(zhǔn) 標(biāo) 尺 的 基 本 分 劃 ， 并 讀 取 標(biāo)尺 基 本 分 劃 和 測(cè) 微 分 劃 的 讀 數(shù) （ 3） 。 測(cè) 微 分 劃 讀數(shù) 取 至 測(cè) 微 器 最 小 分 劃 。 （ 三 ） 旋 轉(zhuǎn) 望 遠(yuǎn) 鏡 照 準(zhǔn) 前 視 標(biāo) 尺 ， 并

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

18、擺 位 ） ，用 楔 形 平 分 線 精 確 照 準(zhǔn) 并 進(jìn) 行 標(biāo) 尺 輔 助 分 劃 與測(cè) 微 分 劃 讀 數(shù) （ 7） 。 （ 五 ） 旋 轉(zhuǎn) 望 遠(yuǎn) 鏡 ， 照 準(zhǔn) 后 視 標(biāo) 尺 的 輔 助 分劃 ， 并 使 符 合 水 準(zhǔn) 氣 泡 兩 端 影 像 精 確 符 合 （ 雙擺 位 自 動(dòng) 安 平 水 準(zhǔn) 儀 仍 在 第 擺 位 ） ， 用 楔 形平 分 線 精 確 照 準(zhǔn) 并 進(jìn) 行 輔 助 分 劃 與 測(cè) 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(jì) 算 部 分 。 測(cè) 自 至 20

19、 年 月 日 時(shí) 間 始 時(shí) 分 末 時(shí) 分 成 像 溫 度 云 量 風(fēng) 向 風(fēng) 速 天 氣 土 質(zhì) 太 陽(yáng) 方 向 精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 觀 測(cè)測(cè)站編號(hào) 后尺 下 絲 前尺 下 絲 方 尺及向 號(hào) 標(biāo) 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(cè)

20、奇 數(shù) 測(cè) 站 的 觀 測(cè) 程 序 為 例 ， 來(lái) 說(shuō) 明 計(jì) 算 內(nèi)容 與 計(jì) 算 步 驟 視 距 部 分 的 計(jì) 算 （ 9） =（ 1） -（ 2） （ 10） =（ 5） -（ 6） （ 11） =（ 9） -（ 10） （ 12） =（ 11） +前 站 （ 12） 高 差 部 分 的 計(jì) 算 與 檢 核 （ 14） （ 3） + K -（ 8）式 中 K 為 基 輔 差 （ 對(duì) 于 N3水 準(zhǔn) 標(biāo) 尺 而 言 K =3.0155m) 精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 觀 測(cè) （ 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(cè) 站 全 部 操 作 與 觀 測(cè) 過(guò) 程 。 21精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 觀 測(cè) 一 、 二 等 精 密 水 準(zhǔn) 測(cè) 量 外 業(yè) 計(jì) 算 尾數(shù) 取 位 規(guī) 定 如 下 表 ：項(xiàng) 目等 級(jí) 往 （ 返 ） 測(cè)距 離 總 和 km 測(cè) 段 距離 中 數(shù) km 各 測(cè) 站高 差 mm 往 （ 返 ） 測(cè)高 差 總 和 mm 測(cè) 段 高 差中 數(shù) mm 水 準(zhǔn) 點(diǎn)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(zhǔn) 測(cè) 量 限 差 規(guī) 定 如 下 表 ：