实训二 闭合水准路线测高程
★学习任务
(1)熟练使用和操作水准仪。
(2)进行水准测量外业观测和内业计算。
学习目标
(1)掌握普通水准测量闭合水准路线测高程的方法。
(2)能够正确地进行外业记录、计算和内业高程的计算。
▲仪器和工具准备
(1)1台水准仪,1个三脚架,2把水准尺,2个尺垫,1块记录板。(2)自备:铅笔,草稿纸。
一、知识准备
1.水准点
为了统一全国高程系统和满足科研、测图、国家建设的需要,测绘部门在全国各地埋设了许多固定的测量标志,并用水准测量的方法测定了它们的高程,这些标志称为水准点(bench mark),常用BM表示。水准点的埋设如图2-1所示。
图2-1 水准点
2.水准测量的方法
连续水准测量原因:当高程待定点离开已知点较远或高差较大时,仅安置一次仪器进行一个测站的工作就不能测出两点之间的高差。这时需要在两点间加设若干个临时立尺点,分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作为传递高程用的,称为转点,一般用TP表示。
在第一测站上的观测程序如下:
(1)安置仪器,使圆水准器气泡居中。
(2)照准后视(A点)尺,并转动微倾螺旋使水准管气泡精确居中,用中丝读后视尺读数a1=2.036。记录员复诵后记入手簿。
(3)照准前视(即转点TP1)尺,精平,读前视尺读数b1=1.547。记录员复诵后记入手簿,并计算出A点与转点TP1之间的高差:
填入高差栏,水准测量手簿见表2-1。
表2-1 闭合水准路线测量记录表
观测要求:
(1)水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。
(2)为及时发现错误,通常采用“两次仪器高法”或“双面尺法”。
3.闭合水准路线
从一已知高程水准点出发,经过各待测水准点进行水准测量,最后仍回到原已知高程水准点上,所构成的环形水准路线称为闭合水准路线,如图2-2所示。
图2-2 闭合水准路线
4.闭合水准路线检核
闭合水准路线高差闭合差计算:
二、任务实施
利用已知水准路线(BM1),布置闭合水准路线高程(测出图2-2中点1、2、3、4的高程)。
(一)操作步骤
(1)布置路线。每组确定起始点及水准路线的前进方向,例如从实训场地的某一水准点BMA出发,经过待测点1、2、3、4并选定一条闭合水准路线。
注意事项:
1)起点和终点都是同一水准点。
2)路线必须经过待测目标点。
(2)在BMA水准点和点1间安置水准仪,瞄准、精平,测高差h1。
观测程序:
1)后视立于水准点上的水准尺,瞄准,精平,读数。
2)前视立于第一点上的水准尺,瞄准,精平,读数。
3)改变水准仪高度(10cm以上),重新安置水准仪。
4)前视立于第一点上的水准尺,瞄准,精平,读数。
5)后视立于水准点上的水准尺,瞄准,精平,读数。
后继各测站观测程序相同。
(3)在点2和点1间安置水准仪,瞄准、精平,测高差h2。
(4)在点2和点3间安置水准仪,瞄准、精平,测高差h3。
(5)在点3和点4间安置水准仪,瞄准、精平,测高差h4。
(6)在点4和点BMA间安置水准仪,瞄准、精平,测高差h5。
(7)校核并处理表2-1中的数据。
注意事项:
1)当水准仪瞄准、读数时,水准尺必须立直。尺子的左、右倾斜,观测者在望远镜中根据纵丝可以发现,而尺子的前后倾斜则不易发现,立尺者应注意。
2)正确使用尺垫,尺垫只能放在转点处,已知高程点和待求高程点上均不能放置尺垫。
3)同一测站,只能粗平一次(测站重测,需重新粗平仪器);但每次读数前,均应检查水准管符合气泡是否居中,并注意消除视差。
4)每一测站,两次仪器高测得两个高差值之差不应大于±5mm(等外水准容许值),否则该测站应重测。
5)每一测站,通过上述测站检核,才能搬站;仪器未搬迁时,前、后视水准尺的立尺点如为尺垫,则均不得移动。仪器搬迁了,说明已通过测站检核,后视的立尺人才能携尺和尺垫前进至另一点;前视的立尺人仍不得移动尺垫,只是将尺面转向,由前视转变为后视。
(二)训练要求
(1)仪器的安置位置应保持前、后视距离大致相等。每次读数前应保证精平及消除视差。
(2)立尺员要立直水准尺。起点和待定点不能放尺垫,其间若需加设转点,转点可放尺垫。各测站读完后视读数未读前视读数仪器不能动;各测点读完前视读数未读后视读数,尺垫不能动。
三、水准测量注意事项
由于测量误差是不可避免的,我们无法完全消除其影响。但是可采取一定的措施减弱其影响,以提高测量成果的精度。同时应绝对避免在测量成果中存在错误,因此在进行水准测量时,应注意以下各点:
(1)观测前对所用仪器和工具,必须认真进行检验和校正。
(2)在野外测量过程中,水准仪及水准尺应尽量安置在坚实的地面上。三脚架和尺垫要踩实,以防仪器和尺子下沉。
(3)前、后视距离应尽量相等,以消除视准轴不平行于水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。
(4)前、后视距离不宜太长,一般不要超过100m。视线高度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。
(5)水准尺必须扶直,不得倾斜。使用过程中,要经常检查和清除尺底泥土。塔尺衔接处要卡住,防止二、三节塔尺下滑。
(6)读完数后应再次检查气泡是否仍然吻合,如不吻合应重读。
(7)记录员要复诵读数,以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错,不能用橡皮擦去,而应在改正处划一横,在旁边注上改正后的数字。
(8)在烈日下作业要撑伞遮住阳光,避免气泡因受热不均而影响其稳定性。
四、任务评价
任务评价见表2-2。
表2-2 任务评价
续表
思考题
1.布置闭合水准路线有哪些注意事项?
2.测量两点间高差时,放置水准仪有哪些注意事项?
3.如果在测量时水准尺未摆正,读数会比实际读数______。
4.闭合水准路线高程允许误差的两种计算公式为______和______。
5.什么是视差?产生视差的原因是什么?如何消除视差?