| | 水准测量【leveling survey】指的是测定各点高程的作业。
水准测量又名“几何水准测量”,是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪,观测竖立在两点上的水准标尺,按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发,沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行,沿不同路线测得的两点间高差将有差异,所以在整理国家水准测量成果时,须按所采用的正常高系统加以必要的改正,以求得正确的高程。我国国家水准测量依精度不同分为一、二、三、四等。一、二等水准测量称为“精密水准测量”,是国家高程控制的全面基础,可为研究地壳形变等提供数据。三、四等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必需的高程控制。
水准测量是用沿水准路线逐点向前推进的方式实施。为了测量地面上a、p两点间高差(见图), 先将水准标尺r1竖立在水准点 a 上 ,再将水准标尺r2竖立在一定距离的 b 点上,在a、b之间安置水准仪。依据水准仪的水平视线,在标尺上分别读数,两标尺读数差就是a、b 两点间的高差 hab 。第一站测完后,b点上水准标尺r2保持不动,a点的水准标尺r1移至c点,水准仪移至bc的中间,测得b、c两点间高差hbc,如此继续推进至p点,a、p两点间的高差hap=hab hbc ……。 水准测量首先是选定水准路线和埋设水准标石。水准路线应选在坡度小的交通线上,水准点位置应选在能保证标石稳定,长期保存并便于观测的地点。中国国家水准点上的标石分为基岩水准标石 、 基本水准标石和普通 水准标石 3 种。基岩水准标石埋设在一等水准路线上 , 大约每隔500千米一座,作为研究地壳垂直运动的依据。基本水准标石埋设在一、二等水准路线上,每隔60千米左右一座,用于长期保存水准测量成果和研究地壳垂直运动。普通水准标石埋设在各等水准路线上,每隔2~6千米一座,直接为地形测图和各种工程建设提供高程控制。
精密水准测量必须用带测微器的精密水准仪和膨胀系数小的因瓦水准标尺,以提高读数精度、削弱温度变化对测量结果的影响。仪器至标尺的距离约在35~60米,且距前后标尺的距离基本相等,同时采用完善的观测程序,以削减水准仪残余的微小倾斜带来的影响和大气折光影响。
水准测 量 结 果须按所采用的高程系统加入必要的改正,以求出精确的高程。。 | | shuizhun celiang
水准测量
leveling
用水准仪和水准标尺测定地面两点间高差的方法。它是高程测量的主要方法,用于建立国家水准网,监测地壳垂直运动和人为原因引起的地面沉降,以及建立工程测量所需要的高程控制网。
施测方法 水准测量的实施采取逐点向前推进的方式。例如,为了测量地面点A和B之间的高差(图1水准测量原理示意图),先在A点垂直地安置水准标尺1,于一定距离的□点安置另一水准标尺2,在A□的中间安置水准仪。水准仪照准前、后标尺时,视线保持水平,两标尺的读数差,就是A、□两点间的高差h1。第一站测量完毕后,A点的水准标尺1移至b点,□点的水准标尺 2保持不动,水准仪移至□b的中间,测量□、b两点间的高差h2。如此继续进行,直至水准标尺1或2安置在B点上为止。
为了长期保存水准测量成果,供各种测量工作和科学研究之用,沿水准路线每隔一定的距离须埋设稳固的水准标石。这些埋设标石的点称为水准点。中国国家水准点上的标石分为基岩水准标石、基本水准标石和普通水准标石3种。
基岩水准标石只布设在一等水准路线上,大约每隔500公里一座,作为研究地壳垂直运动的主要依据,它的高程变化直接显示地壳垂直运动。基本水准标石埋设在一、二等水准路线上,大约每隔60公里一座,用于长期保存水准测量成果和研究地壳垂直运动,其型式可以是基岩标石,也可以是混凝土标石。普通水准标石埋设在各等水准路线上,一般每隔2~6公里一座,直接为地形测量和各项工程建设提供高程控制,其结构可以是混凝土标石或岩层标石,也可以是钢管标志或墙脚标志。
要使水准测量获得精密的结果,必须采用现代精密的水准仪和精密水准标尺,并采取完善的测量方法。例如,采用带有测微器的精密水准仪,以提高读数精度;采用温度膨胀系数极小的因瓦水准标尺,以削弱外界温度变化对测量结果的影响;安置水准仪的位置必须与前、后标尺的距离大致相等,以消减水准仪残余的微小倾斜所带来的误差和其他误差;最后,精密水准测量的视线长度限制为35~60米,以消减作为主要误差来源的大气折光影响。
数据处理 由于不同高程处的水准面互不平行,引起了水准测量数据处理的复杂性。如图2 水准面的不平行性示意图,AB和A′B′是通过A和B′的两个水准面,设想由A向B′取两条路线进行水准测量。第一条路线先取道AB,得出测量结果为零,再沿垂线BB′进行水准测量,所得出的高差之和为∑h,也就是垂线BB′的长,这就是B′点超出A点的高。第二条路线先取道AA′,再沿水准面A′B′,得出B′点超出A点的高是AA′。由于AA′不等于BB′,所以水准测量随测量路线的不同,所得的B′点超出A点的高也不同。又设想由A点出发,围绕四边形ABB′A′进行水准测量,又闭合到A点,则水准测量结果∑h=BB′-AA′□0。即水准面的不平行性使闭合环水准测量的高差之和∑h不为零,称为环线闭合差。
由水准测量结果所得到的∑h具有多值性,也就是将一点的高程加上或减去∑h,并不能得到另一点的正确高程。为了解决这个问题,有几种不同的处理方法,从而产生了不同的高程系统,如正高系统、正常高系统等。这两种系统都是在测量结果中加入重力改正,从而使水准测量所得的高差h是单值的。(见彩图水准测量 用水准仪和水准标尺测定两地面点间的高差)
(梁振英)
| | - : leveling surveying, levellig, grading
- n.: Leveling, levelling
| | mensuration | Route Screening | |
| | area leveling | marine leveling | precise leveling | repetition Leveling | river-crossing leveling | geometry Leveling | engineering Leveling | brae Leveling | basis Leveling | earth Leveling | aeroleveling | route leveling | Route Leveling | Pile Leveling | Zongduan area leveling | Grading Leveling class | |
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